(57)【要約】【課題】これまでにない新しい複数のモータの使い方を提案すること。【解決手段】ＥＰＳ３（自動操舵装置１）は、転舵輪１６の転舵を可能にするステアリングホイール１１を含んで構成される操舵機構１０に対して動力を付与する角度制御モータ３３及びトルク制御モータ３４を含んで構成される動力付与機構３０を備えている。こうしたＥＰＳ３は、ステアリングホイール１１の回転角に基づく角度指令値を用いて角度制御モータ３３の駆動を制御するとともに、ステアリングホイール１１に入力される操舵トルクに基づくトルク指令値を用いてトルク制御モータ３４の駆動を制御する制御部３１を備えている。そして、角度制御モータ３３とトルク制御モータ３４とが同時に駆動される状況において、トルク制御モータ３４の付与トルクの最大値は、角度制御モータ３３の付与トルクの最大値と比較して大きくなるように構成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
転舵輪の転舵を可能にするステアリングホイールを含んで構成される操舵機構に対して動力を付与する第１のモータ及び第２のモータを含んで構成される動力付与機構を備える操舵制御装置において、
前記ステアリングホイールの回転角に基づく角度指令値を用いて前記第１のモータの駆動を制御するとともに、前記ステアリングホイールに入力される操舵トルクに基づくトルク指令値を用いて前記第２のモータの駆動を制御する制御部を備え、
前記第１のモータと前記第２のモータとが同時に駆動される状況において、前記トルク指令値を用いて駆動される前記第２のモータが前記操舵機構に対して付与する動力の最大値は、前記角度指令値を用いて駆動される前記第１のモータが前記操舵機構に対して付与する動力の最大値と比較して大きくなるように構成されていることを特徴とする操舵制御装置。
【請求項２】
前記ステアリングホイールの操舵とは独立して車両の走行状態に応じて前記動力を付与するように前記動力付与機構を制御する自動操舵モードを有し、
前記制御部は、前記自動操舵モード中に前記角度指令値を用いて前記第１のモータを駆動させている場合、前記ステアリングホイールに前記操舵トルクが入力される状況で前記トルク指令値を用いて前記第２のモータを駆動させるように構成されている請求項１に記載の操舵制御装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記第１のモータの駆動を制御する第１の制御部と、前記第２のモータの駆動を制御する第２の制御部とを含み、
前記第１の制御部と前記第２の制御部には、それぞれ同一の信号が外部から入力されるように構成されている請求項１又は請求項２に記載の操舵制御装置。
【請求項４】
前記第１の制御部は、外部から入力される信号に基づき前記第２のモータの駆動を制御するための前記トルク指令値を演算して前記第２の制御部に対して伝達するように構成されており、
前記第２の制御部は、前記第２のモータの駆動を制御するための前記トルク指令値を前記第１の制御部から受け取る他、自身でも外部から入力される信号に基づき演算可能に構成されており、前記第１の制御部から受け取った前記トルク指令値について、自身で演算した前記トルク指令値と一致するか否かを判断するように構成されている請求項３に記載の操舵制御装置。
【請求項５】
前記第２の制御部は、前記第１の制御部から受け取った前記トルク指令値について、自身で演算した前記トルク指令値と一致するか否かを判断する際、前記第１の制御部から受け取った前記トルク指令値と自身で演算した前記トルク指令値とが一致しないことを判断する場合、自身で演算した前記トルク指令値が正常であることとして前記第１の制御部が異常であることを判断するように構成されている請求項４に記載の操舵制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、操舵制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両の操舵装置において、操舵機構に対して動力を付与する複数のモータと、各モータを制御するようにした操舵制御装置として特許文献１がある。
特許文献１には、第１モータ及び第１ＥＣＵを組み合わせて構成される第１システムと、第２モータ及び第２ＥＣＵを組み合わせて構成される第２システムとを備えることが開示されている。第１システムにおいて、第１ＥＣＵは、ステアリングホイールの操舵位置と第１モータの位置情報に基づいて位置制御を行うことでトルク指令値を生成する。このトルク指令値は、第１ＥＣＵによって第１システムと第２システムとにそれぞれ分配される。そして、各ＥＣＵは、第１ＥＣＵによって分配されたトルク指令値に基づいて各モータの駆動を制御するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１８２０３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１では、２つのシステムの各モータを使って、共通の操舵機構に対して転舵輪を転舵させる動力を付与するようにしている。こうした２つのシステムの各モータの使い方は、上記特許文献１の使い方に限るものではなく新たな使い方の提案の余地を残している。
【０００５】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、これまでにない新しい複数のモータの使い方を提案することのできる操舵制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決する操舵制御装置は、転舵輪の転舵を可能にするステアリングホイールを含んで構成される操舵機構に対して動力を付与する第１のモータ及び第２のモータを含んで構成される動力付与機構を備えるものである。こうした操舵制御装置は、ステアリングホイールの回転角に基づく角度指令値を用いて第１のモータの駆動を制御するとともに、ステアリングホイールに入力される操舵トルクに基づくトルク指令値を用いて第２のモータの駆動を制御する制御部を備えている。そして、第１のモータと第２のモータとが同時に駆動される状況において、トルク指令値を用いて駆動される第２のモータが操舵機構に対して付与する動力の最大値は、角度指令値を用いて駆動される第１のモータが操舵機構に対して付与する動力の最大値と比較して大きくなるように構成されている。
【０００７】
例えば、ステアリングホイールに入力される操舵トルクに基づくトルク指令値を用いて駆動される第２のモータによっては、ユーザーの意思を操舵機構に動力として反映させることができる。そして、車両の走行中のなかでも障害物の回避等の緊急操舵時においては、ステアリングホイールに入力される操舵トルクに対して大きな動力を操舵機構に付与しなければいけないことが多い。
【０００８】
すなわち、上記構成によれば、第１のモータと第２のモータとが同時に駆動される状況であっても、ステアリングホイールに入力される操舵トルクに対して特に大きな動力を操舵機構に付与しなければいけない場合、ユーザーの意思を操舵機構に動力として好適に反映させることができるようになる。したがって、これまでにない複数のモータの使い方として、車両の走行中のなかで障害物の回避等の緊急操舵時において、第１のモータと第２のモータとが共に駆動されていたとしても第２のモータの構成によってユーザーの意思を好適に優先させるための使い方を提案することができる。
【０００９】
また、上記操舵制御装置は、ステアリングホイールの操舵とは独立して車両の走行状態に応じて動力を付与するように動力付与機構を制御する自動操舵モードを有し、制御部は、自動操舵モード中に角度指令値を用いて第１のモータを駆動させている場合、ステアリングホイールに操舵トルクが入力される状況でトルク指令値を用いて第２のモータを駆動させるように構成されていることが望ましい。
【００１０】
上記構成によれば、自動操舵モード中における車両の走行中のなかでも障害物の回避等の緊急操舵時においては、ユーザーの意思を操舵機構に動力として好適に反映させることができる。
【００１１】
また、上記操舵制御装置において、制御部は、第１のモータの駆動を制御する第１の制御部と、第２のモータの駆動を制御する第２の制御部とを含み、第１の制御部と第２の制御部には、それぞれ同一の信号が外部から入力されるように構成されていることが望ましい。
【００１２】
上記構成によれば、第１の制御部及び第２の制御部の間では、外部から入力される信号に基づく演算の結果等を互いにやりとりすることで互いに異常があるか否かを判断する相互監視を実現することができるようになる。したがって、制御部の機能安全を向上させることができる。
【００１３】
例えば、第１の制御部は、外部から入力される信号に基づき第２のモータの駆動を制御するためのトルク指令値を演算して第２の制御部に対して伝達するように構成されており、第２の制御部は、第２のモータの駆動を制御するためのトルク指令値を第１の制御部から受け取る他、自身でも外部から入力される信号に基づき演算可能に構成されており、第１の制御部から受け取ったトルク指令値について、自身で演算したトルク指令値と一致するか否かを判断するように構成されていてもよい。
【００１４】
上記構成によれば、仮に第１の制御部の異常時、第１の制御部からトルク指令値が伝達されなくなったとしても第２の制御部は、自身で演算したトルク指令値を用いて第２のモータの駆動を制御することができるようになる。その他、第２の制御部には、第１の制御部と同一の信号が入力されているので、角度指令値に基づき第１の制御部の替わりに第１のモータの駆動を制御することもできるようになる。これは、第２の制御部の異常時でも同様であり、この場合には第１の制御部が第２の制御部の替わりに第２のモータの駆動を制御することもできるようになる。したがって、制御部の機能安全をより好適に向上させることができる。
【００１５】
また、例えば、第２の制御部は、第１の制御部から受け取ったトルク指令値について、自身で演算したトルク指令値と一致するか否かを判断する際、第１の制御部から受け取ったトルク指令値と自身で演算したトルク指令値とが一致しないことを判断する場合、自身で演算したトルク指令値が正常であることとして第１の制御部が異常であることを判断するように構成されていてもよい。
【００１６】
上記構成によれば、第２の制御部については、自身で演算したトルク指令値が常に正常である旨の優先順位が設定されていることとなる。そのため、特に第１の制御部の異常時にはその異常の判断を速やかに導き出すことができるようになる。したがって、制御部の機能安全をより好適に向上させることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、これまでにない新しい複数のモータの使い方を提案することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】自動操舵装置についてその概略を示す図。
【図２】自動操舵装置についてその電気的構成を示すブロック図。
【図３】自動操舵装置についてその各ＥＣＵが実行する機能を示すブロック図。
【図４】自動操舵装置に設けられる複数の相対角度センサが検出した２種類の相対回転角度とこれら相対回転角度の角度差とを示すグラフ。
【図５】各制御モータの付与トルク特性を例示するグラフ。
【図６】（ａ）〜（ｃ）は状況毎に第１操舵ＥＣＵ及び第２操舵ＥＣＵの機能を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、操舵制御装置の一実施形態を説明する。
図１に示すように、車両には、運転者のステアリング操作によらずに後述する操舵機構１０に対して動力を付与する自動操舵装置１が搭載されている。自動操舵装置１は、動力を付与する油圧パワーステアリング装置（以下、「ＨＰＳ」という）２及び電動パワーステアリング装置（以下、「ＥＰＳ」という）３を備えている。ＨＰＳ２及びＥＰＳ３は、運転者のステアリング操作に応じて動力として転舵力及び操舵力を付与し、運転者のステアリング操作を補助する。なお、ＥＰＳ３すなわち自動操舵装置１は操舵制御装置の一例である。
【００２０】
操舵機構１０は、運転者により操作されるステアリングホイール１１と、ステアリングホイール１１に固定されるステアリングシャフト１２とを備えている。ステアリングシャフト１２におけるステアリングホイール１１とは反対側の端部には、ピニオンシャフト１３が設けられている。ピニオンシャフト１３に設けられたピニオンギヤ１３ａは、後述する油圧シリンダ２０に収容されるラックシャフト１４に設けられたラックギヤ１４ａに噛み合わされている。ピニオンシャフト１３の回転運動は、ピニオンギヤ１３ａ及びラックギヤ１４ａを介してラックシャフト１４の軸方向の往復直線運動に変換される。当該往復直線運動がラックシャフト１４の両端にそれぞれ連結されたタイロッド１５，１５を介して左右の転舵輪１６，１６にそれぞれ伝達されることにより、これら転舵輪１６，１６の転舵角が変更される。
【００２１】
ラックシャフト１４の周辺には、ＨＰＳ２が設けられている。ＨＰＳ２は、ラックシャフト１４（操舵機構１０）に付与する転舵力の発生源たる油圧シリンダ２０と、油圧シリンダ２０に作動油を供給するポンプ２１と、油圧シリンダ２０への作動油の給排を制御するバルブ装置２２と、ポンプ２１により油圧シリンダ２０に給排される作動油をリザーブ（貯留）するリザーバタンク２３とを備えている。なお、ポンプ２１は、機械駆動であって、車両に搭載されるエンジン（内燃機関）４から駆動力を得る。
【００２２】
円筒状の油圧シリンダ２０は、その内部を２つの油圧室２０ａに区画するピストン２４を備えている。ピストン２４は、ラックシャフト１４の軸方向に移動可能にラックシャフト１４に一体に固定されている。
【００２３】
バルブ装置２２には、作動油を供給又は排出するポート２５が設けられている。ポート２５は、油路２６を介してポンプ２１の吐出口、リザーバタンク２３、各油圧室２０ａに接続されている。ポンプ２１の吸入口は、接続管２７を介してリザーバタンク２３に接続されている。
【００２４】
ＨＰＳ２において、ポンプ２１によりリザーバタンク２３から吸い上げられた作動油は、油路２６や接続管２７を介してバルブ装置２２に供給される。バルブ装置２２に供給された作動油は、運転者のステアリング操作に応じて、油路２６を介して油圧室２０ａに供給されたり油圧室２０ａから排出されたりする。これにより、一方の油圧室２０ａには作動油が充填されて加圧され、他方の油圧室２０ａからは作動油が排出されて減圧される。なお、油圧室２０ａから排出される作動油は、リザーバタンク２３へと戻される。その結果、各油圧室２０ａの間に油圧差が発生し、この油圧差に基づいてピストン２４とともにラックシャフト１４が軸方向に移動することで、運転者のステアリング操作が補助される。
【００２５】
ステアリングホイール１１が固定されたステアリングシャフト１２の途中には、ＥＰＳ３が設けられている。ＥＰＳ３は、ステアリングシャフト１２（操舵機構１０）に付与する操舵力の発生源たる動力付与機構３０と、動力付与機構３０の動作を制御する制御部３１と、トルクセンサ３２とを備えている。
【００２６】
動力付与機構３０は、ステアリングシャフト１２に操舵力を付与する角度制御モータ３３及びトルク制御モータ３４を備えている。角度制御モータ３３及びトルク制御モータ３４には、制御部３１が接続されている。角度制御モータ３３は、第１減速機３３ａを介してステアリングシャフト１２に連結されている。トルク制御モータ３４は、第１減速機３３ａと比較して減速比を大きくした第２減速機３４ａを介してステアリングシャフト１２に連結されている。なお、角度制御モータ３３は第１のモータの一例である。また、トルク制御モータ３４は第２のモータの一例である。
【００２７】
具体的に、角度制御モータ３３の回転軸には、第１プーリ３５が固定されている。第１プーリ３５の外周には、歯が等間隔に設けられている。第１プーリ３５の歯数は、例えば４５である。トルク制御モータ３４の回転軸には、第２プーリ３６が固定されている。第２プーリ３６の外周には、歯が等間隔に設けられている。第２プーリ３６の歯数は、第１プーリ３５の歯数よりも少なく設定されている。第２プーリ３６の歯数は、例えば４３である。ステアリングシャフト１２の中間部には、第３プーリ３７が固定されている。第３プーリ３７の外周には、歯が等間隔に設けられている。第３プーリ３７の歯数は、例えば１３３である。
【００２８】
第１プーリ３５と第３プーリ３７との間には、第１ベルト３８が巻き掛けられている。第１プーリ３５と第３プーリ３７と第１ベルト３８とが第１減速機３３ａとして機能する。角度制御モータ３３の駆動力は、第１減速機３３ａを介してステアリングシャフト１２に付与される。
【００２９】
第２プーリ３６と第３プーリ３７との間には、第２ベルト３９が巻き掛けられている。第２プーリ３６と第３プーリ３７と第２ベルト３９とが第２減速機３４ａとして機能する。トルク制御モータ３４の駆動力は、第２減速機３４ａを介してステアリングシャフト１２に付与される。
【００３０】
角度制御モータ３３には、角度制御モータ３３の回転軸の回転角度である第１相対回転角度θ１を検出する第１相対角度センサ３３ｂが設けられている。また、トルク制御モータ３４には、トルク制御モータ３４の回転軸の回転角度である第２相対回転角度θ２を検出する第２相対角度センサ３４ｂが設けられている。第１相対角度センサ３３ｂ及び第２相対角度センサ３４ｂは、制御部３１に接続されている。第１相対角度センサ３３ｂ及び第２相対角度センサ３４ｂとしては、それぞれＭＲセンサが採用されている。ＭＲセンサは、回転軸の回転に応じてｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号の２つのアナログ信号を生成する。
【００３１】
ステアリングシャフト１２において、第３プーリ３７とステアリングホイール１１との間には、トルクセンサ３２が設けられている。トルクセンサ３２は、ステアリングシャフト１２に付与される操舵トルクを検出する。トルクセンサ３２は、制御部３１に接続されている。
【００３２】
制御部３１には、車載される自動操舵ＥＣＵ４０が接続されている。自動操舵ＥＣＵ４０は、運転者のステアリング操作とは独立してステアリングシャフト１２に操舵力を付与し、車両の走行状態に応じてステアリングホイール１１の回転角である操舵角を自動的に変化させる自動操舵の制御を制御部３１に対して指示するものである。
【００３３】
次に、自動操舵装置１（ＥＰＳ３）の電気的構成について説明する。
図２に示すように、制御部３１は、第１操舵ＥＣＵ４１と第２操舵ＥＣＵ４２の２つのＥＣＵを備えている。第１操舵ＥＣＵ４１はメモリ４１ａを有しているとともに、第２操舵ＥＣＵ４２はメモリ４２ａを有している。第１操舵ＥＣＵ４１には、制御対象として角度制御モータ３３が接続されている。第２操舵ＥＣＵ４２には、制御対象としてトルク制御モータ３４が接続されている。なお、図２中、二点鎖線で示すように、第１操舵ＥＣＵ４１は、第２操舵ＥＣＵ４２に異常がある場合にはトルク制御モータ３４を制御対象とすることができるようにも構成されている。同じく二点鎖線で示すように、第２操舵ＥＣＵ４２は、第１操舵ＥＣＵ４１に異常がある場合には角度制御モータ３３を制御対象とすることができるようにも構成されている。なお、第１操舵ＥＣＵ４１は第１の制御部の一例である。また、第２操舵ＥＣＵ４２は第２の制御部の一例である。
【００３４】
また、各操舵ＥＣＵ４１，４２には、それぞれ自動操舵ＥＣＵ４０が接続されている。自動操舵ＥＣＵ４０には、車両の走行状態を示す車両情報θｃｏｎが入力される。車両情報θｃｏｎは、カーナビ等のＧＰＳや車速センサや車載センサ（カメラ、距離センサ、レーザー等）や車路間通信により認識される車両の周辺環境を含む車両の走行状態を示す各種情報である。自動操舵ＥＣＵ４０は、車両情報θｃｏｎに基づき生成する自動操舵の制御に用いる角度指令値θｓ＊を各操舵ＥＣＵ４１，４２のそれぞれに対して出力する。
【００３５】
また、各操舵ＥＣＵ４１，４２には、それぞれトルクセンサ３２が接続されている。トルクセンサ３２は、ステアリングシャフト１２に付与される操舵トルクτを各操舵ＥＣＵ４１，４２のそれぞれに対して出力する。また、各操舵ＥＣＵ４１，４２には、それぞれ第１相対角度センサ３３ｂが接続されている。第１相対角度センサ３３ｂは、第１相対角度を各操舵ＥＣＵ４１，４２のそれぞれに対して出力する。ここでは、説明の便宜上、第１相対角度センサ３３ｂの出力に「θ１」を付している。また、各操舵ＥＣＵ４１，４２には、それぞれ第２相対角度センサ３４ｂが接続されている。第２相対角度センサ３４ｂは、第２相対角度を各操舵ＥＣＵ４１，４２のそれぞれに対して出力する。ここでは、説明の便宜上、第２相対角度センサ３４ｂの出力に「θ２」を付している。
【００３６】
なお、各操舵ＥＣＵ４１，４２には、それぞれ図示しない切替スイッチが接続されている。切替スイッチは、運転者により操作され、各操舵ＥＣＵ４１，４２が自動操舵の制御を実行する自動操舵モードを設定するか否かの切り替えを指示するものである。本実施形態において、各操舵ＥＣＵ４１，４２は、自動操舵モードの設定が指示される間、自動操舵に関わる自動操舵制御を実行し、運転者によるステアリング操作の介入操作があれば自動操舵制御と並行してステアリング操作を補助する介入操舵制御を実行する。また、各操舵ＥＣＵ４１，４２は、自動操舵モードの設定が指示されない間（設定しないことが指示される間）、自動操舵制御を実行しないで、ステアリング操作を補助するＥＰＳ制御を実行する。この場合、各操舵ＥＣＵ４１，４２は、自動操舵ＥＣＵ４０が出力する角度指令値θｓ＊を無効にしたり入力しないようにしたりすればよい。
【００３７】
次に、各操舵ＥＣＵ４１，４２の機能について詳しく説明する。
図３に示すように、まず自動操舵ＥＣＵ４０は、車両情報θｃｏｎに基づき最適な角度指令値θｓ＊を生成する目標操舵角演算を所定周期毎に実行する。そして、自動操舵ＥＣＵ４０は、生成した角度指令値θｓ＊を各操舵ＥＣＵ４１，４２のそれぞれに所定周期毎に出力する。角度指令値θｓ＊に基づいては、第１操舵ＥＣＵ４１が角度制御モータ３３の動作を制御してモータ駆動させる。
【００３８】
具体的に、第１操舵ＥＣＵ４１は、角度指令値θｓ＊が自動操舵ＥＣＵ４０から入力される毎に当該角度指令値θｓ＊に基づき角度制御モータ３３に出力させるべきモータトルクを示す操舵力（自動操舵トルク）の目標値として自動操舵トルク指令値Ｔθ＊を生成する自動操舵トルク演算を実行する。なお、自動操舵トルク指令値Ｔθ＊は、角度制御モータ３３に供給する電流値を示している。自動操舵装置１では、角度制御モータ３３に供給可能な電流の最大値が予め定められている。
【００３９】
自動操舵トルク演算において、第１操舵ＥＣＵ４１は、ステアリングシャフト１２の実際の回転角度（以下、「絶対回転角度」という）が角度指令値θｓ＊と一致するように自動操舵トルク指令値Ｔθ＊を生成する。
【００４０】
第１操舵ＥＣＵ４１が実行する自動操舵トルク演算は、第２操舵ＥＣＵ４２においても同様にして実行される。なお、第２操舵ＥＣＵ４２が実行する自動操舵トルク演算では、第１操舵ＥＣＵ４１の場合と同一の角度指令値θｓ＊と同一のステアリングシャフト１２の絶対回転角度とを用いているので、自動操舵装置１に異常が発生していなければ第１操舵ＥＣＵ４１の場合と同一の自動操舵トルク指令値Ｔθ＊が生成されるはずである。
【００４１】
ここで、図４を参照して、各操舵ＥＣＵ４１，４２によるステアリングシャフト１２の絶対回転角度の算出を説明する。
各操舵ＥＣＵ４１，４２は、第１相対角度センサ３３ｂから取得される２つのアナログ信号からアークタンジェントを求めることにより第１相対回転角度θ１を算出する。各操舵ＥＣＵ４１，４２は、第２相対角度センサ３４ｂから取得される２つのアナログ信号からアークタンジェントを求めることにより第２相対回転角度θ２を算出する。
【００４２】
図４に示したグラフの縦軸は第１相対回転角度θ１と第２相対回転角度θ２とを示し、横軸はステアリングシャフト１２の多回転の絶対回転角度を示している。破線は第１相対回転角度θ１の遷移を示し、実線は第２相対回転角度θ２の遷移を示している。なお、第１相対角度センサ３３ｂ及び第２相対角度センサ３４ｂの出力信号はそれぞれ軸倍角１倍である。そして、角度制御モータ３３とトルク制御モータ３４との減速比の違いにより、破線の波形の位相及び実践の波形の位相が回転とともにずれていく。第１相対回転角度θ１と第２相対回転角度θ２とは、それぞれＭＲセンサの検出範囲の回転角度（０°〜３６０°）である。すなわち、第１相対回転角度θ１及び第２相対回転角度θ２のそれぞれからでは、ステアリングシャフト１２の多回転の回転角度である絶対回転角度を算出することができない。
【００４３】
そこで、各操舵ＥＣＵ４１，４２は、第１相対回転角度θ１と第２相対回転角度θ２との角度差（｜θ１−θ２｜）を算出する。図４のグラフの太線が角度差を示している。図４に示すように、絶対回転角度が大きくなるほど、角度差（｜θ１−θ２｜）が絶対回転角度に比例して大きくなる。このため、各操舵ＥＣＵ４１，４２は、角度差（｜θ１−θ２｜）に対する絶対回転角度を予め把握していることで、角度差（｜θ１−θ２｜）から絶対回転角度を算出することができる。各操舵ＥＣＵ４１，４２における各メモリ４１ａ，４２ａには、角度差（｜θ１−θ２｜）に対する絶対回転角度が予め記憶されている。
【００４４】
なお、各操舵ＥＣＵ４１，４２は、イグニッション信号が入力されると、ステアリングホイール１１の回転角度（絶対回転角度）を算出する。各操舵ＥＣＵ４１，４２は、第１相対角度センサ３３ｂ及び第２相対角度センサ３４ｂから得られる第１相対回転角度θ１と第２相対回転角度θ２とを使用して絶対回転角度を算出する。
【００４５】
また、トルクセンサ３２は、操舵トルクτを各操舵ＥＣＵ４１，４２のそれぞれに所定周期毎に出力する。操舵トルクτに基づいては、第２操舵ＥＣＵ４２がトルク制御モータ３４の動作を制御してモータ駆動させる。ただし、本実施形態において、第２操舵ＥＣＵ４２がトルク制御モータ３４の動作を制御する際に用いるトルク指令値Ｔτ＊は、第１操舵ＥＣＵ４１が生成して第２操舵ＥＣＵ４２に対して出力（伝達）するようになっている。
【００４６】
具体的に、第１操舵ＥＣＵ４１は、操舵トルクτがトルクセンサ３２から入力される毎に当該操舵トルクτに基づきトルク制御モータ３４に出力させるべきモータトルクを示す操舵力（アシストトルク）の目標値としてトルク指令値Ｔτ＊を生成するアシストトルク演算を実行する。なお、トルク指令値Ｔτ＊は、トルク制御モータ３４に供給する電流値を示している。自動操舵装置１では、トルク制御モータ３４に供給可能な電流の最大値が予め定められている。
【００４７】
本実施形態では、トルク制御モータ３４に供給する電流の最大値が角度制御モータ３３に供給する電流の最大値と同一に設定されている。ただし、トルク制御モータ３４（第２減速機３４ａ）の減速比が角度制御モータ３３（第１減速機３３ａ）の減速比と比較して大きく設定されている。
【００４８】
そのため、図５に示すように、各トルク指令値Ｔθ＊，Ｔτ＊（供給する電流）の最大値が同一に設定されていたとしても、トルク制御モータ３４では、角度制御モータ３３がステアリングシャフト１２に付与する操舵力と比較して減速比が大きい分だけステアリングシャフト１２に大きい操舵力を付与することができる。すなわち、トルク制御モータ３４（付与トルク大）は、角度制御モータ３３（付与トルク小）と比較してステアリングシャフト１２に付与する操舵力（以下、「付与トルク」という）の最大値が大きくなるように構成されている。
【００４９】
図５に示したグラフの縦軸は角度制御モータ３３の付与トルクの最大値（Ｔθｍａｘ）とトルク制御モータ３４の付与トルクの最大値（Ｔτｍａｘ）とを示し、横軸は経過時間を示している。斜線で強調した部分は角度制御モータ３３の付与トルク（Ｔθ）の範囲を示している。すなわち、同図に示すように、トルク制御モータ３４の付与トルクの最大値（Ｔτｍａｘ）は、角度制御モータ３３の付与トルクの最大値（Ｔθｍａｘ）と比較して常に大きくなるように構成されている。
【００５０】
また、同図に示すように、第１操舵ＥＣＵ４１は、図示しないバッテリの蓄電状態等に基づく車両状態（状態Ａ、状態Ｂ、状態Ｃ）に応じて各制御モータ３３，３４に供給する電流の最大値を変動させるようになっている。この場合であっても、トルク制御モータ３４の付与トルクの最大値（Ｔτｍａｘ）は、角度制御モータ３３の付与トルクの最大値（Ｔθｍａｘ）と比較して常に大きくなるように構成されている。
【００５１】
第１操舵ＥＣＵ４１が実行するアシストトルク演算は、第２操舵ＥＣＵ４２においても同様にして実行される。なお、第２操舵ＥＣＵ４２が実行するアシストトルク演算では、第１操舵ＥＣＵ４１の場合と同一の操舵トルクτを用いているので、自動操舵装置１に異常が発生していなければ第１操舵ＥＣＵ４１の場合と同一のトルク指令値Ｔτ＊が生成されるはずである。
【００５２】
そして、第１操舵ＥＣＵ４１は、角度指令値θｓ＊を用いて当該角度指令値θｓ＊にステアリングシャフト１２の実際の回転角度（絶対回転角度）を一致させるように、角度制御モータ３３のモータ駆動を制御する。第１操舵ＥＣＵ４１は、自動操舵トルク指令値Ｔθ＊のモータトルク（付与トルク小）を出力させるように、角度制御モータ３３のモータ駆動を制御する。角度制御モータ３３の回転制御によってステアリングシャフト１２の回転速度及び回転角度（絶対回転角度）が制御される。
【００５３】
また、第２操舵ＥＣＵ４２は、トルク指令値Ｔτ＊を用いて当該トルク指令値Ｔτ＊のモータトルク（付与トルク大）を出力させるように、トルク制御モータ３４のモータ駆動を制御する。トルク制御モータ３４の回転制御によって運転者のステアリング操作が補助される。
【００５４】
なお、本実施形態の各制御モータ３３，３４の出力には、ＨＰＳ２によってラックシャフト１４に付与される転舵力も上乗せされている。すなわち、各制御モータ３３，３４の出力は、ＨＰＳ２の転舵力によって引き上げられ（ブーストされ）ており、各制御モータ３３，３４の負担が低減されているとともに各トルク指令値Ｔθ＊，Ｔτ＊に対する追従性が向上されている。
【００５５】
また、第１操舵ＥＣＵ４１には、第２操舵ＥＣＵ４２から自動操舵トルク演算の結果（自動操舵トルク指令値Ｔθ＊）が入力される（図３中、破線で示す）。そして、第１操舵ＥＣＵ４１は、自身の自動操舵トルク演算の結果と第２操舵ＥＣＵ４２から入力される（受け取った）自動操舵トルク指令値Ｔθ＊とを比較し、一致する場合に第２操舵ＥＣＵ４２が正常であることを判断するとともに、一致しない場合に第２操舵ＥＣＵ４２が異常であることを判断する第２操舵ＥＣＵ４２の監視制御を実行する。第１操舵ＥＣＵ４１は、第２操舵ＥＣＵ４２が異常であることを判断する場合、第２操舵ＥＣＵ４２に対して動作（トルク制御モータ３４の駆動の制御）の停止を指示する。なお、第２操舵ＥＣＵ４２は、動作の停止が指示されると、以後の動作を停止して一切の制御を実行しないようになる。
【００５６】
一方、第２操舵ＥＣＵ４２は、自身のアシストトルク演算の結果と第１操舵ＥＣＵ４１から入力される（受け取った）トルク指令値Ｔτ＊とを比較し、一致する場合に第１操舵ＥＣＵ４１が正常であることを判断するとともに、一致しない場合に第１操舵ＥＣＵ４１が異常であることを判断する第１操舵ＥＣＵ４１の監視制御を実行する。第２操舵ＥＣＵ４２は、第１操舵ＥＣＵ４１が異常であることを判断する場合、第１操舵ＥＣＵ４１に対して動作（角度制御モータ３３の駆動の制御）の停止を指示する。なお、第１操舵ＥＣＵ４１は、動作の停止が指示されると、以後の動作を停止して一切の制御を実行しないようになる。
【００５７】
このように各操舵ＥＣＵ４１，４２は、それぞれ入力される角度指令値θｓ＊、操舵トルクτ、第１相対回転角度θ１、第２相対回転角度θ２に基づき同一の演算を実行するように構成されている。そして、各操舵ＥＣＵ４１，４２は、自身が主になって実行する制御に関わる演算（第１操舵ＥＣＵ４１であれば角度制御モータ３３に関わる自動操舵トルク演算、第２操舵ＥＣＵ４２であればトルク制御モータ３４に関わるアシストトルク演算）について、自身の演算が常に正常である旨の優先順位を設定した監視制御を実行する。このように設定した優先順位に基づき、互いに互いを監視する相互監視が実現されている。
【００５８】
以上に説明した本実施形態によれば、以下に示す作用及び効果を奏する。
（１）例えば、ステアリングホイール１１に入力される操舵トルクに基づくトルク指令値Ｔτ＊を用いて駆動されるトルク制御モータ３４によっては、ユーザーの意思を操舵機構１０に操舵力として反映させることができる。そして、自動操舵モード中における車両の走行中のなかでも障害物の回避等の緊急操舵時においては、ステアリングホイール１１に入力される操舵トルクに対して大きな付与トルクを必要とすることが多い。
【００５９】
その点、本実施形態では、角度制御モータ３３とトルク制御モータ３４とが同時に駆動される状況、すなわち自動操舵モード中であっても、ステアリングホイール１１に入力される操舵トルクに対して特に大きな付与トルクを必要とする場合、ユーザーの意思を操舵機構１０に操舵力として好適に反映させることができるようになる。したがって、これまでにない複数のモータの使い方として、自動操舵モード中における車両の走行中のなかで障害物の回避等の緊急操舵時において、角度制御モータ３３とトルク制御モータ３４とが共に駆動されていたとしてもトルク制御モータ３４の構成によってユーザーの意思を好適に優先させるための使い方を提案することができる。
【００６０】
（２）各操舵ＥＣＵ４１，４２には、それぞれ角度指令値θｓ＊、操舵トルクτ、第１相対回転角度θ１、第２相対回転角度θ２が入力されるようにしている。そして、各操舵ＥＣＵ４１，４２の間では、自動操舵トルク演算の結果（自動操舵トルク指令値Ｔθ＊）及びアシストトルク演算の結果（トルク指令値Ｔτ＊）を互いにやりとりすることで互いに異常があるか否かを判断する相互監視を実現するようにしている。したがって、各操舵ＥＣＵ４１，４２の機能安全を向上させることができる。
【００６１】
（３）第１操舵ＥＣＵ４１は、トルクセンサ３２から入力される操舵トルクτに基づきトルク制御モータ３４の駆動を制御するためのトルク指令値Ｔτ＊を演算して第２操舵ＥＣＵ４２に対して伝達するように構成されている。そして、第２操舵ＥＣＵ４２は、トルク制御モータ３４を制御するためのトルク指令値Ｔτ＊を第１操舵ＥＣＵ４１から受け取る他、自身でもトルクセンサ３２から入力される操舵トルクτに基づき演算することで、第１操舵ＥＣＵ４１の監視制御を実行する。
【００６２】
すなわち、仮に第１操舵ＥＣＵ４１の異常時、第１操舵ＥＣＵ４１からトルク指令値Ｔτ＊が伝達されなくなったとしても第２操舵ＥＣＵ４２は、自身で演算したトルク指令値Ｔτ＊を用いてトルク制御モータ３４の駆動を制御することができるようになる。その他、第２操舵ＥＣＵ４２には、第１操舵ＥＣＵ４１と同一の信号が入力されているので、角度指令値θｓ＊に基づき第１操舵ＥＣＵ４１の替わりに角度制御モータ３３の駆動を制御することもできる。これは、第２操舵ＥＣＵ４２の異常時でも同様であり、この場合には第１操舵ＥＣＵ４１が第２操舵ＥＣＵ４２の替わりにトルク制御モータ３４の駆動を制御することもできる。
【００６３】
ここで、図６（ａ）〜（ｃ）を参照して、状況毎における各操舵ＥＣＵ４１，４２の機能を説明する。
図６（ａ）に示すように、第１操舵ＥＣＵ４１は、各操舵ＥＣＵ４１，４２が共に正常で異常がない場合、自動操舵制御と第２操舵ＥＣＵ監視とを実行するように機能する。また、第２操舵ＥＣＵ４２は、各操舵ＥＣＵ４１，４２が共に正常で異常がない場合、ＥＰＳ制御と介入操舵制御と第１操舵ＥＣＵ監視とを実行するように機能する。なお、第２操舵ＥＣＵ監視は、第１操舵ＥＣＵ４１が実行する第２操舵ＥＣＵ４２の監視制御のことである。第１操舵ＥＣＵ監視は、第２操舵ＥＣＵ４２が実行する第１操舵ＥＣＵ４１の監視制御のことである。
【００６４】
図６（ｂ）に示すように、第１操舵ＥＣＵ４１に異常があって（第１操舵ＥＣＵ故障）、第２操舵ＥＣＵ４２が正常で異常がない場合、第１操舵ＥＣＵ４１は機能しなくなる。この場合、第２操舵ＥＣＵ４２は、自動操舵制御とＥＰＳ制御と介入操舵制御とを実行するように機能する。この場合であっても、第２操舵ＥＣＵ４２は、角度指令値θｓ＊に基づき自動操舵トルク演算によって自動操舵トルク指令値Ｔθ＊を算出しているので、角度指令値θｓ＊に基づき角度制御モータ３３の駆動を制御することができる。また、第２操舵ＥＣＵ４２は、操舵トルクτに基づきアシストトルク演算によってトルク指令値Ｔτ＊を算出しているので、トルク指令値Ｔτ＊に基づきトルク制御モータ３４の駆動を制御することができる。これにより、第２操舵ＥＣＵ４２は、第１操舵ＥＣＵ４１が実行していた機能を冗長化することができる。
【００６５】
一方、図６（ｃ）に示すように、第２操舵ＥＣＵ４２に異常があって（第２操舵ＥＣＵ故障）、第１操舵ＥＣＵ４１が正常で異常がない場合、第２操舵ＥＣＵ４２は機能しなくなる。この場合、第１操舵ＥＣＵ４１は、自動操舵制御とＥＰＳ制御と介入操舵制御とを実行するように機能する。この場合であっても、第１操舵ＥＣＵ４１は、操舵トルクτに基づきアシストトルク演算によってトルク指令値Ｔτ＊を算出しているので、操舵トルクτに基づきトルク制御モータ３４の駆動を制御することができる。これにより、第１操舵ＥＣＵ４１は、第２操舵ＥＣＵ４２が実行していた機能を冗長化することができる。
【００６６】
したがって、各操舵ＥＣＵ４１，４２の機能安全をより好適に向上させることができる。
（４）第２操舵ＥＣＵ４２では、少なくとも自身で算出したトルク指令値Ｔτ＊が常に正常である旨の優先順位を設定した監視制御が実行されるようにしている。なお、第１操舵ＥＣＵ４１では、少なくとも自身で算出した自動操舵トルク指令値Ｔθ＊が常に正常である旨の優先順位を設定した監視制御が実行されるようにしている。そのため、各操舵ＥＣＵ４１，４２の異常時にはその異常の判断を速やかに導き出すことができるようになる。したがって、各操舵ＥＣＵ４１，４２の機能安全をより好適に向上させることができる。
【００６７】
なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することもできる。
・各操舵ＥＣＵ４１，４２では、相互監視を実現していたが第２操舵ＥＣＵ４２による第１操舵ＥＣＵ４１の監視が少なくとも実現されていればよい。この場合、第２操舵ＥＣＵ４２の監視については、第２操舵ＥＣＵ４２の自己判定（セルフチェック）に委ねればよい。
【００６８】
・各操舵ＥＣＵ４１，４２の監視において、正常である旨の優先順位は、各操舵ＥＣＵ４１，４２のいずれかのみに設定してもよい。この場合であっても、上記効果（４）に準じた効果を得ることができる。
【００６９】
・第２操舵ＥＣＵ４２は、トルク制御モータ３４の駆動を制御する場合、自身で算出したトルク指令値Ｔτ＊を用いるように構成してもよい。また、第１操舵ＥＣＵ４１は、角度制御モータ３３の駆動を制御する場合、第２操舵ＥＣＵ４２から入力される自動操舵トルク指令値Ｔθ＊を用いるように構成してもよい。また、各操舵ＥＣＵ４１，４２は、制御部３１として一つのＥＣＵとして構成されていてもよい。
【００７０】
・各操舵ＥＣＵ４１，４２には、制御に必要な信号のみ入力されるように構成されていてもよい。この場合には、例えば、第１操舵ＥＣＵ４１のみにしか入力されない信号については、第１操舵ＥＣＵ４１を介して第２操舵ＥＣＵ４２に入力されるように構成することで相互監視についても実現することができる。
【００７１】
・上記実施形態は、自動操舵モードの設定が指示されている間に介入操作があった場合、自動操舵制御を中断又は停止させて自動操舵モードの設定が指示されない状態、すなわちＥＰＳ制御に切り替えるようにした自動操舵装置１に適用してもよい。これにより、自動操舵制御からＥＰＳ制御への切り替え時には、減速比の大きいトルク制御モータ３４が駆動されることによって介入操作が優先されるように構成することができる。したがって、自動操舵制御からＥＰＳ制御への切り替え時には、切り替えが正常に行われず角度制御モータ３３が駆動されてしまうことがあったとしてもユーザーの意思を操舵機構１０に操舵力として好適に反映させることができる。
【００７２】
・トルク制御モータ３４については、角度制御モータ３３と比較して供給可能な電流の最大値が大きくなるように設定したり、角度制御モータ３３と比較して巻線の巻数を増やしたりして、角度制御モータ３３と比較してモータ自体の出力が大きくなるようにしてもよい。この場合、トルク制御モータ３４は、第２減速機３４ａの減速比が第１減速機３３ａの減速比と同一であったとしても、角度制御モータ３３と比較して付与トルクの最大値（この場合には、モータ自体の最大出力）が大きくなる。なお、本変形例では、仮に第２減速機３４ａの減速比と第１減速機３３ａの減速比とを同一にする場合、ステアリングシャフト１２に当該ステアリングシャフト１２の絶対回転角度を検出可能な舵角センサを別途設ける等すればよい。
【００７３】
・第１相対角度センサ３３ｂ及び第２相対角度センサ３４ｂとしてＭＲセンサを用いたが、ホールセンサを用いてもよく、レゾルバを用いてもよい。
・角度制御モータ３３及びトルク制御モータ３４をそれぞれベルトに代えてギヤを介してステアリングシャフト１２に連結してもよい。
【００７４】
・第１プーリ３５の歯数、第２プーリ３６の歯数、第３プーリ３７の歯数は、減速比の大小関係が維持されれば、任意に設定可能である。
・動力付与機構３０には、角度制御モータ３３とトルク制御モータ３４とが少なくともそれぞれ一つずつ設けられていればよく、角度制御モータ３３を２個以上設けるようにしたりトルク制御モータ３４を２個以上設けるようにしたりしてもよい。この場合、角度制御モータ３３及びトルク制御モータ３４のうち少なくとも２個のモータの回転角度差から絶対回転角度を算出すればよい。
【００７５】
・各制御モータ３３，３４の設ける位置を変更することで、ピニオンシャフト１３の回転角度を算出するようにしてもよい。
・上記実施形態において、ＨＰＳ２は、例えば、ボールスクリュー式の油圧パワーステアリング装置等、その仕様を変更してもよい。その他、ラックシャフト１４（操舵機構１０）に付与する転舵力の発生源は、電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）とするようにしてもよい。こうした電動パワーステアリング装置には、ラックシャフト１４に転舵力を付与するラック型の電動パワーステアリング装置を採用すればよい。
【００７６】
・上記実施形態は、自動操舵モードを有していない操舵装置にも適用可能である。この場合、角度制御モータ３３は、例えば、横滑り防止装置（ビークル・スタビリティ・コントロール）でステアリングシャフト１２に動力を付与するのに用いられたりする。
【００７７】
・上記実施形態は、例えば、ステアバイワイヤ式の操舵装置にも適用可能である。この場合、ＨＰＳ２には、電気的に制御する仕様に変更したバルブ装置２２を設けるようにすればよい。このバルブ装置２２は、角度指令値θｓ＊を用いて第１操舵ＥＣＵ４１によって制御されればよい。なお、第１操舵ＥＣＵ４１は、軸方向の往復直線運動によって左右の転舵輪１６，１６を転舵させる転舵軸（上記実施形態のラックシャフト１４相当）の位置（又は移動量）が角度指令値θｓ＊に基づき算出される転舵軸の位置（又は移動量）と一致するようにバルブ装置２２（各油圧室２０ａの油圧差）を制御すればよい。この場合、角度制御モータ３３（動力付与機構３０）は、自動操舵中に転舵輪１６，１６の転舵に応じてステアリングホイール１１が回転するようにステアリングシャフト１２（操舵機構１０）に動力（操舵力）を付与するように機能する。また、トルク制御モータ３４（動力付与機構３０）は、自動操舵中にステアリングシャフト１２に付与される操舵トルクに応じてステアリングホイール１１に負荷が生じるようにステアリングシャフト１２（操舵機構１０）に動力（反力）を付与するように機能する。その他、ラックシャフト１４（操舵機構１０）に付与する転舵力の発生源は、上記実施形態や上記変形例のように、電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）とするようにしてもよい。こうした電動パワーステアリング装置として、転舵軸に転舵力を付与するタイプの電動パワーステアリング装置を採用すればよい。なお、本変形例は、上述の他の変形例と組み合わせて適用してもよい。
【符号の説明】
【００７８】
１…自動操舵装置、３…電動パワーステアリング装置、１０…操舵機構、１１…ステアリングホイール、１２…ステアリングシャフト、１６…転舵輪、３０…動力付与機構、３１…制御部、３２…トルクセンサ、３３…角度制御モータ、３４…トルク制御モータ、４０…自動操舵ＥＣＵ、４１…第１操舵ＥＣＵ、４２…第２操舵ＥＣＵ、θｓ＊…角度指令値、Ｔτ＊…トルク指令値、Ｔθｍａｘ，Ｔτｍａｘ…付与トルクの最大値。
【図１】
2017100673.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2017100673.tif 000006
【図５】
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【図６】
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