(57)【要約】【課題】クラッチの制御を好適に行うことができる操舵装置を提供する。【解決手段】操舵装置は、ステアリングホイール１０およびステアリングシャフト１１を有する操舵機構と、ラック軸１３を介して転舵を行う転舵機構と、操舵機構と転舵機構とを機械的に断続するクラッチ５０と、クラッチ５０の駆動を制御するＥＣＵ４０とを備える。操舵装置は、ステアリングシャフト１１の回転角度を検出する第１相対角度センサ２１と、ピニオンシャフト１２の回転角度を検出する第２相対角度センサ２２とを備える。ＥＣＵ４０は、第１相対角度センサ２１を通じてステアリングシャフト１１の回転角度である第１相対回転角度を算出し、第２相対角度センサ２２を通じてピニオンシャフト１２の回転角度である第２相対回転角度を算出する。ＥＣＵ４０は、第１相対回転角度と第２相対回転角度とに基づいてクラッチ５０の断続を制御する。【選択図】図１
2017019442.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリングホイールおよび前記ステアリングホイールに固定されるステアリングシャフトを有する操舵機構と、
ラック軸を介して転舵を行う転舵機構と、
前記ステアリングシャフトに設けられ、前記操舵機構と前記転舵機構とを機械的に断続するクラッチと、
前記クラッチの駆動を制御する制御部と、を備える操舵装置であって、
前記ステアリングシャフトの前記クラッチよりも前記ステアリングホイール側の部分である第１回転軸の回転角度を検出する第１角度検出部と、
前記ステアリングシャフトの前記クラッチよりも前記ラック軸側の部分である第２回転軸の回転角度を検出する第２角度検出部と、を備え、
前記制御部は、前記第１角度検出部を通じて前記第１回転軸の回転角度である第１回転角度を算出し、前記第２角度検出部を通じて前記第２回転軸の回転角度である第２回転角度を算出して、前記第１回転角度と前記第２回転角度とに基づいて前記クラッチの断続を制御する
操舵装置。
【請求項２】
前記第１角度検出部は、前記第１回転軸の相対回転角度を検出する第１相対角度センサと、
前記第１回転軸に減速機を介して連結されるとともに、操舵に対する反力を前記第１回転軸に付与する反力モータの相対回転角度を検出する第３相対角度センサと、を備え、
前記制御部は、前記第１相対角度センサを通じて前記第１回転軸の相対回転角度である第１相対回転角度を算出し、前記第３相対角度センサを通じて前記反力モータの相対回転角度である第３相対回転角度を算出し、前記第１相対回転角度と前記第３相対回転角度とに基づいて前記第１回転軸の絶対回転角度を算出する
請求項１に記載の操舵装置。
【請求項３】
前記反力モータは、ベルトを介して前記第１回転軸に動力伝達可能に連結される
請求項２に記載の操舵装置。
【請求項４】
前記第２角度検出部は、前記第２回転軸の相対回転角度を検出する第２相対角度センサと、
前記第２回転軸と前記ラック軸とを介して連動する第３回転軸に減速機を介して連結されるとともに、前記第３回転軸を駆動する転舵モータの相対回転角度を検出する第４相対角度センサと、を備え、
前記制御部は、前記第２相対角度センサを通じて前記第２回転軸の相対回転角度である第２相対回転角度を算出し、前記第４相対角度センサを通じて前記転舵モータの相対回転角度である第４相対回転角度を算出し、前記第２相対回転角度と前記第４相対回転角度とに基づいて前記第２回転軸の絶対回転角度を算出する
請求項１〜３のいずれか一項に記載の操舵装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、操舵装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の操舵装置では、ステアリングホイールと転舵輪とが機械的に分離されたステアバイワイヤが知られている。このような操舵装置には、ステアリングホイールから転舵輪への動力伝達を接離するクラッチが設けられたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載の操舵装置は、ステアリングホイール側に操舵反力を付与する反力モータと、転舵輪に転舵力を付与する駆動モータとを備えている。また、操舵装置には、ステアリングホイールの操舵角度（絶対角度）を検出する操舵角センサや、操舵トルクを検出する操舵トルクセンサ等が設けられている。操舵装置の制御装置は、操舵トルク等に応じて反力モータを駆動させてステアリングホイールに反力を付与させるとともに、操舵に合わせて駆動モータを駆動させて転舵動作を行わせている。操舵装置の制御装置は、操舵角度に対する転舵角度の比である舵角比を可変に制御している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−５９３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記の操舵装置は反力コントローラと転舵コントローラとを有している。反力コントローラと転舵コントローラとは通信回路を介して互いに情報の授受を行う。
反力コントローラは、反力モータの制御、クラッチの制御、転舵角度指令値の算出、ステアリングホイールの操舵絶対角度の算出等を行う。反力コントローラは、操舵絶対角度と転舵角度指令値と転舵角指令値を転舵コントローラに出力する。また反力コントローラは、反力モータによりステアリングホイールに操舵反力を付与できない場合や、転舵モータにより前輪の転舵制御を行えない場合にはクラッチに締結指令を出力する。
【０００６】
転舵コントローラは、転舵モータの制御、クラッチの制御、転舵絶対角度の算出を行っている。また転舵コントローラは、反力モータのモニタ値が異常を示す値になった場合にはクラッチに締結指令を出力する。
【０００７】
そして、クラッチを締結する際には、操舵絶対角度と転舵絶対角度とを一致させる必要があり、反力コントローラまたは転舵コントローラは、他方のコントローラから必要な絶対角度を取得してからクラッチの制御を実行することになる。このため、クラッチの制御の実行が遅れるなどのおそれがある。よって、クラッチの制御が好適に行うことができる操舵装置が求められている。
【０００８】
本発明の目的は、クラッチの制御を好適に行うことができる操舵装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
以下、上記課題を解決するための手段およびその作用効果について説明する。
上記課題を解決する操舵装置は、ステアリングホイールおよび前記ステアリングホイールに固定されるステアリングシャフトを有する操舵機構と、ラック軸を介して転舵を行う転舵機構と、前記ステアリングシャフトに設けられ、前記操舵機構と前記転舵機構とを機械的に断続するクラッチと、前記クラッチの駆動を制御する制御部と、を備える操舵装置であって、前記ステアリングシャフトの前記クラッチよりも前記ステアリングホイール側の部分である第１回転軸の回転角度を検出する第１角度検出部と、前記ステアリングシャフトの前記クラッチよりも前記ラック軸側の部分である第２回転軸の回転角度を検出する第２角度検出部と、を備え、前記制御部は、前記第１角度検出部を通じて前記第１回転軸の回転角度である第１回転角度を算出し、前記第２角度検出部を通じて前記第２回転軸の回転角度である第２回転角度を算出して、前記第１回転角度と前記第２回転角度とに基づいて前記クラッチの断続を制御することをその要旨としている。
【００１０】
上記構成によれば、制御部が第１回転角度と第２回転角度とを算出した上でクラッチの断続を制御する。このため、異なる制御部が算出した第１回転角度と第２回転角度とを取得した上でクラッチの断続を制御するものと比べてより好適にクラッチの断続を制御することができる。
【００１１】
上記操舵装置について、前記第１角度検出部は、前記第１回転軸の相対回転角度を検出する第１相対角度センサと、操舵に対する反力を前記第１回転軸に減速機を介して連結されるとともに、前記第１回転軸に付与する反力モータの相対回転角度を検出する第３相対角度センサと、を備え、前記制御部は、前記第１相対角度センサを通じて前記第１回転軸の相対回転角度である第１相対回転角度を算出し、前記第３相対角度センサを通じて前記反力モータの相対回転角度である第３相対回転角度を算出し、前記第１相対回転角度と前記第３相対回転角度とに基づいて前記第１回転軸の絶対回転角度を算出することが好ましい。
【００１２】
上記構成によれば、第１回転軸の相対回転角度である第１相対回転角度と反力モータの相対回転角度である第３相対回転角度とを用いて第１回転軸の絶対回転角度（操舵角度）を算出することができる。これにより、第１回転軸に絶対回転角度を検出する操舵角センサが設けられることなく、第１回転軸の絶対回転角度を算出することができる。また、操舵角センサを第１回転軸に装着させるための遊びや取付公差等による操舵角度の検出精度の低下を抑制することができる。
【００１３】
上記操舵装置について、前記反力モータは、ベルトを介して前記第１回転軸に動力伝達可能に連結されることが好ましい。
上記構成によれば、反力モータがベルトを介して第１回転軸に連結される。このため、反力モータと第１回転軸とがギヤによって連結される場合に比べて作動音を抑制することができる。また、減速比の設定を比較的容易に行うことができる。
【００１４】
上記操舵装置について、前記第２角度検出部は、前記第２回転軸の相対回転角度を検出する第２相対角度センサと、前記第２回転軸と前記ラック軸とを介して連動する第３回転軸に減速機を介して連結されるとともに、前記第３回転軸を駆動する転舵モータの相対回転角度を検出する第４相対角度センサと、を備え、前記制御部は、前記第２相対角度センサを通じて前記第２回転軸の相対回転角度である第２相対回転角度を算出し、前記第４相対角度センサを通じて前記転舵モータの相対回転角度である第４相対回転角度を算出し、前記第２相対回転角度と前記第４相対回転角度とに基づいて前記第２回転軸の絶対回転角度を算出することが好ましい。
【００１５】
上記構成によれば、第２回転軸の相対回転角度である第２相対回転角度と転舵モータの相対回転角度である第４相対回転角度とを用いて第２回転軸の絶対回転角度（転舵角度）を算出することができる。これにより、第２回転軸に絶対回転角度を検出する転舵角センサが設けられることなく、第２回転軸の絶対回転角度を算出することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、クラッチの制御を好適に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】一実施形態の操舵装置の概略構成を示す簡略図。
【図２】同実施形態の操舵装置の電気的構成を示すブロック図。
【図３】同実施形態の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。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図１〜図３を参照して、操舵装置の一実施形態について説明する。本実施形態の操舵装置は、操舵機構と転舵機構とが機械的に分離されるステアバイワイヤである。
図１に示されるように、操舵装置は、運転者により操作されるステアリングホイール１０、およびステアリングホイール１０に固定されるステアリングシャフト１１を備えている。ステアリングシャフト１１におけるステアリングホイール１０とは反対側の端部には、ピニオンシャフト１２が設けられている。ピニオンシャフト１２に設けられたピニオンギヤ１２ａは、ラック軸１３に設けられたラックギヤ１４に噛み合わされている。ピニオンシャフト１２の回転運動は、ピニオンギヤ１２ａおよびラックギヤ１４を介してラック軸１３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軸１３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。なお、ステアリングホイール１０およびステアリングシャフト１１は、操舵機構を構成する。また、ピニオンシャフト１２、ラック軸１３、およびラックギヤ１４は、転舵機構を構成する。
【００１９】
操舵装置は、ステアリングシャフト１１に操舵反力を付与する反力モータ３０を備えている。反力モータ３０は、減速機を介してステアリングシャフト１１に連結されている。
反力モータ３０の回転軸には、第１プーリ３１が固定されている。第１プーリ３１の外周には、歯が等間隔に設けられている。第１プーリ３１の歯数は、例えば４３である。ステアリングシャフト１１の中間部には、第２プーリ１８が固定されている。第２プーリ１８の外周には、歯が等間隔に設けられている。第２プーリ１８の歯数は、例えば１３３である。
【００２０】
第１プーリ３１と第２プーリ１８との間には、ベルト３２が巻き掛けられている。第１プーリ３１と第２プーリ１８とベルト３２とが減速機として機能する。反力モータ３０の駆動力は減速機を介してステアリングシャフト１１に付与される。
【００２１】
反力モータ３０には、反力モータ３０の回転軸の回転角度である第３相対回転角度θ３を検出する第３相対角度センサ３３が設けられている。第３相対角度センサ３３としては、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信号およびｃｏｓ信号の２つのアナログ信号を生成する。
【００２２】
ステアリングシャフト１１において、第２プーリ１８とステアリングホイール１０との間には、トルクセンサ１９が設けられている。トルクセンサ１９はステアリングシャフト１１に付与される操舵トルクを検出する。
【００２３】
操舵装置は、操舵機構と転舵機構との間を機械的に断続するクラッチ５０と、クラッチ５０を制御するＥＣＵ４０とを備えている。クラッチ５０は、ステアリングシャフト１１の第２プーリ１８が設けられている位置よりも転舵輪１６側に設けられている。クラッチ５０は、ＥＣＵ４０からの通電が行われることで切断され、ＥＣＵ４０からの通電が停止されることで接続される。クラッチ５０が切断されると、ステアリングホイール１０と転舵輪１６とが機械的に分離される。クラッチ５０が接続されると、ステアリングホイール１０と転舵輪１６とが機械的に連結される。反力モータ３０は、ステアリングシャフト１１におけるクラッチ５０よりもステアリングホイール１０側の部分に反力を付与する。ここで、ステアリングシャフト１１のクラッチ５０よりもステアリングホイール１０側の部分が第１回転軸に相当し、ステアリングシャフト１１のクラッチ５０よりもラック軸１３側の部分が第２回転軸に相当する。ＥＣＵ４０が制御部に相当する。
【００２４】
操舵装置は、ステアリングシャフト１１のクラッチ５０よりもステアリングホイール１０側の部分の回転角度を検出する第１角度検出部と、ステアリングシャフト１１のクラッチ５０よりもラック軸１３側の部分の回転角度を検出する第２角度検出部とを備える。第１角度検出部は、第１相対角度センサ２１を備えている。第２角度検出部は、第２相対角度センサ２２を備えている。第１相対角度センサ２１は、ステアリングシャフト１１におけるクラッチ５０よりもステアリングホイール１０側の部分に設けられ、ステアリングシャフト１１におけるクラッチ５０よりもステアリングホイール１０側の部分の相対回転角度を検出する。第２相対角度センサ２２は、ステアリングシャフト１１におけるクラッチ５０よりもラック軸１３側の部分に設けられ、ステアリングシャフト１１におけるクラッチ５０よりもラック軸１３側の部分の相対回転角度を検出する。第１相対角度センサ２１および第２相対角度センサ２２としては、たとえばレゾルバが採用される。レゾルバは、回転軸の回転に応じてｓｉｎ信号およびｃｏｓ信号の２つのアナログ信号を生成する。なお、第３相対角度センサ３３は、第１角度検出部に備えられる。
【００２５】
ＥＣＵ４０は、第１相対角度センサ２１から第１相対回転角度θ１を、第２相対角度センサ２２から第２相対回転角度θ２をそれぞれ直接取得して、これら第１相対回転角度θ１および第２相対回転角度θ２に基づきクラッチ５０を制御する。このためＥＣＵ４０自身がＥＣＵ４０による指示とその結果とを直接監視することができるのでシステムの安全設計に有利である。また別々にＥＣＵを設けるよりも安価な構成とすることができる。なお、第１相対回転角度θ１が第１回転角度に相当し、第２相対回転角度θ２が第２回転角度に相当する。
【００２６】
操舵装置は、運転者の操舵に応じて、転舵輪１６を転舵させるラック駆動機構６０を備えている。ラック駆動機構６０は、転舵力の発生源である転舵モータ６１、転舵モータ６１の回転を減速する減速機（例えばウォーム減速機）６３と、ラック軸１３に噛み合わされる第２ピニオンシャフト６５とを備えている。第２ピニオンシャフト６５は、ラック軸１３に設けられた第２ラックギヤ６６に噛み合わせられる第２ピニオンギヤ６５ａを有している。第２ピニオンシャフト６５の回転運動は、第２ピニオンギヤ６５ａおよび第２ラックギヤ６６を介してラック軸１３の軸方向の往復直線運動に変換される。なお、ラック駆動機構６０は、ピニオンシャフト１２、ラック軸１３、およびラックギヤ１４とともに転舵機構を構成する。第２ピニオンシャフト６５が第３回転軸に相当する。
【００２７】
転舵モータ６１には、転舵モータ６１の回転軸の回転角度を検出する第４相対角度センサ６２が設けられている。第４相対角度センサ６２としてはＭＲセンサが採用されている。第４相対角度センサ６２は、第２角度検出部に備えられる。
【００２８】
減速機６３は、転舵モータ６１の回転軸に設けられるウォーム６１ａ、およびウォーム６１ａが噛み合うウォームホイール６３ａを有している。ウォームホイール６３ａには、第２ピニオンシャフト６５が固定されている。
【００２９】
図２に示されるように、ＥＣＵ４０は、第４相対角度センサ６２から得られる転舵モータ６１の回転角度によってフィードバック制御を行いながら、ステアリングホイール１０の操舵に合わせて転舵輪１６が転舵するように転舵モータ６１を駆動制御する。ＥＣＵ４０は、第１相対角度センサ２１および第３相対角度センサ３３を通じて検出される第１相対回転角度θ１と第３相対回転角度θ３とに基づき操舵角を演算し、当該操舵角に基づき転舵輪１６の目標転舵角を演算する。そしてＥＣＵ４０は、転舵モータ６１の回転角に基づき検出される実際の転舵角を目標転舵角に一致させるように、転舵モータ６１を制御する。なお、ステアリングホイール１０が操作された分だけ転舵輪１６を転舵させるようにしてもよい。このときＥＣＵ４０は、実際の転舵角を操舵角に一致させるように転舵モータ６１を制御する。なお、図２では、説明の便宜上、第１相対角度センサ２１からの出力に第１相対回転角度を示す符号「θ１」を付し、第２相対角度センサ２２からの出力に第２相対回転角度を示す符号「θ２」を付している。また、第３相対角度センサ３３からの出力に第３相対回転角度を示す符号「θ３」を付し、第４相対角度センサ６２からの出力に第４相対回転角度を示す符号「θ４」を付している。
【００３０】
ＥＣＵ４０は、反力モータ３０の駆動制御を通じて操舵トルクに応じた操舵反力を発生させる反力制御を実行する。すなわち、ＥＣＵ４０はトルクセンサ１９を通じて検出される操舵トルクに基づき目標操舵反力（目標反力トルク）を演算する。そしてＥＣＵ４０は、ステアリングシャフト１１に付与される実際の操舵反力（反力トルク）を目標操舵反力に一致させるように、反力モータ３０を駆動制御する。
【００３１】
ここで、図３を参照して、ＥＣＵ４０による絶対回転角度の算出を説明する。
ＥＣＵ４０は、第１相対角度センサ２１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。ＥＣＵ４０は、第３相対角度センサ３３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３相対回転角度θ３を算出する。
【００３２】
図３に示したグラフの縦軸は第１相対回転角度θ１と第３相対回転角度θ３とを示し、横軸はステアリングシャフト１１の多回転の絶対回転角度φ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３相対回転角度θ３の遷移を示している。なお、第１相対角度センサ２１の出力信号は軸倍角２倍であって、第３相対角度センサ３３の出力信号は軸倍角１倍である。そして、ステアリングシャフト１１と反力モータ３０との回転比の違いにより、実線の波形の位相および破線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はレゾルバの検出範囲の回転角度（０°〜３６０°）である。第３相対回転角度θ３は、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および第３相対回転角度θ３のそれぞれからでは、ステアリングシャフト１１の多回転の回転角度である絶対回転角度φを算出することができない。
【００３３】
そこで、ＥＣＵ４０は、これら第１相対回転角度θ１と第３相対回転角度θ３との角度差（｜θ１−θ３｜）を算出する。軸倍角２倍の第１相対角度センサ２１を通じて得られる第１相対回転角度θ１を基準とする角度差を図３のグラフの太線で示す。また軸倍角１倍の第３相対角度センサ３３を通じて得られる第３相対回転角度θ３を基準とする角度差を図３のグラフの太破線で示す。図３に示すように、絶対回転角度φが大きくなるほど、角度差（｜θ１−θ３｜）が絶対回転角度φに比例して大きくなる。このため、ＥＣＵ４０は、角度差（｜θ１−θ３｜）に対する絶対回転角度φを予め把握していることで、角度差（｜θ１−θ３｜）から絶対回転角度φを算出することができる。ＥＣＵ４０は、メモリ４１を有している。メモリ４１には、角度差（｜θ１−θ３｜）に対する絶対回転角度φが予め記憶されている。
【００３４】
また、ＥＣＵ４０は、第２相対角度センサ２２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。ＥＣＵ４０は、第４相対角度センサ６２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４相対回転角度θ４を算出する。
【００３５】
そして、ＥＣＵ４０は、これら第２相対回転角度θ２と第４相対回転角度θ４との角度差（｜θ２−θ４｜）を算出する。ピニオンシャフト１２の絶対回転角度が大きくなるほど、角度差（｜θ２−θ４｜）がピニオンシャフト１２の絶対回転角度に比例して大きくなる。ピニオンシャフト１２の絶対回転角度はステアリングシャフト１１のクラッチ５０よりもラック軸１３側の部分の絶対回転角度と同一である。このため、ＥＣＵ４０は、角度差（｜θ２−θ４｜）に対するピニオンシャフト１２の絶対回転角度を予め把握していることで、角度差（｜θ２−θ４｜）からピニオンシャフト１２の絶対回転角度を算出することができる。メモリ４１には、角度差（｜θ２−θ４｜）に対するピニオンシャフト１２の絶対回転角度が予め記憶されている。またＥＣＵ４０は、ステアリングシャフト１１のクラッチ５０よりもラック軸１３側の部分の絶対回転角度を算出することができる。
【００３６】
次に、上記のように構成した操舵装置の作用について説明する。
操舵装置がステアバイワイヤとして機能するときには、ＥＣＵ４０がクラッチ５０を切断する。ＥＣＵ４０は、運転者による操舵に応じて反力モータ３０を駆動させることによって操舵反力をステアリングシャフト１１に付与するとともに、運転者の操舵に応じて転舵モータ６１を駆動させることにより転舵輪１６を転舵させる。
【００３７】
すなわち、ＥＣＵ４０は、車両の電源がオンされると、第１相対角度センサ２１および第３相対角度センサ３３から得られる第１相対回転角度θ１と第３相対回転角度θ３とからステアリングホイール１０の操舵角度（絶対回転角度φ）を算出する。また、ＥＣＵ４０は、車両の電源がオンされると、第２相対角度センサ２２および第４相対角度センサ６２から得られる第２相対回転角度θ２と第４相対回転角度θ４とからピニオンシャフト１２の絶対回転角度（転舵角度）を算出する。
【００３８】
そしてＥＣＵ４０は、ステアリングシャフト１１の絶対回転角度φに対応する転舵角度となるように転舵モータ６１を駆動制御する。また、ＥＣＵ４０は、ステアリングシャフト１１に付与される実際の反力トルクが目標反力トルクに一致するように、反力モータ３０を駆動制御する。
【００３９】
このように操舵装置がステアバイワイヤとして機能するときには、クラッチ５０によって操舵機構と転舵機構との間の動力伝達経路が機械的に分離されているので、転舵輪１６からの振動等はステアリングホイール１０に伝達されることが抑制される。ステアリングホイール１０の操作に応じて転舵輪１６が転舵されるため、運転者は快適な操舵を行うことができる。
【００４０】
また、ＥＣＵ４０は、第１相対回転角度θ１と第２相対回転角度θ２との角度差が大きくなったときには転舵モータ６１などに何らかの異常が発生したおそれがあるからである。なお、ＥＣＵ４０は、クラッチ５０を接続するとき、第１相対回転角度θ１と第２相対回転角度θ２との角度差がなくなるように反力モータ３０と転舵モータ６１との少なくとも一方を制御しつつ、クラッチ５０を接続させるようにしてもよい。クラッチ５０を接続することにより、操舵機構と転舵機構とが機械的に接続され、ステアリングシャフト１１の回転を転舵輪１６に直接伝達することが可能となる。
【００４１】
なお、転舵モータ６１に異常が発生したときには、ＥＣＵ４０は、クラッチ５０を接続させる。そして、ＥＣＵ４０は、反力モータ３０を駆動制御することで、ステアリングシャフト１１にアシスト力を付与する。ステアリングシャフト１１にアシスト力が付与されることで運転者の操舵が補助される。
【００４２】
以上説明したように、本実施形態によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）ＥＣＵ４０が第１相対回転角度θ１と第２相対回転角度θ２とを算出した上でクラッチ５０の断続を制御する。このため、異なるＥＣＵが算出した第１相対回転角度θ１と第２相対回転角度θ２とを取得した上でクラッチ５０の断続を制御するものと比べてより好適にクラッチ５０の断続を制御することができる。
【００４３】
（２）ステアリングシャフト１１のクラッチ５０よりもステアリングホイール１０側の相対回転角度である第１相対回転角度θ１と反力モータ３０の相対回転角度である第３相対回転角度θ３とを用いてステアリングホイール１０の絶対回転角度（操舵角度）を算出することができる。これにより、ステアリングホイール１０の絶対回転角度を検出する操舵角センサが設けられることなく、ステアリングホイール１０の絶対回転角度を算出することができる。また、操舵角センサをステアリングシャフト１１に装着させるための遊びや取付公差等による操舵角度の検出精度の低下を抑制することができる。
【００４４】
（３）反力モータ３０がベルト３２を介してステアリングシャフト１１に連結される。このため、反力モータ３０とステアリングシャフト１１とがギヤによって連結される場合に比べて作動音を抑制することができる。また、減速比の設定を比較的容易に行うことができる。
【００４５】
（４）ピニオンシャフト１２の相対回転角度である第２相対回転角度θ２と転舵モータ６１の相対回転角度である第４相対回転角度θ４とを用いてピニオンシャフト１２の絶対回転角度（転舵角度）を算出することができる。これにより、ピニオンシャフト１２等に絶対回転角度を検出する転舵角センサが設けられることなく、ステアリングシャフト１１のクラッチ５０よりもラック軸１３側の絶対回転角度を算出することができる。
【００４６】
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。
・上記実施形態では、第１相対角度センサ２１の出力信号が軸倍角２倍であって、第３相対角度センサ３３の出力信号が軸倍角１倍であるものを用いた。しかしながら、第１相対角度センサ２１および第３相対角度センサ３３の出力信号が同じ軸倍角であるものを用いてもよい。
【００４７】
・上記実施形態では、第１相対角度センサ２１および第２相対角度センサ２２としてレゾルバを用いたが、少なくとも一方にＭＲセンサを用いてもよく、またホールセンサを用いてもよい。
【００４８】
・上記実施形態では、第３相対角度センサ３３および第４相対角度センサ６２としてＭＲセンサを用いたが、少なくとも一方にホールセンサを用いてもよく、またレゾルバを用いてもよい。
【００４９】
・上記実施形態では、ベルト３２を介して反力モータ３０をステアリングシャフト１１に連結した。しかしベルト３２に代えてギヤを介して反力モータ３０をステアリングシャフト１１に連結してもよい。
【００５０】
・上記実施形態において、第１プーリ３１の歯数、第２プーリ１８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。
・上記実施形態では、ステアリングシャフト１１に反力モータ３０を１個設けたが、反力モータを２個以上設けてもよい。この場合、２個以上の反力モータをステアリングシャフト１１に連結し、２個以上の反力モータのうち少なくとも１個の反力モータの相対回転角度と第１相対回転角度θ１との回転角度差から絶対回転角度φを算出するようにしてもよい。
【００５１】
・上記実施形態では、１個のＥＣＵ４０がクラッチ５０、反力モータ３０、および転舵モータ６１を制御したが、反力モータ３０を制御するＥＣＵ（反力制御装置）と転舵モータ６１を制御するＥＣＵ（転舵制御装置）を個別に設けてもよい。この場合、ＥＣＵ４０、反力制御装置、転舵制御装置は車載通信（ＣＡＮなど）を通じて相互に情報の授受を行う。また、転舵制御装置は、転舵モータ６１の回転角に基づき検出される実際の転舵角を目標転舵角に一致させるように、転舵モータ６１を制御する。目標転舵角は転舵角制御装置自身が演算してもよいし、ＥＣＵ４０から取り込むようにしてもよい。また、反力制御装置は、反力モータ３０の駆動制御を通じて操舵トルクに応じた操舵反力を発生させる反力制御を実行する。すなわち、反力制御装置は操舵トルクに基づき目標操舵反力を演算し、実際の操舵反力を目標操舵反力に一致させるように、反力モータ３０を駆動制御する。なお、反力制御装置は反力モータ３０と一体に設けてもよい。また転舵制御装置は転舵モータ６１と一体に設けてもよい。
【００５２】
・上記実施形態では、ステアリングシャフト１１に相対回転角度を検出する第１相対角度センサ２１を設けたが、ステアリングシャフト１１に絶対回転角度を検出する絶対角度センサを設けてもよい。このようにしても、ＥＣＵ４０がステアリングシャフト１１の回転角度とピニオンシャフト１２の回転角度とを直接取得してクラッチ５０を制御することができれば、クラッチ５０を好適に制御することができる。
【００５３】
・上記実施形態では、ピニオンシャフト１２に相対回転角度を検出する第２相対角度センサ２２を設けたが、ピニオンシャフト１２に絶対回転角度を検出する絶対角度センサを設けてもよい。このようにしても、ＥＣＵ４０がステアリングシャフト１１の回転角度とピニオンシャフト１２の回転角度とを直接取得してクラッチ５０を制御することができれば、クラッチ５０を好適に制御することができる。
【符号の説明】
【００５４】
１０…ステアリングホイール、１１…ステアリングシャフト、１２…ピニオンシャフト、１２ａ…ピニオンギヤ、１３…ラック軸、１４…ラックギヤ、１５…タイロッド、１６…転舵輪、１８…第２プーリ、１９…トルクセンサ、２１…第１相対角度センサ、２２…第２相対角度センサ、３０…反力モータ、３１…第１プーリ、３２…ベルト、３３…第３相対角度センサ、４０…ＥＣＵ、４１…メモリ、５０…クラッチ、６０…ラック駆動機構、６１…転舵モータ、６１ａ…ウォーム、６２…第４相対角度センサ、６３…減速機、６３ａ…ウォームホイール、６５…第２ピニオンシャフト、６５ａ…第２ピニオンギヤ、６６…第２ラックギヤ、θ１…第１相対回転角度、θ２…第２相対回転角度、θ３…第３相対回転角度、θ４…第４相対回転角度、φ…絶対回転角度。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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