JP2006151214A - 操舵制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 操舵軸モータに異常が発生した場合であっても、操舵トルクを検出可能な操舵制御装置を提供する。
【解決手段】 入力軸と相対回転可能に接続され、電動機と機械的に接続する出力軸と、出力軸と電動機との間に設けられ、電動機から出力軸への回転伝達を許可し、出力軸から電動機への回転伝達効率は、電動機から出力軸への回転伝達効率よりも低く設けられた回転力伝達手段と、出力軸と機械的に分離された転舵輪に転舵アシスト力を付与する転舵アクチュエータと、操舵トルク、操舵角及び転舵量に基づいて電動機及び転舵アクチュエータを駆動制御するコントロールユニットと、を有し、コントロールユニットは、操舵トルクに基づき転舵アクチュエータを駆動制御するとともに、転舵量に基づき電動機を駆動制御することとした。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ステアバイワイヤ装置の制御を行う操舵制御装置に関する。

従来、特許文献１に開示される車両用操舵装置にあっては、操舵トルクセンサで検出された操舵トルクと反力センサで検出された転舵反力とを基に、操舵ハンドルに付与する操舵反力を演算し、この演算結果に基づいて操舵軸モータの駆動制御を行っている。
特開平１０−２６４８３３号公報

しかしながら上記従来技術にあっては、操舵軸モータに異常が発生した場合には、この操舵軸モータは操舵ハンドルの回転に合わせて回転するようになり、入出力軸間の相対回転が発生しないため操舵トルクを検出できず、操舵トルクに基づき制御を行うことができないという問題があった。

本発明は上記問題に着目してなされたもので、その目的とするところは、操舵軸モータに異常が発生した場合であっても、操舵トルクを検出可能な操舵制御装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明では、操舵入力手段に接続された入力軸と、前記入力軸と相対回転可能に接続される出力軸と、前記出力軸と機械的に接続する電動機と、前記出力軸と電動機との間に設けられ、前記電動機から前記出力軸への回転伝達を許可し、前記出力軸から前記電動機への回転伝達効率は、前記電動機から前記出力軸への回転伝達効率よりも低く設けられた回転力伝達手段と、前記入力軸と出力軸との相対回転に伴い、前記入出力軸間に発生する操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、前記出力軸の操舵角を検出する回転角センサと、前記出力軸と機械的に分離された転舵輪に転舵アシスト力を付与する転舵アクチュエータと、前記転舵輪の転舵量を検出する転舵量検出手段と、前記操舵トルク、前記操舵角及び前記転舵量に基づいて前記電動機及び前記転舵アクチュエータを駆動制御するコントロールユニットと、を有し、前記コントロールユニットは、前記操舵トルクに基づき前記転舵アクチュエータを駆動制御するとともに、前記転舵量に基づき前記電動機を駆動制御することとした。

よって、電動機から前記出力軸への回転伝達のみを許可し、前記出力軸から電動機への回転伝達を行わない一方向回転力伝達手段を設けたことで、操舵軸モータに異常が発生した場合であっても、操舵トルクの検出を可能として操舵トルクに基づく制御を続行可能な操舵制御装置を提供できる。

以下、本発明の操舵制御装置を実現する最良の形態を、図面に示す実施例１に基づいて説明する。

［操舵制御装置のシステム構成］
実施例１につき図１ないし図１０に基づき説明する。図１は、本願操舵制御装置のシステム構成図である。操舵制御装置はステアリングホイール１（操舵入力手段）、入力軸２、出力軸３、トルクセンサ４（操舵トルク検出手段）、操舵角センサ５（回転角センサ）、操舵アクチュエータ１０、コントロールユニット２００、第１、第２転舵アクチュエータ３００，４００、第１、第２転舵角センサ３１０，４１０（転舵量検出手段）、を有する。

なお、操舵アクチュエータ１０内には、ウォームホイール１１０、ウォームシャフト１２０（図２及び図３参照）、及び操舵側モータ１３０（電動機）が設けられている。

ステアリングホイール１は入力軸２と接続し、入力軸２はトーションバー６（図２参照）を介して出力軸３に接続する。入力軸２上には操舵アクチュエータ１０が設けられ、操舵アクチュエータ１０とステアリングホイール１との間にはトルクセンサ４が設けられている。トルクセンサ４と操舵アクチュエータ１０との間には操舵角センサ５が設けられ、出力軸３上であってステアリングホイール１と反対側の端部にはストッパ９が設けられ、入出力軸２，３の最大回転量を規制している。

本願操舵制御装置はステアリングホイール１と転舵輪８１，８２とを機械的に分離してそれぞれ独立に自由度の高い操舵制御を行うものである。したがって操舵トルクＴの検出精度を向上させるため、トルクセンサ４は操舵アクチュエータ１０及び操舵角センサ５よりもステアリングホイール１側に設けられている。

操舵アクチュエータ１０は操舵側モータ１３０を備え、コントロールユニット２００からの指令に基づき入力軸２の回転制御を行うとともに、操舵側モータ角センサ１３１が設けられて操舵側モータ１３０の回転角θｓｍの指令値をコントロールユニット２００へ出力する。

トルクセンサ４は入力軸２内部に設けられたトーションバー６の捩れに基づき操舵トルクＴを検出し、コントロールユニット２００へ出力する。また、操舵角センサ５はステアリングホイール１による入力軸２の操舵量θｓを検出し、コントロールユニット２００へ出力する。なお、他の実施例に示すように、入力軸２の回転角と出力軸の回転角をそれぞれ検出し、入出力軸２，３の相対回転角に基づいて操舵トルクを検出することとしてもよく特に限定しない。

第１、第２転舵アクチュエータ３００，４００は、それぞれ左右の転舵輪８１，８２に設けられたラック８３，８４に接続してコントロールユニット２００からの指令に基づき各転舵輪８１，８２の転舵を行う。各転舵アクチュエータ３００，４００はそれぞれモータ３２０，４２０によりピニオン８５，８６を介して各ラック８３，８４を駆動する。

また、第１、第２転舵アクチュエータ３００，４００はそれぞれ第１、第２転舵角センサ３１０，４１０及びモータ角センサ３２１，４２１を有し、各ピニオン８５，８６による転舵量θ１、θ２及び各モータ３２０，４２０の回転角θ１ｍ、θ２ｍを検出してコントロールユニット２００へ出力する。さらに、車速センサ８７，８８により検出された車速ＶＳＰがコントロールユニット２００へ出力される。

［パワーステアリング装置部分のｘ−ｙ平面およびｙ−ｚ平面断面図］
図２は操舵制御装置におけるパワーステアリング装置部分のｘ−ｙ平面における部分断面図、図３はｘ−ｚ平面における部分断面図である。なお、図２における入力軸２と平行にｙ軸をとり、図２の図面に平行かつｙ軸と直交する方向をｘ軸と定義する。また、図２の法線方向をｚ軸と定義する。

パワーステアリング装置部分には、入力軸２、出力軸３、トルクセンサ４、トーションバー６、操舵アクチュエータ１０が設けられ、操舵アクチュエータ１０には操舵側モータ１３０、操舵側モータ角センサ１３１、ウォームホイール１１０、ウォームシャフト１２０、制御系基板２０１、パワー系基板２０２が設けられている。これらは第１、第２ハウジング１１，１２により格納される。

入力軸２はステアリングホイール１に接続し、出力軸３はウォームホイール１１０と接続して一体回転可能に設けられている。入出力軸２，３は互いにトーションバー６を介して接続され、運転者の操舵により相対回転し、この相対回転をトルクセンサ４によって検出する構成となっている。制御系基板２０１は入力軸２に対し平行かつｚ軸に対し垂直に設けられ、トルクセンサ４、パワー系基板２０２、及び操舵側モータ１３０の回転を検出する操舵側モータ角センサ１３１と接続する。

（第１ハウジングの詳細）
第１ハウジング１１はギヤハウジング１１ａ、モータハウジング１１ｂ、及びパワー系基板ハウジング１１ｃを有する。モータハウジング１１ｂはギヤハウジング１１ａに対しｘ軸負方向側に設けられ、パワー系基板ハウジング１１ｃはギヤハウジング１１ａのｘ軸負方向側であってモータハウジング１１ｂのｚ軸正方向側に設けられている。

モータハウジング１１ｂは操舵側モータ１３０を収容する。操舵側モータ１３０はステータ１３３、ロータ１３４を有し、操舵側モータ角センサ１３１によるロータ１３４の回転位置検出値に基づいてステータ１３３に通電を行うブラシレスモータであって、操舵側モータ角センサ１３１はロータ１３４のｘ軸正方向端部に設けられている。なお、操舵側モータ１３０はブラシ付きモータであってもよく特に限定しない。

ロータ１３４はウォームホイール１１０と噛合うウォームシャフト１２０と一体的に構成され、相互に位置誤差の発生を回避するよう設けられている。また、第１ハウジング１１は一体のウォームシャフト１２０及びロータ１３４の両端部を軸支する軸受１３，１４を備えている。ウォームシャフト１２０及びロータ１３４の位置決めはこの軸受１３，１４のみによって行われるため、組み付け精度の向上が容易な構成となっている。なお、ロータ１３４とウォームシャフト１２０を一体構成とせず別体で設けて組み付けてもよく特に限定しない。

パワー系基板ハウジング１１ｃは放熱性を考慮したアルミダイキャスト部材であり、内部にパワー系基板２０２を収容する。また、第２ハウジング１２はｙ軸負方向から出力軸３を収容する。

制御系基板２０１はパワー系基板２０２とウォームホイール１１０との間であって、ｙ−ｚ平面に対し平行、すなわち出力軸３に対し平行に設けられており、トルクセンサ４からの入力に基づいてパワー系基板２０２に駆動指令を出力し、操舵側モータ１３０を駆動する。

パワー系基板２０２はスイッチング素子等から構成され、第１ハウジング１１内において制御系基板２０１と隣接して配置されてハーネス、コネクタ等により電気的に接続される。また、装置外部から電源を供給する電源用コネクタ２３０、または車速など車両状態信号を供給する信号用コネクタ２４０は、パワー系基板ハウジング１１ｃのｘ軸負方向端面に形成される。

［ウォームの伝達効率最適化］
一般に、ウォームギヤにおいてはウォームシャフトとウォームホイールとのギヤ比が極めて大きく、また互いのギヤの噛合角が通常のギヤよりも大きい。したがって、ウォームシャフトを駆動してウォームホイールを回転させることは噛合角によらず容易であるが、噛合角が一定値を超えるとウォームホイールを駆動してウォームシャフトを回転させることは不可能となり、ウォームギヤは回転伝達の非可逆性を有することとなる。

したがって噛合角を変更することにより、ウォームギヤを非可逆とするか、可逆とするかを変更可能である。可逆とする場合でも、噛合角を変えることで伝達効率を変更可能である。また、可逆であってもウォームホイールからウォームシャフトへの伝達効率は、ウォームシャフトからウォームホイールへの伝達効率よりも必然的に低くなる。

本願におけるウォームが可逆となるよう噛合角を設定すれば、ウォームホイール１１０と接続する出力軸３からウォームシャフト１２０と接続する操舵側モータ１３０への回転伝達が可能となる。したがって、操舵側モータ１３０が作動しない場合であっても出力軸３に回転角すなわち操舵角θを発生させ、この操舵角θｓを検出することで操舵角θｓによる操舵アクチュエータ１０の制御を継続させることが可能である。異常が一時的なものであれば、異常解消後直ちに操舵アクチュエータ１０の制御を開始することが可能である。

可逆性を持たせたとしても、ウォームギヤである以上ウォームホイール１１０からウォームシャフト１２０への回転伝達効率はきわめて小さいため、ステアリングホイール１への操舵力はウォームシャフト１２０へはほとんど伝達しない。したがって、操舵力の大部分はトーションバー６の捩れによって吸収され、可逆性を持たせた場合であっても操舵トルクＴを検出し、操舵角θｓに加え操舵トルクＴによる操舵制御を継続可能である。

［制御ブロック図］
図４は、操舵制御装置の制御ブロック図である。コントロールユニット２００には操舵アクチュエータ制御信号演算部２１０、転舵アクチュエータ制御信号演算部２２０が設けられている。

操舵アクチュエータ制御信号演算部２１０には操舵量θｓ、第１、第２転舵量θ１、θ２が入力され、θｓ、θ１、及びθ２の検出値に基づき操舵アクチュエータ１０の制御量を演算し、操舵アクチュエータ１０へ出力する。また、転舵アクチュエータ制御信号演算部２２０には操舵トルクＴ及び車速ＶＳＰが入力され、これに基づいて第１、第２転舵アクチュエータ３００，４００に制御信号を出力する。

［通常操舵制御およびその経時変化］
図５は、通常制御時におけるタイムチャートである。運転者によりステアリングホイール１の操舵が行われると、入力軸２、トーションバー６、出力軸３を介してウォームホイール１１０に操舵力が伝達される。

ここで、トーションバー６の捩れにより入出力軸２，３間に相対回転が発生し、この相対回転がトルクセンサ４により検出され、操舵トルクＴとしてコントロールユニット２００内の転舵アクチュエータ制御信号演算部２２０に出力される。

コントロールユニット２００では、転舵アクチュエータ制御信号演算部２２０において入力された操舵トルクＴに基づき転舵量指令値Ａｔが演算され、第１、第２転舵アクチュエータ３００，４００へ出力される。この転舵量指令値Ａｔに基づき第１、第２転舵アクチュエータ３００，４００はラック８３，８４を駆動し、転舵輪８１，８２が転舵される。

このとき、ステアリングホイール１と転舵輪８１，８２とは機械的に分離されているため、運転者による操舵量と転舵輪８１，８２の転舵量が一致しない場合操舵フィーリングの悪化を招いてしまう。そこで本願においては、コントロールユニット２００において転舵量に基づき操舵アクチュエータ１０の駆動量を演算し、操舵量と転舵量が一致するような制御を行う。

具体的には、まず転舵量θ１、θ２を各転舵角センサ３１０，４１０により検出し、コントロールユニット２００内の操舵アクチュエータ制御信号演算部２１０へ出力する。通常時であればθ１＝θ２であるため、転舵量をθｔ（＝θ１，θ２）とする。

次に、操舵角センサ５は出力軸３の操舵量θｓを検出し、コントロールユニット２００内の操舵アクチュエータ制御信号演算部２１０へ出力する。操舵アクチュエータ制御信号演算部２１０は、入力された操舵量θｓ、転舵量θｔに基づき、転舵量θｔと操舵量θｓが一致するよう操舵量指令値Ａｓを演算し、操舵アクチュエータ１０へ出力する。

この操舵量指令値Ａｓに基づき操舵アクチュエータ１０が駆動される。ここで、操舵アクチュエータ１０は、この操舵アクチュエータ１０の駆動範囲と第１、第２転舵アクチュエータ３００，４００の駆動範囲とが一致するように入力軸２の回転制御を行うこととする。操舵アクチュエータ１０の駆動力はウォームシャフト１２０及びウォームホイール１１０を介して出力軸３に操舵側モータ１３０の駆動力が伝達され、出力軸３の回転量は操舵量θｓに規定される。

これにより、運転者が転舵量θｔに対応する操舵量θｓを超えて操舵を行おうとしたとしても、出力軸３の回転量はθｓに規定されているため操舵量θｓと転舵量θｔは一致し、操舵時の違和感を回避可能である。また、運転者にはトーションバー６の捩りトルクのみが反力として伝達するため、人工的に反力を作り出した場合に比べ自然な操舵フィーリングを得ている。

また、入出力軸２，３の回転量θｓが転舵量θ１、θ２と一致するよう操舵アクチュエータ１０を制御することで、入力軸２と転舵輪８１，８２とが機械的に接続されたパワーステアリング装置と同じような挙動を達成し、操舵違和感を最小限にする。

（車速による操舵量補正）
図６は、操舵量θｓと転舵量θｔの関係を示す図である。低速時を実線で、高速時を一点鎖線で示す。駐車時など停車または低速時においては操舵量θｓに対する転舵量θｔを大きくし、高速走行時においては操舵量θｓに対する転舵量θｔを小さくする。このように、車速ＶＳＰに基づいて操舵量指令値Ａｓを可変とすることにより運転者の操舵負荷を軽減し、高速走行安定性の向上を可能とするものである。

［操舵アクチュエータ異常検出］
操舵アクチュエータ１０の異常を検出するため、コントロールユニット２００においてトルクセンサ４の検出値と操舵角センサ５の検出値の比較を行い、比較値のズレが所定値を超過する場合は異常と判断する。操舵アクチュエータ１０の操舵側モータ１３０はブラシレスタイプであり、回転位置を検出する操舵側モータ角センサ１３１は必然的に設けられるため、トルクセンサ４による操舵量と操舵側モータ角センサ１３１の出力信号を相互監視することにより、装置の異常を早期に検出する。

また、操舵アクチュエータ１０の異常を検出する際には、トルクセンサ４の端子間電圧を監視し、検出された操舵トルクＴが所定値以上のときに異常を検出する。操舵側モータ１３０に異常が発生し、出力軸３の回転制御が不能となった場合には、ウォームホイール１１０とウォームシャフト１２０の回転負荷により操舵トルクＴが通常時よりも増加する。この操舵トルクＴの増加を検出することにより、操舵側モータ１３０の異常を判断する。

［操舵アクチュエータ異常検出制御処理］
図７は、操舵アクチュエータ異常検出制御処理の流れを示すフローチャートである。以下、各ステップにつき説明する。

ステップＳ１０１では、操舵アクチュエータ１０の各モータ端子間電圧を検出し、ステップＳ１０２へ移行する。

ステップＳ１０２では、検出された端子間電圧に基づいて操舵側モータ１３０に異常があるかどうかが判断され、ＹＥＳであればステップＳ１０３へ移行し、ＮＯであればステップＳ１０１へ戻る。

ステップＳ１０３では、操舵側モータ１３０に給電を停止し、モータ端子をオープンとしてステップＳ２００へ移行する。

ステップＳ２００では、転舵アクチュエータ異常時制御を実行して制御を終了する。

［転舵アクチュエータ異常検出制御］
第１、第２転舵アクチュエータ３００，４００のいずれか１つにでも異常が発生した場合、通常制御に支障をきたすため異常時制御を実行する。その際、いずれのモータに異常が発生しているかにより制御内容が異なるため、まず第１、第２転舵アクチュエータ３００，４００のうちいずれに異常があるかを検出する異常検出制御を行う。

具体的には、コントロールユニット２００は、第１、第２転舵角センサ３１０，４１０によって検出された第１、第２転舵量θ１、θ２とを互いに比較することにより、装置の異常を検出する。

また、ブラシレスモータである第１、第２転舵側モータ３２０，４２０に設けられた第１、第２モータ角センサ３２１，４２１により検出された第１、第２モータ回転角θ１ｍ、θ２ｍと、第１、第２転舵量θ１、θ２のそれぞれの値が所定範囲内にあるかを検出し、所定範囲内の値の数が幾つあるかによって、第１、第２転舵アクチュエータ３００，４００の駆動または停止を決定するか、第１、第２モータ角センサ３２１，４２１による回転角検出を行わないか、通常制御を続行するかの判断を行う。異常検出の検出精度をより向上させるとともに、装置を継続して制御可能に設けられている。

［転舵アクチュエータ異常時制御（制御量減少補正）］
図８は、各転舵アクチュエータ３００，４００に対する制御ゲインを示す図である。各アクチュエータ３００，４００のいずれか１つにでも異常が検出された場合、ウォームホイール１１０とウォームシャフト１２０の回転負荷により通常時よりも操舵トルクＴが増加する。この操舵トルクＴに基づき、通常どおり各転舵アクチュエータ３００，４００を駆動制御した場合、オーバーアシストとなるおそれがある。

よって、各転舵アクチュエータ３００，４００の制御量Ａｔを減少補正することにより、転舵アクチュエータのオーバーアシストを防止する。異常がいずれか１つのモータに発生している場合、他方のモータにより操舵を行う。異常が大きくなければ、従前の通常制御を実行する。

［転舵アクチュエータ異常時制御処理］
図９は、図７における転舵アクチュエータ異常検出制御処理の流れを示すフローチャートである。以下、各ステップにつき説明する。

ステップＳ２０１では、第１、第２転舵量θ１，θ２及び第１，第２モータ回転角θ１ｍ、θ２ｍを検出し，ステップＳ２０２へ移行する。

ステップＳ２０２では、第１、第２転舵量θ１，θ２の差分の絶対値｜θ１−θ２｜が所定値Δθ以下であるかどうかが判断され，ＹＥＳであればステップＳ２０３へ移行し、ＮＯであればステップＳ２１０へ移行する。

ステップＳ２０３では、まず第１転舵側アクチュエータ３００の異常判断を行う。すなわち、第１転舵量θ１と第１モータ回転角θ１ｍの差分の絶対値｜θ１−θ１ｍ｜が所定値Δθ以下であるかどうかが判断され，ＹＥＳであればステップＳ２０６へ移行し、ＮＯであればステップＳ２０４へ移行する。

ステップＳ２０４では、第１モータ回転角θ１ｍに異常があると判断され、ステップＳ２０５へ移行する。

ステップＳ２０５では、第１第１、第２転舵アクチュエータ３００，４００を停止して制御を終了する。

ステップＳ２０６では、第２転舵側アクチュエータ４００の異常判断を行う。すなわち、第２転舵角θ２と第２モータ回転角θ２ｍの差分の絶対値｜θ２−θ２ｍ｜が所定値Δθ以下であるかどうかが判断され、ＹＥＳであればステップＳ２０７へ移行し、ＮＯであればステップＳ２０８へ移行する。

ステップＳ２０７では、第１、第２アクチュエータ３００，４００に異常はないとして通常制御を行い、制御を終了する。

ステップＳ２０８では、第２モータ回転角θ２ｍに異常があると判断され、ステップＳ２０９へ移行する。

ステップＳ２０９では、第２第１、第２転舵アクチュエータ３００，４００を停止して制御を終了する。

ステップＳ２１０では、第１転舵側アクチュエータ３００の異常判断を行う。すなわち、第１転舵量θ１と第１モータ回転角θ１ｍの差分の絶対値｜θ１−θ１ｍ｜が所定値Δθ以下であるかどうかが判断され，ＹＥＳであればステップＳ２１３へ移行し、ＮＯであればステップＳ２１１へ移行する。

ステップＳ２１１では、第１モータ回転角θ１ｍに異常があると判断され、ステップＳ２０５へ移行する。

ステップＳ２１２では、第１モータ回転角θ１ｍの検出制御を解除し、第２第１、第２転舵アクチュエータ３００，４００のみによる制御を行うため第２モータ回転角θ２ｍを検出する。

ステップＳ２１３では、第２転舵側アクチュエータ４００の異常判断を行う。すなわち、第２転舵角θ２と第２モータ回転角θ２ｍの差分の絶対値｜θ２−θ２ｍ｜が所定値Δθ以下であるかどうかが判断され，ＹＥＳであれば制御を終了し、ＮＯであればステップＳ２１４へ移行する。

ステップＳ２１４では、第１モータ回転角θ２ｍに異常があると判断され、ステップＳ２１５へ移行する。

ステップＳ２１５では、第２モータ回転角θ２ｍの検出制御を解除し、第１第１、第２転舵アクチュエータ３００，４００のみによる制御を行うため第１モータ回転角θ１ｍを検出する。

［従来例と本願実施例における作用効果の対比］
従来、操舵制御装置にあっては、操舵トルクセンサで検出された操舵トルクと反力センサで検出された転舵反力とを基に、操舵ハンドルに付与する操舵反力を演算し、この演算結果に基づいて操舵軸モータの駆動制御を行っている。

しかしながら上記従来技術にあっては、操舵軸モータに異常が発生してモータが回転自由状態となった場合には、操舵軸モータが操舵ハンドルの回転に合わせて連れ回ってしまい、入出力軸間の相対回転が発生しないため操舵トルクを検出して制御を行うことができないという問題があった。

これに対し本願実施例では、入力軸２と出力軸３とをトーションバー６によって接続し、出力軸３にウォームホイール１１０を接続し、ウォームシャフト１２０を操舵側モータ１３０と接続し、出力軸３から操舵側モータ１３０への回転伝達効率は、操舵側モータ１３０から出力軸３へのへの回転伝達効率よりも低くなるよう、ウォームホイール１１０とウォームシャフト１２０との噛合角を設定した。

また、コントロールユニット１００は、トルクセンサ４により検出された操舵トルクＴに基づいて転舵アクチュエータ３００，４００を制御し、転舵角センサ３１０，４１０により検出された転舵量θｔに基づいて操舵アクチュエータ１０を制御することとした。

これにより、操舵力の大部分はトーションバー６により吸収させ、操舵トルクＴを検出することが可能となる。よって、操舵側モータ１３０に異常が発生し、ウォームシャフト１２０に直結するロータ１３４が回転自由状態となったとしても、操舵トルクＴによる転舵アクチュエータ３００，４００の制御を継続することができる。

［他の実施例］
以上、本発明を実施するための最良の形態を実施例１に基づいて説明してきたが、本発明の具体的な構成は各実施例に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。

本願実施例１ではトルクセンサ４によって操舵トルクＴを検出したが、図１０に示すように入出力軸２，３にそれぞれ回転センサ５１０，５２０を設け、入出力軸２，３の相対回転角を検出して操舵トルクＴを算出してもよい。トルクセンサ４を設ける場合に比べ、簡易な構成により操舵トルク検出を行うことができる。

また、実施例１では回転力伝達手段としてウォームを用いたが、請求項２に記載のように、出力軸３から操舵アクチュエータ１０への回転伝達を抑制する回転伝達抑制手段（ブレーキ等）を設け、操舵アクチュエータ１０の異常時にのみこの回転伝達抑制手段を作動させることとしてもよい。出力軸３とロータ１３４との間の回転伝達が抑制されることで、操舵力によりトーションバー６に捩れを発生させ、操舵トルクＴを検出することができる。

更に、上記各実施例から把握しうる請求項以外の技術的思想について、以下にその効果とともに記載する。

（イ） 請求項１に記載の操舵制御装置において、
前記操舵トルク検出手段は、前記入力軸の回転角を検出し、前記回転角センサとの相対角を検出することにより、前記入力軸と出力軸との間に発生する操舵トルクを検出することを特徴とする操舵制御装置。

操舵トルク検出手段の構成を簡素化することができる。

（ロ） 請求項１に記載の操舵制御装置において、
前記電動機に異常が生じた場合、前記一方向回転力伝達手段は、前記操舵入力手段からの操舵入力により回転可能に設けられていることを特徴とする操舵制御装置。

異常時に出力軸側から電動機側へ回転力を伝達可能とすることにより、出力軸の回転角も発生させることができる。これにより、操舵トルクに加え、回転角制御も継続することができる。

（ハ） 請求項１に記載の操舵制御装置において、
前記一方向回転力伝達手段は、前記出力軸に設けられたウォームホイールと、前記ウォームシャフトに噛合い、前記電動機と接続するウォームシャフトにより構成されることを特徴とする操舵制御装置。

簡単な構成により、出力軸側から電動機側への回転力伝達を遮断することができる。

（ニ） 上記（ハ）に記載の操舵制御装置において、
前記コントロールユニットは、前記操舵トルクが所定値以上のとき、前記電動機の異常と判断することを特徴とする操舵制御装置。

電動機に異常が発生し、出力軸の回転制御が不能となった場合には、ウォームギヤの回転負荷により操舵トルクが通常時よりも増加する。この操舵トルクの増加を検出することにより、電動機の異常を判断することができる。

（ホ） 上記（ハ）に記載の操舵制御装置において、
前記コントロールユニットは、前記電動機の異常を検出したとき、前記操舵トルクに対する転舵アクチュエータの制御量を減少補正することを特徴とする操舵制御装置。

電動機に異常が発生した場合には、ウォームギヤの回転負荷により通常時よりも操舵トルクが増加する。この操舵トルクに基づき、通常どおり転舵アクチュエータを駆動制御した場合、オーバーアシストとなるおそれがある。よって、転舵アクチュエータの制御量を減少補正することにより、転舵アクチュエータのオーバーアシストを防止することができる。

（ヘ） 請求項１に記載の操舵制御装置において、
前記コントロールユニットは、前記電動機の異常を検出したとき、前記転舵量と前記回転角が一致するように前記電動機を駆動制御することを特徴とする操舵制御装置。

操舵入力手段と電動機との間に発生する操舵トルクが運転者の操舵負荷となるため、人工的に作られた操舵トルクに比べて自然なフィーリングを得ることができる。また、電動機は転舵量と回転角とが一致するように制御されることにより、入力軸と転舵輪とが機械的に接続されたパワーステアリング装置と同じような挙動を示すため、操舵違和感を最小限にすることができる。

操舵制御装置のシステム構成図である。 操舵制御装置におけるパワーステアリング装置部分のｘ−ｙ平面における部分断面図である。 パワーステアリング装置部分のｘ−ｚ平面における部分断面図である。 操舵制御装置の制御ブロック図である。 通常制御時におけるタイムチャートである。 操舵角と転舵角の関係を示す図である。 モータ異常検出制御処理の流れを示すフローチャートである。 第１、第２転舵アクチュエータに対する制御ゲインを示す図である。 モータ異常検出制御処理の流れを示すフローチャートである。 本願における他の実施例を示す図である。

符号の説明

１ ステアリングホイール
２ 入力軸
３ 出力軸
４ トルクセンサ
５ 操舵角センサ
６ トーションバー
９ ストッパ
１０ 操舵アクチュエータ
１１ 第１ハウジング
１１ａ ギヤハウジング
１１ｂ モータハウジング
１１ｃ パワー系基板ハウジング
１２ 第２ハウジング
１３，１４ 軸受
８１，８２ 転舵輪
８３，８４ ラック
８５，８６ ピニオン
８７，８８ 車速センサ
１１０ ウォームホイール
１２０ ウォームシャフト
１３０ 操舵側モータ
１３１ 操舵側モータ角センサ
１３３ ステータ
１３４ ロータ
２００ コントロールユニット
２０１ 制御系基板
２０２ パワー系基板
２１０ 操舵アクチュエータ制御信号演算部
２２０ 転舵アクチュエータ制御信号演算部
２３０ 電源用コネクタ
２４０ 信号用コネクタ
３００，４００ 第１、第２転舵アクチュエータ
３１０，４１０ 第１、第２転舵角センサ
３２０，４２０ 第１、第２転舵側モータ
３２１，４２１ 第１、第２モータ角センサ

Claims (2)

1. 操舵入力手段に接続された入力軸と、
   前記入力軸と相対回転可能に接続される出力軸と、
   前記出力軸と機械的に接続する電動機と、
   前記出力軸と電動機との間に設けられ、前記電動機から前記出力軸への回転伝達を許可し、前記出力軸から前記電動機への回転伝達効率は、前記電動機から前記出力軸への回転伝達効率よりも低く設けられた回転力伝達手段と、
   前記入力軸と出力軸との相対回転に伴い、前記入出力軸間に発生する操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、
   前記出力軸の操舵角を検出する回転角センサと、
   前記出力軸と機械的に分離された転舵輪に転舵アシスト力を付与する転舵アクチュエータと、
   前記転舵輪の転舵量を検出する転舵量検出手段と、
   前記操舵トルク、前記操舵角及び前記転舵量に基づいて前記電動機及び前記転舵アクチュエータを駆動制御するコントロールユニットと、を有し、
   前記コントロールユニットは、前記操舵トルクに基づき前記転舵アクチュエータを駆動制御するとともに、前記転舵量に基づき前記電動機を駆動制御することを特徴とする操舵制御装置。
2. 操舵入力手段に接続された入力軸と、
   前記入力軸と相対回転可能に接続される出力軸と、
   前記出力軸と機械的に接続する電動機と、
   前記出力軸と電動機との間に設けられ、前記電動機の異常時には、前記出力軸から前記電動機への回転伝達を抑制する回転伝達抑制手段と、
   前記入力軸と出力軸との相対回転に伴い、前記入出力軸間に発生する操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、
   前記出力軸の操舵角を検出する回転角センサと、
   前記出力軸と機械的に分離された転舵輪に転舵アシスト力を付与する転舵アクチュエータと、
   前記転舵輪の転舵量を検出する転舵量検出手段と、
   前記操舵トルク、前記操舵角及び前記転舵量に基づいて前記電動機及び前記転舵アクチュエータを駆動制御するコントロールユニットと、を有し、
   前記コントロールユニットは、前記操舵トルクに基づき前記転舵アクチュエータを駆動制御するとともに、前記転舵量に基づき前記電動機を駆動制御することを特徴とする操舵制御装置。

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