JP2024030869A

JP2024030869A - ステアバイワイヤ式操舵装置

Info

Publication number: JP2024030869A
Application number: JP2022134068A
Authority: JP
Inventors: 慎太朗石川
Original assignee: NTN Corp
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2022-08-25
Filing date: 2022-08-25
Publication date: 2024-03-07

Abstract

【課題】ステアバイワイヤ式操舵装置における操舵対象の向きがストロークエンドに到達した状況を運転者がステアリングホイールを通じて確実に感知することができるようにすると共に、そのストロークエンドに対するステアリングホイールの超過回転を防止する。
【解決手段】フリー状態でステアリングホイール１の回転を許容し、ロック状態に切り替わってからバックラッシ分の空転を経てステアリングホイール１の回転を阻止する状態となるステアリングロック７を備える。制御部８は、ステアリングホイール１の回転角度位置を監視し、ストロークエンドに対応したステアリングホイール１の回転角度位置からバックラッシ分を差し引いた回転角度位置に到達した際、ステアリングロック７をロック状態に切り替える。
【選択図】図１

Description

この発明は、ステアリングホイールと操舵対象との間が機械的に切り離された状態で操舵対象の転舵を行なうステアバイワイヤ式操舵装置に関する。

運転者によるステアリングホイールの回転操作に応じて車両、船舶等の乗り物の操舵対象の向きを変化させる操舵装置として、ステアバイワイヤ方式のものが知られている（例えば、特許文献１）。ステアバイワイヤ式操舵装置は、ステアリングホイールの操作量を検知する操舵センサと、ステアリングホイールに対して機械的に切り離して設けられた転舵アクチュエータとを有し、その転舵アクチュエータが、操舵センサで検知されるステアリングホイールの操作量に応じて作動し、操舵対象の向きを変化させるようになっている。

このステアバイワイヤ式操舵装置は、運転者によるステアリングホイールの操作量をいったん電気信号に変換し、その電気信号に基づいて転舵アクチュエータの動作を制御するので、例えば、ステアリングホイールを回転操作したときの操舵対象の向きの変化量を乗り物の走行速度に応じて調整するといったように、乗り物の走行状態に応じてステアリングホイールの操作量と転舵アクチュエータの動作量の対応関係を最適化することが可能であり、乗り物の走行安定性や運動性能の向上を可能とするものとして期待されている。

ステアバイワイヤ式操舵装置においては、運転者によって回転操作されるステアリングホイールと、操舵対象の向きを変化させる転舵アクチュエータとが機械的に切り離されている。そのため、運転者が、乗り物の停止中等にステアリングホイールを操作して操舵対象の向きがその移動限界（ストロークエンド）に到達したときにも、運転者は、さらにステアリングホイールを回転操作することが可能である。そのため、転舵輪の向きがストロークエンドに到達しているにもかかわらず、運転者は、操舵対象の向きがストロークエンドに到達していることに気付かないという問題が生じる。

そこで、操舵対象の向きがストロークエンドに到達したときに、その状況を、運転者がステアリングホイールを通じて感知することを可能としたステアバイワイヤ式操舵装置として、特許文献１のものが提案されている。

特許文献１のステアバイワイヤ式操舵装置は、車速やステアリングホイールの操作量等に基づいて演算される操舵反力をステアリングホイールに与える反力モータと、反力モータを制御する反力コントローラとを有する。そして、反力コントローラは、操舵対象の向きがストロークエンドに到達したときに、反力モータで発生する操舵反力の大きさを補正して増大させる制御を行なう。これにより、操舵対象の向きがストロークエンドに到達したことを運転者はステアリングホイールを通じて感知することができる。

特開２０２０－１６８９５２号公報

しかしながら、特許文献１のように、操舵対象の向きがストロークエンドに到達したときに、反力モータで発生する操舵反力の大きさを補正して増大させる制御を行なった場合、あくまでステアリングホイールの操舵反力が大きくなるだけであり、ステアリングホイールの回転が阻止されるのではないため、運転者によっては、操舵対象の向きがストロークエンドに到達したことに気付かず、そのままステアリングホイールの回転操作を継続してしまう懸念がある。また、反力モータによって運転者に確実に気付かせる程の逆入力トルクを発生させるには、反力モータが大型になる点で不利となる。

上述の懸念に関し、本願出願人は、ステアリングホイールの回転を阻止可能なロック状態と、ステアリングホイールの回転を許容するフリー状態とを制御部の配下で切り替え可能なステアリングロックを採用し、反力モータを用いることなく、操舵対象の向きがストロークエンドに到達したときに、運転者がステアリングホイールを通じてその状況を確実に感知できるようにすることを検討した。

ここで、本願発明者は、上述のようにステアリングロックがロック状態に切り替わってからステアリングホイールの回転を阻止するまでにステアリングホイールの回転（バックラッシ）を要する構造である場合、その特徴を考慮しないステアリングロックの制御を行ってしまうと、ストロークエンドに対応したステアリングホイールの回転位置を超えるステアリングホイールの超過回転が問題化することに気付いた。具体的には、ストロークエンドに到達したときにステアリングロックがロック状態に切り替わっても、バックラッシ分のステアリングホイールの超過回転が起こってしまう。また、ストロークエンド近傍でステアリングロックのロック状態とフリー状態の切り替えが繰り返された場合、ステアリングホイールの超過回転が累積的に拡大する懸念がある。

そこで、この発明が解決しようとする課題は、ステアバイワイヤ式操舵装置における操舵対象の向きがストロークエンドに到達した状況を運転者がステアリングホイールを通じて確実に感知することができるようにすると共に、そのストロークエンドに対するステアリングホイールの超過回転を防止することにある。

上記の課題を解決するため、この発明は、ステアリングホイールと、前記ステアリングホイールに対して機械的に切り離して設けられ前記ステアリングホイールの操作量に応じて操舵対象の向きを変化させる転舵アクチュエータと、を備えるステアバイワイヤ式操舵装置において、前記ステアリングホイールの回転を阻止可能なロック状態と、前記ステアリングホイールの回転を許容するフリー状態とを切り替え可能なステアリングロックと、前記ステアリングホイールの回転位置を監視し、前記ステアリングロックを制御する制御部と、をさらに備え、前記ステアリングロックが前記ロック状態に切り替わってから前記ステアリングホイールの回転を阻止するまでに要する前記ステアリングホイールの回転量をバックラッシと定義し、前記操舵対象の向きのストロークエンドに対応した前記ステアリングホイールの回転位置から対応の前記バックラッシ分を差し引いた回転位置までの範囲を転舵限界近傍と定義したとき、前記ステアリングホイールの回転位置が対応の前記転舵限界近傍に到達する際に前記制御部が前記ステアリングロックを前記ロック状態に切り替えることを特徴とするステアバイワイヤ式操舵装置、という構成１を採用した。

上記構成１によると、制御部が、ステアリングホイールの回転位置を監視し、転舵限界近傍に到達する際にステアリングロックをロック状態に切り替えるので、そのバックラッシを考慮した時期にステアリングロックのロック状態への切り替えを行って、ストロークエンドに到達した状況を運転者がステアリングホイールを通じて確実に感知することをできるようにすると共に、そのストロークエンドに対するステアリングホイールの超過回転を防止することもできる。

上記構成１において、前記ステアリングロックが、前記ステアリングホイールと一体に回転するシャフトと、回転しないように固定された固定部材と、前記シャフトと前記固定部材のうちの一方に連結された内方部材と、前記シャフトと前記固定部材のうちの他方に連結され前記内方部材を取り囲む外輪と、前記内方部材と前記外輪の内周との間に配置された係合子と、前記係合子を保持し、前記内方部材と前記外輪の内周の間に前記係合子を係合させる係合位置と、前記内方部材と前記外輪の内周の間への前記係合子の係合を解除する係合解除位置との間で周方向に移動可能に支持された保持器と、軸方向に移動可能に支持されたアーマチュアと、通電により前記アーマチュアを吸引して軸方向に移動させる電磁石と、前記アーマチュアの移動に応じて、前記保持器を前記係合位置と前記係合解除位置のうち一方から他方に周方向移動させる動作変換機構と、を有する、という構成２を採用することができる。

上記構成２によると、電磁石の通電と非通電を切り替えることにより、ステアリングホイールの回転を阻止可能なロック状態と、ステアリングホイールの回転を許容するフリー状態とを切り替えることが可能である。ロック状態の場合、内方部材と外輪との間に係合子が物理的に係合することによって内方部材の回転が阻止されるので、シャフトに連結されたステアリングホイールの回転を確実に阻止することができる。そのため、操舵対象の向きのストロークエンドに到達した状況で係合子による内方部材の回転阻止を行えば、運転者は、そのステアリングホイールを通じて、操舵対象の向きがストロークエンドに到達したことを確実に感知することができる。

上記構成２において、前記制御部が前記ステアリングロックへ前記ロック状態に切り替えるように指令してから前記電磁石での電流変化が始まるまでに要する時間を遅延時間と定義したとき、前記制御部が、前記ステアリングホイールの回転速度を監視し、その回転速度と前記遅延時間とに基づいて前記遅延時間における前記ステアリングホイールの推定回転量を演算し、前記操舵対象の向きのストロークエンドに対応した前記ステアリングホイールの回転位置から前記対応のバックラッシ分及び前記推定回転量を差し引いた回転位置で前記ステアリングロックに前記ロック状態への切り替えを指令する、という構成３を採用するとよい。

上記構成３によると、制御部が、そのときのステアリングホイールの回転速度でステアリングホイールの回転位置が転舵限界近傍に到達する時期にステアリングロックがロック状態となるようにして、その際のステアリングホイールの超過回転をより正確に防止することができる。

上記構成１から３のいずれかにおいて、前記制御部が、前記ステアリングロックを前記ロック状態に切り替え後、前記ステアリングホイールの回転位置について前記転舵限界近傍内にあるか否かを監視し、前記転舵限界近傍内にある間、前記ステアリングロックを前記ロック状態に維持する、という構成４を採用するとよい。

上記構成４によると、転舵限界近傍内でステアリングロックのロック状態とフリー状態の切り替えが繰り返されないようにして、ステアリングホイールの超過回転を防止することができる。

上記構成１から４のいずれかにおいて、前記制御部が、前記バックラッシを定期的に検知し、最新の前記バックラッシに基づいて前記ステアリングロックを前記ロック状態又は前記フリー状態に切り替える、という構成５を採用するとよい。

上記構成５によると、経年変化によりバックラッシが増加しても、これを反映させてステアリングロックのロック状態とフリー状態の切り替えを適切に制御することができる。

より具体的には、上記構成５において、前記ステアリングホイールに操舵反力を与える反力モータをさらに備え、前記制御部が、前記ステアリングホイールの回転位置を原点位置とするように前記反力モータを制御し、この原点位置にある状態で前記ステアリングロックを前記ロック状態に切り替え、このロック状態で前記ステアリングホイールを前記原点位置から回転させるように前記反力モータを制御し、前記ステアリングホイールの回転に要するトルクの変化と、前記ステアリングホイールの前記原点位置からの回転量とに基づいて前記バックラッシを検知する、という構成６を採用するとよい。

上記構成６によると、ステアリングホイールに操舵反力を与えるための反力モータを利用した自動的なバックラッシの検知を実現することができる。

上述のように、この発明は、上記構成１の採用により、ステアバイワイヤ式操舵装置における操舵対象の向きがストロークエンドに到達した状況を運転者がステアリングホイールを通じて確実に感知することができるようにすると共に、そのストロークエンドに対するステアリングホイールの超過回転を防止することもできる。

この発明の実施形態にかかるステアバイワイヤ式操舵装置を模式的に示す図図１のステアリングロック付近の断面図図２の動作変換機構の近傍を拡大して示す図図２のＩＶ－ＩＶ線に沿った断面図図４の係合子付近の拡大図図５の保持器が係合位置まで移動した状態を示す図図１の操舵対象の向きとステアリングホイールの回転位置とステアリングロックのバックラッシとの関係を模式的に示す図図１の制御部の処理内容を示すフローチャート図１のステアリングロックにおけるバックラッシの検知原理を示す図図１の制御部の指令タイミングとステアリングロックの動作とステアリングホイールの回転量との関係を示す図

この発明の一例としての実施形態にかかるステアバイワイヤ式操舵装置を図１、図２に示す。このステアバイワイヤ式操舵装置は、運転者によるステアリングホイール１の操作量を電気信号に変換し、その電気信号に基づいて転舵アクチュエータ２を制御することで、車両の左右一対の転舵輪３（操舵対象）の向きを変化させるステアバイワイヤの車両用のものを例示している。

このステアバイワイヤ式操舵装置は、運転者により回転操作されるステアリングホイール１と、ステアリングホイール１に直結されたステアリングシャフト４と、ステアリングホイール１の回転位置及び回転速度を検知する操舵センサ５と、ステアリングホイール１に操舵反力を与える反力モータ６と、反力モータ６に取り付けられたステアリングロック７と、ステアリングホイール１に対して機械的に切り離して設けられた転舵アクチュエータ２と、ステアリングロック７等を制御するための制御部８と、を備える。

ステアリングシャフト４は、ステアリングホイール１を回転操作したときに、ステアリングホイール１と一体に回転するようにステアリングホイール１に接続されている。

操舵センサ５は、ステアリングシャフト４に取り付けられている。操舵センサ５としては、ステアリングホイール１の回転位置を示す回転角度と、ステアリングホイール１の回転速度を示す角速度とを検知する回転センサが採用されている。操舵センサ５としては、運転者によってステアリングホイール１に入力される操舵トルクを検知するトルクセンサや、これら回転センサとトルクセンサの機能を兼ね備えた複合センサなどを採用することも可能である。

反力モータ６は、通電により回転トルクを発生する電動モータである。反力モータ６は、ステアリングシャフト４の端部に連結されている。反力モータ６は、回転トルクをステアリングシャフト４に入力することで、そのステアリングシャフト４を介してステアリングホイール１に操舵反力を付与する。

転舵アクチュエータ２は、転舵軸１０と、転舵軸ハウジング１１と、転舵軸１０を車両の左右方向に移動させる転舵モータ１２と、転舵軸１０の位置を検知する転舵センサ１３とを有する。転舵軸１０は、車両の左右方向に移動可能に転舵軸ハウジング１１で支持されている。転舵軸ハウジング１１は、転舵軸１０の左右両端が転舵軸ハウジング１１から突出した状態となるように転舵軸１０の中央部を収容している。

転舵モータ１２および転舵センサ１３は、転舵軸ハウジング１１に取り付けられている。転舵モータ１２と転舵軸１０の間には、転舵モータ１２が出力する回転を転舵軸１０の直線運動に変換する運動変換機構（図示せず）が組み込まれている。転舵軸１０の左右両端は、タイロッド１４を介して左右一対の転舵輪３に連結され、転舵軸１０が軸方向に移動するとこれに連動して左右一対の転舵輪３の向きが変化するようになっている。

反力モータ６は、モータシャフト１５と、モータシャフト１５に回転トルクを付与するモータ本体１６とを有する。モータ本体１６は、筒状のケーシングと、このケーシングに収容された環状のステータ（図示せず）とで構成されている。モータ本体１６は、そのケーシングにおいて車両のボディ側の静止部に固定されており、運転室に設置されたステアリングホイール１及びこれに直結されたステアリングシャフト４に対して常に一定の位置関係にある。

モータシャフト１５は、モータ本体１６からの軸方向の一方側（図では上側）への突出部分と、モータ本体１６からの軸方向の他方側（図では下側）への突出部分とを有する。モータシャフト１５の図中上側への突出部分にステアリングシャフト４の下端部が同軸に連結され、モータシャフト１５の図中下側への突出部分にステアリングロック７が同軸に連結されている。ステアリングシャフト４とモータシャフト１５は、ステアリングホイール１と一体的に回転可能な伝達系を構成している。

図１に示すステアリングロック７は、シャフトとしてのモータシャフト１５と同軸上に設けられており、ステアリングロック７への通電によりステアリングホイール１の回転を阻止するロック状態となり、当該通電の遮断によりステアリングホイール１の回転を許容するフリー状態となり、その通電制御に基づいてステアリングホイール１の回転を任意の角度位置で阻止可能な構造になっている。

具体的には、図２～図５に示すように、ステアリングロック７は、モータシャフト１５の外周に装着された内方部材２１と、内方部材２１を取り囲む外輪２２と、外輪２２及びモータ本体１６に対して相対回転しないように固定された固定部材としてのステアリングロックケース２３と、内方部材２１の外周に形成されたカム面２４と外輪２２の内周に形成された円筒面２５との間に配置された係合子２６と、これら係合子２６を保持する保持器２７と、軸方向に移動可能に支持されたアーマチュア２８と、通電によりアーマチュア２８を吸引して軸方向に移動させる電磁石２９と、アーマチュア２８の移動に応じて保持器２７を周方向移動させる動作変換機構３０と、を有する。

内方部材２１は、モータシャフト１５と一体回転することができるようにモータシャフト１５の外周にスプライン嵌合している。

外輪２２は、ステアリングロックケース２３に嵌め込まれている。ステアリングロックケース２３は、ステアリングロック７の構成部材（内方部材２１、係合子２６、保持器２７、アーマチュア２８、電磁石２９等）を一括して収容する筒状の部材である。ステアリングロックケース２３の軸方向一端には、径方向外方に延びるフランジ部が形成され、そのフランジ部においてモータ本体１６のケーシングの軸方向端面にボルト（図示省略）で固定されている。

外輪２２は、ステアリングロックケース２３の内周に装着した止め輪３１でステアリングロックケース２３から抜け止めされている。図４に示すように、ステアリングロックケース２３の内周に形成されたキー溝３２と、外輪２２の外周に形成されたキー溝３３に、共通のキー部材３４が嵌め込まれ、このキー部材３４によって、外輪２２は回転しないように固定された状態となっている。

図２に示すように、外輪２２の内周と内方部材２１との間には、内方部材２１を外輪２２に対して回転可能に支持する軸受３５が配置されている。

図４、図５に示すように、内方部材２１の外周に複数のカム面２４が形成されている。カム面２４は、外輪２２の円筒面２５と半径方向に対向している。各カム面２４と円筒面２５の間には、周方向中央から周方向両端に向かって次第に狭小となるくさび空間が形成されている。

保持器２７には、径方向に貫通するポケット３６が周方向に間隔をおいて複数形成されている。各ポケット３６に係合子２６が収容されている。係合子２６としてローラが採用されている。保持器２７は、係合子２６をカム面２４の周方向中央から周方向に移動させることでカム面２４と円筒面２５の間に係合子２６を係合させる係合位置と、係合子２６をカム面２４の周方向中央に移動させることでカム面２４と円筒面２５の間への係合子２６の係合を解除する係合解除位置との間で、内方部材２１に対して周方向に移動可能に支持されている。

図２、図３に示すように、アーマチュア２８は、内方部材２１の外周で軸方向に移動可能に支持されている。アーマチュア２８は、磁性材料（鉄、珪素鋼など）で形成された円盤状の部材である。

電磁石２９は、アーマチュア２８と軸方向に対向して配置されている。電磁石２９は、軸方向と周方向のいずれにも移動しないようにステアリングロックケース２３に固定されている。アーマチュア２８と電磁石２９の間には、アーマチュア２８を電磁石２９から離反する方向に付勢する離反ばね３７が配置されている。

電磁石２９は、アーマチュア２８に向かって軸方向に開放するＣ形断面をもつ環状のフィールドコア３８と、フィールドコア３８に巻回されたソレノイドコイル３９とを有する。ソレノイドコイル３９に通電すると、フィールドコア３８とアーマチュア２８とを通る磁気回路が形成され、アーマチュア２８はフィールドコア３８に吸引される。ステアリングロックケース２３には、ソレノイドコイル３９に電力を供給するリード線４０を通すための貫通孔が形成されている。この貫通孔にゴム製のグロメット４１が装着されている。

図３に示すように、動作変換機構３０は、アーマチュア２８に対して軸方向に相対移動可能な状態でアーマチュア２８に回り止めされかつ保持器２７に回り止めされたプレート４２と、保持器２７を係合解除位置に弾性的に保持するセンタリングばね４３とを有する。

プレート４２の外周には、保持器２７に形成された係合凹部４４に係合する係合凸部４５が形成されている。プレート４２は、それら係合凸部４５と係合凹部４４の係合によって、保持器２７と一体に周方向移動するように保持器２７に回り止めされている。また、プレート４２には、アーマチュア２８に向かって軸方向に延びる突起４６が形成されている。アーマチュア２８には、プレート４２の突起４６が軸方向にスライド可能に挿入される孔４７が形成されている。プレート４２は、それら突起４６と孔４７の係合によって、アーマチュア２８に対して軸方向移動可能な状態で、アーマチュア２８と一体に周方向移動するようにアーマチュア２８に回り止めされている。

図４に示すように、センタリングばね４３は、鋼線をＣ形に巻いたＣ形環状部４８と、Ｃ形環状部４８の両端からそれぞれ径方向外方に延出する一対の延出部４９とからなる。Ｃ形環状部４８は、内方部材２１の軸方向の一端面に形成された円形のばね収容凹部５０に嵌め込まれている。一対の延出部４９は、ばね収容凹部５０から径方向外方に貫通するように内方部材２１の軸方向端面に形成された径方向溝５１に挿入されている。

センタリングばね４３の延出部４９は、内方部材２１の径方向溝５１の径方向外端から突出しており、この突出部分が、保持器２７に形成された切欠き部５２に挿入されている。径方向溝５１と切欠き部５２は同じ周方向幅をもつように形成されている。センタリングばね４３の延出部４９は、内方部材２１の径方向溝５１の内面と、保持器２７の切欠き部５２の内面にそれぞれ接触し、その接触部分に作用する周方向の力によって保持器２７を係合解除位置に弾性保持する。

図３～図５に示すステアリングロック７において、内方部材２１の回転を許容するフリー状態は、電磁石２９に非通電の状態に相当する。すなわち、電磁石２９を非通電にすると、アーマチュア２８が離反ばね３７の付勢力によって電磁石２９から離反し、アーマチュア２８は、電磁石２９に対して自由に回転可能な状態となる。このとき、保持器２７は、センタリングばね４３の弾性復元力によって係合解除位置に保持されるので、内方部材２１を正逆いずれの方向に回転させても、内方部材２１のカム面２４と外輪２２の円筒面２５との間に係合子２６は噛み込まず、内方部材２１およびモータシャフト１５は外輪２２に対して正逆両方向に自由に回転することが可能である。

一方、ステアリングロック７において、内方部材２１の回転を阻止可能なロック状態は、電磁石２９に通電してアーマチュア２８を吸引した状態に相当する。すなわち、電磁石２９に通電したとき、アーマチュア２８は電磁石２９に吸着され、アーマチュア２８が電磁石２９に摩擦接触した状態となる。このとき、内方部材２１を回転させると、電磁石２９に摩擦接触するアーマチュア２８が、プレート４２を介して保持器２７に回り止めされているので、保持器２７は回転が制限され、その保持器２７に対して内方部材２１が相対回転する。その結果、保持器２７が、センタリングばね４３の弾性力に抗し係合解除位置から係合位置に移動し、内方部材２１のカム面２４と外輪２２の円筒面２５との間に係合子２６が噛み込むように係合するので、内方部材２１の回転が阻止され、従い、この内方部材２１と一体化されたモータシャフト１５、ステアリングシャフト４及びステアリングホイール１の回転が阻止される。

このように、このステアリングロック７においては、図５に示すように、保持器２７のポケット３６と係合子２６間に設定された隙間、カム面２４と円筒面２５で形成されるくさび空間と係合子２６間にフリー状態の実現に要する隙間等の遊びが設けられているため、前述のロック状態に切り替わってからの内方部材２１（モータシャフト、ステアリングシャフト、ステアリングホイール）の更なる回転により、図５に示す係合解除位置の保持器２７、係合子２６が図６に示す係合位置へ前述の遊び分だけ周方向へ移動して係合子２６がカム面２４と円筒面２５間に噛み込む係合状態になるまでの間、すなわち内方部材２１の回転が阻止されるまでの間、内方部材２１が外輪２２に対して空転する。この空転によって図１に示すステアリングシャフト４及びステアリングホイール１が回転することになる。

図１、図２に示すステアリングロック７がロック状態に切り替わってからステアリングホイール１の回転を阻止するまでに要するステアリングホイール１の回転量は、図６に示すように前述の遊びに基づく内方部材２１の空転量に一致し、以下、これをバックラッシαとする。なお、図６では、ロック状態で内方部材２１が図中左側へ回転した場合を例示したが、右側回転時も同様である。

一方、図６の状態から図２に示す電磁石２９への通電を遮断して非通電にすると、直ちに離反ばね３７の付勢力でアーマチュア２８が電磁石２９から離されてフリー状態になり、内方部材２１が外輪２２に対して逆回転（例えば、図６において右側回転）する際、内方部材２１がバックラッシα分を逆回転せずとも保持器２７（係合子２６）が係合解除位置に戻る。

図１に示す制御部８は、前述の反力モータ６、ステアリングロック７、転舵モータ１２を制御する。制御部８は、情報演算処理装置、情報記憶装置等を含む電気回路からなり、この電気回路をコンピュータとして機能させるソフトウェアと、所定の初期情報とを情報記憶装置に記憶する。

制御部８の入力側には、外部センサ６０、操舵センサ５、転舵センサ１３が電気的に接続されている。制御部８の出力側には、反力モータ６、ステアリングロック７、転舵アクチュエータ２が電気的に接続されている。

外部センサ６０は、車両の走行速度を検知する車速センサ等である。制御部８は、操舵センサ５で検知される前述のステアリングホイール１の操舵トルク、回転速度及び回転角度と、外部センサ６０で検知される車両の走行状況（車速等）とに応じて転舵モータ１２を作動させ、左右一対の転舵輪３の向きを変化させる制御を行なう。また、このとき、制御部８は、ステアリングホイール１の操作量と車両の走行状況とに応じた大きさの操舵反力が発生するように反力モータ６を作動させる制御を行なう。

さらに、制御部８は、ステアリングホイール１の回転位置を監視し、その回転位置に応じてステアリングロック７をロック状態又はフリー状態に切り替える制御を行う。この例のステアリングロック７が励磁作動形であるので、ロック状態に切り替えるために制御部８がステアリングロック７に出す指令は、ステアリングロック７の電磁石に通電することを意味し、フリー状態に切り替えるために制御部８がステアリングロック７に出す指令は、ステアリングロック７の電磁石への通電を遮断して非通電にすることを意味する。

操舵センサ５で検知されるステアリングホイール１の回転位置と、転舵センサ１３で検知される転舵軸１０の位置に対応した転舵輪３の向きとの関係は図７のようになる。同図において、０°の位置は、転舵センサ１３で検知される転舵輪３（図１参照。以下、同じ。）の向きのストロークの中央位置（車両が直進する状態の転舵輪３の向き）に対応し、操舵センサ５で検知されるステアリングホイール１（図１参照。以下、同じ。）の回転位置の原点位置に対応する。以下、回転方向を呼び分ける場合は、ＣＷ方向と、ＣＣＷ方向とを用いる。

ここで、転舵アクチュエータ２による転舵輪３の向きの移動限界であるストロークエンドを転舵限界位置βとする。その転舵限界位置βに対応したステアリングホイール１の回転位置から対応のバックラッシα分を差し引いた回転位置Ｐまでの範囲を転舵限界近傍とする。ＣＷ方向の転舵限界近傍は、ＣＷ方向の転舵限界位置β_ｃｗのときのステアリングホイール１の回転位置から回転位置Ｐ_ｃｗまでの範囲である。ＣＣＷ方向の転舵限界近傍は、ＣＣＷ方向の転舵限界位置β_ｃｃｗのときのステアリングホイール１の回転位置から回転位置Ｐ_ｃｃｗまでの範囲である。

制御部８（図１参照。以下、同じ。）は、各転舵限界位置β_ｃｗ，β_ｃｃｗに対応したステアリングホイール１の回転位置、各バックラッシα_ｃｗ，α_ｃｃｗを記憶している。各転舵限界位置β_ｃｗ，β_ｃｃｗ、回転位置Ｐ_ｃｗ，Ｐ_ｃｃｗは、０°位置を基準とした回転角度位置として、また、バックラッシα_ｃｗ、α_ｃｃｗは回転量を示す角度値として制御部８に記憶されている。

運転者がステアリングホイール１をＣＷ方向又はＣＣＷ方向に回転操作する場合、そのステアリングホイール１の回転位置が対応の転舵限界位置β_ｃｗ又はβ_ｃｃｗに到達して以降、ステアリングロック７が係合子２６の噛み込みによってステアリングホイール１の対応のＣＷ方向又はＣＣＷ方向回転を阻止する状態にあれば、運転者は転舵輪３の向きが対応の転舵限界位置β_ｃｗ又はβ_ｃｃｗに到達した状況を確実に感知することができる。

しかし、ステアリングホイール１の回転位置が回転位置Ｐ_ｃｗをＣＷ方向に過ぎてから、又は回転位置Ｐ_ｃｃｗをＣＣＷ方向に過ぎてから、ステアリングロック７をロック状態に切り替えてしまうと、ステアリングホイール１の回転阻止が起こるのは、対応のバックラッシα_ｃｗ又はα_ｃｃｗ分の空転後であるから、対応の転舵限界位置β_ｃｗ又はβ_ｃｃｗを超過した回転位置になってからとなる。

また、ＣＷ方向の転舵限界近傍内と、ＣＣＷ方向の転舵限界近傍内とにおいてステアリングロック７のロック状態とフリー状態の切り替えが繰り返し得る制御を採用してしまうと、運転者のステアリングホイール１の操作次第で、対応の転舵限界位置β_ｃｗ又はβ_ｃｃｗを超えるステアリングホイール１のＣＷ方向又はＣＣＷ方向回転が起こる可能性がある。例えば、ステアリングホイール１を通じて転舵限界位置β_ｃｗに到達したことを感知した運転者は、ステアリングホイール１をＣＣＷ方向に逆回転操作してから、ＣＷ方向の転舵限界近傍内で再びステアリングホイール１をＣＷ方向に回転操作することが起こり得る。そのＣＷ方向の転舵限界近傍内におけるＣＷ方向への再回転操作を検知してからステアリングロック７をフリー状態からロック状態に切り替えたとしても、それまでの逆回転量θ_ｃｃｗに応じて転舵限界位置β_ｃｗに近くなった回転位置（図７例ではβ_ｃｗ－θ_ｃｃｗの回転角度位置）からロック状態へ切り替えることになり、この切り替え後からステアリングホイール１のＣＷ方向回転がバックラッシα_ｃｗ分だけ更に進んだ時点で阻止されることになるので、転舵限界位置β_ｃｗからＣＷ方向に超過回転量θ_ｃｗが生じてしまう。また、ステアリングホイール１のＣＷ方向回転が再阻止されたことを感知した運転者がステアリングホイール１を僅かにＣＣＷ方向に逆回転操作してからＣＷ方向に再回転操作を試みた場合、更に転舵限界位置β_ｃｗに近づいた回転位置でステアリングロック７をロック状態に切り替えることになり、再び超過回転が起こって、超過回転量θ_ｃｗがより大きくなってしまう。ＣＣＷ方向のステアリングホイール１の回転時も同様であり、転舵限界位置β_ｃｃｗに到達したことを感知した運転者がステアリングホイール１をＣＷ方向に逆回転操作してから、ＣＣＷ方向の転舵限界近傍内で再びステアリングホイール１をＣＣＷ方向に回転操作する逆回転量θ_ｃｗに応じて転舵限界位置β_ｃｃｗに近くなった回転位置（図７例ではβ_ｃｃｗ－θ_ｃｗの回転角度位置）からロック状態へ切り替えると、この切り替え後からステアリングホイール１のＣＣＷ方向回転がバックラッシα_ｃｃｗ分だけ更に進むため、転舵限界位置β_ｃｃｗからＣＣＷ方向に超過回転量θ_ｃｃｗが生じ、このようなことが繰り返されると、超過回転量θ_ｃｃｗがより大きくなってしまう。

そこで、制御部８は、ＣＷ方向の転舵限界近傍とＣＣＷ方向の転舵限界近傍とにおいて対応のバックラッシα_ｃｗ又はα_ｃｃｗを考慮したステアリングロック７の制御を行うように設けられている。その制御内容を図８に示す。

制御部８は、ステアリングホイール１の回転及び転舵輪３の向き変更が起こり得る状況又は起こった状況を検知すると、図８に示す制御内容をスタートする。このスタートの契機となる状況の検知は、車両の運転キーのＯＮ操作、ステアリングホイール１及び転舵輪３の０°位置からの変位の有無等の適宜の情報に基づいて行えばよい。

制御部８は、スタート後、ステアリングホイール１の回転位置と回転速度を監視し（ステップＳ１）、ステアリングホイール１の回転位置が所定位置にあるか否かを判定する（ステップＳ２）。図示例では、その所定位置として、（β_ｃｗ－α_ｃｗ）の回転角度位置である回転位置Ｐ_ｃｗ，（β_ｃｃｗ－α_ｃｃｗ）の回転角度位置であるＰ_ｃｃｗが採用されている。

制御部８は、ステップＳ２において所定位置にないと判定したとき、ステップＳ１の監視に戻り、所定位置にあると判定したとき、ステアリングロック７にロック状態への切り替えを指令する（ステップＳ３）。

このステップＳ３により、制御部８が、転舵輪３の向きのストロークエンド（転舵限界位置β_ｃｗ又はβ_ｃｃｗ）に対応したステアリングホイール１の回転位置から対応のバックラッシα_ｃｗ又はα_ｃｃｗ分を差し引いた回転位置Ｐ_ｃｗ，Ｐ_ｃｃｗに到達する際にステアリングロック７をロック状態に切り替える、という制御が実現される。このため、係合子２６の噛み込みによるステアリングホイール１の回転阻止が起こる回転位置は、概ね対応の転舵限界位置β_ｃｗ又はβ_ｃｃｗに対応した回転位置となり、対応の転舵限界位置β_ｃｗ又はβ_ｃｃｗを超えるステアリングホイール１の超過回転が略起こらない。したがって、運転者は、そのステアリングホイール１を通じて、転舵輪３の向きがストロークエンド（転舵限界位置β_ｃｗ又はβ_ｃｃｗ）に到達した状況を確実に感知することができる。

制御部８は、ステップＳ３の指令を行うと、ステアリングホイール１の回転位置と回転速度を監視し（ステップＳ４）、ステアリングホイール１の回転位置が転舵限界近傍内にあるか否かを判定する（ステップＳ５）。

ステップＳ５の判定においては、例えば、（β_ｃｗ－α_ｃｗ）の回転角度位置で示される回転位置Ｐ_ｃｗと、（β_ｃｃｗ－α_ｃｃｗ）の回転角度位置で示される回転位置Ｐ_ｃｃｗとを用い、そのときのステアリングホイール１の回転位置が対応のＣＷ方向又はＣＣＷ方向の転舵限界近傍の境界である回転位置Ｐ_ｃｗ又は回転位置Ｐ_ｃｃｗにある場合、対応のＣＷ方向又はＣＣＷ方向の転舵限界近傍内から外れたと判定することができる。

制御部８は、ステップＳ５において対応のＣＷ方向又はＣＣＷ方向の転舵限界近傍内にあると判定したとき、ステップＳ４に戻り、対応のＣＷ方向又はＣＣＷ方向の転舵限界近傍内にないと判定したときステアリングロック７にフリー状態への切り替えを指令し（ステップＳ６）、この後、ステップＳ１に戻る。

上記ステップＳ２～Ｓ６の処理により、制御部８が、ステアリングロック７をロック状態に切り替え後（ステップＳ２，Ｓ３）、ステアリングホイール１の回転位置について転舵限界近傍内にあるか否かを監視し、転舵限界近傍内にある間、ステアリングロック７をロック状態に維持する（ステップＳ４～Ｓ６）、という制御が実現される。このため、ステップＳ３以降のステアリングホイール１のＣＣＷ方向又はＣＷ方向の逆回転操作によってステアリングホイール１の回転位置が対応のＣＷ方向又はＣＣＷ方向の転舵限界近傍からストロークの中央（０°位置）側へ復帰されない限り、ステアリングロック７がロック状態からフリー状態に切り替わることは起こらない。また、仮に、ステアリングホイール１の回転位置がＣＷ方向の転舵限界近傍をＣＷ方向に超過した位置になったり、ＣＣＷ方向の転舵限界近傍をＣＣＷ方向に超過した位置になったりしても、ステアリングロック７がロック状態に維持されるので、前述の運転者による状況感知が可能な状態は消失しない。

なお、図８に示すスタートよりも前の時点で、制御部８が、転舵限界位置β_ｃｗ，β_ｃｃｗに対応したステアリングホイール１の回転位置、回転位置Ｐ_ｃｗ，Ｐ_ｃｃｗ、バックラッシα_ｃｗ，α_ｃｃｗの各情報を記憶済みであることは勿論である。これら初期情報を制御部８に記憶させる書き込み工程は、このステアバイワイヤ式操舵装置の組み立て時や、システム構成時等の適宜の時期に行えばよい。

このステアバイワイヤ式操舵装置（適宜、図１、図２、図７、図８参照。以下、同じ。）は、上述のように、ステアリングホイール１と、ステアリングホイール１に対して機械的に切り離して設けられステアリングホイール１の操作量に応じて操舵対象（転舵輪３）の向きを変化させる転舵アクチュエータ２と、を備え、ステアリングホイール１の回転を阻止可能なロック状態と、ステアリングホイール１の回転を許容するフリー状態とを切り替え可能なステアリングロック７と、ステアリングホイール１の回転位置を監視し、ステアリングロック７を制御する制御部８と、をさらに備えるものである。

特に、ステアリングロック７がロック状態に切り替わってからステアリングホイール１の回転を阻止するまでに要するステアリングホイールの回転量をバックラッシα_ｃｗ，α_ｃｃｗと定義し、操舵対象（転舵輪３）の向きのストロークエンド（転舵限界位置β_ｃｗ，β_ｃｃｗ）に対応したステアリングホイール１の回転位置から対応のバックラッシα_ｃｗ，α_ｃｃｗ分を差し引いた回転位置Ｐ_ｃｗ，Ｐ_ｃｃｗまでの範囲を転舵限界近傍と定義したとき、制御部８が、対応の転舵限界近傍に到達する際（ステアリングホイール１のＣＷ方向回転によって０°位置側から対応の回転位置Ｐ_ｃｗに到達する際、又はステアリングホイール１のＣＣＷ方向回転によって０°位置側から対応の回転位置Ｐ_ｃｃｗに到達する際）にステアリングロック７をロック状態に切り替える（ステップＳ１～Ｓ３）ものである。これにより、このステアバイワイヤ式操舵装置は、そのバックラッシα_ｃｗ，α_ｃｃｗを考慮した時期にステアリングロック７のロック状態への切り替えを行って、ストロークエンド（転舵限界位置β_ｃｗ，β_ｃｃｗ）に到達した状況を運転者がステアリングホイール１を通じて確実に感知することできるようにすると共に、そのストロークエンド（転舵限界位置β_ｃｗ，β_ｃｃｗ）に対するステアリングホイール１の超過回転を防ぐこともできる。

また、そのステアリングロック７が、ステアリングホイール１と一体に回転するシャフト（モータシャフト１５）と、回転しないように固定された固定部材（ステアリングロックケース２３）と、シャフト（モータシャフト１５）と固定部材（ステアリングロックケース２３）のうちの一方に連結された内方部材２１と、シャフト（モータシャフト１５）と固定部材（ステアリングロックケース２３）のうちの他方に連結され内方部材２１を取り囲む外輪２２と、内方部材２１と外輪２２の内周との間に配置された係合子２６と、係合子２６を保持し、内方部材２１と外輪２２の内周の間に係合子２６を係合させる係合位置と、内方部材２１と外輪２２の内周の間への係合子２６の係合を解除する係合解除位置との間で周方向に移動可能に支持された保持器２７と、軸方向に移動可能に支持されたアーマチュア２８と、通電によりアーマチュア２８を吸引して軸方向に移動させる電磁石２９と、アーマチュア２８の移動に応じて、保持器２７を係合位置と係合解除位置のうち一方から他方に周方向移動させる動作変換機構３０と、を有するものである。これにより、このこのステアバイワイヤ式操舵装置は、電磁石２９の通電と非通電を切り替えることにより、ステアリングホイール１の回転を阻止可能なロック状態と、ステアリングホイール１の回転を許容するフリー状態とを切り替えることができ、そのロック状態の場合、内方部材２１と外輪２２との間に係合子２６が物理的に係合することによって内方部材２１の回転が阻止されるので、シャフト（モータシャフト１５）に連結されたステアリングホイール１の回転を確実に阻止することができる。そのため、操舵対象の向きのストロークエンドに到達した状況で係合子２６による内方部材２１の回転阻止を行えば、運転者は、そのステアリングホイール１を通じて、操舵対象（転舵輪３）の向きがストロークエンドに到達したことを確実に感知することができる。

また、その制御部８が、ステアリングロック７をロック状態に切り替え後（ステップＳ１～Ｓ３）、ステアリングホイール１の回転位置について前述の転舵限界近傍内にあるか否かを監視し（ステップＳ４～Ｓ５）、その転舵限界近傍内にある間、ステアリングロック７をロック状態に維持する（ステップＳ５～Ｓ６）ものである。これにより、このステアバイワイヤ式操舵装置は、ステアリングホイール１の回転位置が転舵限界近傍に到達してステアリングロック７がロック状態に切り替わってから転舵限界近傍内にあり続ける間、制御部８がステアリングロック７をフリー状態に切り替えず、ロック状態に維持し続けるので、転舵限界近傍内でステアリングロック７のロック状態とフリー状態の切り替えが繰り返されないようにして、ステアリングホイール１の超過回転を防止することができる。

図８例では、バックラッシα_ｃｗ，α_ｃｃｗ等を初期情報として制御部８に書き込み、その初期情報を用いてステアリングロック７の制御を行うようにしたが、ステアリングホイール１の超過回転をより正確に防止するために所要のパラメータを初期情報から更新するように変更してもよい。

バックラッシα_ｃｗ，α_ｃｃｗは、経年変化によるステアリングロック７の捩じり剛性の低下やステアリングロック７の摩擦部の摩耗により、僅かに拡大する可能性がある。このステアリングロック７は、内方部材２１と外輪２２の相対的な回転位置について任意の位置関係でロック状態とフリー状態とを切り替えることが可能な構造であるから、バックラッシα_ｃｗ，α_ｃｃｗの拡大量がどの程度であれ、その拡大量を制御部８による切り替えタイミングの決定に反映させてもステアリングロック７の動作に支障はない。

例えば、制御部８が、バックラッシα_ｃｗ，α_ｃｃｗを定期的に検知し、最新のバックラッシα_ｃｗ，α_ｃｃｗに基づいてステアリングロック７をロック状態又はフリー状態に切り替えるとよい。このステアバイワイヤ式操舵装置は、経年変化によりバックラッシα_ｃｗ，α_ｃｃｗが増加しても、これを反映させてステアリングロック７のロック状態とフリー状態の切り替えを適切に制御することができる。

具体的には、制御部８が、転舵限界位置β_ｃｗ，β_ｃｃｗの回転角度位置から対応の最新のバックラッシα_ｃｗ，α_ｃｃｗを差し引く演算を行うことにより、最新の回転位置Ｐ_ｃｗ，Ｐ_ｃｃｗを求め、この最新の回転位置Ｐ_ｃｗ，Ｐ_ｃｃｗを記憶しておき、これを参照してステップＳ２とステップＳ６を実行すれば、バックラッシα_ｃｗ，α_ｃｃｗの変化を反映させた制御を実現することができる。

また、バックラッシα_ｃｗ，α_ｃｃｗを検知するタイミングは、運転者の意思に依存すると長期間にわたって更新されない懸念があるので、制御部８で定期的に自動検知を行うことが好ましい。その自動検知を行う時期は、運転者の意思に依存せずかつ運転開始前のタイミングであるステアバイワイヤ操舵装置の起動時（つまり車両の起動時）が好ましく、起動時ごとに行うことが好ましいが、経年変化への対応を目的とした更新であるので、起動時ごとに行うことは必須でない。

このステアバイワイヤ式操舵装置のように制御部８の配下に反力モータ６を備える場合、これを利用してバックラッシα_ｃｗ，α_ｃｃｗの自動検知を実現することが可能である。

その自動検知の一例として、図９に、ステアリングロック７に対する通電制御と、ステアリングホイール１の回転位置の原点位置（０°位置）に対する回転角度と、ステアリングホイール１の回転時のステアリングトルクの変化との関係を示すタイミングチャートを示す。同図において、ステアリングロック７をロック状態にしてからフリー状態に切り替えるまでの電流（Ａ）の変化を実線の波で示し、ステアリングホイール１の原点位置に対する回転角度（ｄｅｇ）を一点鎖線の波で示し、ステアリングホイールの回転に要するトルク（Ｎｍ）の変化を二点鎖線の波で示した。

制御部８は、バックラッシα_ｃｗ，α_ｃｃｗを更新するタイミングで自動的に更新処理をスタートする。先ず、制御部８は、ステアリングホイール１の回転位置と、ステアリングホイール１の回転に要するトルクの変化と、ステアリングホイール１の原点位置からの回転量とを監視する状態になる。この状態のまま制御部８は、バックラッシα_ｃｗ，α_ｃｃｗの検知に必要なステアリングロック７の制御と反力モータ６の制御とを実行する。具体的には、制御部８は、ステアリングロック７をフリー状態に維持しつつ、ステアリングホイール１の回転位置を原点位置とするように反力モータ６を制御する。原点位置になってから、制御部８は、ステアリングロック７にロック状態への切り替えを指令し、これにより、ステアリングロック７の電磁石２９への通電が始まり（タイミングｔ_１）、ステアリングロック７がロック状態になる。続いて、制御部８は、ステアリングロック７をロック状態に維持しつつ、ステアリングホイール１を原点位置からＣＷ方向に回転させるように反力モータ６を制御する。やがて係合子２６の噛み込みによってステアリングロック７がステアリングホイール１のＣＷ方向回転を阻止すると、ＣＷ方向のトルクが急激に立ち上がる。この急立ち上がりの発生時点（タイミングｔ_２）のステアリングホイール１の回転位置から原点位置までのステアリングホイール１のＣＷ方向回転量がバックラッシα_ｃｗに相当する。タイミングｔ_２を検知した制御部８は、前述のステアリングホイール１のＣＷ方向回転量を算出し、この算出値を最新のバックラッシα_ｃｗとして記憶する。続いて、制御部８は、ステアリングロック７をロック状態に維持しつつもステアリングロック７の電磁石２９に通電する電流を弱め、ステアリングホイール１をＣＷ方向回転の停止位置からＣＣＷ方向に回転させるように反力モータ６を制御する。やがて、係合子２６の噛み込みによってステアリングロック７がステアリングホイール１のＣＣＷ方向回転を阻止すると、ＣＣＷ方向のトルクが急激に立ち上がる。この急立ち上がりの発生時点（タイミングｔ_３）のステアリングホイール１の回転位置から原点位置までのステアリングホイール１のＣＣＷ方向回転量がバックラッシα_ｃｃｗに相当する。タイミングｔ_３を検知した制御部８は、前述のステアリングホイール１のＣＣＷ方向回転量を算出し、この算出値を最新のバックラッシα_ｃｃｗとして記憶する。その後、制御部８は、電磁石２９への通電を遮断し、更新処理を終了する。

このように、制御部８は、ステアリングホイール１の回転位置を原点位置とするように反力モータ６を制御し、この原点位置にある状態でステアリングロック７をロック状態に切り替え、このロック状態でステアリングホイール１を原点位置から回転させるように反力モータ６を制御し、ステアリングホイール１の回転に要するトルクの変化と、ステアリングホイール１の原点位置からの回転量とに基づいてバックラッシα_ｃｗ，α_ｃｃｗを検知することにより、ステアリングホイール１に操舵反力を与えるための反力モータ６を利用した自動的なバックラッシα_ｃｗ，α_ｃｃｗの検知を実現することができる。

なお、前述のトルクの検知は、適宜のセンサで行えばよく、操舵センサ５で回転位置の検出と共に行ってもよいし、反力モータ６にトルクセンサを付設してもよいし、操舵センサ５や反力モータ６とは別にトルクセンサを設けてもよい。

図９では、検知原理の説明に適するように電流、トルク、回転角度の波形を模式的に示している。例えば、実際には、タイミングｔ_１とタイミングｔ_２との間の時期や、タイミングｔ_２とタイミングｔ_３との間の時期において、センタリングばね４３の弾性反発力によるトルクの緩上昇が起こるが、係合子２６の噛み込みによるトルクの急立ち上がりとは明らかに異なるので、そのトルクの緩上昇を図示していない。

また、バックラッシα_ｃｗ，α_ｃｃｗの自動検知以外にも、ステアリングロック７にロック状態への切り替えを指令するタイミングを工夫することにより、ステアリングホイール１の超過回転を一層防止することが可能である。すなわち、図９、図１０に示すように、その指令を出すタイミングｔ_０からステアリングロック７の電磁石２９の通電状態が変化し始めるタイミングｔ_１までに僅かな時間差がある。図８例では、回転位置Ｐ_ｃｗ，Ｐ_ｃｃｗに到達する際にステアリングロック７をロック状態に切り替えるためのステップＳ２における所定位置として回転位置Ｐ_ｃｗ，Ｐ_ｃｃｗを採用しているので、その指令タイミングを図１０のタイミングｔ_０とすると、タイミングｔ_１になってステアリングロック７がロック状態への移行を開始するまでの間の僅かな時期にステアリングホイール１の回転が僅かに進むことになり、この僅かな回転量γがステアリングホイール１の超過回転となって現れる。この僅かな超過回転は、実用上、問題ないと考えられるが、より正確に超過回転の防止が要求される場合には、これを防止するとよい。すなわち、超過回転防止目的で制御部８がステアリングロック７をロック状態に切り替えるタイミングである「ステアリングホイール１の回転位置が対応の転舵限界近傍に到達する際に」とは、ステアリングホイール１の回転中にステアリングホイール１の回転位置が対応の転舵限界近傍βに到達することが確実になった時点から対応の転舵限界近傍βに到達した時点までを意味する。ステアリングホイール１の回転位置が対応の転舵限界近傍βに到達することが確実になったか否かは、ステアリングホイール１の回転位置、回転速度、ステアリングロック７の応答性能に基づき制御部８において判定することができる。

具体的には、ステアリングロック７へロック状態に切り替えるように指令してから電磁石２９での電流変化が始まるまでに要する時間（ｔ_１－ｔ_０）を遅延時間と定義したとき、遅延時間と、そのときのステアリングホイール１の回転速度との乗算により、この遅延時間の間に生じるステアリングホイール１の回転量γを推定することが可能である。例えば、遅延時間が０．０１ｓ、ステアリングホイール１の回転速度が１０ｄｅｇ．／ｓである場合、推定回転量γは、０．１ｄｅｇ．となる。

そして、図８のステップＳ２における所定位置として、回転位置Ｐ_ｃｗ，Ｐ_ｃｃｗから更に推定回転量γ分だけ０°位置側に寄った回転角度位置を採用すれば、制御部８が、図７の転舵限界位置βに対応したステアリングホイール１の回転位置から対応のバックラッシα分及び推定回転量γを差し引いた回転位置に到達したか否かを判定し、到達したと判定したときにステアリングロック７にロック状態への切り替えを指令することになり、つまり、図１０のタイミングｔ_０を狙って指令することになり、これにより、遅延時間による超過回転を防止することが可能である。

したがって、制御部８が、ステアリングホイール１の回転速度を監視し、その回転速度と遅延時間とに基づいて推定回転量γを演算し、図８のステップＳ２において、図７の転舵限界位置βに対応したステアリングホイール１の回転位置から対応のバックラッシα分及び推定回転量γを差し引いた回転位置でステアリングロック７にロック状態への切り替えを指令することにより、制御部８が、そのときのステアリングホイール１の回転速度でステアリングホイール１の回転位置が転舵限界近傍βに到達する時期のタイミングｔ_１にステアリングロック７がロック状態となるようにして、その際のステアリングホイール１の超過回転をより正確に防止することができる。

なお、ステアリングロック７における遅延時間は、常に一定と見做すことができる程に僅かな時間であるので、制御部８に初期情報として記憶させておけばよく、これを関して更新する必要はない。

上述のように、この実施形態では、左右一対の転舵輪３を操舵対象とする車両用ステアバイワイヤ式操舵装置を例に挙げて説明したが、この発明は、車両（乗用車）に限らず、船舶、建設機械、農業機械、全地形対応車、多用途四輪車などの乗り物に搭載するステアバイワイヤ式操舵装置に適用することが可能である。

また、この実施形態では、ステアリングロック７を反力モータ６に対して反ステアリングホイール１側に配置した例を示したが、この発明は、ステアリングロックを反力モータとステアリングホイールとの間に配置する場合にも適用することが可能である。

また、この実施形態では、反力モータ６のモータシャフト１５にステアリングロック７を連結した場合を例示したが、この発明は、反力モータを備えないステアバイワイヤ式操舵装置に適用することが可能である。この場合、常にステアリングホイール１と一体に回転する軸系に属する任意のシャフトにステアリングロックを連結すればよい。

また、この実施形態では、ステアリングロック７の固定部材としてステアリングロックケース２３を採用したが、この発明においては、外輪とステアリングロックケースを繋ぎ目のない一体のケース部材で構成し、そのケース部材とは別体の固定部材を車両，船体等のボディ側の静止部材で構成することも可能である。

また、この発明において、ステアリングホイール１の回転位置、回転速度の検知は、ステアリングホイール１の回転位置に対応した回転位置、ステアリングホイール１の回転速度に対応した回転速度について検知し、必要に応じて適宜に変換すればよい。この実施形態のように回転位置として回転角度位置、回転速度として角速度を検知する場合、常にステアリングホイール１と一体に回転する軸系の任意の位置における回転角度位置、角速度と、ステアリングホイール１の回転角度位置、角速度とが一致するので、その軸系の任意のシャフト（ステアリングシャフト４やモータシャフト１５）の回転角度位置、角速度をそのままステアリングホイール１の回転位置、回転速度を示す情報として制御部８の制御で使用することが可能である。

また、この実施形態では、励磁作動形のステアリングロック７を採用したが、この発明では、非励磁作動形のステアリングロックを採用することも可能である。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ステアリングホイール
２転舵アクチュエータ
３転舵輪（操舵対象）
６反力モータ
７ステアリングロック
８制御部
１５モータシャフト（シャフト）
２１内方部材
２２外輪
２３ステアリングロックケース（固定部材）
２６係合子
２７保持器
２８アーマチュア
２９電磁石
３０動作変換機構

Claims

ステアリングホイールと、前記ステアリングホイールに対して機械的に切り離して設けられ前記ステアリングホイールの操作量に応じて操舵対象の向きを変化させる転舵アクチュエータと、を備えるステアバイワイヤ式操舵装置において、
前記ステアリングホイールの回転を阻止可能なロック状態と、前記ステアリングホイールの回転を許容するフリー状態とを切り替え可能なステアリングロックと、
前記ステアリングホイールの回転位置を監視し、前記ステアリングロックを制御する制御部と、をさらに備え、
前記ステアリングロックが前記ロック状態に切り替わってから前記ステアリングホイールの回転を阻止するまでに要する前記ステアリングホイールの回転量をバックラッシと定義し、前記操舵対象の向きのストロークエンドに対応した前記ステアリングホイールの回転位置から対応の前記バックラッシ分を差し引いた回転位置までの範囲を転舵限界近傍と定義したとき、前記ステアリングホイールの回転位置が対応の前記転舵限界近傍に到達する際に前記制御部が前記ステアリングロックを前記ロック状態に切り替えることを特徴とするステアバイワイヤ式操舵装置。
前記ステアリングロックが、
前記ステアリングホイールと一体に回転するシャフトと、
回転しないように固定された固定部材と、
前記シャフトと前記固定部材のうちの一方に連結された内方部材と、
前記シャフトと前記固定部材のうちの他方に連結され前記内方部材を取り囲む外輪と、
前記内方部材と前記外輪の内周との間に配置された係合子と、
前記係合子を保持し、前記内方部材と前記外輪の内周の間に前記係合子を係合させる係合位置と、前記内方部材と前記外輪の内周の間への前記係合子の係合を解除する係合解除位置との間で周方向に移動可能に支持された保持器と、
軸方向に移動可能に支持されたアーマチュアと、
通電により前記アーマチュアを吸引して軸方向に移動させる電磁石と、
前記アーマチュアの移動に応じて、前記保持器を前記係合位置と前記係合解除位置のうち一方から他方に周方向移動させる動作変換機構と、を有する請求項１に記載のステアバイワイヤ式操舵装置。
前記制御部が前記ステアリングロックへ前記ロック状態に切り替えるように指令してから前記電磁石での電流変化が始まるまでに要する時間を遅延時間と定義したとき、前記制御部が、前記ステアリングホイールの回転速度を監視し、その回転速度と前記遅延時間とに基づいて前記遅延時間における前記ステアリングホイールの推定回転量を演算し、前記操舵対象の向きのストロークエンドに対応した前記ステアリングホイールの回転位置から前記対応のバックラッシ分及び前記推定回転量を差し引いた回転位置で前記ステアリングロックに前記ロック状態への切り替えを指令する請求項２に記載のステアバイワイヤ式操舵装置。
前記制御部が、前記ステアリングロックを前記ロック状態に切り替え後、前記ステアリングホイールの回転位置について前記転舵限界近傍内にあるか否かを監視し、前記転舵限界近傍内にある間、前記ステアリングロックを前記ロック状態に維持する請求項１又は２に記載のステアバイワイヤ式操舵装置。
前記制御部が、前記バックラッシを定期的に検知し、最新の前記バックラッシに基づいて前記ステアリングロックを前記ロック状態又は前記フリー状態に切り替える請求項１又は２に記載のステアバイワイヤ式操舵装置。
前記ステアリングホイールに操舵反力を与える反力モータをさらに備え、
前記制御部が、前記ステアリングホイールの回転位置を原点位置とするように前記反力モータを制御し、この原点位置にある状態で前記ステアリングロックを前記ロック状態に切り替え、このロック状態で前記ステアリングホイールを前記原点位置から回転させるように前記反力モータを制御し、前記ステアリングホイールの回転に要するトルクの変化と、前記ステアリングホイールの前記原点位置からの回転量とに基づいて前記バックラッシを検知する請求項５に記載のステアバイワイヤ式操舵装置。