JP4193621B2 - 車両用操舵装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気的に作動する複数個のアクチュエータ装置を用いて車両を電気的に操舵するための車両用操舵装置に関し、特に、それら複数個のアクチュエータ装置による総合的な消費電力を低減させる技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電気的に作動する複数個のアクチュエータ装置を用いて車両を電気的に操舵するための車両用操舵装置が既に知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
この種の車両用操舵装置は、一般に、（ａ）車両において車輪を転舵するために運動させられる運動系と、（ｂ）その運動系に作動力を付与するために電気的に作動させられる複数個のアクチュエータ装置と、（ｃ）それら複数個のアクチュエータ装置を制御する制御装置とを含むように構成される。
【０００４】
ここに、運動系の一例は、１個の回転部材または１個の直線変位部材であり、別の例は、複数個の回転部材の連結体、複数個の直線変位部材の連結体、または少なくとも１個の回転部材と少なくとも１個の直線変位部材との連結体である。
【０００５】
また、アクチュエータ装置の一例は、回転式のアクチュエータ装置の一例であるモータ装置である。アクチュエータ装置の別の例は、直線式である。
【０００６】
そして、特許文献１には、共通の運動系に主操舵アクチュエータと副操舵アクチュエータとを設けるとともに、それらアクチュエータがいずれも正常である場合には、それらアクチュエータを一緒に駆動する技術が開示されている。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００２−１４５０９８号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者らは、共通の運動系に複数個のアクチュエータ装置を設けるとともに、それらアクチュエータ装置を電気的特性に関して互いに異ならせる技術を案出した。
【０００９】
本発明者らは、この案出技術についてさらに研究を行い、その結果、次のような知見を得た。すなわち、それらアクチュエータ装置がいずれも正常である場合に、それらアクチュエータ装置に一緒に同じ電力を供給するのではなく、それらアクチュエータ装置間における電気的特性の違いに応じた電力を各アクチュエータ装置に供給すれば、それらアクチュエータ装置による総合的な消費電力を低減させることが可能であるという知見を得たのである。
【００１０】
本発明は、この知見に基づき、電気的に作動する複数個のアクチュエータ装置を用いて車両を電気的に操舵するための車両用操舵装置において、それらアクチュエータ装置による総合的な消費電力を低減させることを課題としてなされたものである。
【００１１】
本発明によって下記の各態様が得られる。各態様は、項に区分し、各項には番号を付し、必要に応じて他の項の番号を引用する形式で記載する。これは、本明細書に記載の技術的特徴のいくつかおよびそれらの組み合わせのいくつかの理解を容易にするためであり、本明細書に記載の技術的特徴やそれらの組み合わせが以下の態様に限定されると解釈されるべきではない。さらに、各項を他の項の番号を引用する形式で記載することが必ずしも、各項に記載の技術的特徴を他の項に記載の技術的特徴から分離させて独立させることを妨げることを意味するわけではなく、各項に記載の技術的特徴をその性質に応じて適宜独立させることが可能であると解釈されるべきである。
（１）車両を電気的に操舵するための車両用操舵装置であって、
前記車両において車輪を転舵するために運動させられる運動系と、
その運動系に作動力を付与するために電気的に作動させられる複数個のアクチュエータ装置であって、電気的特性に関して互いに異なるものと、
それら複数個のアクチュエータ装置に一緒に電力を、それら複数個のアクチュエータ装置間における電気的特性の関係に応じた比率で供給することにより、それら複数個のアクチュエータ装置を制御する制御装置と
を含み、
前記電気的特性は、各アクチュエータ装置に関し、それの出力軸の運動状態量と電力効率との関係を表す出力特性を含み、
前記比率は、前記運動状態量の各値につき、各アクチュエータ装置への供給電力が前記複数個のアクチュエータ装置のうち前記電力効率が高いものにおいて低いものにおけるより大きくなるように決定される車両用操舵装置。
【００１２】
この装置においては、共通の運動系に設けられた複数個のアクチュエータ装置が、電気的特性に関して互いに異ならせられるとともに、それらアクチュエータ装置に一緒に電力が、それらアクチュエータ装置間における電気的特性の関係に応じた比率で供給される。
【００１３】
したがって、この装置によれば、各アクチュエータ装置の使用比率すなわち負担比率を電気的特性の違いに適合させることが可能となり、例えば、それらアクチュエータ装置による消費電力を低減させることが容易となる。
この装置によれば、各アクチュエータ装置の電力効率との関係において各アクチュエータ装置への供給電力を適正化することが可能となる。
本項および下記の各項における「運動状態量」は、例えば、出力軸が回転する場合には、回転数（または回転速度、回転角速度）とトルクとの少なくとも一方として定義することが可能であり、これに対し、出力軸が直線変位する場合には、速度と力との少なくとも一方として定義することが可能である。
この装置によれば、複数個のアクチュエータ装置のうち電力効率が高いものの負担が、低いものの負担より大きくされることにより、それらアクチュエータ装置全体としての電力効率が向上し、その結果、それらアクチュエータ装置による消費電力が低減される。
【００１４】
本項における「電気的特性」は、例えば、各アクチュエータ装置に供給される供給電力と、その供給電力に応じてそのアクチュエータ装置が出力する仕事率との関係を表す出力特性を意味するように定義したり、各アクチュエータ装置がそれの出力軸を作動させるメカニズム（駆動方式）を意味するように定義したり、各アクチュエータ装置の定格電力を意味するように解釈することが可能である。
【００１５】
ここに、運動系の一例は、１個の回転部材または１個の直線変位部材であり、別の例は、複数個の回転部材の連結体、複数個の直線変位部材の連結体、または少なくとも１個の回転部材と少なくとも１個の直線変位部材との連結体である。
【００１６】
また、アクチュエータ装置の一例は、回転式であり、別の例は、直線式である。
（２） 前記複数個のアクチュエータ装置が、それらが一緒に故障しない限り、少なくとも１個のアクチュエータ装置による前記運動系の運動が確保されるように、同じ運動系に関して冗長的に設けられている（１）項に記載の車両用操舵装置。
【００１７】
この装置によれば、運動系を作動させるアクチュエータ装置に冗長性が与えられることにより、複数個のアクチュエータ装置が一緒に故障しない限り、運動系の運動が確保される。その結果、当該装置のフォールト・トレランスが向上し、ひいては信頼性が向上する。
【００１８】
さらに、この装置においては、共通の運動系に設けられる複数個のアクチュエータ装置が電気的特性に関して互いに異なるものとされるため、互いに共通とされる場合より、それらアクチュエータ装置が偶然に一緒に故障する確率が低下することが予想される。
【００１９】
したがって、この装置によれば、消費電力の低減と信頼性の向上とを一緒に享受することが容易となる。
前記運動系が、１個の運動部材によって構成される車両用操舵装置であってよい。
【００２０】
この装置においては、１個の運動部材に複数個のアクチュエータ装置が設けられる。
前記運動系が、複数個の運動部材が互いに連結されて構成される車両用操舵装置であってよい。
【００２１】
この装置においては、複数個のアクチュエータ装置が、例えば、互いに連結された複数個の運動部材のうちの１個の運動部材に共通に設けられ、あるいは、互いに異なる複数個の運動部材に個々に設けられる。
【００２４】
前記複数個のアクチュエータ装置が、（ａ）出力軸を有するモータと、（ｂ）その出力軸に連結された入力軸と、前記運動系に連結された出力軸とを有し、入力軸の回転を減速して出力軸に伝達する減速装置とを含む減速装置付きアクチュエータ装置を含み、かつ、その減速装置付きアクチュエータ装置の電気的特性が、前記減速装置の出力軸の運動状態量と前記減速装置付きアクチュエータ装置の電力効率との関係を表す出力特性を含む車両用操舵装置であってよい。
前記制御装置が、前記比率を、前記複数個のアクチュエータ装置間における電気的特性の関係に基づいて決定する手段を含む車両用操舵装置であってよい。
前記制御装置が、前記比率を、前記複数個のアクチュエータ装置の目標運動状態量に基づいて変化させる手段を含む車両用操舵装置であってよい。
この装置によれば、各アクチュエータ装置間の使用比率が、各アクチュエータ装置の目標運動状態量の各値との関係において適正化され、その結果、目標運動状態量の変化域全体において、各アクチュエータ装置間の使用比率を適正化することが容易となる。
【００２５】
（３）前記運動系は、
運転者によって操作される操作部と、
前記車輪を転舵するために作動させられる作動部と
を含み、かつ、少なくともその作動部に異常がない限り、それら操作部と作動部とが互いに機械的には絶縁され、電気的には接続されるステア・バイ・ワイヤ式であり、かつ、
前記操作部が、運転者の操作に対する擬似的な操作反力を電気的に発生させる操作反力発生部を含み、
前記アクチュエータ装置が、前記操作部と作動部との少なくとも一方に配置される（１）または（２）項のいずれかに記載の車両用操舵装置。
【００２６】
この装置によれば、当該装置のうちの操作部と作動部との少なくとも一方において、それに設けられた複数個のアクチュエータ装置による総合的な消費電力を低減させることが容易となる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のさらに具体的な実施の形態のいくつかを図面に基づいて詳細に説明する。
【００２８】
図１および図２には、本発明の第１実施形態に従う車両用操舵装置が断面図で系統的に表されている。この操舵装置は、左右の前輪１０，１０（図２参照）と左右の後輪（図示しない）とを備えた車両において、転舵車輪である左右の前輪１０，１０をステア・バイ・ワイヤ方式によって電気的に転舵する。
【００２９】
図１に示すように、この車両は、左右の前輪１０，１０を転舵するために運転者によって回転操作されるステアリングホイール１４を備えている。一方、操舵装置は、図１に示す操作制御部２０と、図２に示す転舵制御部２２とを含むように構成されている。
【００３０】
操作制御部２０は、図１に示すように、ステアリングホイール１４に同軸に接続されたステアリング軸３０を有している。一方、転舵制御部２２は、図２に示すように、車両において左右方向に延びてそれの長さ方向に移動させられるラックバー３２を有しており、このラックバー３２によって左右の前輪１０，１０が転舵される。
【００３１】
この操舵装置においては、それが正常である限り、ステアリングホイール１４と転舵制御部２２とが互いに機械的に絶縁される。そのため、従来からのマニュアル方式の操舵装置と同等の操作フィーリングを再現すべく、操作制御部２０が、ステアリングホイール１４に操作反力を擬似的に付与する。
【００３２】
具体的には、操作制御部２０においては、図１に示すように、第１および第２のステアリング軸モータ（以下、単に「モータＥおよびＦ」という。）と、それらの回転力をステアリング軸３０に伝達する伝達機構４０とが設けられている。各モータＥ，Ｆは、図示しないが、ロータとステータとを含むように構成される。この構成は、下記の他のモータについても共通する。
【００３３】
図８の（ａ）には、モータＥの出力特性が、それが出力するトルクと電力効率との関係としてグラフで表されており、同図の（ｂ）には、モータＦの出力特性が、同様に、それが出力するトルクと電力効率との関係としてグラフで表されている。それらグラフから明らかなように、それらモータＥおよびＦは、同じトルク値に対応する電力効率に関して互いに異なっている。
【００３４】
図１に示すように、伝達機構４０は、各モータＥ，Ｆの回転速度を減速させてステアリング軸３０に伝達する。この伝達機構４０は、本実施形態においては、ステアリング軸３０と共に回転するフェースギヤ４２に２個のピニオン４４，４６がかみ合わされた食い違い歯車対として構成されている。
【００３５】
一方のピニオン４４とフェースギヤ４２とは互いに共同して第１の減速機を構成し、他方のピニオン４６とフェースギヤ４２とは互いに共同して第２の減速機を構成している。本実施形態においては、第１の減速機の方が第２の減速機より減速比が大きくなるように設計されている。具体的には、ピニオン４４の方がピニオン４６より小径とされている。
【００３６】
一方のピニオン４４は、モータＥの出力軸４７と同軸に固定され、他方のピニオン４６は、モータＦの出力軸４８と同軸に固定されている。各出力軸４７，４８は、モータＥ，Ｆのうち対応するもののロータと同軸に固定されている。
【００３７】
なお付言すれば、同じステアリング軸３０に関してステアリング軸モータが２個用いられているのは、この操舵装置の各構成要素の冗長性を高めてフォールト・トレランスを向上させるためである。この種の冗長設計は、本実施形態において他の箇所にも見られる。
【００３８】
これに対し、転舵制御部２２においては、図２に示すように、ハウジング５０内において、ラックバー３２に形成されたラック５２にピニオン５４がかみ合わされている。すなわち、この操舵装置は、ラック・アンド・ピニオン方式を採用しているのである。ピニオン５４から延びるピニオン軸５６はラックバー３２に対して交差している。
【００３９】
ラックバー３２に直線運動を付与するために、転舵制御部２２は、第１および第２のラック軸モータ（以下、単に「モータＡおよびＢ」という。）と、それらの回転運動をラックバー３２の直線運動に変換する運動変換機構としてのボールねじ６０とを備えている。
【００４０】
図６の（ａ）には、モータＡの出力特性が、それが出力する回転数およびトルクＴと電力効率μとの関係としてグラフで表されており、同図の（ｂ）には、モータＢの出力特性が、同様に、それが出力する回転数およびトルクＴと電力効率μとの関係としてグラフで表されている。それらグラフから明らかなように、それらモータＡおよびＢは、同じ回転数に対応するトルクＴおよび電力効率μに関して互いに共通している。
【００４１】
図２に示すように、ボールねじ６０は、めねじ６２とおねじ６４とが螺合されて構成されている。
【００４２】
めねじ６２は、回転可能かつ軸方向移動不能に支持される。このめねじ６２は、図示しない複数個のベアリングを介してハウジング５０に支持されている。このめねじ６２は、モータＡおよびＢに共通のロータ６２として機能し、その結果、このめねじ６２はそれらモータＡおよびＢによって回転させられる。
【００４３】
これに対し、おねじ６４は、回転不能かつ軸方向移動可能に支持される。このおねじ６４は、めねじ６２の回転に伴って直線変位させられ、これにより、ラックバー３２をそれの長さ方向に変位させる。このおねじ６４をラック軸とも称する。
【００４４】
モータＡおよびＢは、同じロータ６２に共通に、すなわち、冗長的に設けられており、ロータ６２の駆動についても冗長設計が行われているのである。
【００４５】
転舵制御部２２においては、さらに、図２に示すように、ピニオン軸５６にピニオン軸モータ（以下、単に「モータＣ」という。）の回転力が付与されるようになっている。本実施形態においては、モータＣの回転力が、減速機能を有する伝達機構７０を介してピニオン軸５６に伝達されるようになっている。伝達機構７０は、本実施形態においては、ピニオン軸５６と共に回転するフェースギヤ７２にピニオン７４がかみ合わされた食い違い歯車対として構成されている。そのピニオン７４は、モータＣの出力軸７６に同軸に連結されている。
【００４６】
図６の（ｃ）には、モータＣの出力特性が、それが出力する回転数およびトルクＴと電力効率μとの関係としてグラフで表されている。このグラフと、同図の（ａ）および（ｂ）グラフとの関係から明らかなように、モータＣは、同じ回転数に対応するトルクＴおよび電力効率μに関してモータＡおよびＢとは異なっている。
【００４７】
モータＣは、ラックバー３２を作動させるために使用される点で、モータＡおよびＢと共通している。したがって、本実施形態においては、ラックバー３２の駆動のためにモータＡないしＣが冗長的に設けられ、それにより、ラックバー３２の駆動についても冗長設計が行われているのである。
【００４８】
さらに、この操舵装置は、転舵制御部２２の電気系統が万一故障した場合には、運転者がステアリングホイール１４を操作することによって左右の前輪１０，１０を機械的に転舵することを可能にするために、バックアップ制御部８０を備えている。
【００４９】
バックアップ制御部８０は、図１に示すように、ステアリング軸３０に係合したプーリ８２と、図２に示すように、ピニオン軸５６に係合したプーリ８４とを備えている。本実施形態においては、いずれのプーリ８２，８４も、ステアリング軸３０とピニオン軸５６とのうち対応するものに同軸に固定されている。それら２個のプーリ８２，８４にはワイヤが巻き掛けられている。
【００５０】
ただし、ステアリング軸３０とピニオン軸５６との間、具体的には、上記ワイヤの途中に図示しないクラッチが設けられており、このクラッチにより、常には、それら２者が機械的に互いに絶縁されているが、操舵装置の異常時には、それら２者が機械的に互いに連携させられる。
【００５１】
図１に示すように、操作制御部２０においては、モータＥおよびＦにそれぞれ、各モータにおけるロータ（図示しない）の回転角すなわちピニオン４４，４６の回転角を相対角として検出する相対角センサ（以下、単に「センサＥおよびＦ」という。）が設けられている。操作制御部２０は、さらに、ステアリングホイール１４に関連し、それの回転角である操舵角を絶対角として検出する絶対角センサ（以下、単に「センサＧ」という。）を備えている。
【００５２】
図２に示すように、転舵制御部２２においては、モータＡおよびＢにそれぞれ、それらに共通のロータ６２の回転角すなわちめねじ６２の回転角を相対角として検出する相対角センサ（以下、単に「センサＡおよびＢ」という。）が設けられている。さらに、モータＣには、それのロータ（図示しない）の回転角、すなわち、ピニオン７４の回転角を相対角として検出する相対角センサ（以下、単に「センサＣ」という。）が設けられている。
【００５３】
さらに、転舵制御部２２においては、ピニオン軸５６に関連し、それの回転角を絶対角として検出する絶対角センサ（以下、単に「センサＤ」という。）が設けられている。このセンサＤは、ピニオン軸５６の絶対回転角を利用して最終的に車輪の転舵量を検出するために利用される。
【００５４】
以上説明した相対角センサＡ，Ｂ，Ｃ，ＥおよびＦはいずれも、図示しないが、対応するモータにおけるロータと共に回転する回転体（例えば、レゾルバ・ロータ）と固定体（例えば、レゾルバ・ステータ）とを含むように構成される。
【００５５】
図３に示すように、この操舵装置においては、上述の複数のセンサと複数のモータとがそれぞれ電子制御ユニット（以下、単に「ＥＣＵ(Electronic Control Unit)」という。）９０に接続されている。このＥＣＵ９０は、コンピュータ９２を主体として構成されている。コンピュータ９２は、よく知られているように、ＣＰＵ９４とＲＯＭ９６とＲＡＭ９８とがバス１００によって相互に接続されて構成されている。
【００５６】
図３に示すように、ＲＯＭ９６には、基本制御プログラム、転舵角制御プログラムおよび操作反力制御プログラムを始めとした各種プログラムが予め記憶されている。
【００５７】
基本制御プログラムは、ステア・バイ・ワイヤ方式で左右の前輪１０，１０を転舵するためにＣＰＵ９４により実行される。この基本制御プログラムは、基本的には、前述の複数個のセンサによる検出値に基づいて前述の複数個のモータのうち該当するものを制御するためにＣＰＵ９４により実行される。
【００５８】
図４には、この基本制御プログラムの内容がフローチャートで概念的に表されている。この基本制御プログラムは、車両の電源が投入されている間、繰返し実行される。各回の実行時には、まず、ステップＳ１（以下、単に「Ｓ１」で表す。他のステップについても同じとする。）において、前述の複数個のセンサにより回転角が検出される。次に、Ｓ２において、前記転舵角制御プログラムが実行されることにより、左右の前輪１０，１０の転舵角がステア・バイ・ワイヤ方式で制御される。その後、Ｓ３において、前記操作反力制御プログラムが実行されることにより、ステアリングホイール１４を介して運転者に付与される操作反力が制御される。
【００５９】
以上で、この基本制御プログラムの一回の実行が終了する。
【００６０】
図５には、上記転舵角制御プログラムの内容がフローチャートで概念的に表されている。この転舵角制御プログラムにおいては、概略的に説明すれば、転舵角を制御可能なモータＡないしＣのうち正常である各モータへの目標供給電力が予め定められた決定規則に従って決定される。
【００６１】
具体的には、モータＡないしＣがすべて正常である場合（ケースＡ）には、各モータへの供給電力が、目標回転数に応じ、かつ、図６の（ｄ）にグラフで概念的に表される使用比率特性に従って決定される。
【００６２】
図６にグラフで表すように、モータＡおよびＢは、低い回転数のもと、モータＣより高い電力効率μを有するのに対し、モータＣは、中程度の回転数のもと、モータＡおよびＢより高い電力効率μを有するように設計されている。さらに、高い回転数のもとにおいては、モータＡないしＣが互いに同程度の電力効率μを有するように設計されている。
【００６３】
このような出力特性の違いに基づき、本実施形態においては、各モータＡ，Ｂ，Ｃの目標回転数に応じて各モータＡ，Ｂ，Ｃへの供給電力が決定される。ここに、各モータＡ，Ｂ，Ｃの目標回転数は、モータＡとＢとについては互いに共通するように決定されるが、モータＣについては、減速比の違いにより、モータＡおよびＢとは異なるように決定される。
【００６４】
具体的には、図６の（ｄ）にグラフで表すように、各モータＡ，Ｂ，Ｃの目標回転数が低い領域においては、モータＡおよびＢの総合使用比率が、モータＣの使用比率より高くなるように、各モータＡ，Ｂ，Ｃへの供給電力が決定される。さらに、それらモータＡおよびＢの個別使用比率が互いに等しくなるように各モータＡ，Ｂへの供給電力が決定される。
【００６５】
なお付言するに、「使用比率」という用語は、各モータＡ，Ｂ，Ｃへの供給電力の、それらモータＡないしＣ間における比率を直接に意味する用語として使用したり、各モータＡ，Ｂ，Ｃの負担の、それらモータＡないしＣ間における比率を意味する用語として使用することが可能である。
【００６６】
これに対し、各モータＡ，Ｂ，Ｃの目標回転数が中程度である領域においては、モータＣの使用比率がモータＡおよびＢの総合使用比率より高くなるように、各モータＡ，Ｂ，Ｃへの供給電力が決定される。さらに、それらモータＡおよびＢの個別使用比率が互いに等しくなるように各モータＡ，Ｂへの供給電力が決定される。
【００６７】
また、各モータＡ，Ｂ，Ｃの目標回転数が高い領域においては、各モータＡ，Ｂ，Ｃの使用比率が互いに等しくなるように各モータＡ，Ｂ，Ｃへの供給電力が決定される。
【００６８】
以上、それらモータＡないしＣがいずれも正常である場合（ケースＡ）を説明したが、それらのうちの２個のみが正常である場合（ケースＢ）には、モータＡないしＣがいずれも正常である場合に準じて、各モータへの供給電力が決定される。
【００６９】
それらモータＡないしＣのうちの２個のみが正常である場合（ケースＢ）は、モータＡおよびＢが正常である場合（ケースＢ−１）と、モータＡおよびＣまたはＢおよびＣが正常である場合（ケースＢ−２）とに分けられる。
【００７０】
ケースＢ−１の場合には、各モータＡ，Ｂの目標回転数の如何を問わず、同じ電力がモータＡおよびＢにそれぞれ供給される。これに対し、ケースＢ−２の場合には、図６のいくつかのグラフのうち該当する２個のグラフ間の関係に基づき、対応する２個のモータへの各供給電力が、それらモータによる総合消費電力が最小になるように決定される。
【００７１】
一方、モータＡないしＣのうちの１個のみが正常である場合（ケースＣ）には、その１個のモータに、それの目標回転数を実現するのに必要な電力が供給される。
【００７２】
また、モータＡないしＣのいずれも正常ではない場合（ケースＤ）には、前記クラッチを断絶状態から接続状態に切り換えるための信号がそのクラッチに出力され、それにより、左右の前輪１０，１０がマニュアルで転舵される。
【００７３】
以上、この転舵角制御プログラムが概略的に説明したが、次に、図５を参照して具体的に説明する。
【００７４】
この転舵角制御プログラムにおいては、まず、Ｓ１１において、モータＡが正常であるか否かが判定され、正常であれば、Ｓ１２において、モータＢが正常であるか否かが判定される。モータＢも正常であれば、Ｓ１３の判定がＹＥＳとなり、今回は、ケースＡに分類される。これに対し、モータＣは正常ではないと仮定すれば、Ｓ１３の判定がＮＯとなり、今回は、ケースＢ−１に分類される。
【００７５】
モータＡは正常であるが、モータＢは正常ではない場合には、Ｓ１４において、モータＣが正常であるか否かが判定される。正常であれば、今回は、ケースＢ−２に分類されるが、正常でなければ、今回は、ケースＣに分類される。
【００７６】
モータＡが正常ではない場合には、Ｓ１５において、モータＢが正常であるか否かが判定される。正常であれば、Ｓ１６において、モータＣが正常であるか否かが判定される。モータＣも正常であれば、今回は、ケースＢ−２に分類されるが、モータＣは正常でなければ、今回は、ケースＣに分類される。
【００７７】
モータＡもモータＢも正常ではない場合には、Ｓ１７において、モータＣが正常であるか否かが判定される。正常であれば、今回は、ケースＣに分類され、正常でなければ、今回は、ケースＤに分類される。
【００７８】
いずれの場合にも、その後、Ｓ１８において、モータＡないしＣのうち正常である各モータの目標回転数が決定される。この決定は、例えば、図４におけるＳ１の実行結果に基づいて行われる。
【００７９】
続いて、Ｓ１９において、正常である各モータの目標供給電力が、上記決定された目標回転数のもと、前述の決定規則に従って決定される。その後、Ｓ２０において、正常である各モータに電力が、その決定された目標供給電力の大きさで供給され、それにより、正常である各モータが作動させられる。
【００８０】
以上で、この転舵角制御プログラムの一回の実行が終了する。
【００８１】
図７には、前記操作反力制御プログラムの内容がフローチャートで概念的に表されている。この操作反力制御プログラムにおいては、操作反力を制御可能なモータＥおよびＦが、前記転舵角制御プログラムに準じて制御される。
【００８２】
具体的には、まず、Ｓ３１において、モータＥが正常であるか否かが判定される。正常であれば、Ｓ３２において、モータＦが正常であるか否かが判定され、正常であれば、今回は、ケースＡに分類される。これに対し、モータＦが正常でなければ、ケースＣに分類される。
【００８３】
モータＥが正常ではない場合には、Ｓ３３において、モータＦが正常であるか否かが判定される。正常であれば、今回は、ケースＣに分類され、正常でなければ、今回は、ケースＤに分類される。
【００８４】
いずれの場合にも、その後、Ｓ３４において、モータＥおよびＦのうち正常である各モータの目標トルクが決定される。この決定は、例えば、図４におけるＳ１の実行結果に基づいて行われる。
【００８５】
続いて、Ｓ３５において、正常である各モータの目標供給電力が、上記決定された目標トルクのもと、前述の決定規則に準じた決定規則に従って決定される。
【００８６】
ケースＡに分類された場合に目標供給電力を決定するための決定規則が、図８の（ｃ）にグラフで表されている。
【００８７】
具体的には、各モータＥ，Ｆの目標トルクが小さい領域においては、モータＥおよびＦの各使用比率が互いに等しくなるように各モータＥ，Ｆへの供給電力が決定される。
【００８８】
これに対し、各モータＥ，Ｆの目標トルクが中程度である領域においては、中トルク重視型のモータＦの使用比率がモータＥの使用比率より高くなるように各モータＥ，Ｆへの供給電力が決定される。
【００８９】
また、各モータＥ，Ｆの目標トルクが大きい領域においては、高トルク重視型のモータＥの使用比率がモータＦの使用比率より高くなるように各モータＡ，Ｂ，Ｃへの供給電力が決定される。
【００９０】
その後、図７のＳ３６において、正常である各モータに電力が、その決定された目標供給電力の大きさで供給され、それにより、正常である各モータが作動させられる。
【００９１】
以上で、この操作反力制御プログラムの一回の実行が終了する。
【００９２】
以上の説明から明らかなように、本実施形態においては、ステアリング軸３０が前記（１）項における「運動系」の一例を構成し、この例においては、モータＥおよびＦが同項における「複数個のアクチュエータ装置」の一例を構成しているのである。
【００９３】
また、ピニオン軸５６とラックバー３２とロータ６２との連結体が前記（１）項における「運動系」の別の例を構成し、この例においては、モータＡないしＣが同項における「複数個のアクチュエータ装置」の一例を構成しているのである。
【００９４】
さらに、本実施形態においては、操作制御部２０が前記（１０）項における「操作部」の一例を構成し、転舵制御部２２が同項における「作動部」の一例を構成し、モータＥおよびＦと伝達機構４０とが互いに共同して同項における「操作反力発生部」の一例を構成しているのである。
【００９５】
さらに、本実施形態においては、コンピュータ９２のうち図５におけるＳ１８ないしＳ２０を実行する部分と、図７におけるＳ３４ないしＳ３６を実行する部分とがそれぞれ、前記（１）項における「制御装置」の一例を構成しているのである。
【００９６】
次に、本発明の第２実施形態を説明する。ただし、本実施形態は、第１実施形態と転舵制御部２２のハードウエア構成が異なるのみで、他の点については共通するため、共通する要素については同一の名称または符号を使用して引用することによって詳細な説明を省略し、異なる要素についてのみ詳細に説明する。
【００９７】
第１実施形態においては、ピニオン軸５６を経て最終的にラックバー３２に力を付与するために、モータＣがピニオン軸５６に伝達機構７０を介して係合させられているが、本実施形態においては、図９に示すように、ロータ６２を経て最終的にラックバー３２に力を付与するために、モータＣがロータ６２に伝達機構１５０を介して係合させられている。
【００９８】
その伝達機構１５０は、ロータ６２の回転軸線と交差するクロス軸１５２を備えており、このクロス軸１５２にモータＣが連結されている。そのクロス軸１５２は、本実施形態においては、ロータ６２と斜めに交差させられている。また、伝達機構１５０は、本実施形態においては、食い違い歯車対の一例である傘歯車対により構成されている。傘歯車対は、ロータ６２と一体的に回転する第１傘歯車１５６と、クロス軸１５２と一体的に回転する第２傘歯車１５８とがかみ合って構成されている。
【００９９】
以上の説明から明らかなように、本実施形態においては、クロス軸１５２とロータ６２との連結体が前記（１）項における「運動系」の一例を構成し、この例においては、モータＡないしＣが同項における「複数個のアクチュエータ装置」の一例を構成しているのである。
【０１００】
以上、本発明の実施の形態のいくつかを図面に基づいて詳細に説明したが、これらは例示であり、前記［課題を解決するための手段］の欄に記載の態様を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変形、改良を施した他の形態で本発明を実施することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に従う車両用操舵装置のうちの操作制御部２０を概念的に表す部分正面断面図である。
【図２】上記車両用操舵装置のうちの転舵制御部２２を概念的に表す部分正面断面図である。
【図３】上記車両用操舵装置の電気系統を概念的に表すブロック図である。
【図４】図３における基本制御プログラムの内容を概念的に表すフローチャートである。
【図５】図３における転舵角制御プログラムの内容を概念的に表すフローチャートである。
【図６】図５の転舵角制御プログラムの実行内容を説明するためのグラフである。
【図７】図３における操作反力制御プログラムの内容を概念的に表すフローチャートである。
【図８】図７の操作反力制御プログラムの実行内容を説明するためのグラフである。
【図９】本発明の第２実施形態に従う車両用操舵装置のうちの転舵制御部２２を示す部分正面断面図である。
【符号の説明】
１０ 前輪
１４ ステアリングホイール
２０ 操作制御部
２２ 転舵制御部
３０ ステアリング軸
３２ ラックバー
６２ ロータ
９０ ＥＣＵ
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｅ，Ｆ モータ

Claims (3)

1. 車両を電気的に操舵するための車両用操舵装置であって、
   前記車両において車輪を転舵するために運動させられる運動系と、
   その運動系に作動力を付与するために電気的に作動させられる複数個のアクチュエータ装置であって、電気的特性に関して互いに異なるものと、
   それら複数個のアクチュエータ装置に一緒に電力を、それら複数個のアクチュエータ装置間における電気的特性の関係に応じた比率で供給することにより、それら複数個のアクチュエータ装置を制御する制御装置と、
   を含み、
   前記電気的特性は、各アクチュエータ装置に関し、それの出力軸の運動状態量と電力効率との関係を表す出力特性を含み、
   前記比率は、前記運動状態量の各値につき、各アクチュエータ装置への供給電力が前記複数個のアクチュエータ装置のうち前記電力効率が高いものにおいて低いものにおけるより大きくなるように決定される車両用操舵装置。
2. 前記複数個のアクチュエータ装置が、それらが一緒に故障しない限り、少なくとも１個のアクチュエータ装置による前記運動系の運動が確保されるように、同じ運動系に関して冗長的に設けられている請求項１に記載の車両用操舵装置。
3. 前記運動系は、
   運転者によって操作される操作部と、
   前記車輪を転舵するために作動させられる作動部と
   を含み、かつ、少なくともその作動部に異常がない限り、それら操作部と作動部とが互いに機械的には絶縁され、電気的には接続されるステア・バイ・ワイヤ式であり、かつ、
   前記操作部が、運転者の操作に対する擬似的な操作反力を電気的に発生させる操作反力発生部を含み、
   前記アクチュエータ装置が、前記操作部と作動部との少なくとも一方に配置される請求項１または２に記載の車両用操舵装置。

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