JP4222282B2 - 車両の操舵装置 - Google Patents

Description

本発明は、ステアバイワイヤ方式の車両の操舵装置に関する。

従来から、操舵ハンドルと転舵輪とを機械的に分離し、操舵ハンドルの操舵操作に応じて転舵輪側に設けた電気アクチュエータを作動制御して転舵輪を転舵すると同時に、操舵ハンドルの操舵操作に応じて操舵ハンドル側に設けた電気アクチュエータを作動制御して操舵反力を付与するようにしたステヤバイワイヤ方式を採用した車両の操舵装置はよく知られている。そして、この種の操舵装置においては、例えば下記特許文献１に示されているように、操舵ハンドルに接続された入力部材と転舵輪に接続された出力部材との間に中間部材を設け、入力部材と中間部材の間に第1電磁クラッチを設けるとともに、中間部材と出力部材の間に第２電磁クラッチを設け、また中間部材には第１電動モータを接続するとともに、出力部材には第２電動モータを接続するようにしている。そして、通常時には第1電磁クラッチを接続状態に設定するとともに第２電磁クラッチを切断状態に設定して、第１電動モータによって操舵反力を操舵ハンドルに付与するとともに、第２電動モータによって転舵輪を転舵するようにしている。また、第２電動モータの異常時には、第１電磁クラッチを切断状態に設定するとともに、第２電磁クラッチを接続状態に設定して、第１電動モータによって転舵輪を転舵するようにしている。
特開２００１−３０１６３９号公報

上記特許文献１には、電動モータの異常の検出に関しては言及されているが、電磁クラッチの異常に対する対処方法については言及されていない。

本発明は、上記問題に対処するためになされたもので、本発明の目的は、操舵ハンドル側の入力部材、転舵輪側の出力部材、およびそれらの中間の中間部材の各間に設けた第１および第２断続器の異常時に的確に対処するようにしたステアバイワイヤ方式の車両の操舵装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の特徴は、操舵ハンドルに接続されて操舵ハンドルと連動して変位する入力部材と、転舵輪に接続されて転舵輪と連動して変位する出力部材と、入力部材と出力部材との間に設けられた中間部材と、入力部材と中間部材との間に介装されるとともに切断状態および接続状態に選択的に切換えられて、切断状態にて入力部材と中間部材を動力伝達不能に切り離し、接続状態にて入力部材と中間部材を動力伝達可能に連結する第１断続器と、中間部材と出力部材との間に介装されるとともに切断状態および接続状態に選択的に切換えられて、切断状態にて中間部材と出力部材を動力伝達不能に切り離し、接続状態にて中間部材と出力部材を動力伝達可能に連結する第２断続器と、入力部材または中間部材に接続されて同入力部材または同中間部材を変位させる第１電気アクチュエータと、出力部材に接続されて同出力部材を変位させる第２電気アクチュエータと、操舵ハンドルの操舵操作に応じて第１電気アクチュエータの作動を制御して操舵ハンドルの操舵操作に対して反力を付与する反力付与制御手段と、操舵ハンドルの操舵操作に応じて第２電気アクチュエータの作動を制御して転舵輪を転舵する転舵制御手段とを備えたステアバイワイヤ方式の車両の操舵装置において、第１および第２断続器の異常を検出する異常検出手段と、異常検出手段によって第１および第２断続器の一方が常時接続状態となる異常が検出されたとき、転舵制御手段を制御して、操舵ハンドルの操舵操作に応じた転舵輪の転舵特性を、第１および第２断続器を接続することによって操舵ハンドルから転舵輪まで機械的に連結された場合の操舵ハンドルの操舵操作に応じた転舵輪の転舵特性に変更する転舵特性変更手段とを設けたことにある。

この場合、反力付与制御手段は、例えば、操舵ハンドルの操舵角に応じた大きさの操舵反力を操舵ハンドルの操舵操作に付与するように第１電気アクチュエータの作動を制御するとよい。さらに、反力付与制御手段は、車速に応じて前記操舵反力を変更するようにしてもよい。また、転舵制御手段は、例えば、操舵ハンドルの操舵角に応じた大きさの転舵角に転舵輪を転舵するように第２電気アクチュエータを制御するとよい。さらに、転舵制御手段は、車速に応じて前記転舵角を変更するようにしてもよい。

第１および第２断続器の一方に常時接続状態となる異常が発生した状態で、他方の断続器にも常時接続状態となる異常が発生すると、操舵ハンドルから転舵輪までが機械的に連結される。そして、この状態では、転舵制御手段が第２電気アクチュエータを制御して転舵輪を転舵する転舵特性と、前記機械的な連結による操舵ハンドルの操舵操作に応じた転舵輪の転舵特性との相違により、操舵ハンドルが運転者の操舵操作とは無関係または運転者の意に反して第２電気アクチュエータによって駆動されるので、運転者は操舵ハンドルの操舵操作に違和感を覚える。しかし、前記本発明によれば、第１および第２断続器の両方に常時接続異常が発生する前に、転舵制御手段による転舵輪に対する転舵特性が、操舵ハンドルから転舵輪まで機械的に連結された場合の操舵ハンドルの操舵操作に応じた転舵輪の転舵特性に変更される。したがって、第１および第２断続器の両方に常時接続異常が発生して、操舵ハンドルが入力部材、中間部材および出力部材を介して転舵輪に機械的に連結されるような事態が発生しても、運転者は、操舵ハンドルの操舵感覚に違和感を覚えることなく、安全に車両を操縦できる。しかも、転舵特性変更手段による転舵輪の転舵特性は徐々に変更されるので、運転者による操舵ハンドルの操舵操作に対する転舵輪の転舵特性の変化が緩和され、操舵ハンドルの操舵操作に対する運転者の違和感が緩和される。

また、本発明の他の特徴は、転舵特性変更手段による転舵輪の転舵特性の変更は、転舵特性の変更前と変更後とにおいて転舵輪の転舵角が同じであることを条件に実行されるようにしたことにある。これによれば、運転者による操舵ハンドルの操舵操作とは無関係かつ急に、転舵輪の転舵状態が変更されることがなくなるので、運転者は、操舵ハンドルの操舵操作に対して違和感を覚えなくて済む。

さらに、本発明の他の特徴は、異常検出手段により第１および第２断続器の一方が常時切断状態となる異常が検出されたとき、車両の走行速度を制限または車両の走行を不可とする走行制限手段を、さらに設けたことにある。この場合、第１電気アクチュエータが入力部材に接続されていれば、第２電気アクチュエータに異常が発生すると、転舵輪の転舵が全く不可になる。また、第１電気アクチュエータが中間部材に接続されていても、第２断続器に常時切断状態となる異常が発生すれば、第２電気アクチュエータに異常が発生した時点で、転舵輪の転舵が全く不可になる。しかし、この本発明の他の特徴によれば、第１および第２断続器の一方が常時切断状態となる異常が検出されたとき、車両の走行速度が制限され、または車両の走行が不可とされるので、車両の走行安定性が確保される。

以下、本発明の一実施形態について図面を用いて説明すると、図１は、同第１実施形態に係る車両の操舵装置の全体概略図である。

この車両の操舵装置は、運転者によって操舵操作される操舵操作装置１０と、転舵輪としての左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２を前記運転者の操舵操作に応じて転舵する転舵装置２０とを機械的に分離したステアバイワイヤ方式を採用している。操舵操作装置１０は、運転者によって回動操作される操作部としての操舵ハンドル１１を備えている。操舵ハンドル１１は操舵入力軸１２の上端に固定され、操舵入力軸１２の下部には操舵反力用電動モータ（電気アクチュエータ）１３が組み付けられている。操舵反力用電動モータ１３は、減速機構１４を介して操舵入力軸１２を軸線周りに回転駆動する。

転舵装置２０は、車両の左右方向に延びて配置されたラックバー２１を備えている。このラックバー２１の両端部には、図示省略したタイロッドおよびナックルアームを介して、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２が転舵可能に接続されている。左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２は、ラックバー２１の軸線方向の変位により左右に転舵される。ラックバー２１の外周上には、図示しないハウジングに組み付けられた転舵用電動モータ（電気アクチュエータ）２２が設けられている。転舵用電動モータ２２の回転は、ねじ送り機構２３により減速されるとともにラックバー２１の軸線方向の変位に変換される。また、転舵装置２０は、軸線周りに回転可能な操舵出力軸２４も有している。操舵出力軸２４の下端にはピニオンギヤ２５が固定されており、同ピニオンギヤ２５はラックバー２１に設けたラック歯２１ａに噛み合っていて、操舵出力軸２４の軸線周りの回転によりラックバー２１が軸線方向に変位する。

操舵入力軸１２と操舵出力軸２４との間には中間部材としてのケーブル３１が配置されている。ケーブル３１は、操舵入力軸１２の軸線周りの回転を操舵出力軸２４に伝達するものである。このケーブル３１の上端の固定部材３１ａと操舵入力軸１２の下端との間には第１電磁クラッチ３２が配置されている。第１電磁クラッチ３２は、非通電状態にて切断状態に設定されてケーブル３１と操舵入力軸１２とを動力伝達不能に切り離し、通電状態にて接続状態に設定されてケーブル３１と操舵入力軸１２とを動力伝達可能に連結する。ケーブル３１の下端の固定部材３１ｂと操舵出力軸２４の上端との間には第２電磁クラッチ３３が配置されている。第２電磁クラッチ３３は、非通電状態にて切断状態に設定されてケーブル３１と操舵出力軸２４とを動力伝達不能に切り離し、通電状態にて接続状態に設定されてケーブル３１と操舵出力軸２４とを動力伝達可能に連結する。

次に、操舵反力用電動モータ１３、転舵用電動モータ２２および電磁クラッチ３２，３３を検査するとともに制御する電気制御装置４０について説明する。電気制御装置４０は、操舵角センサ４１、転舵角センサ４２、回転角センサ４３，４４および車速センサ４５を備えている。操舵角センサ４１は、操舵入力軸１２に組み付けられて、操舵入力軸１２の軸線周りの回転を測定することにより、操舵ハンドル１１の中立位置からの回転角を検出してハンドル操舵角θhとして出力する。なお、ハンドル操舵角θhは、操舵ハンドル１１の中立位置を「０」とし、右方向の操舵角を正の値で表し、左方向の操舵角を負の値で表す。転舵角センサ４２は、ラックバー２１に組み付けられて、ラックバー２１の軸線方向の変位を測定することにより、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の実転舵角δを検出して出力する。なお、実転舵角δは、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の中立位置を「０」とし、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の右方向の転舵角を正の値で表し、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の左方向の転舵角を負の値で表す。

回転角センサ４３，４４は、操舵反力用電動モータ１３および転舵用電動モータ２２にそれぞれ組み付けられ、これらの電動モータ１３，２４の基準位置からの回転角θm1，θm2をそれぞれ検出する。なお、これらの回転角θm1，θm2も、中立位置を「０」とし、操舵ハンドル１１の右方向の操舵および左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の右方向の転舵に対応した方向の回転角を正の値でそれぞれ表し、操舵ハンドル１１の左方向の操舵および左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の左方向の転舵に対応した方向の回転角を負の値でそれぞれ表す。なお、本実施形態では、回転角センサ４３は操舵入力軸１２の回転変位を検出するセンサとして機能し、回転角センサ４４は操舵出力軸２４の回転変位およびラックバー２１の軸線方向の変位を検出するセンサとして機能する。車速センサ４５は、車速Ｖを検出して出力する。

また、電気制御装置４０は、互いに接続された検査用電子制御ユニット（以下、検査用ＥＣＵという）４６、操舵反力用電子制御ユニット（以下、操舵反力用ＥＣＵという）４７、および転舵用電子制御ユニット（以下、転舵用ＥＣＵという）４８を備えている。検査用ＥＣＵ４６には、回転角センサ４３，４４が接続されている。操舵反力用ＥＣＵ４７には、操舵角センサ４１および車速センサ４５が接続されている。転舵用ＥＣＵ４８には、操舵角センサ４１、転舵角センサ４２および車速センサ４５が接続されている。

これらのＥＣＵ４６〜４８は、それぞれＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭなどからなるマイクロコンピュータを主要構成部品とする。検査用ＥＣＵ４６は、図２の検査プログラムを実行することにより、電磁クラッチ３２，３３の異常を検出する。検査用ＥＣＵ４６は、この検査プログラムに実行中、駆動回路５１を介して第１および第２電磁クラッチ３２，３３を切換え制御するとともに、駆動回路５２，５３を介して操舵反力用電動モータ１３および転舵用電動モータ２２を駆動制御する。また、検査用ＥＣＵ４６は、第１または第２電磁クラッチ３２，３３の異常検出時には、警報器５４に警報を発生させる。操舵反力用ＥＣＵ４７は、図３の操舵反力制御プログラムを実行して、駆動回路５２を介して操舵反力用電動モータ１３を駆動制御する。転舵用ＥＣＵ４８は、図４の転舵制御プログラムを実行して、駆動回路５３を介して転舵用電動モータ２２を駆動制御する。

また、ＥＣＵ４６〜４８には、エンジン制御装置５５も接続されている。エンジン制御装置５５はＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭなどからなるマイクロコンピュータを内蔵しており、車速センサ４５からの車速Ｖを入力し、検査用ＥＣＵ４６からの指示によりエンジンを制御して車両の走行速度を制御する。

次に、上記のように構成した実施形態の動作について説明する。イグニッションスイッチの投入により、検査用ＥＣＵ４６は、同イグニッションスイッチの投入直後において検査プログラムを１回だけ実行する。また、イグニッションスイッチの投入により、操舵反力用ＥＣＵ４７および転舵用ＥＣＵ４８は、操舵反力制御プログラムおよび転舵制御プログラムを所定の短時間ごとに繰り返し実行し始める。

検査プログラムの実行は図２のステップＳ１０にて開始され、検査用ＥＣＵ４６は、ステップＳ１１にて操舵反力用電動モータ１３をロック状態に制御する。具体的には、検査用ＥＣＵ４６が、駆動回路５２との協働により操舵反力用電動モータ１３に静止磁界を発生させるための制御電流を流し、操舵反力用電動モータ１３のロータを回転しない状態に保つ。なお、この操舵反力用電動モータ１３のロック制御は、操舵入力軸１２の軸線周りの回転変位を禁止したことを意味するもので、後述する転舵用電動モータ２２の回転力によって操舵反力用電動モータ１３が回転されないように、前記静止磁界を発生するための制御電流は大きな値に設定される。次に、検査用ＥＣＵ４６は、ステップＳ１２にて、駆動回路５１との協働により第１および第２電磁クラッチ３２，３３に通電して、第１および第２電磁クラッチ３２，３３を接続状態にそれぞれ制御する。

前記ステップＳ１２の処理後、検査用ＥＣＵ４６は、ステップＳ１３にて駆動回路５３との協働により所定の短時間だけ転舵用電動モータ２２に回転させるための駆動電流を流して、転舵用電動モータ２２を駆動制御する。また、同ステップＳ１３においては、前記転舵用電動モータ２２の駆動制御に並行して、検査用ＥＣＵ４６は回転角センサ４４から回転角θm2を表す信号を入力して、転舵用電動モータ２２の回転の有無を検査する。次に、検査用ＥＣＵ４６は、ステップＳ１４にて、前記ステップＳ１３の検査により、転舵用電動モータ２２の回転が検出されたか否かを判定する。なお、この転舵用電動モータ２２の回転検出および後述する同種の処理は、操舵出力軸２４の軸線周りの回転変位およびラックバー２１の軸線方向の変位の検出に相当する。

まず、第１および第２電磁クラッチ３２，３３が共に正常である場合について説明する。この場合、第１および第２電磁クラッチ３２，３３はステップＳ１２の処理によって接続状態にあり、前記ステップＳ１１の操舵反力用電動モータ１３のロック制御によって操舵入力軸１２の回転変位は禁止されているので、操舵出力軸２４の回転変位およびラックバー２１の変位もケーブル３１を介して禁止されている。したがって、転舵用電動モータ２２は回転することはなく、ステップＳ１４にて「Ｎｏ」と判定され、プログラムはステップＳ１５に進められる。

これらのステップＳ１２〜Ｓ１４の処理は、第１または第２電磁クラッチ３２，３３が制御とは無関係に常時切断状態に保持され続ける異常（第１または第２電磁クラッチ３２，３３の誤切断異常）を検出するものである。そして、前記ステップＳ１４の「Ｎｏ」との判定は、第１および第２電磁クラッチ３２，３３に誤切断異常が発生していないことを意味する。

ステップＳ１５においては、検査用ＥＣＵ４６は、駆動回路５１との協働により、第１電磁クラッチ３２に通電して第１電磁クラッチ３２を接続状態に制御するとともに、第２電磁クラッチ３３の通電を解除して、第２電磁クラッチ３３を切断状態に制御する。次に、検査用ＥＣＵ４６は、前記ステップＳ１３の処理と同様なステップＳ１６の処理により、所定の短時間だけ転舵用電動モータ２２を駆動制御した状態で、転舵用電動モータ２２の回転の有無を検査する。そして、検査用ＥＣＵ４６は、ステップＳ１７にて、前記ステップＳ１６の検査により、転舵用電動モータ２２の回転が検出されたか否かを判定する。この場合、第２電磁クラッチ３３は切断状態にあって、転舵用電動モータ２２は回転するので、ステップＳ１７にて「Ｙｅｓ」と判定してプログラムをステップＳ１８に進める。

これらのステップＳ１５〜Ｓ１７の処理は、第２電磁クラッチ３３が制御とは無関係に常時接続状態に保持され続けるような異常（第２電磁クラッチ３３の誤接続異常）を検出するものである。そして、前記ステップＳ１７の「Ｙｅｓ」との判定は、第２電磁クラッチ３３に誤接続異常が発生していないことを意味する。

ステップＳ１８においては、検査用ＥＣＵ４６は、駆動回路５１との協働により、第１電磁クラッチ３２の通電を解除して第１電磁クラッチ３２を切断状態に制御するとともに、第２電磁クラッチ３３を通電して、第２電磁クラッチ３３を接続状態に制御する。次に、検査用ＥＣＵ４６は、前記ステップＳ１３の処理と同様なステップＳ１９の処理により、所定の短時間だけ転舵用電動モータ２２を駆動制御した状態で、転舵用電動モータ２２の回転の有無を検査する。そして、検査用ＥＣＵ４６は、ステップＳ２０にて、前記ステップＳ１９の検査により、転舵用電動モータ２２の回転が検出されたか否かを判定する。この場合、第１電磁クラッチ３２は切断状態にあって、転舵用電動モータ２２は回転するので、ステップＳ２０にて「Ｙｅｓ」と判定する。

これらのステップＳ１８〜Ｓ２０の処理は、第１電磁クラッチ３２が制御とは無関係に常時接続状態に保持され続けるような異常（第１電磁クラッチ３２の誤接続異常）を検出するものである。そして、前記ステップＳ２０の「Ｙｅｓ」との判定は、第２電磁クラッチ３３に誤接続異常が発生していないことを意味する。

次に、検査用ＥＣＵ４６は、ステップＳ２１にて、第１および第２電磁クラッチ３２，３３の正常および異常状態を表す異常フラグＭＢＦを両電磁クラッチ３２，３３の正常を表す値“０”に設定して、ステップＳ２２〜Ｓ２４の処理後、ステップＳ２５にてこの検査プログラムの実行を終了する。

ステップＳ２２においては、検査用ＥＣＵ４６は、駆動回路５２との協働により操舵反力用電動モータ１３に対する通電を解除して操舵反力用電動モータ１３のロック状態を解除する。ステップＳ２３においては、検査用ＥＣＵ４６は、駆動回路５１との協働により第１および第２電磁クラッチ３２，３３の通電を解除して、両電磁クラッチ３２，３３を切断状態に設定する。ステップＳ２４においては、検査用ＥＣＵ４６は、前記“０”に設定された異常フラグＭＢＦを転舵用ＥＣＵ４８に出力するとともに、検査終了信号を操舵反力用ＥＣＵ４７および転舵用ＥＣＵ４８にそれぞれ出力する。

一方、操舵反力用ＥＣＵ４７は、前記イグニッションスイッチの投入後、図３の操舵反力制御プログラムを所定の短時間ごとに繰り返し実行している。この操舵反力制御プログラムの実行はステップＳ４０にて開始され、操舵反力用ＥＣＵ４７は、ステップＳ４１にて検査終了信号を検査用ＥＣＵ４６から入力済みかを判定する。イグニッションスイッチの投入後、前記検査終了信号が未だ入力されていなければ、操舵反力用ＥＣＵ４７は、ステップＳ４１にて「Ｎｏ」と判定して、ステップＳ４６にて操舵反力制御プログラムの実行を一旦終了する。この状態では、操舵反力用ＥＣＵ４７は実質的な処理を実行せず、検査終了信号の入力を待つ。

前述のように、検査用ＥＣＵ４６が第１および第２電磁クラッチ３２，３３の検査を終了して検査終了信号を出力すると、操舵反力用ＥＣＵ４７はステップＳ４１にて「Ｙｅｓ」と判定して、ステップＳ４２以降の処理を実行し始める。ステップＳ４２においては、操舵反力用ＥＣＵ４７は、操舵角センサ４１からのハンドル操舵角θh、車速センサ４５からの車速Ｖおよび転舵用ＥＣＵ４８からの転舵フェイルフラグＳＴＦを入力する。この転舵フェイルフラグＳＴＦは、詳しくは後述するように転舵用ＥＣＵ４８にて設定されるもので、“０”により転舵用電動モータ２２および駆動回路５３からなる転舵制御系の正常状態を表し、“１”により転舵制御系の異常状態を表す。

この場合も、転舵制御系が正常である場合について説明を続ける。したがって、操舵反力用ＥＣＵ４７は、ステップＳ４３にて「Ｙｅｓ」すなわち転舵フェイルフラグＳＴＦが“０”であると判定して、プログラムをステップＳ４４に進める。

ステップＳ４４においては、操舵反力用ＥＣＵ４７は、ＲＯＭ内に設けられている操舵反力テーブルを参照して、ハンドル操舵角θhおよび車速Ｖに応じて変化する目標操舵反力Ｔh＊を計算する。この操舵反力テーブルは、図６に示すように、複数の代表的な車速値ごとに、ハンドル操舵角θhの増加に従って非線形増加する複数の目標操舵反力Ｔh＊を記憶している。なお、この操舵反力テーブルを利用するのに代えて、ハンドル操舵角θhおよび車速Ｖに応じて変化する目標操舵反力Ｔh＊を関数により予め定義しておき、同関数を利用して目標操舵反力Ｔh＊を計算するようにしてもよい。

次に、操舵反力用ＥＣＵ４７は、ステップＳ４５にて、駆動回路５２と協働して前記計算した目標操舵反力Ｔh＊に対応した駆動電流を操舵反力用電動モータ１３に流して、ステップＳ４６にてこの操舵反力制御プログラムの実行を一旦終了する。操舵反力用電動モータ１３は、操舵入力軸１２を目標操舵反力Ｔh＊に対応した回転トルクで駆動する。これにより、操舵ハンドル１１の回動操作に対して、操舵反力用電動モータ１３による目標操舵反力Ｔh＊が付与され、運転者は、適度な操舵反力を感じながら、操舵ハンドル１１を回動操作できる。

また、転舵用ＥＣＵ４８は、前記イグニッションスイッチの投入後、図４の転舵制御プログラムを所定の短時間ごとに繰り返し実行している。この転舵制御プログラムの実行はステップＳ５０にて開始され、転舵用ＥＣＵ４は、ステップＳ５１にて検査終了信号を検査用ＥＣＵ４６から入力済みかを判定する。イグニッションスイッチの投入後、前記検査終了信号が未だ入力されていなければ、転舵用ＥＣＵ４８は、ステップＳ５１にて「Ｎｏ」と判定して、ステップＳ６３にて転舵制御プログラムの実行を一旦終了する。この状態では、転舵用ＥＣＵ４８は実質的な処理を実行せず、検査終了信号の入力を待つ。

前述のように、検査用ＥＣＵ４６が第１および第２電磁クラッチ３２，３３の検査を終了して検査終了信号を出力すると、転舵用ＥＣＵ４８はステップＳ５１にて「Ｙｅｓ」と判定して、ステップＳ５２にて転舵フェイルフラグＳＴＦが“０”であるかを判定する。前述のように、いま転舵フェイルフラグＳＴＦは“０”に設定されているので、転舵用ＥＣＵ４８は、ステップＳ５２にて「Ｙｅｓ」と判定して、プログラムをステップＳ５３に進める。

ステップＳ５３においては、転舵用ＥＣＵ４８は、転舵用電動モータ２２および駆動回路５３からなる転舵制御系がフェイルしているかを検査する。この場合、転舵用ＥＣＵ４８は、電動モータ２２の断線、短絡、その他の異常を駆動回路５３からの信号を入力して、転舵制御系に異常が発生しているかを検査する。次に、転舵用ＥＣＵ４８は、ステップＳ５４にて前記ステップＳ５３の処理によってフェイルが検出されたかを判定する。この場合も、ステップＳ５３，Ｓ５４の判定処理によってフェイルが検出されなかった場合について説明を続ける。すなわち、ステップＳ５４での「Ｎｏ」との判定後、転舵用ＥＣＵ４８はステップＳ５５にて転舵フェイルフラグＳＴＦを“０”に設定して、ステップＳ５６以降の処理を実行する。なお、この転舵フェイルフラグＳＴＦは、イグニッションスイッチがオフされても、その値が保持されるように、転舵用ＥＣＵ４８の非作動時には不揮発性のメモリ領域に記憶保持されるものである。

ステップＳ５６においては、転舵用ＥＣＵ４８は、操舵角センサ４１からのハンドル操舵角θh、転舵角センサ４２からの実転舵角δ、車速センサ４５からの車速Ｖ、および検査用ＥＣＵ４６からの異常フラグＭＢＦをそれぞれ入力する。次に、ステップＳ５７にて、前記入力した異常フラグＭＢＦが“２”であるかを判定する。この場合も、前述のように、異常フラグＭＢＦは“０”に設定されているものとして説明を続ける。

したがって、転舵用ＥＣＵ４８は、ステップＳ５７にて「Ｎｏ」と判定して、ステップＳ５８以降の処理を実行する。ステップＳ５８においては、ＲＯＭ内に記憶されている第１転舵角テーブルを参照して、ハンドル操舵角θhに応じて変化するステヤバイワイヤ用の目標転舵角δa＊を計算し、同計算したステヤバイワイヤ用の目標転舵角δa＊を目標転舵角δ＊として設定する。第１転舵角テーブルは、図８に実線で示すように、ハンドル操舵角θhの増加に従って非線形に増加するステヤバイワイヤ用の目標転舵角δa＊を記憶している。このステヤバイワイヤ用の目標転舵角δａ＊のハンドル操舵角θhに対する変化率は、ハンドル操舵角θhの絶対値｜θh｜の小さな範囲内で小さく、ハンドル操舵角θhの絶対値｜θh｜が大きくなると大きくなるように設定されている。なお、この第１転舵角テーブルを利用するのに代えて、ハンドル操舵角θhとステヤバイワイヤ用の目標転舵角δa＊との関係を示す関数を予め用意しておき、同関数を利用してステヤバイワイヤ用の目標転舵角δa＊を計算するようにしてもよい。

次に、転舵用ＥＣＵ４８は、ステップＳ５９にて、ＲＯＭ内に記憶されている車速係数テーブルを参照して、車速Ｖに応じて変化するステヤバイワイヤ用の車速係数Ｋaを計算し、同計算したステヤバイワイヤ用の車速係数Ｋaを車速係数Ｋとして設定する。車速係数テーブルは、図９に実線で示すように、車速Ｖの小さな範囲内で「１」よりも大きく、車速Ｖの大きな範囲内で「１」よりも小さく、車速Ｖの増加に従って「１」を挟んで非線形に減少するステヤバイワイヤ用の車速係数Ｋaを記憶している。なお、この車速係数テーブルを利用するのに代えて、車速Ｖとステヤバイワイヤ用の車速係数Ｋaとの関係を示す関数を予め用意しておき、同関数を利用してステヤバイワイヤ用の車速係数Ｋaを計算するようにしてもよい。

これらの目標転舵角δ＊および車速係数Ｋの決定後、転舵用ＥＣＵ４８は、ステップＳ６０にて、下記式１の演算の実行により、目標転舵角δ＊を車速係数Ｋで補正して最終的な目標転舵角δ＊を計算する。
δ＊＝Ｋ・δ＊ …式１
そして、ステップＳ６１にて、実転舵角δが最終的な目標転舵角δ＊に等しくなるように、両転舵角δ＊，δの差δ＊−δを用いて駆動回路５３を介して転舵用電動モータ２２の回転を制御する。これにより、転舵用電動モータ２２は回転駆動され、ねじ送り機構２３を介してラックバー２１を軸線方向に駆動して、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２を目標転舵角δ＊に転舵する。

このような転舵制御により、図８の実線で示すように、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２は、ハンドル操舵角θhの小さな範囲で同操舵角θhの変化に対して小さく転舵され、ハンドル操舵角θhの大きな範囲で同操舵角θhの変化に対して大きく転舵される。その結果、操舵ハンドル１１の持ち替えなしで左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２は大きな転舵角まで転舵される。また、図９の実線で示すように、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２は、車速Ｖが小さいときにはハンドル操舵角θhに対して大きく転舵され、車速Ｖが大きくなるとハンドル操舵角θhに対して小さく転舵される。前記ステップＳ６１の処理後、転舵用ＥＣＵ４８は、ステップＳ６２にて転舵フェイルフラグＳＴＦを操舵反力用ＥＣＵ４７に出力して、ステップＳ６３にて転舵制御プログラムの実行を終了する。

次に、転舵制御系にフェイルが発生した場合について説明する。この場合、転舵用ＥＣＵ４８は、図４のステップＳ５４にて「Ｙｅｓ」と判定して、ステップＳ６４にて転舵フェイルフラグＳＴＦを“１”に設定し、ステップＳ６５にて転舵用電動モータ２２の作動制御を中止して転舵用電動モータ２２の作動を停止させる。次に、転舵用ＥＣＵ４８は、ステップＳ６６にて、駆動回路５１との協働により、第１および第２電磁クラッチ３２，３３に通電して第１および第２電磁クラッチ３２，３３を接続状態に制御する。そして、ステップＳ６２にて“１”に設定された転舵フェイルフラグＳＴＦを操舵反力用ＥＣＵ４７に出力して、ステップＳ６３にてこの転舵制御プログラムの実行を一旦終了する。

そして、このように転舵フェイルフラグＳＴＦが一旦“１”に設定されると、以降、転舵用ＥＣＵ４８はステップＳ５２にて「Ｎｏ」と判定して、前述したステップＳ６５，Ｓ６６、Ｓ６２の処理を実行する。したがって、転舵用電動モータ２２は左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２を転舵制御しなくなる。一方、操舵入力軸１２は第１電磁クラッチ３２、ケーブル３１および第２電磁クラッチ３３を介して操舵出力軸２４に動力伝達可能に接続されるので、操舵ハンドル１１の回動力は、操舵入力軸１２、ケーブル３１、操舵出力軸２４およびラックバー２１を介して左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２に伝達され、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２が操舵ハンドル１１の回動操作力によって転舵されるようになる。

一方、この状態では、操舵反力用ＥＣＵ４７は、前記図３のステップＳ４２の処理により“１”に設定されている転舵フェイルフラグＳＴＦを入力し、ステップＳ４３にて「Ｎｏ」と判定して、プログラムをステップＳ４７に進めるようになる。ステップＳ４７においては、操舵反力用ＥＣＵ４７は、ＲＯＭ内に設けられているアシスト指令値テーブルを参照して、ハンドル操舵角θhおよび車速Ｖに応じて変化する目標アシストトルクＴa＊を計算する。このアシスト指令値テーブルは、図７に示すように、複数の代表的な車速値ごとに、ハンドル操舵角θhの増加に従って非線形増加する複数の目標アシストトルクＴa＊を記憶している。なお、このアシスト指令値テーブルを利用するのに代えて、ハンドル操舵角θhおよび車速Ｖに応じて変化する目標アシストトルクＴa＊を関数により予め定義しておき、同関数を利用して目標アシストトルクＴa＊を計算するようにしてもよい。

次に、操舵反力用ＥＣＵ４７は、ステップＳ４８にて、駆動回路５２と協働して前記計算した目標アシスト力Ｔa＊に対応した駆動電流を操舵反力用電動モータ１３に流す。これにより、操舵反力用電動モータ１３は、操舵入力軸１２を目標アシスト力Ｔa＊に対応した回転トルクで駆動する。その結果、この転舵用電動モータ２２による左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の転舵不能状態では、操舵ハンドル１１の回動操作による左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の転舵が目標アシスト力Ｔa＊によってアシストされるので、運転者は、操舵ハンドル１１を軽快に回動操作できる。

次に、第１および第２電磁クラッチ３２，３３のいずれか一方に誤切断異常が発生している場合について説明する。この場合、検査用ＥＣＵ４６の図２のステップＳ１２の処理により、第１および第２電磁クラッチ３２，３３が接続状態に制御されても、第１および第２電磁クラッチ３２，３３のうち、誤切断異常が発生している電磁クラッチは切断状態に保たれる。したがって、操舵入力軸１２と操舵出力軸２４は動力伝達不能に切り離されており、ステップＳ１３，Ｓ１４の処理によって転舵用電動モータ２２の回転すなわち操舵出力軸２４の回転変位が検出される。したがって、検査用ＥＣＵ４６は、ステップＳ１４にて「Ｙｅｓ」と判定して、プログラムをステップＳ２６以降に進める。

ステップＳ２６においては、検査用ＥＣＵ４６は、異常フラグＭＢＦを“１”に設定する。そして、この“１”に設定された異常フラグＭＢＦは、前述したステップＳ２４の処理により転舵用ＥＣＵに出力される。前記ステップＳ２６の処理後、検査用ＥＣＵ４６は、ステップＳ２７にて警報器５４を制御して、第１および第２電磁クラッチ３２，３３のうちの少なくとも一方に誤切断異常が発生している旨の警報を警報器５４に発生させる。次に、検査用ＥＣＵ４６は、ステップＳ２８にて、エンジン制御装置５５に速度制御信号を出力する。

この場合、転舵用ＥＣＵ４８は、図４のステップＳ５６の処理によって“１”に設定された異常フラグＭＢＦを入力する。しかし、転舵用ＥＣＵ４８は、ステップＳ５７にて「Ｎｏ」と判定して、前述したステップＳ５８〜Ｓ６１の処理により左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２を転舵制御する。これにより、この場合には、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２は、前述した第１および第２電磁クラッチ３２，３３が正常である場合と同様に、ステアバイワイヤ用の目標転舵角δa＊（図８の実線）および車速係数Ｋa（図９の実線）に従った目標転舵角δ＊（＝Ｋa・δa＊）に転舵される。

一方、検査用ＥＣＵ４６の図２のステップＳ２８の処理により、速度制限信号を入力したエンジン制御装置５５は、車速センサ４５からの車速信号Ｖを用いてエンジン装置を制御して、車両の走行速度を所定車速以下に制限する。すなわち、第１および第２電磁クラッチ３２，３３のうちの少なくとも一方に誤切断異常が発生した場合には、車両の走行速度が所定車速以下に制限される。

これは、将来、転舵用電動モータ２２による左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の転舵が不可になった場合に、操舵ハンドル１１と左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２とをケーブル３１を介して動力伝達可能に接続するフェイルセーフ機能を果たせなくなるために、車両の走行に制限を加えるようにするためである。なお、この車両の走行速度の制限のための所定車速は比較的小さな値に設定するとよい。また、この所定車速を「０」にして、車両の走行を禁止するようにして、車両の走行安定性を確保するようにしてもよい。また、車両を安全な場所に移動させるための所定時間だけ、車両の走行速度を所定車速以下に制限して、その後に車両の走行を禁止するようにしてもよい。その結果、車両の走行安定性が確保されることになる。

次に、第２電磁クラッチ３３に誤接続異常が発生している場合について説明する。この場合、検査用ＥＣＵ４６の図２のステップＳ１５の処理により、第１電磁クラッチ３２が接続状態に制御されるとともに、第２電磁クラッチ３３が切断状態に制御されても、誤接続異常が発生している第２電磁クラッチ３３は接続状態に保たれる。したがって、操舵入力軸１２と操舵出力軸２４は動力伝達可能に連結されることになり、ステップＳ１６，Ｓ１７の処理によって転舵用電動モータ２２の回転すなわち操舵出力軸２４の回転変位が検出されない。したがって、検査用ＥＣＵ４６は、ステップＳ１７にて「Ｎｏ」と判定して、プログラムをステップＳ２９以降に進める。

ステップＳ２９においては、検査用ＥＣＵ４６は、異常フラグＭＢＦを“２”に設定する。そして、この“２”に設定された異常フラグＭＢＦは、前述したステップＳ２４の処理により転舵用ＥＣＵに出力される。前記ステップＳ２９の処理後、検査用ＥＣＵ４６は、ステップＳ３０にて警報器５４を制御して、第２電磁クラッチ３３に誤接続異常が発生している旨の警報を警報器５４に発生させる。

また、第１電磁クラッチ３２に誤接続異常が発生している場合には、図２のステップＳ１８の処理により、第１電磁クラッチ３２が切断状態に制御されるとともに、第２電磁クラッチ３３が接続状態に制御されても、誤接続異常が発生している第１電磁クラッチ３２は接続状態に保たれる。したがって、この場合も、操舵入力軸１２と操舵出力軸２４は動力伝達可能に連結されることになり、ステップＳ１９，Ｓ２０の処理によって転舵用電動モータ２２の回転すなわち操舵出力軸２４の回転変位が検出されない。したがって、検査用ＥＣＵ４６は、ステップＳ２０にて「Ｎｏ」と判定して、前記第２電磁クラッチ３３に誤接続異常が発生している場合と同様に、前述したステップＳ２９，Ｓ３０の処理を実行する。ただし、ステップＳ３０の処理においては、第２電磁クラッチ３３に誤接続異常が発生している旨の警報が発せられる。

一方、この場合、転舵用ＥＣＵ４８は、図４のステップＳ５６にて“２”に設定された異常フラグＭＢＦを入力する。そして、ステップＳ５７にて「Ｙｅｓ」と判定されて、プログラムはステップＳ６７に進められる。ステップＳ６７においては、転舵用ＥＣＵ４８は、切換え制御ルーチンを実行する。

切換え制御ルーチンは図５に詳細に示されているように、その実行がステップＳ７０にて開始される。そして、転舵用ＥＣＵ４８は、ステップＳ７１にて操舵ハンドル１１が所定操舵角以上に操舵されたか、すなわちハンドル操舵角θhの絶対値｜θh｜が所定値よりも小さな値から所定値以上に変化したかを判定する。より具体的には、前回の切換え制御ルーチンの実行時のハンドル操舵角θhの絶対値｜θh｜が所定値未満であり、今回の切換え制御ルーチンの実行時のハンドル操舵角θhの絶対値｜θh｜が所定値以上であることを判定する。この条件が成立すれば、転舵用ＥＣＵ４８は、ステップＳ７１にて「Ｙｅｓ」と判定して、ステップＳ７２〜Ｓ７６の処理の実行後、プログラムをステップＳ７７以降に進める。一方、前記条件が成立しなければ、ステップＳ７１にて「Ｎｏ」と判定してプログラムをステップＳ７７以降に直接進める。

ステップＳ７２においては変数ｍに「１」を加算し、ステップＳ７３にて変数ｍが予め決められた所定値Ｍ以上であるかを判定する。変数ｍは、操舵ハンドル１１が所定操舵角以上に操舵された回数をカウントするもので、初期には「０」に設定されている。所定値Ｍは、後述する左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２のハンドル操舵角θhに対する転舵特性を更新する速さを規定するもので、予め決められた正の整数値に設定されている。いま、変数ｍが所定値Ｍ以上でなければ、ステップＳ７３にて「Ｎｏ」と判定してプログラムをステップＳ７７に進める。変数ｍが所定値Ｍ以上であれば、ステップＳ７３にて「Ｙｅｓ」と判定して、ステップＳ７４にて変数ｍを「０」に初期設定し、ステップＳ７５にて変数ｎが所定値Ｎ以上であるかを判定する。変数ｎは、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２のハンドル操舵角θhに対する転舵特性を変更するための変数で、初期には「１」に設定されている。所定値Ｎは、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２のハンドル操舵角θhに対する転舵特性の変更量を規定するもので、予め決められた正の整数値に設定されている。

いま、変数ｎが所定値Ｎ以上であれば、ステップＳ７５にて「Ｙｅｓ」と判定してプログラムをステップＳ７７に進める。変数ｎが所定値Ｎ以上でなければ、ステップＳ７５にて「Ｎｏ」と判定して、ステップＳ７６にて変数ｎに「１」を加算して、プログラムをステップＳ７７に進める。これらのステップＳ７１〜７６の処理により、操舵ハンドル１１が所定操舵角以上に操舵された回数がＭ回になるごとに、変数ｎが「１」から順次「１」ずつ所定値Ｎまで増加する。なお、この場合、所定値Ｍを「１」に設定すれば、変数ｎは操舵ハンドル１１が所定操舵角以上に操舵されるごとに「１」ずつ増加する。

ステップＳ７７においては、転舵用ＥＣＵ４８が、前記図４のステップＳ５８の処理と同様にして、ＲＯＭ内に記憶されている第１転舵角テーブルを参照して、ハンドル操舵角θhに応じて変化するステヤバイワイヤ用の目標転舵角δa＊を計算し、同計算したステヤバイワイヤ用の目標転舵角δa＊を第１目標転舵角δ1＊として設定する。また、同ステップＳ７７においては、ＲＯＭ内に記憶されている第２転舵角テーブルを参照して、ハンドル操舵角θhに応じて変化する機械連結ステア用の目標転舵角δb＊を計算し、同計算した機械連結ステア用の目標転舵角δb＊を第２目標転舵角δ2＊として設定する。第２転舵角テーブルは、図８に破線で示すように、ハンドル操舵角θhの増加に従って線形に増加する機械連結ステア用の目標転舵角δb＊を記憶している。なお、この第２転舵角テーブルを利用するのに代えて、ハンドル操舵角θhと機械連結ステア用の目標転舵角δb＊との関係を示す関数を予め用意しておき、同関数を利用して機械連結ステア用の目標転舵角δb＊を計算するようにしてもよい。

次に、転舵用ＥＣＵ４８は、ステップＳ７８にて、前記ステップＳ５９の処理と同様にして、ＲＯＭ内に記憶されている車速係数テーブルを参照して、車速Ｖに応じて変化するステヤバイワイヤ用の車速係数Ｋaを計算し、同計算したステヤバイワイヤ用の車速係数Ｋaを第１車速係数Ｋ1として設定する。また、同ステップＳ７８においては、第２車速係数Ｋ2を定数Ｋbに設定する。この定数Ｋbは、図８に破線で示されているように、「１．０」に設定されている。

これらの第１および第２目標転舵角δ1＊，δ2＊ならびに第１および第２車速係数Ｋ1，Ｋ2の決定後、転舵用ＥＣＵ４８は、ステップＳ７９にて、下記式２の演算の実行により最終的な目標転舵角δ＊を計算して、ステップＳ８０にてこの切換え制御ルーチンの実行を終了する。
δ＊＝{Ｋ1＋ｎ・(Ｋ2−Ｋ1)/Ｎ}・{δ1＊＋ｎ・(δ2＊−δ1＊)/Ｎ} …式２
この式２の演算の実行により、変数ｎが「１」から所定値Ｎまで変化するに従って、第１目標転舵角δ1＊から第２目標転舵角δ2＊まで徐々に変化する目標転舵角δ＊が計算される。

前記切換え制御ルーチンの実行終了後、転舵用ＥＣＵ４８は、前述した図４のステップＳ６１の処理により、実転舵角δが前記目標転舵角δ＊に等しくなるように、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２を目標転舵角δ＊に転舵する。この場合、前述のように、変数ｎは操舵ハンドル１１の所定操舵角以上の操舵回数の増加に従って「１」から所定値Ｎまで増加し、変数ｎの「１」から所定値Ｎまでの増加に従って、目標転舵角δ＊は第１目標転舵角δ1＊から第２目標転舵角δ2＊まで徐々に変化するので、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２はステヤバイワイヤ用の第１目標転舵角δ1＊から機械連結ステア用の第２目標転舵角δ2＊まで徐々に変化する。

これは、第１および第２電磁クラッチ３２，３３のうちの一方に誤接続異常が発生した場合には、将来、他方の電磁クラッチにも誤接続異常が発生した場合を想定したものである。この場合、操舵入力軸１２と操舵出力軸２４がケーブル３１を介して動力伝達可能に接続され、操舵ハンドル１１は左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２に機械連結されることになる。一方、前記切換え制御ルーチンを実行しなければ、第１および第２電磁クラッチ３２，３３の両方に誤接続異常が発生した時点で、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２は、ハンドル操舵角θhに対して図８の破線で示すような転舵特性で転舵されるようになる。この転舵特性は、ステアバイワイヤ方式による転舵特性とは異なるものである。そして、この状態では、転舵用電動モータ２２による左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の転舵特性と、前記ケーブル３１を介した操舵ハンドル１１と左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２との機械連結による転舵特性との相違により、操舵ハンドル１１が運転者の操舵操作とは無関係または運転者の意に反して転舵用電動モータ２２によって駆動されるので、運転者はセルフステア、ハンドルロックなどの操舵ハンドル１１の操舵操作に違和感を覚える。

これに対して、前記ステップＳ６７の切換え制御ルーチンを実行することにより、第１および第２電磁クラッチ３２，３３のうちの一方の誤接続異常の検出時から、操舵ハンドル１１の回動操作に対する左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の転舵特性は、ステヤバイワイヤ用の第１目標転舵角δ1＊から機械連結ステア用の第２目標転舵角δ2＊に従った転舵特性まで徐々に変化するとともに、車速Ｖによる第１目標転舵角δ1＊の補正についても徐々に変化する。したがって、第１および第２電磁クラッチ３２，３３の両方に誤接続異常が発生した時点では、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の転舵特性がステヤバイワイヤ方式から機械連結方式の転舵特性に切換えられており、操舵ハンドル１１の操舵操作に対する左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の転舵特性が変化することはないので、運転者は違和感を覚えない。また、転舵特性を徐々に変更したことにより、転舵特性の変更時にも運転者は違和感を覚えない。

なお、第１および第２電磁クラッチ３２，３３の異常を表す異常フラグＭＢＦ、および左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の転舵特性を徐々に変更させるための変数ｍ，ｎに関しては、イグニッションスイッチがオフされてＥＣＵ４６〜４８を含む電気制御装置の作動の停止時には保存されないようにしても、第１および第２電磁クラッチ３２，３３の異常が一旦検出された後には、転舵フェイルフラグＳＴＦと同様に不揮発性のメモリ領域に記憶保持されるようにしてもよい。前者によれば、イグニッションスイッチの投入ごとに、第１および第２電磁クラッチ３２，３３の異常が判定され、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の転舵特性はイグニッションスイッチの投入ごとに新たに徐々に変更されることになる。後者によれば、第１および第２電磁クラッチ３２，３３の異常が一旦検出されると、その後、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の転舵特性は継続的に徐々に変更され続ける。

上記作動説明からも理解できるように、上記実施形態によれば、第１および第２電磁クラッチ３２，３３の一方に異常が発生した時点で、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の転舵特性が変更されたり、車両の走行が制限されたりする。したがって、第１および第２電磁クラッチ３２，３３の両方に異常が発生して車両の操縦を安定して行うことが不可になる前に、車両の運動が制限され、車両の走行安定性が確保される。

次に、上記実施形態の左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の転舵特性の変更が、転舵特性の変更前と変更後とにおいて転舵角δが同じであることを条件に実行されるようにした上記実施形態の変形例について説明する。この変形例においては、転舵用ＥＣＵ４８は、図５の切換え制御ルーチンに代えて図１０の切換え制御ルーチンを実行する。その他の部分に関しては、上記実施形態と同様である。

この図１０の切換え制御ルーチンにおいては、図５のステップＳ７５，Ｓ７６間に、変更禁止フラグＮＣＧを“１”に設定するためのステップＳ１０１の処理が追加されている。この変更禁止フラグＮＣＧは、“１”により左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の転舵特性の変更を禁止することを表し、“０”により同転舵特性の変更を許容することを表すものであり、初期には“０”に設定されている。そして、このステップＳ１０１の処理は、ステップＳ７１〜Ｓ７６の処理によって指定される左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の転舵特性の変更タイミングであっても、後述する条件が成立するまで前記転舵特性の変更を一時的に禁止するための処理である。

また、図１０の切換え制御ルーチンにおいては、図５のステップＳ７９の処理がステップＳ７９’として一部変更されるとともに、ステップＳ１０２〜Ｓ１０７の処理が追加されている。ステップＳ７９’においては、前記式２の演算の実行により計算される目標転舵角が新目標転舵角δnew＊として設定される。また、ステップＳ１０２においては、変更禁止フラグＮＣＧが“１”であるかが判定される。この場合、変更禁止フラグＮＣＧが“０”であって左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の転舵特性の変更許容状態を表していれば、ステップＳ１０２にて「Ｎｏ」と判定して、プログラムをステップＳ１０６に進める。ステップＳ１０６においては、最終的な目標転舵角δ＊が前記新目標転舵角δnew＊に設定され、ステップＳ８０にてこの切換え制御ルーチンの実行が終了される。したがって、この場合には、上記実施形態の場合と同様に動作する。

変更禁止フラグＮＣＧが“１”であって左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の転舵特性の変更禁止状態を表していれば、ステップＳ１０２にて「Ｙｅｓ」と判定して、プログラムをステップＳ１０７に進める。ステップＳ１０３においては、下記式３の演算の実行により、旧目標転舵角δold＊を計算する。
δold＊＝{Ｋ1＋(ｎ−１)・(Ｋ2−Ｋ1)/Ｎ}
・{δ1＊＋(ｎ−１)・(δ2＊−δ1＊)/Ｎ} …式３
前記式３においては、値(ｎ−１)は、前記ステップＳ７６の処理によって変数ｎが変更される直前の左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の転舵特性を決定する変数値であるので、前記式３に従ってステップＳ１０３にて計算される旧目標転舵角δold＊は変更される直前の転舵特性に従った目標転舵角δ＊を表す。

そして、ステップＳ１０４においては、転舵用ＥＣＵ４８は、新目標転舵角δnew＊と旧目標転舵角δold＊とが等しいか否かを判定する。新目標転舵角δnew＊と旧目標転舵角δold＊とが等しくなければ、ステップＳ１０４にて「Ｎｏ」と判定して、最終的な目標転舵角δ＊を旧目標転舵角δold＊に設定する。したがって、この場合には、前記ステップＳ７６の処理によって変数ｎが変更されても、直前の転舵特性に従って最終的な目標転舵角δ＊（＝δold＊）が決定される。

一方、新目標転舵角δnew＊が旧目標転舵角δold＊に等しくなると、転舵用ＥＣＵ４８は、ステップＳ１０４にて「Ｙｅｓ」と判定して、ステップＳ１０５にて変更禁止フラグＮＣＧを“０”に戻して、前述したステップＳ１０６の処理によって最終的な目標転舵角δ＊を新目標転舵角δnew＊に設定する。そして、これ以降は、ステップＳ７６の処理によって変数ｎが新たに変更されるまで、前述したステップＳ１０２にて「Ｎｏ」と判定されてステップＳ１０６の処理が実行されるので、最終的な目標転舵角δ＊は新目標転舵角δnew＊に設定される。

このような追加したステップＳ１０１〜Ｓ１０７の処理により、変更される転舵特性に従った新目標転舵角δnew＊と変更前の転舵特性に従った旧目標転舵角δold＊とが等しくなるまで、転舵特性は変更されない。そして、新目標転舵角δnew＊と旧目標転舵角δold＊とが等しくなった時点で、転舵特性は変更される。したがって、この変形例によれば、運転者による操舵ハンドル１１の操舵操作とは無関係かつ急に、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の転舵状態が変更されることがなくなるので、運転者は、操舵ハンドル１１の操舵操作に対して違和感を覚えなくて済む。特に、転舵特性の変更度合いを大きくしても、運転者は大きな違和感を覚えなくて済む。

また、前記図１０の切換え制御ルーチンは、簡略化されて図１１の切換え制御ルーチンのようにも変形される。図１１の切換え制御ルーチンでは、前述した図１０のステップＳ７９’，Ｓ１０２〜Ｓ１０７の処理が、ステップＳ１１１〜１１５の処理に変更されている。すなわち、前記ステップＳ１０２と同様なステップＳ１１１の処理により、変更禁止フラグＮＣＧが“１”であるかが判定される。そして、変更禁止フラグＮＣＧが“０”であって左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の転舵特性の変更許容状態を表していれば、ステップＳ１１４にて、前記ステップＳ７９’の処理と同様な式２に従った演算の実行により、最終的な目標転舵角δ＊が計算される。

変更禁止フラグＮＣＧが“１”であって左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の転舵特性の変更禁止状態を表していれば、ステップＳ１１２にてハンドル操舵角θhが「０」であるかが判定される。そして、ハンドル操舵角θhが「０」であれば、転舵用ＥＣＵ４８は、ステップＳ１１２にて「Ｙｅｓ」と判定して、ステップＳ１１３にて変更禁止フラグＮＣＧを“０”に設定して、前記ステップＳ１１４の処理を実行する。一方、ハンドル操舵角θhが「０」でなければ、転舵用ＥＣＵ４８は、ステップＳ１１２にて「Ｎｏ」と判定して、ステップＳ１１５の処理により、前記ステップＳ１０３の処理と同様な式３に従った演算の実行により、最終的な目標転舵角δ＊を計算する。

すなわち、ステップＳ７６の処理によって左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の転舵特性を変更するための変数ｎが変更された時点では、ハンドル操舵角θhが「０」になるまで、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の転舵特性は変更されない。そして、ハンドル操舵角θhが「０」になった時点、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の転舵特性が変更される。これは、ハンドル操舵角θhが「０」であれば、ステップＳ７７の処理によって計算される第１および第２目標転舵角δ1＊，δ2＊は共に「０」であり、上記式２，３による計算結果は必ず「０」になるからである。言い換えれば、ハンドル操舵角θhが「０」であれば、変数ｎすなわち左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の転舵特性とは無関係に、ステップＳ１１４，Ｓ１１５の処理によって計算される目標転舵角δ＊は共に「０」になる。

したがって、この変形例によれば、ハンドル操舵角θhが「０」である場合に限られるが、転舵特性の変更前後の目標転舵角δ＊とが等しくなった時点で初めて、転舵特性が変更される。したがって、この変形例によっても、運転者による操舵ハンドル１１の操舵操作とは無関係かつ急に、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の転舵状態が変更されることがなくなるので、運転者は、操舵ハンドル１１の操舵操作に対して違和感を覚えなくて済む。また、前述のように、転舵特性の変更量を大きくしても問題ない。

さらに、本発明は上記実施形態およびその変形例に限定されることなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。

例えば、上記実施形態およびその変形例においては、検査プログラムをイグニッションスイッチの投入直後に１回だけ行うようにした。しかし、これに代えて、シフトレバーをパーキング位置に切換えたり、運転者がパーキングブレーキを操作したり、車速Ｖが「０」に変化したことを条件に、検査用ＥＣＵが図２の検査プログラムを実行して、第１および電磁クラッチ３２，３３の検査が実行されるようにしてもよい。また、イグニッションスイッチの投入直後、前記シフトレバーがパーキング位置に切換えられた直後、パーキングブレーキの作動開始後、車速「０」の条件を適宜組み合わせて、第１および第２電磁クラッチ６２が検査されるようにしてもよい。

また、前記切換え制御ルーチンの処理のように、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２のステヤバイワイヤ用の転舵特性から機械連結用の転舵特性への転舵特性の変更量を、操舵ハンドル１１が所定角以上に操舵された回数の増加に従って増加させるのに代えて、操舵ハンドル１１が所定角以上に操舵されている時間が増加するに従って、前記転舵特性の変化量を増加するようにしてもよい。この場合、図５の切換え制御ルーチンにおけるステップＳ７１〜Ｓ７６の処理を、操舵ハンドル１１が所定角以上に操舵されている累算時間が増加するに従って変数ｎが大きな値になるように変更すればよい。

また、前記転舵特性が、単純に時間の経過に従って変更されるようにしてもよい。この場合も、ステップＳ７１〜Ｓ７６の処理を、切換え制御ルーチンが実行されるようになってからの累算時間が増加するに従って、変数ｎが増加するような処理に変更すればよい。また、前記転舵特性が、イグニッションスイッチのオン操作の回数に応じて徐々に変更されるようにしてもよい。この場合も、ステップＳ７１〜Ｓ７６の処理を、切換え制御ルーチンが実行されるようになった後、イグニッションスイッチがオン操作されるごとに、またはイグニッションスイッチが所定回数だけオン操作されるごとに、変数ｎを増加させる処理に変更すればよい。

また、上記実施形態およびその変形例においては、回転角センサ４３によって検出される回転角θm1に基づいて操舵反力用電動モータ１３、操舵ハンドル１１および操舵入力軸１２の回転を検出するとともに、回転角センサ４４によって検出される回転角θm2に基づいて転舵用電動モータ２２および操舵出力軸２４の回転、ラックバー２１の軸線方向の変位、ならびに左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の転舵を検出するようにした。しかし、これらの回転角θm1，θm2に代えて、操舵角センサ４１および転舵角センサ４２によってそれぞれ検出されるハンドル操舵角θhおよび実転舵角δを用いるようにしてもよい。

また、上記実施形態およびその変形例においては、操舵入力軸１２と操舵出力軸２４とを接続する中間部材としてケーブル３１を採用して、操舵入力軸１２と操舵出力軸２４との動力伝達をケーブル３１の回転（またはねじれ）によって実現するようにした。しかし、これに代えて、操舵入力軸１２と操舵出力軸２４の軸線回りの回転力を引っ張り力に変換する変換機構を操舵入力軸１２と操舵出力軸２４の各接続端側にそれぞれ設け、両変換機構を引っ張力を伝達可能とするケーブルを中間部材として採用するようにしてもよい。また、操舵入力軸１２および操舵出力軸２４と同軸回りに回転可能な回転シャフトを操舵入力軸１２および操舵出力軸２４との間に配置して、同回転シャフトを中間部材として採用するようにしてもよい。

また、上記実施形態においては、操舵反力用電動モータ１３を操舵入力軸１２に接続して操舵入力軸１２を回転駆動するようにした。しかし、これに代えて、中間部材としてのケーブル３１の固定部材３１ａ，３１ｂに電動モータ１３を接続して、ケーブル３１を回転駆動するようにしてもよい。また、前記ケーブル３１に代えて中間部材として回転シャフトを採用した場合には、回転シャフトに操舵反力用電動モータ１３を接続して、回転シャフトを回転駆動するようにしてもよい。

この場合、操舵反力用および転舵用電動モータ１３，２２およびその駆動制御系が正常であるとともに、第１および第２電磁クラッチ３２，３３が正常であれば、第１電磁クラッチ３２を接続状態に設定するとともに、第２電磁クラッチ３３を切断状態に設定して、操舵反力用電動モータ１３によって操舵ハンドル１１に操舵反力を付与し、転舵用電動モータよって左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２を転舵するようにする。また、第２電磁クラッチ３３に誤接続異常が発生したときには、操舵反力用電動モータ１３を左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の転舵アシスト用に切換えるか、その作動を停止するとよい。そして、その他の制御は上記実施形態と同様にすればよい。

さらに、上記実施形態および変形例においては、操舵ハンドル１１として回動操作されるものを採用した。しかし、この操舵ハンドル１１に代えて、例えばジョイスティックなどのように直線的な操作により左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２を転舵させる操舵ハンドルを利用した車両の操舵装置にも本発明は適用される。

本発明の一実施形態に係る車両の操舵装置の全体概略図である。 図１の検査用ＥＣＵにより実行される検査プログラムのフローチャートである。 図１の操舵反力用ＥＣＵにより実行される操舵反力制御プログラムのフローチャートである。 図１の転舵用ＥＣＵにより実行される転舵制御プログラムのフローチャートである。 図４の切換え制御ルーチンの詳細を示すフローチャートである。 ハンドル操舵角と目標操舵反力との関係を示すグラフである。 ハンドル操舵角と目標アシストトルクとの関係を示すグラフである。 ハンドル操舵角と目標転舵角との関係を示すグラフである。 車速と車速係数との関係を示すグラフである。 上記実施形態の変形例に係る切換え制御ルーチンを示すフローチャートである。 上記実施形態の他の変形例に係る切換え制御ルーチンを示すフローチャートである。

符号の説明

１１…操舵ハンドル、１２…操舵入力軸、１３…操舵反力用電動モータ、２１…ラックバー、２２…転舵用電動モータ、２４…操舵出力軸、３１…ケーブル、３２，３３…電磁クラッチ、４１…操舵角センサ、４２…転舵角センサ、４３，４４…回転角センサ、４５…車速センサ、４６…検査用ＥＣＵ，４７…操舵反力用ＥＣＵ、４８…転舵用ＥＣＵ、５５…エンジン制御装置

Claims (3)

1. 操舵ハンドルに接続されて操舵ハンドルと連動して変位する入力部材と、
   転舵輪に接続されて転舵輪と連動して変位する出力部材と、
   前記入力部材と前記出力部材との間に設けられた中間部材と、
   前記入力部材と前記中間部材との間に介装されるとともに切断状態および接続状態に選択的に切換えられて、切断状態にて前記入力部材と前記中間部材を動力伝達不能に切り離し、接続状態にて前記入力部材と前記中間部材を動力伝達可能に連結する第１断続器と、
   前記中間部材と前記出力部材との間に介装されるとともに切断状態および接続状態に選択的に切換えられて、切断状態にて前記中間部材と前記出力部材を動力伝達不能に切り離し、接続状態にて前記中間部材と前記出力部材を動力伝達可能に連結する第２断続器と、
   前記入力部材または前記中間部材に接続されて同入力部材または同中間部材を変位させる第１電気アクチュエータと、
   前記出力部材に接続されて同出力部材を変位させる第２電気アクチュエータと、
   操舵ハンドルの操舵操作に応じて前記第１電気アクチュエータの作動を制御して操舵ハンドルの操舵操作に対して反力を付与する反力付与制御手段と、
   操舵ハンドルの操舵操作に応じて前記第２電気アクチュエータの作動を制御して転舵輪を転舵する転舵制御手段とを備えたステアバイワイヤ方式の車両の操舵装置において、
   前記第１および第２断続器の異常を検出する異常検出手段と、
   前記異常検出手段によって前記第１および第２断続器の一方が常時接続状態となる異常が検出されたとき、前記転舵制御手段を制御して、操舵ハンドルの操舵操作に応じた転舵輪の転舵特性を、前記第１および第２断続器を接続することによって操舵ハンドルから転舵輪まで機械的に連結された場合の操舵ハンドルの操舵操作に応じた転舵輪の転舵特性に徐々に変更する転舵特性変更手段とを設けたことを特徴とする車両の操舵装置。
2. 前記転舵特性変更手段による転舵輪の転舵特性の変更は、転舵特性の変更前と変更後とにおいて転舵輪の転舵角が同じであることを条件に実行されるものである請求項１に記載した車両の操舵装置。
3. 前記異常検出手段により前記第１および第２断続器の一方が常時切断状態となる異常が検出されたとき、車両の走行速度を制限または車両を走行不可とする走行制限手段を、さらに設けた請求項１または２に記載した車両の操舵装置。

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