JP5353726B2

JP5353726B2 - 操舵装置

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Publication number: JP5353726B2
Application number: JP2010010197A
Authority: JP
Inventors: 史倉田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2010-01-20
Filing date: 2010-01-20
Publication date: 2013-11-27
Anticipated expiration: 2030-01-20
Also published as: JP2011148368A

Description

本発明は、操舵装置に関し、特に、故障の有無を判定する操舵装置に関するものである。

従来、故障の有無を判定する操舵装置が提案されている。例えば、特許文献１には、ステアリングホイールによる舵角を検出する舵角センサと、ステアリングホイールに加えられたトルクを検出するトルクセンサとを備えた装置が開示されている。この装置は、トルクセンサによりトルクが所定時間以上検出されているときに、舵角センサにより舵角が検出されていないときは、舵角センサに故障が生じていると判定する。

特開平３−２２７７７０号公報

ところで、車両の操舵装置には、ステアリングホイールを回転させる方向への操作とは別に、ステアリングホイールの回転軸を傾斜させたり、ステアリングホイールを回転軸方向に押し引きすることで、ステアリングホイールを回転させる方向への操作による操舵の応答性を変更するような装置も提案されている。ところが、このような２以上の操作方向を持つ操舵装置において、それぞれの操作系について故障の有無を検出しようとすると、操作系ごとに上記技術のようなセンサが必要となり、装置が複雑化する問題がある。

本発明は、このような実情に考慮してなされたものであり、その目的は、より簡単な構成により故障を判定することが可能な操舵装置を提供することにある。

本発明は、自車両のドライバーの第１方向への操作及び第１方向への操作とは異なる動作による第２方向への操作の少なくともいずれかにより自車両の操舵を行なう操舵ユニットと、第１方向への操作による入力値及び第１方向への操作による入力値の変化の少なくともいずれかと、第２方向への操作による入力値及び第２方向への操作による入力値の変化の少なくともいずれかとに基づいて、操舵ユニットが故障していると判定する故障判定ユニットとを備えた操舵装置である。

この構成によれば、操舵ユニットは、自車両のドライバーの例えばステアリングホイールを回転させる方向である第１方向への操作及び例えばステアリングホイールを傾斜させる方向又は押し引きする方向である第２方向への操作の少なくともいずれかにより自車両の操舵を行なう。また、故障判定ユニットは、ステアリングホイールを回転させる方向である第１方向への操作による入力値及び第１方向への操作による入力値の変化の少なくともいずれかと、ステアリングホイールを傾斜させる方向等の第２方向への操作による入力値及び第２方向への操作による入力値の変化の少なくともいずれかとに基づいて、操舵ユニットが故障していると判定する。これにより、第１方向への操作に係る操作系及び第２方向への操作に係る操作系それぞれに故障を判定する機能を備えなくとも、ステアリングホイールを回転させる方向と傾斜させる方向といった２以上の操作方向への操作の入力値に基づいて故障の判定を行うことが可能となる。なお、本発明における「第１方向への操作とは異なる動作による第２方向の操作」とは、ステアリングホイールを回転させる方向への操作、ステアリングホイールを傾斜させる方向への操作及び押し引きする方向への操作のように異なる種類の動作による操作を意味し、ステアリングホイールを右方向に回転させる操作及び左方向に回転させる操作のように、同じ種類の動作であって方向のみが互いに反対方向であるものを含まないものとする。

この場合、故障判定ユニットは、第２方向への操作による入力値が所定の閾値を超えている場合において、第１方向への操作による入力値が所定の閾値以下である場合及び第１方向への操作による入力値の変化が所定の閾値以下である場合のいずれかの場合に操舵ユニットが故障していると判定することが好適である。

この構成によれば、故障判定ユニットは、ステアリングホイールを傾斜させる方向等の第２方向への操作による入力値が所定の閾値を超えるほど大きく、０では無い場合において、ステアリングホイールを回転させる第１方向への操作による入力値が所定の閾値以下と小さい場合及び第１方向への操作による入力値の変化が所定の閾値以下と変化が小さい場合のいずれかの場合に操舵ユニットが故障していると判定する。ステアリングホイールを傾斜させる等の操作がなされているときに、ステアリングホイールを回転させる等の操作があまりなされていない可能性は自車両が走行中であれば低いため、故障判定ユニットは操舵ユニットが故障していると判定することができる。

この場合、故障判定ユニットは、第２方向への操作による入力値が所定の閾値を超えており且つ第２方向への操作による入力値の変化が所定の閾値以下である場合において、第１方向への操作による入力値の変化が所定の閾値以下である場合に操舵ユニットが故障していると判定することが好適である。

この構成によれば、故障判定ユニットは、ステアリングホイールを傾斜させる等の第２方向への操作による入力値が所定の閾値を超えて大きく且つ第２方向への操作による入力値の変化が所定の閾値以下と変化が小さい場合において、ステアリングホイールを回転させる等の第１方向への操作による入力値の変化が所定の閾値以下と変化が小さい場合に操舵ユニットが故障していると判定する。ステアリングホイールを傾斜させる等の操作はなされているがその変化は少ないときに、ステアリングホイールを回転させる等の操作の変化が小さい可能性は自車両が走行中であれば低いため、故障判定ユニットは操舵ユニットが故障していることを判定することができる。

この場合、故障判定ユニットは、第２方向への操作による入力値が所定の閾値を超えており、第２方向への操作による入力値が入力可能な最大値ではなく、且つ第２方向への操作による入力値の変化が所定の閾値以下である場合において、第１方向への操作による入力値の変化が所定の閾値以下である状態が所定の時間以上継続した場合に操舵ユニットが故障していると判定することが好適である。

この構成によれば、故障判定ユニットは、ステアリングホイールを傾斜させる等の第２方向への操作による入力値が所定の閾値を超えて大きいが、第２方向への操作による入力値が入力可能な最大値ではなく、且つ第２方向への操作による入力値の変化が所定の閾値以下と変化が小さい場合において、ステアリングホイールを回転させる等の第１方向への操作による入力値の変化が所定の閾値以下と変化が小さい状態が所定の時間以上継続した場合に操舵ユニットが故障していると判定する。ステアリングホイールを傾斜させる等の操作はなされているが、最大に傾斜させられているのではなく、その変化は小さいときに、ステアリングホイールを回転させる操作に変化が少なく保舵状態で維持されている状態が長時間継続する可能性は自車両が走行中であれば極めて低いため、故障判定ユニットは操舵ユニットが故障していることを精度良く判定することができる。

また、故障判定ユニットは、第２方向への操作による入力値が所定の閾値を超えており、第２方向への操作による入力値が入力可能な最大値ではなく、且つ第２方向への操作による入力値の変化が所定の閾値以下である場合において、第１方向への操作による入力値の変化が所定の閾値を超えている場合に操舵ユニットが故障していると判定することが好適である。

この構成によれば、故障判定ユニットは、ステアリングホイールを傾斜させる等の第２方向への操作による入力値が所定の閾値を超えて大きいが、第２方向への操作による入力値が入力可能な最大値ではなく、且つ第２方向への操作による入力値の変化が所定の閾値以下と変化が小さい場合において、ステアリングホイールを回転させる等の第１方向への操作による入力値の変化が所定の閾値を超えて大きい場合に操舵ユニットが故障していると判定する。ステアリングホイールを傾斜させる等の操作はなされているが、最大に傾斜させられているのではなく、その変化は小さいときに、ステアリングホイールを回転させる操作の変化のみが大きい可能性は自車両が走行中であれば極めて低いため、故障判定ユニットは操舵ユニットが故障していることを精度良く判定することができる。

また、故障判定ユニットは、第２方向への操作による入力値が所定の閾値以下であり、且つ第２方向への操作による入力値の変化が所定の閾値を超えている状態が所定の時間以上継続した場合に操舵ユニットが故障していると判定することが好適である。

この構成によれば、故障判定ユニットは、ステアリングホイールを傾斜させる等の第２方向への操作による入力値が所定の閾値以下と小さく且つ第２方向への操作による入力値の変化が所定の閾値を超えて大きい状態が所定の時間以上継続した場合に操舵ユニットが故障していると判定する。ステアリングホイールを回転させる操作に関わらず、ステアリングホイールを傾斜させる等の操作の入力値は小さいにも関わらず、その変化は大きい状態が継続する可能性は極めて低いため、故障判定ユニットは操舵ユニットが故障していることを精度良く判定することができる。

一方、操舵ユニットにおける第１方向への操作は、自車両の操舵角を規定するための操作であり、操舵ユニットにおける第２方向への操作は、第１方向への操作の応答性を規定するための操作であることが好適である。

この構成によれば、操舵ユニットにおける第１方向への操作は、自車両の操舵角を規定するための主操作であり、操舵ユニットにおける第２方向への操作は、第１方向への操作の応答性を規定するための副操作であるため、上記本発明の構成により、副操作に基づいて故障判定ユニットが操舵ユニットの故障を判定し易くなる。

さらに、操舵ユニットにおける第１方向への操作は、自車両のステアリングホイールを回転させる方向への操作であり、操舵ユニットにおける第２方向への操作は、自車両のステアリングホイールの回転軸を傾斜させる方向及び自車両のステアリングホイールをその回転軸方向に沿って進退動させる方向のいずれかの方向への操作であることが好適である。

この構成によれば、操舵ユニットにおける第１方向への操作は、自車両のステアリングホイールを回転させる方向への操作であり、操舵ユニットにおける第２方向への操作は、自車両のステアリングホイールの回転軸を傾斜させる方向及び自車両のステアリングホイールをその回転軸方向に沿って進退動させる方向のいずれかの方向への操作であるため、自車両のドライバーが操舵ユニットを異なる操作方向に操作し易くなる。

本発明の操舵装置によれば、操作系それぞれに故障を判定する機能を備えなくとも、２以上の操作方向への操作の入力値に基づいて故障の判定を行うことが可能となる。

第１実施形態に係る操舵装置の構成を示すブロック図である。第１実施形態に係る操舵装置のステアリングホイールの操作方向を示す斜視図である。第１実施形態に係る操作装置の動作を示すフローチャートである。主操作出力及び副操作出力それぞれの絶対値及び変化それぞれの有無と故障の有無との関係を示す表である。第２実施形態に係る操作装置の動作を示すフローチャートである。

以下、図面を参照して本発明の実施形態に係る操舵装置について説明する。図１に示すように、本発明の第１実施形態の操舵装置１０は、ステアリングホイール１２と前輪タイヤ５０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。図１及び図２に示すように、ステアリングホイール１２は、その回転軸周りに回転させる主操作方向Ｍへの操作が可能とされている。また、ステアリングホイール１２は、ステアリングホイール１２の回転軸を傾斜させる副操作方向Ｓｂ１への操作及びステアリングホイール１２をその回転軸方向に沿って進退動させる副操作方向Ｓｂ２への操作が可能とされている。

図１に示すように、ステアリングホイール１２の回転軸には、ステアリングホイール１２の回転軸の傾斜角を検出する傾斜角検出センサ１４が取り付けられている。また、ステアリングホイール１２の回転軸には、ステアリングホイール１２の回転軸に平行な方向への押し込み量及び引き寄せ量を検出する押し込み量検出センサ１６が取り付けられている。また、ステアリングホイール１２の回転軸には、ステアリングホイール１２の回転軸周りの回転角度を検出するステアリング角検出センサ１８が取り付けられている。

傾斜角検出センサ１４、押し込み量検出センサ１６及びステアリング角検出センサ１８の検出値はＥＣＵ（Electronic Control Unit）２０に送出される。ＥＣＵ２０は、積算器２１、微分器２２、ローパスフィルタ２３、積算器２４、微分器２５、ローパスフィルタ２６、積算器２７、フェイル判定部２８及びタイヤ角制御部２９を備えている。

傾斜角検出センサ１４及び押し込み量検出センサ１６により検出された副操作方向Ｓｂ１，Ｓｂ２への入力値は、積算器２１により一定時間積算されてフェイル判定部２８に送出される。また、傾斜角検出センサ１４及び押し込み量検出センサ１６により検出された副操作方向Ｓｂ１，Ｓｂ２への入力値は、微分器２２によりその変化分を抽出される。副操作方向Ｓｂ１，Ｓｂ２への入力値の変化分は、ローパスフィルタ２３によりノイズ成分を除去される。ノイズ成分を除去された副操作方向Ｓｂ１，Ｓｂ２への入力値の変化分は、積算器２４により一定時間積算されてフェイル判定部２８に送出される。

ステアリング角検出センサ１８により検出された主操作方向Ｍへの入力値は、微分器２５によりその変化分を抽出される。主操作方向Ｍへの入力値の変化分は、ローパスフィルタ２６によりノイズ成分を除去される。ノイズ成分を除去された主操作方向Ｍへの入力値の変化分は、積算器２７により一定時間積算されてフェイル判定部２８に送出される。

フェイル判定部２８は、後述するように主操作方向Ｍへの入力値の変化分と、副操作方向Ｓｂ１，Ｓｂ２への入力値及び入力値の変化分とに基づいて操舵系の故障を判定する部位である。

タイヤ角制御部２９は、傾斜角検出センサ１４及び押し込み量検出センサ１６により検出された副操作方向Ｓｂ１，Ｓｂ２への入力値と、ステアリング角検出センサ１８により検出された主操作方向Ｍへの入力値とに基づいて、タイヤ角変動用モータ３１を駆動し、タイヤ角センサ３２によりタイヤ角を検出しつつ、前輪タイヤ５０を所定のタイヤ角にする操舵を行なう。

本実施形態では、タイヤ角制御部２９は、ステアリングホイール１２を回転軸回りに回転動させる主操作方向Ｍへの入力値により、前輪タイヤ５０のタイヤ角を規定する。後輪タイヤによっても操舵を行なわれる場合は、タイヤ角制御部２９は主操作方向Ｍへの入力値により後輪タイヤのタイヤ角を規定しても良い。また、タイヤ角制御部２９は、ステアリングホイール１２の回転軸を傾斜させ、ステアリングホイール１２の回転軸を押し引きする副操作方向Ｓｂ１，Ｓｂ２への入力値により、主操作方向Ｍへの入力値に対する操舵ギア比、操舵アシスト等の操舵応答性を規定する。後輪タイヤによっても操舵を行なわれる場合は、タイヤ角制御部２９は、副操作方向Ｓｂ１，Ｓｂ２への入力値により、主操作方向Ｍへの入力値に対する後輪操舵比を決定しても良い。

以下、本実施形態の操舵装置１０の動作について説明する。図３に示すように、自車両のイグニションスイッチがＯＮとなると、操舵装置１０の動作が、イグニションスイッチがＯＦＦとなるまで実行される（Ｓ１０１）。操舵装置１０のフェイル判定部２８が、配線の断線を直接検出した場合には（Ｓ１０２）、フェイル判定部２８はフェイルモードに移行する（Ｓ１１４）。フェイルモードでは、ドライバーに所定の警告がなされ、タイヤ角制御部２９は安全性が重視され制限された条件での操舵を行なう。

ステアリングホイール１２を回転軸回りに回転動させる主操作方向Ｍへの主操作出力の絶対値の有無及び変化の有無と、ステアリングホイール１２の回転軸を傾斜させ、ステアリングホイール１２の回転軸を押し引きする副操作方向Ｓｂ１，Ｓｂ２への副操作出力の絶対値の有無及び変化の有無とは、図４に示すような組合せが考えられる。

この中で、ステアリングホイール１２の回転軸を傾斜させる等の副操作方向Ｓｂ１，Ｓｂ２への副操作出力の絶対値が０ではないがその変化が無い状態において、ステアリングホイール１２を回転軸回りに回転動させる主操作方向Ｍへの主操作出力の絶対値が０であり、その変化も０である状態（図４の項目Ｃ）、すなわちステアリングホイール１２の回転動が全くなされていない状態は、走行中には可能性が極めて低い。

同様に、ステアリングホイール１２の回転軸を傾斜させる等の副操作方向Ｓｂ１，Ｓｂ２への副操作出力の絶対値が０ではないがその変化が無い状態において、ステアリングホイール１２を回転軸回りに回転動させる主操作方向Ｍへの主操作出力の絶対値は０ではないが、その変化も０である状態（図４の項目Ｋ）、すなわちステアリングホイール１２がある角度まで回されたままで保舵された状態は、走行中には可能性が極めて低い。そのため、本実施形態では、図４の項目Ｃ，Ｋの状態を検出することにより、操舵装置１０の故障を判定する。なお、本実施形態において、絶対値や変化が０とは、実質的に０である状態を意味し、センサへのノイズ等の外乱により微小な値が検出されているが実質的に０である状態を含むものとする。

図３に戻り、操舵装置１０のＥＣＵ２０の微分器２５は、ステアリングホイール１２を回転軸回りに回転動させる主操作方向Ｍへの主操作出力を微分し、変化分を抽出する（Ｓ１０３）。ＥＣＵ２０のローパスフィルタ２６は、主操作出力の変化分のノイズ成分を除去する（Ｓ１０４）。ＥＣＵ２０の積算器２７は、ノイズ成分を除去された主操作出力の変化分を一定時間積算する（Ｓ１０５）。フェイル判定部２８は、主操作出力の変化が０でないときは（Ｓ１０６）、図４の項目Ｃ，Ｋに該当しないため、通常動作を行う（Ｓ１１３）。

主操作出力の変化が０である状態において（Ｓ１０６）、ＥＣＵ２０の積算器２１は、ステアリングホイール１２の回転軸を傾斜させる等の副操作方向Ｓｂ１，Ｓｂ２への副操作出力を一定時間積算する（Ｓ１０７）。フェイル判定部２８は、副操作出力が０のときは（Ｓ１０８）、図４の項目Ｃ，Ｋに該当しないため、通常動作を行う（Ｓ１１３）。

副操作出力が０ではない状態において（Ｓ１０８）、ＥＣＵ２０の微分器２２は、副操作さ方向Ｓｂ１，Ｓｂ２への副操作出力を微分し、変化分を抽出する（Ｓ１０９）。ＥＣＵ２０のローパスフィルタ２３は、副操作出力の変化分のノイズ成分を除去する（Ｓ１１０）。ＥＣＵ２０の積算器２４は、ノイズ成分を除去された主操作出力の変化分を一定時間積算する（Ｓ１１１）。フェイル判定部２８は、副操作出力の変化が０でないときは（Ｓ１１２）、図４の項目Ｃ，Ｋに該当せず、ドライバーが操作中であると考えられるため（図４の項目Ｄ，Ｌ）、通常動作を行う（Ｓ１１３）。一方、フェイル判定部２８は、副操作出力の変化が０であるときは（Ｓ１１２）、図４の項目Ｃ，Ｋに該当するため、フェイルモードに移行する（Ｓ１１４）。

本実施形態においては、操舵装置１０のタイヤ角制御部２９は、自車両のドライバーのステアリングホイール１２を回転させる方向である主操作方向Ｍへの操作及びステアリングホイール１２を傾斜させる方向又は押し引きする方向である副操作方向Ｓｂ１，Ｓｂ２への操作により自車両の操舵を行なう。また、フェイル判定部２８は、主操作方向Ｍへの操作による入力値の変化と、副操作方向Ｓｂ１，Ｓｂ２への操作による入力値及びその変化とに基づいて、操舵装置１０が故障していると判定する。これにより、主操作方向Ｍへの操作に係る操作系及び副操作方向Ｓｂ１，Ｓｂ２への操作に係る操作系それぞれに故障を判定する機能を備えなくとも、ステアリングホイール１２を回転させる方向と傾斜させる方向といった２以上の操作方向への操作の入力値に基づいて故障の判定を行うことが可能となる。

また、本実施形態においては、フェイル判定部２８は、ステアリングホイール１２を傾斜させる方向等の副操作方向Ｓｂ１，Ｓｂ２への操作による入力値があり、０では無い場合において、ステアリングホイール１２を回転させる主操作方向Ｍへの操作による入力値の変化が０の場合に操舵装置１０が故障していると判定する。ステアリングホイール１２を傾斜させる等の操作がなされているときに、ステアリングホイールを回転させる操作があまりなされていない可能性は自車両が走行中であれば低いため、フェイル判定部２８は操舵装置１０が故障していると判定することができる。

特に、本実施形態では、フェイル判定部２８は、ステアリングホイール１２を傾斜させる等の副操作方向Ｓｂ１，Ｓｂ２への操作による入力値が０では無く且つ副操作方向Ｓｂ１，Ｓｂ２への操作による入力値の変化が０の場合において、ステアリングホイール１２を回転させる主操作方向Ｍへの操作による入力値の変化が０の場合に操舵装置１０が故障していると判定する。ステアリングホイール１２を傾斜させる等の操作はなされているがその変化が無いときに、ステアリングホイール１２を回転させる操作の変化が無い可能性は停車時や保舵時以外は低いため、ファイル判定部２８は操舵装置１０が故障していることを判定することができる。

また、本実施形態では、操舵装置１０における主操作方向Ｍへの操作は、自車両の操舵角を規定するための主操作であり、副操作方向Ｓｂ１，Ｓｂ２への操作は、主操作方向Ｍへの操作の応答性を規定するための副操作であるため、上記本実施形態の構成により、副操作に基づいてフェイル判定部２８が操舵装置１０の故障を判定し易くなる。

さらに、本実施形態では、操舵装置１０における主操作方向Ｍへの操作は、自車両のステアリングホイール１２を回転させる方向への操作であり、副操作方向Ｓｂ１，Ｓｂ２への操作は、自車両のステアリングホイール１２の回転軸を傾斜させる方向及び自車両のステアリングホイールをその回転軸方向に沿って進退動させる方向のいずれかの方向への操作であるため、自車両のドライバーがステアリングホイール１２を異なる操作方向に操作し易くなる。

以下、本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態では、図４に示す組合せについて、故障の発生が予想される状態をより詳細に判定する点が上記第１実施形態と異なっている。本実施形態では、図４の項目Ｃ，Ｋの状態の他、項目Ｂ，Ｆ，Ｊ，Ｎ，Ｇ，Ｏの状態についても故障の判定を行う。なお、本実施形態においては、主操作方向Ｍへの主操作出力の絶対値を直接に検出することは行われず、主操作出力の変化の検出と、状況が所定時間維持されるか否かとによって、間接的に主操作出力の絶対値の有無が判定され、図４の項目への当て嵌めが行われる。なお、本実施形態においても、絶対値や変化が０とは、実質的に０である状態を意味し、センサへのノイズ等の外乱により微小な値が検出されているが実質的に０である状態を含むものとする。

図５に示すように、上記第１実施形態と同様に、自車両のイグニションスイッチがＯＮとなると、操舵装置１０の動作が、イグニションスイッチがＯＦＦとなるまで実行される（Ｓ２０１）。操舵装置１０のフェイル判定部２８が、配線の断線を直接検出した場合には（Ｓ２０２）、フェイル判定部２８はフェイルモードに移行する（Ｓ２２３）。

ＥＣＵ２０の積算器２１は、ステアリングホイール１２の回転軸を傾斜させる等の副操作方向Ｓｂ１，Ｓｂ２への副操作出力を一定時間積算する（Ｓ２０３）。副操作出力が０である状態において（Ｓ２０４）、ＥＣＵ２０の微分器２２は、副操作方向Ｓｂ１，Ｓｂ２への副操作出力を微分し、変化分を抽出する（Ｓ２０５）。ＥＣＵ２０のローパスフィルタ２３は、副操作出力の変化分のノイズ成分を除去する（Ｓ２０６）。ＥＣＵ２０の積算器２４は、ノイズ成分を除去された主操作出力の変化分を一定時間積算する（Ｓ２０７）。

フェイル判定部２８は、副操作出力が０である状態において（Ｓ２０４）、副操作出力の変化が０であるときは（Ｓ２０８）、図４に示すように、主操作方向Ｍへの主操作出力の絶対値が０で変化も０のときは、車両が停止し、ドライバーがステアリングホイール１２から手を離している状態が想定される（図４の項目Ａ）。また、主操作方向Ｍへの主操作出力の絶対値及びその変化のいずれもが０ではないときは、ドライバーが副操作方向Ｓｂ１，Ｓｂ２への操作を行わず、主操作方向Ｍへの操作のみで通常の操作をしている状態が想定される（図４の項目Ｅ，Ｉ，Ｍ）。そこで、フェイル判定部２８は通常動作を行う（Ｓ２２２）。

一方、フェイル判定部２８は、副操作出力が０である状態において（Ｓ２０４）、副操作出力の変化が０ではないときは（Ｓ２０８）、図４に示すように、ドライバーが副操作方向Ｓｂ１，Ｓｂ２への操作を開始した場合等であり、主操作方向Ｍへの主操作に関わらず一瞬のみ有り得るが、それ以外は故障が生じている状態が想定される（図４の項目Ｂ，Ｆ，Ｊ，Ｎ）。そこで、フェイル判定部２８は、１〜１０秒間の経時を行い（Ｓ２０９）、１〜１０秒後に状況に変化が無いときは（Ｓ２１０）、フェイルモードに移行する（Ｓ２２３）。フェイル判定部２８は、１〜１０秒後に状況に変化が有るときは（Ｓ２１０）、通常動作を行う（Ｓ２２２）。この時間は、副操作出力が変化している場合に副操作出力が０である状態状態が継続する可能性がある時間、すなわち副操作がなされているときに、副操作出力の絶対値０を横切る時間とすることができる。

副操作出力が０ではない状態においても（Ｓ２０４）、ＥＣＵ２０の微分器２２は、副操作方向Ｓｂ１，Ｓｂ２への副操作出力を微分し、変化分を抽出する（Ｓ２１１）。ＥＣＵ２０のローパスフィルタ２３は、副操作出力の変化分のノイズ成分を除去する（Ｓ２１２）。ＥＣＵ２０の積算器２４は、ノイズ成分を除去された主操作出力の変化分を一定時間積算する（Ｓ２１３）。

副操作出力が０ではない状態であって（Ｓ２０４）、その変化も０ではない状態の場合は（Ｓ２１４）、図４に示すように、主操作出力に関わらず、ドライバーが副操作方向Ｓｂ１，Ｓｂ２への操作を継続して行っている状況が想定される（図４の項目Ｄ，Ｈ，Ｌ，Ｐ）。そこで、フェイル判定部２８は通常動作を行う（Ｓ２２２）。

副操作出力が０ではない状態であって（Ｓ２０４）、その変化が０である状態の場合は（Ｓ２１４）、図４の項目Ｃ，Ｇ，Ｋ，Ｏの状況が想定される。この場合、ＥＣＵ２０の微分器２５は、ステアリングホイール１２を回転軸回りに回転動させる主操作方向Ｍへの主操作出力を微分し、変化分を抽出する（Ｓ２１５）。ＥＣＵ２０のローパスフィルタ２６は、主操作出力の変化分のノイズ成分を除去する（Ｓ２１６）。ＥＣＵ２０の積算器２７は、ノイズ成分を除去された主操作出力の変化分を一定時間積算する（Ｓ２１７）。

副操作出力が０ではない状態であって（Ｓ２０４）、その変化は０である状態であり、（Ｓ２１４）、主操作出力の変化が０ではないときは（Ｓ２１８）、図４の項目Ｇ，Ｏの状況が想定される。このようにステアリングホイール１２を回転軸回りに回転動させる主操作方向Ｍへの主操作出力に変動があるにも関わらず、ステアリングホイール１２の回転軸を傾斜させる等の副操作方向Ｓｂ１，Ｓｂ２への副操作出力に変動が無い状況は、ステアリングホイール１２の回転軸が最大限に傾斜されている等の副操作出力の絶対値が最大値である状況以外は可能性が極めて低い。

そこで、フェイル判定部２８は、副操作出力の絶対値が最大値である場合には通常動作を行なう（Ｓ２２２）。一方、フェイル判定部２８は、副操作出力の絶対値が最大値でない場合には、フェイルモードに移行する（Ｓ２２３）。

副操作出力が０ではない状態であって（Ｓ２０４）、その変化は０である状態であり、（Ｓ２１４）、主操作出力の変化が０であるときは（Ｓ２１８）、図４の項目Ｃ，Ｋの状況が想定される。このようにステアリングホイール１２を回転軸回りに回転動させる主操作方向Ｍへの主操作出力に変動が無いにも関わらず、ステアリングホイール１２の回転軸を傾斜させる等の副操作方向Ｓｂ１，Ｓｂ２への副操作出力に変動が無い状況が長時間継続する状況は可能性が極めて低い。

そこで、フェイル判定部２８は１分間の計時を行う（Ｓ２１９）。この場合の計時時間は、自車両がコーナーを完全に抜ける程度の時間とすることが好ましい。１分間の計時後、フェイル判定部２８は状況に変化が有り、主操作出力の変化の有無と副操作出力の絶対値及びその変化の有無とがあったか否かを判定する（Ｓ２２０）。状況に変化があった場合、フェイル判定部２８は通常動作を行なう（Ｓ２２２）。

一方、状況に変化が無い場合は、図４の項目Ｋに示すように、ステアリングホイール１２を回転軸回りに回転動させる主操作方向Ｍへの主操作が変動無く保舵状態で固定される状況が１分間の計時後も継続する可能性は低く、自車両はコーナーを抜け、すでに図４の項目Ｐの状況に移行しているものと考えられる。

また、図４の項目Ｃの状況においては、ステアリングホイール１２を回転軸周りに回転動させる主操作方向Ｍへの主操作が全く無く、ステアリングホイール１２の回転軸を傾斜させる等の副操作方向Ｓｂ１，Ｓｂ２への副操作出力に変動が無い状況は、停車時等にステアリングホイール１２の回転軸が最大限に傾斜されている等の副操作出力の絶対値が最大値である状況以外は可能性が極めて低い。そこで、フェイル判定部２８は、副操作出力の絶対値が最大値である場合には通常動作を行なう（Ｓ２２２）。一方、フェイル判定部２８は、副操作出力の絶対値が最大値でない場合には、フェイルモードに移行する（Ｓ２２３）。

本実施形態によれば、フェイル判定部２８は、ステアリングホイール１２を傾斜させる等の副操作方向Ｓｂ１，Ｓｂ２への操作による入力値が０ではないが、最大値ではなく、且つその副操作による入力値の変化が０である場合において、ステアリングホイール１２を回転させる主操作方向Ｍへの操作による入力値の変化が０である状態が１分間以上継続した場合に操舵装置１０が故障していると判定する。ステアリングホイール１２を傾斜させる等の副操作はなされているが、最大に傾斜させられているのではなく、その変化は小さいときに、ステアリングホイール１２を回転させる主操作に変化がなく保舵状態で維持されている状態が長時間継続する可能性は極めて低いため、フェイル判定部２８は操舵装置１０が故障していることを精度良く判定することができる。

また、本実施形態によれば、フェイル判定部２８は、ステアリングホイール１２を傾斜させる主操作方向Ｍへの操作による入力値が０ではないが、最大値ではなく、且つ副操作による入力値の変化が０である場合において、ステアリングホイール１２を回転させる主操作方向への操作による入力値の変化が０では無い場合に操舵装置１０が故障していると判定する。ステアリングホイール１２を傾斜させる等の副操作はなされているが、最大に傾斜させられているのではなく、その変化は無いときに、ステアリングホイール１２を回転させる主操作のみが変化する可能性は自車両が走行中であれば極めて低いため、フェイル判定部２８は操舵装置１０が故障していることを精度良く判定することができる。

さらに本実施形態によれば、フェイル判定部２８は、ステアリングホイール１２を傾斜させる等の副操作方向Ｓｂ１，Ｓｂ２への操作による入力値が０であり且つその変化が０ではない状態が１〜１０秒間以上継続した場合に操舵装置１０が故障していると判定する。ステアリングホイール１２を回転させる主操作に関わらず、ステアリングホイール１２を傾斜させる等の副操作の入力値は小さいにも関わらず、その変化は大きい状態が継続する可能性は自車両が走行中であれば極めて低いため、フェイル判定部２８は操舵装置１０が故障していることを精度良く判定することができる。

尚、本発明は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、上記実施形態では、主操作方向Ｍへの操作出力の変化及び副操作方向Ｓｂ１，Ｓｂ２への操作出力やその変化が、０であるか、存在するか、あるいは最大値であるか否かで故障の判定が行われたが、本発明はこれに限定されず、主操作方向Ｍへの操作出力の変化及び副操作方向Ｓｂ１，Ｓｂ２への操作出力やその変化に対して、所定の閾値や範囲を用いて故障の判定が行われても良い。

例えば、主操作方向Ｍへの主操作出力値から副操作方向Ｓｂ１，Ｓｂ２への副操作出力値の許容範囲が定められ、当該許容範囲を副操作出力値が超える場合には故障であると判定されても良い。あるいは、副操作方向Ｓｂ１，Ｓｂ２への副操作出力値から主操作方向Ｍへの主操作出力値の許容範囲が定められ、当該許容範囲を主操作出力値が超える場合には故障であると判定されても良い。あるいは、主操作方向Ｍへの主操作と副操作方向Ｓｂ１，Ｓｂ２への副操作とが同時に行われる状況において、いずれかの操作出力が足りない場合に、足りない操作系は故障と判定されても良い。

また、上記実施形態においては、主操作方向Ｍへの主操作出力の絶対値については直接検出することは行わなかったが、主操作出力の絶対値を直接検出し、図４の項目に従って、故障が判定されても良い。

１０…操舵装置、１２…ステアリングホイール、１４…傾斜角検出センサ、１６…押し込み量検出センサ、１８…ステアリング角検出センサ、２０…ＥＣＵ、２１…積算器、２２…微分器、２３…ローパスフィルタ、２４…積算器、２５…微分器、２６…ローパスフィルタ、２７…積算器、２８…フェイル判定部、２９…タイヤ角制御部、３１…タイヤ角変動用モータ、３２…タイヤ角センサ、５０…前輪タイヤ。

Claims

自車両のドライバーの第１方向への操作及び前記第１方向への操作とは異なる動作による第２方向への操作の少なくともいずれかにより前記自車両の操舵を行なう操舵ユニットと、
前記第１方向への操作による入力値及び前記第１方向への操作による入力値の変化の少なくともいずれかと、前記第２方向への操作による入力値及び前記第２方向への操作による入力値の変化の少なくともいずれかとに基づいて、前記操舵ユニットが故障していると判定する故障判定ユニットと、を備え、
前記故障判定ユニットは、前記第２方向への操作による入力値が所定の閾値を超えている場合において、前記第１方向への操作による入力値が所定の閾値以下である場合及び前記第１方向への操作による入力値の変化が所定の閾値以下である場合のいずれかの場合に前記操舵ユニットが故障していると判定する、
操舵装置。
前記故障判定ユニットは、前記第２方向への操作による入力値が所定の閾値を超えており且つ前記第２方向への操作による入力値の変化が所定の閾値以下である場合において、前記第１方向への操作による入力値の変化が所定の閾値以下である場合に前記操舵ユニットが故障していると判定する、請求項１に記載の操舵装置。
前記故障判定ユニットは、前記第２方向への操作による入力値が所定の閾値を超えており、前記第２方向への操作による入力値が入力可能な最大値ではなく、且つ前記第２方向への操作による入力値の変化が所定の閾値以下である場合において、前記第１方向への操作による入力値の変化が所定の閾値以下である状態が所定の時間以上継続した場合に前記操舵ユニットが故障していると判定する、請求項２に記載の操舵装置。
前記故障判定ユニットは、前記第２方向への操作による入力値が所定の閾値を超えており、前記第２方向への操作による入力値が入力可能な最大値ではなく、且つ前記第２方向への操作による入力値の変化が所定の閾値以下である場合において、前記第１方向への操作による入力値の変化が所定の閾値を超えている場合に前記操舵ユニットが故障していると判定する、請求項２又は３に記載の操舵装置。
前記故障判定ユニットは、前記第２方向への操作による入力値が所定の閾値以下であり、且つ前記第２方向への操作による入力値の変化が所定の閾値を超えている状態が所定の時間以上継続した場合に前記操舵ユニットが故障していると判定する、請求項２〜４のいずれか１項に記載の操舵装置。
前記操舵ユニットにおける前記第１方向への操作は、前記自車両の操舵角を規定するための操作であり、前記操舵ユニットにおける前記第２方向への操作は、前記第１方向への操作の応答性を規定するための操作である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の操舵装置。
前記操舵ユニットにおける前記第１方向への操作は、前記自車両のステアリングホイールを回転させる方向への操作であり、前記操舵ユニットにおける前記第２方向への操作は、前記自車両の前記ステアリングホイールの回転軸を傾斜させる方向及び前記自車両の前記ステアリングホイールをその回転軸方向に沿って進退動させる方向のいずれかの方向への操作である、請求項１〜６のいずれか１項に記載の操舵装置。