JP5930058B2 - ステアリング制御装置、ステアリング制御方法 - Google Patents

ステアリング制御装置、ステアリング制御方法 Download PDF

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Description

本発明は、ステアリング制御装置、及びステアリング制御方法に関するものである。
特許文献１には、舵取り用の一つのモータによって車輪を転舵するステアリングバイワイヤについて記載されており、舵取り用のモータに異常が発生したときには、バックアップ用のクラッチを接続してステアリング系統を機械的に連結している。
このように、一つのモータによって転舵する場合、十分なパワーを得るためにモータが大型化してレイアウトの自由度が低下してしまうので、それよりも小型となる二つのモータによって車輪を転舵することが考えられていた。
特開２００２−２２５７３３号公報
二つのモータによって車輪を転舵する構成とすれば、モータの大型化を抑制でき、レイアウト性にも優れるが、フェイルセーフについて検討の余地があった。例えば、何れか一方のモータに異常が発生したときに、バックアップ用のクラッチを接続することが考えられるが、これでは異常が発生していない他方のモータも使えなくなり、二つのモータを設けたことのメリットを十分に活かすことができない。
本発明の課題は、複数のモータを設けることのメリットを十分に活かしたフェイルセーフを実現することである。
本発明の一態様に係るステアリング制御装置は、操舵入力機構と転舵出力機構との間にクラッチを介装し、転舵出力機構には駆動力を付与する第一モータ及び第二モータを設け、出力軸にはトルク検出部を設ける。少なくとも第一モータ、及びトルク検出部を、一体化した複合部品で構成する。そして、クラッチを遮断し、第一制御部及び第二制御部により、入力軸の回転角に応じて、第一モータ及び第二モータの回転角を制御する２モータ転舵制御モードを有する。また、クラッチを接続し、第二モータを非駆動状態にし、第一制御部により、トルク検出部で検出したトルクに応じて、第一モータのトルクを制御する１モータアシスト制御モードを有する。また、クラッチを遮断し、第一モータを非駆動状態にし、第二制御部により、入力軸の回転角に応じて、第二モータの回転角を制御する１モータ転舵制御モードを有する。そして、第一制御部及び第二制御部が２モータ転舵制御モードを実行している状態で、第一制御部、第一モータ、及びトルク検出部の少なくとも一つに異常が発生したときには、第二制御部で１モータ転舵制御モードを実行する。さらに、第一制御部及び第二制御部が２モータ転舵制御モードを実行している状態で、第二制御部、及び第二モータの少なくとも一つに異常が発生したときには、１モータ転舵制御モードを行なえる状態であっても、第一制御部で１モータアシスト制御モードを実行する。
本発明によれば、２モータ転舵制御モードを実行している状態で、第一制御部による制御系統に異常が発生したとしても、第二制御部による制御系統は正常に機能しているため、この第二制御部による制御によって１モータ転舵制御モードに切替える。一方、２モータ転舵制御モードを実行している状態で、第二制御部による制御系統に異常が発生したとしても、第一制御部による制御系統は正常に機能しているため、この第一制御部による制御によって１モータアシスト制御モードに切替える。このように、正常に機能している制御系統を活かしながら、異常発生箇所に応じて制御を切替えることにより、複数のモータを設けることのメリットを十分に活かしたフェイルセーフを実現することである。
ステアリング装置の構成図である。 診断結果に応じた制御モードを示す図である。 制御モードの遷移図である。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
《第１実施形態》
《構成》
先ずステアリング装置の構造について説明する。
図１は、ステアリング装置の概略構成図である。
ステアリングホイール１１は、ステアリングシャフト１２に連結され、車輪（転舵輪）１３Ｌ及び１３Ｒは、ナックルアーム１４、タイロッド１５、ラック軸１６、及びピニヨンギヤ１７を順に介して第一ピニヨンシャフト１８に連結される。ステアリングシャフト１２及び第一ピニヨンシャフト１８は、クラッチ１９を介して接続又は遮断の何れかに切替え可能な状態で連結されている。
ここで、クラッチ１９の入力側に存在するステアリングホイール１１、及びステアリングシャフト１２は、運転者のステアリング操作によってステアリングシャフト１２が回転する操舵入力機構ＳｔＩＮである。また、クラッチ１９の出力側に存在するナックルアーム１４、タイロッド１５、ラック軸１６、ピニヨンギヤ１７、及び第一ピニヨンシャフト１８は、第一ピニヨンシャフト１８の回転によって車輪１３Ｌ及び１３Ｒが転舵される転舵出力機構ＳｔＯＵＴである。
したがって、クラッチ１９を接続（締結）した状態では、ステアリングホイール１１を回転させると、ステアリングシャフト１２、クラッチ１９、及び第一ピニヨンシャフト１８が回転する。第一ピニヨンシャフト１８の回転運動は、ラック軸１６及びピニヨンギヤ１７によってタイロッド１５の進退運動に変換され、ナックルアーム１４を介して車輪１３Ｌ及び１３Ｒが転舵される。
クラッチ１９は、無励磁締結形の電磁クラッチからなる。すなわち、電磁コイルが無励磁のときに、例えばカムローラ機構により、入力軸のカム面と出力軸の外輪との間にローラが噛み合い、入力軸と出力軸とが締結される。一方、電磁コイルを励磁するときに、アーマチュアの吸引により、入力軸のカム面と出力軸の外輪との間でローラの噛み合いが解除され、入力軸と出力軸とが遮断される。
ラック軸１６は、車体左右方向（車幅方向）に延在し、その一方側（ここでは車体右側）にラックギヤ（歯）３１を形成してあり、このラックギヤ３１にピニヨンギヤ１７を噛合させている。ラックギヤ３１とピニヨンギヤ１７との噛合状態はリテーナ機構によって調整される。
第一ピニヨンシャフト１８は、クラッチ側の入力軸と、ピニヨンギヤ側の出力軸とからなり、その出力軸には、例えばウォームギヤ３２を介して第一転舵モータＭ１を連結してある。第一転舵モータＭ１には、モータ回転角を検出するレゾルバ３３を設けてある。
ウォームギヤ３２は、第一ピニヨンシャフト１８に連結されたウォームホイールと、第一転舵モータＭ１に連結されたウォームとからなり、ウォーム軸をウォームホイール軸に対して斜交させている。これは第一ピニヨンシャフト１８に対する軸直角方向のモジュールを小さくするためである。
ウォームギヤ３２は、ウォームの回転によってウォームホイールが回転し、またウォームホイールの回転によってもウォームが回転するように、つまり逆駆動が可能となるように、ウォームのねじれ角を安息角（摩擦角）よりも大きくしてある。
第一ピニヨンシャフト１８における入力軸と出力軸との間には、トルクセンサ３４を設けている。
上記のピニヨンギヤ１７、第一ピニヨンシャフト１８の出力軸、ウォームギヤ３２、第一転舵モータＭ１、レゾルバ３３、及びトルクセンサ３４は、一体化した複合部品（アッセンブリ）として構成され、これを第一アクチュエータＡ１とする。第一アクチュエータＡ１は、電動パワーステアリング装置の構成部品と共通化される。
第一アクチュエータＡ１によれば、クラッチ１９を遮断している状態で、第一転舵モータＭ１を駆動すると、ウォームギヤ３２を介して第一ピニヨンシャフト１８が回転するので、第一転舵モータＭ１の回転角に応じて車輪１３Ｌ及び１３Ｒの転舵角が変化する。したがって、クラッチ１９を遮断しているときに、運転者のステアリング操作に応じて第一転舵モータＭ１を駆動制御することにより、ステアリングバイワイヤ機能として所望のステアリングコントロール特性が実現される。
さらに、クラッチ１９を接続している状態で、第一転舵モータＭ１を駆動すると、ウォームギヤ３２を介して第一ピニヨンシャフト１８にモータトルクが伝達される。したがって、クラッチ１９を接続しているときに、運転者のステアリング操作に応じて第一転舵モータＭ１を駆動制御することにより、運転者の操作負担を軽減する所望のアシスト特性が実現される。
ラック軸１６の他方側（ここでは車体左側）には、ピニヨンギヤ３５を介して第二ピニヨンシャフト３６が連結されている。すなわち、ラック軸１６の他方側（ここでは車体左側）にラックギヤ（歯）３７を形成してあり、このラックギヤ３７にピニヨンギヤ３５を噛合させている。ラックギヤ３７とピニヨンギヤ３５との噛合状態はリテーナ機構によって調整される。
第二ピニヨンシャフト３６には、例えばウォームギヤ３８を介して第二転舵モータＭ２を連結してある。第二転舵モータＭ２は、第一転舵モータＭ１と同一型のモータである。第二転舵モータＭ２には、モータ回転角を検出するレゾルバ３９を設けてある。
ウォームギヤ３８は、第二ピニヨンシャフト３６に連結されたウォームホイールと、第二転舵モータＭ２に連結されたウォームとからなり、ウォーム軸をウォームホイール軸に対して斜交させている。これは第二ピニヨンシャフト３６に対する軸直角方向のモジュールを小さくするためである。
ウォームギヤ３８は、ウォームの回転によってウォームホイールが回転し、またウォームホイールの回転によってもウォームが回転するように、つまり逆駆動が可能となるように、ウォームのねじれ角を安息角（摩擦角）よりも大きくしてある。
上記のピニヨンギヤ３５、第二ピニヨンシャフト３６の出力軸、ウォームギヤ３８、第二転舵モータＭ２、及びレゾルバ３９は、一体化された複合部品（アッセンブリ）として構成され、これを第二アクチュエータＡ２とする。
第二アクチュエータＡ２によれば、クラッチ１９を遮断している状態で、第二転舵モータＭ２を駆動すると、ウォームギヤ３８を介して第二ピニヨンシャフト３６が回転するので、第二転舵モータＭ２の回転角に応じて車輪１３Ｌ及び１３Ｒの転舵角が変化する。したがって、クラッチ１９を遮断しているときに、運転者のステアリング操作に応じて第二転舵モータＭ２を駆動制御することにより、ステアリングバイワイヤ機能として所望のステアリングコントロール特性が実現される。
ステアリングシャフト１２には、反力モータ５１を連結してある。反力モータ５１は、ステアリングシャフト１２と共に回転するロータと、このロータに対向してハウジングに固定されるステータと、を備える。ロータは、周方向に等間隔に並べたマグネットを、例えばインサートモールドによってロータコアに固定して形成してある。ステータは、コイルを巻装した鉄心を周方向に等間隔に並べ、ハウジングに対して例えば焼き嵌めによって固定して形成してある。反力モータ５１には、モータ回転角を検出するレゾルバ５２を設けてある。
ステアリングシャフト１２には、操舵角センサ５３を設けてある。
反力モータ５１によれば、クラッチ１９を遮断している状態で、反力モータ５１を駆動すると、ステアリングシャフト１２にモータトルクが伝達される。したがって、クラッチ１９を遮断してステアリングバイワイヤを実行しているときに、路面から受ける反力に応じて反力モータ５１を駆動制御することにより、運転者のステアリング操作に対して操作反力を付与する所望の反力特性が実現される。
上記がステアリング装置の構造である。
次に、制御系統の構成について説明する。
本実施形態では、第一転舵コントローラ（転舵ＥＣＵ１）７１と、第二転舵コントローラ（転舵ＥＣＵ２）７２と、反力コントローラ（反力ＥＣＵ）７３と、を備える。各コントローラは、例えばマイクロコンピュータからなる。
第一転舵コントローラ７１は、レゾルバ３３、トルクセンサ３４、及び操舵角センサ５３からの信号を入力し、駆動回路を介して第一転舵モータＭ１を駆動制御する。第二転舵コントローラ７２は、レゾルバ３９、及び操舵角センサ５３からの信号を入力し、駆動回路を介して第二転舵モータＭ２を駆動制御する。反力コントローラ７３は、レゾルバ５２、及び操舵角センサ５３からの信号を入力し、駆動回路を介して反力モータ５１を駆動制御する。
レゾルバ３３は、第一転舵モータＭ１のモータ回転角θｍ１を検出する。このレゾルバ３３は、ステータコイルに励磁信号が入力されるときに、ロータの回転角に応じた検出信号をロータコイルから出力する。第一転舵コントローラ７１は、信号処理回路により、励磁信号をステータコイルに出力すると共に、ロータコイルから入力される検出信号の振幅変調に基づいて第一転舵モータＭ１のモータ回転角θｍ１を判断する。なお、第一転舵コントローラ７１は、右旋回を正の値として処理し、左旋回を負の値として処理する。
同様に、第二転舵モータＭ２のモータ回転角θｍ２については、レゾルバ３９を介して第二転舵コントローラ７２で検出し、反力モータ５１のモータ回転角θｒについては、レゾルバ５２を介して反力コントローラ７３で検出する。
トルクセンサ３４は、第一ピニヨンシャフト１８に入力されるトルクＴｓを検出する。このトルクセンサ３４は、第一ピニヨンシャフト１８の入力側と出力側との間に介在させたトーションバーの捩れ角を、例えばホール素子で検出し、多極磁石とヨークとの相対角度変位によって生じる磁束密度の変化を電気信号に変換して第一転舵コントローラ７１に出力する。第一転舵コントローラ７１は、入力された電気信号からトルクＴｓを判断する。なお、第一転舵コントローラ７１は、運転者の右操舵を正の値として処理し、左操舵を負の値として処理する。
操舵角センサ５３は、例えばロータリエンコーダからなり、ステアリングシャフト１２の操舵角θｓを検出する。この操舵角センサ５３は、ステアリングシャフト１２と共に円板状のスケールが回転するときに、スケールのスリットを透過する光を二つのフォトトランジスタで検出し、ステアリングシャフト１２の回転に伴うパルス信号を各コントローラに出力する。各コントローラは、入力されたパルス信号からステアリングシャフト１２の操舵角θｓを判断する。なお、各コントローラは、右旋回を正の値として処理し、左旋回を負の値として処理する。
なお、各コントローラ同士は、通信線７４によって相互通信可能に接続されている。すなわち、例えばＣＳＭＡ／ＣＡ方式の多重通信（ＣＡＮ：Controller Area Network）やフレックスレイ（Flex Ray）等の車載通信ネットワーク（車載ＬＡＮ）規格を用いた通信路を構築してある。
各コントローラは、通信線７５によってクラッチ１９に接続されている。この通信線７５は、クラッチ１９を接続又は遮断の何れかに切替え可能なクラッチ制御信号を出力する通信路である。クラッチ制御信号は、クラッチ１９を遮断するための信号であり、各コントローラがクラッチ制御信号を出力しているときに、クラッチ１９が遮断され、何れかのコントローラがクラッチ制御信号の出力を停止すると、クラッチ１９が接続される。
上記が制御系統の構成である。
次に、制御モードについて説明する。
本実施形態では、２モータＳＢＷモード（２Ｍ‐ＳＢＷ）と、２モータＥＰＳモード（２Ｍ‐ＥＰＳ）と、１モータＳＢＷモード（１Ｍ‐ＳＢＷ）と、１モータＥＰＳモード（１Ｍ‐ＥＰＳ）と、マニュアルステアリングモード（ＭＳ）と、がある。
２モータＳＢＷモードは、二つのモータでステアリングバイワイヤ制御を実行するモードであり、２モータＥＰＳモードは、二つのモータで電動パワーステアリング制御を実行するモードである。また、１モータＳＢＷモードは、一つのモータだけでステアリングバイワイヤ制御を実行するモードであり、１モータＥＰＳモードは、一つのモータだけで電動パワーステアリング制御を実行するモードである。そして、マニュアルステアリングモードは、何れのステアリング制御も中止するモードである。
［２モータＳＢＷモード］
２モータＳＢＷモードでは、クラッチ制御信号を出力してクラッチ１９を遮断した状態で、第一転舵コントローラ７１で第一転舵モータＭ１を駆動制御すると共に、第二転舵コントローラ７２で第二転舵モータＭ２を駆動制御し、転舵角制御を実行する。すなわち、第一転舵モータＭ１及び第二転舵モータＭ２が協働し、必要とされる転舵力を分担して出力する。一方、反力コントローラ７３で反力モータ５１を駆動制御し、反力制御を実行する。これにより、ステアリングバイワイヤ機能として、所望のステアリング特性を実現し、且つ良好な操作フィーリングを実現する。
第一転舵コントローラ７１及び第二転舵コントローラ７２は、操舵角θｓに対する目標転舵角θｗ＊を設定すると共に、実際の転舵角θｗを推定する。そして、モータ回転角θｍ１及びθｍ２を入力し、目標転舵角θｗ＊に実際の転舵角θｗが一致するように、例えばロバストモデルマッチング手法などを用いて第一転舵モータＭ１及び第二転舵モータＭ２を駆動制御する。
目標転舵角θｗ＊の設定は、例えば車速Ｖに応じて行う。すなわち、据え切り時や低速走行時には、運転者の操作負担を軽減するために、小さな操舵角θｓで大きな転舵角θｗが得られるように目標転舵角θｗ＊を設定する。また、高速走行時には、過敏な車両挙動を抑制し、走行安定性を確保するために、操舵角θｓの変化に対する転舵角θｗの変化が抑制されるように目標転舵角θｗ＊を設定する。
実転舵角θｗの推定は、操舵角θｓ、モータ回転角θｍ１、モータ回転角θｍ２等に基づいて行う。
反力コントローラ７３は、ステアリング操作時に路面から受ける反力に相当する目標反力トルクＴｒ＊を設定し、この目標反力トルクＴｒ＊に反力モータ５１のトルクが一致するように、反力モータ５１を駆動制御する。
目標反力トルクＴｒ＊の設定は、例えば操舵角θｓ、第一転舵モータＭ１に流れる電流Ｉｍ１、第二転舵モータＭ２に流れる電流Ｉｍ２等に基づいて行う。
［２モータＥＰＳモード］
２モータＥＰＳモードでは、クラッチ制御信号の出力を停止してクラッチ１９を接続した状態で、第一転舵コントローラ７１で第一転舵モータＭ１を駆動制御すると共に、第二転舵コントローラ７２で第二転舵モータＭ２を駆動制御し、アシスト制御を実行する。これにより、ステアリング系統を機械的に連結し、直接的なステアリング操作性を確保すると共に、さらに電動パワーステアリング機能として、運転者の操作負担を軽減する。
第一転舵コントローラ７１及び第二転舵コントローラ７２は、目標アシストトルクＴａ＊を設定し、この目標アシストトルクＴａ＊に第一転舵モータＭ１のトルクが一致するように、第一転舵モータＭ１及び第二転舵モータＭ２を駆動制御する。
目標アシストトルクＴａ＊の設定は、例えば車速Ｖに応じて行う。すなわち、据え切り時や低速走行時には、運転者の操作負担を軽減するために、大きな目標アシストトルクＴａ＊を設定する。また、高速走行時には、過敏な車両挙動を抑制し、走行安定性を確保するために、小さな目標アシストトルクＴａ＊を設定する。
一方、２モータＥＰＳモードでは、反力モータ５１のリレー回路が切断される。すなわち、運転者がステアリング操作を行い、且つ第一転舵コントローラ７１で第一転舵モータＭ１を駆動制御すると共に、第二転舵コントローラ７２で第二転舵モータＭ２を駆動制御するときに、ステアリングシャフト１２の回転によって反力モータ５１が駆動されることで、反力モータ５１自体が負荷とならないようにするためである。
［１モータＳＢＷモード］
１モータＳＢＷモードでは、クラッチ制御信号を出力してクラッチ１９を遮断し、且つ第一転舵コントローラ７１で第一転舵モータＭ１の駆動制御をしない（非駆動）状態で、第二転舵コントローラ７２で第二転舵モータＭ２を駆動制御し、転舵角制御を実行する。すなわち、第二転舵モータＭ２が、必要とされる転舵力を単独で出力する。一方、反力コントローラ７３で反力モータ５１を駆動制御し、反力制御を実行する。これにより、ステアリングバイワイヤ機能として、所望のステアリング特性を実現し、且つ良好な操作フィーリングを実現する。
目標転舵角θｗ＊の設定や第二転舵モータＭ２の制御手法、及び目標反力トルクＴｒ＊の設定や反力モータ５１の制御手法については、２モータＳＢＷモードと同様である。
一方、１モータＳＢＷモードでは、第一転舵モータＭ１のリレー回路が切断され、第一転舵モータＭ１が電路から遮断される。すなわち、第二転舵コントローラ７２で第二転舵モータＭ２を駆動制御するときに、ラック軸１６の進退によって第一転舵モータＭ１が駆動されることで、第一転舵モータＭ１自体が負荷とならないようにするためである。
［１モータＥＰＳモード］
１モータＥＰＳモードでは、クラッチ制御信号の出力を停止してクラッチ１９を接続し、且つ第二転舵コントローラ７２で第二転舵モータＭ２の駆動制御をしない（非駆動）状態で、第一転舵コントローラ７１で第一転舵モータＭ１を駆動制御し、アシスト制御を実行する。これにより、ステアリング系統を機械的に連結し、直接的なステアリング操作性を確保すると共に、さらに電動パワーステアリング機能として、運転者の操作負担を軽減する。
目標アシストトルクＴａ＊の設定や第一転舵モータＭ１の制御手法については、２モータＥＰＳモードと同様である。
一方、１モータＥＰＳモードでは、第二転舵モータＭ２のリレー回路が切断され、第二転舵モータＭ２が電路から遮断される。すなわち、運転者がステアリング操作を行い、且つ第一転舵コントローラ７１で第一転舵モータＭ１を駆動制御するときに、ラック軸１６の進退によって第二転舵モータＭ２が駆動されることで、第二転舵モータＭ２自体が負荷とならないようにするためである。同様の趣旨で、反力モータ５２のリレー回路も切断され、反力モータ５２が電路から遮断される。すなわち、運転者がステアリング操作を行い、且つ第一転舵コントローラ７１で第一転舵モータＭ１を駆動制御するときに、ステアリングシャフト１２の回転によって反力モータ５２が駆動されることで、反力モータ５２自体が負荷とならないようにするためである。
［マニュアルステアリングモード］
マニュアルステアリングモードでは、クラッチ制御信号の出力を停止してクラッチ１９を接続した状態で、第一転舵コントローラ７１で第一転舵モータＭ１の駆動制御をせず（非駆動）、且つ第二転舵コントローラ７２で第二転舵モータＭ２の駆動制御をしない（非駆動）。つまり、各コントローラによる何れのステアリング制御も中止する。これにより、ステアリング系統を機械的に連結し、直接的なステアリング操作性を確保する。
マニュアルステアリングモードでは、第一転舵モータＭ１のリレー及び第二転舵モータＭ２のリレー回路が切断され、第一転舵モータＭ１及び第二転舵モータＭ２が電路から遮断される。すなわち、運転者がステアリング操作を行うときに、ラック軸１６の進退によって第一転舵モータＭ１及び第二転舵モータＭ２が駆動されることで、第一転舵モータＭ１及び第二転舵モータＭ２自体が負荷とならないようにするためである。同様の趣旨で、反力モータ５２のリレー回路も切断され、反力モータ５２が電路から遮断される。すなわち、運転者がステアリング操作を行うときに、ステアリングシャフト１２の回転によって反力モータ５２が駆動されることで、反力モータ５２自体が負荷とならないようにするためである。
上記が制御モードの概要である。
次に、フェイルセーフについて説明する。
各コントローラは、夫々、自らの制御系統に異常があるか否かの自己診断を行い、その診断結果に応じて制御モードを切替える。すなわち、第一転舵コントローラ７１は、第一転舵コントローラ７１自身や、トルクセンサ３４を有する第一アクチュエータＡ１、また配線系統に異常があるか否かの診断を行う。また、第二転舵コントローラ７２は、第二転舵コントローラ７２自身や、トルクセンサのない第二アクチュエータＡ２、また配線系統に異常があるか否かの診断を行う。また、反力コントローラ７３は、反力コントローラ７３自身や、反力モータ５２、また配線系統に異常があるか否かの診断を行う。
図２は、診断結果に応じた制御モードを示す図である。
ここでは、各コントローラの診断結果を、異常が検知されず正常である場合に「○」印で記し、異常が検知された場合に「×」印で記す。
先ず、第一転舵コントローラ７１の制御系統、第二転舵コントローラ７２の制御系統、及び反力コントローラ７３の制御系統の全てが正常である場合には、２モータＳＢＷモードとなる。但し、第一転舵モータＭ１及び第二転舵モータＭ２の低電圧時や過熱時、イグニッションをＯＮにした起動時（クラッチ１９が遮断されるまで）、転舵角θｗが最大転舵角に達している端当て時等には、一時的な措置として２モータＥＰＳモードとなる。
一方、第一転舵コントローラ７１の制御系統、第二転舵コントローラ７２の制御系統、及び反力コントローラ７３の制御系統のうち、少なくとも一つで異常が発生した場合に、１モータＳＢＷモード、１モータＥＰＳモード、及びマニュアルステアリング（ＭＳ）モードの何れかへと切り替わる。
先ず、第二転舵コントローラ７２の制御系統、及び反力コントローラ７３の制御系統が正常であり、第一転舵コントローラ７１の制御系統に異常が発生した場合である。この場合には、第一アクチュエータＡ１によるステアリングバイワイヤ機能や電動パワーステアリング機能に異常が生じているだけであり、第二アクチュエータＡ２によるステアリングバイワイヤ機能や反力モータ５２による反力生成機能は維持されているため、１モータＳＢＷモードにする。
また、第一転舵コントローラ７１の制御系統、及び反力コントローラ７３の制御系統が正常であり、第二転舵コントローラ７２の制御系統に異常が発生した場合である。この場合には、第二アクチュエータＡ２によるステアリングバイワイヤ機能に異常が生じているだけであり、第一アクチュエータＡ１による電動パワーステアリング機能は維持されているため、１モータＥＰＳモードにする。
また、第一転舵コントローラ７１の制御系統、及び第二転舵コントローラ７２の制御系統が正常であり、反力コントローラ７３の制御系統に異常が発生した場合である。この場合には、反力モータ５２による反力生成機能に異常が生じているだけであり、第一アクチュエータＡ１による電動パワーステアリング機能は維持されているため、１モータＥＰＳモードにする。
また、第一転舵コントローラ７１の制御系統が正常であり、第二転舵コントローラ７２の制御系統、及び反力コントローラ７３の制御系統に異常が発生した場合である。この場合には、第二アクチュエータＡ２によるステアリングバイワイヤ機能、及び反力モータ５２による反力生成機能に異常が生じているだけであり、第一アクチュエータＡ１による電動パワーステアリング機能は維持されているため、１モータＥＰＳモードにする。
また、反力コントローラ７３の制御系統が正常であり、第一転舵コントローラ７１の制御系統、及び第二転舵コントローラ７２の制御系統に異常が発生した場合である。この場合には、反力モータ５２による反力生成機能は維持されているものの、第一アクチュエータＡ１によるステアリングバイワイヤ機能や電動パワーステアリング機能、及び第二アクチュエータＡ２によるステアリングバイワイヤ機能に異常が生じているため、マニュアルステアリングモードにする。
また、第二転舵コントローラ７２の制御系統が正常であり、第一転舵コントローラ７１の制御系統、及び反力コントローラ７３の制御系統に異常が発生した場合である。この場合には、第二アクチュエータＡ２によるステアリングバイワイヤ機能は維持されているものの、第一アクチュエータＡ１によるステアリングバイワイヤ機能や電動パワーステアリング機能、及び反力モータ５２による反力生成機能に異常が生じているため、マニュアルステアリングモードにする。
そして、第一転舵コントローラ７１の制御系統、第二転舵コントローラ７２の制御系統、及び反力コントローラ７３の制御系統の全てに異常が発生した場合である。この場合には、第一アクチュエータＡ１によるステアリングバイワイヤ機能や電動パワーステアリング機能、第二アクチュエータＡ２によるステアリングバイワイヤ機能、及び反力モータ５２による反力生成機能の全てに異常が生じているため、マニュアルステアリングモードにする。
上記がフェイルセーフの概要である。
次に、制御モードの遷移について説明する。
図３は、制御モードの遷移図である。
先ず、第一転舵コントローラ７１の制御系統、第二転舵コントローラ７２の制御系統、及び反力コントローラ７３の制御系統の全てが正常である場合には、基本的には２モータＳＢＷモードとなる。また、第一転舵モータＭ１及び第二転舵モータＭ２の低電圧時や過熱時、イグニッションをＯＮにした起動時（クラッチ１９が遮断されるまで）、転舵角θｗが最大転舵角に達している端当て時等には、一時的な措置として２モータＥＰＳモードとなる。そして、第一転舵モータＭ１及び第二転舵モータＭ２の低電圧や過熱が解消されたり、クラッチ１９が遮断されたり、転舵角θが小さくなったりしたときには、２モータＳＢＷモードとなる。このように、第一転舵コントローラ７１の制御系統、第二転舵コントローラ７２の制御系統、及び反力コントローラ７３の制御系統の全てが正常に作動している限り、２モータＳＢＷモードと２モータＥＰＳモードとの間で遷移する。
また、２モータＳＢＷモードの状態から、一次失陥として第一転舵コントローラ７１の制御系統に異常が発生した場合には、１モータＳＢＷモードへと遷移する。そして、１モータＳＢＷモードの状態から、二次失陥として第二転舵コントローラ７２の制御系統、及び反力コントローラ７３の制御系統の少なくとも一方に異常が発生した場合には、マニュアルステアリングモードへと遷移する。このように、２モータＳＢＷモードから１モータＳＢＷモードを経由せず直にマニュアルステアリングモードへと遷移することはなく、失陥レベルに応じて段階的に制御モードを遷移させて冗長化させている。
また、２モータＳＢＷモードの状態から、一次失陥として第二転舵コントローラ７２の制御系統、及び反力コントローラ７３の制御系統の少なくとも一方に異常が発生した場合には、１モータＥＰＳモードへと遷移する。そして、１モータＥＰＳモードの状態から、二次失陥として第一転舵コントローラ７１の制御系統に異常が発生した場合には、マニュアルステアリングモードへと遷移する。このように、２モータＳＢＷモードから１モータＥＰＳモードを経由せず直にマニュアルステアリングモードへと遷移することはなく、失陥レベルに応じて段階的に制御モードを遷移させて冗長化させている。
また、一時的な措置として２モータＥＰＳモードにある状態から、一次失陥として第二転舵コントローラ７２の制御系統、及び反力コントローラ７３の制御系統の少なくとも一方に異常が発生した場合には、１モータＥＰＳモードへと遷移する。そして、１モータＥＰＳモードの状態から、二次失陥として第一転舵コントローラ７１の制御系統に異常が発生した場合には、マニュアルステアリングモードへと遷移する。このように、２モータＥＰＳモードから１モータＥＰＳモードを経由せず直にマニュアルステアリングモードへと遷移することはなく、失陥レベルに応じて段階的に制御モードを遷移させて冗長化させている。
なお、一時的な措置として２モータＥＰＳモードにある状態から、第一転舵コントローラ７１の制御系統に異常が発生した場合には、１モータＥＰＳモードへの遷移が不可能となるため直にマニュアルステアリングモードへと遷移する。
上記が、制御モードの遷移である。
《作用》
次に、第１実施形態の作用について説明する。
本実施形態では、転舵出力機構ＳｔＯＵＴに駆動力を付与可能な第一転舵モータＭ１及び第二転舵モータＭ２を設け、これら二つのモータによって車輪１３Ｌ及び１３Ｒを転舵する２モータＳＢＷモードを実行する。これにより、ステアリングバイワイヤ機能として、所望のステアリング特性を実現することができる。また、二つのモータによって車輪１３Ｌ及び１３Ｒを転舵する構成とするとすることで、転舵出力機構ＳｔＯＵＴに必要とされる駆動力を分担することができる。したがって、一つのモータによって車輪１３Ｌ及び１３Ｒを転舵する構成と比べて、モータの大型化を抑制でき、レイアウト性にも優れる。
また、二つのモータによって車輪１３Ｌ及び１３Ｒを転舵する構成では、仮に何れか一方の制御系統に異常が発生したとしても、異常が発生していない他方の制御系統を活用することができる。本実施形態では、何れか一方の制御系統のみに異常が発生した一次失陥に対するフェイルセーフとして、１モータＳＢＷモード、及び１モータＥＰＳモードの二つの制御モードを用意している。
先ず、第二転舵コントローラ７２の制御系統、及び反力コントローラ７３の制御系統が正常であり、第一転舵コントローラ７１の制御系統に異常が発生した場合である。この場合には、第一アクチュエータＡ１によるステアリングバイワイヤ機能や電動パワーステアリング機能に異常が生じているだけであり、第二アクチュエータＡ２によるステアリングバイワイヤ機能や反力モータ５２による反力生成機能は維持されているため、１モータＳＢＷモードに切替える。これにより、ステアリングバイワイヤ機能が維持されるので、所望のステアリング特性を実現し、且つ良好な操作フィーリングを実現することができる。
また、第一転舵コントローラ７１の制御系統、及び反力コントローラ７３の制御系統が正常であり、第二転舵コントローラ７２の制御系統に異常が発生した場合である。この場合には、第二アクチュエータＡ２によるステアリングバイワイヤ機能に異常が生じているだけであり、第一アクチュエータＡ１による電動パワーステアリング機能は維持されているため、１モータＥＰＳモードに切替える。これにより、ステアリング系統を機械的に連結し直接的なステアリング操作性を確保できると共に、さらに電動パワーステアリング機能として、運転者の操作負担を軽減することができる。
上記のように、２モータＳＢＷモードを実行している状態で、一次失陥が生じたときには、異常が発生した箇所に応じて、１モータＳＢＷモードへ遷移するか、１モータＥＰＳモードへ遷移するかが決定される。切り分けのポイントとなるのは、トルクセンサ３４とのインターフェースを有するか否か、つまりトルクセンサ３４の検出値を取得できるか否かである。したがって、第一転舵コントローラ７１の制御系統に異常がなければ、１モータＥＰＳモードに切替える。
なお、第一転舵コントローラ７２で第一転舵モータＭ１を駆動制御し、この第一転舵モータＭ１で１モータＳＢＷモードを実行することも可能だが、第一転舵モータＭ１にかかる負担を考慮して１モータＥＰＳモードとする。一つのモータでも必要とされる転舵力を出力できるように設計されるが、可及的にモータを小型化したいという要求もあり、モータ性能として十分な余力が確保できるとは限らない。したがって、一つのモータでステアリングバイワイヤ制御を実行する１モータＳＢＷモードよりは、一つのモータで電動パワーステアリング制御を実行する１モータＥＰＳモードを積極的に活用する。
また、第一転舵モータＭ１のみならず、第二転舵モータＭ２にもトルクセンサを設け、第二転舵モータＭ２で１モータＥＰＳモードを実行することも考えられるが、これではコストアップを招いてしまう。したがって、トルクセンサとのインターフェースを二系統に構築することはしていない。むしろ、本実施形態のように、第一転舵モータＭ１と第二転舵モータＭ２の夫々に対して、ＥＰＳ用と非ＥＰＳ用（ＳＢＷ用）という異なる役割を担わせる方が費用対効果に優れるため望ましい。
上記のように、２モータＳＢＷモードを実行している状態で、一次失陥が生じたときには、異常が発生した箇所に応じて、１モータＳＢＷモードか、又は１モータＥＰＳモードの何れかに切替えられる。こうして、何れか一方の制御系統に異常が発生したとしても、異常が発生していない他方の制御系統を活用することで、二つのモータを設けることのメリットを十分に活かしたフェイルセーフを実現することができる。
一方、一次失陥に対するフェイルセーフから、さらに残りの制御系統にも異常が発生した二次失陥に対するフェイルセーフも用意してある。すなわち、クラッチ制御信号の出力を停止してクラッチ１９を接続した状態で、各コントローラによる何れのステアリング制御も中止するマニュアルステアリングモードである。これにより、ステアリング系統を機械的に連結し、直接的なステアリング操作性を確保することができる。
例えば、一次失陥として第一転舵コントローラ７１の制御系統に異常が発生したことで１モータＳＢＷモードを実行していた状態から、さらに第二転舵コントローラ７２の制御系統や反力コントローラ７３の制御系統に異常が発生した場合には、マニュアルステアリングモードに切替える。また、一次失陥として第二転舵コントローラ７２の制御系統に異常が発生したことで１モータＥＰＳモードを実行していた状態から、さらに第一転舵コントローラ７１の制御系統に異常が発生した場合にも、マニュアルステアリングモードに切替える。
上記のように、１モータＳＢＷモードや１モータＥＰＳモードを実行している状態で、二次失陥が生じたときには、マニュアルステアリングモードに切替えられる。
こうして、２モータＳＢＷモードの状態から、一次失陥によって１モータＳＢＷモードや１モータＥＰＳモードに遷移し、さらに二次失陥によってマニュアルステアリングモードへと最終的に遷移する。すなわち、２モータＳＢＷモードから１モータＳＢＷモードや１モータＥＰＳモードを経由せず直にマニュアルステアリングモードへと遷移することはなく、失陥レベルに応じて段階的に制御モードを遷移させて冗長化させることで、運転者に違和感を与えることのない制御システムを構築することができる。
《変形例》
本実施形態では、転舵出力機構ＳｔＯＵＴに駆動力を付与するモータとして、第一転舵モータＭ１及び第二転舵モータＭ２の二つのモータを設けているが、これに限定されるものではなく、三つ以上のモータを設けてもよい。このように、転舵出力機構ＳｔＯＵＴに駆動力を付与するモータの数量を増やせば、一つのモータに求められる駆動力が小さくなるので、さらに小型化することができる。
本実施形態では、第一ピニヨンシャフト１８に対してウォームギヤ３２を介して第一転舵モータＭ１を連結しているが、これに限定されるものではない。すなわち、転舵出力機構ＳｔＯＵＴに駆動力を付与することができればよいので、例えば第一転舵モータＭ１を、第一ピニヨンシャフトと共に回転するロータと、このロータに対してハウジングに固定されるステータとで構成することで、ウォームギヤ３２を省略したダイレクトドライブ構造にしてもよい。また、第二ピニヨンシャフト３６にウォームギヤ３８を介して第二転舵モータＭ２を連結しているが、やはりウォームギヤ３８を省略したダイレクトドライブ構造にしてもよい。このように、第一ピニヨンシャフト１８や第二ピニヨンシャフト３６を省略することで、重量増加の抑制や、部品点数の削減を図ることができる。
本実施形態では、ラック軸１６にピニヨンギヤ１７を介して第一ピニヨンシャフト１８を連結すると共に、ピニヨンギヤ３５を介して第二ピニヨンシャフト３６を連結した２ピニヨン構造としているが、これに限定されるものではない。すなわち、転舵出力機構ＳｔＯＵＴに駆動力を付与することができればよいので、ピニヨンギヤ３５及び第二ピニヨンシャフト３６を省略し、第一ピニヨンシャフト１８に対してウォームギヤ３８を介して第二転舵モータＭ２を連結した１ピニヨン構造としてもよい。このように、ピニヨンギヤ３５及び第二ピニヨンシャフト３６を省略することで、重量増加の抑制や、部品点数の削減を図ることができる。
本実施形態では、第一転舵モータＭ１と第二転舵モータＭ２とを同一型のモータで構成しているが、これに限定されるものではない。例えば、仮に一次失陥が生じた際に、第一転舵モータＭ１が１モータＥＰＳモードで使用されるのに対して、第二転舵モータＭ２は１モータＳＢＷモードで使用される。前述したように、１モータＥＰＳモードで使用されるよりも１モータＳＢＷモードで使用される方がモータにかかる負担は大きいので、第一転舵モータＭ１よりも第二転舵モータＭ２の方を、高出力型のモータにしてもよい。これにより、仮に第一転舵コントローラ７１の制御系統に異常が発生したことで、１モータＳＢＷモードを実行することになったときに、第二転舵モータＭ２の一つだけでも十分な転舵力を生むことができる。
本実施形態では、２モータＳＢＷモードを実行している状態で、第一転舵コントローラ７１に異常が発生したら、１モータＥＰＳモードを断念して、１モータＳＢＷモードを実行しているが、これに限定されるものではない。すなわち、トルクセンサ３４自体に異常が発生しておらず、且つトルクセンサ３４の検出値を、第一転舵コントローラ７１から通信線７４を介して第二転舵コントローラ７２に送信可能な状態であるときには、第二転舵コントローラ７２で第二転舵モータＭ２を駆動制御することで１モータＥＰＳモードを実行してもよい。このように、第二転舵コントローラ７２がトルクセンサ３４の検出値を取得して１モータＥＰＳモードを実行することにより、１モータＳＢＷモードを実行するよりも第二転舵モータＭ２にかかる負担を軽減することができる。したがって、第二転舵モータＭ２の長寿命化を図れる。
以上、ステアリングシャフト１２が「入力軸」に対応し、第一ピニヨンシャフト１８が「出力軸」に対応し、第一転舵モータＭ１が「第一モータ」に対応し、第二転舵モータＭ２が「第二モータ」に対応する。また、第一転舵コントローラ７１が「第一制御部」に対応し、第二転舵コントローラ７２が「第二制御部」に対応し、トルクセンサ３４が「トルク検出部」に対応し、反力コントローラ７３が「反力制御部」に対応する。また、２モータＳＢＷモードが「２モータ転舵制御」に対応し、１モータＳＢＷモードが「１モータ転舵制御」に対応し、１モータＥＰＳモードが「１モータアシスト制御」に対応する。
《効果》
次に、第１実施形態における主要部の効果を記す。
（１）本実施形態のステアリング制御装置では、運転者のステアリング操作によってステアリングシャフト１２が回転する操舵入力機構ＳｔＩＮと、第一ピニヨンシャフト１８の回転によって車輪１３Ｌ及び１３Ｒが転舵される転舵出力機構ＳｔＯＵＴと、を備える。また、ステアリングシャフト１２と第一ピニヨンシャフト１８とを断続可能に連結するクラッチ１９と、転舵出力機構ＳｔＯＵＴに駆動力を付与可能な第一転舵モータＭ１と、転舵出力機構ＳｔＯＵＴに駆動力を付与可能な第二転舵モータＭ２と、を備える。また、第一転舵モータＭ１を駆動制御する第一転舵コントローラ７１と、第二転舵モータＭ２を駆動制御する第二転舵コントローラ７２と、第一ピニヨンシャフト１８のトルクを検出するトルクセンサ３４と、を備える。そして、クラッチ１９を遮断した状態で、ステアリングシャフト１２の回転角に応じて、第一転舵コントローラ７１で第一転舵モータＭ１の回転角を制御すると共に、第二転舵コントローラ７２で第二転舵モータＭ２の回転角を制御することにより、車輪１３Ｌ及び１３Ｒの転舵角を制御することを２モータＳＢＷモードと定義する。また、クラッチ１９を遮断し、且つ第一転舵コントローラ７１で第一転舵モータＭ１を駆動制御しない状態で、ステアリングシャフト１２の回転角に応じて、第二転舵コントローラ７２で第二転舵モータＭ２の回転角を制御することにより、車輪１３Ｌ及び１３Ｒの転舵角を制御することを１モータＳＢＷモードと定義する。また、クラッチ１９を接続し、且つ第二転舵コントローラ７２で第二転舵モータＭ２を駆動制御しない状態で、トルクセンサ３４で検出したトルクに応じて、第一転舵コントローラ７１で第一転舵モータＭ１のトルクを制御することにより、運転者のステアリング操作に対するアシストトルクを制御することを１モータＥＰＳモードと定義する。そして、第一転舵コントローラ７１及び第二転舵コントローラ７２が２モータＳＢＷモードを実行している状態で、第一転舵コントローラ７１、第一転舵モータＭ１、及びトルクセンサ３４の少なくとも一つに異常が発生したときには、第二転舵コントローラ７２で１モータＳＢＷモードを実行する。また、第一転舵コントローラ７１及び第二転舵コントローラ７２が２モータＳＢＷモードを実行している状態で、第二転舵コントローラ７２、及び第二転舵モータＭ２の少なくとも一つに異常が発生したときには、第一転舵コントローラ７１で１モータＥＰＳモードを実行する。
このように、正常に機能している制御系統を活かしながら、異常発生箇所に応じて制御を切替えることにより、複数のモータを設けることのメリットを十分に活かしたフェイルセーフを実現することができる。
（２）本実施形態のステアリング制御装置では、操舵入力機構ＳｔＩＮに操舵反力を付与可能な反力モータ５１と、反力モータ５１を駆動制御する反力コントローラ７３と、を備える。そして、クラッチ１９を遮断した状態で、ステアリングシャフト１２の回転角に応じて、第一転舵コントローラ７１で第一転舵モータＭ１の回転角を制御すると共に、第二転舵コントローラ７２で第二転舵モータＭ２の回転角を制御することにより、車輪１３Ｌ及び１３Ｒの転舵角を制御し、且つ反力コントローラ７３で反力モータ５１のトルクを制御することにより、運転者のステアリング操作に対する操舵反力を制御することを２モータＳＢＷモードと定義する。また、クラッチ１９を遮断し、且つ第一転舵コントローラ７１で第一転舵モータＭ１を駆動制御しない状態で、ステアリングシャフト１２の回転角に応じて、第二転舵コントローラ７２で第二転舵モータＭ２の回転角を制御することにより、車輪１３Ｌ及び１３Ｒの転舵角を制御し、且つ反力コントローラ７３で反力モータ５１のトルクを制御することにより、運転者のステアリング操作に対する操舵反力を制御することを１モータＳＢＷモードと定義する。また、クラッチ１９を接続し、且つ第二転舵コントローラ７２で第二転舵モータＭ２を駆動制御しない状態で、トルクセンサ３４で検出したトルクに応じて、第一転舵コントローラ７１で第一転舵モータＭ１のトルクを制御することにより、運転者のステアリング操作に対するアシストトルクを制御することを１モータＥＰＳモードと定義する。そして、第一転舵コントローラ７１、第二転舵コントローラ７２、及び反力コントローラ７３が２モータＳＢＷモードを実行している状態で、第一転舵コントローラ７１、第一転舵モータＭ１、及びトルクセンサ３４の少なくとも一つに異常が発生したときには、第二転舵コントローラ７２、及び反力コントローラ７３で１モータＳＢＷモードを実行する。また、第一転舵コントローラ７１、第二転舵コントローラ７２、及び反力コントローラ７３が２モータＳＢＷモードを実行している状態で、第二転舵コントローラ７２、及び第二転舵モータＭ２の少なくとも一つ、又は反力コントローラ７３、及び反力モータ５１の少なくとも一つに異常が発生したときには、第一転舵コントローラ７１で１モータＥＰＳモードを実行する。
このように、正常に機能している制御系統を活かしながら、異常発生箇所に応じて制御を切替えることにより、複数のモータを設けることのメリットを十分に活かしたフェイルセーフを実現することができる。
（３）本実施形態のステアリング制御装置では、１モータＳＢＷモードを実行している状態で、第二転舵コントローラ７２、及び第二転舵モータＭ２の少なくとも一つ、又は反力コントローラ７３、及び反力モータ５１の少なくとも一つに異常が発生したときには、クラッチ１９を接続した状態で、１モータＳＢＷモードを中止する。
これにより、ステアリング系統を機械的に連結し、直接的なステアリング操作性を確保することができる。
（４）本実施形態のステアリング制御装置では、１モータＥＰＳモードを実行している状態で、第一転舵コントローラ７１、第一転舵モータＭ１、及びトルクセンサ３４の少なくとも一つに異常が発生したときには、クラッチ１９を接続した状態で、１モータＥＰＳモードを中止する。
これにより、ステアリング系統を機械的に連結し、直接的なステアリング操作性を確保することができる。
（５）本実施形態のステアリング制御装置では、少なくとも第一転舵モータＭ１、及びトルクセンサ３４は、一体化した複合部品で構成されており、且つ電動パワーステアリング装置の構成部品と共通化される。
これにより、例えば既製の電動パワーステアリング装置の構成部品を転用すること等ができ、コストアップを抑制できる。
（６）本実施形態のステアリング制御装置では、第一転舵モータＭ１及び第二転舵モータＭ２は、同一型のモータで構成される。
これにより、モータを共通化することができ、コストアップを抑制することができる。
（７）本実施形態のステアリング制御装置では、第二転舵モータＭ２は、第一転舵モータＭ１よりも高出力型のモータで構成される。
これにより、１モータＳＢＷモードを実行するときに、第二転舵モータＭ２の一つだけでも十分な転舵力を生むことができる。
（８）本実施形態のステアリング制御方法では、運転者のステアリング操作によってステアリングシャフト１２が回転する操舵入力機構ＳｔＩＮと、第一ピニヨンシャフト１８の回転によって車輪１３Ｌ及び１３Ｒが転舵される転舵出力機構ＳｔＯＵＴとの間に、ステアリングシャフト１２と第一ピニヨンシャフト１８とを断続可能に連結するクラッチ１９を介装する。また、転舵出力機構ＳｔＯＵＴに駆動力を付与可能な第一転舵モータＭ１及び第二転舵モータＭ２を設けると共に、第一転舵モータＭ１を駆動制御する第一転舵コントローラ７１、及び第二転舵モータＭ２を駆動制御する第二転舵コントローラ７２を設け、第一ピニヨンシャフト１８にトルクを検出するトルクセンサ３４を設ける。そして、クラッチ１９を遮断した状態で、ステアリングシャフト１２の回転角に応じて、第一転舵コントローラ７１で第一転舵モータＭ１の回転角を制御すると共に、第二転舵コントローラ７２で第二転舵モータＭ２の回転角を制御することにより、車輪１３Ｌ及び１３Ｒの転舵角を制御することを２モータＳＢＷモードと定義する。また、クラッチ１９を遮断し、且つ第一転舵コントローラ７１で第一転舵モータＭ１の駆動制御をしない状態で、ステアリングシャフト１２の回転角に応じて、第二転舵コントローラ７２で第二転舵モータＭ２の回転角を制御することにより、車輪１３Ｌ及び１３Ｒの転舵角を制御することを１モータＳＢＷモードと定義する。また、クラッチ１９を接続し、且つ第二転舵コントローラ７２で第二転舵モータＭ２の駆動制御をしない状態で、トルクセンサ３４で検出したトルクに応じて、第一転舵コントローラ７１で第一転舵モータＭ１のトルクを制御することにより、運転者のステアリング操作に対するアシストトルクを制御することを１モータＥＰＳモードと定義する。そして、第一転舵コントローラ７１及び第二転舵コントローラ７２が２モータＳＢＷモードを実行している状態で、第一転舵コントローラ７１、第一転舵モータＭ１、及びトルクセンサ３４の少なくとも一つに異常が発生したときには、第二転舵コントローラ７２で１モータＳＢＷモードを実行する。また、第一転舵コントローラ７１及び第二転舵コントローラ７２が２モータＳＢＷモードを実行している状態で、第二転舵コントローラ７２、及び第二転舵モータＭ２の少なくとも一つに異常が発生したときには、第一転舵コントローラ７１で１モータＥＰＳモードを実行する。
このように、正常に機能している制御系統を活かしながら、異常発生箇所に応じて制御を切替えることにより、複数のモータを設けることのメリットを十分に活かしたフェイルセーフを実現することができる。
以上、本願が優先権を主張する日本国特許出願Ｐ２０１２−２２１３０８（２０１２年１０月３日出願）の全内容は、ここに引用例として包含される。
ここでは、限られた数の実施形態を参照しながら説明したが、権利範囲はそれらに限定されるものではなく、上記の開示に基づく実施形態の改変は、当業者にとって自明のことである。
１１ ステアリングホイール
１２ ステアリングシャフト
１３Ｌ及び１３Ｒ 車輪
１４ ナックルアーム
１５ タイロッド
１６ ラック軸
１７ ピニヨンギヤ
１８ 第一ピニヨンシャフト
１９ クラッチ
ＳｔＩＮ 操舵入力機構
ＳｔＯＵＴ 転舵出力機構
３１ ラックギヤ
３２ ウォームギヤ
Ｍ１ 第一転舵モータ
３３ レゾルバ
３４ トルクセンサ
Ａ１ 第一アクチュエータ
３５ ピニヨンギヤ
３６ 第二ピニヨンシャフト
３７ ラックギヤ
３８ ウォームギヤ
Ｍ２ 第二転舵モータ
３９ レゾルバ
Ａ２ 第二アクチュエータ
５１ 反力モータ
５２ レゾルバ
５３ 操舵角センサ
７１ 第一転舵コントローラ
７２ 第二転舵コントローラ
７３ 反力コントローラ
７４ 通信線
７５ 通信線

Claims (10)

  1. 運転者のステアリング操作によって入力軸が回転する操舵入力機構と、
    出力軸の回転によって車輪が転舵される転舵出力機構と、
    前記入力軸と前記出力軸とを断続可能に連結するクラッチと、
    前記転舵出力機構に駆動力を付与可能な第一モータと、
    前記転舵出力機構に駆動力を付与可能な第二モータと、
    前記第一モータを駆動制御する第一制御部と、
    前記第二モータを駆動制御する第二制御部と、
    前記出力軸のトルクを検出するトルク検出部と、を備え、
    少なくとも前記第一モータ、及び前記トルク検出部は、一体化した複合部品で構成されており、
    前記クラッチを遮断し、前記第一制御部及び前記第二制御部により、前記入力軸の回転角に応じて、前記第一モータ及び前記第二モータの回転角を制御する２モータ転舵制御モードと、
    前記クラッチを接続し、前記第二モータを非駆動状態にし、前記第一制御部により、前記トルク検出部で検出したトルクに応じて、前記第一モータのトルクを制御する１モータアシスト制御モードと、
    前記クラッチを遮断し、前記第一モータを非駆動状態にし、前記第二制御部により、前記入力軸の回転角に応じて、前記第二モータの回転角を制御する１モータ転舵制御モードと、を有し、
    前記第一制御部及び前記第二制御部が前記２モータ転舵制御モードを実行している状態で、前記第一制御部、前記第一モータ、及び前記トルク検出部の少なくとも一つに異常が発生したときには、前記第二制御部で前記１モータ転舵制御モードを実行し、
    前記第一制御部及び前記第二制御部が前記２モータ転舵制御モードを実行している状態で、前記第二制御部、及び前記第二モータの少なくとも一つに異常が発生したときには、前記１モータ転舵制御モードを行なえる状態であっても、前記第一制御部で前記１モータアシスト制御モードを実行することを特徴とするステアリング制御装置。
  2. 前記操舵入力機構に操舵反力を付与可能な反力モータと、
    前記反力モータを駆動制御する反力制御部と、を備え、
    前記クラッチを遮断し、前記第一制御部及び前記第二制御部により、前記入力軸の回転角に応じて、前記第一モータ及び前記第二モータの回転角を制御し、且つ前記反力制御部により、前記反力モータのトルクを制御する２モータ転舵制御モードと、
    前記クラッチを接続し、前記第二モータを非駆動状態にし、前記第一制御部により、前記トルク検出部で検出したトルクに応じて、前記第一モータのトルクを制御する１モータアシスト制御モードと、
    前記クラッチを遮断し、前記第一モータを非駆動状態にし、前記第二制御部により、前記入力軸の回転角に応じて、前記第二モータの回転角を制御し、且つ前記反力制御部により、前記反力モータのトルクを制御する１モータ転舵制御モードと、
    前記第一制御部、前記第二制御部、及び前記反力制御部が前記２モータ転舵制御モードを実行している状態で、前記第一制御部、前記第一モータ、及び前記トルク検出部の少なくとも一つに異常が発生したときには、前記第二制御部、及び前記反力制御部で前記１モータ転舵制御モードを実行し、
    前記第一制御部、前記第二制御部、及び前記反力制御部が前記２モータ転舵制御モードを実行している状態で、前記第二制御部、及び前記第二モータの少なくとも一つ、又は前記反力制御部、及び前記反力モータの少なくとも一つに異常が発生したときには、前記１モータ転舵制御モードを行なえる状態であっても、前記第一制御部で前記１モータアシスト制御モードを実行することを特徴とする請求項１に記載のステアリング制御装置。
  3. 前記１モータ転舵制御モードを実行している状態で、前記第二制御部、及び前記第二モータの少なくとも一つ、又は前記反力制御部、及び前記反力モータの少なくとも一つに異常が発生したときには、前記クラッチを接続した状態で、前記１モータ転舵制御モードを中止することを特徴とする請求項２に記載のステアリング制御装置。
  4. 前記１モータアシスト制御モードを実行している状態で、前記第一制御部、前記第一モータ、及び前記トルク検出部の少なくとも一つに異常が発生したときには、前記クラッチを接続した状態で、前記１モータアシスト制御モードを中止することを特徴とする請求項１に記載のステアリング制御装置。
  5. 少なくとも前記第一モータ、及び前記トルク検出部は、電動パワーステアリング装置の構成部品と共通化されることを特徴とする請求項１に記載のステアリング制御装置。
  6. 前記第一モータ及び前記第二モータは、同一型のモータで構成されることを特徴とする請求項１に記載のステアリング制御装置。
  7. 前記第二モータは、前記第一モータよりも高出力型のモータで構成されることを特徴とする請求項１に記載のステアリング制御装置。
  8. 運転者のステアリング操作によって入力軸が回転する操舵入力機構と、出力軸の回転によって車輪が転舵される転舵出力機構との間に、前記入力軸と前記出力軸とを断続可能に連結するクラッチを介装し、
    前記転舵出力機構に駆動力を付与可能な第一モータ及び第二モータを設けると共に、前記第一モータを駆動制御する第一制御部、及び前記第二モータを駆動制御する第二制御部を設け、
    前記出力軸にトルクを検出するトルク検出部を設け、
    少なくとも前記第一モータ、及び前記トルク検出部を、一体化した複合部品で構成し、
    前記クラッチを遮断し、前記第一制御部及び前記第二制御部により、前記入力軸の回転角に応じて、前記第一モータ及び前記第二モータの回転角を制御する２モータ転舵制御モードと、
    前記クラッチを接続し、前記第二モータを非駆動状態にし、前記第一制御部により、前記トルク検出部で検出したトルクに応じて、前記第一モータのトルクを制御する１モータアシスト制御モードと、
    前記クラッチを遮断し、前記第一モータを非駆動状態にし、前記第二制御部により、前記入力軸の回転角に応じて、前記第二モータの回転角を制御する１モータ転舵制御モードと、を有し、
    前記第一制御部及び前記第二制御部が前記２モータ転舵制御モードを実行している状態で、前記第一制御部、前記第一モータ、及び前記トルク検出部の少なくとも一つに異常が発生したときには、前記第二制御部で前記１モータ転舵制御モードを実行し、
    前記第一制御部及び前記第二制御部が前記２モータ転舵制御モードを実行している状態で、前記第二制御部、及び前記第二モータの少なくとも一つに異常が発生したときには、前記１モータ転舵制御モードを行なえる状態であっても、前記第一制御部で前記１モータアシスト制御モードを実行することを特徴とするステアリング制御方法。
  9. 運転者のステアリング操作によって入力軸が回転する操舵入力機構と、
    出力軸の回転によって車輪が転舵される転舵出力機構と、
    前記入力軸と前記出力軸とを断続可能に連結するクラッチと、
    前記転舵出力機構に駆動力を付与可能な第一モータと、
    前記転舵出力機構に駆動力を付与可能な第二モータと、
    前記第一モータを駆動制御する第一制御部と、
    前記第二モータを駆動制御する第二制御部と、
    前記出力軸のトルクを検出するトルク検出部と、を備え、
    前記クラッチを遮断し、前記第一制御部及び前記第二制御部により、前記入力軸の回転角に応じて、前記第一モータ及び前記第二モータの回転角を制御する２モータ転舵制御モードと、
    前記クラッチを接続し、前記第二モータを非駆動状態にし、前記第一制御部により、前記トルク検出部で検出したトルクに応じて、前記第一モータのトルクを制御する１モータアシスト制御モードと、
    前記クラッチを遮断し、前記第一モータを非駆動状態にし、前記第二制御部により、前記入力軸の回転角に応じて、前記第二モータの回転角を制御する１モータ転舵制御モードと、を有し、
    前記第一制御部及び前記第二制御部が前記２モータ転舵制御モードを実行している状態で、前記第一制御部、前記第一モータ、及び前記トルク検出部の少なくとも一つに異常が発生したときには、前記第二制御部で前記１モータ転舵制御モードを実行し、
    前記第一制御部及び前記第二制御部が前記２モータ転舵制御モードを実行している状態で、前記第二制御部、及び前記第二モータの少なくとも一つに異常が発生したときには、前記１モータ転舵制御モードを行なえる状態であっても、前記第一制御部で前記１モータアシスト制御モードを実行することを特徴とするステアリング制御装置。
  10. 運転者のステアリング操作によって入力軸が回転する操舵入力機構と、
    出力軸の回転によって車輪が転舵される転舵出力機構と、
    前記入力軸と前記出力軸とを断続可能に連結するクラッチと、
    前記転舵出力機構に駆動力を付与可能な第一モータと、
    前記転舵出力機構に駆動力を付与可能な第二モータと、
    前記第一モータを駆動制御する第一制御部と、
    前記第二モータを駆動制御する第二制御部と、
    前記出力軸のトルクを検出するトルク検出部と、を備え、
    少なくとも前記第一モータ、及び前記トルク検出部は、一体化した複合部品で構成されており、
    前記クラッチを遮断し、前記第一制御部及び前記第二制御部により、前記入力軸の回転角に応じて、前記第一モータ及び前記第二モータの回転角を制御する２モータ転舵制御モードと、
    前記クラッチを接続し、前記第二モータを電路から遮断し、前記第一制御部により、前記トルク検出部で検出したトルクに応じて、前記第一モータのトルクを制御する１モータアシスト制御モードと、
    前記クラッチを遮断し、前記第一モータを電路から遮断し、前記第二制御部により、前記入力軸の回転角に応じて、前記第二モータの回転角を制御する１モータ転舵制御モードと、を有し、
    前記第一制御部及び前記第二制御部が前記２モータ転舵制御モードを実行している状態で、前記第一制御部、前記第一モータ、及び前記トルク検出部の少なくとも一つに異常が発生したときには、前記第二制御部で前記１モータ転舵制御モードを実行し、
    前記第一制御部及び前記第二制御部が前記２モータ転舵制御モードを実行している状態で、前記第二制御部、及び前記第二モータの少なくとも一つに異常が発生したときには、前記１モータ転舵制御モードを行なえる状態であっても、前記第一制御部で前記１モータアシスト制御モードを実行することを特徴とするステアリング制御装置。
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