JPWO2019207711A1 - 車両用ステアリング制御装置及び車両用ステアリング装置 - Google Patents

Abstract

ステアリングシステムの製造コストを低減可能である、車両用ステアリング制御装置が提供される。車両用ステアリング制御装置１６は、転舵モータ４１又は反力モータ２３の何れか一方（例えば転舵モータ４１）が位置保持駆動され、且つ転舵モータ４１又は反力モータ２３の何れか他方（例えば反力モータ２３）が位置移動駆動されるように、転舵モータ４１及び反力モータ２３を制御する。車両用ステアリング制御装置１６は、転舵モータ４１及び反力モータ２３の少なくとも一方の駆動状態（例えば転舵モータ４１の電流値Ｉ）に基づき、連結装置１５が故障しているか否かを判定することができる。

Description

本発明は、例えば自動車等の車両に用いられるステアリングシステムを制御する装置（車両用ステアリング制御装置）、及び、入力軸と反力発生装置と、転舵力発生装置と、連結装置と、制御部と、を有する装置（車両用ステアリング装置）等に関する。

例えば特開２００７−１８５９８５号公報（以下、「特許文献１」と言う。）は、いわゆるステアバイワイヤ式（steer-by-wire）のステアリングシステムとして、操舵操作装置を開示し、その操舵操作装置は、電子制御ユニット（制御装置）によって制御されている。なお、特許文献１の電子制御ユニットは、３つの制御回路を介して、反力アクチュエータ、連結装置及び転舵アクチュエータを制御することができる（特許文献１の図１等参照）。

特許文献１の操舵操作装置は、連結装置が操作部と転舵手段との機械的な連結を解除した非連結状態を検出可能である検出手段を備えることができ、その検出手段は、ギャップセンサで構成される（特許文献１の段落［００１１］，［００１２］等参照）。特許文献１の操舵操作装置において、ギャップセンサは、連結手段が誤動作によって連結状態を維持しているか否かを判定することができる。連結手段が誤動作によって連結状態である時に、電子制御ユニットは、転舵アクチュエータに対する電力の供給を遮断して停止制御することができる（特許文献１の段落［００１２］，［００４３］等参照）。

ギャップセンサによって、連結手段（具体的には、クラッチ）の誤動作の有無を判定することができるが、操舵操作装置（ステアリングシステム）の製造コストが増加してしまう。

本発明の１つの目的は、ステアリングシステムの製造コストを低減可能である、車両用ステアリング制御装置を提供することである。

以下に、本発明の概要を容易に理解するために、本発明に従う態様を例示する。

本発明に従う態様において、転舵モータ又は反力モータの何れか一方が位置保持駆動され、且つ転舵モータ又は反力モータの何れか他方が位置移動駆動される時に、転舵モータ、反力モータ及び連結装置を有するステアバイワイヤを制御する車両用ステアリング制御装置は、転舵モータ及び反力モータの少なくとも一方の駆動状態に基づき、連結装置が故障しているか否かを判定する。

本発明に従う態様では、連結装置の状態を検出するギャップセンサ等の検出装置を必要とせず、ステアリングシステムに設けられている転舵モータ及び反力モータの少なくとも一方の駆動状態を監視するたけで、連結装置が故障しているか否かを判定することができる。ステアリングシステムは、ギャップセンサを備える必要がなく、従って、本発明に従う態様では、ステアリングシステムの製造コストを低減することができる。

当業者は、例示した本発明に従う態様が、本発明の精神を逸脱することなく、さらに変更され得ることを容易に理解できるであろう。

本発明に従う制御装置が適用された車両用ステアリングシステムの構成例を示す。 図２（Ａ）、図２（Ｂ）及び図２（Ｃ）は、それぞれ、クラッチが正常な状態で転舵モータを位置保持駆動する時の、反力モータの電流値の変化、転舵モータの電流値の変化及びクラッチの係合／開放の状態を示す。図２（Ｄ）、図２（Ｅ）及び図２（Ｆ）は、それぞれ、クラッチが係合故障した時の、反力モータの電流値の変化、転舵モータの電流値の変化及びクラッチの係合／開放の状態を示す。 図３（Ａ）、図３（Ｂ）及び図３（Ｃ）は、それぞれ、図２（Ａ）、図２（Ｂ）及び図２（Ｃ）に対応する。図３（Ｄ）、図３（Ｅ）及び図３（Ｆ）は、それぞれ、クラッチが開放故障した時の、反力モータの電流値の変化、転舵モータの電流値の変化及びクラッチの係合／開放の状態を示す。 転舵モータを位置保持駆動し、且つ反力モータを位置移動駆動する時の本発明に従う制御装置の動作例を表すフローチャートを示す。 図５（Ａ）、図５（Ｂ）及び図５（Ｃ）は、それぞれ、クラッチが正常な状態で反力モータを位置保持駆動する時の、反力モータの電流値の変化、転舵モータの電流値の変化及びクラッチの係合／開放の状態を示す。図５（Ｄ）、図５（Ｅ）及び図５（Ｆ）は、それぞれ、クラッチが係合故障した時の、反力モータの電流値の変化、転舵モータの電流値の変化及びクラッチの係合／開放の状態を示す。 図６（Ａ）、図６（Ｂ）及び図６（Ｃ）は、それぞれ、図５（Ａ）、図５（Ｂ）及び図５（Ｃ）に対応する。図６（Ｄ）、図６（Ｅ）及び図６（Ｆ）は、それぞれ、クラッチが開放故障した時の、反力モータの電流値の変化、転舵モータの電流値の変化及びクラッチの係合／開放の状態を示す。 反力モータを位置保持駆動し、且つ転舵モータを位置移動駆動する時の本発明に従う制御装置の動作例を表すフローチャートを示す。 図８（Ａ）、図８（Ｂ）及び図８（Ｃ）は、それぞれ、クラッチが正常な状態で転舵モータを位置保持駆動する時の、反力モータの回転速度の変化、転舵モータの回転速度の変化及びクラッチの係合／開放の状態を示す。図５（Ｄ）、図５（Ｅ）及び図５（Ｆ）は、それぞれ、クラッチが係合故障した時の、反力モータの回転速度の変化、転舵モータの回転速度の変化及びクラッチの係合／開放の状態を示す。 図９（Ａ）、図９（Ｂ）及び図９（Ｃ）は、それぞれ、図８（Ａ）、図８（Ｂ）及び図８（Ｃ）に対応する。図８（Ｄ）、図８（Ｅ）及び図８（Ｆ）は、それぞれ、クラッチが開放故障した時の、反力モータの回転速度の変化、転舵モータの回転速度の変化及びクラッチの係合／開放の状態を示す。 図１０（Ａ）、図１０（Ｂ）及び図１０（Ｃ）は、それぞれ、クラッチが正常な状態で転舵モータを位置保持駆動する時の、反力モータの回転速度の変化、転舵モータの電流値の変化及びクラッチの係合／開放の状態を示す。図１０（Ｄ）、図１０（Ｅ）及び図１０（Ｆ）は、それぞれ、クラッチが係合故障した時の、反力モータの回転速度の変化、転舵モータの電流値の変化及びクラッチの係合／開放の状態を示す。 図１１（Ａ）、図１１（Ｂ）及び図１１（Ｃ）は、それぞれ、図１０（Ａ）、図１０（Ｂ）及び図１０（Ｃ）に対応する。図１１（Ｄ）、図１１（Ｅ）及び図１１（Ｆ）は、それぞれ、クラッチが開放故障した時の、反力モータの回転速度の変化、転舵モータの電流値の変化及びクラッチの係合／開放の状態を示す。 転舵モータを位置保持駆動し、且つ反力モータを位置移動駆動する前に、イニシャルチェックの失敗をユーザに報知可能である、本発明に従う制御装置の動作例を表すフローチャートを示す。

以下に説明する最良の実施形態は、本発明を容易に理解するために用いられている。したがって、当業者は、本発明が、以下に説明される実施形態によって不当に限定されないことを留意すべきである。

（車両用ステアリングシステム）
図１は、本発明に従う制御装置１６が適用された車両用ステアリングシステム１０の構成例を示す。図１に示されるように、車両用ステアリングシステム１０（車両用ステアリング装置と呼んでもよい。）は、一例として、自動車等の車両の操舵輪１１の操舵入力が生じる操舵部１２と、左右の転舵車輪１３，１３を転舵する転舵部１４と、操舵部１２と転舵部１４との間に介在しているクラッチ１５（広義には、連結装置）と、制御装置（車両用ステアリング制御装置）１６と、を含む。クラッチ１５が開放状態となる通常時には、操舵部１２と転舵部１４との間が機械的に分離されている。このように、車両用ステアリングシステム１０は、通常時において、クラッチ１５を開放状態とし、操舵輪１１の操舵量に応じて転舵用アクチュエータ３９（広義には、転舵力発生装置）を作動させることにより、左右の転舵車輪１３，１３を転舵する方式、いわゆるステアバイワイヤ式（steer-by-wire、略称「ＳＢＷ」）を採用している。

操舵部１２は、ユーザである例えば運転手が操作する操舵輪１１と、この操舵輪１１に連結されているステアリング軸２１と、操舵輪１１に対して操舵反力（反力トルク）を付加する反力付加アクチュエータ２２（広義には、反力発生装置）と、を含む。この反力付加アクチュエータ２２は、運転者が操舵輪１１の操舵力に抵抗する操舵反力を発生することによって、運転者に操舵感を与える。

図１の例において、反力付加アクチュエータ２２は、操舵反力を発生する反力モータ２３と、操舵反力をステアリング軸２１に伝達する反力伝達機構２４と、を含む。反力モータ２３は、例えば電動モータによって構成される。反力伝達機構２４は、例えばウォームギア機構によって構成される。このウォームギア機構２４（反力伝達機構２４）は、反力モータ２３のモータ軸２３ａに設けられたウォームギヤ２４ａと、ステアリング軸２１に設けられたウォームホイール２４ｂとからなる。反力モータ２３が発生した操舵反力は、反力伝達機構２４を介して、ステアリング軸２１に付加される。

図１の転舵部１４は、ステアリング軸２１に自在軸継手３１，３１及び連結軸３２とによって連結されている入力軸３３と、この入力軸３３にクラッチ１５を介して連結されている出力軸３４と、この出力軸３４に操作力伝達機構３５によって連結されている転舵軸３６と、この転舵軸３６の両端にタイロッド３７，３７及びナックル３８，３８を介して連結されている左右の転舵車輪１３，１３と、転舵軸３６に転舵用動力を付加する転舵用アクチュエータ３９と、を含む。

図１の例において、操作力伝達機構３５は、例えばラックアンドピニオン機構によって構成される。このラックアンドピニオン機構３５（操作力伝達機構３５）は、出力軸３４に設けられたピニオン３５ａと、転舵軸３６に設けられたラック３５ｂとからなる。転舵軸３６は、軸方向（車幅方向）へ移動可能である。

図１の転舵用アクチュエータ３９は、転舵用動力を発生する転舵モータ（転舵動力モータ）４１と、転舵用動力を転舵軸３６に伝達する転舵動力伝達機構４２とからなる。転舵モータ４１が発生した転舵用動力は、転舵動力伝達機構４２によって転舵軸３６に伝達される。この結果、転舵軸３６は車幅方向にスライドする。転舵モータ４１は、例えば電動モータによって構成される。

転舵動力伝達機構４２は、例えばベルト伝動機構４３とボールねじ４４とからなる。ベルト伝動機構４３は、転舵モータ４１のモータ軸４１ａに設けられた駆動プーリ４５と、ボールねじ４４のナットに設けられた従動プーリ４６と、駆動プーリ４５と従動プーリ４６とに掛けられたベルト４７とからなる。ボールねじ４４は、回転運動を直線運動に変換する変換機構の一種であって、転舵モータ４１が発生した駆動力を前記転舵軸３６に伝達する。なお、転舵動力伝達機構４２は、ベルト伝動機構４３とボールねじ４４の構成に限定されるものではなく、例えばウォームギヤ機構やラックアンドピニオン機構であってもよい。

（車両用ステアリング制御装置）
図１に示されるように、制御部と呼んでもよい制御装置（車両用ステアリング制御装置）１６は、一例として、操舵角センサ９１、操舵トルクセンサ９２、モータ回転角センサ（反力モータ回転角センサ）９３、出力軸回転角センサ９４、モータ回転角センサ（転舵モータ回転角センサ）９５、車速センサ９６、ヨーレートセンサ９７、加速度センサ９８、その他の各種センサ９９からそれぞれ検出信号を受けて、クラッチ１５、反力モータ２３、転舵モータ４１及びソレノイド７１に制御信号を発する。

図１の例において、操舵角センサ９１は、操舵輪１１の操舵角を検出する。操舵トルクセンサ９２は、ステアリング軸２１に発生する操舵トルクを検出する。モータ回転角センサ９３は、反力モータ２３の回転角を検出する。出力軸回転角センサ９４は、ピニオン３５ａを有した出力軸３４の回転角を検出する。モータ回転角センサ９５は、転舵モータ４１の回転角を検出する。車速センサ９６は、車両の走行速度を検出する。ヨーレートセンサ９７は、車両のヨー角速度（ヨー運動の角速度）を検出する。加速度センサ９８は、車両の加速度を検出する。

本発明に従う制御装置（車両用ステアリング制御装置）１６では、反力モータ２３及び転舵モータ４１の駆動状態を監視するたけで、入力軸３３とラック３５ｂを機械的に連結可能な連結装置（例えばクラッチ１５）が故障しているか否かを判定することができる。本発明に従う制御装置１６を含むステアリングシステムでは、特許文献１に開示されるようなギャップセンサを備える必要がなく、ステアリングシステムの製造コストを低減することができる。

（第１の実施形態）
図２（Ａ）、図２（Ｂ）及び図２（Ｃ）は、それぞれ、クラッチ１５が正常な状態で転舵モータ４１を位置保持駆動する時の、反力モータ２３の電流値の変化、転舵モータ４１の電流値の変化及びクラッチ１５の係合／開放の状態を示す。図２（Ｃ）に示されるように、例えば車両を始動可能にさせるイグニッションスイッチ（図示せず）がＯＮされる時に、制御装置１６は、クラッチ１５を開放状態から係合状態に切り替える。この時に、図２（Ａ）に示されるように、制御装置１６は、反力モータ２３を制御して、ステアリング軸２１の回転を開始することができる。言い換えれば、クラッチ１５が係合状態である時に、制御装置１６は、ステアリング軸２１の回転を緩やかに開始させるために、反力モータ２３に流れる電流（駆動電流とも言える）の電流値Ｉを例えば線形に又は直線的に増加させ、その後、ステアリング軸２１の回転を継続又は開始させるために、反力モータ２３に流れる、増加した電流値Ｉを例えば一定に維持することができる（図２（Ａ）参照）。

なお、増加した電流値Ｉを一定に維持した状態というのは、例えば反力モータ２３の出力の最大出力であることを例示することができる。電流値が小さく設定される場合と比較して、反力モータ２３の出力を最大出力に設定する一定電流（維持電流）に電流が設定される場合には、確度高く故障を推定することができる。

本発明に従う制御装置１６の特徴の１つは、転舵モータ４１を位置保持駆動することにある。具体的には、制御装置１６は、クラッチ１５が故障しているか否かを判定するために、ラック３５ｂ（つまり、転舵軸３６）の位置が保持されるように、転舵モータ４１を制御することができる。より具体的には、一例として、制御装置１６は、クラッチ１５の係合に伴ってステアリング軸２１が回転するように、反力モータ２３の電流が増加する。しかしながら、転舵モータ４１が位置保持駆動されるので、図２（Ｂ）に示されるように、制御装置１６は、ラック３５ｂの位置が保持されるように、転舵モータ４１に流れる電流（駆動電流とも言える）の電流値Ｉを例えば線形に又は直線的に増加させる。

クラッチ１５が正常な状態である時に、クラッチ１５の係合によって、ステアリング軸２１が回転するように、反力モータ２３の電流が増加するが、転舵モータ４１が位置保持駆動されるので、転舵モータ４１の電流も増加する。したがって、実際には、反力モータ２３の電流が増加する状況であっても、ステアリング軸２１は回転せず、出力軸３４も回転せず、且つ、ラック３５ｂも移動しない。

加えて、図２（Ｂ）に示されるように、制御装置１６は、ラック３５ｂの位置が保持されるように、転舵モータ４１に流れる、増加した電流値Ｉを例えば一定に維持することができる。反力モータ２３に流れる、増加した電流値Ｉが例えば一定に維持される時に、ラック３５ｂの位置が保持されるので、転舵モータ４１に流れる、増加した電流値Ｉも例えば一定に維持されることになる。

次に、図２（Ｃ）に示されるように、その後、制御装置１６は、クラッチ１５を係合状態から開放状態に切り替える。図２（Ａ）に示されるように、反力モータ２３は、ステアリング軸２１の回転を試みている。すなわち、制御装置１６は、ラック３５ｂの位置を保持するために、クラッチ１５が係合状態である時に、転舵モータ４１に流れる、増加した電流値Ｉも例えば一定に維持されることになる（図２（Ｂ）参照）。しかしながら、クラッチ１５が係合状態から開放状態に切り替えられた後は、ステアリング軸２１の回転とは無関係に、制御装置１６は、転舵モータ４１を位置保持駆動すればよい。具体的には、制御装置１６は、転舵モータ４１に流れる、一旦増加した電流値Ｉをクラッチ１５の開放に伴って急激に減少させて、例えば初期値まで戻すことができる（図２（Ｂ）参照）。

このように、転舵モータ４１が位置保持駆動される時に、クラッチ１５の状態（係合／開放）及びステアリング軸２１の状態（停止／回転）とは無関係に、ラック３５ｂの位置が保持される。したがって、左右の転舵車輪１３，１３も動かずに、より一層安全である。

特に、反力モータ２３の出力を最大出力に設定する一定電流（維持電流）に電流が設定される場合であっても、転舵モータ４１が位置保持駆動される時に、左右の転舵車輪１３，１３は、動くことがなく、確度高く故障を推定することができる。加えて、どのような路面（任意の摩擦係数μ）であっても、左右の転舵車輪１３，１３が動かないので、どのような環境（例えば低温下も含む）であっても、安全に故障判定が可能である。

図２（Ａ）〜図２（Ｃ）の状況とは異なり、図２（Ｄ）、図２（Ｅ）及び図２（Ｆ）は、それぞれ、クラッチ１５が係合故障した（開放状態から係合状態に切り替わらない）時の、反力モータ２３の電流値の変化、転舵モータ４１の電流値の変化及びクラッチ１５の係合／開放の状態を示す。図２（Ｅ）に示されるように、クラッチ１５が開放状態から係合状態に切り替えられ、且つ、ステアリング軸２１が回転するように反力モータ２３の電流が増加する時に、制御装置１６は、転舵モータ４１に流れる電流（初期値）を増加させる必要がない（図２（Ｅ）中の矢印Ａ参照）。クラッチ１５が係合故障する状況では、クラッチ１５が係合するように、制御装置１６がクラッチ１５に指示又は制御信号を出力しても、クラッチ１５は開放状態であり続けるので、ステアリング軸２１の回転は、出力軸３４を回転させる力として伝達しない。したがって、ラック３５ｂを移動させる力も存在しない。

言い換えれば、クラッチ１５が開放状態から係合状態に切り替えられた後に、転舵モータ４１が位置保持駆動され、且つ反力モータ２３が位置移動駆動される状態で、制御装置１６は、転舵モータ４１に流れる電流（初期値）が閾値（例えば閾値電流Ｉ１）を超えるか否かを判定することができる。このように、制御装置１６は、転舵モータ４１の電流値Ｉに基づき、クラッチ１５が係合故障しているか否かを判定することができる。

なお、転舵モータ４１に流れる電流が閾値を超えるか否かを判定することの代わりに、制御装置１６は、例えば転舵モータ４１の電流の増加度等の閾値以外の他の値に基づき、クラッチ１５が係合故障しているか否かを判定してもよい。

図３（Ａ）、図３（Ｂ）及び図３（Ｃ）は、それぞれ、図２（Ａ）、図２（Ｂ）及び図２（Ｃ）に対応し、具体的には、クラッチ１５が正常な状態で転舵モータ４１を位置保持駆動する時の、反力モータ２３の電流値の変化、転舵モータ４１の電流値の変化及びクラッチ１５の係合／開放の状態を示す。図３（Ｄ）、図３（Ｅ）及び図３（Ｆ）は、それぞれ、クラッチ１５が開放故障した（係合状態から開放状態に切り替わらない）時の、反力モータ２３の電流値の変化、転舵モータ４１の電流値の変化及びクラッチ１５の係合／開放の状態を示す。

図３（Ｅ）に示されるように、開放故障したクラッチ１５が係合状態から開放状態に切り替えられ、且つ、ステアリング軸２１が回転するように反力モータ２３の電流が維持又は印加される時に、制御装置１６は、ラック３５ｂの位置が保持されるように、転舵モータ４１に流れる電流を維持する必要がある（図３（Ｅ）中の矢印Ｂ参照）。クラッチ１５が開放故障する状況では、クラッチ１５が開放するように、制御装置１６がクラッチ１５に指示又は制御信号を出力しても、クラッチ１５は係合状態であり続けるので、ステアリング軸２１の回転の試みに基づく、出力軸３４を回転させる力が存在する。したがって、ラック３５ｂを移動させない力を維持する必要がある。

言い換えれば、クラッチ１５が係合状態から開放状態に切り替えられた後に、転舵モータ４１が位置保持駆動され、且つ反力モータ２３が位置移動駆動される状態で、制御装置１６は、転舵モータ４１に流れる電流が閾値（例えば閾値電流Ｉ２）を下回るか否かを判定することができる。このように、制御装置１６は、転舵モータ４１の電流値Ｉに基づき、クラッチ１５が開放故障しているか否かを判定することができる。

図４は、転舵モータ４１を位置保持駆動し、且つ反力モータ２３を位置移動駆動する時の本発明に従う制御装置１６の動作例を表すフローチャートを示す。図１の制御装置１６は、例えば各種センサ９９で、或いは、イグニッションスイッチのＯＮ／ＯＦＦに基づく車載バッテリの電圧の変化で、イグニッションスイッチがＯＮされているか否かを判定することができる（図４のステップＳ１参照）。

（クラッチの係合）
図４の例において、イグニッションスイッチがＯＮである時に、制御装置１６は、クラッチ１５を係合させ（ステップＳ２参照）、反力モータ２３及び転舵モータ４１の電源をＯＮすることができる（ステップＳ３参照）。

（転舵モータの位置保持駆動）
図４のステップＳ４に示されるように、制御装置１６は、転舵モータ４１を位置保持駆動する。具体的には、制御装置１６は、例えばモータ回転角センサ（転舵モータ回転角センサ）９５からの出力を入力し、それを監視しながら、転舵モータ４１のモータ軸の回転角が一定に保持されるように、転舵モータ４１を制御することができる。代替的に、制御装置１６は、モータ回転角センサ９５に代えて、或いは、モータ回転角センサ９５に加えて、例えば出力軸回転角センサ９４からの出力を入力・監視しながら、ラック３５ｂの位置が保持されるように、転舵モータ４１の駆動を制御することができる。

（反力モータの位置移動駆動）
図４のステップＳ５に示されるように、制御装置１６は、反力モータ２３を位置移動駆動する。制御装置１６は、一例として、反力モータ２３の電流又は駆動電流の元である設定値又は電流設定値を生成・監視又は参照しながら、反力モータ２３の電流値Ｉを例えば図２（Ａ）のように増加・保持することができる。言い換えれば、制御装置１６は、反力モータ２３の駆動によって、ステアリング軸２１の回転を試みる。

なお、制御装置１６は、ステアリング軸２１の回転が実際に発生しているか否かを判定又は監視するために、例えばモータ回転角センサ（反力モータ回転角センサ）９３及び／又は例えば操舵角センサ９１からの出力を入力・監視しながら、反力モータ２３を位置移動駆動してもよい。

クラッチ１５が係合故障していない時に、ステアリング軸２１の回転の試みに基づく出力軸３４を回転させる力が存在し、したがって、ラック３５ｂを移動させる力が存在するが、制御装置１６は、反力モータ２３を位置移動駆動するので、ラック３５ｂの位置は、保持されることになる。したがって、クラッチ１５が係合故障していない時に、ステアリング軸２１の回転の試みが実行されて、言い換えれば、反力モータ２３の位置移動駆動が実行されても、ステアリング軸２１の位置（回転角）は、保持されることになる。

（クラッチ係合故障の判定）
図４のステップＳ６に示されるように、制御装置１６は、一例として、転舵モータ４１に流れる電流又は駆動電流が、反力モータ２３に流れる電流又は駆動電流の増加に起因して、増加するか否かを判定することができる。例えば図２（Ｂ）に示されるように、転舵モータ４１に流れる電流又は駆動電流の電流値Ｉが増加する時に、或いは、閾値（例えば閾値電流Ｉ１）を超える時に、制御装置１６は、クラッチ１５が係合故障していないことを判定することができる。このように、制御装置１６は、転舵モータ４１が位置保持駆動され、且つ反力モータ２３が位置移動駆動される時に、転舵モータ４１の電流値Ｉに基づき、クラッチ１５が故障しているか否を判定することができる（図４のステップＳ６参照）。

（クラッチの開放）
クラッチ１５が故障していない時に、制御装置１６は、例えば図２（Ｃ）に示されるように、クラッチ１５を開放させることができる（図４のステップＳ７参照）。

（クラッチ開放故障の判定）
図４のステップＳ８に示されるように、制御装置１６は、一例として、転舵モータ４１に流れる電流又は駆動電流が、クラッチ１５の開放に起因して、減少するか否かを判定することができる。例えば図２（Ｂ）に示されるように、転舵モータ４１に流れる電流又は駆動電流の電流値Ｉが減少する時に、或いは、閾値（例えば閾値電流Ｉ１）を下回る又は初期値に戻る時に、制御装置１６は、クラッチ１５が開放故障していないことを判定することができる。このように、制御装置１６は、転舵モータ４１が位置保持駆動され、且つ反力モータ２３が位置移動駆動される時に、転舵モータ４１の電流値Ｉに基づき、クラッチ１５が故障しているか否を判定することができる（図４のステップＳ８参照）。

（通常制御）
図４のステップＳ９に示されるように、クラッチ１５が係合故障しておらず、且つ、クラッチ１５が開放故障していない時に、クラッチ１５が正常であることを判定又は確定し、その後に、制御装置１６は、車両用ステアリングシステム１０の通常制御を実行することができる。言い換えれば、クラッチ１５が正常であることを確定した後に、制御装置１６は、ステアバイワイヤ式のステアリング制御を実行することができる。

（フェール処理）
図４のステップＳ６を実行した結果、例えば図２（Ｅ）に示されるように、転舵モータ４１に流れる電流又は駆動電流の電流値Ｉが一定である時に、或いは、閾値（例えば閾値電流Ｉ１）を超えない時に、制御装置１６は、クラッチ１５が係合故障していることを判定することができる。同様に、図４のステップＳ８を実行した結果、例えば図３（Ｅ）に示されるように、転舵モータ４１に流れる電流又は駆動電流の電流値Ｉが減少しない時に、或いは、閾値（例えば閾値電流Ｉ２又はＩ１）を超えている時に、制御装置１６は、クラッチ１５が開放故障していることを判定することができる。

図４のステップＳ１０に示されるように、クラッチ１５が故障している時に、具体的には、例えばクラッチ１５が係合故障している時に、制御装置１６は、運転手へのクラッチ１５の故障検知を行うフェール処理を実行することができる。その後、制御装置１６は、車両用ステアリングシステム１０を停止させることができる。

なお、図４のステップＳ６を実行した結果、クラッチ１５が係合故障していることを判定し、ステップＳ１０を実行するのではなく、クラッチ１５が係合故障している時も、制御装置１６は、ステップＳ７及びＳ８を実行し、クラッチ１５が開放故障しているか否かを判定することができる。クラッチ１５が係合される期間及びクラッチ１５が開放される期間の双方において、クラッチ１５の係合故障及び開放故障の双方の存在を確認することによって、制御装置１６は、転舵モータ４１の誤作動又は反力モータ２３の誤作動ではなく、クラッチ１５が正常であることを確度高く推定することができる。

第１の実施形態では、クラッチ１５の係合非故障（正常）及び開放非故障（正常）の双方の存在を確認することによって、確度高く、クラッチ１５が正常であると言える。

（車両発進禁止）
好ましくは、図４のステップＳ１１に示されるように、制御装置１６は、車両発進禁止処理を実行し、或いは、車両の発進を管理又は制御する他の電子制御ユニット又はメイン制御ユニットに車両発進禁止を実行させるための指示を送信することができる。

（第２の実施形態）
図５（Ａ）、図５（Ｂ）及び図５（Ｃ）は、それぞれ、クラッチ１５が正常な状態で反力モータ２３を位置保持駆動する時の、反力モータ２３の電流値の変化、転舵モータ４１の電流値の変化及びクラッチ１５の係合／開放の状態を示す。図５（Ｃ）に示されるように、例えば、イグニッションスイッチがＯＮされる時に、制御装置１６は、クラッチ１５を開放状態から係合状態に切り替える。この時に、図５（Ｂ）に示されるように、制御装置１６は、転舵モータ４１を制御して、ラック３５ｂ（出力軸３４）の移動（回転）を開始することができる。言い換えれば、クラッチ１５が係合状態である時に、制御装置１６は、出力軸３４の回転を緩やかに開始させるために、転舵モータ４１に流れる電流（駆動電流とも言える）の電流値Ｉを例えば線形に又は直線的に増加させ、その後、出力軸３４の回転を継続又は開始させるために、転舵モータ４１に流れる、増加した電流値Ｉを例えば一定に維持することができる（図５（Ｂ）参照）。

なお、増加した電流値Ｉを一定に維持した状態というのは、例えば転舵モータ４１の出力の最大出力であることを例示することができる。電流値が小さく設定される場合と比較して、転舵モータ４１の出力を最大出力に設定する一定電流（維持電流）に電流が設定される場合には、確度高く故障を推定することができる。

第２の実施形態では、本発明に従う制御装置１６の特徴の１つは、反力モータ２３を位置保持駆動することにある。具体的には、制御装置１６は、クラッチ１５が故障しているか否かを判定するために、ステアリング軸２１の位置（回転角）が保持されるように、反力モータ２３を制御することができる。より具体的には、一例として、制御装置１６は、クラッチ１５の係合に伴って出力軸３４（ラック３５ｂ）が回転（移動）するように、転舵モータ４１の電流が増加する。しかしながら、反力モータ２３が位置保持駆動されるので、図５（Ａ）に示されるように、制御装置１６は、ステアリング軸２１の回転角が保持されるように、反力モータ２３に流れる電流（駆動電流とも言える）の電流値Ｉを例えば線形に又は直線的に増加させる。

クラッチ１５が正常な状態である時に、クラッチ１５の係合によって、ラック３５ｂが移動するように、転舵モータ４１の電流が増加するが、反力モータ２３が位置保持駆動されるので、反力モータ２３の電流も増加する。したがって、実際には、転舵モータ４１の電流が増加する状況であっても、ラック３５ｂは移動せず、出力軸３４も回転せず、且つ、ステアリング軸２１も回転しない。

加えて、図５（Ａ）に示されるように、制御装置１６は、ステアリング軸２１の位置（回転角）が保持されるように、反力モータ２３に流れる、増加した電流値Ｉを例えば一定に維持することができる。転舵モータ４１に流れる、増加した電流値Ｉが例えば一定に維持される時に、ステアリング軸２１の回転角が保持されるので、反力モータ２３に流れる、増加した電流値Ｉも例えば一定に維持されることになる。

次に、図５（Ｃ）に示されるように、その後、制御装置１６は、クラッチ１５を係合状態から開放状態に切り替える。図５（Ｂ）に示されるように、転舵モータ４１は、ラック３５ｂの移動を試みている。すなわち、制御装置１６は、ステアリング軸２１の回転角を保持するために、クラッチ１５が係合状態である時に、反力モータ２３に流れる、増加した電流値Ｉも例えば一定に維持されることになる（図５（Ａ）参照）。しかしながら、クラッチ１５が係合状態から開放状態に切り替えられた後は、ラック３５ｂの移動とは無関係に、制御装置１６は、ステアリング軸２１を位置保持駆動すればよい。具体的には、制御装置１６は、反力モータ２３に流れる、一旦増加した電流値Ｉをクラッチ１５の開放に伴って急激に減少させて、例えば初期値まで戻すことができる（図５（Ａ）参照）。

このように、ステアリング軸２１が位置保持駆動される時に、クラッチ１５の状態（係合／開放）及びラック３５ｂの状態（停止／移動）とは無関係に、ステアリング軸２１の位置が保持される。

図５（Ａ）〜図５（Ｃ）の状況とは異なり、図５（Ｄ）、図５（Ｅ）及び図５（Ｆ）は、それぞれ、クラッチ１５が係合故障した時の、反力モータ２３の電流値の変化、転舵モータ４１の電流値の変化及びクラッチ１５の係合／開放の状態を示す。

図５（Ｄ）に示されるように、クラッチ１５が開放状態から係合状態に切り替えられ、且つ、ラック３５ｂが移動するように転舵モータ４１の電流が増加する時に、制御装置１６は、反力モータ２３に流れる電流（初期値）を増加させる必要がない（図５（Ｄ）中の矢印Ａ’参照）。クラッチ１５が係合故障する状況では、クラッチ１５が係合するように、制御装置１６がクラッチ１５に指示又は制御信号を出力しても、クラッチ１５は開放状態であり続けるので、ラック３５ｂ（出力軸３４）の移動（回転）は、ステアリング軸２１を回転させる力として伝達しないからである。

言い換えれば、クラッチ１５が開放状態から係合状態に切り替えられた後に、反力モータ２３が位置保持駆動され、且つ転舵モータ４１が位置移動駆動される状態で、制御装置１６は、反力モータ２３に流れる電流（初期値）が閾値（例えば閾値電流Ｉ１）を超えるか否かを判定することができる。このように、制御装置１６は、反力モータ２３の電流値Ｉに基づき、クラッチ１５が係合故障しているか否かを判定することができる。

なお、反力モータ２３に流れる電流が閾値を超えるか否かを判定することの代わりに、制御装置１６は、例えば反力モータ２３の電流の増加度等の閾値以外の他の値に基づき、クラッチ１５が係合故障しているか否かを判定してもよい。

図６（Ａ）、図６（Ｂ）及び図６（Ｃ）は、それぞれ、図５（Ａ）、図５（Ｂ）及び図５（Ｃ）に対応し、具体的には、クラッチ１５が正常な状態で転舵モータ４１を位置保持駆動する時の、反力モータ２３の電流値の変化、転舵モータ４１の電流値の変化及びクラッチ１５の係合／開放の状態を示す。図６（Ｄ）、図６（Ｅ）及び図６（Ｆ）は、それぞれ、クラッチ１５が開放故障した時の、反力モータ２３の電流値の変化、転舵モータ４１の電流値の変化及びクラッチ１５の係合／開放の状態を示す。

図６（Ｄ）に示されるように、開放故障したクラッチ１５が係合状態から開放状態に切り替えられ、且つ、ラック３５ｂ（出力軸３４）が移動（回転）するように転舵モータ４１の電流が維持又は印加される時に、制御装置１６は、ステアリング軸２１の回転角が保持されるように、反力モータ２３に流れる電流を維持する必要がある（図６（Ｄ）中の矢印Ｂ’参照）。クラッチ１５が開放故障する状況では、クラッチ１５が開放するように、制御装置１６がクラッチ１５に指示又は制御信号を出力しても、クラッチ１５は係合状態であり続けるので、ラック３５ｂの移動の試みに基づく、出力軸３４を回転させる力が存在する。したがって、ステアリング軸２１を回転させない力を維持する必要がある。

言い換えれば、クラッチ１５が係合状態から開放状態に切り替えられた後に、反力モータ２３が位置保持駆動され、且つ転舵モータ４１が位置移動駆動される状態で、制御装置１６は、反力モータ２３に流れる電流が閾値（例えば閾値電流Ｉ２）を下回るか否かを判定することができる。このように、制御装置１６は、反力モータ２３の電流値Ｉに基づき、クラッチ１５が開放故障しているか否かを判定することができる。

図７は、反力モータ２３を位置保持駆動し、且つ転舵モータ４１を位置移動駆動する時の本発明に従う制御装置の動作例を表すフローチャートを示す。図１の制御装置１６は、イグニッションスイッチがＯＮされているか否かを判定することができる（図７のステップＳ２１参照）。

（クラッチの係合）
図７の例において、イグニッションスイッチがＯＮである時に、制御装置１６は、クラッチ１５を係合させ（ステップＳ２２参照）、反力モータ２３及び転舵モータ４１の電源をＯＮすることができる（ステップＳ２３参照）。なお、例えば図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示されるように、イグニッションスイッチがＯＮである前から、制御装置１６は、反力モータ２３及び転舵モータ４１の電源をＯＮし、例えば初期値又はステアリング軸２１及びラック３５ｂが動かない程度の微量の電流を流してもよい。

（反転モータの位置保持駆動）
図７のステップＳ２４に示されるように、制御装置１６は、反力モータ２３を位置保持駆動する。具体的には、制御装置１６は、例えばモータ回転角センサ（反力モータ回転角センサ）９３からの出力を入力し、それを監視しながら、反力モータ２３のモータ軸の回転角が一定に保持されるように、反力モータ２３を制御することができる。代替的に、制御装置１６は、モータ回転角センサ９３に代えて、或いは、モータ回転角センサ９３に加えて、例えば操舵角センサ９１からの出力を入力・監視しながら、ステアリング軸２１ｂの位置（回転角）が保持されるように、転舵モータ４１の駆動を制御することができる。

（転舵モータの位置移動駆動）
図７のステップＳ２５に示されるように、制御装置１６は、転舵モータ４１を位置移動駆動する。制御装置１６は、一例として、転舵モータ４１の電流又は駆動電流の元である設定値又は電流設定値を生成・監視又は参照しながら、転舵モータ４１の電流値Ｉを例えば図５（Ｂ）のように増加・保持することができる。言い換えれば、制御装置１６は、転舵モータ４１の駆動によって、ラック３５ｂ（出力軸３４）の移動（回転）を試みる。

なお、制御装置１６は、ラック３５ｂの移動が実際に発生しているか否かを判定又は監視するために、例えばモータ回転角センサ（駆動モータ回転角センサ）９５及び／又は例えば出力軸回転角センサ９４からの出力を入力・監視しながら、転舵モータ４１を位置移動駆動してもよい。

クラッチ１５が係合故障していない時に、ラック３５ｂの移動の試みに基づく出力軸３４を回転させる力が存在し、したがって、ステアリング軸２１を回転させる力が存在するが、制御装置１６は、反力モータ２３を位置移動駆動するので、ステアリング軸２１の位置（回転角）は、保持されることになる。したがって、クラッチ１５が係合故障していない時に、ラック３５ｂの移動の試みが実行されて、言い換えれば、転舵モータ４１の位置移動駆動が実行されても、ラック３５ｂ（出力軸３４）の位置（回転角）は、保持されることになる。

（クラッチ係合故障の判定）
図７のステップＳ２６に示されるように、制御装置１６は、一例として、反力モータ２３に流れる電流又は駆動電流が、転舵モータ４１に流れる電流又は駆動電流の増加に起因して、増加するか否かを判定することができる。例えば図５（Ａ）に示されるように、反力モータ２３に流れる電流又は駆動電流の電流値Ｉが増加する時に、或いは、閾値（例えば閾値電流Ｉ１）を超える時に、制御装置１６は、クラッチ１５が係合故障していないことを判定することができる。このように、制御装置１６は、反力モータ２３が位置保持駆動され、且つ転舵モータ４１が位置移動駆動される時に、反力モータ２３の電流値Ｉに基づき、クラッチ１５が故障しているか否を判定することができる（図７のステップＳ２６参照）。

（クラッチの開放）
クラッチ１５が故障していない時に、制御装置１６は、例えば図５（Ｃ）に示されるように、クラッチ１５を開放させることができる（図７のステップＳ２７参照）。

（クラッチ開放故障の判定）
図７のステップＳ２８に示されるように、制御装置１６は、一例として、反力モータ２３に流れる電流又は駆動電流が、クラッチ１５の開放に起因して、減少するか否かを判定することができる。例えば図５（Ａ）に示されるように、転舵モータ４１に流れる電流又は駆動電流の電流値Ｉが減少する時に、或いは、閾値（例えば閾値電流Ｉ１）を下回る又は初期値に戻る時に、制御装置１６は、クラッチ１５が開放故障していないことを判定することができる。このように、制御装置１６は、反力モータ２３が位置保持駆動され、且つ転舵モータ４１が位置移動駆動される時に、反力モータ２３の電流値Ｉに基づき、クラッチ１５が故障しているか否を判定することができる（図７のステップＳ２８参照）。

図７のステップＳ２９に示されるように、クラッチ１５が係合故障しておらず、且つ、クラッチ１５が開放故障していない時に、クラッチ１５が正常であることを判定又は確定し、その後に、制御装置１６は、車両用ステアリングシステム１０の通常制御を実行することができる。

図７のステップＳ２６を実行した結果、例えば図５（Ｄ）に示されるように、反力モータ２３に流れる電流又は駆動電流の電流値Ｉが一定である時に、或いは、閾値（例えば閾値電流Ｉ１）を超えない時に、制御装置１６は、クラッチ１５が係合故障していることを判定することができる。同様に、図７のステップＳ２８を実行した結果、例えば図６（Ｄ）に示されるように、反力モータ２３に流れる電流又は駆動電流の電流値Ｉが減少しない時に、或いは、閾値（例えば閾値電流Ｉ２又はＩ１）を超えている時に、制御装置１６は、クラッチ１５が開放故障していることを判定することができる。

第２の実施形態では、クラッチ１５の係合非故障（正常）及び開放非故障（正常）の双方の存在を確認することによって、制御装置１６は、クラッチ１５が正常であることを確度高く推定することができる。

（第３の実施形態）
図８（Ａ）、図８（Ｂ）及び図８（Ｃ）は、それぞれ、クラッチ１５が正常な状態で転舵モータ４１を位置保持駆動する時の、反力モータ２３の回転速度の変化、転舵モータ４１の回転速度の変化及びクラッチ１５の係合／開放の状態を示す。図８（Ｃ）に示されるように、例えば、イグニッションスイッチがＯＮされる時に、制御装置１６は、クラッチ１５を開放状態から係合状態に切り替える。

この時に、制御装置１６は、反力モータ２３を制御して、ステアリング軸２１の回転を開始することができる。言い換えれば、クラッチ１５が係合状態である時に、制御装置１６は、ステアリング軸２１の回転を緩やかに開始させるために、例えば図２（Ａ）に示されるように、反力モータ２３に流れる電流（駆動電流とも言える）の電流値Ｉを例えば線形に又は直線的に増加させ、その後、ステアリング軸２１の回転を継続又は開始させるために、反力モータ２３に流れる、増加した電流値Ｉを例えば一定に維持することができる。なお、制御装置１６は、反力モータ２３を電圧駆動して、ステアリング軸２１の回転を試みてもよい。

第３の実施形態に従う制御装置１６の特徴の１つは、転舵モータ４１を位置保持駆動することにある。具体的には、制御装置１６は、クラッチ１５が故障しているか否かを判定するために、ラック３５ｂ（出力軸３４）の位置（回転角）が保持されるように、転舵モータ４１を制御することができる。より具体的には、一例として、制御装置１６は、転舵モータ４１の駆動を開始し、ステアリング軸２１の回転を試みても、反力モータ２３が位置保持駆動されるので、図８（Ｂ）に示されるように、転舵モータ４１の回転速度ωはゼロである。なお、転舵モータ４１の回転速度ωがゼロである時に、転舵モータ４１の回転角は一定である。

クラッチ１５が正常な状態である時に、クラッチ１５の係合によって、ステアリング軸２１が回転するように、反力モータ２３が駆動されるが、転舵モータ４１が位置保持駆動されるので、転舵モータ４１の回転速度ωはゼロであり、したがって、図８（Ａ）に示されるように、反力モータ２３の回転速度ωもゼロである。ここで、反力モータ２３の回転速度ωがゼロである時に、反力モータ２３の回転角は一定である。したがって、実際には、反力モータ２３が駆動される状況であっても、ステアリング軸２１は回転せず、出力軸３４も回転せず、且つ、ラック３５ｂも移動しない。

次に、図８（Ｃ）に示されるように、その後、制御装置１６は、クラッチ１５を係合状態から開放状態に切り替える。この時に、反力モータ２３は、ステアリング軸２１の回転を試みている。したがって、クラッチ１５が係合状態から開放状態に切り替えられた後は、転舵モータ４１の位置保持駆動とは無関係に、制御装置１６は、ステアリング軸２１を回転させるために、反力モータ２３を駆動させる。

このように、反力モータ２３が駆動される時に、図８（Ａ）に示されるように、反力モータ２３の回転速度ωは、例えば線形に又は直線的に増加し、その後、例えば一定に維持される。

なお、増加した回転速度ωを一定に維持した状態というのは、例えば反力モータ２３の出力の最大出力であることを例示することができる。回転速度が小さく設定される場合と比較して、反力モータ２３の出力を最大出力に設定する一定回転速度（維持回転速度）に回転速度が設定される場合には、確度高く故障を推定することができる。

図８（Ａ）〜図８（Ｃ）の状況とは異なり、図８（Ｄ）、図８（Ｅ）及び図８（Ｆ）は、それぞれ、クラッチ１５が係合故障した時の、反力モータ２３の回転速度の変化、転舵モータ４１の回転速度の変化及びクラッチ１５の係合／開放の状態を示す。図８（Ｄ）に示されるように、クラッチ１５が開放状態から係合状態に切り替えられ、且つ、ステアリング軸２１が回転するように反力モータ２３が駆動される時に、反力モータ２３の回転速度ωは、例えば線形に又は直線的に増加する（図８（Ｄ）中の矢印Ｃ参照）。

言い換えれば、クラッチ１５が開放状態から係合状態に切り替えられた後に、転舵モータ４１が位置保持駆動され、且つ反力モータ２３が位置移動駆動される状態で、制御装置１６は、反力モータ２３の回転速度ω（初期値）が閾値（例えば閾値回転速度ω１又はω２）を超えるか否かを判定することができる。このように、制御装置１６は、反力モータ２３の回転速度ωに基づき、クラッチ１５が係合故障しているか否かを判定することができる。なお、制御装置１６は、反力モータ２３の回転速度ωの代わりに、反力モータ２３の回転角に基づき、クラッチ１５が係合故障しているか否かを判定してもよい。

加えて、図８（Ｄ）に示されるように、制御装置１６は、一例として、反力モータ２３の回転速度ωを初期値から目標値に増加させて、その目標値で一定に維持することができる。例えばクラッチ１５の係合故障を判定し、クラッチ１５を係合状態から開放状態に切り替える時に、制御装置１６は、一例として、反力モータ２３の回転速度ωを初期値に戻す又は反力モータ２３の駆動を停止することができる（図８（Ｄ）及び図８（Ｆ）参照）。

図９（Ａ）、図９（Ｂ）及び図９（Ｃ）は、それぞれ、図８（Ａ）、図８（Ｂ）及び図８（Ｃ）に対応し、具体的には、クラッチ１５が正常な状態で転舵モータ４１を位置保持駆動する時の、反力モータ２３の回転速度の変化、転舵モータ４１の回転速度の変化及びクラッチ１５の係合／開放の状態を示す。図９（Ｄ）、図９（Ｅ）及び図９（Ｆ）は、それぞれ、クラッチ１５が開放故障した時の、反力モータ２３の回転速度の変化、転舵モータ４１の回転速度の変化及びクラッチ１５の係合／開放の状態を示す。

図９（Ｄ）に示されるように、開放故障の状態にあるクラッチ１５が係合状態から開放状態に切り替えられ、且つ、ステアリング軸２１が回転するように反力モータ２３が駆動される時に、制御装置１６は、ラック３５ｂの位置が保持されるように、転舵モータ４１を駆動している。したがって、クラッチ１５が開放故障する状況では、クラッチ１５が開放するように、制御装置１６がクラッチ１５に指示又は制御信号を出力しても、クラッチ１５は係合状態であり続けるので、反力モータ２３の回転速度ωは、増加しないで、初期値のままである（図９（Ｄ）中の矢印Ｄ参照）。

言い換えれば、クラッチ１５が係合状態から開放状態に切り替えられた後に、転舵モータ４１が位置保持駆動され、且つ反力モータ２３が位置移動駆動される状態で、制御装置１６は、反力モータ２３の回転速度ωが閾値（例えば閾値回転速度ω１）を下回るか否かを判定することができる。このように、制御装置１６は、反力モータ２３の回転速度ωに基づき、クラッチ１５が開放故障しているか否かを判定することができる。

第３の実施形態では、クラッチ１５の係合非故障（正常）及び開放非故障（正常）の双方の存在を確認することによって、制御装置１６は、クラッチ１５が正常であることを確度高く推定することができる。

（第４の実施形態）

図１０（Ａ）、図１０（Ｂ）及び図１０（Ｃ）は、それぞれ、クラッチ１５が正常な状態で転舵モータ４１を位置保持駆動する時の、反力モータ２３の回転速度の変化、転舵モータ４１の電流値の変化及びクラッチ１５の係合／開放の状態を示す。図１０（Ｃ）に示されるように、例えば、イグニッションスイッチがＯＮされる時に、制御装置１６は、クラッチ１５を開放状態から係合状態に切り替える。

この時に、制御装置１６は、反力モータ２３を制御して、ステアリング軸２１の回転を開始することができる。言い換えれば、クラッチ１５が係合状態である時に、制御装置１６は、ステアリング軸２１の回転を緩やかに開始させるために、例えば図２（Ａ）に示されるように、反力モータ２３に流れる電流（駆動電流とも言える）の電流値Ｉを例えば線形に又は直線的に増加させ、その後、ステアリング軸２１の回転を継続又は開始させるために、反力モータ２３に流れる、増加した電流値Ｉを例えば一定に維持することができる。なお、制御装置１６は、反力モータ２３を電圧駆動して、ステアリング軸２１の回転を試みてもよい。

第４の実施形態に従う制御装置１６の特徴の１つは、転舵モータ４１を位置保持駆動することにある。具体的には、制御装置１６は、クラッチ１５が故障しているか否かを判定するために、ラック３５ｂ（出力軸３４）の位置（回転角）が保持されるように、転舵モータ４１を制御することができる。より具体的には、一例として、制御装置１６は、転舵モータ４１の駆動を開始し、ステアリング軸２１の回転を試みても、転舵モータ４１が位置保持駆動されるので、図１０（Ｂ）に示されるように、転舵モータ４１の電流値Ｉは、反力モータ２３の駆動に応じて、増加する。

クラッチ１５が正常な状態である時に、クラッチ１５の係合によって、ステアリング軸２１が回転するように、反力モータ２３が駆動されるが、転舵モータ４１が位置保持駆動されるので、図１０（Ａ）に示されるように、反力モータ２３の回転速度ωは、ゼロである。ここで、反力モータ２３の回転速度ωがゼロである時に、反力モータ２３の回転角は一定である。したがって、実際には、反力モータ２３が駆動される状況であっても、ステアリング軸２１は回転せず、出力軸３４も回転せず、且つ、ラック３５ｂも移動しない。

次に、図１０（Ｃ）に示されるように、その後、制御装置１６は、クラッチ１５を係合状態から開放状態に切り替える。この時に、反力モータ２３は、ステアリング軸２１の回転を試みている。したがって、クラッチ１５が係合状態から開放状態に切り替えられた後は、転舵モータ４１の位置保持駆動の影響がなくなり、したがって、反力モータ２３の回転速度ωは、ゼロ（初期値）から増加する（図１０（Ａ）参照）。

このように、反力モータ２３が駆動される時に、図１０（Ａ）に示されるように、反力モータ２３の回転速度ωは、例えば線形に又は直線的に増加し、その後、例えば一定に維持される。

図１０（Ａ）〜図１０（Ｃ）の状況とは異なり、図１０（Ｄ）、図１０（Ｅ）及び図１０（Ｆ）は、それぞれ、クラッチ１５が係合故障（具体的には、これに限定されないが、例えば不完全係合故障）した時の、反力モータ２３の回転速度の変化、転舵モータ４１の電流値の変化及びクラッチ１５の係合／開放の状態を示す。ここで、「不完全係合故障」とは、クラッチ１５が開放状態から係合状態へ完全には切り替わらない状況のことである。この不完全係合故障の場合には、クラッチ１５の係合力は、完全に係合している状態に比べて低下する。図１０（Ｄ）に示されるように、クラッチ１５が開放状態から係合状態に切り替えられ、且つ、ステアリング軸２１が回転するように反力モータ２３が駆動される時に、転舵モータ４１の電流値Ｉは、例えば線形に又は直線的に増加し（図１０（Ｅ）中の矢印Ｅ１参照）、反力モータ２３の回転速度ωも、例えば線形に又は直線的に増加する（図１０（Ｄ）中の矢印Ｅ２参照）。

言い換えれば、クラッチ１５が開放状態から係合状態に切り替えられた後に、転舵モータ４１が位置保持駆動され、且つ反力モータ２３が位置移動駆動される状態で、制御装置１６は、転舵モータ４１の電流値Ｉ（初期値）が２つの閾値（例えば閾値電流Ｉ１及びＩ２）を超えるか否かを判定することができる。図１０（Ｅ）の例において、クラッチ１５が例えば不完全係合故障であるので、言い換えれば、例えば摩擦式のクラッチ１５の係合力（摩擦力）が例えば経時変化によって劣化しているので、転舵モータ４１の電流値Ｉ（初期値）は、閾値電流Ｉ１を超えても閾値電流Ｉ２を超えることができない（図１０（Ｅ）中の矢印Ｅ１参照）。同様に、図１０（Ｄ）の例において、クラッチ１５が例えば不完全係合故障であるので、反力モータ２３の回転速度ω（初期値）は、閾値回転数ω１を超えても閾値回転数ω２を超えることができない（図１０（Ｄ）中の矢印Ｅ２参照）。

このように、制御装置１６は、転舵モータ４１の電流値Ｉと反力モータ２３の回転速度ωとに基づき、クラッチ１５が係合故障しているか否かを判定することができる。好ましくは、制御装置１６は、クラッチ１５の劣化による係合故障の有無を判定することができる。

図１１（Ａ）、図１１（Ｂ）及び図１１（Ｃ）は、それぞれ、図１０（Ａ）、図１０（Ｂ）及び図１０（Ｃ）に対応し、具体的には、クラッチ１５が正常な状態で転舵モータ４１を位置保持駆動する時の、反力モータ２３の回転速度の変化、転舵モータ４１の電流値の変化及びクラッチ１５の係合／開放の状態を示す。図１１（Ｄ）、図１１（Ｅ）及び図１１（Ｆ）は、それぞれ、クラッチ１５が開放故障（具体的には、不完全開放故障）した時の、反力モータ２３の回転速度の変化、転舵モータ４１の電流値の変化及びクラッチ１５の係合／開放の状態を示す。ここで、「不完全開放故障」とは、クラッチ１５が係合状態から開放状態へ完全には切り替わらない状況のことである。この不完全開放故障の場合には、クラッチ１５の係合力はゼロ（零）にはならない。

図１１（Ｅ）に示されるように、クラッチ１５が係合状態から開放状態に切り替えられ、且つ、ステアリング軸２１が回転するように反力モータ２３が駆動される時に、転舵モータ４１の電流値Ｉは、減少し（図１１（Ｅ）中の矢印Ｆ１参照）、反力モータ２３の回転速度ωは、増加する（図１１（Ｄ）中の矢印Ｆ２参照）。

言い換えれば、クラッチ１５が係合状態から開放状態に切り替えられた後に、転舵モータ４１が位置保持駆動され、且つ反力モータ２３が位置移動駆動される状態で、制御装置１６は、転舵モータ４１の電流値Ｉ（初期値）が２つの閾値（例えば閾値電流Ｉ１及びＩ２）を下回るか否かを判定することができる。図１１（Ｅ）の例において、クラッチ１５が例えば不完全開放故障であるので、言い換えれば、例えば摩擦式のクラッチ１５の係合力（摩擦力）が例えば経時変化によって劣化しているので、転舵モータ４１の電流値Ｉは、閾値電流Ｉ２を下回っても閾値電流Ｉ１を下回ることができない（図１１（Ｅ）中の矢印Ｆ１参照）。同様に、図１１（Ｄ）の例において、クラッチ１５が例えば不完全係合故障であるので、反力モータ２３の回転速度ωは、閾値回転数ω１を超えても閾値回転数ω２を超えることができない（図１１（Ｄ）中の矢印Ｆ２参照）。

このように、制御装置１６は、転舵モータ４１の電流値Ｉと反力モータ２３の回転速度ωとに基づき、クラッチ１５が開放故障しているか否かを判定することができる。好ましくは、制御装置１６は、クラッチ１５の劣化による開放故障の有無を判定することができる。

第４の実施形態では、クラッチ１５の係合故障（異常）及び開放故障（異常）の時に、反力モータ２３の回転速度ωと転舵モータ４１の電流値Ｉの、両方の関連値をみることによって、制御装置１６は、クラッチ１５が異常であることを確度高く推定することができる。言い換えると、第４の実施形態では、クラッチ１５の係合故障（異常）及び開放故障（異常）の双方の存在を確認することによって、制御装置１６は、クラッチ１５が異常であることを確度高く推定することができる。

なお、第４の実施形態では、係合不完全故障や不完全開放故障の推定について説明をしたが、当然のことながら、通常の係合故障や開放故障の推定にも、同様に用いることができる。

（変形例１）
第４の実施形態に従う制御装置１６の特徴の１つは、転舵モータ４１を位置保持駆動することにある。しかしながら、第２の実施形態と同様に、第４の実施形態に従う制御装置１６は、転舵モータ４１ではなく、反力モータ２３を位置保持駆動してもよい。この場合において、反力モータ２３の電流値Ｉと転舵モータ４１の回転速度ωとに基づき、クラッチ１５が係合故障及び／又は開放故障しているか否かを判定することができる。好ましくは、制御装置１６は、クラッチ１５の劣化による係合故障及び／又は開放故障の有無を判定することができる。

（変形例２）
第１〜第４の実施形態及び変形例１等の変形例に従う制御装置１６では、イニシャルチェックの失敗をユーザに報知可能である。言い換えれば、ユーザの手が操舵輪１１等のステアリングハンドルに触れている等のクラッチ１５の故障判定に悪影響を及ぼすおそれがある時に、制御装置１６は、その故障判定を実施しない又はその実施を中止又は延期することができる。

具体的には、例えば図４のステップＳ１とＳ２との間に、制御装置１６は、クラッチ１５の故障判定を実施するか否かを追加し、実施しない場合に、その旨をユーザに報知することができる。以下に、図１２を用いて説明する。

図１２は、転舵モータ４１を位置保持駆動し、且つ反力モータ２３を位置移動駆動する前に、イニシャルチェックの失敗をユーザに報知可能である、本発明に従う制御装置１６の動作例を表すフローチャートを示す。制御装置１６は、図１２のステップＳ４１でイグニッションスイッチのＯＮを確認後、ユーザが操舵輪１１を操作しているか否かを判定するために、例えば操舵トルクセンサ９２の出力を入力し、それを監視することができる（図１２のステップＳ４２参照）。操舵トルクセンサ９２の出力に基づき、ユーザが操舵輪１１からその手を放している時に、制御装置１６は、図４のステップＳ２〜Ｓ１１と同様に、図１２のステップＳ４３〜Ｓ５２を実行することができる。

なお、操舵トルクセンサ９２の代わりに、操舵輪１１に設けられたタッチセンサ（図示せず）、車室内に設けられたカメラ（図示せず）等の他の検出部で、ユーザの手放しが判定されてもよい。また、手放しの判定は、図１２のステップＳ４３〜Ｓ４９の実行中に、実施されてもよい。

例えばイグニッションスイッチがＯＮされた直後から、ユーザによって操舵輪１１が操作されている時に、制御装置１６は、一例として、例えば図１２のステップＳ５３、Ｓ５４及びＳ５６で示されるように、ｔｎをカウントアップし、ｔｎが例えば０（初期値）からｎまでインクリメントされるまで、ユーザが操舵輪１１からその手を放していないこと、即ちイニシャルチェックの失敗をユーザに報知することができる。具体的には、制御装置１６は、音声信号を車載スピーカに出力し、或いは、音声信号、表示信号、画像信号等の報知信号をオーディオ、ナビゲーション、メータ等を制御する電子制御ユニットに出力することができる。

他方、イグニッションスイッチがＯＮされた後に、例えばｔｎ（＝ｎ）に対応する所定期間内に、ユーザが操舵輪１１からその手を放す場合には、制御装置１６は、図１２のステップＳ４３〜Ｓ５２を実行することができる。

（変形例３）
図２〜図１２を通して、制御装置１６は、イグニッションスイッチがＯＮされた後に、クラッチ１５の故障の有無を判定することができる。しかしながら、ユーザが車両の運転を開始する前にクラッチ１５の故障の有無を判定すればよく、具体的には、制御装置１６は、一例として、例えばスマートキー又はキーフォブ（fob）を携帯するユーザの車両への接近を検出し、ユーザが車両に乗り込むことを判定又は推定した後に、クラッチ１５の故障の有無を判定してもよい。或いは、制御装置１６は、ユーザが運転席側のドアノブをタッチした後に、クラッチ１５の故障の有無を判定してもよい。

本発明は、上述の例示的な実施形態に限定されず、また、当業者は、上述の例示的な実施形態を特許請求の範囲に含まれる範囲まで、容易に変更することができるであろう。

Claims (9)

1. 転舵モータ、反力モータ及び連結装置を有するステアバイワイヤを制御する車両用ステアリング制御装置であり、
   前記転舵モータ又は前記反力モータの何れか一方が位置保持駆動され、且つ前記転舵モータ又は前記反力モータの何れか他方が位置移動駆動される時に、前記転舵モータ及び前記反力モータの少なくとも一方の駆動状態に基づき、前記連結装置が故障しているか否かを判定する、
   車両用ステアリング制御装置。
2. 前記転舵モータが位置保持駆動され、且つ前記反力モータが位置移動駆動される時に、前記転舵モータの電流値に基づき、前記連結装置が故障しているか否かを判定する、
   請求項１に記載の車両用ステアリング制御装置。
3. 前記反力モータが位置保持駆動され、且つ前記転舵モータが位置移動駆動される時に、前記反力モータの電流値に基づき、前記連結装置が故障しているか否かを判定する、
   請求項１に記載の車両用ステアリング制御装置。
4. 前記転舵モータが位置保持駆動され、且つ前記反力モータが位置移動駆動される時に、前記反力モータの回転速度又は回転角に基づき、前記連結装置が故障しているか否かを判定する、
   請求項１に記載の車両用ステアリング制御装置。
5. 前記反力モータが位置保持駆動され、且つ前記転舵モータが位置移動駆動される時に、前記転舵モータの回転速度又は回転角に基づき、前記連結装置が故障しているか否かを判定する、
   請求項１に記載の車両用ステアリング制御装置。
6. 前記転舵モータが位置保持駆動され、且つ前記反力モータが位置移動駆動される時に、前記転舵モータの回転速度又は回転角と前記転舵モータの電流値とに基づき、前記連結装置が故障しているか否かを判定する、
   請求項１に記載の車両用ステアリング制御装置。
7. 前記反力モータが位置保持駆動され、且つ前記転舵モータが位置移動駆動される時に、前記転舵モータの回転速度又は回転角と前記反力モータの電流値とに基づき、前記連結装置が故障しているか否かを判定する、
   請求項１に記載の車両用ステアリング制御装置。
8. 前記連結装置が係合される期間及び前記連結装置が開放される期間の双方において、前記転舵モータ又は前記反力モータの何れか一方が位置保持駆動され、前記転舵モータ及び前記反力モータの少なくとも一方の駆動状態に基づき、前記連結装置の係合故障の有無及び開放故障の有無を判定する、
   請求項１〜７の何れか１項に記載の車両用ステアリング制御装置。
9. 操舵輪に接続された入力軸と、
   前記入力軸に接続され、前記操舵輪に反力を与える反力発生装置と、
   転舵輪に接続されたラックを駆動する転舵力発生装置と、
   前記入力軸と前記ラックを機械的に連結可能な連結装置と、
   前記反力発生装置又は前記転舵力発生装置のいずれか一方を位置保持駆動し、且つ前記反力発生装置又は前記転舵力発生装置のいずれか他方が位置移動駆動される時に、前記反力発生装置及び前記転舵力発生装置の少なくとも一方の駆動状態に基づき、前記連結装置が故障しているか否かを判定する制御部と、
   を有する車両用ステアリング装置

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