冗長機能付きステアバイワイヤ式操舵装置の制御装置
【課題】 転舵用のメインモータの失陥および制御装置の故障に対する冗長性確保のための多重化と、平常時は多重化部分を利用した高機能化を両立したステアバイワイヤ式操舵装置の制御装置を提供する。
【解決手段】 メインモータを切り離しサブモータの回転を伝えて転舵可能なフェールセーフモードとする切替機構１７を有する。第１の制御装置１０１は、反力アクチュエータ４とサブモータ７を制御する。第２の制御装置２０１は、メインモータ６を駆動する。第１の制御装置１０１は、異常時切替指令部１０６を有し、メインモータ６が失陥であるとの診断結果を受けたとき、および相互故障診断部１０３で第２の制御装置２０１が故障であると診断したときに、切替機構１７をフェールセーフモードとする。
【解決手段】 メインモータを切り離しサブモータの回転を伝えて転舵可能なフェールセーフモードとする切替機構１７を有する。第１の制御装置１０１は、反力アクチュエータ４とサブモータ７を制御する。第２の制御装置２０１は、メインモータ６を駆動する。第１の制御装置１０１は、異常時切替指令部１０６を有し、メインモータ６が失陥であるとの診断結果を受けたとき、および相互故障診断部１０３で第２の制御装置２０１が故障であると診断したときに、切替機構１７をフェールセーフモードとする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、転舵用の転舵軸と機械的に連結されていないステアリングホイールで操舵を行うようにしたステアバイワイヤ式操舵装置において、機構系および制御系共に冗長性を持たせた冗長機能付きステアバイワイヤ式操舵装置の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
転舵装置のような故障が重大事故の原因となり得る装置では、高冗長性が求められる。その対策として、ステアバイワイヤ式操舵装置において、操舵輪を転舵するメインモータが失陥しても、サブモータによって操舵輪を転舵するように構成したものが提案されている（特許文献１）。この提案例は、メインモータの失陥時にサブモータを作動させるフェールセーフ機能を持たせたものであるが、メインモータが正常である場合、サブモータは一切機能しておらず不経済である。
【０００３】
このような不経済を解消するものとして、トー角調整用のモータをサブモータとし、メインモータの失陥時には、メインモータを切り離し、トー角調整用のサブモータを転舵に利用するステアバイワイヤ式操舵装置が提案されている（例えば、特許文献２）。
転舵用モータの故障時に、車両を近くの安全な場所に退避させたり、修理工場に走行させるときに、転舵機能は車両走行の最低限の制御として必要であるが、トー角調整機能は最低限の制御としては必要ではない。そのため、トー角調整用のモータをメインモータ故障時に転舵に利用することで、常時は使用されない予備のモータを備える必要がなく、低コストでフェールセーフ機能が得られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−３４９８４５号公報
【特許文献２】特開２０１１−８４１７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献２の提案例は、転舵用モータの異常時のフェールセーフ機能が得られ、しかもモータに無駄がない点で優れる。しかし、ＥＣＵ（電気制御ユニット）等の制御装置のフェールセーフ機能までは提案されておらず、制御装置の故障時には冗長性を保つことができない。制御装置を多重化することで制御の冗長性が得られるが、単純に多重化した場合、正常動作時の制御装置の無駄が大きく、採用は難しい。
【０００６】
この発明の目的は、転舵用のメインモータの失陥および制御装置の故障に対する冗長性確保のための多重化と、平常時は多重化部分を利用した高機能化を両立した冗長機能付きステアバイワイヤ式操舵装置の制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明の冗長機能付きステアバイワイヤ式操舵装置の制御装置は、ステアバイワイヤ式操舵装置１００を制御する制御装置５であって、
前記ステアバイワイヤ式操舵装置１００が、
左右両端にタイロッド１１が設けられた転舵軸１０と、ステアリングホイール１と、このステアリングホイール１に操舵反力を与える反力アクチュエータ４と、前記ステアリングホイール１の操舵角をそれぞれ検出する第１および第２の操舵角センサ２Ａ，２Ｂと、メインモータ６およびサブモータ７と、前記メインモータ６の回転を前記転舵軸１０に伝える転舵動力伝達機構１８と、前記サブモータ７の回転によりトー角を調整させるトー角調整動力伝達機構３０と、
前記転舵動力伝達機構１８に対して前記メインモータ６を切り離しサブモータ７の回転を伝えて転舵可能とする異常時切替形態に切替可能な切替機構１７とを備える。
前記制御装置５は、相互に通信し合う第１の制御装置１０１と第２の制御装置２０１とでなる。
前記第１の制御装置１０１は、前記第１の操舵角センサ２Ａの検出信号を受け取って前記反力アクチュエータ４とサブモータ７を制御する基本制御機能部１０２を有し、
前記第２の制御装置２０１は、前記第２の操舵角センサ２Ｂの検出信号を受け取って前記メインモータ６を制御する基本制御機能部２０２を有する。
第１および第２の各制御装置１０１，２０１は、互いの故障を診断する相互故障診断部１０３，２０３をそれぞれ有する。第２の制御装置２０１は、メインモータ６の失陥を診断して第１の制御装置１０１へ診断結果を伝えるメインモータ失陥診断部２０５を有する。
第１の制御装置１０１は第２の制御装置２０１からメインモータ６が失陥であるとの診断結果を受けたとき、および前記相互故障診断部１０３で第２の制御装置２０１が故障であると診断したときに、前記切替機構１７を前記異常時切替形態に切り替えさせる異常時切替指令部１０６を有する。
【０００８】
この構成によると、第１および第２の制御装置１０１，２０１は互いに通信しており、それぞれの相互故障診断部１０３，２０３で互いの故障診断を行う。第２の制御装置２０１は、メインモータ失陥診断部２０５によりメインモータ６の失陥を診断する。
第１の制御装置１０１に設けられた異常時切替指令部１０６は、第２の制御装置２０１からメインモータ６が失陥であるとの診断結果を受けたとき、および前記相互故障診断部１０３で第２の制御装置２０１が故障であると診断したときに、前記切替機構１７を前記異常時切替形態に切り替えさせ、サブモータ７による転舵を行わせる。メインモータ６が失陥した場合は勿論であるが、メインモータ６を制御する第２の制御装置が故障した場合も、メインモータ６による正常な転舵は行えない。そのため、故障の発生していない第１の制御装置１０１で制御されるサブモータ７を転舵に用いることで、安全な転舵を行うことができる。
制御装置５として、第１の制御装置１０１と第２の制御装置２０１との２台を設けているが、第１の制御装置１０１は基本機能として、反力アクチュエータ４とサブモータ７を制御する機能を持ち、第２の制御装置２０１は基本機能としてメインモータ６を制御する機能を持つ。また、メインモータ６の失陥の診断は第２の制御装置で行い、サブモータ７の失陥の診断は第１の制御装置１０１で行う。さらに、第１の制御装置１０１と第２の制御装置２０１は相互の診断機能を持つ。
このように、制御系を２系統に分け、各系統の役割を最適に分担させたため、転舵用のメインモータ６の失陥と、その制御を行う第２の制御装置２０１の故障に対する冗長性確保のための多重化が得られる。しかも、平常時は多重化部分を利用した、トー角制御や、第１および第２の制御装置１０１，２０１の診断等の高機能化が得られる。すなわち、冗長性確保のための多重化と、平常時の多重化部分を利用した高機能化の両立が可能となる。
【０００９】
なお、上記第１および第２の操舵角センサ２Ａ，２Ｂは、互いに完全に独立したセンサである必要はなく、それぞれが独立して検出し出力する機能を持つものであれば良い。例えば、同じセンサ筐体内に設置されてエンコーダ等のセンサターゲットが互いに共通であっても良い。具体例で説明すると、ステアリングホイール１と共に回転する共通のエンコーダに対して、回転方向の検出が可能なように電気角で９０°離れて配置されて、９０°位相の異なる出力を行う２つのセンサであっても良い。
【００１０】
また、第１および第２の操舵角センサ２Ａ，２Ｂのセンサターゲットは、必ずしもステアリングホイール１と機械的に結合されていなくても良く、ステアリングホイール１と同期して回転するものであれば良い。例えば、前記第１の操舵角センサ２Ａは、前記操舵反力アクチュエー４の動作量を検出してその検出結果を前記ステアリングホイール１の操舵角の検出結果の出力とするものであっても良い。
操舵反力アクチュエータ４の高精度な制御のためには、センサ類を用いた閉ループ制御が必要であるが、その制御用のセンサを第１の操舵角センサ２Ａとして利用することで、無駄なく２つの操舵角センサ２Ａ，２Ｂを備えることができる。
【００１１】
この発明において、前記異常時切替指令部１０６は、前記第１および第２の制御装置１０１，２０１に対する外部の機器３０１から指令を受けたときに、前記切替機構１７を前記異常時切替形態に切り替えさせる機能を有するものとしても良い。これにより、より多くの形態の異常に対応して、サブモータ７による転舵に切り替えることができる。
【００１２】
この発明において、前記第１の制御装置１０１または第２の制御装置２０１は、第１および第２の操舵角センサ２Ａ，２Ｂの出力を比較して第２の操舵角センサ２Ｂの故障を診断するセンサ故障診断部１０７，２０７を有し、前記異常時切替指令部１０６は前記センサ故障診断部１０７，２０７により第２の操舵角センサ２Ｂが故障であると診断された結果を受けたときに、前記切替機構１７を前記異常時切替形態に切り替えさせるようにしても良い。
第２の制御装置２０１は、その基本制御機能部２０２が、第２の操舵角センサ２Ｂの検出信号によって転舵用のメインモータ６の制御を行うため、第２の操舵角センサ２Ｂに故障が発生すると、適正な転舵が行えなくなる。その場合に、切替機構１７を前記異常時切替形態に切り替えることで、サブモータ７による転舵とはなるが、異常のない第１の操舵角センサ２Ａの検出信号を用いて制御でき、正しい転舵が可能となる。
【００１３】
第２の操舵角センサ２Ｂの故障に対しては、次のように対処するようにしても良い。すなわち、この発明において、前記第１の制御装置１０１または第２の制御装置２０１は、第１および第２の操舵角センサ２Ａ，２Ｂの出力を比較して第２の操舵角センサ２Ｂの故障を診断するセンサ故障診断部１０７，２０７を有し、かつ前記センサ故障診断部１０７，２０７により第２の操舵角センサ２Ｂが故障であると診断された結果を受けたときに第１の操舵角センサ２Ａの出力を第２の制御装置２０１に通信するセンサ出力転送部１０８を有し、前記第２の制御装置２０１は、前記基本制御部２０２による前記メインモータ６の制御を、第２の操舵角センサ２Ｂの出力を用いる代わりに、前記センサ出力転送部１０８から転送された第１の操舵角センサ２Ａの出力を用いて行う使用センサ切替部２０８を有するものとしても良い。
このようにセンサ故障の診断を行い、通常時に転舵に使用される第２の操舵角センサ２Ｂが故障した場合に、第２の制御装置２０１が使用する操舵角センサを第１の操舵角センサ２Ａに切り替えることで、センサ故障が生じてもメインモータ６による転舵が行える。
【００１４】
この発明において、前記第２の制御装置２０１は、第１および第２の操舵角センサ２Ａ，２Ｂの出力を比較して第１の操舵角センサ２Ａの故障を診断するセンサ故障診断部１０７，２０７を有し、このセンサ故障診断部１０７，２０７による第１の操舵角センサ２Ａが故障であるとの診断結果を、車両の室内の報知手段に報知させるセンサ異常報知部２１１を有するものとしても良い。
第１の操舵角センサ２Ａはトー角の制御に用いられるため、故障が生じても、運転上で最低限必要な転舵は可能である。そのため、特に制御形態の変更を行わなくても、センサ異常報知部２０９により運転者に異常を伝えることが、センサ異常への適切な対処となる。
【００１５】
この発明において、前記第１の制御装置１０１は、前記サブモータ７の失陥を診断するサブモータ失陥診断部１０５を有し、前記第２の制御装置２０１は、前記サブモータ失陥診断部１０５による失陥との診断結果を第１の制御装置１０１から受けて、この診断結果を、車両の室内の報知手段３０３に報知させるサブモータ異常報知部２１０を有するものとしても良い。
サブモータ７はトー角の制御に用いられるため、故障が生じても、運転上で最低限必要な転舵は可能である。そのため、特に制御形態の変更を行わなくても、サブモータ異常報知部２１０により運転者に異常を伝えることが、サブモータ異常への適切な対処となる。
【００１６】
この発明において、前記第２の制御装置２０１は、前記相互故障診断部２０３により第１の制御装置１０１が故障であると診断した結果を、車両の室内の報知手段３０２に報知させる制御装置異常報知部２１１を有するものとしても良い。
第１の制御装置１０１は、反力アクチュエータ４とトー角制御用のモータであるサブモータ６とを制御する装置であるため、第２の制御装置２０１が正常であれば、最低限の安全な運転は可能である。そのため、第１の制御装置１０１が故障である場合は、特に制御形態の変更を行わなくても、制御装置異常報知部２１１により運転者に異常を伝えることが、第１の制御装置１０１の異常に対する適切な対処となる。
【００１７】
この発明において、前記第１の制御装置１０１が、前記反力アクチュエータ４の失陥を診断する反力アクチュエータ失陥診断部１０９を有し、この診断部１０９が失陥であると診断した結果を、車両の室内の報知手段３０２に報知させる反力異常報知部２１２を有するものとしても良い。
反力アクチュエータ４は、ステアリングホイール１に操舵反力を与えて運転者による操舵感覚を向上させるものであり、失陥が生じても、ステアリングホイール１による正確な操舵は可能である。そのため、反力アクチュエータ４が故障である場合は、特に制御形態の変更を行わなくても、反力異常報知部２１２により運転者に異常を伝えることが、反力アクチュエータの異常に対する適切な対処となる。
【００１８】
この発明において、前記切替機構１７は、トー角調整動力伝達機構３０を動力伝達不能状態として前記メインモータ６による転舵のみ行わせるトー角固定時切替形態に切替可能であり、前記第１の制御部１０１は前記サブモータ７の失陥を診断するサブモータ失陥検出部１０５、およびこのサブモータ失陥検出部１０５による失陥であるとの検出結果によって前記切替機構１７をトー角固定時切替形態に切替えるトー角固定指令部１１０を有するものとしても良い。
トー角制御は、走行の快適性を向上させる制御ではあるが、トー角固定であっても転舵は適正に行える。したがってトー角制御用のモータであるサブモータ７に失陥が生じた場合は、トー角調整動力伝達機構３０を動力伝達不能状態としてメインモータ６による転舵のみ行わせるようにすることが、適切な対処となる。
【発明の効果】
【００１９】
この発明の冗長機能付きステアバイワイヤ式操舵装置の制御装置は、ステアバイワイヤ式操舵装置を制御する制御装置であって、前記ステアバイワイヤ式操舵装置が、左右両端にタイロッドが設けられた転舵軸と、ステアリングホイールと、このステアリングホイールに操舵反力を与える反力アクチュエータと、前記ステアリングホイールの操舵角をそれぞれ検出する第１および第２の操舵角センサと、メインモータおよびサブモータと、前記メインモータの回転を前記転舵軸に伝える転舵動力伝達機構と、前記サブモータの回転によりトー角を調整させるトー角調整動力伝達機構と、前記転舵動力伝達機構に対して前記メインモータを切り離しサブモータの回転を伝えて転舵可能とする異常時切替形態に切替可能な切替機構とを備え、前記制御装置が相互に通信し合う第１の制御装置と第２の制御装置とでなり、前記第１の制御装置は、前記第１の操舵角センサの検出信号を受け取って前記反力アクチュエータとサブモータを制御する基本制御機能部を有し、前記第２の制御装置は、前記第２の操舵角センサの検出信号を受け取って前記メインモータを制御する基本制御機能部を有し、第１および第２の各制御装置は互いの故障を診断する相互故障診断部をそれぞれ有し、第２の制御装置はメインモータの失陥を診断して第１の制御装置へ診断結果を伝えるメインモータ失陥診断部を有し、第１の制御装置は第２の制御装置からメインモータが失陥であるとの診断結果を受けたとき、および前記相互故障診断部で第２の制御装置が故障であると診断したときに、前記切替機構を前記異常時切替形態に切り替えさせる異常時切替指令部を有するため、転舵用のメインモータの失陥および制御装置の故障に対する冗長性確保のための多重化と、平常時は多重化部分を利用した高機能化を両立させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】この発明の一実施形態にかかるステアバイワイヤ式操舵装置の制御装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】同制御装置の概念構成を示すブロック図である。
【図３】（Ａ）は同ステアバイワイヤ式操舵装置における転舵軸駆動部の正常動作時の水平断面図、（Ｂ）はそのIII Ｂ部拡大図である。
【図４】（Ａ）は同転舵軸駆動部におけるトー角調整用モータ失陥時の水平断面図、（Ｂ）はそのIVＢ部拡大図である。
【図５】（Ａ）は同転舵軸駆動部における転舵用モータ失陥時の水平断面図、（Ｂ）はそのＶＢ部拡大図である。
【図６】（Ａ），（Ｂ）は同転舵軸の結合ねじ部のそれぞれ異なる状態を示す断面図である。
【図７】図３のVII −VII 断面図である。
【図８】同転舵軸駆動部の回転規制機構の側面図であり、（Ａ），（Ｂ）はそれぞれ異なる状態を示す。
【図９】通常のスプライン軸のスプライン歯の歯先形状を示す説明図である。
【図１０】（Ａ）は前記転舵軸駆動部の中間軸の一例の側面図、（Ｂ）は同正面図である。
【図１１】（Ａ）は同転舵軸駆動部の中間軸の他の一例の側面図、（Ｂ）は同正面図である。
【図１２】（Ａ）は同転舵軸駆動部の中間軸のさらに他の一例の側面図、（Ｂ）は同正面図である。
【図１３】（Ａ）は同転舵軸駆動部の中間軸のさらに他の一例の側面図、（Ｂ）は同正面図である。
【図１４】比較例となるステアバイワイヤ式操舵装置の制御装置の説明図である。
【図１５】他の比較例となるステアバイワイヤ式操舵装置の制御装置の説明図である。
【図１６】さらに他の比較例となるステアバイワイヤ式操舵装置の制御装置の説明図である。
【図１７】さらに他の比較例となるステアバイワイヤ式操舵装置の制御装置の説明図である。
【図１８】さらに他の比較例となるステアバイワイヤ式操舵装置の制御装置の説明図である。
【図１９】さらに他の比較例となるステアバイワイヤ式操舵装置の制御装置の説明図である。
【図２０】さらに他の比較例となるステアバイワイヤ式操舵装置の制御装置の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
この発明の一実施形態を図１〜図１３と共に説明する。図１は、ステアバイワイヤ式操舵装置１００およびその制御装置５の概略構成を示す。ステアバイワイヤ式操舵装置１００は、運転者が操舵するステアリングホイール１と、第１および第２の操舵角センサ２Ａ，２Ｂと、操舵反力アクチュエータ４と、左右の操舵輪１３にナックルアーム１２およびタイロッド１１を介して連結された転舵用の軸方向移動自在な転舵軸１０と、この転舵軸１０を駆動する転舵軸駆動部１４と、転舵角センサ８とを備える。転舵軸１０は、伸縮可能な分割構造とされていて、全体の軸方向移動による転舵に加え、伸縮によってトー角調整が可能とされている。
【００２２】
ステアリングホイール１は、転舵用の転舵軸１０と機械的に連結されていない。操舵反力アクチュエータ４は、ステアリングホイール１に反力トルクを付与する駆動源であり、モータ等からなる。第１，２の操舵角センサ２Ａ，２Ｂは、ステアリングホイール１の操舵角を検出するセンサである。第１の操舵角センサ２Ａは、操舵反力アクチュエータ４の回転角度または発生トルク等の動作量を検出するセンサであり、このセンサを、この実施形態での冗長性を得る制御の都合上、ステアリングホイール１の操舵角を間接的に検出するセンサとして兼用させている。第２の操舵角センサ２Ｂは、アクチュエータ類を介することなく、ステアリングホイール１の操舵角を直接に検出する。なお、第１の操舵角センサ２Ａは、操舵反力アクチュエータ４の動作量を検出するセンサとは別に、ステアリングホイール１の操舵角を直接に検出するセンサとして専用に設けても良い。第２の操舵角センサ２Ｂなど、直接に検出するセンサとしては、レゾルバ、光学式エンコーダ、磁気式エンコーダ等の、回転角を電気的に検出するものを使用する。
【００２３】
転舵軸駆動部１４には、転舵軸１０と、操舵輪１３（図１）の転舵を行う転舵機構１５と、転舵輪１３のトー角調整を行うトー角調整機構１６と、転舵機構１５およびトー角調整機構１６の各動力伝達機構１８，３０を切り換える切替機構１７とが設けられている。転舵機構１５は、転舵用モータであるメインモータ６と、このメインモータ６の回転を転舵軸１０に伝える転舵動力伝達機構１８とで構成される。トー角調整機構１６は、トー角調整のモータであるサブモータ７と、このサブモータ７の回転を転舵軸１０に伝えるトー角調整動力伝達機構３０とで構成される。
【００２４】
切替機構１７は、転舵動力伝達機構１８およびトー角調整機構１６を介してメインモータ６およびサブモータ７で転舵およびトー角調整をそれぞれ行わせる通常時の切替形態から、転舵動力伝達機構１８に対してメインモータ６を切り離し、サブモータ７の回転を伝えて転舵可能とする異常時切替形態に切替可能である。また、切替機構１７は、トー角調整動力伝達機構３０を動力伝達不能状態としてメインモータ６による転舵のみ行わせるトー角固定時切替形態に切替可能である。切替機構１７は、クラッチ機構やその組み合わせ等によって構成される。
【００２５】
制御装置５は、車両の全体を制御するメインのＥＣＵ（電気制御ユニット）３の一部として、またはメインＥＣＵ３とは別に設けられて、転舵およびトー角調整に関する制御を行う装置である。制御装置５は、この実施形態の特徴として、互いに通信し合う第１の制御装置１０１と第２の制御装置２０１とで構成される。これら第１および第２の制御装置１０１，２０１は、マイクロコンピュータおよびその制御プログラムを含む電子回路等により構成される。第１の制御装置１０１と第２の制御装置２０１とは、互いに独立して、すなわちそれぞれの処理機能が別の電子部品によって得られるように、互いに独立したハードウェア資源で構成されるが、共通の筐体（図示せず）内に配置されていても、また共通の回路基板上に設けられていても良い。
【００２６】
制御装置５の構成を図２と共に説明すると共に、図１４〜図２０の提案例との比較を行う。なお、転舵動力伝達機構１８、トー角調整動力伝達機構３０、および切替機構１７の具体的構成例については、後に図３〜図１３と共に説明する。
【００２７】
図２において、第１の制御装置１０１および第２の制御装置２０１は、図の中央にブロックとして図示すると共に、そのブロック内の構成要素を図の左右両側にそれぞれ示す。 第１の制御装置１０１は、第１の操舵角センサ２Ａの検出信号を受け取って反力アクチュエータ４とトー角調整用のサブモータ７を駆動制御することを基本機能とし、この基本機能を達成する手段である基本制御機能部１０２を有する。基本制御機能部１０２は、サブモータ７の回転センサ１１５による回転角の検出信号を用い、通常走行時のトー角制御を行う。第２の制御装置２０１は、第２の操舵角センサ２Ｂの検出信号を受け取って転舵用のメインモータ６を駆動制御するすることを基本機能とし、この基本機能を達成する手段である基本制御機能部２０２を有する。基本制御機能部２０２は、メインモータ６の回転センサ２１５による回転角の検出信号を用い、通常走行時の転舵制御を行う。
【００２８】
第１および第２の各制御装置１０１，２０１は、互いの故障を診断する相互故障診断部１０３，２０３をそれぞれ有する。第１の制御装置１０１は、サブモータ７の失陥を診断するサブモータ失陥診断部１０５を有し、第２の制御装置２０１は、メインモータ６の失陥を診断して第１の制御装置１０１へ診断結果を伝えるメインモータ失陥診断部２０５を有する。各モータ６，７の失陥は、例えばロータの固着等である。また、第１および第２の各制御装置１０１，２０１は、それぞれ、第１の転舵角センサ２Ａおよび第２の転舵角センサ２Ｂの失陥を検出するセンサ故障診断部１０７，２０７をそれぞれ有する。これらセンサ故障診断部１０７，２０７は、第１の転舵角センサ２Ａの検出値と第２の転舵角センサ２Ｂの検出値とを比較し、定められた条件に従って失陥状態であることを検出する。第１の制御装置１０１は、さらに、反力アクチュエータ４の失陥を診断する反力アクチュエータ失陥診断部１０９を有している。
【００２９】
第１の制御装置１０１は、異常時切替指令部１０６を有し、異常時切替指令部１０６は、次の条件１〜４の充足判定を行っていずれかの条件が充足されると、切替機構１７を前記異常時切替形態に切り替えさせる。
条件１は、第２の制御装置２０１のメインモータ失陥診断部２０５から、メインモータ６が失陥であるとの診断結果を受けたときである。
条件２は、第１の制御装置１０１の相互故障診断部１０３によって、第２の制御装置２０１が故障であると診断されたときである。
条件３は、外部の機器３０１から異常時切替形態への切り替えの指令を受けたときである。外部の機器３０１は、第１および第２の制御装置１０１，２０１に対する外部の機器である。例えば、ＥＣＵ３（図１）における前記制御装置５以外の制御部や、運転席の入力手段（図示せず）等の機器である。
条件４は、第２の制御装置２０１のセンサ故障診断部２０３から第２の操舵角センサ２Ｂが故障であると診断された結果を受けたときである。なお、条件４の場合は、異常時切替形態への切り替えを行わず、次のセンサ出力転送部１０８および使用センサ切替部２０８による制御としても良い。
【００３０】
センサ出力転送部１０８は、第１の制御装置１０１に設けられており、第２の制御装置２０１のセンサ故障診断部２０７によりにより第２の操舵角センサ２Ｂが故障であると診断された結果を受けたときに、第１の操舵角センサ２Ａの出力を第２の制御装置２０１に通信する。使用センサ切替部２０８は、第２の制御装置２０１に設けられており、基本制御部２０２によるメインモータ６の制御を、第２の操舵角センサ２Ｂの出力を用いる代わりに、センサ出力転送部１０８から転送された第１の操舵角センサ２Ａの出力を用いて行わせる。
これらセンサ出力転送部１０８および使用センサ切替部２０８を設けるか、前記異常時切替指令部１０６により第４の条件で前記異常時切替形態に切り替えさせるようにするかは、選択的に定められる。
【００３１】
第１の制御装置１０１は、上記各部の他に、トー角固定指令部１０１を有し、サブモータ失陥検出部１０５によるサブモータ７が失陥であるとの検出結果によって切替機構１７を前記トー角固定時切替形態に切替える。
【００３２】
第２の制御装置２０１は、各種の報知部、すなわちセンサ異常報知部２０９、サブモータ異常報知部２１０、制御装置異常報知部２１１、および反力異常報知部２１２を有しており、これらの報知部２０９〜２１２は、定められた軽微な異常の場合に、特に車両の走行に関する制御は行わず、車両の室内の運転席等にある報知手段３０２に、定められた報知を行わせる。上記の軽微な異常は、車両の安全な走行が維持できる範囲の異常である。報知手段３０２は、例えば液晶表示装置等の表示装置３０３またはスピーカ３０４等の音を発生する手段等である。なお、上記各報知部２０９〜２１２は、第１の制御装置１０１に設けても良い。
【００３３】
センサ異常報知部２０９は、第１の制御装置１０１のセンサ故障診断部１０７により、第１の操舵角センサ２Ａが故障であるとの診断がなされ、その診断結果が第２の制御装置２０１に送られたときに、前記報知手段３０２に、第１の操舵角センサ２Ａが故障である旨の報知を行わせる。
【００３４】
サブモータ異常報知部２１０は、第１の制御装置１０１のサブモータ失陥診断部１０５によりサブモータ７が失陥との診断がなされ、第１の制御装置１０１から第２の制御装置２０１にその診断結果が送られたときに、この診断結果を前記報知手段３０２に報知させる。
【００３５】
制御装置異常報知部２１１は、第２の制御装置１０１の相互故障診断部１０３により第１の制御装置２０１が故障であると診断された場合、その診断結果を前記報知手段３０２に報知させる。制御装置異常報知部２１１は、第２の制御装置２０１に設ける代わりに、第２の制御装置２０１に設けることが好ましい。
【００３６】
次に上記構成の動作を説明する。第１および第２の制御装置１０１，２０１は互いに通信しており、転舵角度等の各種情報を共有すると共に、相互故障診断部１０３，２０３によって互いの故障診断を行う。各制御装置１０１、２０１は、サブモータ失陥診断部１０５、メインモータ失陥診断部２０５、センサ故障診断部１０７、２０７、反力アクチュエータ失陥診断部１０９等により、各種のセンサを用い、各モータ６，７等の失陥の検出を行う。また、第１および第２の制御装置１０１，２０１間の通信により、第１および第２３の操舵角センサ２Ａ，２Ｂの出力を常に比較し、センサ故障を検出する。
【００３７】
異常時切替指令部１０６は、以下の条件１〜３のいずれかが充足される場合、切替機構１７を異常時切替形態に、つまり転舵動力伝達機構１８に対してメインモータ６を切り離し、サブモータ７の回転を伝えて転舵可能とする形態であるフェールセーフモードに切り替えさせる。
条件１：第２の制御装置２０１のメインモータ失陥診断部２０５から、メインモータが６失陥であるとの診断結果を受けたとき。
条件２：第１の制御装置１０１の相互故障診断部１０３によって、第２の制御装置２０１が故障であると診断したとき。
条件３：外部の機器３０１から異常時切替形態への切り替えの指令を受けたとき。
【００３８】
メインモータ６が失陥した場合は勿論であるが、メインモータ６を制御する第２の制御装置が故障した場合も、メインモータ６による正常な転舵は行えない。そのため、故障の発生していない第１の制御装置１０１で制御されるサブモータ７を転舵に用いることで、安全な転舵を行うことができる。
【００３９】
次の条件４の場合は、異常時切替指令部１０６によって切替機構１７を前記異常時切替形態とするようにしても、また他の制御を採るようにしても良い。
条件４：第２の制御装置２０１のセンサ故障診断部２０３から第２の操舵角センサ２Ｂが故障であると診断された結果を受けたとき。
【００４０】
条件４の場合の他の制御は、第２の制御装置２０１のセンサ故障診断部２０３から第２の操舵角センサ２Ｂが故障であると診断された結果を第１の制御内１０１が受けたとき、使用センサ切替部２０８により、第１の操舵角センサ２Ａの出力を第２の制御装置２０１に通信し、第２の制御装置２０１の使用センサ切替部２０８が、基本制御部２０２によるメインモータ６の制御を、センサ出力転送部１０８から転送された第１の操舵角センサ２Ａの出力を用いて行わせる制御である。
【００４１】
以下の条件異常の場合は、各報知部２０９〜２１２により報知手段３０２を介して運転者に異常を伝えるが、異常時切替形態（フェールセーフモード）へは移行しない。
・操舵角センサ２Ａ，２Ｂの出力の比較により、第２の制御装置２０１が第１の操舵角センサ２Ａの異常を検出した場合。
・サブモータ７の失陥を第１の制御装置１０１が検出し、通信により第２の制御装置２０１に伝えた場合。
・相互故障診断により、第２の制御装置２０１が第１の制御装置１０１を故障であると診断した場合。
・第１の制御装置１０１が反力アクチュエータ４の失陥（トルク抜けなど）を検出した場合。
【００４２】
この実施形態によると、次の利点が得られる。上記のように、制御装置５として、第１の制御装置１０１と第２の制御装置２０１との２台を設けているが、第１の制御装置１０１は基本機能として、反力アクチュエータ４とサブモータ７を制御する機能を持ち、第２の制御装置２０１は基本機能としてメインモータ６を制御する機能を持つ。また、メインモータ６の失陥の診断は第２の制御装置２０１で行い、サブモータ７の失陥の診断は第１の制御装置１０１で行う。さらに、第１の制御装置１０１と第２の制御装置２０１は相互の診断機能を持つ。
このように、制御系を２系統に分け、各系統の役割を最適に分担させたため、転舵用のメインモータ６の失陥と、その制御を行う第２の制御装置２０１の故障に対する冗長性確保のための多重化が得られる。この冗長性により、故障発生時に、車両を近くの安全な場所に退避させたり、修理工場に走行させる場合に、安全な転舵が可能なとなる。しかも、平常時は多重化部分を利用した、トー角制御や、第１および第２の制御装置の診断等の高機能化が得られる。すなわち、冗長性確保のための多重化と、平常時の多重化部分を利用した高機能化の両立が可能となる。
【００４３】
この実施形態の優位性は、次の点にある。
・どれか一つの要素が故障しても、重大事故の原因となる転舵機能失陥を回避できる。
・制御系を２系統に分け、各系統の役割を最適に分担させ、高機能化した構成となる。
・構成要素数・通信経路を最小にした構成となる。
【００４４】
図１４〜図２０に示す各比較例と比較して、この実施形態の優位性を説明する。
図１４に示す比較例１は、１台の制御装置５Ａで、転舵およびトー角制御に関する全ての制御を行うようにしたものである。この比較例では、制御装置５Ａの破損や異常時には冗長性を保てない。これに対して、上記実施形態では、制御装置５を第１および第２の制御装置１０１，２０１に分けて制御機能を適宜分担させたため、第１および第２の制御装置１０１，２０１のいずれかに破損や異常が生じても、最低限の転舵は安全に行える。
【００４５】
図１５に示す比較例２は、第１および第２の制御装置１０１，２０１を設けるが、メインモータ６の制御用の第２の制御装置２０１に切替機構１７を切り替える機能を持たせたものである。この比較例では、メインモータ６の制御用の制御装置２０１に異常が生じた場合に切り替え不能であり、冗長性が保てない。これに対して、上記実施形態では、サブモータ駆動用の第１の制御装置１０１に切替機構１７の切り替えを行う異常時切替指令部１０６を設けたため、メインモータ６の制御用の第２の制御装置２０１に異常が発生しても切り替えが行える。なお、サブモータ駆動用の第１の制御装置１０１は、異常が発生してもメインモータ６による転舵が可能である。ただし、第１の制御装置１０１の異常が相互診断部２０３等により検出された場合は、第１の制御装置１０１は停止させるか、またはその出力を遮断させるようにするのが良い。
【００４６】
図１６に示す比較例３は、メインモータ６の制御を行う第２の制御装置１０１に、反力アクチュエータ４の制御機能を持たせたものである。この比較例では、機能的には実施形態と同等の機能が得られる。しかし、使用頻度の低いサブモータ７のみを制御する第１の制御装置１０１と、常に駆動するメインモータ６の制御および反力アクチュエータ４の制御を行う第２の制御装置２０１とで、分担する機能の偏りがあり、第２の制御装置２０１に計算量の集中が発生している。
これに対して、上記実施形態では、使用頻度の低いサブモータ７を制御する第１の制御装置１０１に反力アクチュエータ４の制御機能を持たせたため、第１の制御装置１０１と第２の制御装置２０１とで、計算量の均衡が得られる。
【００４７】
図１７に示す第４の比較例は、第１および第２の制御装置１０１，２０１の両方に、切替機構１７を切り替える機能を持たせたものである。切替機構１７により切り替えることが必要な場合は、メインモータ６や第２の制御装置２０１に異常が発生した場合であり、また両制御装置１０１，２０１は相互の通信経路を持つ。このため、第２の制御装置２０１から切替機構１７への通信・制御経路４０１は不要であり、無駄となっている。上記実施形態では、このような無駄な通信・制御経路４０１は設けられていない。
【００４８】
図１８に示す第５の比較例は、転舵およびトー角調整に関する全ての機能を有する制御装置５Ｂを、メイン用とサブ用とに２台設け、メインの制御装置５Ｂの異常時にサブの制御装置５Ｂに制御を切り替えるようにしたものである。この例の場合、冗長性を確保できる。しかし、配線が複雑で、制御装置５が大形化する。また、正常時の無駄が多い。これに対して上記実施形態では、制御系を２系統に分け、役割を適切に分担させるようにしたため、構成要素数、通信経路数を最小にできる。
【００４９】
図１９に示す第６の比較例は、サブモータ７の制御用の第１の制御装置１０１と、メインモータ６の制御用の第２の制御装置２０１に加え、反力アクチュエータ４の制御用の第３の制御装置３０１を設けたものである。この場合、制御装置１０１，２０１，３０１間の通信量が多くなり、制御装置増加による利点が少ない。
【００５０】
図２０に示す第７の比較例は、第１の操舵角センサ２Ａの出力を第１，第２の制御装置１０１，２０１の両方に接続し、第２の操舵角センサ２Ｂの出力についても、第１，第２の制御装置１０１，２０１の両方に接続したものである。
この比較例では、実施形態よりも高い冗長性が得られる。しかし、操舵角センサ２Ａ，２Ｂと制御装置１０１，２０１間の信号線の電気的分離を考慮する必要がある。例えば、第１の制御装置１０１が高電圧を受け破壊された場合、その高電圧が第１の制御装置１０１−第１の操舵角センサ２Ａ−第２の制御装置２０１の経路を通じて第２の制御装置２０１に伝わり、第２の制御装置２が破壊される恐れがある。そのため、この経路上で電気的分離を行う必要があるが、大形化、コスト増の原因となる。
上記実施形態では、このような電気的分離が不要である。
【００５１】
これら比較例１〜７との比較でわかるように、上記実施形態は、制御系を２系統に分けて各系統の役割を最適に分担させ、高機能化した構成であり、冗長性確保のための多重化、平常時の多重化を利用した高機能化が両立できて、どれか一つの要素が故障しても重大事故の原因となる転舵機能失陥を回避でき、かつ構成要素数・通信経路を最小にした構成となる等の優位性を併せ持つことができる。
【００５２】
図３〜図１３と共に、ステアバイワイヤ式操舵装置１００の機械的構成部分の一例を説明する。転舵軸１０は、非回転分割軸１０Ａと回転分割軸１０Ｂとに軸方向に２分割され、これら両分割軸１０Ａ，１０Ｂを軸中心と同心のねじ結合部１０Ｃで互いに結合した軸である。転舵軸駆動部１４のハウジング１９から突出した非回転分割軸１０Ａおよび回転分割軸１０Ｂの先端部に、左右のタイロッド１１（図１）がそれぞれ連結されている。
【００５３】
図６に示すように、ねじ結合部１０Ｃは、非回転分割軸１０Ａに設けられた雄ねじ８１と、非回転分割軸１０Ｂに設けられた雌ねじ８２とを有する。ねじの種類は、角ねじまたは台形ねじが好ましい。ねじの種類が角ねじまたは台形ねじであるねじ結合部１０Ｃは、非回転分割軸１０Ａと回転分割軸１０Ｂとの結合が堅固である。
【００５４】
雄ねじ８１は、非回転分割軸１０Ａのボールねじ軸部１０ａから回転分割軸１０Ｂ側に突出する嵌合軸部８３の先端に設けられている。雌ねじ部８２は、回転分割軸１０Ｂの筒状部８４の内周に形成されている。回転分割軸１０Ｂには、前記筒状部８４から非回転分割軸１０Ａに延びる延長筒状部８５が設けられており、この延長筒状部８５の内径孔８６に前記嵌合軸部８３が嵌合している。内径孔８６は、転舵軸１０の軸中心と同心である。
【００５５】
このねじ結合部１０Ｃには、前記内径孔８６から前記嵌合軸部８３が抜けるのを防止する抜け止め手段８８が設けられている。この抜け止め手段８８は、嵌合軸部８３の外周に形成された環状の外周溝８９に嵌合するサークリップ９０と、内径孔８６の内径面に形成された環状の内周溝９１とでなる。図６（Ａ）の部分拡大図に示すように、内周溝９１の非回転分割軸１０Ａと反対側の段面９１ａは、外側に向かい次第に溝深さが浅くなるテーパ状になっている。
【００５６】
通常は、図６（Ａ）のように、サークリップ９０と内周溝９１との軸方向位置がずれており、サークリップ９０は内径孔８６の内径面に押されて縮径した状態になっている。この状態で、非回転分割軸１０Ａに対し回転分割軸１０Ｂを回転させると、ねじ結合部１０Ｃの螺合長さが調整される。図６（Ｂ）のように、サークリップ９０と内周溝９１とが軸方向同位置になると、サークリップ９０が自身の弾性反発力で拡径して内周溝９１に係合する。それにより、ねじ結合部１０Ｃの螺合長さを短くする方向の動作が規制され、内径孔８６から嵌合軸部８３が抜けなくなる。内周溝９１の段面９１ａは前記形状のテーパ状になっているので、ねじ結合部１０Ｃの螺合長さを短くする方向の動作は規制されない。
【００５７】
非回転分割軸１０Ａは、回り止め手段９３により、転舵軸駆動部１４のハウジング１９に対して軸方向に進退自在かつ軸回りに回転不能とされている。回り止め手段９３は、図７に示すように、非回転分割軸１０Ａにおける前記ボールねじ軸部１０ａの外側に続く部分である非同心円部１０ｂと、ハウジング１９に固定して設けられ、前記非同心円部１０ｂが軸方向に摺動自在に嵌合する滑り軸受９４とで構成される。非同心円部１０ｂの軸方向と垂直な断面の形状は、外形が軸中心の同心円とは異なる形状である。この図例では、非同心円部１０ｂは、円周の一部を直線で切り落とした断面形状とされているが、他の断面形状であってもよい。この構成の回り止め手段９３は、構成が簡単で、転舵軸１０の非回転分割軸１０Ａを確実に回り止めできる。
【００５８】
転舵軸１０全体は、以下のようにハウジング１９に支持されている。すなわち、非回転分割軸１０Ａは、ボールねじ軸部１０ａに螺合する後記ボールナット２６を介して複列アンギュラ玉軸受２９ａおよび深溝玉軸受２９ｂにより支持されると共に、前記滑り軸受９４によって支持される。また、回転分割軸１０Ｂは、その外周にスプライン嵌合する後記スプラインナット４０を介して転がり軸受４４により支持されている。さらに、ボールねじ軸部１０ａの外径面が、滑り軸受９５によって支持されている。滑り軸受９５の軸方向位置は、ねじ結合部１０Ｃとボールナット２６との間とされている。
【００５９】
転舵機構１５は、転舵軸１０の非回転分割軸１０Ａおよび回転分割軸１０Ｂを一体に軸方向に移動させて操舵輪１３の転舵を行う。この転舵機構１５は、メインモータ６と、このメインモータ６の回転により転舵軸１０を軸方向に移動させる転舵動力伝達機構１８とを備える。
【００６０】
メインモータ６は、転舵軸駆動部１４のハウジング１９に、前記転舵軸１０と平行に取付けられている。メインモータ６は中空モータであって、筒状の中空モータ軸２０を有する。この中空モータ軸２０は、一対の軸受２３によりハウジング１９に回転自在に支持されている。中空モータ軸２０の中空部内には、転舵軸１０と平行に設けた転舵用中間軸２１が、針状ころ軸受２２を介して回転自在かつ軸方向に移動自在に支持されている。転舵用中間軸２１は、後記トー角調整用中間軸３５と共に、切替機構１７の直動アクチュエータ４７により、図３に示す基準位置と、図４に示すサブモータ失陥時位置と、図５に示すメインモータ失陥時位置の各位置に軸方向に位置切替される。
【００６１】
転舵動力伝達機構１８は、メインモータ６の前記中空モータ軸２０と、前記転舵用中間軸２１と、この転舵用中間軸２１の外周にキー（図示せず）を介して回転伝達可能に嵌合した出力ギヤ２４と、この出力ギヤ２４とカウンタギヤ２４ａを介して噛み合う入力ギヤ２５と、この入力ギヤ２５に固定され前記転舵軸１０の非回転分割軸１０Ａのボールねじ軸部１０ａに螺合するボールナット２６とでなる。
【００６２】
入力ギヤ２４は、転がり軸受２８を介して前記ハウジング１９に支持されている。また、ボールナット２６は、軸方向両側に配した複列アンギュラ玉軸受２９ａおよび深溝玉軸受２９ｂにより、ハウジング１９に回転自在に支持されている。複列アンギュラ玉軸受２９ａおよび深溝玉軸受２９ｂを組み合わせてボールナット２６を支持すると、ボールナット２６に作用する軸方向荷重およびモーメント荷重の両方を受けることができる。転舵用中間軸２１は、前記のように、メインモータ６の中空モータ軸２０に針状ころ軸受２２を介して嵌合し、かつ出力ギヤ２４にキーを介して嵌合しているため、軸方向への移動が許容されている。
【００６３】
中空モータ軸２０の内周に内歯からなるスプライン歯２０ａ、転舵用中間軸２１の外周に外歯からなるスプライン歯２１ａがそれぞれ形成されており、転舵軸駆動部１４の正常時状態（図３）では、これらスプライン歯２０ａ，２１ａが互いに噛み合ってスプライン嵌合部２７を構成することで、中空モータ軸２０と転舵用中間軸２１とが回転伝達可能に連結されている。中空モータ軸２０のスプライン歯２０ａは軸方向に長く、どの軸方向箇所にも転舵用中間軸２１のスプライン歯２１ａが噛み合うことができる。
【００６４】
転舵軸駆動部１４の正常時状態（図３）において、メインモータ６の回転出力は、転舵用中間軸２１、出力ギヤ２４、カウンタギヤ２４ａ、入力ギヤ２５を経てボールナット２６に伝達され、ボールナット２６の回転が転舵軸１０の軸方向への移動に変換されて転舵が行なわれる。
【００６５】
トー角調整機構１６は、非回転分割軸１０Ａに対して回転分割軸１０Ｂを回転させて、ねじ結合部１０Ｃの螺合長さを調整することにより、前記左右のタイロッド間距離を変更して操舵輪１３のトー角を変える。このトー角調整機構１６は、サブモータ７と、このサブモータ７の回転によりトー角を調整させるトー角調整動力伝達機構３０とを備える。
【００６６】
サブモータ７は、転舵軸駆動部１４のハウジング１９に、転舵軸１０と同心に取付けられている。サブモータ７も中空モータであって、その筒状の中空モータ軸３１が転舵軸１０におけるねじ結合部１０Ｃの外周に設けられている。
【００６７】
トー角調整動力伝達機構３０は、前記中空モータ軸３１に固定された出力ギヤ３２と、この出力ギヤ３２とカウンタギヤ３２ａを介して噛み合う第１中間ギヤ３３と、この第１中間ギヤ３３とスプライン嵌合部３４で噛み合うトー角調整用中間軸３５と、このトー角調整用中間軸３５とスプライン嵌合部３６で噛み合う第２中間ギヤ３７と、この第２中間ギヤ３７とカウンタギヤ３７ａを介して噛み合う入力ギヤ３８と、この入力ギヤ３８に固定されたスプラインナット４０とでなる。転舵軸１０の回転分割軸１０Ｂは外周に歯溝が形成されたスプライン軸であって、この回転分割軸１０Ｂに前記スプラインナット４０がスプライン嵌合している。回転分割軸１０Ｂとスプラインナット４０とは、両者が滑り接触していても、あるいはボール（図示せず）を介して互いに転がり接触していてもよい。いずれであっても、スプラインナット４０から回転分割軸１０Ｂへ、回転を良好に伝達することができる。
【００６８】
第１中間ギヤ３３および第２中間ギヤ３７とトー角調整用中間軸３５とは、両中間ギヤ３３，３７に形成された内歯からなるスプライン歯３３ａ，３７ａとトー角調整用中間軸３５に形成された外歯からなるスプライン歯３５ａ，３５ｂとが互いに噛み合うことで、スプライン嵌合部３４，３６を構成する。トー角調整用中間軸３５のスプライン歯３５ｂは軸方向に長く、どの軸方向箇所にも第２中間ギヤ３７のスプライン歯３７ａが噛み合うことができる。
【００６９】
中空モータ軸３１は転がり軸受４１を介して、第１中間ギヤ３３は転がり軸受４２を介して、第２中間ギヤ３７は転がり軸受４３を介して、スプラインナット４０は転がり軸受４４を介して、それぞれハウジング１９に支持されている。また、第１中間ギヤ３３と第２中間ギヤ３７間には転がり軸受４５が介在し、両ギヤ３３，３７は互いに回転自在である。トー角調整用中間軸３５は、前記のように、第２中間ギヤ３７にスプライン嵌合部３６で噛み合っているため、軸方向への移動が許容されている。操舵用中間軸２１とトー角調整用中間軸３５は、同軸上に互いに隣接して配置されており、両中間軸２１，３５の互いに対向する軸端間にスラスト軸受４６を介在させてある。これにより、両中間軸２１，３５が相対回転可能となるようにされている。
【００７０】
転舵軸駆動部１４の正常時状態（図３）において、サブモータ７の回転出力は、中空モータ軸３１、出力ギヤ３２、カウンタギヤ３２ａ、第１中間ギヤ３３、トー角調整用中間軸３５、第２中間ギヤ３７、カウンタギヤ３７ａ、入力ギヤ３８を経てスプラインナット４０に伝達され、スプラインナット４０の回転で転舵軸１０の回転分割軸１０Ｂが回転させられる。非回転分割軸１０Ａに対し回転分割軸１０Ｂを回転させることで、ねじ結合部１０Ｃの螺合長さを調整して、転舵軸１０を伸縮させる。それにより、左右のタイロッド間距離を変更して、操舵輪１３（図１）のトー角を変える。このトー角調整の際、後述するように、転舵動力伝達機構１８およびトー角調整動力伝達機構３０は、ステアリング制御手段５ａの制御により、左右の転舵輪１３の転舵角が目標値に一致するように互いに協調して動作させられる。
【００７１】
切替機構１７は、メインモータ６が失陥したとき、並びにサブモータ７が失陥したとき等に、転舵動力伝達機構１８およびトー角調整動力伝達機構３０の動力伝達系統を切り替えるためのものである。この切替機構１７は、転舵用中間軸２１およびトー角調整用中間軸３５と、これら中間軸２１，３５を一緒に軸方向に移動させる直動アクチュエータ４７と、両中間軸２１，３５が常に互いに接する状態に維持されるように押圧力を付与する押圧機構４８と、両中間軸２１，３５の移動により転舵動力伝達機構１８およびトー角調整動力伝達機構３０の各伝動連結部の伝動を係脱する伝動係脱機構４９とを備える。
【００７２】
直動アクチュエータ４７は、ばね部材５１と、ばね係脱機構５２とでなる。さらに、ばね係脱機構５２は、ばね部材５１の直線運動を回転運動に変換する直線・回転運動変換機構５３と、この直線・回転運動変換機構５３で得られる回転運動を規制する回転規制機構５４とでなる。
【００７３】
この例では、ばね部材５１は圧縮コイルばねであり、サポート部材５５を図３〜図５の左方向に付勢している。つまり、ばね部材５１は、サポート部材５５に接する側の端部が左右方向に直線運動をする。サポート部材５５は操舵用中間軸２１と同軸上に互いに隣接して設けられている。サポート部材５５と転舵用中間軸２１間にスラスト軸受５６を、サポート部材５５とばね部材５１間にスラストころ軸受５７をそれぞれ介在させてあり、サポート部材５５は中心軸回りに回転自在である。
【００７４】
また、この例では、直線・回転運動変換機構５３はボールねじ機構であり、サポート部材５５と一体のボールねじ軸５８と、このボールねじ軸５８に螺合するボールナット５９とで構成される。直線・回転運動変換機構５３はボールねじ機構以外の構成であってもよく、例えばラックとピニオンを組み合わせたものとしてもよい。
【００７５】
図８に示すように、回転規制機構５４は、回転軸であるボールねじ軸５８に設けた突起物６０、この突起物６０に引っ掛かることでボールねじ軸５８の回転を止める役割を果たすレバー６１、およびこのレバー６１を作動させる回転規制駆動源６２で構成される。突起物６０は、外周の一部が他よりも外径側に張り出す突起部６０ａとなった板状の部材で、その突起部６０ａの周方向一方端に、レバー６１が当たる段面６０ｂが形成されている。厳密には、突起物６０の突起部６０ａが、レバー６１が引っ掛かる突起物である。レバー６１は、ボールねじ軸５８と平行な回動中心軸６１ａに回動自在に設けられ、前記突起物６０の突起部６０ａに引っ掛かる一対の引っ掛かり部６１ｂ，６１ｃを有する。回転規制駆動源６２は、直動式のアクチュエータからなり、例えばリニアソレノイドとされる。回転規制駆動源６２は、一方向（上下方向）に進退作動する進退ロッド６２ａを有し、この進退ロッド６２ａが前記レバー６１に連結リンク６３を介して連結されている。
【００７６】
図８（Ａ）は、転舵軸駆動部１４が正常時状態にあるときの回転規制機構５４の状態を示す。この状態では、レバー６１の一方の引っ掛かり部６１ｂが突起物６０の突起部６０ａに引っ掛かっており、それによって突起物６０およびそれと一体のボールねじ軸５８の回転が拘束されている。そのため、ボールねじ機構からなる直線・回転運動変換機構５３の作用により、ボールねじ軸５８が軸方向に移動できず、ばね部材５１（図３）がサポート部材５５（図３）を押すことが規制されている。つまり、ばね部材５１は圧縮状態に保持され、両中間軸２１，３５（図３）を軸方向に付勢することが不能な無付勢状態になっている。
【００７７】
図８（Ａ）の状態から回転規制駆動源６２の進退ロッド６２ａを後退させると、レバー６１の引っ掛かり部６１ｂと突起物６０の突起部６０ａとの引っ掛かりが解除され、ボールねじ軸５８が回転可能になる。それにより、ばね部材５１の弾性反発力によって、ボールねじ軸５８がボールナット５９に対して回転しながら図３の左方向へ移動する。つまり、ばね部材５１は前記圧縮状態から開放され、両中間軸２１，３５を軸方向に付勢する状態となる。突起物６０が所定の位相だけ回転すると、図８（Ｂ）のように、突起物６０の突起部６０ａがレバー６１のもう一方の引っ掛かり部６１ｃに引っ掛かり、突起物６０およびボールねじ軸５８の回転が拘束される。この間、両中間軸２１，３５は左側へ軸方向移動して、図４のサブモータ失陥時位置になる。
【００７８】
図８（Ｂ）の状態から回転規制駆動源６２の進退ロッド６２ａを進出させると、レバー６１の引っ掛かり部６１ｃと突起物６０の突起部６０ａとの引っ掛かりが解除され、ボールねじ軸５８が回転可能になる。それにより、前記同様、ばね部材５１が両中間軸２１，３５を軸方向に付勢する状態となり、両中間軸２１，３５が左側へ軸方向移動する。それに伴い、突起物６０とレバー６１の軸方向位置が外れる。そのため、突起物６０が回転しても突起部６０ａがレバー６１のいずれの引っ掛かり部６１ｂ，６１ｃにも引っ掛からなくなり、ばね部材５１は直線運動範囲端まで移動する。このばね部材５１が直線運動範囲端まで移動したときの両中間軸２１，３５の位置が、図５のメインモータ失陥時位置である。
【００７９】
前記ばね係脱機構５２は、作用的な面から見た場合、次のように言うこともできる。すなわち、ばね係脱機構５２は、ばね部材５１の直線運動範囲内、またはばね部材５１と共に直線運動する部材であるボールねじ軸５８の運動範囲内に配されて直線運動を妨げる障害物と、この障害物を取り除くことでばね部材５１を圧縮状態から開放する障害物取り除き機構Ｂとでなる。この場合、障害物は、ボールねじ軸５８に取付けた突起物６０に引っ掛かってボールねじ軸５８の直線運動を妨げるレバー６１であり、障害物取り除き機構Ｂは、ボールねじ軸５８の運動範囲内に突出させた障害物としてのレバー６１を取り去るように作用する回転規制駆動源６２と連結リンク６３とを組み合わせた機構である。
【００８０】
押圧機構４８は、図３〜図５に示すように、トー角調整用中間軸３５に隣接して転舵用およびトー角調整用両中間軸２１，３５と同軸上に配置された押圧軸６４と、この押圧軸６４をトー角調整用中間軸３５に押付ける側に弾性付勢するコイルばね６５とでなる。押圧軸６４およびコイルばね６５は、ハウジング１９の一部である押圧機構収容部１９ａに収容されている。押圧軸６４とトー角調整用中間軸３５の互いに対向する軸端間にはスラスト軸受６６が配置され、これにより押圧軸６４に対してトー角調整用中間軸３５が回転自在となるようにされている。
【００８１】
伝動係脱機構４９は、第１〜第３伝動係脱機構７１〜７３を有する。
第１伝動係脱機構７１は、メインモータ６の中空モータ軸２０と、転舵用中間軸２１と、トー角調整用駆動側部材である第１中間ギヤ３３とでなる。両中間軸２１，３５が図３の基準位置にあるとき、ならびに図４のサブモータ失陥時位置にあるときは、中空モータ軸２０のスプライン歯２０ａと転舵用中間軸２１のスプライン歯２１ａが互いに噛み合ってスプライン嵌合部２７を構成することにより、中空モータ軸２０と転舵用中間軸２１とが結合する。両中間軸２１，３５が図５のメインモータ失陥時位置では、転舵用中間軸２１のスプライン歯２１ａが中空モータ軸２０のスプライン歯２０ａから外れ、転舵用中間軸２１のスプライン歯２１ａが第１中間ギヤ３３のスプライン歯３３ａと噛み合ってスプライン嵌合部７４を構成することにより、転舵用中間軸２１が第１中間ギヤ３３と結合する。
【００８２】
第２伝動係脱機構７２は、転舵用中間軸２１と、トー角調整用駆動側部材である第１中間ギヤ３３と、トー角調整用中間軸３５とでなる。両中間軸２１，３５が図３の基準位置にあるときは、第１中間ギヤ３３のスプライン歯３３ａとトー角調整用中間軸３５のスプライン歯３５ａが互いに噛み合ってスプライン嵌合部３４を構成することにより、第１中間ギヤ３３とトー角調整用中間軸３５とが結合する。両中間軸２１，３５が図４のサブモータ失陥時位置にあるとき、ならびに図５のメインモータ失陥時位置にあるときは、上記スプライン嵌合部３４の噛み合いが外れて、第１中間ギヤ３３とトー角調整用中間軸３５とが非結合になる。
【００８３】
第３伝動係脱機構７３は、トー角調整用中間軸３５と、トー角調整用従動側部材である第２中間ギヤ３７と、ハウジング１９とでなる。ハウジング１９の前記押圧機構収容部１９ａの基端には、内歯からなるスプライン歯７５ａが形成されている。両中間軸２１，３５が図３の基準位置にあるときは、トー角調整用中間軸３５のスプライン歯３５ｂと第２中間ギヤ３７のスプライン歯３７ａが互いに噛み合ってスプライン嵌合部３６を構成することにより、トー角調整用中間軸３５と第２中間ギヤ３７とが結合する。両中間軸２１，３５が図４のサブモータ失陥時位置にあるとき、ならびに図５のメインモータ失陥時位置にあるときは、上記スプライン嵌合部３６に加えて、トー角調整用中間軸３５のスプライン歯３５ｂとハウジング１９スプライン歯７５ａが互いに噛み合って、スプライン嵌合部７５が構成される。このスプライン嵌合部７５により、トー角調整用中間軸３５は、ハウジング１９に結合されて回転が拘束される。
【００８４】
上記伝動係脱機構４９の切替動作において、両中間軸２１，３５が基準位置からメインモータ失陥時位置へ軸方向移動する過程で、トー角調整用中間軸３５が第１中間ギヤ３３から外れるのよりも先に、トー角調整用中間軸３５がハウジング１９に結合されるように各部材の位置関係が設定されている。
【００８５】
上記伝動切替機構４９の切替動作を円滑に行うために、転舵用中間軸２１のスプライン歯２１ａ、およびトー角調整用中間軸３５のスプライン歯３５ａ，３５ｂは、図９に示す通常のスプライン軸８０におけるスプライン歯８０ａのように歯先の形状を平坦な形状とせず、例えば図１０または図１１に示すように、その歯先の形状を鋭角状とするのが望ましい。あるいは、他の例として、図１２または図１３に示すように、スプライン歯２１ａ，３５ａｂ，３５ｂの歯先の形状を歯先凸部の無いテーパ状とするのが望ましい。
【００８６】
また、図１１または図１３に示すように、転舵用中間軸２１のトー角調整用中間軸３５に対向する側の先端に、スプライン歯２１ａよりも軸端側に突出させて突出部７６を設けてもよい。この突出部７６の外径は、スプライン歯２１ａの歯底半径以下とする。このような突出部７６が転舵用中間軸２１の先端に設けられていれば、転舵用中間軸２１およびトー角調整用中間軸３５が基準位置からメインモータ失陥時位置に位置切替するときに、突出部７６の軸方向長さ分だけ、先にトー角調整中間軸３５のスプライン歯３５ａが第１中間ギヤ３３のスプライン歯３３ａから外れ、その後で転舵用中間軸２１のスプライン歯２１ａが第１中間ギヤ３３のスプライン歯３３ａに噛み合う。つまり、サブモータ７とトー角調整用中間軸３５との動力的な結合が解除されてから、サブモータ７と転舵用中間軸２１とが動力的に結合される。なお、図３〜図５に示す転舵軸駆動部１４には、図１１または図１３に示す軸端形状の転舵用中間軸２１が採用されている。
【００８７】
次に、このステアバイワイヤ式操舵装置の転舵軸駆動部１４での動作を説明する。メインモータ６およびサブモータ７が正常である場合には、図３のように、メインモータ６の中空モータ軸２０の回転が転舵動力伝達機構１８を介してボールナット２６に伝達されると共に、サブモータ７の中空モータ軸３１の回転がトー角調整動力伝達機構３０を介してスプラインナット４０に伝達される。転舵軸１０の非回転分割軸１０Ａのボールねじ軸部１０ａに螺合するボールナット２６の回転は、非回転分割軸１０Ａおよび回転分割軸１０Ｂを一体に軸方向に移動させ、これにより操舵輪１３の操舵が行なわれる。転舵軸１０の回転分割軸１０Ｂにスプライン嵌合するスプラインナット４０の回転は回転分割軸１０Ｂを回転させ、この回転により転舵軸１０の両端のトー角調整用雄ねじ部１０ｃに連結されたタイロッド１１が進退して、トー角調整が行なわれる。
【００８８】
このトー角調整は、具体的には次のように転舵用動力伝達機構１８およびトー角調整動力伝達機構の３０を互いに協調する動作により行われる。すなわち、サブモータ７によりスプラインナット４０を回転させると、スプラインナット４０と共に、回転分割軸１０Ｂが回転する。回転分割軸１０Ｂは非回転分割輪１０Ａに対して、互いに同心のねじ結合部１０Ｃで螺合していて、スプラインナット４０に対して軸方向に移動自在であるため、回転分割軸１０Ｂが回転すると、ねじ結合部１０Ｃにおける回転量に応じた軸方向距離だけ、非回転分割輪１０Ａに対して回転分割軸１０Ｂが軸方向に移動する。これにより、非回転分割輪１０Ａおよび回転分割軸１０Ｂからなる転舵軸１０の長さが変わるため、トー角が変わる。しかし、非回転分割軸１０Ｂだけ移動したのでは、転舵角が変わることになる。そこで、メインモータ６によってボールナット２６を回転させ、回転分割軸１０Ａを非回転分割軸１０Ｂの移動方向に対して逆方向に軸方向させる。すなわち、サブモータ７による、非回転分割軸１０Ｂの回転分割軸１０Ａに対する軸方向の相対移動長さの半分だけ、メインモータ６によって回転分割軸１０Ａを移動させ、転舵軸１０の全体長さの中心位置を維持させる。これにより、左右の転舵輪１３の転舵角度が共に目標値に一致するように、つまり転舵角を変えることなく、トー角調整が行われる。ＥＣＵ３の制御装置５は、このようにサブモータ７と共にメインモータ６を移動させ、非回転分割軸１０Ｂの偏った移動を相殺させて、転舵角を変えることなくトー角調整を行わせる。
【００８９】
サブモータ７が失陥した場合など、前記トー角固定時切替形態とするときは、切替機構１７の回転規制駆動源６２を作動させて、回転規制機構５４を図８（Ａ）の状態から同図（Ｂ）の状態に切り替える。それにより、直動アクチュエータ４７を構成するばね部材５１の弾性反発力によって、両中間軸２１，３５が図４のサブモータ失陥時位置まで軸方向移動して停止する。
【００９０】
サブモータ失陥時位置では、第１伝動係脱機構７１により転舵用中間軸２１は中空モータ軸２０に結合したままに保持され、第２伝動係脱機構７２によりトー角調整用中間軸３５は第１中間ギヤ３３に対し非結合になり、第３伝動係脱機構７３によりトー角調整用中間軸３５がハウジング１９に結合された状態となる。すなわち、トー角調整動力伝達機構３０が動力伝達不能状態となると共に、トー角調整用中間軸３５の回転が拘束される。その結果、メインモータ６による転舵のみが行われる。前述したように、この転舵軸駆動部１４には、図１３または図１４に示す軸端形状の転舵用中間軸２１が採用されており、サブモータ７とトー角調整用中間軸３５との動力的な結合が解除されてから、サブモータ７と転舵用中間軸２１とが動力的に結合されるため、伝動系統の変換動作が円滑に行える。
【００９１】
メインモータ６が失陥した場合など、前記異常時切替形態とするときは、切替機構１７の回転規制駆動源６２を作動させて、回転規制機構５４を図８（Ａ）の状態から同図（Ｂ）の状態を経てから同図（Ａ）の状態に戻す。それにより、ばね部材５１の弾性反発力によって、両中間軸２１，３５が、前記サブモータ失陥時位置を経由して、図５のメインモータ失陥時位置まで軸方向移動する。
【００９２】
メインモータ失陥時位置では、第１伝動係脱機構７１および第２伝動係脱機構７２により、転舵用中間軸２１と中空モータ軸２０の結合、ならびにトー角調整用中間軸３５と第１中間ギヤ３３の結合が外れて、新たに転舵用中間軸２１が第１中間ギヤ３３と結合し、第３伝動係脱機構７３によりトー角調整用中間軸３５がハウジング１９に結合された状態となる。すなわち、メインモータ６が転舵動力伝達機構１８から切り離され、かつトー角調整用中間軸３５の回転を拘束したうえで、転舵用中間軸２１がトー角調整動力伝達機構３０に連結される。それにより、メインモータ６に代えて、サブモータ７の回転を転舵用動力伝達機構１８に伝えて転舵することが可能になる。
【００９３】
このように、このステアバイワイヤ式操舵装置１００では、切替機構１７により、メインモータ６が失陥したときに、メインモータ６を転舵動力伝達機構１８から切り離し、かつトー角の変化を止めておき、メインモータ６に代えてサブモータ７の回転を転舵動力伝達機構１８に伝えて転舵可能とすることにより、メインモータ失陥時でも転舵可能なフェールセーフ機能を持たせられる。また、切替機構１７により、サブモータ７が失陥したときに、トー角調整動力伝達機構３０を動力伝達不能状態としてメインモータ６による転舵のみ行わせることにより、サブモータ失陥時にトー角調整機構１６を固定して安全に走行できる。これらメインモータ失陥時およびサブモータ失陥時における転舵動力伝達機構１８およびトー角調整動力伝達機構３０の動力伝達系統を切り替える一連の動作は、直動アクチュエータ４７で転舵用およびトー角調整用の各中間軸２１，３５を軸方向に移動させることで、伝動係脱機構４９により確実に行われる。
【００９４】
転舵軸１０を、非回転分割軸１０Ａと回転分割軸１０Ｂとに軸方向に２分割し、これら両分割軸１０Ａ，１０Ｂを軸中心と同心のねじ結合部１０Ｃで互いに結合した軸としたことにより、非回転分割軸１０Ａに対し回転分割軸１０Ｂを回転させることで、左右のタイロッド間距離を変更させられる。左右のタイロッド１１は、非回転分割軸および回転分割軸転舵軸にそれぞれ直接連結することができる。このため、このステアバイワイヤ式操舵装置は、構成がコンパクトで、かつ転舵軸１０が設けられている箇所の全体の軸方向長さを短くでき、車両に搭載しやすい。
なお、転舵軸が軸方向に分割されていない場合は、転舵軸の両端に、転舵軸の回転に応じて軸方向に進退する進退部材を設け、これら進退部材に左右のタイロッドを取付ける構成とする必要がある。そのため、転舵軸が設けられている箇所の全体の軸方向長さが長くなる。
【００９５】
なお、サブモータ７によるトー角調整およびメインモータ６の失陥のときの転舵用駆動源としての代替は、車両走行時に行う動作であるため、その最大発生トルクは、据え切り動作時にメインモータ６に必要なトルクよりもはるかに小さなものである。したがって、サブモータ７は、メインモータ６よりも小型のもので良い。
【符号の説明】
【００９６】
１…ステアリングホイール
２Ａ…第１の操舵角センサ
２Ｂ…第２の操舵角センサ
３…ＥＣＵ
４…反力アクチュエータ
５…制御装置
６…メインモータ
７…サブモータ
１０…転舵軸
１１…タイロッド
１４…転舵軸駆動部
１５…転舵機構
１６…トー角調整機構
１７…切替機構
１８…転舵動力伝達機構
３０…トー角調整動力伝達機構
１００…ステアバイワイヤ式操舵装置
１０１…第１の制御装置
１０２…基本制御機能部
１０３…相互故障診断部
１０５…サブモータ失陥診断部
１０６…異常時切替指令部
１０７…センサ故障診断部
１０８…センサ出力転送部
１０９…反力アクチュエータ失陥診断部
１１０…トー角固定指令部
２０１…第２の制御装置
２０２…基本制御機能部
２０３…相互故障診断部
２０５…メインモータ失陥診断部
２０７…センサ故障診断部
２０９…センサ異常報知部
２１０…サブモータ異常報知部
２１１…制御装置異常報知部
２１２…反力異常報知部
３０２…報知手段
３０５…外部の機器
【技術分野】
【０００１】
この発明は、転舵用の転舵軸と機械的に連結されていないステアリングホイールで操舵を行うようにしたステアバイワイヤ式操舵装置において、機構系および制御系共に冗長性を持たせた冗長機能付きステアバイワイヤ式操舵装置の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
転舵装置のような故障が重大事故の原因となり得る装置では、高冗長性が求められる。その対策として、ステアバイワイヤ式操舵装置において、操舵輪を転舵するメインモータが失陥しても、サブモータによって操舵輪を転舵するように構成したものが提案されている（特許文献１）。この提案例は、メインモータの失陥時にサブモータを作動させるフェールセーフ機能を持たせたものであるが、メインモータが正常である場合、サブモータは一切機能しておらず不経済である。
【０００３】
このような不経済を解消するものとして、トー角調整用のモータをサブモータとし、メインモータの失陥時には、メインモータを切り離し、トー角調整用のサブモータを転舵に利用するステアバイワイヤ式操舵装置が提案されている（例えば、特許文献２）。
転舵用モータの故障時に、車両を近くの安全な場所に退避させたり、修理工場に走行させるときに、転舵機能は車両走行の最低限の制御として必要であるが、トー角調整機能は最低限の制御としては必要ではない。そのため、トー角調整用のモータをメインモータ故障時に転舵に利用することで、常時は使用されない予備のモータを備える必要がなく、低コストでフェールセーフ機能が得られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−３４９８４５号公報
【特許文献２】特開２０１１−８４１７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献２の提案例は、転舵用モータの異常時のフェールセーフ機能が得られ、しかもモータに無駄がない点で優れる。しかし、ＥＣＵ（電気制御ユニット）等の制御装置のフェールセーフ機能までは提案されておらず、制御装置の故障時には冗長性を保つことができない。制御装置を多重化することで制御の冗長性が得られるが、単純に多重化した場合、正常動作時の制御装置の無駄が大きく、採用は難しい。
【０００６】
この発明の目的は、転舵用のメインモータの失陥および制御装置の故障に対する冗長性確保のための多重化と、平常時は多重化部分を利用した高機能化を両立した冗長機能付きステアバイワイヤ式操舵装置の制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明の冗長機能付きステアバイワイヤ式操舵装置の制御装置は、ステアバイワイヤ式操舵装置１００を制御する制御装置５であって、
前記ステアバイワイヤ式操舵装置１００が、
左右両端にタイロッド１１が設けられた転舵軸１０と、ステアリングホイール１と、このステアリングホイール１に操舵反力を与える反力アクチュエータ４と、前記ステアリングホイール１の操舵角をそれぞれ検出する第１および第２の操舵角センサ２Ａ，２Ｂと、メインモータ６およびサブモータ７と、前記メインモータ６の回転を前記転舵軸１０に伝える転舵動力伝達機構１８と、前記サブモータ７の回転によりトー角を調整させるトー角調整動力伝達機構３０と、
前記転舵動力伝達機構１８に対して前記メインモータ６を切り離しサブモータ７の回転を伝えて転舵可能とする異常時切替形態に切替可能な切替機構１７とを備える。
前記制御装置５は、相互に通信し合う第１の制御装置１０１と第２の制御装置２０１とでなる。
前記第１の制御装置１０１は、前記第１の操舵角センサ２Ａの検出信号を受け取って前記反力アクチュエータ４とサブモータ７を制御する基本制御機能部１０２を有し、
前記第２の制御装置２０１は、前記第２の操舵角センサ２Ｂの検出信号を受け取って前記メインモータ６を制御する基本制御機能部２０２を有する。
第１および第２の各制御装置１０１，２０１は、互いの故障を診断する相互故障診断部１０３，２０３をそれぞれ有する。第２の制御装置２０１は、メインモータ６の失陥を診断して第１の制御装置１０１へ診断結果を伝えるメインモータ失陥診断部２０５を有する。
第１の制御装置１０１は第２の制御装置２０１からメインモータ６が失陥であるとの診断結果を受けたとき、および前記相互故障診断部１０３で第２の制御装置２０１が故障であると診断したときに、前記切替機構１７を前記異常時切替形態に切り替えさせる異常時切替指令部１０６を有する。
【０００８】
この構成によると、第１および第２の制御装置１０１，２０１は互いに通信しており、それぞれの相互故障診断部１０３，２０３で互いの故障診断を行う。第２の制御装置２０１は、メインモータ失陥診断部２０５によりメインモータ６の失陥を診断する。
第１の制御装置１０１に設けられた異常時切替指令部１０６は、第２の制御装置２０１からメインモータ６が失陥であるとの診断結果を受けたとき、および前記相互故障診断部１０３で第２の制御装置２０１が故障であると診断したときに、前記切替機構１７を前記異常時切替形態に切り替えさせ、サブモータ７による転舵を行わせる。メインモータ６が失陥した場合は勿論であるが、メインモータ６を制御する第２の制御装置が故障した場合も、メインモータ６による正常な転舵は行えない。そのため、故障の発生していない第１の制御装置１０１で制御されるサブモータ７を転舵に用いることで、安全な転舵を行うことができる。
制御装置５として、第１の制御装置１０１と第２の制御装置２０１との２台を設けているが、第１の制御装置１０１は基本機能として、反力アクチュエータ４とサブモータ７を制御する機能を持ち、第２の制御装置２０１は基本機能としてメインモータ６を制御する機能を持つ。また、メインモータ６の失陥の診断は第２の制御装置で行い、サブモータ７の失陥の診断は第１の制御装置１０１で行う。さらに、第１の制御装置１０１と第２の制御装置２０１は相互の診断機能を持つ。
このように、制御系を２系統に分け、各系統の役割を最適に分担させたため、転舵用のメインモータ６の失陥と、その制御を行う第２の制御装置２０１の故障に対する冗長性確保のための多重化が得られる。しかも、平常時は多重化部分を利用した、トー角制御や、第１および第２の制御装置１０１，２０１の診断等の高機能化が得られる。すなわち、冗長性確保のための多重化と、平常時の多重化部分を利用した高機能化の両立が可能となる。
【０００９】
なお、上記第１および第２の操舵角センサ２Ａ，２Ｂは、互いに完全に独立したセンサである必要はなく、それぞれが独立して検出し出力する機能を持つものであれば良い。例えば、同じセンサ筐体内に設置されてエンコーダ等のセンサターゲットが互いに共通であっても良い。具体例で説明すると、ステアリングホイール１と共に回転する共通のエンコーダに対して、回転方向の検出が可能なように電気角で９０°離れて配置されて、９０°位相の異なる出力を行う２つのセンサであっても良い。
【００１０】
また、第１および第２の操舵角センサ２Ａ，２Ｂのセンサターゲットは、必ずしもステアリングホイール１と機械的に結合されていなくても良く、ステアリングホイール１と同期して回転するものであれば良い。例えば、前記第１の操舵角センサ２Ａは、前記操舵反力アクチュエー４の動作量を検出してその検出結果を前記ステアリングホイール１の操舵角の検出結果の出力とするものであっても良い。
操舵反力アクチュエータ４の高精度な制御のためには、センサ類を用いた閉ループ制御が必要であるが、その制御用のセンサを第１の操舵角センサ２Ａとして利用することで、無駄なく２つの操舵角センサ２Ａ，２Ｂを備えることができる。
【００１１】
この発明において、前記異常時切替指令部１０６は、前記第１および第２の制御装置１０１，２０１に対する外部の機器３０１から指令を受けたときに、前記切替機構１７を前記異常時切替形態に切り替えさせる機能を有するものとしても良い。これにより、より多くの形態の異常に対応して、サブモータ７による転舵に切り替えることができる。
【００１２】
この発明において、前記第１の制御装置１０１または第２の制御装置２０１は、第１および第２の操舵角センサ２Ａ，２Ｂの出力を比較して第２の操舵角センサ２Ｂの故障を診断するセンサ故障診断部１０７，２０７を有し、前記異常時切替指令部１０６は前記センサ故障診断部１０７，２０７により第２の操舵角センサ２Ｂが故障であると診断された結果を受けたときに、前記切替機構１７を前記異常時切替形態に切り替えさせるようにしても良い。
第２の制御装置２０１は、その基本制御機能部２０２が、第２の操舵角センサ２Ｂの検出信号によって転舵用のメインモータ６の制御を行うため、第２の操舵角センサ２Ｂに故障が発生すると、適正な転舵が行えなくなる。その場合に、切替機構１７を前記異常時切替形態に切り替えることで、サブモータ７による転舵とはなるが、異常のない第１の操舵角センサ２Ａの検出信号を用いて制御でき、正しい転舵が可能となる。
【００１３】
第２の操舵角センサ２Ｂの故障に対しては、次のように対処するようにしても良い。すなわち、この発明において、前記第１の制御装置１０１または第２の制御装置２０１は、第１および第２の操舵角センサ２Ａ，２Ｂの出力を比較して第２の操舵角センサ２Ｂの故障を診断するセンサ故障診断部１０７，２０７を有し、かつ前記センサ故障診断部１０７，２０７により第２の操舵角センサ２Ｂが故障であると診断された結果を受けたときに第１の操舵角センサ２Ａの出力を第２の制御装置２０１に通信するセンサ出力転送部１０８を有し、前記第２の制御装置２０１は、前記基本制御部２０２による前記メインモータ６の制御を、第２の操舵角センサ２Ｂの出力を用いる代わりに、前記センサ出力転送部１０８から転送された第１の操舵角センサ２Ａの出力を用いて行う使用センサ切替部２０８を有するものとしても良い。
このようにセンサ故障の診断を行い、通常時に転舵に使用される第２の操舵角センサ２Ｂが故障した場合に、第２の制御装置２０１が使用する操舵角センサを第１の操舵角センサ２Ａに切り替えることで、センサ故障が生じてもメインモータ６による転舵が行える。
【００１４】
この発明において、前記第２の制御装置２０１は、第１および第２の操舵角センサ２Ａ，２Ｂの出力を比較して第１の操舵角センサ２Ａの故障を診断するセンサ故障診断部１０７，２０７を有し、このセンサ故障診断部１０７，２０７による第１の操舵角センサ２Ａが故障であるとの診断結果を、車両の室内の報知手段に報知させるセンサ異常報知部２１１を有するものとしても良い。
第１の操舵角センサ２Ａはトー角の制御に用いられるため、故障が生じても、運転上で最低限必要な転舵は可能である。そのため、特に制御形態の変更を行わなくても、センサ異常報知部２０９により運転者に異常を伝えることが、センサ異常への適切な対処となる。
【００１５】
この発明において、前記第１の制御装置１０１は、前記サブモータ７の失陥を診断するサブモータ失陥診断部１０５を有し、前記第２の制御装置２０１は、前記サブモータ失陥診断部１０５による失陥との診断結果を第１の制御装置１０１から受けて、この診断結果を、車両の室内の報知手段３０３に報知させるサブモータ異常報知部２１０を有するものとしても良い。
サブモータ７はトー角の制御に用いられるため、故障が生じても、運転上で最低限必要な転舵は可能である。そのため、特に制御形態の変更を行わなくても、サブモータ異常報知部２１０により運転者に異常を伝えることが、サブモータ異常への適切な対処となる。
【００１６】
この発明において、前記第２の制御装置２０１は、前記相互故障診断部２０３により第１の制御装置１０１が故障であると診断した結果を、車両の室内の報知手段３０２に報知させる制御装置異常報知部２１１を有するものとしても良い。
第１の制御装置１０１は、反力アクチュエータ４とトー角制御用のモータであるサブモータ６とを制御する装置であるため、第２の制御装置２０１が正常であれば、最低限の安全な運転は可能である。そのため、第１の制御装置１０１が故障である場合は、特に制御形態の変更を行わなくても、制御装置異常報知部２１１により運転者に異常を伝えることが、第１の制御装置１０１の異常に対する適切な対処となる。
【００１７】
この発明において、前記第１の制御装置１０１が、前記反力アクチュエータ４の失陥を診断する反力アクチュエータ失陥診断部１０９を有し、この診断部１０９が失陥であると診断した結果を、車両の室内の報知手段３０２に報知させる反力異常報知部２１２を有するものとしても良い。
反力アクチュエータ４は、ステアリングホイール１に操舵反力を与えて運転者による操舵感覚を向上させるものであり、失陥が生じても、ステアリングホイール１による正確な操舵は可能である。そのため、反力アクチュエータ４が故障である場合は、特に制御形態の変更を行わなくても、反力異常報知部２１２により運転者に異常を伝えることが、反力アクチュエータの異常に対する適切な対処となる。
【００１８】
この発明において、前記切替機構１７は、トー角調整動力伝達機構３０を動力伝達不能状態として前記メインモータ６による転舵のみ行わせるトー角固定時切替形態に切替可能であり、前記第１の制御部１０１は前記サブモータ７の失陥を診断するサブモータ失陥検出部１０５、およびこのサブモータ失陥検出部１０５による失陥であるとの検出結果によって前記切替機構１７をトー角固定時切替形態に切替えるトー角固定指令部１１０を有するものとしても良い。
トー角制御は、走行の快適性を向上させる制御ではあるが、トー角固定であっても転舵は適正に行える。したがってトー角制御用のモータであるサブモータ７に失陥が生じた場合は、トー角調整動力伝達機構３０を動力伝達不能状態としてメインモータ６による転舵のみ行わせるようにすることが、適切な対処となる。
【発明の効果】
【００１９】
この発明の冗長機能付きステアバイワイヤ式操舵装置の制御装置は、ステアバイワイヤ式操舵装置を制御する制御装置であって、前記ステアバイワイヤ式操舵装置が、左右両端にタイロッドが設けられた転舵軸と、ステアリングホイールと、このステアリングホイールに操舵反力を与える反力アクチュエータと、前記ステアリングホイールの操舵角をそれぞれ検出する第１および第２の操舵角センサと、メインモータおよびサブモータと、前記メインモータの回転を前記転舵軸に伝える転舵動力伝達機構と、前記サブモータの回転によりトー角を調整させるトー角調整動力伝達機構と、前記転舵動力伝達機構に対して前記メインモータを切り離しサブモータの回転を伝えて転舵可能とする異常時切替形態に切替可能な切替機構とを備え、前記制御装置が相互に通信し合う第１の制御装置と第２の制御装置とでなり、前記第１の制御装置は、前記第１の操舵角センサの検出信号を受け取って前記反力アクチュエータとサブモータを制御する基本制御機能部を有し、前記第２の制御装置は、前記第２の操舵角センサの検出信号を受け取って前記メインモータを制御する基本制御機能部を有し、第１および第２の各制御装置は互いの故障を診断する相互故障診断部をそれぞれ有し、第２の制御装置はメインモータの失陥を診断して第１の制御装置へ診断結果を伝えるメインモータ失陥診断部を有し、第１の制御装置は第２の制御装置からメインモータが失陥であるとの診断結果を受けたとき、および前記相互故障診断部で第２の制御装置が故障であると診断したときに、前記切替機構を前記異常時切替形態に切り替えさせる異常時切替指令部を有するため、転舵用のメインモータの失陥および制御装置の故障に対する冗長性確保のための多重化と、平常時は多重化部分を利用した高機能化を両立させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】この発明の一実施形態にかかるステアバイワイヤ式操舵装置の制御装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】同制御装置の概念構成を示すブロック図である。
【図３】（Ａ）は同ステアバイワイヤ式操舵装置における転舵軸駆動部の正常動作時の水平断面図、（Ｂ）はそのIII Ｂ部拡大図である。
【図４】（Ａ）は同転舵軸駆動部におけるトー角調整用モータ失陥時の水平断面図、（Ｂ）はそのIVＢ部拡大図である。
【図５】（Ａ）は同転舵軸駆動部における転舵用モータ失陥時の水平断面図、（Ｂ）はそのＶＢ部拡大図である。
【図６】（Ａ），（Ｂ）は同転舵軸の結合ねじ部のそれぞれ異なる状態を示す断面図である。
【図７】図３のVII −VII 断面図である。
【図８】同転舵軸駆動部の回転規制機構の側面図であり、（Ａ），（Ｂ）はそれぞれ異なる状態を示す。
【図９】通常のスプライン軸のスプライン歯の歯先形状を示す説明図である。
【図１０】（Ａ）は前記転舵軸駆動部の中間軸の一例の側面図、（Ｂ）は同正面図である。
【図１１】（Ａ）は同転舵軸駆動部の中間軸の他の一例の側面図、（Ｂ）は同正面図である。
【図１２】（Ａ）は同転舵軸駆動部の中間軸のさらに他の一例の側面図、（Ｂ）は同正面図である。
【図１３】（Ａ）は同転舵軸駆動部の中間軸のさらに他の一例の側面図、（Ｂ）は同正面図である。
【図１４】比較例となるステアバイワイヤ式操舵装置の制御装置の説明図である。
【図１５】他の比較例となるステアバイワイヤ式操舵装置の制御装置の説明図である。
【図１６】さらに他の比較例となるステアバイワイヤ式操舵装置の制御装置の説明図である。
【図１７】さらに他の比較例となるステアバイワイヤ式操舵装置の制御装置の説明図である。
【図１８】さらに他の比較例となるステアバイワイヤ式操舵装置の制御装置の説明図である。
【図１９】さらに他の比較例となるステアバイワイヤ式操舵装置の制御装置の説明図である。
【図２０】さらに他の比較例となるステアバイワイヤ式操舵装置の制御装置の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
この発明の一実施形態を図１〜図１３と共に説明する。図１は、ステアバイワイヤ式操舵装置１００およびその制御装置５の概略構成を示す。ステアバイワイヤ式操舵装置１００は、運転者が操舵するステアリングホイール１と、第１および第２の操舵角センサ２Ａ，２Ｂと、操舵反力アクチュエータ４と、左右の操舵輪１３にナックルアーム１２およびタイロッド１１を介して連結された転舵用の軸方向移動自在な転舵軸１０と、この転舵軸１０を駆動する転舵軸駆動部１４と、転舵角センサ８とを備える。転舵軸１０は、伸縮可能な分割構造とされていて、全体の軸方向移動による転舵に加え、伸縮によってトー角調整が可能とされている。
【００２２】
ステアリングホイール１は、転舵用の転舵軸１０と機械的に連結されていない。操舵反力アクチュエータ４は、ステアリングホイール１に反力トルクを付与する駆動源であり、モータ等からなる。第１，２の操舵角センサ２Ａ，２Ｂは、ステアリングホイール１の操舵角を検出するセンサである。第１の操舵角センサ２Ａは、操舵反力アクチュエータ４の回転角度または発生トルク等の動作量を検出するセンサであり、このセンサを、この実施形態での冗長性を得る制御の都合上、ステアリングホイール１の操舵角を間接的に検出するセンサとして兼用させている。第２の操舵角センサ２Ｂは、アクチュエータ類を介することなく、ステアリングホイール１の操舵角を直接に検出する。なお、第１の操舵角センサ２Ａは、操舵反力アクチュエータ４の動作量を検出するセンサとは別に、ステアリングホイール１の操舵角を直接に検出するセンサとして専用に設けても良い。第２の操舵角センサ２Ｂなど、直接に検出するセンサとしては、レゾルバ、光学式エンコーダ、磁気式エンコーダ等の、回転角を電気的に検出するものを使用する。
【００２３】
転舵軸駆動部１４には、転舵軸１０と、操舵輪１３（図１）の転舵を行う転舵機構１５と、転舵輪１３のトー角調整を行うトー角調整機構１６と、転舵機構１５およびトー角調整機構１６の各動力伝達機構１８，３０を切り換える切替機構１７とが設けられている。転舵機構１５は、転舵用モータであるメインモータ６と、このメインモータ６の回転を転舵軸１０に伝える転舵動力伝達機構１８とで構成される。トー角調整機構１６は、トー角調整のモータであるサブモータ７と、このサブモータ７の回転を転舵軸１０に伝えるトー角調整動力伝達機構３０とで構成される。
【００２４】
切替機構１７は、転舵動力伝達機構１８およびトー角調整機構１６を介してメインモータ６およびサブモータ７で転舵およびトー角調整をそれぞれ行わせる通常時の切替形態から、転舵動力伝達機構１８に対してメインモータ６を切り離し、サブモータ７の回転を伝えて転舵可能とする異常時切替形態に切替可能である。また、切替機構１７は、トー角調整動力伝達機構３０を動力伝達不能状態としてメインモータ６による転舵のみ行わせるトー角固定時切替形態に切替可能である。切替機構１７は、クラッチ機構やその組み合わせ等によって構成される。
【００２５】
制御装置５は、車両の全体を制御するメインのＥＣＵ（電気制御ユニット）３の一部として、またはメインＥＣＵ３とは別に設けられて、転舵およびトー角調整に関する制御を行う装置である。制御装置５は、この実施形態の特徴として、互いに通信し合う第１の制御装置１０１と第２の制御装置２０１とで構成される。これら第１および第２の制御装置１０１，２０１は、マイクロコンピュータおよびその制御プログラムを含む電子回路等により構成される。第１の制御装置１０１と第２の制御装置２０１とは、互いに独立して、すなわちそれぞれの処理機能が別の電子部品によって得られるように、互いに独立したハードウェア資源で構成されるが、共通の筐体（図示せず）内に配置されていても、また共通の回路基板上に設けられていても良い。
【００２６】
制御装置５の構成を図２と共に説明すると共に、図１４〜図２０の提案例との比較を行う。なお、転舵動力伝達機構１８、トー角調整動力伝達機構３０、および切替機構１７の具体的構成例については、後に図３〜図１３と共に説明する。
【００２７】
図２において、第１の制御装置１０１および第２の制御装置２０１は、図の中央にブロックとして図示すると共に、そのブロック内の構成要素を図の左右両側にそれぞれ示す。 第１の制御装置１０１は、第１の操舵角センサ２Ａの検出信号を受け取って反力アクチュエータ４とトー角調整用のサブモータ７を駆動制御することを基本機能とし、この基本機能を達成する手段である基本制御機能部１０２を有する。基本制御機能部１０２は、サブモータ７の回転センサ１１５による回転角の検出信号を用い、通常走行時のトー角制御を行う。第２の制御装置２０１は、第２の操舵角センサ２Ｂの検出信号を受け取って転舵用のメインモータ６を駆動制御するすることを基本機能とし、この基本機能を達成する手段である基本制御機能部２０２を有する。基本制御機能部２０２は、メインモータ６の回転センサ２１５による回転角の検出信号を用い、通常走行時の転舵制御を行う。
【００２８】
第１および第２の各制御装置１０１，２０１は、互いの故障を診断する相互故障診断部１０３，２０３をそれぞれ有する。第１の制御装置１０１は、サブモータ７の失陥を診断するサブモータ失陥診断部１０５を有し、第２の制御装置２０１は、メインモータ６の失陥を診断して第１の制御装置１０１へ診断結果を伝えるメインモータ失陥診断部２０５を有する。各モータ６，７の失陥は、例えばロータの固着等である。また、第１および第２の各制御装置１０１，２０１は、それぞれ、第１の転舵角センサ２Ａおよび第２の転舵角センサ２Ｂの失陥を検出するセンサ故障診断部１０７，２０７をそれぞれ有する。これらセンサ故障診断部１０７，２０７は、第１の転舵角センサ２Ａの検出値と第２の転舵角センサ２Ｂの検出値とを比較し、定められた条件に従って失陥状態であることを検出する。第１の制御装置１０１は、さらに、反力アクチュエータ４の失陥を診断する反力アクチュエータ失陥診断部１０９を有している。
【００２９】
第１の制御装置１０１は、異常時切替指令部１０６を有し、異常時切替指令部１０６は、次の条件１〜４の充足判定を行っていずれかの条件が充足されると、切替機構１７を前記異常時切替形態に切り替えさせる。
条件１は、第２の制御装置２０１のメインモータ失陥診断部２０５から、メインモータ６が失陥であるとの診断結果を受けたときである。
条件２は、第１の制御装置１０１の相互故障診断部１０３によって、第２の制御装置２０１が故障であると診断されたときである。
条件３は、外部の機器３０１から異常時切替形態への切り替えの指令を受けたときである。外部の機器３０１は、第１および第２の制御装置１０１，２０１に対する外部の機器である。例えば、ＥＣＵ３（図１）における前記制御装置５以外の制御部や、運転席の入力手段（図示せず）等の機器である。
条件４は、第２の制御装置２０１のセンサ故障診断部２０３から第２の操舵角センサ２Ｂが故障であると診断された結果を受けたときである。なお、条件４の場合は、異常時切替形態への切り替えを行わず、次のセンサ出力転送部１０８および使用センサ切替部２０８による制御としても良い。
【００３０】
センサ出力転送部１０８は、第１の制御装置１０１に設けられており、第２の制御装置２０１のセンサ故障診断部２０７によりにより第２の操舵角センサ２Ｂが故障であると診断された結果を受けたときに、第１の操舵角センサ２Ａの出力を第２の制御装置２０１に通信する。使用センサ切替部２０８は、第２の制御装置２０１に設けられており、基本制御部２０２によるメインモータ６の制御を、第２の操舵角センサ２Ｂの出力を用いる代わりに、センサ出力転送部１０８から転送された第１の操舵角センサ２Ａの出力を用いて行わせる。
これらセンサ出力転送部１０８および使用センサ切替部２０８を設けるか、前記異常時切替指令部１０６により第４の条件で前記異常時切替形態に切り替えさせるようにするかは、選択的に定められる。
【００３１】
第１の制御装置１０１は、上記各部の他に、トー角固定指令部１０１を有し、サブモータ失陥検出部１０５によるサブモータ７が失陥であるとの検出結果によって切替機構１７を前記トー角固定時切替形態に切替える。
【００３２】
第２の制御装置２０１は、各種の報知部、すなわちセンサ異常報知部２０９、サブモータ異常報知部２１０、制御装置異常報知部２１１、および反力異常報知部２１２を有しており、これらの報知部２０９〜２１２は、定められた軽微な異常の場合に、特に車両の走行に関する制御は行わず、車両の室内の運転席等にある報知手段３０２に、定められた報知を行わせる。上記の軽微な異常は、車両の安全な走行が維持できる範囲の異常である。報知手段３０２は、例えば液晶表示装置等の表示装置３０３またはスピーカ３０４等の音を発生する手段等である。なお、上記各報知部２０９〜２１２は、第１の制御装置１０１に設けても良い。
【００３３】
センサ異常報知部２０９は、第１の制御装置１０１のセンサ故障診断部１０７により、第１の操舵角センサ２Ａが故障であるとの診断がなされ、その診断結果が第２の制御装置２０１に送られたときに、前記報知手段３０２に、第１の操舵角センサ２Ａが故障である旨の報知を行わせる。
【００３４】
サブモータ異常報知部２１０は、第１の制御装置１０１のサブモータ失陥診断部１０５によりサブモータ７が失陥との診断がなされ、第１の制御装置１０１から第２の制御装置２０１にその診断結果が送られたときに、この診断結果を前記報知手段３０２に報知させる。
【００３５】
制御装置異常報知部２１１は、第２の制御装置１０１の相互故障診断部１０３により第１の制御装置２０１が故障であると診断された場合、その診断結果を前記報知手段３０２に報知させる。制御装置異常報知部２１１は、第２の制御装置２０１に設ける代わりに、第２の制御装置２０１に設けることが好ましい。
【００３６】
次に上記構成の動作を説明する。第１および第２の制御装置１０１，２０１は互いに通信しており、転舵角度等の各種情報を共有すると共に、相互故障診断部１０３，２０３によって互いの故障診断を行う。各制御装置１０１、２０１は、サブモータ失陥診断部１０５、メインモータ失陥診断部２０５、センサ故障診断部１０７、２０７、反力アクチュエータ失陥診断部１０９等により、各種のセンサを用い、各モータ６，７等の失陥の検出を行う。また、第１および第２の制御装置１０１，２０１間の通信により、第１および第２３の操舵角センサ２Ａ，２Ｂの出力を常に比較し、センサ故障を検出する。
【００３７】
異常時切替指令部１０６は、以下の条件１〜３のいずれかが充足される場合、切替機構１７を異常時切替形態に、つまり転舵動力伝達機構１８に対してメインモータ６を切り離し、サブモータ７の回転を伝えて転舵可能とする形態であるフェールセーフモードに切り替えさせる。
条件１：第２の制御装置２０１のメインモータ失陥診断部２０５から、メインモータが６失陥であるとの診断結果を受けたとき。
条件２：第１の制御装置１０１の相互故障診断部１０３によって、第２の制御装置２０１が故障であると診断したとき。
条件３：外部の機器３０１から異常時切替形態への切り替えの指令を受けたとき。
【００３８】
メインモータ６が失陥した場合は勿論であるが、メインモータ６を制御する第２の制御装置が故障した場合も、メインモータ６による正常な転舵は行えない。そのため、故障の発生していない第１の制御装置１０１で制御されるサブモータ７を転舵に用いることで、安全な転舵を行うことができる。
【００３９】
次の条件４の場合は、異常時切替指令部１０６によって切替機構１７を前記異常時切替形態とするようにしても、また他の制御を採るようにしても良い。
条件４：第２の制御装置２０１のセンサ故障診断部２０３から第２の操舵角センサ２Ｂが故障であると診断された結果を受けたとき。
【００４０】
条件４の場合の他の制御は、第２の制御装置２０１のセンサ故障診断部２０３から第２の操舵角センサ２Ｂが故障であると診断された結果を第１の制御内１０１が受けたとき、使用センサ切替部２０８により、第１の操舵角センサ２Ａの出力を第２の制御装置２０１に通信し、第２の制御装置２０１の使用センサ切替部２０８が、基本制御部２０２によるメインモータ６の制御を、センサ出力転送部１０８から転送された第１の操舵角センサ２Ａの出力を用いて行わせる制御である。
【００４１】
以下の条件異常の場合は、各報知部２０９〜２１２により報知手段３０２を介して運転者に異常を伝えるが、異常時切替形態（フェールセーフモード）へは移行しない。
・操舵角センサ２Ａ，２Ｂの出力の比較により、第２の制御装置２０１が第１の操舵角センサ２Ａの異常を検出した場合。
・サブモータ７の失陥を第１の制御装置１０１が検出し、通信により第２の制御装置２０１に伝えた場合。
・相互故障診断により、第２の制御装置２０１が第１の制御装置１０１を故障であると診断した場合。
・第１の制御装置１０１が反力アクチュエータ４の失陥（トルク抜けなど）を検出した場合。
【００４２】
この実施形態によると、次の利点が得られる。上記のように、制御装置５として、第１の制御装置１０１と第２の制御装置２０１との２台を設けているが、第１の制御装置１０１は基本機能として、反力アクチュエータ４とサブモータ７を制御する機能を持ち、第２の制御装置２０１は基本機能としてメインモータ６を制御する機能を持つ。また、メインモータ６の失陥の診断は第２の制御装置２０１で行い、サブモータ７の失陥の診断は第１の制御装置１０１で行う。さらに、第１の制御装置１０１と第２の制御装置２０１は相互の診断機能を持つ。
このように、制御系を２系統に分け、各系統の役割を最適に分担させたため、転舵用のメインモータ６の失陥と、その制御を行う第２の制御装置２０１の故障に対する冗長性確保のための多重化が得られる。この冗長性により、故障発生時に、車両を近くの安全な場所に退避させたり、修理工場に走行させる場合に、安全な転舵が可能なとなる。しかも、平常時は多重化部分を利用した、トー角制御や、第１および第２の制御装置の診断等の高機能化が得られる。すなわち、冗長性確保のための多重化と、平常時の多重化部分を利用した高機能化の両立が可能となる。
【００４３】
この実施形態の優位性は、次の点にある。
・どれか一つの要素が故障しても、重大事故の原因となる転舵機能失陥を回避できる。
・制御系を２系統に分け、各系統の役割を最適に分担させ、高機能化した構成となる。
・構成要素数・通信経路を最小にした構成となる。
【００４４】
図１４〜図２０に示す各比較例と比較して、この実施形態の優位性を説明する。
図１４に示す比較例１は、１台の制御装置５Ａで、転舵およびトー角制御に関する全ての制御を行うようにしたものである。この比較例では、制御装置５Ａの破損や異常時には冗長性を保てない。これに対して、上記実施形態では、制御装置５を第１および第２の制御装置１０１，２０１に分けて制御機能を適宜分担させたため、第１および第２の制御装置１０１，２０１のいずれかに破損や異常が生じても、最低限の転舵は安全に行える。
【００４５】
図１５に示す比較例２は、第１および第２の制御装置１０１，２０１を設けるが、メインモータ６の制御用の第２の制御装置２０１に切替機構１７を切り替える機能を持たせたものである。この比較例では、メインモータ６の制御用の制御装置２０１に異常が生じた場合に切り替え不能であり、冗長性が保てない。これに対して、上記実施形態では、サブモータ駆動用の第１の制御装置１０１に切替機構１７の切り替えを行う異常時切替指令部１０６を設けたため、メインモータ６の制御用の第２の制御装置２０１に異常が発生しても切り替えが行える。なお、サブモータ駆動用の第１の制御装置１０１は、異常が発生してもメインモータ６による転舵が可能である。ただし、第１の制御装置１０１の異常が相互診断部２０３等により検出された場合は、第１の制御装置１０１は停止させるか、またはその出力を遮断させるようにするのが良い。
【００４６】
図１６に示す比較例３は、メインモータ６の制御を行う第２の制御装置１０１に、反力アクチュエータ４の制御機能を持たせたものである。この比較例では、機能的には実施形態と同等の機能が得られる。しかし、使用頻度の低いサブモータ７のみを制御する第１の制御装置１０１と、常に駆動するメインモータ６の制御および反力アクチュエータ４の制御を行う第２の制御装置２０１とで、分担する機能の偏りがあり、第２の制御装置２０１に計算量の集中が発生している。
これに対して、上記実施形態では、使用頻度の低いサブモータ７を制御する第１の制御装置１０１に反力アクチュエータ４の制御機能を持たせたため、第１の制御装置１０１と第２の制御装置２０１とで、計算量の均衡が得られる。
【００４７】
図１７に示す第４の比較例は、第１および第２の制御装置１０１，２０１の両方に、切替機構１７を切り替える機能を持たせたものである。切替機構１７により切り替えることが必要な場合は、メインモータ６や第２の制御装置２０１に異常が発生した場合であり、また両制御装置１０１，２０１は相互の通信経路を持つ。このため、第２の制御装置２０１から切替機構１７への通信・制御経路４０１は不要であり、無駄となっている。上記実施形態では、このような無駄な通信・制御経路４０１は設けられていない。
【００４８】
図１８に示す第５の比較例は、転舵およびトー角調整に関する全ての機能を有する制御装置５Ｂを、メイン用とサブ用とに２台設け、メインの制御装置５Ｂの異常時にサブの制御装置５Ｂに制御を切り替えるようにしたものである。この例の場合、冗長性を確保できる。しかし、配線が複雑で、制御装置５が大形化する。また、正常時の無駄が多い。これに対して上記実施形態では、制御系を２系統に分け、役割を適切に分担させるようにしたため、構成要素数、通信経路数を最小にできる。
【００４９】
図１９に示す第６の比較例は、サブモータ７の制御用の第１の制御装置１０１と、メインモータ６の制御用の第２の制御装置２０１に加え、反力アクチュエータ４の制御用の第３の制御装置３０１を設けたものである。この場合、制御装置１０１，２０１，３０１間の通信量が多くなり、制御装置増加による利点が少ない。
【００５０】
図２０に示す第７の比較例は、第１の操舵角センサ２Ａの出力を第１，第２の制御装置１０１，２０１の両方に接続し、第２の操舵角センサ２Ｂの出力についても、第１，第２の制御装置１０１，２０１の両方に接続したものである。
この比較例では、実施形態よりも高い冗長性が得られる。しかし、操舵角センサ２Ａ，２Ｂと制御装置１０１，２０１間の信号線の電気的分離を考慮する必要がある。例えば、第１の制御装置１０１が高電圧を受け破壊された場合、その高電圧が第１の制御装置１０１−第１の操舵角センサ２Ａ−第２の制御装置２０１の経路を通じて第２の制御装置２０１に伝わり、第２の制御装置２が破壊される恐れがある。そのため、この経路上で電気的分離を行う必要があるが、大形化、コスト増の原因となる。
上記実施形態では、このような電気的分離が不要である。
【００５１】
これら比較例１〜７との比較でわかるように、上記実施形態は、制御系を２系統に分けて各系統の役割を最適に分担させ、高機能化した構成であり、冗長性確保のための多重化、平常時の多重化を利用した高機能化が両立できて、どれか一つの要素が故障しても重大事故の原因となる転舵機能失陥を回避でき、かつ構成要素数・通信経路を最小にした構成となる等の優位性を併せ持つことができる。
【００５２】
図３〜図１３と共に、ステアバイワイヤ式操舵装置１００の機械的構成部分の一例を説明する。転舵軸１０は、非回転分割軸１０Ａと回転分割軸１０Ｂとに軸方向に２分割され、これら両分割軸１０Ａ，１０Ｂを軸中心と同心のねじ結合部１０Ｃで互いに結合した軸である。転舵軸駆動部１４のハウジング１９から突出した非回転分割軸１０Ａおよび回転分割軸１０Ｂの先端部に、左右のタイロッド１１（図１）がそれぞれ連結されている。
【００５３】
図６に示すように、ねじ結合部１０Ｃは、非回転分割軸１０Ａに設けられた雄ねじ８１と、非回転分割軸１０Ｂに設けられた雌ねじ８２とを有する。ねじの種類は、角ねじまたは台形ねじが好ましい。ねじの種類が角ねじまたは台形ねじであるねじ結合部１０Ｃは、非回転分割軸１０Ａと回転分割軸１０Ｂとの結合が堅固である。
【００５４】
雄ねじ８１は、非回転分割軸１０Ａのボールねじ軸部１０ａから回転分割軸１０Ｂ側に突出する嵌合軸部８３の先端に設けられている。雌ねじ部８２は、回転分割軸１０Ｂの筒状部８４の内周に形成されている。回転分割軸１０Ｂには、前記筒状部８４から非回転分割軸１０Ａに延びる延長筒状部８５が設けられており、この延長筒状部８５の内径孔８６に前記嵌合軸部８３が嵌合している。内径孔８６は、転舵軸１０の軸中心と同心である。
【００５５】
このねじ結合部１０Ｃには、前記内径孔８６から前記嵌合軸部８３が抜けるのを防止する抜け止め手段８８が設けられている。この抜け止め手段８８は、嵌合軸部８３の外周に形成された環状の外周溝８９に嵌合するサークリップ９０と、内径孔８６の内径面に形成された環状の内周溝９１とでなる。図６（Ａ）の部分拡大図に示すように、内周溝９１の非回転分割軸１０Ａと反対側の段面９１ａは、外側に向かい次第に溝深さが浅くなるテーパ状になっている。
【００５６】
通常は、図６（Ａ）のように、サークリップ９０と内周溝９１との軸方向位置がずれており、サークリップ９０は内径孔８６の内径面に押されて縮径した状態になっている。この状態で、非回転分割軸１０Ａに対し回転分割軸１０Ｂを回転させると、ねじ結合部１０Ｃの螺合長さが調整される。図６（Ｂ）のように、サークリップ９０と内周溝９１とが軸方向同位置になると、サークリップ９０が自身の弾性反発力で拡径して内周溝９１に係合する。それにより、ねじ結合部１０Ｃの螺合長さを短くする方向の動作が規制され、内径孔８６から嵌合軸部８３が抜けなくなる。内周溝９１の段面９１ａは前記形状のテーパ状になっているので、ねじ結合部１０Ｃの螺合長さを短くする方向の動作は規制されない。
【００５７】
非回転分割軸１０Ａは、回り止め手段９３により、転舵軸駆動部１４のハウジング１９に対して軸方向に進退自在かつ軸回りに回転不能とされている。回り止め手段９３は、図７に示すように、非回転分割軸１０Ａにおける前記ボールねじ軸部１０ａの外側に続く部分である非同心円部１０ｂと、ハウジング１９に固定して設けられ、前記非同心円部１０ｂが軸方向に摺動自在に嵌合する滑り軸受９４とで構成される。非同心円部１０ｂの軸方向と垂直な断面の形状は、外形が軸中心の同心円とは異なる形状である。この図例では、非同心円部１０ｂは、円周の一部を直線で切り落とした断面形状とされているが、他の断面形状であってもよい。この構成の回り止め手段９３は、構成が簡単で、転舵軸１０の非回転分割軸１０Ａを確実に回り止めできる。
【００５８】
転舵軸１０全体は、以下のようにハウジング１９に支持されている。すなわち、非回転分割軸１０Ａは、ボールねじ軸部１０ａに螺合する後記ボールナット２６を介して複列アンギュラ玉軸受２９ａおよび深溝玉軸受２９ｂにより支持されると共に、前記滑り軸受９４によって支持される。また、回転分割軸１０Ｂは、その外周にスプライン嵌合する後記スプラインナット４０を介して転がり軸受４４により支持されている。さらに、ボールねじ軸部１０ａの外径面が、滑り軸受９５によって支持されている。滑り軸受９５の軸方向位置は、ねじ結合部１０Ｃとボールナット２６との間とされている。
【００５９】
転舵機構１５は、転舵軸１０の非回転分割軸１０Ａおよび回転分割軸１０Ｂを一体に軸方向に移動させて操舵輪１３の転舵を行う。この転舵機構１５は、メインモータ６と、このメインモータ６の回転により転舵軸１０を軸方向に移動させる転舵動力伝達機構１８とを備える。
【００６０】
メインモータ６は、転舵軸駆動部１４のハウジング１９に、前記転舵軸１０と平行に取付けられている。メインモータ６は中空モータであって、筒状の中空モータ軸２０を有する。この中空モータ軸２０は、一対の軸受２３によりハウジング１９に回転自在に支持されている。中空モータ軸２０の中空部内には、転舵軸１０と平行に設けた転舵用中間軸２１が、針状ころ軸受２２を介して回転自在かつ軸方向に移動自在に支持されている。転舵用中間軸２１は、後記トー角調整用中間軸３５と共に、切替機構１７の直動アクチュエータ４７により、図３に示す基準位置と、図４に示すサブモータ失陥時位置と、図５に示すメインモータ失陥時位置の各位置に軸方向に位置切替される。
【００６１】
転舵動力伝達機構１８は、メインモータ６の前記中空モータ軸２０と、前記転舵用中間軸２１と、この転舵用中間軸２１の外周にキー（図示せず）を介して回転伝達可能に嵌合した出力ギヤ２４と、この出力ギヤ２４とカウンタギヤ２４ａを介して噛み合う入力ギヤ２５と、この入力ギヤ２５に固定され前記転舵軸１０の非回転分割軸１０Ａのボールねじ軸部１０ａに螺合するボールナット２６とでなる。
【００６２】
入力ギヤ２４は、転がり軸受２８を介して前記ハウジング１９に支持されている。また、ボールナット２６は、軸方向両側に配した複列アンギュラ玉軸受２９ａおよび深溝玉軸受２９ｂにより、ハウジング１９に回転自在に支持されている。複列アンギュラ玉軸受２９ａおよび深溝玉軸受２９ｂを組み合わせてボールナット２６を支持すると、ボールナット２６に作用する軸方向荷重およびモーメント荷重の両方を受けることができる。転舵用中間軸２１は、前記のように、メインモータ６の中空モータ軸２０に針状ころ軸受２２を介して嵌合し、かつ出力ギヤ２４にキーを介して嵌合しているため、軸方向への移動が許容されている。
【００６３】
中空モータ軸２０の内周に内歯からなるスプライン歯２０ａ、転舵用中間軸２１の外周に外歯からなるスプライン歯２１ａがそれぞれ形成されており、転舵軸駆動部１４の正常時状態（図３）では、これらスプライン歯２０ａ，２１ａが互いに噛み合ってスプライン嵌合部２７を構成することで、中空モータ軸２０と転舵用中間軸２１とが回転伝達可能に連結されている。中空モータ軸２０のスプライン歯２０ａは軸方向に長く、どの軸方向箇所にも転舵用中間軸２１のスプライン歯２１ａが噛み合うことができる。
【００６４】
転舵軸駆動部１４の正常時状態（図３）において、メインモータ６の回転出力は、転舵用中間軸２１、出力ギヤ２４、カウンタギヤ２４ａ、入力ギヤ２５を経てボールナット２６に伝達され、ボールナット２６の回転が転舵軸１０の軸方向への移動に変換されて転舵が行なわれる。
【００６５】
トー角調整機構１６は、非回転分割軸１０Ａに対して回転分割軸１０Ｂを回転させて、ねじ結合部１０Ｃの螺合長さを調整することにより、前記左右のタイロッド間距離を変更して操舵輪１３のトー角を変える。このトー角調整機構１６は、サブモータ７と、このサブモータ７の回転によりトー角を調整させるトー角調整動力伝達機構３０とを備える。
【００６６】
サブモータ７は、転舵軸駆動部１４のハウジング１９に、転舵軸１０と同心に取付けられている。サブモータ７も中空モータであって、その筒状の中空モータ軸３１が転舵軸１０におけるねじ結合部１０Ｃの外周に設けられている。
【００６７】
トー角調整動力伝達機構３０は、前記中空モータ軸３１に固定された出力ギヤ３２と、この出力ギヤ３２とカウンタギヤ３２ａを介して噛み合う第１中間ギヤ３３と、この第１中間ギヤ３３とスプライン嵌合部３４で噛み合うトー角調整用中間軸３５と、このトー角調整用中間軸３５とスプライン嵌合部３６で噛み合う第２中間ギヤ３７と、この第２中間ギヤ３７とカウンタギヤ３７ａを介して噛み合う入力ギヤ３８と、この入力ギヤ３８に固定されたスプラインナット４０とでなる。転舵軸１０の回転分割軸１０Ｂは外周に歯溝が形成されたスプライン軸であって、この回転分割軸１０Ｂに前記スプラインナット４０がスプライン嵌合している。回転分割軸１０Ｂとスプラインナット４０とは、両者が滑り接触していても、あるいはボール（図示せず）を介して互いに転がり接触していてもよい。いずれであっても、スプラインナット４０から回転分割軸１０Ｂへ、回転を良好に伝達することができる。
【００６８】
第１中間ギヤ３３および第２中間ギヤ３７とトー角調整用中間軸３５とは、両中間ギヤ３３，３７に形成された内歯からなるスプライン歯３３ａ，３７ａとトー角調整用中間軸３５に形成された外歯からなるスプライン歯３５ａ，３５ｂとが互いに噛み合うことで、スプライン嵌合部３４，３６を構成する。トー角調整用中間軸３５のスプライン歯３５ｂは軸方向に長く、どの軸方向箇所にも第２中間ギヤ３７のスプライン歯３７ａが噛み合うことができる。
【００６９】
中空モータ軸３１は転がり軸受４１を介して、第１中間ギヤ３３は転がり軸受４２を介して、第２中間ギヤ３７は転がり軸受４３を介して、スプラインナット４０は転がり軸受４４を介して、それぞれハウジング１９に支持されている。また、第１中間ギヤ３３と第２中間ギヤ３７間には転がり軸受４５が介在し、両ギヤ３３，３７は互いに回転自在である。トー角調整用中間軸３５は、前記のように、第２中間ギヤ３７にスプライン嵌合部３６で噛み合っているため、軸方向への移動が許容されている。操舵用中間軸２１とトー角調整用中間軸３５は、同軸上に互いに隣接して配置されており、両中間軸２１，３５の互いに対向する軸端間にスラスト軸受４６を介在させてある。これにより、両中間軸２１，３５が相対回転可能となるようにされている。
【００７０】
転舵軸駆動部１４の正常時状態（図３）において、サブモータ７の回転出力は、中空モータ軸３１、出力ギヤ３２、カウンタギヤ３２ａ、第１中間ギヤ３３、トー角調整用中間軸３５、第２中間ギヤ３７、カウンタギヤ３７ａ、入力ギヤ３８を経てスプラインナット４０に伝達され、スプラインナット４０の回転で転舵軸１０の回転分割軸１０Ｂが回転させられる。非回転分割軸１０Ａに対し回転分割軸１０Ｂを回転させることで、ねじ結合部１０Ｃの螺合長さを調整して、転舵軸１０を伸縮させる。それにより、左右のタイロッド間距離を変更して、操舵輪１３（図１）のトー角を変える。このトー角調整の際、後述するように、転舵動力伝達機構１８およびトー角調整動力伝達機構３０は、ステアリング制御手段５ａの制御により、左右の転舵輪１３の転舵角が目標値に一致するように互いに協調して動作させられる。
【００７１】
切替機構１７は、メインモータ６が失陥したとき、並びにサブモータ７が失陥したとき等に、転舵動力伝達機構１８およびトー角調整動力伝達機構３０の動力伝達系統を切り替えるためのものである。この切替機構１７は、転舵用中間軸２１およびトー角調整用中間軸３５と、これら中間軸２１，３５を一緒に軸方向に移動させる直動アクチュエータ４７と、両中間軸２１，３５が常に互いに接する状態に維持されるように押圧力を付与する押圧機構４８と、両中間軸２１，３５の移動により転舵動力伝達機構１８およびトー角調整動力伝達機構３０の各伝動連結部の伝動を係脱する伝動係脱機構４９とを備える。
【００７２】
直動アクチュエータ４７は、ばね部材５１と、ばね係脱機構５２とでなる。さらに、ばね係脱機構５２は、ばね部材５１の直線運動を回転運動に変換する直線・回転運動変換機構５３と、この直線・回転運動変換機構５３で得られる回転運動を規制する回転規制機構５４とでなる。
【００７３】
この例では、ばね部材５１は圧縮コイルばねであり、サポート部材５５を図３〜図５の左方向に付勢している。つまり、ばね部材５１は、サポート部材５５に接する側の端部が左右方向に直線運動をする。サポート部材５５は操舵用中間軸２１と同軸上に互いに隣接して設けられている。サポート部材５５と転舵用中間軸２１間にスラスト軸受５６を、サポート部材５５とばね部材５１間にスラストころ軸受５７をそれぞれ介在させてあり、サポート部材５５は中心軸回りに回転自在である。
【００７４】
また、この例では、直線・回転運動変換機構５３はボールねじ機構であり、サポート部材５５と一体のボールねじ軸５８と、このボールねじ軸５８に螺合するボールナット５９とで構成される。直線・回転運動変換機構５３はボールねじ機構以外の構成であってもよく、例えばラックとピニオンを組み合わせたものとしてもよい。
【００７５】
図８に示すように、回転規制機構５４は、回転軸であるボールねじ軸５８に設けた突起物６０、この突起物６０に引っ掛かることでボールねじ軸５８の回転を止める役割を果たすレバー６１、およびこのレバー６１を作動させる回転規制駆動源６２で構成される。突起物６０は、外周の一部が他よりも外径側に張り出す突起部６０ａとなった板状の部材で、その突起部６０ａの周方向一方端に、レバー６１が当たる段面６０ｂが形成されている。厳密には、突起物６０の突起部６０ａが、レバー６１が引っ掛かる突起物である。レバー６１は、ボールねじ軸５８と平行な回動中心軸６１ａに回動自在に設けられ、前記突起物６０の突起部６０ａに引っ掛かる一対の引っ掛かり部６１ｂ，６１ｃを有する。回転規制駆動源６２は、直動式のアクチュエータからなり、例えばリニアソレノイドとされる。回転規制駆動源６２は、一方向（上下方向）に進退作動する進退ロッド６２ａを有し、この進退ロッド６２ａが前記レバー６１に連結リンク６３を介して連結されている。
【００７６】
図８（Ａ）は、転舵軸駆動部１４が正常時状態にあるときの回転規制機構５４の状態を示す。この状態では、レバー６１の一方の引っ掛かり部６１ｂが突起物６０の突起部６０ａに引っ掛かっており、それによって突起物６０およびそれと一体のボールねじ軸５８の回転が拘束されている。そのため、ボールねじ機構からなる直線・回転運動変換機構５３の作用により、ボールねじ軸５８が軸方向に移動できず、ばね部材５１（図３）がサポート部材５５（図３）を押すことが規制されている。つまり、ばね部材５１は圧縮状態に保持され、両中間軸２１，３５（図３）を軸方向に付勢することが不能な無付勢状態になっている。
【００７７】
図８（Ａ）の状態から回転規制駆動源６２の進退ロッド６２ａを後退させると、レバー６１の引っ掛かり部６１ｂと突起物６０の突起部６０ａとの引っ掛かりが解除され、ボールねじ軸５８が回転可能になる。それにより、ばね部材５１の弾性反発力によって、ボールねじ軸５８がボールナット５９に対して回転しながら図３の左方向へ移動する。つまり、ばね部材５１は前記圧縮状態から開放され、両中間軸２１，３５を軸方向に付勢する状態となる。突起物６０が所定の位相だけ回転すると、図８（Ｂ）のように、突起物６０の突起部６０ａがレバー６１のもう一方の引っ掛かり部６１ｃに引っ掛かり、突起物６０およびボールねじ軸５８の回転が拘束される。この間、両中間軸２１，３５は左側へ軸方向移動して、図４のサブモータ失陥時位置になる。
【００７８】
図８（Ｂ）の状態から回転規制駆動源６２の進退ロッド６２ａを進出させると、レバー６１の引っ掛かり部６１ｃと突起物６０の突起部６０ａとの引っ掛かりが解除され、ボールねじ軸５８が回転可能になる。それにより、前記同様、ばね部材５１が両中間軸２１，３５を軸方向に付勢する状態となり、両中間軸２１，３５が左側へ軸方向移動する。それに伴い、突起物６０とレバー６１の軸方向位置が外れる。そのため、突起物６０が回転しても突起部６０ａがレバー６１のいずれの引っ掛かり部６１ｂ，６１ｃにも引っ掛からなくなり、ばね部材５１は直線運動範囲端まで移動する。このばね部材５１が直線運動範囲端まで移動したときの両中間軸２１，３５の位置が、図５のメインモータ失陥時位置である。
【００７９】
前記ばね係脱機構５２は、作用的な面から見た場合、次のように言うこともできる。すなわち、ばね係脱機構５２は、ばね部材５１の直線運動範囲内、またはばね部材５１と共に直線運動する部材であるボールねじ軸５８の運動範囲内に配されて直線運動を妨げる障害物と、この障害物を取り除くことでばね部材５１を圧縮状態から開放する障害物取り除き機構Ｂとでなる。この場合、障害物は、ボールねじ軸５８に取付けた突起物６０に引っ掛かってボールねじ軸５８の直線運動を妨げるレバー６１であり、障害物取り除き機構Ｂは、ボールねじ軸５８の運動範囲内に突出させた障害物としてのレバー６１を取り去るように作用する回転規制駆動源６２と連結リンク６３とを組み合わせた機構である。
【００８０】
押圧機構４８は、図３〜図５に示すように、トー角調整用中間軸３５に隣接して転舵用およびトー角調整用両中間軸２１，３５と同軸上に配置された押圧軸６４と、この押圧軸６４をトー角調整用中間軸３５に押付ける側に弾性付勢するコイルばね６５とでなる。押圧軸６４およびコイルばね６５は、ハウジング１９の一部である押圧機構収容部１９ａに収容されている。押圧軸６４とトー角調整用中間軸３５の互いに対向する軸端間にはスラスト軸受６６が配置され、これにより押圧軸６４に対してトー角調整用中間軸３５が回転自在となるようにされている。
【００８１】
伝動係脱機構４９は、第１〜第３伝動係脱機構７１〜７３を有する。
第１伝動係脱機構７１は、メインモータ６の中空モータ軸２０と、転舵用中間軸２１と、トー角調整用駆動側部材である第１中間ギヤ３３とでなる。両中間軸２１，３５が図３の基準位置にあるとき、ならびに図４のサブモータ失陥時位置にあるときは、中空モータ軸２０のスプライン歯２０ａと転舵用中間軸２１のスプライン歯２１ａが互いに噛み合ってスプライン嵌合部２７を構成することにより、中空モータ軸２０と転舵用中間軸２１とが結合する。両中間軸２１，３５が図５のメインモータ失陥時位置では、転舵用中間軸２１のスプライン歯２１ａが中空モータ軸２０のスプライン歯２０ａから外れ、転舵用中間軸２１のスプライン歯２１ａが第１中間ギヤ３３のスプライン歯３３ａと噛み合ってスプライン嵌合部７４を構成することにより、転舵用中間軸２１が第１中間ギヤ３３と結合する。
【００８２】
第２伝動係脱機構７２は、転舵用中間軸２１と、トー角調整用駆動側部材である第１中間ギヤ３３と、トー角調整用中間軸３５とでなる。両中間軸２１，３５が図３の基準位置にあるときは、第１中間ギヤ３３のスプライン歯３３ａとトー角調整用中間軸３５のスプライン歯３５ａが互いに噛み合ってスプライン嵌合部３４を構成することにより、第１中間ギヤ３３とトー角調整用中間軸３５とが結合する。両中間軸２１，３５が図４のサブモータ失陥時位置にあるとき、ならびに図５のメインモータ失陥時位置にあるときは、上記スプライン嵌合部３４の噛み合いが外れて、第１中間ギヤ３３とトー角調整用中間軸３５とが非結合になる。
【００８３】
第３伝動係脱機構７３は、トー角調整用中間軸３５と、トー角調整用従動側部材である第２中間ギヤ３７と、ハウジング１９とでなる。ハウジング１９の前記押圧機構収容部１９ａの基端には、内歯からなるスプライン歯７５ａが形成されている。両中間軸２１，３５が図３の基準位置にあるときは、トー角調整用中間軸３５のスプライン歯３５ｂと第２中間ギヤ３７のスプライン歯３７ａが互いに噛み合ってスプライン嵌合部３６を構成することにより、トー角調整用中間軸３５と第２中間ギヤ３７とが結合する。両中間軸２１，３５が図４のサブモータ失陥時位置にあるとき、ならびに図５のメインモータ失陥時位置にあるときは、上記スプライン嵌合部３６に加えて、トー角調整用中間軸３５のスプライン歯３５ｂとハウジング１９スプライン歯７５ａが互いに噛み合って、スプライン嵌合部７５が構成される。このスプライン嵌合部７５により、トー角調整用中間軸３５は、ハウジング１９に結合されて回転が拘束される。
【００８４】
上記伝動係脱機構４９の切替動作において、両中間軸２１，３５が基準位置からメインモータ失陥時位置へ軸方向移動する過程で、トー角調整用中間軸３５が第１中間ギヤ３３から外れるのよりも先に、トー角調整用中間軸３５がハウジング１９に結合されるように各部材の位置関係が設定されている。
【００８５】
上記伝動切替機構４９の切替動作を円滑に行うために、転舵用中間軸２１のスプライン歯２１ａ、およびトー角調整用中間軸３５のスプライン歯３５ａ，３５ｂは、図９に示す通常のスプライン軸８０におけるスプライン歯８０ａのように歯先の形状を平坦な形状とせず、例えば図１０または図１１に示すように、その歯先の形状を鋭角状とするのが望ましい。あるいは、他の例として、図１２または図１３に示すように、スプライン歯２１ａ，３５ａｂ，３５ｂの歯先の形状を歯先凸部の無いテーパ状とするのが望ましい。
【００８６】
また、図１１または図１３に示すように、転舵用中間軸２１のトー角調整用中間軸３５に対向する側の先端に、スプライン歯２１ａよりも軸端側に突出させて突出部７６を設けてもよい。この突出部７６の外径は、スプライン歯２１ａの歯底半径以下とする。このような突出部７６が転舵用中間軸２１の先端に設けられていれば、転舵用中間軸２１およびトー角調整用中間軸３５が基準位置からメインモータ失陥時位置に位置切替するときに、突出部７６の軸方向長さ分だけ、先にトー角調整中間軸３５のスプライン歯３５ａが第１中間ギヤ３３のスプライン歯３３ａから外れ、その後で転舵用中間軸２１のスプライン歯２１ａが第１中間ギヤ３３のスプライン歯３３ａに噛み合う。つまり、サブモータ７とトー角調整用中間軸３５との動力的な結合が解除されてから、サブモータ７と転舵用中間軸２１とが動力的に結合される。なお、図３〜図５に示す転舵軸駆動部１４には、図１１または図１３に示す軸端形状の転舵用中間軸２１が採用されている。
【００８７】
次に、このステアバイワイヤ式操舵装置の転舵軸駆動部１４での動作を説明する。メインモータ６およびサブモータ７が正常である場合には、図３のように、メインモータ６の中空モータ軸２０の回転が転舵動力伝達機構１８を介してボールナット２６に伝達されると共に、サブモータ７の中空モータ軸３１の回転がトー角調整動力伝達機構３０を介してスプラインナット４０に伝達される。転舵軸１０の非回転分割軸１０Ａのボールねじ軸部１０ａに螺合するボールナット２６の回転は、非回転分割軸１０Ａおよび回転分割軸１０Ｂを一体に軸方向に移動させ、これにより操舵輪１３の操舵が行なわれる。転舵軸１０の回転分割軸１０Ｂにスプライン嵌合するスプラインナット４０の回転は回転分割軸１０Ｂを回転させ、この回転により転舵軸１０の両端のトー角調整用雄ねじ部１０ｃに連結されたタイロッド１１が進退して、トー角調整が行なわれる。
【００８８】
このトー角調整は、具体的には次のように転舵用動力伝達機構１８およびトー角調整動力伝達機構の３０を互いに協調する動作により行われる。すなわち、サブモータ７によりスプラインナット４０を回転させると、スプラインナット４０と共に、回転分割軸１０Ｂが回転する。回転分割軸１０Ｂは非回転分割輪１０Ａに対して、互いに同心のねじ結合部１０Ｃで螺合していて、スプラインナット４０に対して軸方向に移動自在であるため、回転分割軸１０Ｂが回転すると、ねじ結合部１０Ｃにおける回転量に応じた軸方向距離だけ、非回転分割輪１０Ａに対して回転分割軸１０Ｂが軸方向に移動する。これにより、非回転分割輪１０Ａおよび回転分割軸１０Ｂからなる転舵軸１０の長さが変わるため、トー角が変わる。しかし、非回転分割軸１０Ｂだけ移動したのでは、転舵角が変わることになる。そこで、メインモータ６によってボールナット２６を回転させ、回転分割軸１０Ａを非回転分割軸１０Ｂの移動方向に対して逆方向に軸方向させる。すなわち、サブモータ７による、非回転分割軸１０Ｂの回転分割軸１０Ａに対する軸方向の相対移動長さの半分だけ、メインモータ６によって回転分割軸１０Ａを移動させ、転舵軸１０の全体長さの中心位置を維持させる。これにより、左右の転舵輪１３の転舵角度が共に目標値に一致するように、つまり転舵角を変えることなく、トー角調整が行われる。ＥＣＵ３の制御装置５は、このようにサブモータ７と共にメインモータ６を移動させ、非回転分割軸１０Ｂの偏った移動を相殺させて、転舵角を変えることなくトー角調整を行わせる。
【００８９】
サブモータ７が失陥した場合など、前記トー角固定時切替形態とするときは、切替機構１７の回転規制駆動源６２を作動させて、回転規制機構５４を図８（Ａ）の状態から同図（Ｂ）の状態に切り替える。それにより、直動アクチュエータ４７を構成するばね部材５１の弾性反発力によって、両中間軸２１，３５が図４のサブモータ失陥時位置まで軸方向移動して停止する。
【００９０】
サブモータ失陥時位置では、第１伝動係脱機構７１により転舵用中間軸２１は中空モータ軸２０に結合したままに保持され、第２伝動係脱機構７２によりトー角調整用中間軸３５は第１中間ギヤ３３に対し非結合になり、第３伝動係脱機構７３によりトー角調整用中間軸３５がハウジング１９に結合された状態となる。すなわち、トー角調整動力伝達機構３０が動力伝達不能状態となると共に、トー角調整用中間軸３５の回転が拘束される。その結果、メインモータ６による転舵のみが行われる。前述したように、この転舵軸駆動部１４には、図１３または図１４に示す軸端形状の転舵用中間軸２１が採用されており、サブモータ７とトー角調整用中間軸３５との動力的な結合が解除されてから、サブモータ７と転舵用中間軸２１とが動力的に結合されるため、伝動系統の変換動作が円滑に行える。
【００９１】
メインモータ６が失陥した場合など、前記異常時切替形態とするときは、切替機構１７の回転規制駆動源６２を作動させて、回転規制機構５４を図８（Ａ）の状態から同図（Ｂ）の状態を経てから同図（Ａ）の状態に戻す。それにより、ばね部材５１の弾性反発力によって、両中間軸２１，３５が、前記サブモータ失陥時位置を経由して、図５のメインモータ失陥時位置まで軸方向移動する。
【００９２】
メインモータ失陥時位置では、第１伝動係脱機構７１および第２伝動係脱機構７２により、転舵用中間軸２１と中空モータ軸２０の結合、ならびにトー角調整用中間軸３５と第１中間ギヤ３３の結合が外れて、新たに転舵用中間軸２１が第１中間ギヤ３３と結合し、第３伝動係脱機構７３によりトー角調整用中間軸３５がハウジング１９に結合された状態となる。すなわち、メインモータ６が転舵動力伝達機構１８から切り離され、かつトー角調整用中間軸３５の回転を拘束したうえで、転舵用中間軸２１がトー角調整動力伝達機構３０に連結される。それにより、メインモータ６に代えて、サブモータ７の回転を転舵用動力伝達機構１８に伝えて転舵することが可能になる。
【００９３】
このように、このステアバイワイヤ式操舵装置１００では、切替機構１７により、メインモータ６が失陥したときに、メインモータ６を転舵動力伝達機構１８から切り離し、かつトー角の変化を止めておき、メインモータ６に代えてサブモータ７の回転を転舵動力伝達機構１８に伝えて転舵可能とすることにより、メインモータ失陥時でも転舵可能なフェールセーフ機能を持たせられる。また、切替機構１７により、サブモータ７が失陥したときに、トー角調整動力伝達機構３０を動力伝達不能状態としてメインモータ６による転舵のみ行わせることにより、サブモータ失陥時にトー角調整機構１６を固定して安全に走行できる。これらメインモータ失陥時およびサブモータ失陥時における転舵動力伝達機構１８およびトー角調整動力伝達機構３０の動力伝達系統を切り替える一連の動作は、直動アクチュエータ４７で転舵用およびトー角調整用の各中間軸２１，３５を軸方向に移動させることで、伝動係脱機構４９により確実に行われる。
【００９４】
転舵軸１０を、非回転分割軸１０Ａと回転分割軸１０Ｂとに軸方向に２分割し、これら両分割軸１０Ａ，１０Ｂを軸中心と同心のねじ結合部１０Ｃで互いに結合した軸としたことにより、非回転分割軸１０Ａに対し回転分割軸１０Ｂを回転させることで、左右のタイロッド間距離を変更させられる。左右のタイロッド１１は、非回転分割軸および回転分割軸転舵軸にそれぞれ直接連結することができる。このため、このステアバイワイヤ式操舵装置は、構成がコンパクトで、かつ転舵軸１０が設けられている箇所の全体の軸方向長さを短くでき、車両に搭載しやすい。
なお、転舵軸が軸方向に分割されていない場合は、転舵軸の両端に、転舵軸の回転に応じて軸方向に進退する進退部材を設け、これら進退部材に左右のタイロッドを取付ける構成とする必要がある。そのため、転舵軸が設けられている箇所の全体の軸方向長さが長くなる。
【００９５】
なお、サブモータ７によるトー角調整およびメインモータ６の失陥のときの転舵用駆動源としての代替は、車両走行時に行う動作であるため、その最大発生トルクは、据え切り動作時にメインモータ６に必要なトルクよりもはるかに小さなものである。したがって、サブモータ７は、メインモータ６よりも小型のもので良い。
【符号の説明】
【００９６】
１…ステアリングホイール
２Ａ…第１の操舵角センサ
２Ｂ…第２の操舵角センサ
３…ＥＣＵ
４…反力アクチュエータ
５…制御装置
６…メインモータ
７…サブモータ
１０…転舵軸
１１…タイロッド
１４…転舵軸駆動部
１５…転舵機構
１６…トー角調整機構
１７…切替機構
１８…転舵動力伝達機構
３０…トー角調整動力伝達機構
１００…ステアバイワイヤ式操舵装置
１０１…第１の制御装置
１０２…基本制御機能部
１０３…相互故障診断部
１０５…サブモータ失陥診断部
１０６…異常時切替指令部
１０７…センサ故障診断部
１０８…センサ出力転送部
１０９…反力アクチュエータ失陥診断部
１１０…トー角固定指令部
２０１…第２の制御装置
２０２…基本制御機能部
２０３…相互故障診断部
２０５…メインモータ失陥診断部
２０７…センサ故障診断部
２０９…センサ異常報知部
２１０…サブモータ異常報知部
２１１…制御装置異常報知部
２１２…反力異常報知部
３０２…報知手段
３０５…外部の機器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアバイワイヤ式操舵装置を制御する制御装置であって、
前記ステアバイワイヤ式操舵装置が、
左右両端にタイロッドが設けられた転舵軸と、ステアリングホイールと、このステアリングホイールに操舵反力を与える反力アクチュエータと、前記ステアリングホイールの操舵角をそれぞれ検出する第１および第２の操舵角センサと、メインモータおよびサブモータと、前記メインモータの回転を前記転舵軸に伝える転舵動力伝達機構と、前記サブモータの回転によりトー角を調整させるトー角調整動力伝達機構と、
前記転舵動力伝達機構に対して前記メインモータを切り離しサブモータの回転を伝えて転舵可能とする異常時切替形態に切替可能な切替機構とを備え、
前記制御装置が相互に通信し合う第１の制御装置と第２の制御装置とでなり、
前記第１の制御装置は、前記第１の操舵角センサの検出信号を受け取って前記反力アクチュエータとサブモータを制御する基本制御機能部を有し、
前記第２の制御装置は、前記第２の操舵角センサの検出信号を受け取って前記メインモータを制御する基本制御機能部を有し、
第１および第２の各制御装置は互いの故障を診断する相互故障診断部をそれぞれ有し、 第２の制御装置はメインモータの失陥を診断して第１の制御装置へ診断結果を伝えるメインモータ失陥診断部を有し、
第１の制御装置は第２の制御装置からメインモータが失陥であるとの診断結果を受けたとき、および前記相互故障診断部で第２の制御装置が故障であると診断したときに、前記切替機構を前記異常時切替形態に切り替えさせる異常時切替指令部を有する、
ことを特徴とする冗長機能付きステアバイワイヤ式操舵装置の制御装置。
【請求項２】
請求項１において、前記第１の操舵角センサは、前記操舵反力アクチュエータの動作量を検出してその検出結果を前記ステアリングホイールの操舵角の検出結果の出力とする冗長機能付きステアバイワイヤ式操舵装置の制御装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、前記異常時切替指令部は、前記第１および第２の制御装置に対する外部の機器から指令を受けたときに、前記切替機構を前記異常時切替形態に切り替えさせる機能を有する冗長機能付きステアバイワイヤ式操舵装置の制御装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項において、前記第１の制御装置または第２の制御装置は、第１および第２の操舵角センサの出力を比較して第２の操舵角センサの故障を診断するセンサ故障診断部を有し、前記異常時切替指令部は前記センサ故障診断部により第２の操舵角センサが故障であると診断された結果を受けたときに、前記切替機構を前記異常時切替形態に切り替えさせる冗長機能付きステアバイワイヤ式操舵装置の制御装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項において、前記第１の制御装置または第２の制御装置は、第１および第２の操舵角センサの出力を比較して第２の操舵角センサの故障を診断するセンサ故障診断部を有し、かつ前記センサ故障診断部により第２の操舵角センサが故障であると診断された結果を受けたときに第１の操舵角センサの出力を第２の制御装置に通信するセンサ出力転送部を有し、前記第２の制御装置は、前記基本制御部による前記メインモータの制御を、第２の操舵角センサの出力を用いる代わりに、前記センサ出力転送部から転送された第１の操舵角センサの出力を用いて行う使用センサ切替部を有する冗長機能付きステアバイワイヤ式操舵装置の制御装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれか１項において、前記第１または第２の制御装置は、第１および第２の操舵角センサの出力を比較して第１の操舵角センサの故障を診断するセンサ故障診断部を有し、このセンサ故障診断部による第１の操舵角センサが故障であるとの診断結果を、車両の室内の報知手段に報知させるセンサ異常報知部を有する冗長機能付きステアバイワイヤ式操舵装置の制御装置。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれか１項において、前記第１の制御装置は、前記サブモータの失陥を診断するサブモータ失陥診断部を有し、前記第２の制御装置は、前記サブモータ失陥診断部による失陥との診断結果を第１の制御装置から受けて、この診断結果を、車両の室内の報知手段に報知させるサブモータ異常報知部を有する冗長機能付きステアバイワイヤ式操舵装置の制御装置。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７のいずれか１項において、前記第２の制御装置は、前記相互故障診断部により第１の制御装置が故障であると診断した結果を、車両の室内の報知手段に報知させる制御装置異常報知部を有する冗長機能付きステアバイワイヤ式操舵装置の制御装置。
【請求項９】
請求項１ないし請求項８のいずれか１項において、前記第１の制御装置が、前記反力アクチュエータの失陥を診断する反力アクチュエータ失陥診断部を有し、この診断部が失陥であると診断した結果を、車両の室内の報知手段に報知させる反力異常報知部を有する冗長機能付きステアバイワイヤ式操舵装置の制御装置。
【請求項１０】
請求項１ないし請求項９のいずれか１項において、前記切替機構は、トー角調整動力伝達機構を動力伝達不能状態として前記メインモータによる転舵のみ行わせるトー角固定時切替形態に切替可能であり、前記第１の制御部は前記サブモータの失陥を診断するサブモータ失陥検出部、およびこのサブモータ失陥検出部による失陥であるとの検出結果によって前記切替機構をトー角固定時切替形態に切替えるトー角固定指令部を有する冗長機能付きステアバイワイヤ式操舵装置の制御装置。
【請求項１】
ステアバイワイヤ式操舵装置を制御する制御装置であって、
前記ステアバイワイヤ式操舵装置が、
左右両端にタイロッドが設けられた転舵軸と、ステアリングホイールと、このステアリングホイールに操舵反力を与える反力アクチュエータと、前記ステアリングホイールの操舵角をそれぞれ検出する第１および第２の操舵角センサと、メインモータおよびサブモータと、前記メインモータの回転を前記転舵軸に伝える転舵動力伝達機構と、前記サブモータの回転によりトー角を調整させるトー角調整動力伝達機構と、
前記転舵動力伝達機構に対して前記メインモータを切り離しサブモータの回転を伝えて転舵可能とする異常時切替形態に切替可能な切替機構とを備え、
前記制御装置が相互に通信し合う第１の制御装置と第２の制御装置とでなり、
前記第１の制御装置は、前記第１の操舵角センサの検出信号を受け取って前記反力アクチュエータとサブモータを制御する基本制御機能部を有し、
前記第２の制御装置は、前記第２の操舵角センサの検出信号を受け取って前記メインモータを制御する基本制御機能部を有し、
第１および第２の各制御装置は互いの故障を診断する相互故障診断部をそれぞれ有し、 第２の制御装置はメインモータの失陥を診断して第１の制御装置へ診断結果を伝えるメインモータ失陥診断部を有し、
第１の制御装置は第２の制御装置からメインモータが失陥であるとの診断結果を受けたとき、および前記相互故障診断部で第２の制御装置が故障であると診断したときに、前記切替機構を前記異常時切替形態に切り替えさせる異常時切替指令部を有する、
ことを特徴とする冗長機能付きステアバイワイヤ式操舵装置の制御装置。
【請求項２】
請求項１において、前記第１の操舵角センサは、前記操舵反力アクチュエータの動作量を検出してその検出結果を前記ステアリングホイールの操舵角の検出結果の出力とする冗長機能付きステアバイワイヤ式操舵装置の制御装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、前記異常時切替指令部は、前記第１および第２の制御装置に対する外部の機器から指令を受けたときに、前記切替機構を前記異常時切替形態に切り替えさせる機能を有する冗長機能付きステアバイワイヤ式操舵装置の制御装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項において、前記第１の制御装置または第２の制御装置は、第１および第２の操舵角センサの出力を比較して第２の操舵角センサの故障を診断するセンサ故障診断部を有し、前記異常時切替指令部は前記センサ故障診断部により第２の操舵角センサが故障であると診断された結果を受けたときに、前記切替機構を前記異常時切替形態に切り替えさせる冗長機能付きステアバイワイヤ式操舵装置の制御装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項において、前記第１の制御装置または第２の制御装置は、第１および第２の操舵角センサの出力を比較して第２の操舵角センサの故障を診断するセンサ故障診断部を有し、かつ前記センサ故障診断部により第２の操舵角センサが故障であると診断された結果を受けたときに第１の操舵角センサの出力を第２の制御装置に通信するセンサ出力転送部を有し、前記第２の制御装置は、前記基本制御部による前記メインモータの制御を、第２の操舵角センサの出力を用いる代わりに、前記センサ出力転送部から転送された第１の操舵角センサの出力を用いて行う使用センサ切替部を有する冗長機能付きステアバイワイヤ式操舵装置の制御装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれか１項において、前記第１または第２の制御装置は、第１および第２の操舵角センサの出力を比較して第１の操舵角センサの故障を診断するセンサ故障診断部を有し、このセンサ故障診断部による第１の操舵角センサが故障であるとの診断結果を、車両の室内の報知手段に報知させるセンサ異常報知部を有する冗長機能付きステアバイワイヤ式操舵装置の制御装置。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれか１項において、前記第１の制御装置は、前記サブモータの失陥を診断するサブモータ失陥診断部を有し、前記第２の制御装置は、前記サブモータ失陥診断部による失陥との診断結果を第１の制御装置から受けて、この診断結果を、車両の室内の報知手段に報知させるサブモータ異常報知部を有する冗長機能付きステアバイワイヤ式操舵装置の制御装置。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７のいずれか１項において、前記第２の制御装置は、前記相互故障診断部により第１の制御装置が故障であると診断した結果を、車両の室内の報知手段に報知させる制御装置異常報知部を有する冗長機能付きステアバイワイヤ式操舵装置の制御装置。
【請求項９】
請求項１ないし請求項８のいずれか１項において、前記第１の制御装置が、前記反力アクチュエータの失陥を診断する反力アクチュエータ失陥診断部を有し、この診断部が失陥であると診断した結果を、車両の室内の報知手段に報知させる反力異常報知部を有する冗長機能付きステアバイワイヤ式操舵装置の制御装置。
【請求項１０】
請求項１ないし請求項９のいずれか１項において、前記切替機構は、トー角調整動力伝達機構を動力伝達不能状態として前記メインモータによる転舵のみ行わせるトー角固定時切替形態に切替可能であり、前記第１の制御部は前記サブモータの失陥を診断するサブモータ失陥検出部、およびこのサブモータ失陥検出部による失陥であるとの検出結果によって前記切替機構をトー角固定時切替形態に切替えるトー角固定指令部を有する冗長機能付きステアバイワイヤ式操舵装置の制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【公開番号】特開２０１３−２８３１２（Ｐ２０１３−２８３１２Ａ）
【公開日】平成２５年２月７日（２０１３．２．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６７０９０（Ｐ２０１１−１６７０９０）
【出願日】平成２３年７月２９日（２０１１．７．２９）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月７日（２０１３．２．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月２９日（２０１１．７．２９）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
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