車両の操舵装置
【課題】 ケーブルを用いたステアバイワイヤ方式の車両の操舵装置において、機械連結時のケーブルのスムーズな回転を維持する。
【解決手段】 電気制御装置４０は、通常、第１および第２電磁クラッチ３２，３３を切断状態に設定して、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２を転舵用電動モータ２２により転舵する。操舵操作装置１０または転舵装置２０の異常時には、電気制御装置４０は、第１および第２電磁クラッチ３２，３３を接続状態に設定して、ケーブル３１を介した転舵力により左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２を転舵する。前記第１および第２電磁クラッチ３２，３３が切断状態にあるとき、第１および第２電磁クラッチ３２，３３のうちのいずれか一方のみを散発的に接続状態に制御して、ケーブル３１をならし回転させて、ケーブル３１を配置した管内のグリースの劣化を回避する。
【解決手段】 電気制御装置４０は、通常、第１および第２電磁クラッチ３２，３３を切断状態に設定して、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２を転舵用電動モータ２２により転舵する。操舵操作装置１０または転舵装置２０の異常時には、電気制御装置４０は、第１および第２電磁クラッチ３２，３３を接続状態に設定して、ケーブル３１を介した転舵力により左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２を転舵する。前記第１および第２電磁クラッチ３２，３３が切断状態にあるとき、第１および第２電磁クラッチ３２，３３のうちのいずれか一方のみを散発的に接続状態に制御して、ケーブル３１をならし回転させて、ケーブル３１を配置した管内のグリースの劣化を回避する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、操舵ハンドルと転舵輪とを機械的に分離したステアバイワイヤ方式の車両の操舵装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば下記特許文献１に示されているように、操舵ハンドルに接続されて操舵ハンドルと連動して回転する入力部材と、転舵輪に接続されて回転により転舵輪を転舵する出力部材とを、両端部にて第１および第２クラッチを接続したケーブルを介して接続するようにしたステアバイワイヤ方式の車両の操舵装置は知られている。そして、この車両の操舵装置においては、その正常時には、第１および第２クラッチを切断状態に設定して、第１アクチュエータにより操舵ハンドルの回動操作に応じて入力部材を回転駆動することにより、操舵ハンドルの回動操作に対して操舵ハンドルに操舵反力を付与するとともに、第２アクチュエータにより操舵ハンドルの回動操作に応じて出力部材を回転駆動することにより、操舵ハンドルの回動操作に応じて転舵輪を転舵する。一方、操舵装置の異常時には、第１および第２クラッチを接続状態に設定して、入力部材と出力部材とをケーブルを介して機械的に連結し、操舵ハンドルの回動操作が、入力部材、ケーブルおよび出力部材を介して転舵輪に伝達されるようにして、操舵ハンドルの回動操作に応じて転舵輪を転舵するようにしている。
【特許文献１】特開２００４−２２４０９６号公報
【０００３】
前記のように構成した車両の操舵装置においては、その正常時であって、第１アクチュエータにより操舵ハンドルに操舵反力を付与しているとともに、第２アクチュエータにより転舵輪を転舵している状態で、第１および第２クラッチのうちのいずれか一方のクラッチがその異常によって接続状態に設定されても、他方のクラッチは切断状態にあるので、前記第１および第２アクチュエータによる操舵反力制御および転舵制御を続行させることができる。しかし、一方では、操舵装置が正常に保たれている限り、ケーブルが回転することはない。この種のケーブルは、一般的に、グリースの封入されたフレキシブルの管内に配設されており、操舵装置が正常に保たれてケーブルが長時間にわたって回転されないと、グリースの劣化などによってケーブルの回転に対して大きな負荷が付与される。この場合、操舵装置における異常の発生により、第１および第２クラッチが接続されて、操舵ハンドルの回動がケーブルを介して転舵輪に伝達される機械式連結状態に切り換えられると、前記負荷のために操舵ハンドルを回転させるための操舵トルクが極めて大きくなり、操舵ハンドルの回動操作に応じて転舵輪をスムーズに転舵することができなくなるというおそれがある。
【発明の開示】
【０００４】
本発明は、上記問題に対処するためになされたもので、その目的は、前記のようなケーブルを用いたステアバイワイヤ方式の車両の操舵装置において、操舵ハンドルと転舵輪とをケーブルを介して機械連結した状態でも、操舵ハンドルの回動操作に応じて転舵輪をスムーズに転舵できるようにした車両の操舵装置を提供することにある。
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明の特徴は、操舵ハンドルに接続されて操舵ハンドルと連動して変位する入力部材と、入力部材に動力伝達可能に接続されて同入力部材を駆動することにより操舵ハンドルの操舵操作に対して反力を付与する第１アクチュエータと、転舵輪に接続されて転舵輪と連動して変位する出力部材と、出力部材に動力伝達可能に接続されて同出力部材を駆動することにより転舵輪を転舵する第２アクチュエータと、両端部にて入力部材と出力部材にそれぞれ接続されて同入力部材および同出力部材の変位に連動して回転するケーブルと、入力部材とケーブルの一端部との間に介装された第１クラッチと、ケーブルの他端部と出力部材との間に介装された第２クラッチと、第１および第２クラッチを選択的に切断または接続状態に設定可能であり、第１および第２クラッチが切断状態にあるとき、操舵ハンドルの回動操作に応じて第１および第２アクチュエータを駆動制御することにより、操舵ハンドルの回動操作に応じて操舵ハンドルに操舵反力を付与するとともに転舵輪を転舵し、かつ第１および第２クラッチが接続状態にあるとき、ケーブルの回転を介して入力部材の変位を出力部材に伝達することにより、操舵ハンドルの回動操作に応じた転舵輪の転舵を許容する電気制御装置とを備えた車両の操舵装置において、電気制御装置内に、第１および第２クラッチが切断状態にあるとき、第１および第２クラッチのうちのいずれか一方のみを散発的に接続状態に制御するクラッチ制御手段を設けたことにある。
【０００６】
上記のように構成した本発明の特徴においては、車両の操舵装置に異常が発生するなどして、第１および第２クラッチが電気制御装置によって接続状態に設定される前であっても、第１および第２クラッチのうちのいずれか一方のみが散発的に接続される。その結果、第１および第２クラッチのうちのいずれか一方のみが接続された状態では、第１または第２アクチュエータの作動時、すなわち入力部材または出力部材の変位時には、ケーブルが回転する。そして、このケーブルの回転により、グリースの劣化などによる操舵トルクの上昇が回避されるので、操舵ハンドルと転舵輪とをケーブルを介して機械連結した状態でも、操舵ハンドルの回動操作に応じて転舵輪を常にスムーズに転舵できるようになる。
【０００７】
また、クラッチ制御手段は、例えば、イグニッションスイッチがオン操作された直後の状態、イグニッションスイッチがオフ操作された直後の状態、車両が低速で走行している状態、および第２アクチュエータによる操舵ハンドルの回動操作に応じた転舵輪の転舵角と、操舵ハンドルの回動操作に応じてケーブルを介して転舵される転舵輪の転舵角との差が所定値以下である状態のうちの少なくともいずれか一つの状態であることを条件として、すなわち車両が特定状態にあることを条件として、第１および第２クラッチのうちのいずれか一方のみを散発的に接続状態に制御する。
【０００８】
その結果、車両の特定状態として、イグニッションスイッチがオン操作された直後の状態またはイグニッションスイッチがオフ操作された直後の状態を採用した場合には、車両が停止またはほぼ停止状態にある。したがって、他方のクラッチが誤って接続状態に設定されて、入力部材と出力部材とがケーブルを介して接続されても、車両の運動に対して大きくは影響しないので、車両の安全性は確保される。また、車両が低速で走行している状態で、前記のような他方のクラッチの誤接続が生じても、車両の運動に対して影響しないので、車両の安全性は確保される。さらに、第２アクチュエータによる操舵ハンドルの回動操作に応じた転舵輪の転舵角と、操舵ハンドルの回動操作に応じてケーブルを介して転舵される転舵輪の転舵角との差が所定値以下である状態で、前記のような他方のクラッチの誤接続が生じても、操舵ハンドルの回動操作に応じて転舵輪の転舵状態は他方のクラッチの誤接続の前後で変化しないので、車両の安全性は確保される。
【０００９】
また、本発明の他の特徴は、前述した入力部材、第１アクチュエータ、出力部材、第２アクチュエータ、ケーブル、第１クラッチおよび第２クラッチを備えた車両の操舵装置において、ケーブルに接続されて同ケーブルを回転させる第３アクチュエータを設けたことにある。
【００１０】
この本発明の他の特徴においても、前述した電気制御装置により、操舵装置が正常である場合には、第１および第２クラッチを切断状態に設定すれば、操舵ハンドルと転舵輪とを機械的に分離した操舵装置のメリットを享受できる。また、操舵装置が異常である場合には、第１および第２クラッチを接続状態に設定すれば、操舵ハンドルの回動操作に応じてケーブルを介して転舵輪を転舵することができる。そして、前記第１および第２クラッチが切断状態である間に、第３アクチュエータを駆動すれば、操舵ハンドルの回動および転舵輪の転舵とは無関係にケーブルをいつでも回転させることができる。したがって、これによっても、グリースの劣化などによる操舵トルクの上昇が回避されるので、操舵ハンドルと転舵輪をケーブルを介して機械連結した状態でも、操舵ハンドルの回動操作に応じて転舵輪を常にスムーズに転舵できるようになる。
【００１１】
また、本発明の他の特徴は、前述した入力部材、第１アクチュエータ、出力部材、第２アクチュエータおよびケーブルを備えた車両の操舵装置において、ケーブルを中間部にて２分割して同分割位置に２つのクラッチを直列に介装したことにある。
【００１２】
この本発明の他の特徴においても、前述した電気制御装置により、操舵装置が正常である場合には、第１および第２クラッチを切断状態に設定すれば、操舵ハンドルと転舵輪とを機械的に分離した操舵装置のメリットを享受できる。また、操舵装置が異常である場合には、第１および第２クラッチを接続状態に設定すれば、操舵ハンドルの回動操作に応じてケーブルを介して転舵輪を転舵することができる。そして、この場合には、２つのクラッチがケーブルの中間部に直列に設けられているので、分割されたケーブルは常にそれぞれ回転する。したがって、これによっても、グリースの劣化などによる操舵トルクの上昇が回避されるので、操舵ハンドルと転舵輪をケーブルを介して機械連結した状態でも、操舵ハンドルの回動操作に応じて転舵輪を常にスムーズに転舵できるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
ａ．第１実施形態
以下、本発明の第１実施形態について図面を用いて説明すると、図１は、同第１実施形態に係る車両の操舵装置の全体概略図である。
【００１４】
この車両の操舵装置は、運転者によって操舵操作される操舵操作装置１０と、転舵輪としての左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２を運転者の操舵操作に応じて転舵する転舵装置２０とを機械的に分離したステアバイワイヤ方式を採用している。操舵操作装置１０は、運転者によって回動操作される操作部としての操舵ハンドル１１を備えている。操舵ハンドル１１は操舵入力軸１２の上端に固定され、操舵入力軸１２の下部には操舵反力用電動モータ（アクチュエータ）１３が組み付けられている。操舵反力用電動モータ１３は、減速機構１４を介して操舵入力軸１２を軸線周りに回転駆動する。操舵入力軸１２の下端には、変換機構１５が接続されている。変換機構１５は、ウォームおよびホイールからなり、操舵入力軸１２の軸線周りの回転を、増速するとともに前記軸線と直交する軸線周りの回転に変換して出力する。なお、これらの操舵入力軸１２および変換機構１５が、本発明の入力部材を構成する。
【００１５】
転舵装置２０は、車両の左右方向に延びて配置されたラックバー２１を備えている。このラックバー２１の両端部には、図示省略したタイロッドおよびナックルアームを介して、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２が転舵可能に接続されている。左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２は、ラックバー２１の軸線方向の変位により左右に転舵される。ラックバー２１の外周上には、図示しないハウジングに組み付けられた転舵用電動モータ（アクチュエータ）２２が設けられている。転舵用電動モータ２２の回転は、ねじ送り機構２３により減速されるとともにラックバー２１の軸線方向の変位に変換される。
【００１６】
また、転舵装置２０は、軸線周りに回転可能な操舵出力軸２４も有している。操舵出力軸２４の下端にはピニオンギヤ２５が固定されており、同ピニオンギヤ２５はラックバー２１に設けたラック歯２１ａに噛み合っていて、操舵出力軸２４の軸線周りの回転によりラックバー２１が軸線方向に変位する。操舵出力軸２４の上端には、変換機構２６が接続されている。変換機構２６は、ウォームおよびホイールからなり、操舵出力軸２４の軸線と直交した軸線周りの入力される回転を、減速するとともに操舵出力軸２４の軸線周りの回転に変更して出力する。なお、これらの変換機構２６、操舵出力軸２４、ピニオンギヤ２５およびラックバー２１が、本発明の出力部材を構成する。
【００１７】
変換機構１５，２６の間には中間部材としてのケーブル３１が配置されている。ケーブル３１は、変換機構１５の出力軸の回転を変換機構２６の入力軸に伝達するものであり、グリースの満たされた長尺状のフレキシブルな管内に管の軸線方向に沿って配設されている。このケーブル３１の上端の固定部材３１ａと変換機構１５との間には第１電磁クラッチ３２が配置されている。第１電磁クラッチ３２は、例えば、通電状態にて切断状態に設定されてケーブル３１と操舵入力軸１２および変換機構１５とを動力伝達不能に切り離し、非通電状態にて接続状態に設定されてケーブル３１と操舵入力軸１２および変換機構１５とを動力伝達可能に連結する。ケーブル３１の下端の固定部材３１ｂと変換機構２６との間には第２電磁クラッチ３３が配置されている。第２電磁クラッチ３３は、例えば、通電状態にて切断状態に設定されてケーブル３１と変換機構２６および操舵出力軸２４とを動力伝達不能に切り離し、非通電状態にて接続状態に設定されてケーブル３１と変換機構２６および操舵出力軸２４とを動力伝達可能に連結する。
【００１８】
次に、操舵反力用電動モータ１３、転舵用電動モータ２２および電磁クラッチ３２，３３を制御する電気制御装置４０について説明する。電気制御装置４０は、操舵角センサ４１、転舵角センサ４２および車速センサ４３を備えている。操舵角センサ４１は、操舵入力軸１２に組み付けられて、操舵入力軸１２の軸線周りの回転を計測することにより、操舵ハンドル１１の中立位置からの回転角を検出してハンドル操舵角θhとして出力する。なお、ハンドル操舵角θhは、操舵ハンドル１１の中立位置を「０」とし、右方向の操舵角を正の値で表し、左方向の操舵角を負の値で表す。転舵角センサ４２は、ラックバー２１に組み付けられて、ラックバー２１の軸線方向の変位を計測することにより、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の実転舵角δを検出して出力する。なお、実転舵角δは、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の中立位置を「０」とし、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の右方向の転舵角を正の値で表し、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の左方向の転舵角を負の値で表す。車速センサ４３は、車速Ｖを検出して出力する。
【００１９】
また、電気制御装置４０は、互いに接続されたクラッチ用電子制御ユニット（以下、クラッチ用ＥＣＵという）４４、操舵反力用電子制御ユニット（以下、操舵反力用ＥＣＵという）４５、および転舵用電子制御ユニット（以下、転舵用ＥＣＵという）４６を備えている。クラッチ用ＥＣＵ４４には、操舵角センサ４１および車速センサ４３が接続されている。操舵反力用ＥＣＵ４５には、操舵角センサ４１および車速センサ４３が接続されている。転舵用ＥＣＵ４６には、操舵角センサ４１、転舵角センサ４２および車速センサ４３が接続されている。
【００２０】
これらのＥＣＵ４４〜４６は、それぞれＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭなどからなるマイクロコンピュータを主要構成部品とする。クラッチ用ＥＣＵ４４は、図２のクラッチ制御プログラム（図３のならし制御ルーチンを含む）を実行することにより、駆動回路４７を介して第１および第２電磁クラッチ３２，３３を切断および接続制御する。操舵反力用ＥＣＵ４５は、図４の操舵反力制御プログラムを実行して、駆動回路４８を介して操舵反力用電動モータ１３を駆動制御する。転舵用ＥＣＵ４６は、図５の転舵制御プログラムを実行して、駆動回路４９を介して転舵用電動モータ２２を駆動制御する。
【００２１】
次に、上記のように構成した実施形態の動作について説明する。イグニッションスイッチの投入により、クラッチ用ＥＣＵ４４、操舵反力用ＥＣＵ４５および転舵用ＥＣＵ４６は、クラッチ制御プログラム、操舵反力制御プログラムおよび転舵制御プログラムを所定の短時間ごとにそれぞれ繰り返し実行し始める。
【００２２】
クラッチ制御プログラムの実行は図２のステップＳ１０にて開始され、クラッチ用ＥＣＵ４４は、ステップＳ１１にて、車速センサ４３からの車速Ｖに加えて、操舵反力用ＥＣＵ４５および転舵用ＥＣＵ４６から出力されるフェイルフラグＦＬ１，ＦＬ２を入力する。フェイルフラグＦＬ１は、“０”によって操舵操作装置１０の正常状態を示し、“１”によって操舵操作装置１０の異常状態を示すもので、初期には“０”に設定されている。フェイルフラグＦＬ２は、“０”によって転舵装置２０の正常状態を示し、“１”によって転舵装置２０の異常状態を示すもので、初期には“０”に設定されている。なお、これらのフェイルフラグＦＬ１，ＦＬ２は操舵操作装置１０および転舵装置２０からそれぞれ出力されるものであるが、操舵反力用ＥＣＵ４５および転舵用ＥＣＵ４６によって操舵操作装置１０および転舵装置２０の異常が検出されない限りにおいて出力されず、この状態ではクラッチ用ＥＣＵ４４に出力されるフェイルフラグＦＬ１，ＦＬ２は“０”として扱われる。また、このことは、操舵反力用ＥＣＵ４５および転舵用ＥＣＵ４６においても同様である。
【００２３】
次に、クラッチ用ＥＣＵ４４は、ステップＳ１２，Ｓ１３にて、フェイルフラグＦＬ１，ＦＬ２が“１”であるか否かをそれぞれ判定する。まず、操舵操作装置１０および転舵装置２０は共に正常であって、フェイルフラグＦＬ１，ＦＬ２が共に“０”に設定されている場合について説明する。したがって、この場合には、ステップＳ１２，Ｓ１３にてそれぞれ「Ｎｏ」と判定して、ステップＳ１４に進む。ステップＳ１４においては、第１および第２電磁クラッチ３２，３３を切断状態に設定する。そして、後述するステップＳ１５のならし制御ルーチンの実行後、ステップＳ１７にてこのクラッチ制御プログラムの実行を一旦終了する。
【００２４】
一方、操舵反力用ＥＣＵ４５は、前記イグニッションスイッチの投入後、図４の操舵反力制御プログラムを所定の短時間ごとに繰り返し実行している。この操舵反力制御プログラムの実行はステップＳ３０にて開始され、操舵反力用ＥＣＵ４５は、ステップＳ３１にて、操舵角センサ４１からのハンドル操舵角θh、および車速センサ４３からの車速Ｖを入力するのに加えて、転舵用ＥＣＵ４６から出力されるフェイルフラグＦＬ２を入力する。
【００２５】
そして、ステップＳ３２にてフェイルフラグＦＬ１が“１”であるか否かを判定する。いま、操舵操作装置１０は正常であって、フェイルフラグＦＬ１は“０”であるので、ステップＳ３２にて「Ｎｏ」と判定してステップＳ３３以降に進む。ステップＳ３３においては操舵操作装置１０の異常をチェックし、ステップＳ３４にて操舵操作装置１０の異常の有無を判定する。この操舵操作装置１０の異常のチェックにおいては、例えば、操舵反力用電動モータ１３の断線、短絡、その他の異常を駆動回路４８からの信号を入力してチェックする。この場合、前述のように、操舵操作装置１０の正常を前提としているので、前記ステップＳ３３の異常チェック処理において操舵操作装置１０の異常は検出されない。したがって、操舵反力用ＥＣＵ４５は、前記ステップＳ３４にて「Ｎｏ」すなわち操舵操作装置１０は正常であると判定して、ステップＳ３５に進む。ステップＳ３５においては、フェイルフラグＦＬ２が“１”であるか否かを判定する。前述のように、転舵装置２０も正常であって、フェイルフラグＦＬ２は“０”に設定されているので、ステップＳ３５にて「Ｎｏ」と判定して、ステップＳ３６に進む。
【００２６】
ステップＳ３６においては、操舵反力用ＥＣＵ４５は、ＲＯＭ内に設けられている操舵反力テーブルを参照して、ハンドル操舵角θhおよび車速Ｖに応じて変化する目標操舵反力Ｔh＊を計算する。この操舵反力テーブルは、図６に示すように、複数の代表的な車速値ごとに、ハンドル操舵角θhの増加に従って非線形増加する複数の目標操舵反力Ｔh＊を記憶している。また、この目標操舵反力Ｔh＊は、同一のハンドル操舵角θhに対して、車速Ｖが大きいほど大きな値をとる。なお、この操舵反力テーブルを利用するのに代えて、ハンドル操舵角θhおよび車速Ｖに応じて変化する目標操舵反力Ｔh＊を関数により予め定義しておき、同関数を利用して目標操舵反力Ｔh＊を計算するようにしてもよい。
【００２７】
次に、操舵反力用ＥＣＵ４５は、ステップＳ３７にて、駆動回路４８と協働して前記計算した目標操舵反力Ｔh＊に対応した駆動電流を操舵反力用電動モータ１３に流して、ステップＳ４３にてこの操舵反力制御プログラムの実行を一旦終了する。操舵反力用電動モータ１３は、操舵入力軸１２を目標操舵反力Ｔh＊に対応した回転トルクで駆動する。これにより、操舵ハンドル１１の回動操作に対して、操舵反力用電動モータ１３による目標操舵反力Ｔh＊が付与され、運転者は、適度な操舵反力を感じながら、操舵ハンドル１１を回動操作できる。
【００２８】
また、転舵用ＥＣＵ４６は、前記イグニッションスイッチの投入後、図５の転舵制御プログラムを所定の短時間ごとに繰り返し実行している。この転舵制御プログラムの実行はステップＳ５０にて開始され、転舵用ＥＣＵ４６は、ステップＳ５１にて、操舵角センサ４１からのハンドル操舵角θh、転舵角センサ４２からの実転舵角δ、および車速センサ４３からの車速Ｖを入力するのに加えて、操舵反力用ＥＣＵ４５から出力されるフェイルフラグＦＬ１を入力する。
【００２９】
そして、ステップＳ５２にてフェイルフラグＦＬ２が“１”であるか否かを判定する。いま、転舵装置２０は正常であって、フェイルフラグＦＬ２は“０”であるので、ステップＳ５２にて「Ｎｏ」と判定してステップＳ５３以降に進む。ステップＳ５３においては転舵装置２０の異常をチェックし、ステップＳ５４にて転舵装置２０の異常の有無を判定する。この転舵装置２０のチェックにおいては、例えば、転舵用電動モータ２２の断線、短絡、その他の異常を駆動回路４９からの信号を入力してチェックする。この場合、前述のように、転舵装置２０の正常を前提としているので、前記ステップＳ５３の異常チェック処理において転舵装置２０の異常は検出されない。したがって、転舵用ＥＣＵ４６は、前記ステップＳ５４にて「Ｎｏ」すなわち転舵装置２０は正常であると判定して、ステップＳ５５に進む。ステップＳ５５においては、フェイルフラグＦＬ１が“１”であるか否かを判定する。前述のように、操舵操作装置１０はそれぞれ正常であって、フェイルフラグＦＬ１は“０”に設定されているので、ステップＳ５５にて「Ｎｏ」と判定して、ステップＳ５６に進む。
【００３０】
ステップＳ５６においては、転舵用ＥＣＵ４６は、前記入力したハンドル操舵角θhおおよび車速Ｖを用いてステアバイワイヤ用の目標転舵角δ＊を計算する。この目標転舵角δ＊の計算においては、まず、ＲＯＭ内に記憶されている第１転舵角テーブルを参照して、ハンドル操舵角θhに応じて変化するステヤバイワイヤ用の目標転舵角δ＊を計算する。第１転舵角テーブルは、図８に実線で示すように、ハンドル操舵角θhの増加に従って非線形に増加するステヤバイワイヤ用の目標転舵角δ＊を記憶している。このステヤバイワイヤ用の目標転舵角δ＊のハンドル操舵角θhに対する変化率は、ハンドル操舵角θhの絶対値｜θh｜の小さな範囲内で小さく、ハンドル操舵角θhの絶対値｜θh｜が大きくなると大きくなるように設定されている。なお、この第１転舵角テーブルを利用するのに代えて、ハンドル操舵角θhとステヤバイワイヤ用の目標転舵角δ＊との関係を示す関数を予め用意しておき、同関数を利用してステヤバイワイヤ用の目標転舵角δ＊を計算するようにしてもよい。
【００３１】
次に、ＲＯＭ内に記憶されている車速係数テーブルを参照して、車速Ｖに応じて変化するステアバイワイヤ用の車速係数Ｋaを計算する。車速係数テーブルは、図９に実線で示すように、車速Ｖの小さな範囲内で「１」よりも大きく、車速Ｖの大きな範囲内で「１」よりも小さく、車速Ｖの増加に従って「１」を挟んで非線形に減少するステアバイワイヤ用の車速係数Ｋaを記憶している。なお、この車速係数テーブルを利用するのに代えて、車速Ｖとステアバイワイヤ用の車速係数Ｋaとの関係を示す関数を予め用意しておき、同関数を利用してステヤバイワイヤ用の車速係数Ｋaを計算するようにしてもよい。
【００３２】
そして、このステアバイワイヤ用の車速係数Ｋaの計算後、前記計算した目標転舵角δ＊に車速係数Ｋaを乗算することにより、前記計算した目標転舵角δ＊を補正して最終的な目標転舵角δ＊（＝Ｋa・δ＊）を計算する。
【００３３】
そして、ステップＳ５７にて、実転舵角δが最終的な目標転舵角δ＊に等しくなるように、両転舵角δ＊，δの差δ＊−δを用いて駆動回路４９を介して転舵用電動モータ２２の回転を制御する。これにより、転舵用電動モータ２２は回転駆動され、ねじ送り機構２３を介してラックバー２１を軸線方向に駆動して、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２を目標転舵角δ＊に転舵する。
【００３４】
このような転舵制御により、図８の実線で示すように、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２は、ハンドル操舵角θhの小さな範囲で同操舵角θhの変化に対して小さく転舵され、ハンドル操舵角θhの大きな範囲で同操舵角θhの変化に対して大きく転舵される。その結果、操舵ハンドル１１の持ち替えなしで左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２は大きな転舵角まで転舵される。また、図９の実線で示すように、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２は、車速Ｖが小さいときにはハンドル操舵角θhに対して大きく転舵され、車速Ｖが大きくなるとハンドル操舵角θhに対して小さく転舵される。その結果、低速走行時における車両の小回り性能が良好になるとともに、高速走行時における車両の走行安定性が良好となる。前記ステップＳ５７の処理後、転舵用ＥＣＵ４６は、ステップＳ５８にて、前記最終的に計算した目標転舵角δ＊をクラッチ用ＥＣＵ４４に出力して、ステップＳ６４にて転舵制御プログラムの実行を終了する。
【００３５】
次に、図２のステップＳ１５のならし制御ルーチンについて説明する。このならし制御ルーチンは、図３に詳細に示されており、その実行がステップＳ２０にて開始される。この実行の開始後、クラッチ用ＥＣＵ４４は、ステップＳ２１，Ｓ２２にて、図示しないイグニッションスイッチからの信号に基づいて、イグニッションスイッチがオンされた直後であるか、イグニッションスイッチがオフされた直後であるかを判定する。イグニッションスイッチがオンされた直後またはオフされた直後であれば、ステップＳ２１またはステップＳ２２にて「Ｙｅｓ」と判定してステップＳ２７に進む。
【００３６】
ステップＳ２７においては、操舵操作装置１０側の第１電磁クラッチ３２を切断状態に維持したまま、転舵装置２０側の第２電磁クラッチ３３を駆動回路４７を介して所定時間だけ接続状態に設定制御する。したがって、第２電磁クラッチ３３が接続状態に設定されている所定時間の間、ケーブル３１は、変換機構２６、操舵出力軸２４およびラックバー２１に接続されることになる。この状態で、操舵ハンドル１１が回動操作されて、電動モータ２２が前記図５のステップＳ５７の処理によって駆動されると、ラックバー２１の軸線方向の変位は、ピニオンギヤ２５、操舵出力軸２４、変換機構２６および第２電磁クラッチ３３を介してケーブル３１に伝達され、ケーブル３１は回転する。この場合、操舵出力軸２４の回転は変換機構２６によって増速されて第２電磁クラッチ３３およびケーブル３１に伝達されるので、ケーブル３１は操舵出力軸２４の僅かな回転角の変化で充分に回転する。なお、前記所定時間は、ケーブル３１の回転が確保される程度の適度な値に予め決定されている。
【００３７】
また、このようなイグニッションスイッチのオン直後またはオフ直後には、特にイグニッションスイッチのオフ直後には、操舵ハンドル１１が回動されない可能性もあるので、このような場合には、ステップＳ２７の処理と同時に電動モータ２２を僅かな回転角だけ往復回転動作させるようにするとよい。また、イグニッションスイッチのオフ直後にも、電気制御装置４０の作動を確保するためにバッテリから暫くの間、電力が供給されるようにする。さらに、イグニッションスイッチがオンされた直後またはオフされた直後に必ずケーブル３１を回転させる必要もないので、比較的長い所定時間が経過するごとに、イグニッションスイッチのオンまたはオフに応答して前記ステップＳ２７の処理を実行するようにすればよい。また、イグニッションスイッチのオンまたはオフが複数回検出されるごとに、前記ステップＳ２７の処理を実行するようにしてもよい。
【００３８】
また、イグニッションスイッチがオンされた直後でもなく、オフされた直後でもなければ、前記両ステップＳ２１，Ｓ２２にてそれぞれ「Ｎｏ」と判定してステップＳ２３に進む。ステップＳ２３においては、前記入力した車速Ｖが所定の低車速Ｖ0以下であるか、すなわち車両が停止中または低速走行中であるか否かを判定する。車両が停止中又は低速走行中であれば、ステップＳ２３にて「Ｙｅｓ」と判定して、前述したステップＳ２７の処理を実行する。これによっても、前述のように図５のステップＳ５７の処理による電動モータ２２の駆動制御により、ケーブル３１は回転する。なお、この場合には、操舵ハンドル１１が回動されて電動モータ２２が駆動制御される可能性が高いので、第２電磁クラッチ３３を接続状態に設定するのみで、電動モータ２２をステップＳ２７の処理によって駆動制御する必要はない。また、この場合も、ケーブル３１を頻繁に回転させる必要はないので、比較的長い所定時間が経過するごとに、前記ステップＳ２７の処理を実行するようにしてもよい。
【００３９】
さらに、前記ステップＳ２３にて「Ｎｏ」すなわち車両が停止中または低速走行していないと判定されると、クラッチ用ＥＣＵ４４は、ステップＳ２４にて操舵角センサ４１からのハンドル操舵角θｈを入力するとともに、転舵用ＥＣＵ４６からの目標転舵角δ＊を入力する。次に、クラッチ用ＥＣＵ４４は、ステップＳ２５にて、前記入力したハンドル操舵角θhを用いて、操舵入力軸１２の回転がケーブル３１を介して操舵出力軸２４に伝達される状態（すなわちケーブル３１を介した機械連結状態）における左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の転舵角δｍを計算する。この機械連結時の転舵角δｍの計算においては、ＲＯＭ内に記憶されている第２転舵角テーブルを参照して、ハンドル操舵角θhに応じて変化する転舵角δｍを計算する。第２転舵角テーブルは、図８に破線で示すように、ハンドル操舵角θhの増加に従ってほぼ線形的に増加する転舵角δｍを記憶している。なお、この第２転舵角テーブルを利用するのに代えて、ハンドル操舵角θhと機械連結時の転舵角δｍとの関係を示す関数を予め用意しておき、同関数を利用して機械連結時の転舵角δｍを計算するようにしてもよい。
【００４０】
そして、ステップＳ２６にて、前記入力した目標転舵角δ＊と機械連結時の転舵角δｍの差δ＊−δｍの絶対値｜δ＊−δｍ｜が所定の微小値δ0以下であるかを判定する。すなわち、前記入力した目標転舵角δ＊と機械連結時の転舵角δｍがほぼ等しいか否かを判定する。目標転舵角δ＊と機械連結時の転舵角δｍがほぼ等しければ、ステップＳ２６にて「Ｙｅｓ」と判定して、前述したステップＳ２７の処理を実行する。これによっても、前述のように図５のステップＳ５７の処理による電動モータ２２の駆動制御により、ケーブル３１は回転する。なお、この場合にも、操舵ハンドル１１が回動されて電動モータ２２が駆動制御される可能性が高いので、第２電磁クラッチ３３を接続状態に設定するのみで、電動モータ２２をステップＳ２７の処理によって駆動制御する必要はない。また、この場合も、ケーブル３１を頻繁に回転させる必要はないので、比較的長い所定時間が経過するごとに、前記ステップＳ２７の処理を実行するようにしてもよい。また、前記目標伝舵角δ＊に代えて転舵角センサ４２によって検出された実転舵角δを入力して、同実転舵角δと機械連結時の転舵角δｍとがほぼ等しいかを判定するようにしてもよい。
【００４１】
そして、ステップＳ２７の処理後、クラッチ用ＥＣＵ４４は、ステップＳ２８にてならし制御ルーチンの実行を終了する。なお、前述のように、ステップＳ２７の処理は、所定時間だけ第２電磁クラッチ３３を接続状態に設定するものであるので、ステップＳ２７の処理後には、第２電磁クラッチ３３はふたたび切断状態に設定されている。また、ステップＳ２６にて「Ｎｏ」すなわち目標転舵角δ＊と機械連結時の転舵角δｍがほぼ等しくない場合にも、クラッチ用ＥＣＵ４４は、ステップＳ２８にてならし制御ルーチンの実行を終了する。
【００４２】
次に、操舵操作装置１０に異常が発生した場合について説明する。この場合、操舵反力用ＥＣＵ４５は、図４のステップＳ３４にて「Ｙｅｓ」と判定して、ステップＳ３８にてフェイルフラグＦＬ１を“１”に設定し、ステップＳ３９にて“１”に設定されたフェイルフラグＦＬ１をクラッチ用ＥＣＵ４４および転舵用ＥＣＵ４６に出力する。そして、ステップＳ４０にて、操舵反力用電動モータ１３の作動を停止させ、ステップＳ４３にてこの操舵反力制御プログラムの実行を一旦終了する。
【００４３】
そして、このようにフェイルフラグＦＬ１が一旦“１”に設定されると、以降、操舵反力用ＥＣＵ４５はステップＳ３２にて「Ｙｅｓ」と判定して、前述したステップＳ３３〜Ｓ３９の処理を実行することなく、ステップＳ４０の処理を実行して、ステップＳ４３にてこの操舵反力制御プログラムの実行を終了する。したがって、操舵反力用電動モータ１３は操舵ハンドル１１の回動操作に対する操舵反力の付与を制御しなくなる。
【００４４】
クラッチ用ＥＣＵ４４は、図２のステップＳ１１にて“１”に設定されたフェイルフラグＦＬ１を入力し、ステップＳ１２にて「Ｙｅｓ」と判定してステップＳ１６に進む。ステップＳ１６においては、クラッチ用ＥＣＵ４４は駆動回路４７を介して第１および第２電磁クラッチ３２，３３を共に接続状態に設定する。したがって、この状態では、操舵入力軸１２は、変換機構１５、第１電磁クラッチ３２、ケーブル３１、第２電磁クラッチ３３および変換機構２６を介して操舵出力軸２４に動力伝達可能に接続されるので、操舵ハンドル１１の回動力は操舵出力軸２４に伝達されて、ピニオンギヤ２５を介してラックバー２１に伝達される。そして、ラックバー２１は、軸線方向に変位して左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２を転舵するので、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２は操舵ハンドル１１の回動操作によって転舵されるようになる。この状態では、転舵装置２０側からケーブル３１を介して操舵操作装置１０側に左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の転舵に伴う反力が伝達されるので、運転者は、この反力を操舵反力として感じながら操舵ハンドル１１を回動操作することになる。
【００４５】
一方、この状態では、転舵用ＥＣＵ４６は、図５のステップＳ５１にて“１”に設定されたフェイルフラグＦＬ１を入力し、ステップＳ５５にて「Ｙｅｓ」と判定して、ステップＳ５９に進む。ステップＳ５９においては、転舵用ＥＣＵ４６は、ＲＯＭ内に設けられているアシスト指令値テーブルを参照して、ハンドル操舵角θhおよび車速Ｖに応じて変化する目標アシストトルクＴa＊を計算する。このアシスト指令値テーブルは、図７に示すように、複数の代表的な車速値ごとに、ハンドル操舵角θhの増加に従って非線形増加する複数の目標アシストトルクＴa＊を記憶している。また、この目標アシストトルクＴa＊は、同一のハンドル操舵角θhに対して、車速Ｖが大きいほど小さな値をとる。なお、このアシスト指令値テーブルを利用するのに代えて、ハンドル操舵角θhおよび車速Ｖに応じて変化する目標アシストトルクＴa＊を関数により予め定義しておき、同関数を利用して目標アシストトルクＴa＊を計算するようにしてもよい。
【００４６】
次に、転舵用ＥＣＵ４６は、ステップＳ６０にて、駆動回路４９と協働して前記計算した目標アシストトルクＴa＊に対応した駆動電流を転舵用電動モータ２２に流す。これにより、転舵用電動モータ２２は、ボールねじ機構２３を介してラックバー２１を目標アシストトルクＴa＊に対応した力で軸線方向に駆動する。その結果、この操舵反力用電動モータ１３の作動不能状態では、操舵ハンドル１１の回動操作による左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の転舵が転舵用電動モータ２２の目標アシストトルクＴa＊によってアシストされる。したがって、運転者は、操舵ハンドル１１を軽快に回動操作できるようになる。
【００４７】
次に、転舵装置２０に異常が発生した場合について説明する。この場合、転舵用ＥＣＵ４６は、図５のステップＳ５４にて「Ｙｅｓ」と判定して、ステップＳ６１にてフェイルフラグＦＬ２を“１”に設定し、ステップＳ６２にて“１”に設定されたフェイルフラグＦＬ１をクラッチ用ＥＣＵ４４および操舵反力用ＥＣＵ４５に出力する。そして、ステップＳ６３にて、転舵用電動モータ２２の作動を停止させ、ステップＳ６４にてこの転舵制御プログラムの実行を一旦終了する。
【００４８】
そして、このようにフェイルフラグＦＬ２が一旦“１”に設定されると、以降、転舵用ＥＣＵ４６はステップＳ５２にて「Ｙｅｓ」と判定して、前述したステップＳ５３〜Ｓ６２の処理を実行することなく、ステップＳ６３の処理を実行して、ステップＳ６４にてこの転舵制御プログラムの実行を終了する。したがって、転舵用電動モータ２２は左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の転舵および操舵ハンドル１１の回動操作に対する操舵アシスト力の付与を制御しなくなる。
【００４９】
クラッチ用ＥＣＵ４４は、図２のステップＳ１１にて“１”に設定されたフェイルフラグＦＬ２を入力し、ステップＳ１３にて「Ｙｅｓ」と判定して、前述したステップＳ１６に進む。そして、ステップＳ１６の処理により、第１および第２電磁クラッチ３２，３３は共に接続状態に設定され、操舵入力軸１２が、変換機構１５、第１電磁クラッチ３２、ケーブル３１、第２電磁クラッチ３３および変換機構２６を介して操舵出力軸２４に動力伝達可能に接続される。したがって、この場合も、操舵ハンドル１１の回動力は操舵出力軸２４に伝達されて、ピニオンギヤ２５を介してラックバー２１に伝達される。ラックバー２１は、軸線方向に変位して左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２を転舵し、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２は操舵ハンドル１１の回動操作力によって転舵されるようになる。この状態でも、転舵装置２０側からケーブル３１を介して操舵操作装置１０側に左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の転舵に伴う反力が伝達されるので、運転者は、この反力を操舵反力として感じながら操舵ハンドル１１を回動操作することになる。
【００５０】
一方、この状態では、操舵反力用ＥＣＵ４５は、図４のステップＳ３１にて“１”に設定されたフェイルフラグＦＬ２を入力し、ステップＳ３５にて「Ｙｅｓ」と判定して、ステップＳ４１に進む。ステップＳ４１においては、操舵反力用ＥＣＵ４５は、前述した図
５のステップＳ５９の処理と同様にして、ＲＯＭ内に設けられているアシスト指令値テーブルを参照して、ハンドル操舵角θhおよび車速Ｖに応じて変化する目標アシストトルクＴa＊を計算する。なお、この場合も、アシスト指令値テーブルを利用するのに代えて、関数を利用して目標アシストトルクＴa＊を計算するようにしてもよい。
【００５１】
次に、操舵反力用ＥＣＵ４５は、ステップＳ４２にて、駆動回路４９と協働して前記計算した目標アシストトルクＴa＊に対応した駆動電流を操舵反力用電動モータ１３に流す。これにより、操舵反力用電動モータ１３は、減速機構１４を介し操舵入力軸１２を目標アシストトルクＴa＊に対応した回転力で駆動する。その結果、この転舵用電動モータ２２の作動不能状態では、操舵ハンドル１１の回動操作による左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の転舵が操舵反力用電動モータ１３の目標アシストトルクＴa＊によってアシストされる。したがって、運転者は、操舵ハンドル１１を軽快に回動操作できるようになる。
【００５２】
上記作動説明のように、上記第１実施形態においては、操舵操作装置１０および転舵装置２０が正常であれば、図２のステップＳ１４の処理により、第１および第２電磁クラッチ３２，３３はともに切断状態に設定される。そして、この状態では、図３のならし制御ルーチンの実行により、転舵装置２０側の第２電磁クラッチ３３のみが散発的に接続される。これにより、ケーブル３１が散発的に回転すなわちならし回転されるので、ケーブル３１を配設した管内のグリースの劣化が防止され、ケーブル３１が管内に固着されるような現象を避けることができる。そして、操舵操作装置１０または転舵装置２０の異常発生により、図２のステップＳ１６の処理によって第１および第２電磁クラッチ３２，３３が共に接続状態に設定されて、操舵入力軸１２と操舵出力軸２４とがケーブル３１を介して動力伝達可能に接続された状態になっても、操舵ハンドル１１の回動操作に応じてケーブル３１はスムーズに回転して、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２を常にスムーズに転舵できるようになる。
【００５３】
また、図３のならし制御ルーチンにおいては、ステップＳ２１，Ｓ２２，Ｓ２７の処理により、イグニッションスイッチがオン操作された直後の状態、またはイグニッションスイッチがオフ操作された直後の状態時に、ケーブル３１の回転が制御される。この状態では、車両が停止またはほぼ停止状態にあるので、第１電磁クラッチ３１が誤って接続状態に設定されても、車両の運動に対して大きくは影響しないので、車両の安全性は確保される。また、ステップＳ２３，Ｓ２７の処理により、車両が停止または低速で走行している状態で、ケーブル３１の回転が制御される。この場合も、第１電磁クラッチ３１が誤って接続状態に設定されても、車両の運動に対して大きくは影響しないので、車両の安全性は確保される。
【００５４】
さらに、ステップＳ２４〜Ｓ２７の処理により、目標転舵角δ＊と機械連結時の転舵角δｍがほぼ等しいとき、すなわち転舵用ＥＣＵ４６、転舵用電動モータ２２などによる操舵ハンドル１１の回動操作に応じた左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の転舵角と、操舵ハンドル１１の回動操作に応じてケーブル３１を介して転舵される（すなわち機械連結状態の）左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の転舵角とがほぼ等しいとき、ケーブル３１の回転が制御される。したがって、第１電磁クラッチ３２が誤って接続状態に設定されても、操舵ハンドル１１の回動操作に応じて左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の転舵状態は第１電磁クラッチ３２の誤接続の前後で変化しないので、車両の安全性は確保される。
【００５５】
なお、上記第１実施形態においては、ケーブル３１をならし回転する場合には、第１電磁クラッチ３２を切断状態に保ったまま、第２電磁クラッチ３３を接続状態に切り換えるようにした。しかし、これに代えて、第２電磁クラッチ３３を切断状態に保ったまま、第１電磁クラッチ３２を接続状態に切り換えて、ケーブル３１をならし回転させるようにしてもよい。この場合、上記第１実施形態の図３のステップＳ２７にて、操舵操作装置１０側の第１電磁クラッチ３２のみを接続状態に切り換えるようにすればよい（ステップＳ２７の括弧書き参照）。そして、この場合には、操舵入力軸１２の回転により、ケーブル３１が変換機構１５を介して散発的に回転される。その結果、この変形例においても、上記第１実施形態と同様な効果が期待される。
【００５６】
ｂ．第２実施形態
次に、本発明の第２実施形態に係る車両の操舵装置について説明する。この車両の操舵装置は、図１０に示すように、ケーブル３１を回転させるためのアクチュエータとしてのケーブル回転用電動モータ５１を備えている。
【００５７】
ケーブル回転用電動モータ５１は、内蔵の減速器を介して、上記第１実施形態の第１および第２電磁クラッチ３２，３３と同様に構成した第３電磁クラッチ５２の入力軸に伝達されるようになっている。第３電磁クラッチ５２の出力軸にはギヤ５３が設けられ、同ギヤ５３にはケーブル３１の固定部材３１ｂに固定されたギヤ５４が噛み合っている。そして、ケーブル回転用電動モータ５１および第３電磁クラッチ５２は、クラッチ用ＥＣＵ４４により駆動回路４７を介して制御されるようになっている。この場合、クラッチ用ＥＣＵ４４は、図２のクラッチ制御プログラム中のステップＳ１５のならし制御ルーチンとして、図１１に示すならし制御ルーチンを実行する。他の構成については、上記第１実施形態の場合と同様である。
【００５８】
次に、このように構成した第２実施形態の作動を説明する。この場合、ケーブル３１のならし制御動作以外の動作は上記第１実施形態と同じであるので、ならし制御動作についてのみ説明する。クラッチ用ＥＣＵ４４は、図２のステップＳ１５にて図１１に示すならし制御ルーチンを実行する。このならし制御ルーチンの実行は、ステップＳ７０にて開始される。この実行開始後、クラッチ用ＥＣＵ４４は、ステップＳ７１にて、車両の最初の作動開始または後述するステップＳ７２〜７４の処理後、予め長い時間に設定された所定時間が経過したか否かを判定する。所定時間が経過していなければ、クラッチ用ＥＣＵ４４は、ステップＳ７１にて「Ｎｏ」と判定して、ステップＳ７５にてこのならし制御ルーチンの実行を終了する。
【００５９】
一方、前記所定時間の経過が計測されると、クラッチ用ＥＣＵ４４は、ステップＳ７１にて「Ｙｅｓ」と判定し、ステップＳ７２にて第３電磁クラッチ５２を接続状態に設定する。これにより、ケーブル回転用電動モータ５１は、第３電磁クラッチ５２およびギヤ５３，５４を介してケーブル３１に動力伝達可能に接続される。前記ステップＳ７２の処理後、クラッチ用ＥＣＵ４４は、ステップＳ７３にて、ケーブル回転用電動モータ５１を予め決められた所定時間だけ作動させる。このケーブル回転用電動モータ５１の回転は、一方向のみの回転でも、往復回転でもよい。この状態では、第１および第２電磁クラッチ３２，３３は、上述したように切断状態にあるので、ケーブル３１は、ケーブル回転用電動モータ５１の回転に伴って回転する。そして、前記所定時間の経過後、クラッチ用ＥＣＵ４４は、ステップＳ７４にて第３電磁クラッチ５２を切断状態に設定して、ステップＳ７５にてこのならし制御ルーチンの実行を終了する。
【００６０】
その結果、上記第２実施形態によれば、第１および第２電磁クラッチ３２，３３が切断状態である間に、ケーブル３１がケーブル回転用電動モータ５１によって散発的に回転されるので、上記第１実施形態と同様なグリースの劣化防止の効果を期待できる。また、この場合、ケーブル３１の回転は、操舵操作装置１０および転舵装置２０の動作には何も影響しないので、車両走行中にケーブル３１をいつでも自由に回転させることができる。
【００６１】
また、上記第２実施形態においては、ケーブル回転用電動モータ５１、第３電磁クラッチ５２およびギヤ５３，５４からなるケーブル回転機構を転舵装置２０側に設けるようにした。しかし、これに代えて、図１２に示すように、前記ケーブル回転機構を操舵操作装置１０側に設けるようにしてもよい。この場合、ギヤ５４をケーブル３１の固定部材３１ａに固定するようにすればよい。これによってもケーブル３１は上記第２実施形態の場合と同様に回転制御されるので、上記第２実施形態と同様な効果が期待される。
【００６２】
ｃ．第３実施形態
次に、本発明の第３実施形態に係る車両の操舵装置について説明する。この車両の操舵装置は、図１３に示すように、上記第１および第２実施形態のケーブル３１を、その中間部にて分割して、第１ケーブル３１Ａおよび第２ケーブル３１Ｂに分離させている。第１ケーブル３１Ａの固定部材３１ａを変換機構１５の出力軸に直接接続するとともに、第２ケーブル３１Ａの固定部材３１ｂを変換機構２６の入力軸に直接接続している。そして、第１ケーブル３１Ａの固定部材３１ｃと第２ケーブル３１Ａの固定部材３１ｄとの間に、第１および第２電磁クラッチ３２，３３を直列に介装させている。
【００６３】
第１および第２電磁クラッチ３２，３３は、上記第１および第２実施形態の場合と同様にクラッチ用ＥＣＵ４４によって駆動回路４７を介して制御される。しかし、この場合には、クラッチ用ＥＣＵ４４は、図２のクラッチ制御プログラムのうちでステップＳ１５のならし制御ルーチンの処理を省略したクラッチ制御プログラムを実行する。他の構成については上記第１実施形態の場合と同じである。
【００６４】
このように構成した第３実施形態においては、前記ならし制御以外の動作については上記第１実施形態の場合と同様に、操舵反力用電動モータ１３、転舵用電動モータ２２、ならびに第１および第２電磁クラッチ３２，３３が電気制御装置４０によって制御される。しかし、この第３実施形態においては、第１および第２ケーブル３１Ａ，３１Ｂは、変換機構１５，２６にそれぞれ直接に接続されているので、第１および第２電磁クラッチ３２，３３が切断状態に設定されている場合でも、操舵入力軸１２および操舵出力軸２４の回転に連動して回転する。
【００６５】
したがって、この第３実施形態によれば、第１および第２ケーブル３１Ａ，３１Ｂは、常にそれぞれ回転することとなる。その結果、グリースの劣化などによる操舵トルクの上昇が回避されるので、操舵ハンドル１１と左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２を第１および第２ケーブル３１Ａ，３１Ｂを介して機械連結した状態でも、操舵ハンドル１１の回動操作に応じて左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２を常にスムーズに転舵できるようになる。
【００６６】
さらに、本発明は上記第１ないし第３実施形態およびそれらの変形例に限定されることなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。
【００６７】
例えば、上記第１ないし第３実施形態およびそれらの変形例においては、操舵入力軸１２から出力される回転を増速するとともに回転軸線の方向を変更する変換機構１５を用いるとともに、操舵出力軸２４へ出力される回転を減速するとともに回転軸線の方向を変更する変換機構２６を用いるようにした。しかし、これらの変換機構１５，２４を省略することも可能である。すなわち、第１および第２実施形態の場合には、第１および第２電磁クラッチ３２，３３を操舵入力軸１２および操舵出力軸２４にそれぞれ直接接続するようにするとよい。また、第３実施形態の場合には、第１および第２ケーブル３１Ａ，３１Ｂの固定部材３１ａ，３１ｂを操舵入力軸１２および操舵出力軸２４にそれぞれ直接接続するようにするとよい。
【００６８】
また、上記第１ないし第３実施形態およびそれらの変形例においては、転舵用電動モータ２２を用いてラックバー２１を駆動することにより左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２を転舵するようにした。しかし、これに代えて、転舵用電動モータを操舵出力軸２４に組み付けて、同電動モータを用いて操舵出力軸２４を回転駆動することにより、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２を転舵するようにしてもよい。
【００６９】
また、上記第１ないし第３実施形態およびそれらの変形例においては、操舵ハンドル１１として回動操作されるものを採用した。しかし、この操舵ハンドル１１に代えて、例えばジョイスティックなどのように直線的な操作により左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２を転舵させる操舵ハンドルを利用した車両の操舵装置にも本発明は適用される。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る車両の操舵装置の全体概略図である。
【図２】図１のクラッチＥＣＵにより実行されるクラッチ制御プログラムのフローチャートである。
【図３】図２のクラッチ制御プログラム内のならし制御ルーチンを詳細に示すフローチャートである。
【図４】図１の操舵反力用ＥＣＵにより実行される操舵反力制御プログラムのフローチャートである。
【図５】図１の転舵用ＥＣＵにより実行される転舵制御プログラムのフローチャートである。
【図６】ハンドル操舵角と、車速と、目標操舵反力との関係を示すグラフである。
【図７】ハンドル操舵角と、車速と、目標アシストトルクとの関係を示すグラフである。
【図８】ハンドル操舵角と目標転舵角および機械連結時の転舵角との関係を示すグラフである。
【図９】車速と車速係数との関係を示すグラフである。
【図１０】本発明の第２実施形態に係る車両の操舵装置の全体概略図である。
【図１１】前記第２実施形態に係るクラッチ制御プログラムにて実行されるならし制御ルーチンの詳細を示すフローチャートである。
【図１２】前記第２実施形態の変形例に係る車両の操舵装置の全体概略図である。
【図１３】本発明の第３実施形態に係る車両の操舵装置の全体概略図である。
【符号の説明】
【００７１】
１１…操舵ハンドル、１２…操舵入力軸、１３…操舵反力用電動モータ、１５…変換機構、２１…ラックバー、２２…転舵用電動モータ、２４…操舵出力軸、２６…変換機構、３１…ケーブル、３２，３３…電磁クラッチ、４０…電気制御装置、４１…操舵角センサ、４２…転舵角センサ、４３…車速センサ、４４…クラッチ用ＥＣＵ、４５…操舵反力用ＥＣＵ、４６…転舵用ＥＣＵ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、操舵ハンドルと転舵輪とを機械的に分離したステアバイワイヤ方式の車両の操舵装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば下記特許文献１に示されているように、操舵ハンドルに接続されて操舵ハンドルと連動して回転する入力部材と、転舵輪に接続されて回転により転舵輪を転舵する出力部材とを、両端部にて第１および第２クラッチを接続したケーブルを介して接続するようにしたステアバイワイヤ方式の車両の操舵装置は知られている。そして、この車両の操舵装置においては、その正常時には、第１および第２クラッチを切断状態に設定して、第１アクチュエータにより操舵ハンドルの回動操作に応じて入力部材を回転駆動することにより、操舵ハンドルの回動操作に対して操舵ハンドルに操舵反力を付与するとともに、第２アクチュエータにより操舵ハンドルの回動操作に応じて出力部材を回転駆動することにより、操舵ハンドルの回動操作に応じて転舵輪を転舵する。一方、操舵装置の異常時には、第１および第２クラッチを接続状態に設定して、入力部材と出力部材とをケーブルを介して機械的に連結し、操舵ハンドルの回動操作が、入力部材、ケーブルおよび出力部材を介して転舵輪に伝達されるようにして、操舵ハンドルの回動操作に応じて転舵輪を転舵するようにしている。
【特許文献１】特開２００４−２２４０９６号公報
【０００３】
前記のように構成した車両の操舵装置においては、その正常時であって、第１アクチュエータにより操舵ハンドルに操舵反力を付与しているとともに、第２アクチュエータにより転舵輪を転舵している状態で、第１および第２クラッチのうちのいずれか一方のクラッチがその異常によって接続状態に設定されても、他方のクラッチは切断状態にあるので、前記第１および第２アクチュエータによる操舵反力制御および転舵制御を続行させることができる。しかし、一方では、操舵装置が正常に保たれている限り、ケーブルが回転することはない。この種のケーブルは、一般的に、グリースの封入されたフレキシブルの管内に配設されており、操舵装置が正常に保たれてケーブルが長時間にわたって回転されないと、グリースの劣化などによってケーブルの回転に対して大きな負荷が付与される。この場合、操舵装置における異常の発生により、第１および第２クラッチが接続されて、操舵ハンドルの回動がケーブルを介して転舵輪に伝達される機械式連結状態に切り換えられると、前記負荷のために操舵ハンドルを回転させるための操舵トルクが極めて大きくなり、操舵ハンドルの回動操作に応じて転舵輪をスムーズに転舵することができなくなるというおそれがある。
【発明の開示】
【０００４】
本発明は、上記問題に対処するためになされたもので、その目的は、前記のようなケーブルを用いたステアバイワイヤ方式の車両の操舵装置において、操舵ハンドルと転舵輪とをケーブルを介して機械連結した状態でも、操舵ハンドルの回動操作に応じて転舵輪をスムーズに転舵できるようにした車両の操舵装置を提供することにある。
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明の特徴は、操舵ハンドルに接続されて操舵ハンドルと連動して変位する入力部材と、入力部材に動力伝達可能に接続されて同入力部材を駆動することにより操舵ハンドルの操舵操作に対して反力を付与する第１アクチュエータと、転舵輪に接続されて転舵輪と連動して変位する出力部材と、出力部材に動力伝達可能に接続されて同出力部材を駆動することにより転舵輪を転舵する第２アクチュエータと、両端部にて入力部材と出力部材にそれぞれ接続されて同入力部材および同出力部材の変位に連動して回転するケーブルと、入力部材とケーブルの一端部との間に介装された第１クラッチと、ケーブルの他端部と出力部材との間に介装された第２クラッチと、第１および第２クラッチを選択的に切断または接続状態に設定可能であり、第１および第２クラッチが切断状態にあるとき、操舵ハンドルの回動操作に応じて第１および第２アクチュエータを駆動制御することにより、操舵ハンドルの回動操作に応じて操舵ハンドルに操舵反力を付与するとともに転舵輪を転舵し、かつ第１および第２クラッチが接続状態にあるとき、ケーブルの回転を介して入力部材の変位を出力部材に伝達することにより、操舵ハンドルの回動操作に応じた転舵輪の転舵を許容する電気制御装置とを備えた車両の操舵装置において、電気制御装置内に、第１および第２クラッチが切断状態にあるとき、第１および第２クラッチのうちのいずれか一方のみを散発的に接続状態に制御するクラッチ制御手段を設けたことにある。
【０００６】
上記のように構成した本発明の特徴においては、車両の操舵装置に異常が発生するなどして、第１および第２クラッチが電気制御装置によって接続状態に設定される前であっても、第１および第２クラッチのうちのいずれか一方のみが散発的に接続される。その結果、第１および第２クラッチのうちのいずれか一方のみが接続された状態では、第１または第２アクチュエータの作動時、すなわち入力部材または出力部材の変位時には、ケーブルが回転する。そして、このケーブルの回転により、グリースの劣化などによる操舵トルクの上昇が回避されるので、操舵ハンドルと転舵輪とをケーブルを介して機械連結した状態でも、操舵ハンドルの回動操作に応じて転舵輪を常にスムーズに転舵できるようになる。
【０００７】
また、クラッチ制御手段は、例えば、イグニッションスイッチがオン操作された直後の状態、イグニッションスイッチがオフ操作された直後の状態、車両が低速で走行している状態、および第２アクチュエータによる操舵ハンドルの回動操作に応じた転舵輪の転舵角と、操舵ハンドルの回動操作に応じてケーブルを介して転舵される転舵輪の転舵角との差が所定値以下である状態のうちの少なくともいずれか一つの状態であることを条件として、すなわち車両が特定状態にあることを条件として、第１および第２クラッチのうちのいずれか一方のみを散発的に接続状態に制御する。
【０００８】
その結果、車両の特定状態として、イグニッションスイッチがオン操作された直後の状態またはイグニッションスイッチがオフ操作された直後の状態を採用した場合には、車両が停止またはほぼ停止状態にある。したがって、他方のクラッチが誤って接続状態に設定されて、入力部材と出力部材とがケーブルを介して接続されても、車両の運動に対して大きくは影響しないので、車両の安全性は確保される。また、車両が低速で走行している状態で、前記のような他方のクラッチの誤接続が生じても、車両の運動に対して影響しないので、車両の安全性は確保される。さらに、第２アクチュエータによる操舵ハンドルの回動操作に応じた転舵輪の転舵角と、操舵ハンドルの回動操作に応じてケーブルを介して転舵される転舵輪の転舵角との差が所定値以下である状態で、前記のような他方のクラッチの誤接続が生じても、操舵ハンドルの回動操作に応じて転舵輪の転舵状態は他方のクラッチの誤接続の前後で変化しないので、車両の安全性は確保される。
【０００９】
また、本発明の他の特徴は、前述した入力部材、第１アクチュエータ、出力部材、第２アクチュエータ、ケーブル、第１クラッチおよび第２クラッチを備えた車両の操舵装置において、ケーブルに接続されて同ケーブルを回転させる第３アクチュエータを設けたことにある。
【００１０】
この本発明の他の特徴においても、前述した電気制御装置により、操舵装置が正常である場合には、第１および第２クラッチを切断状態に設定すれば、操舵ハンドルと転舵輪とを機械的に分離した操舵装置のメリットを享受できる。また、操舵装置が異常である場合には、第１および第２クラッチを接続状態に設定すれば、操舵ハンドルの回動操作に応じてケーブルを介して転舵輪を転舵することができる。そして、前記第１および第２クラッチが切断状態である間に、第３アクチュエータを駆動すれば、操舵ハンドルの回動および転舵輪の転舵とは無関係にケーブルをいつでも回転させることができる。したがって、これによっても、グリースの劣化などによる操舵トルクの上昇が回避されるので、操舵ハンドルと転舵輪をケーブルを介して機械連結した状態でも、操舵ハンドルの回動操作に応じて転舵輪を常にスムーズに転舵できるようになる。
【００１１】
また、本発明の他の特徴は、前述した入力部材、第１アクチュエータ、出力部材、第２アクチュエータおよびケーブルを備えた車両の操舵装置において、ケーブルを中間部にて２分割して同分割位置に２つのクラッチを直列に介装したことにある。
【００１２】
この本発明の他の特徴においても、前述した電気制御装置により、操舵装置が正常である場合には、第１および第２クラッチを切断状態に設定すれば、操舵ハンドルと転舵輪とを機械的に分離した操舵装置のメリットを享受できる。また、操舵装置が異常である場合には、第１および第２クラッチを接続状態に設定すれば、操舵ハンドルの回動操作に応じてケーブルを介して転舵輪を転舵することができる。そして、この場合には、２つのクラッチがケーブルの中間部に直列に設けられているので、分割されたケーブルは常にそれぞれ回転する。したがって、これによっても、グリースの劣化などによる操舵トルクの上昇が回避されるので、操舵ハンドルと転舵輪をケーブルを介して機械連結した状態でも、操舵ハンドルの回動操作に応じて転舵輪を常にスムーズに転舵できるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
ａ．第１実施形態
以下、本発明の第１実施形態について図面を用いて説明すると、図１は、同第１実施形態に係る車両の操舵装置の全体概略図である。
【００１４】
この車両の操舵装置は、運転者によって操舵操作される操舵操作装置１０と、転舵輪としての左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２を運転者の操舵操作に応じて転舵する転舵装置２０とを機械的に分離したステアバイワイヤ方式を採用している。操舵操作装置１０は、運転者によって回動操作される操作部としての操舵ハンドル１１を備えている。操舵ハンドル１１は操舵入力軸１２の上端に固定され、操舵入力軸１２の下部には操舵反力用電動モータ（アクチュエータ）１３が組み付けられている。操舵反力用電動モータ１３は、減速機構１４を介して操舵入力軸１２を軸線周りに回転駆動する。操舵入力軸１２の下端には、変換機構１５が接続されている。変換機構１５は、ウォームおよびホイールからなり、操舵入力軸１２の軸線周りの回転を、増速するとともに前記軸線と直交する軸線周りの回転に変換して出力する。なお、これらの操舵入力軸１２および変換機構１５が、本発明の入力部材を構成する。
【００１５】
転舵装置２０は、車両の左右方向に延びて配置されたラックバー２１を備えている。このラックバー２１の両端部には、図示省略したタイロッドおよびナックルアームを介して、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２が転舵可能に接続されている。左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２は、ラックバー２１の軸線方向の変位により左右に転舵される。ラックバー２１の外周上には、図示しないハウジングに組み付けられた転舵用電動モータ（アクチュエータ）２２が設けられている。転舵用電動モータ２２の回転は、ねじ送り機構２３により減速されるとともにラックバー２１の軸線方向の変位に変換される。
【００１６】
また、転舵装置２０は、軸線周りに回転可能な操舵出力軸２４も有している。操舵出力軸２４の下端にはピニオンギヤ２５が固定されており、同ピニオンギヤ２５はラックバー２１に設けたラック歯２１ａに噛み合っていて、操舵出力軸２４の軸線周りの回転によりラックバー２１が軸線方向に変位する。操舵出力軸２４の上端には、変換機構２６が接続されている。変換機構２６は、ウォームおよびホイールからなり、操舵出力軸２４の軸線と直交した軸線周りの入力される回転を、減速するとともに操舵出力軸２４の軸線周りの回転に変更して出力する。なお、これらの変換機構２６、操舵出力軸２４、ピニオンギヤ２５およびラックバー２１が、本発明の出力部材を構成する。
【００１７】
変換機構１５，２６の間には中間部材としてのケーブル３１が配置されている。ケーブル３１は、変換機構１５の出力軸の回転を変換機構２６の入力軸に伝達するものであり、グリースの満たされた長尺状のフレキシブルな管内に管の軸線方向に沿って配設されている。このケーブル３１の上端の固定部材３１ａと変換機構１５との間には第１電磁クラッチ３２が配置されている。第１電磁クラッチ３２は、例えば、通電状態にて切断状態に設定されてケーブル３１と操舵入力軸１２および変換機構１５とを動力伝達不能に切り離し、非通電状態にて接続状態に設定されてケーブル３１と操舵入力軸１２および変換機構１５とを動力伝達可能に連結する。ケーブル３１の下端の固定部材３１ｂと変換機構２６との間には第２電磁クラッチ３３が配置されている。第２電磁クラッチ３３は、例えば、通電状態にて切断状態に設定されてケーブル３１と変換機構２６および操舵出力軸２４とを動力伝達不能に切り離し、非通電状態にて接続状態に設定されてケーブル３１と変換機構２６および操舵出力軸２４とを動力伝達可能に連結する。
【００１８】
次に、操舵反力用電動モータ１３、転舵用電動モータ２２および電磁クラッチ３２，３３を制御する電気制御装置４０について説明する。電気制御装置４０は、操舵角センサ４１、転舵角センサ４２および車速センサ４３を備えている。操舵角センサ４１は、操舵入力軸１２に組み付けられて、操舵入力軸１２の軸線周りの回転を計測することにより、操舵ハンドル１１の中立位置からの回転角を検出してハンドル操舵角θhとして出力する。なお、ハンドル操舵角θhは、操舵ハンドル１１の中立位置を「０」とし、右方向の操舵角を正の値で表し、左方向の操舵角を負の値で表す。転舵角センサ４２は、ラックバー２１に組み付けられて、ラックバー２１の軸線方向の変位を計測することにより、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の実転舵角δを検出して出力する。なお、実転舵角δは、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の中立位置を「０」とし、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の右方向の転舵角を正の値で表し、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の左方向の転舵角を負の値で表す。車速センサ４３は、車速Ｖを検出して出力する。
【００１９】
また、電気制御装置４０は、互いに接続されたクラッチ用電子制御ユニット（以下、クラッチ用ＥＣＵという）４４、操舵反力用電子制御ユニット（以下、操舵反力用ＥＣＵという）４５、および転舵用電子制御ユニット（以下、転舵用ＥＣＵという）４６を備えている。クラッチ用ＥＣＵ４４には、操舵角センサ４１および車速センサ４３が接続されている。操舵反力用ＥＣＵ４５には、操舵角センサ４１および車速センサ４３が接続されている。転舵用ＥＣＵ４６には、操舵角センサ４１、転舵角センサ４２および車速センサ４３が接続されている。
【００２０】
これらのＥＣＵ４４〜４６は、それぞれＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭなどからなるマイクロコンピュータを主要構成部品とする。クラッチ用ＥＣＵ４４は、図２のクラッチ制御プログラム（図３のならし制御ルーチンを含む）を実行することにより、駆動回路４７を介して第１および第２電磁クラッチ３２，３３を切断および接続制御する。操舵反力用ＥＣＵ４５は、図４の操舵反力制御プログラムを実行して、駆動回路４８を介して操舵反力用電動モータ１３を駆動制御する。転舵用ＥＣＵ４６は、図５の転舵制御プログラムを実行して、駆動回路４９を介して転舵用電動モータ２２を駆動制御する。
【００２１】
次に、上記のように構成した実施形態の動作について説明する。イグニッションスイッチの投入により、クラッチ用ＥＣＵ４４、操舵反力用ＥＣＵ４５および転舵用ＥＣＵ４６は、クラッチ制御プログラム、操舵反力制御プログラムおよび転舵制御プログラムを所定の短時間ごとにそれぞれ繰り返し実行し始める。
【００２２】
クラッチ制御プログラムの実行は図２のステップＳ１０にて開始され、クラッチ用ＥＣＵ４４は、ステップＳ１１にて、車速センサ４３からの車速Ｖに加えて、操舵反力用ＥＣＵ４５および転舵用ＥＣＵ４６から出力されるフェイルフラグＦＬ１，ＦＬ２を入力する。フェイルフラグＦＬ１は、“０”によって操舵操作装置１０の正常状態を示し、“１”によって操舵操作装置１０の異常状態を示すもので、初期には“０”に設定されている。フェイルフラグＦＬ２は、“０”によって転舵装置２０の正常状態を示し、“１”によって転舵装置２０の異常状態を示すもので、初期には“０”に設定されている。なお、これらのフェイルフラグＦＬ１，ＦＬ２は操舵操作装置１０および転舵装置２０からそれぞれ出力されるものであるが、操舵反力用ＥＣＵ４５および転舵用ＥＣＵ４６によって操舵操作装置１０および転舵装置２０の異常が検出されない限りにおいて出力されず、この状態ではクラッチ用ＥＣＵ４４に出力されるフェイルフラグＦＬ１，ＦＬ２は“０”として扱われる。また、このことは、操舵反力用ＥＣＵ４５および転舵用ＥＣＵ４６においても同様である。
【００２３】
次に、クラッチ用ＥＣＵ４４は、ステップＳ１２，Ｓ１３にて、フェイルフラグＦＬ１，ＦＬ２が“１”であるか否かをそれぞれ判定する。まず、操舵操作装置１０および転舵装置２０は共に正常であって、フェイルフラグＦＬ１，ＦＬ２が共に“０”に設定されている場合について説明する。したがって、この場合には、ステップＳ１２，Ｓ１３にてそれぞれ「Ｎｏ」と判定して、ステップＳ１４に進む。ステップＳ１４においては、第１および第２電磁クラッチ３２，３３を切断状態に設定する。そして、後述するステップＳ１５のならし制御ルーチンの実行後、ステップＳ１７にてこのクラッチ制御プログラムの実行を一旦終了する。
【００２４】
一方、操舵反力用ＥＣＵ４５は、前記イグニッションスイッチの投入後、図４の操舵反力制御プログラムを所定の短時間ごとに繰り返し実行している。この操舵反力制御プログラムの実行はステップＳ３０にて開始され、操舵反力用ＥＣＵ４５は、ステップＳ３１にて、操舵角センサ４１からのハンドル操舵角θh、および車速センサ４３からの車速Ｖを入力するのに加えて、転舵用ＥＣＵ４６から出力されるフェイルフラグＦＬ２を入力する。
【００２５】
そして、ステップＳ３２にてフェイルフラグＦＬ１が“１”であるか否かを判定する。いま、操舵操作装置１０は正常であって、フェイルフラグＦＬ１は“０”であるので、ステップＳ３２にて「Ｎｏ」と判定してステップＳ３３以降に進む。ステップＳ３３においては操舵操作装置１０の異常をチェックし、ステップＳ３４にて操舵操作装置１０の異常の有無を判定する。この操舵操作装置１０の異常のチェックにおいては、例えば、操舵反力用電動モータ１３の断線、短絡、その他の異常を駆動回路４８からの信号を入力してチェックする。この場合、前述のように、操舵操作装置１０の正常を前提としているので、前記ステップＳ３３の異常チェック処理において操舵操作装置１０の異常は検出されない。したがって、操舵反力用ＥＣＵ４５は、前記ステップＳ３４にて「Ｎｏ」すなわち操舵操作装置１０は正常であると判定して、ステップＳ３５に進む。ステップＳ３５においては、フェイルフラグＦＬ２が“１”であるか否かを判定する。前述のように、転舵装置２０も正常であって、フェイルフラグＦＬ２は“０”に設定されているので、ステップＳ３５にて「Ｎｏ」と判定して、ステップＳ３６に進む。
【００２６】
ステップＳ３６においては、操舵反力用ＥＣＵ４５は、ＲＯＭ内に設けられている操舵反力テーブルを参照して、ハンドル操舵角θhおよび車速Ｖに応じて変化する目標操舵反力Ｔh＊を計算する。この操舵反力テーブルは、図６に示すように、複数の代表的な車速値ごとに、ハンドル操舵角θhの増加に従って非線形増加する複数の目標操舵反力Ｔh＊を記憶している。また、この目標操舵反力Ｔh＊は、同一のハンドル操舵角θhに対して、車速Ｖが大きいほど大きな値をとる。なお、この操舵反力テーブルを利用するのに代えて、ハンドル操舵角θhおよび車速Ｖに応じて変化する目標操舵反力Ｔh＊を関数により予め定義しておき、同関数を利用して目標操舵反力Ｔh＊を計算するようにしてもよい。
【００２７】
次に、操舵反力用ＥＣＵ４５は、ステップＳ３７にて、駆動回路４８と協働して前記計算した目標操舵反力Ｔh＊に対応した駆動電流を操舵反力用電動モータ１３に流して、ステップＳ４３にてこの操舵反力制御プログラムの実行を一旦終了する。操舵反力用電動モータ１３は、操舵入力軸１２を目標操舵反力Ｔh＊に対応した回転トルクで駆動する。これにより、操舵ハンドル１１の回動操作に対して、操舵反力用電動モータ１３による目標操舵反力Ｔh＊が付与され、運転者は、適度な操舵反力を感じながら、操舵ハンドル１１を回動操作できる。
【００２８】
また、転舵用ＥＣＵ４６は、前記イグニッションスイッチの投入後、図５の転舵制御プログラムを所定の短時間ごとに繰り返し実行している。この転舵制御プログラムの実行はステップＳ５０にて開始され、転舵用ＥＣＵ４６は、ステップＳ５１にて、操舵角センサ４１からのハンドル操舵角θh、転舵角センサ４２からの実転舵角δ、および車速センサ４３からの車速Ｖを入力するのに加えて、操舵反力用ＥＣＵ４５から出力されるフェイルフラグＦＬ１を入力する。
【００２９】
そして、ステップＳ５２にてフェイルフラグＦＬ２が“１”であるか否かを判定する。いま、転舵装置２０は正常であって、フェイルフラグＦＬ２は“０”であるので、ステップＳ５２にて「Ｎｏ」と判定してステップＳ５３以降に進む。ステップＳ５３においては転舵装置２０の異常をチェックし、ステップＳ５４にて転舵装置２０の異常の有無を判定する。この転舵装置２０のチェックにおいては、例えば、転舵用電動モータ２２の断線、短絡、その他の異常を駆動回路４９からの信号を入力してチェックする。この場合、前述のように、転舵装置２０の正常を前提としているので、前記ステップＳ５３の異常チェック処理において転舵装置２０の異常は検出されない。したがって、転舵用ＥＣＵ４６は、前記ステップＳ５４にて「Ｎｏ」すなわち転舵装置２０は正常であると判定して、ステップＳ５５に進む。ステップＳ５５においては、フェイルフラグＦＬ１が“１”であるか否かを判定する。前述のように、操舵操作装置１０はそれぞれ正常であって、フェイルフラグＦＬ１は“０”に設定されているので、ステップＳ５５にて「Ｎｏ」と判定して、ステップＳ５６に進む。
【００３０】
ステップＳ５６においては、転舵用ＥＣＵ４６は、前記入力したハンドル操舵角θhおおよび車速Ｖを用いてステアバイワイヤ用の目標転舵角δ＊を計算する。この目標転舵角δ＊の計算においては、まず、ＲＯＭ内に記憶されている第１転舵角テーブルを参照して、ハンドル操舵角θhに応じて変化するステヤバイワイヤ用の目標転舵角δ＊を計算する。第１転舵角テーブルは、図８に実線で示すように、ハンドル操舵角θhの増加に従って非線形に増加するステヤバイワイヤ用の目標転舵角δ＊を記憶している。このステヤバイワイヤ用の目標転舵角δ＊のハンドル操舵角θhに対する変化率は、ハンドル操舵角θhの絶対値｜θh｜の小さな範囲内で小さく、ハンドル操舵角θhの絶対値｜θh｜が大きくなると大きくなるように設定されている。なお、この第１転舵角テーブルを利用するのに代えて、ハンドル操舵角θhとステヤバイワイヤ用の目標転舵角δ＊との関係を示す関数を予め用意しておき、同関数を利用してステヤバイワイヤ用の目標転舵角δ＊を計算するようにしてもよい。
【００３１】
次に、ＲＯＭ内に記憶されている車速係数テーブルを参照して、車速Ｖに応じて変化するステアバイワイヤ用の車速係数Ｋaを計算する。車速係数テーブルは、図９に実線で示すように、車速Ｖの小さな範囲内で「１」よりも大きく、車速Ｖの大きな範囲内で「１」よりも小さく、車速Ｖの増加に従って「１」を挟んで非線形に減少するステアバイワイヤ用の車速係数Ｋaを記憶している。なお、この車速係数テーブルを利用するのに代えて、車速Ｖとステアバイワイヤ用の車速係数Ｋaとの関係を示す関数を予め用意しておき、同関数を利用してステヤバイワイヤ用の車速係数Ｋaを計算するようにしてもよい。
【００３２】
そして、このステアバイワイヤ用の車速係数Ｋaの計算後、前記計算した目標転舵角δ＊に車速係数Ｋaを乗算することにより、前記計算した目標転舵角δ＊を補正して最終的な目標転舵角δ＊（＝Ｋa・δ＊）を計算する。
【００３３】
そして、ステップＳ５７にて、実転舵角δが最終的な目標転舵角δ＊に等しくなるように、両転舵角δ＊，δの差δ＊−δを用いて駆動回路４９を介して転舵用電動モータ２２の回転を制御する。これにより、転舵用電動モータ２２は回転駆動され、ねじ送り機構２３を介してラックバー２１を軸線方向に駆動して、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２を目標転舵角δ＊に転舵する。
【００３４】
このような転舵制御により、図８の実線で示すように、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２は、ハンドル操舵角θhの小さな範囲で同操舵角θhの変化に対して小さく転舵され、ハンドル操舵角θhの大きな範囲で同操舵角θhの変化に対して大きく転舵される。その結果、操舵ハンドル１１の持ち替えなしで左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２は大きな転舵角まで転舵される。また、図９の実線で示すように、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２は、車速Ｖが小さいときにはハンドル操舵角θhに対して大きく転舵され、車速Ｖが大きくなるとハンドル操舵角θhに対して小さく転舵される。その結果、低速走行時における車両の小回り性能が良好になるとともに、高速走行時における車両の走行安定性が良好となる。前記ステップＳ５７の処理後、転舵用ＥＣＵ４６は、ステップＳ５８にて、前記最終的に計算した目標転舵角δ＊をクラッチ用ＥＣＵ４４に出力して、ステップＳ６４にて転舵制御プログラムの実行を終了する。
【００３５】
次に、図２のステップＳ１５のならし制御ルーチンについて説明する。このならし制御ルーチンは、図３に詳細に示されており、その実行がステップＳ２０にて開始される。この実行の開始後、クラッチ用ＥＣＵ４４は、ステップＳ２１，Ｓ２２にて、図示しないイグニッションスイッチからの信号に基づいて、イグニッションスイッチがオンされた直後であるか、イグニッションスイッチがオフされた直後であるかを判定する。イグニッションスイッチがオンされた直後またはオフされた直後であれば、ステップＳ２１またはステップＳ２２にて「Ｙｅｓ」と判定してステップＳ２７に進む。
【００３６】
ステップＳ２７においては、操舵操作装置１０側の第１電磁クラッチ３２を切断状態に維持したまま、転舵装置２０側の第２電磁クラッチ３３を駆動回路４７を介して所定時間だけ接続状態に設定制御する。したがって、第２電磁クラッチ３３が接続状態に設定されている所定時間の間、ケーブル３１は、変換機構２６、操舵出力軸２４およびラックバー２１に接続されることになる。この状態で、操舵ハンドル１１が回動操作されて、電動モータ２２が前記図５のステップＳ５７の処理によって駆動されると、ラックバー２１の軸線方向の変位は、ピニオンギヤ２５、操舵出力軸２４、変換機構２６および第２電磁クラッチ３３を介してケーブル３１に伝達され、ケーブル３１は回転する。この場合、操舵出力軸２４の回転は変換機構２６によって増速されて第２電磁クラッチ３３およびケーブル３１に伝達されるので、ケーブル３１は操舵出力軸２４の僅かな回転角の変化で充分に回転する。なお、前記所定時間は、ケーブル３１の回転が確保される程度の適度な値に予め決定されている。
【００３７】
また、このようなイグニッションスイッチのオン直後またはオフ直後には、特にイグニッションスイッチのオフ直後には、操舵ハンドル１１が回動されない可能性もあるので、このような場合には、ステップＳ２７の処理と同時に電動モータ２２を僅かな回転角だけ往復回転動作させるようにするとよい。また、イグニッションスイッチのオフ直後にも、電気制御装置４０の作動を確保するためにバッテリから暫くの間、電力が供給されるようにする。さらに、イグニッションスイッチがオンされた直後またはオフされた直後に必ずケーブル３１を回転させる必要もないので、比較的長い所定時間が経過するごとに、イグニッションスイッチのオンまたはオフに応答して前記ステップＳ２７の処理を実行するようにすればよい。また、イグニッションスイッチのオンまたはオフが複数回検出されるごとに、前記ステップＳ２７の処理を実行するようにしてもよい。
【００３８】
また、イグニッションスイッチがオンされた直後でもなく、オフされた直後でもなければ、前記両ステップＳ２１，Ｓ２２にてそれぞれ「Ｎｏ」と判定してステップＳ２３に進む。ステップＳ２３においては、前記入力した車速Ｖが所定の低車速Ｖ0以下であるか、すなわち車両が停止中または低速走行中であるか否かを判定する。車両が停止中又は低速走行中であれば、ステップＳ２３にて「Ｙｅｓ」と判定して、前述したステップＳ２７の処理を実行する。これによっても、前述のように図５のステップＳ５７の処理による電動モータ２２の駆動制御により、ケーブル３１は回転する。なお、この場合には、操舵ハンドル１１が回動されて電動モータ２２が駆動制御される可能性が高いので、第２電磁クラッチ３３を接続状態に設定するのみで、電動モータ２２をステップＳ２７の処理によって駆動制御する必要はない。また、この場合も、ケーブル３１を頻繁に回転させる必要はないので、比較的長い所定時間が経過するごとに、前記ステップＳ２７の処理を実行するようにしてもよい。
【００３９】
さらに、前記ステップＳ２３にて「Ｎｏ」すなわち車両が停止中または低速走行していないと判定されると、クラッチ用ＥＣＵ４４は、ステップＳ２４にて操舵角センサ４１からのハンドル操舵角θｈを入力するとともに、転舵用ＥＣＵ４６からの目標転舵角δ＊を入力する。次に、クラッチ用ＥＣＵ４４は、ステップＳ２５にて、前記入力したハンドル操舵角θhを用いて、操舵入力軸１２の回転がケーブル３１を介して操舵出力軸２４に伝達される状態（すなわちケーブル３１を介した機械連結状態）における左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の転舵角δｍを計算する。この機械連結時の転舵角δｍの計算においては、ＲＯＭ内に記憶されている第２転舵角テーブルを参照して、ハンドル操舵角θhに応じて変化する転舵角δｍを計算する。第２転舵角テーブルは、図８に破線で示すように、ハンドル操舵角θhの増加に従ってほぼ線形的に増加する転舵角δｍを記憶している。なお、この第２転舵角テーブルを利用するのに代えて、ハンドル操舵角θhと機械連結時の転舵角δｍとの関係を示す関数を予め用意しておき、同関数を利用して機械連結時の転舵角δｍを計算するようにしてもよい。
【００４０】
そして、ステップＳ２６にて、前記入力した目標転舵角δ＊と機械連結時の転舵角δｍの差δ＊−δｍの絶対値｜δ＊−δｍ｜が所定の微小値δ0以下であるかを判定する。すなわち、前記入力した目標転舵角δ＊と機械連結時の転舵角δｍがほぼ等しいか否かを判定する。目標転舵角δ＊と機械連結時の転舵角δｍがほぼ等しければ、ステップＳ２６にて「Ｙｅｓ」と判定して、前述したステップＳ２７の処理を実行する。これによっても、前述のように図５のステップＳ５７の処理による電動モータ２２の駆動制御により、ケーブル３１は回転する。なお、この場合にも、操舵ハンドル１１が回動されて電動モータ２２が駆動制御される可能性が高いので、第２電磁クラッチ３３を接続状態に設定するのみで、電動モータ２２をステップＳ２７の処理によって駆動制御する必要はない。また、この場合も、ケーブル３１を頻繁に回転させる必要はないので、比較的長い所定時間が経過するごとに、前記ステップＳ２７の処理を実行するようにしてもよい。また、前記目標伝舵角δ＊に代えて転舵角センサ４２によって検出された実転舵角δを入力して、同実転舵角δと機械連結時の転舵角δｍとがほぼ等しいかを判定するようにしてもよい。
【００４１】
そして、ステップＳ２７の処理後、クラッチ用ＥＣＵ４４は、ステップＳ２８にてならし制御ルーチンの実行を終了する。なお、前述のように、ステップＳ２７の処理は、所定時間だけ第２電磁クラッチ３３を接続状態に設定するものであるので、ステップＳ２７の処理後には、第２電磁クラッチ３３はふたたび切断状態に設定されている。また、ステップＳ２６にて「Ｎｏ」すなわち目標転舵角δ＊と機械連結時の転舵角δｍがほぼ等しくない場合にも、クラッチ用ＥＣＵ４４は、ステップＳ２８にてならし制御ルーチンの実行を終了する。
【００４２】
次に、操舵操作装置１０に異常が発生した場合について説明する。この場合、操舵反力用ＥＣＵ４５は、図４のステップＳ３４にて「Ｙｅｓ」と判定して、ステップＳ３８にてフェイルフラグＦＬ１を“１”に設定し、ステップＳ３９にて“１”に設定されたフェイルフラグＦＬ１をクラッチ用ＥＣＵ４４および転舵用ＥＣＵ４６に出力する。そして、ステップＳ４０にて、操舵反力用電動モータ１３の作動を停止させ、ステップＳ４３にてこの操舵反力制御プログラムの実行を一旦終了する。
【００４３】
そして、このようにフェイルフラグＦＬ１が一旦“１”に設定されると、以降、操舵反力用ＥＣＵ４５はステップＳ３２にて「Ｙｅｓ」と判定して、前述したステップＳ３３〜Ｓ３９の処理を実行することなく、ステップＳ４０の処理を実行して、ステップＳ４３にてこの操舵反力制御プログラムの実行を終了する。したがって、操舵反力用電動モータ１３は操舵ハンドル１１の回動操作に対する操舵反力の付与を制御しなくなる。
【００４４】
クラッチ用ＥＣＵ４４は、図２のステップＳ１１にて“１”に設定されたフェイルフラグＦＬ１を入力し、ステップＳ１２にて「Ｙｅｓ」と判定してステップＳ１６に進む。ステップＳ１６においては、クラッチ用ＥＣＵ４４は駆動回路４７を介して第１および第２電磁クラッチ３２，３３を共に接続状態に設定する。したがって、この状態では、操舵入力軸１２は、変換機構１５、第１電磁クラッチ３２、ケーブル３１、第２電磁クラッチ３３および変換機構２６を介して操舵出力軸２４に動力伝達可能に接続されるので、操舵ハンドル１１の回動力は操舵出力軸２４に伝達されて、ピニオンギヤ２５を介してラックバー２１に伝達される。そして、ラックバー２１は、軸線方向に変位して左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２を転舵するので、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２は操舵ハンドル１１の回動操作によって転舵されるようになる。この状態では、転舵装置２０側からケーブル３１を介して操舵操作装置１０側に左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の転舵に伴う反力が伝達されるので、運転者は、この反力を操舵反力として感じながら操舵ハンドル１１を回動操作することになる。
【００４５】
一方、この状態では、転舵用ＥＣＵ４６は、図５のステップＳ５１にて“１”に設定されたフェイルフラグＦＬ１を入力し、ステップＳ５５にて「Ｙｅｓ」と判定して、ステップＳ５９に進む。ステップＳ５９においては、転舵用ＥＣＵ４６は、ＲＯＭ内に設けられているアシスト指令値テーブルを参照して、ハンドル操舵角θhおよび車速Ｖに応じて変化する目標アシストトルクＴa＊を計算する。このアシスト指令値テーブルは、図７に示すように、複数の代表的な車速値ごとに、ハンドル操舵角θhの増加に従って非線形増加する複数の目標アシストトルクＴa＊を記憶している。また、この目標アシストトルクＴa＊は、同一のハンドル操舵角θhに対して、車速Ｖが大きいほど小さな値をとる。なお、このアシスト指令値テーブルを利用するのに代えて、ハンドル操舵角θhおよび車速Ｖに応じて変化する目標アシストトルクＴa＊を関数により予め定義しておき、同関数を利用して目標アシストトルクＴa＊を計算するようにしてもよい。
【００４６】
次に、転舵用ＥＣＵ４６は、ステップＳ６０にて、駆動回路４９と協働して前記計算した目標アシストトルクＴa＊に対応した駆動電流を転舵用電動モータ２２に流す。これにより、転舵用電動モータ２２は、ボールねじ機構２３を介してラックバー２１を目標アシストトルクＴa＊に対応した力で軸線方向に駆動する。その結果、この操舵反力用電動モータ１３の作動不能状態では、操舵ハンドル１１の回動操作による左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の転舵が転舵用電動モータ２２の目標アシストトルクＴa＊によってアシストされる。したがって、運転者は、操舵ハンドル１１を軽快に回動操作できるようになる。
【００４７】
次に、転舵装置２０に異常が発生した場合について説明する。この場合、転舵用ＥＣＵ４６は、図５のステップＳ５４にて「Ｙｅｓ」と判定して、ステップＳ６１にてフェイルフラグＦＬ２を“１”に設定し、ステップＳ６２にて“１”に設定されたフェイルフラグＦＬ１をクラッチ用ＥＣＵ４４および操舵反力用ＥＣＵ４５に出力する。そして、ステップＳ６３にて、転舵用電動モータ２２の作動を停止させ、ステップＳ６４にてこの転舵制御プログラムの実行を一旦終了する。
【００４８】
そして、このようにフェイルフラグＦＬ２が一旦“１”に設定されると、以降、転舵用ＥＣＵ４６はステップＳ５２にて「Ｙｅｓ」と判定して、前述したステップＳ５３〜Ｓ６２の処理を実行することなく、ステップＳ６３の処理を実行して、ステップＳ６４にてこの転舵制御プログラムの実行を終了する。したがって、転舵用電動モータ２２は左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の転舵および操舵ハンドル１１の回動操作に対する操舵アシスト力の付与を制御しなくなる。
【００４９】
クラッチ用ＥＣＵ４４は、図２のステップＳ１１にて“１”に設定されたフェイルフラグＦＬ２を入力し、ステップＳ１３にて「Ｙｅｓ」と判定して、前述したステップＳ１６に進む。そして、ステップＳ１６の処理により、第１および第２電磁クラッチ３２，３３は共に接続状態に設定され、操舵入力軸１２が、変換機構１５、第１電磁クラッチ３２、ケーブル３１、第２電磁クラッチ３３および変換機構２６を介して操舵出力軸２４に動力伝達可能に接続される。したがって、この場合も、操舵ハンドル１１の回動力は操舵出力軸２４に伝達されて、ピニオンギヤ２５を介してラックバー２１に伝達される。ラックバー２１は、軸線方向に変位して左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２を転舵し、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２は操舵ハンドル１１の回動操作力によって転舵されるようになる。この状態でも、転舵装置２０側からケーブル３１を介して操舵操作装置１０側に左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の転舵に伴う反力が伝達されるので、運転者は、この反力を操舵反力として感じながら操舵ハンドル１１を回動操作することになる。
【００５０】
一方、この状態では、操舵反力用ＥＣＵ４５は、図４のステップＳ３１にて“１”に設定されたフェイルフラグＦＬ２を入力し、ステップＳ３５にて「Ｙｅｓ」と判定して、ステップＳ４１に進む。ステップＳ４１においては、操舵反力用ＥＣＵ４５は、前述した図
５のステップＳ５９の処理と同様にして、ＲＯＭ内に設けられているアシスト指令値テーブルを参照して、ハンドル操舵角θhおよび車速Ｖに応じて変化する目標アシストトルクＴa＊を計算する。なお、この場合も、アシスト指令値テーブルを利用するのに代えて、関数を利用して目標アシストトルクＴa＊を計算するようにしてもよい。
【００５１】
次に、操舵反力用ＥＣＵ４５は、ステップＳ４２にて、駆動回路４９と協働して前記計算した目標アシストトルクＴa＊に対応した駆動電流を操舵反力用電動モータ１３に流す。これにより、操舵反力用電動モータ１３は、減速機構１４を介し操舵入力軸１２を目標アシストトルクＴa＊に対応した回転力で駆動する。その結果、この転舵用電動モータ２２の作動不能状態では、操舵ハンドル１１の回動操作による左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の転舵が操舵反力用電動モータ１３の目標アシストトルクＴa＊によってアシストされる。したがって、運転者は、操舵ハンドル１１を軽快に回動操作できるようになる。
【００５２】
上記作動説明のように、上記第１実施形態においては、操舵操作装置１０および転舵装置２０が正常であれば、図２のステップＳ１４の処理により、第１および第２電磁クラッチ３２，３３はともに切断状態に設定される。そして、この状態では、図３のならし制御ルーチンの実行により、転舵装置２０側の第２電磁クラッチ３３のみが散発的に接続される。これにより、ケーブル３１が散発的に回転すなわちならし回転されるので、ケーブル３１を配設した管内のグリースの劣化が防止され、ケーブル３１が管内に固着されるような現象を避けることができる。そして、操舵操作装置１０または転舵装置２０の異常発生により、図２のステップＳ１６の処理によって第１および第２電磁クラッチ３２，３３が共に接続状態に設定されて、操舵入力軸１２と操舵出力軸２４とがケーブル３１を介して動力伝達可能に接続された状態になっても、操舵ハンドル１１の回動操作に応じてケーブル３１はスムーズに回転して、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２を常にスムーズに転舵できるようになる。
【００５３】
また、図３のならし制御ルーチンにおいては、ステップＳ２１，Ｓ２２，Ｓ２７の処理により、イグニッションスイッチがオン操作された直後の状態、またはイグニッションスイッチがオフ操作された直後の状態時に、ケーブル３１の回転が制御される。この状態では、車両が停止またはほぼ停止状態にあるので、第１電磁クラッチ３１が誤って接続状態に設定されても、車両の運動に対して大きくは影響しないので、車両の安全性は確保される。また、ステップＳ２３，Ｓ２７の処理により、車両が停止または低速で走行している状態で、ケーブル３１の回転が制御される。この場合も、第１電磁クラッチ３１が誤って接続状態に設定されても、車両の運動に対して大きくは影響しないので、車両の安全性は確保される。
【００５４】
さらに、ステップＳ２４〜Ｓ２７の処理により、目標転舵角δ＊と機械連結時の転舵角δｍがほぼ等しいとき、すなわち転舵用ＥＣＵ４６、転舵用電動モータ２２などによる操舵ハンドル１１の回動操作に応じた左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の転舵角と、操舵ハンドル１１の回動操作に応じてケーブル３１を介して転舵される（すなわち機械連結状態の）左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の転舵角とがほぼ等しいとき、ケーブル３１の回転が制御される。したがって、第１電磁クラッチ３２が誤って接続状態に設定されても、操舵ハンドル１１の回動操作に応じて左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の転舵状態は第１電磁クラッチ３２の誤接続の前後で変化しないので、車両の安全性は確保される。
【００５５】
なお、上記第１実施形態においては、ケーブル３１をならし回転する場合には、第１電磁クラッチ３２を切断状態に保ったまま、第２電磁クラッチ３３を接続状態に切り換えるようにした。しかし、これに代えて、第２電磁クラッチ３３を切断状態に保ったまま、第１電磁クラッチ３２を接続状態に切り換えて、ケーブル３１をならし回転させるようにしてもよい。この場合、上記第１実施形態の図３のステップＳ２７にて、操舵操作装置１０側の第１電磁クラッチ３２のみを接続状態に切り換えるようにすればよい（ステップＳ２７の括弧書き参照）。そして、この場合には、操舵入力軸１２の回転により、ケーブル３１が変換機構１５を介して散発的に回転される。その結果、この変形例においても、上記第１実施形態と同様な効果が期待される。
【００５６】
ｂ．第２実施形態
次に、本発明の第２実施形態に係る車両の操舵装置について説明する。この車両の操舵装置は、図１０に示すように、ケーブル３１を回転させるためのアクチュエータとしてのケーブル回転用電動モータ５１を備えている。
【００５７】
ケーブル回転用電動モータ５１は、内蔵の減速器を介して、上記第１実施形態の第１および第２電磁クラッチ３２，３３と同様に構成した第３電磁クラッチ５２の入力軸に伝達されるようになっている。第３電磁クラッチ５２の出力軸にはギヤ５３が設けられ、同ギヤ５３にはケーブル３１の固定部材３１ｂに固定されたギヤ５４が噛み合っている。そして、ケーブル回転用電動モータ５１および第３電磁クラッチ５２は、クラッチ用ＥＣＵ４４により駆動回路４７を介して制御されるようになっている。この場合、クラッチ用ＥＣＵ４４は、図２のクラッチ制御プログラム中のステップＳ１５のならし制御ルーチンとして、図１１に示すならし制御ルーチンを実行する。他の構成については、上記第１実施形態の場合と同様である。
【００５８】
次に、このように構成した第２実施形態の作動を説明する。この場合、ケーブル３１のならし制御動作以外の動作は上記第１実施形態と同じであるので、ならし制御動作についてのみ説明する。クラッチ用ＥＣＵ４４は、図２のステップＳ１５にて図１１に示すならし制御ルーチンを実行する。このならし制御ルーチンの実行は、ステップＳ７０にて開始される。この実行開始後、クラッチ用ＥＣＵ４４は、ステップＳ７１にて、車両の最初の作動開始または後述するステップＳ７２〜７４の処理後、予め長い時間に設定された所定時間が経過したか否かを判定する。所定時間が経過していなければ、クラッチ用ＥＣＵ４４は、ステップＳ７１にて「Ｎｏ」と判定して、ステップＳ７５にてこのならし制御ルーチンの実行を終了する。
【００５９】
一方、前記所定時間の経過が計測されると、クラッチ用ＥＣＵ４４は、ステップＳ７１にて「Ｙｅｓ」と判定し、ステップＳ７２にて第３電磁クラッチ５２を接続状態に設定する。これにより、ケーブル回転用電動モータ５１は、第３電磁クラッチ５２およびギヤ５３，５４を介してケーブル３１に動力伝達可能に接続される。前記ステップＳ７２の処理後、クラッチ用ＥＣＵ４４は、ステップＳ７３にて、ケーブル回転用電動モータ５１を予め決められた所定時間だけ作動させる。このケーブル回転用電動モータ５１の回転は、一方向のみの回転でも、往復回転でもよい。この状態では、第１および第２電磁クラッチ３２，３３は、上述したように切断状態にあるので、ケーブル３１は、ケーブル回転用電動モータ５１の回転に伴って回転する。そして、前記所定時間の経過後、クラッチ用ＥＣＵ４４は、ステップＳ７４にて第３電磁クラッチ５２を切断状態に設定して、ステップＳ７５にてこのならし制御ルーチンの実行を終了する。
【００６０】
その結果、上記第２実施形態によれば、第１および第２電磁クラッチ３２，３３が切断状態である間に、ケーブル３１がケーブル回転用電動モータ５１によって散発的に回転されるので、上記第１実施形態と同様なグリースの劣化防止の効果を期待できる。また、この場合、ケーブル３１の回転は、操舵操作装置１０および転舵装置２０の動作には何も影響しないので、車両走行中にケーブル３１をいつでも自由に回転させることができる。
【００６１】
また、上記第２実施形態においては、ケーブル回転用電動モータ５１、第３電磁クラッチ５２およびギヤ５３，５４からなるケーブル回転機構を転舵装置２０側に設けるようにした。しかし、これに代えて、図１２に示すように、前記ケーブル回転機構を操舵操作装置１０側に設けるようにしてもよい。この場合、ギヤ５４をケーブル３１の固定部材３１ａに固定するようにすればよい。これによってもケーブル３１は上記第２実施形態の場合と同様に回転制御されるので、上記第２実施形態と同様な効果が期待される。
【００６２】
ｃ．第３実施形態
次に、本発明の第３実施形態に係る車両の操舵装置について説明する。この車両の操舵装置は、図１３に示すように、上記第１および第２実施形態のケーブル３１を、その中間部にて分割して、第１ケーブル３１Ａおよび第２ケーブル３１Ｂに分離させている。第１ケーブル３１Ａの固定部材３１ａを変換機構１５の出力軸に直接接続するとともに、第２ケーブル３１Ａの固定部材３１ｂを変換機構２６の入力軸に直接接続している。そして、第１ケーブル３１Ａの固定部材３１ｃと第２ケーブル３１Ａの固定部材３１ｄとの間に、第１および第２電磁クラッチ３２，３３を直列に介装させている。
【００６３】
第１および第２電磁クラッチ３２，３３は、上記第１および第２実施形態の場合と同様にクラッチ用ＥＣＵ４４によって駆動回路４７を介して制御される。しかし、この場合には、クラッチ用ＥＣＵ４４は、図２のクラッチ制御プログラムのうちでステップＳ１５のならし制御ルーチンの処理を省略したクラッチ制御プログラムを実行する。他の構成については上記第１実施形態の場合と同じである。
【００６４】
このように構成した第３実施形態においては、前記ならし制御以外の動作については上記第１実施形態の場合と同様に、操舵反力用電動モータ１３、転舵用電動モータ２２、ならびに第１および第２電磁クラッチ３２，３３が電気制御装置４０によって制御される。しかし、この第３実施形態においては、第１および第２ケーブル３１Ａ，３１Ｂは、変換機構１５，２６にそれぞれ直接に接続されているので、第１および第２電磁クラッチ３２，３３が切断状態に設定されている場合でも、操舵入力軸１２および操舵出力軸２４の回転に連動して回転する。
【００６５】
したがって、この第３実施形態によれば、第１および第２ケーブル３１Ａ，３１Ｂは、常にそれぞれ回転することとなる。その結果、グリースの劣化などによる操舵トルクの上昇が回避されるので、操舵ハンドル１１と左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２を第１および第２ケーブル３１Ａ，３１Ｂを介して機械連結した状態でも、操舵ハンドル１１の回動操作に応じて左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２を常にスムーズに転舵できるようになる。
【００６６】
さらに、本発明は上記第１ないし第３実施形態およびそれらの変形例に限定されることなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。
【００６７】
例えば、上記第１ないし第３実施形態およびそれらの変形例においては、操舵入力軸１２から出力される回転を増速するとともに回転軸線の方向を変更する変換機構１５を用いるとともに、操舵出力軸２４へ出力される回転を減速するとともに回転軸線の方向を変更する変換機構２６を用いるようにした。しかし、これらの変換機構１５，２４を省略することも可能である。すなわち、第１および第２実施形態の場合には、第１および第２電磁クラッチ３２，３３を操舵入力軸１２および操舵出力軸２４にそれぞれ直接接続するようにするとよい。また、第３実施形態の場合には、第１および第２ケーブル３１Ａ，３１Ｂの固定部材３１ａ，３１ｂを操舵入力軸１２および操舵出力軸２４にそれぞれ直接接続するようにするとよい。
【００６８】
また、上記第１ないし第３実施形態およびそれらの変形例においては、転舵用電動モータ２２を用いてラックバー２１を駆動することにより左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２を転舵するようにした。しかし、これに代えて、転舵用電動モータを操舵出力軸２４に組み付けて、同電動モータを用いて操舵出力軸２４を回転駆動することにより、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２を転舵するようにしてもよい。
【００６９】
また、上記第１ないし第３実施形態およびそれらの変形例においては、操舵ハンドル１１として回動操作されるものを採用した。しかし、この操舵ハンドル１１に代えて、例えばジョイスティックなどのように直線的な操作により左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２を転舵させる操舵ハンドルを利用した車両の操舵装置にも本発明は適用される。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る車両の操舵装置の全体概略図である。
【図２】図１のクラッチＥＣＵにより実行されるクラッチ制御プログラムのフローチャートである。
【図３】図２のクラッチ制御プログラム内のならし制御ルーチンを詳細に示すフローチャートである。
【図４】図１の操舵反力用ＥＣＵにより実行される操舵反力制御プログラムのフローチャートである。
【図５】図１の転舵用ＥＣＵにより実行される転舵制御プログラムのフローチャートである。
【図６】ハンドル操舵角と、車速と、目標操舵反力との関係を示すグラフである。
【図７】ハンドル操舵角と、車速と、目標アシストトルクとの関係を示すグラフである。
【図８】ハンドル操舵角と目標転舵角および機械連結時の転舵角との関係を示すグラフである。
【図９】車速と車速係数との関係を示すグラフである。
【図１０】本発明の第２実施形態に係る車両の操舵装置の全体概略図である。
【図１１】前記第２実施形態に係るクラッチ制御プログラムにて実行されるならし制御ルーチンの詳細を示すフローチャートである。
【図１２】前記第２実施形態の変形例に係る車両の操舵装置の全体概略図である。
【図１３】本発明の第３実施形態に係る車両の操舵装置の全体概略図である。
【符号の説明】
【００７１】
１１…操舵ハンドル、１２…操舵入力軸、１３…操舵反力用電動モータ、１５…変換機構、２１…ラックバー、２２…転舵用電動モータ、２４…操舵出力軸、２６…変換機構、３１…ケーブル、３２，３３…電磁クラッチ、４０…電気制御装置、４１…操舵角センサ、４２…転舵角センサ、４３…車速センサ、４４…クラッチ用ＥＣＵ、４５…操舵反力用ＥＣＵ、４６…転舵用ＥＣＵ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操舵ハンドルに接続されて操舵ハンドルと連動して変位する入力部材と、
前記入力部材に動力伝達可能に接続されて同入力部材を駆動することにより操舵ハンドルの操舵操作に対して反力を付与する第１アクチュエータと、
転舵輪に接続されて転舵輪と連動して変位する出力部材と、
前記出力部材に動力伝達可能に接続されて同出力部材を駆動することにより転舵輪を転舵する第２アクチュエータと、
両端部にて前記入力部材と前記出力部材にそれぞれ接続されて同入力部材および同出力部材の変位に連動して回転するケーブルと、
前記入力部材と前記ケーブルの一端部との間に介装された第１クラッチと、
前記ケーブルの他端部と前記出力部材との間に介装された第２クラッチと、
前記第１および第２クラッチを選択的に切断または接続状態に設定可能であり、前記第１および第２クラッチが切断状態にあるとき、操舵ハンドルの回動操作に応じて前記第１および第２アクチュエータを駆動制御することにより、操舵ハンドルの回動操作に応じて操舵ハンドルに操舵反力を付与するとともに転舵輪を転舵し、かつ前記第１および第２クラッチが接続状態にあるとき、前記ケーブルの回転を介して前記入力部材の変位を前記出力部材に伝達することにより、操舵ハンドルの回動操作に応じた転舵輪の転舵を許容する電気制御装置とを備えた車両の操舵装置において、
前記電気制御装置内に、前記第１および第２クラッチが切断状態にあるとき、前記第１および第２クラッチのうちのいずれか一方のみを散発的に接続状態に制御するクラッチ制御手段を設けたことを特徴とする車両の操舵装置。
【請求項２】
前記クラッチ制御手段は、イグニッションスイッチがオン操作された直後の状態、イグニッションスイッチがオフ操作された直後の状態、車両が低速で走行している状態、および前記第２アクチュエータによる操舵ハンドルの回動操作に応じた転舵輪の転舵角と、操舵ハンドルの回動操作に応じて前記ケーブルを介して転舵される転舵輪の転舵角との差が所定値以下である状態のうちの少なくともいずれか一つの状態であることを条件として、前記第１および第２クラッチのうちのいずれか一方のみを散発的に接続状態に制御する請求項１に記載した車両の操舵装置。
【請求項３】
操舵ハンドルに接続されて操舵ハンドルと連動して変位する入力部材と、
前記入力部材に動力伝達可能に接続されて同入力部材を駆動することにより操舵ハンドルの操舵操作に対して反力を付与する第１アクチュエータと、
転舵輪に接続されて転舵輪と連動して変位する出力部材と、
前記出力部材に動力伝達可能に接続されて同出力部材を駆動することにより転舵輪を転舵する第２アクチュエータと、
両端部にて前記入力部材と前記出力部材にそれぞれ接続されて同入力部材および同出力部材の変位に連動して回転するケーブルと、
前記入力部材と前記ケーブルの一端部との間に介装された第１クラッチと、
前記ケーブルの他端部と前記出力部材との間に介装された第２クラッチとを備えた車両の操舵装置において、
前記ケーブルに接続されて同ケーブルを回転させる第３アクチュエータを設けたことを特徴とする車両の操舵装置。
【請求項４】
操舵ハンドルに接続されて操舵ハンドルと連動して変位する入力部材と、
前記入力部材に動力伝達可能に接続されて同入力部材を駆動することにより操舵ハンドルの操舵操作に対して反力を付与する第１アクチュエータと、
転舵輪に接続されて転舵輪と連動して変位する出力部材と、
前記出力部材に動力伝達可能に接続されて同出力部材を駆動することにより転舵輪を転舵する第２アクチュエータと、
両端部にて前記入力部材と前記出力部材にそれぞれ接続されて同入力部材および同出力部材の変位に連動して回転するケーブルとを備えた車両の操舵装置において、
前記ケーブルを中間部にて２分割して同分割位置に２つのクラッチを直列に介装したことを特徴とする車両の操舵装置。
【請求項１】
操舵ハンドルに接続されて操舵ハンドルと連動して変位する入力部材と、
前記入力部材に動力伝達可能に接続されて同入力部材を駆動することにより操舵ハンドルの操舵操作に対して反力を付与する第１アクチュエータと、
転舵輪に接続されて転舵輪と連動して変位する出力部材と、
前記出力部材に動力伝達可能に接続されて同出力部材を駆動することにより転舵輪を転舵する第２アクチュエータと、
両端部にて前記入力部材と前記出力部材にそれぞれ接続されて同入力部材および同出力部材の変位に連動して回転するケーブルと、
前記入力部材と前記ケーブルの一端部との間に介装された第１クラッチと、
前記ケーブルの他端部と前記出力部材との間に介装された第２クラッチと、
前記第１および第２クラッチを選択的に切断または接続状態に設定可能であり、前記第１および第２クラッチが切断状態にあるとき、操舵ハンドルの回動操作に応じて前記第１および第２アクチュエータを駆動制御することにより、操舵ハンドルの回動操作に応じて操舵ハンドルに操舵反力を付与するとともに転舵輪を転舵し、かつ前記第１および第２クラッチが接続状態にあるとき、前記ケーブルの回転を介して前記入力部材の変位を前記出力部材に伝達することにより、操舵ハンドルの回動操作に応じた転舵輪の転舵を許容する電気制御装置とを備えた車両の操舵装置において、
前記電気制御装置内に、前記第１および第２クラッチが切断状態にあるとき、前記第１および第２クラッチのうちのいずれか一方のみを散発的に接続状態に制御するクラッチ制御手段を設けたことを特徴とする車両の操舵装置。
【請求項２】
前記クラッチ制御手段は、イグニッションスイッチがオン操作された直後の状態、イグニッションスイッチがオフ操作された直後の状態、車両が低速で走行している状態、および前記第２アクチュエータによる操舵ハンドルの回動操作に応じた転舵輪の転舵角と、操舵ハンドルの回動操作に応じて前記ケーブルを介して転舵される転舵輪の転舵角との差が所定値以下である状態のうちの少なくともいずれか一つの状態であることを条件として、前記第１および第２クラッチのうちのいずれか一方のみを散発的に接続状態に制御する請求項１に記載した車両の操舵装置。
【請求項３】
操舵ハンドルに接続されて操舵ハンドルと連動して変位する入力部材と、
前記入力部材に動力伝達可能に接続されて同入力部材を駆動することにより操舵ハンドルの操舵操作に対して反力を付与する第１アクチュエータと、
転舵輪に接続されて転舵輪と連動して変位する出力部材と、
前記出力部材に動力伝達可能に接続されて同出力部材を駆動することにより転舵輪を転舵する第２アクチュエータと、
両端部にて前記入力部材と前記出力部材にそれぞれ接続されて同入力部材および同出力部材の変位に連動して回転するケーブルと、
前記入力部材と前記ケーブルの一端部との間に介装された第１クラッチと、
前記ケーブルの他端部と前記出力部材との間に介装された第２クラッチとを備えた車両の操舵装置において、
前記ケーブルに接続されて同ケーブルを回転させる第３アクチュエータを設けたことを特徴とする車両の操舵装置。
【請求項４】
操舵ハンドルに接続されて操舵ハンドルと連動して変位する入力部材と、
前記入力部材に動力伝達可能に接続されて同入力部材を駆動することにより操舵ハンドルの操舵操作に対して反力を付与する第１アクチュエータと、
転舵輪に接続されて転舵輪と連動して変位する出力部材と、
前記出力部材に動力伝達可能に接続されて同出力部材を駆動することにより転舵輪を転舵する第２アクチュエータと、
両端部にて前記入力部材と前記出力部材にそれぞれ接続されて同入力部材および同出力部材の変位に連動して回転するケーブルとを備えた車両の操舵装置において、
前記ケーブルを中間部にて２分割して同分割位置に２つのクラッチを直列に介装したことを特徴とする車両の操舵装置。
【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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００６−２２４７８８（Ｐ２００６−２２４７８８Ａ）
【公開日】平成１８年８月３１日（２００６．８．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−４０２０６（Ｐ２００５−４０２０６）
【出願日】平成１７年２月１７日（２００５．２．１７）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【出願人】（０００００１２４７）株式会社ジェイテクト (7,053)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年８月３１日（２００６．８．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年２月１７日（２００５．２．１７）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【出願人】（０００００１２４７）株式会社ジェイテクト (7,053)
【Ｆターム（参考）】
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