JP2020138605A - 転舵制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】駆動回路の操作に運転支援指令値を反映させることができるようにした転舵制御装置を提供する。【解決手段】トルクフィードバック処理Ｍ２０は、操舵トルクＴｈを目標トルクＴｈ＊にフィードバック制御するための操作量であって且つトルクの次元を有する操舵用操作量Ｔｓ＊を算出する。角度の次元を有する運転支援指令値Ａｓ０は、２階微分処理Ｍ２８および慣性係数乗算処理Ｍ３０によってトルクの次元を有する運転支援指令値Ａｓに次元変換される。加算処理Ｍ３２にて操舵用操作量Ｔｓ＊と運転支援指令値Ａｓが加算されて要求トルクＴｄが算出され、要求トルクＴｄが減速比Ｋｍにて減算されることにより電動機に対するトルク指令値Ｔｍ＊が算出される。操作信号生成処理Ｍ２６では、電動機のトルクをトルク指令値Ｔｍ＊に制御すべく操作信号ＭＳを生成して出力する。【選択図】図２

Description

本発明は、電動機が内蔵されて且つ転舵輪を転舵させる転舵アクチュエータを操作対象とする転舵制御装置に関する。

たとえば下記特許文献１には、運転者による操舵トルクに基づき、操舵をアシストするアシストトルクを電動機によって生成する制御を実行する操舵制御装置が記載されている。

特開２００４−２０３０８９号公報

ところで、近年、ＡＤＡＳ（Advanced Driver Assistance System：先進運転支援システム）などの運転者の運転を支援する運転支援装置を構築することが検討されている。しかし、上記操舵制御装置の場合、たとえば運転を支援するための運転支援指令値として外部から転舵角の補正量が与えられる場合には、電動機の駆動回路を操作する操作信号の算出過程における演算パラメータであるアシストトルクと補正量との次元が異なることから、これに対処することが困難である。このように、運転支援指令値の次元によっては、運転支援指令値を制御に反映することが困難となる。

以下、上記課題を解決するための手段およびその作用効果について記載する。
１．電動機が内蔵されて且つ転舵輪を転舵させる転舵アクチュエータを操作対象とし、運転者が入力する操舵トルクに基づき、前記電動機のトルクを制御すべく前記電動機の駆動回路を操作する操作処理と、当該転舵制御装置の外部から入力される運転者の運転を支援するための運転支援指令値に基づき、前記操作処理により前記駆動回路を操作するための操作信号の算出過程における演算パラメータを補正する補正処理と、を実行し、前記補正処理は、前記運転支援指令値の次元を、前記演算パラメータの次元に変換する変換処理を含んで且つ、変換された運転支援指令値によって前記演算パラメータを補正する処理である転舵制御装置である。

上記構成では、運転支援指令値の次元を演算パラメータの次元に変換することによって、運転支援指令値に基づき演算パラメータを補正することが可能となる。そしてこれにより、駆動回路の操作に運転支援指令値を反映させることができる。

２．前記運転支援指令値は、角度の次元を有し、前記補正処理による補正対象となる前記演算パラメータは、トルクの次元を有し、前記変換処理は、２階微分処理と、２次遅れ処理と、１階微分処理および１次遅れ処理との３つのうちのいずれかを利用して前記運転支援指令値をトルクの次元に変換する処理を含む上記１記載の転舵制御装置である。

角度の２階時間微分値が角加速度であり、角加速度とトルクとは比例関係を有する。また、２階時間微分値は、２次遅れ処理を利用してうることもできる。さらに、１階時間微分値は、１次遅れ処理を利用してうることができることから、２階時間微分値は、１次遅れ処理および１階の微分処理によってうることもできる。上記構成では、この点に鑑み、角度の次元を有した運転支援指令値を、２階微分処理、２次遅れ処理、または１階微分処理および１次遅れ処理を利用してトルクの次元に変換できる。

３．前記運転支援指令値は、角度の次元を有し、前記補正処理による補正対象となる前記演算パラメータは、角加速度の次元を有し、前記変換処理は、２階微分処理と、２次遅れ処理と、１階微分処理および１次遅れ処理との３つのうちのいずれかを利用して前記運転支援指令値を角加速度の次元に変換する処理を含む上記１記載の転舵制御装置である。

上記構成では、角度の２階時間微分値が角加速度であり、また、２階時間微分値は、２次遅れ処理や、１階微分処理および１次遅れ処理を利用してうることもできることに鑑み、角度の次元を有した運転支援指令値を角加速度の次元に変換できる。

４．前記運転支援指令値は、角度の次元を有し、前記補正処理による補正対象となる前記演算パラメータは、角速度の次元を有し、前記変換処理は、１階微分処理または１次遅れ処理を利用して前記運転支援指令値を角速度の次元に変換する処理を含む上記１記載の転舵制御装置である。

上記構成では、角度の１階時間微分値が角速度であり、また、１階時間微分値は、１次遅れ処理によってうることもできることに鑑み、角度の次元を有した運転支援指令値を角速度の次元に変換できる。

５．前記運転支援指令値は、角度の次元を有し、前記補正処理による補正対象となる前記演算パラメータは、前記電動機を流れる電流の次元を有し、前記変換処理は、２階微分処理、２次遅れ処理、または１階微分処理および１次遅れ処理を利用して前記運転支援指令値を電流の次元に変換する処理を含む上記１記載の転舵制御装置である。

上記構成では、角度の２階時間微分値が角加速度であり、角加速度とトルクとは比例関係を有し、トルクと電動機の電流との間にも相関関係があることと、２階時間微分値が２次遅れ処理や１階微分値および１次遅れ処理を利用してうることもできることとに鑑み、角度の次元を有した運転支援指令値を電流の次元に変換できる。

６．前記運転支援指令値は、トルクの次元を有し、前記補正処理による補正対象となる前記演算パラメータは、角加速度の次元を有し、前記変換処理は、前記運転支援指令値に対する係数の乗算処理によって前記運転支援指令値を角加速度の次元に変換する処理を含む上記１記載の転舵制御装置である。

上記構成では、対象とする物体が定まればトルクと角加速度とは慣性係数で関係づけられることから、運転支援指令値を角加速度の次元に変換できる。
７．前記運転支援指令値は、トルクの次元を有し、前記補正処理による補正対象となる前記演算パラメータは、角速度の次元を有し、前記変換処理は、積分処理を利用して前記運転支援指令値を角速度の次元に変換する処理を含む上記１記載の転舵制御装置である。

上記構成では、対象とする物体が定まればトルクと角加速度とは慣性係数で関係づけられることから、トルクと角加速度が比例関係にあり、角加速度の時間積分によって角速度が求まることに鑑み、運転支援指令値を角速度の次元に変換できる。

８．前記運転支援指令値は、トルクの次元を有し、前記補正処理による補正対象となる前記演算パラメータは、角度の次元を有し、前記変換処理は、時間による２重積分処理を利用して前記運転支援指令値を角度の次元に変換する処理を含む上記１記載の転舵制御装置である。

上記構成では、対象とする物体が定まればトルクと角加速度とは慣性係数で関係づけられることから、トルクと角加速度が比例関係にあり、角加速度の時間による２重積分によって角度が求まることに鑑み、運転支援指令値を角度の次元に変換できる。

９．前記運転支援指令値は、電流の次元を有し、前記補正処理による補正対象となる前記演算パラメータは、トルク、角度、角速度および角加速度の４つのパラメータのうちのいずれか１つのパラメータの次元を有し、前記変換処理は、前記運転支援指令値を前記いずれか１つのパラメータの次元に変換する処理を含む上記１記載の転舵制御装置である。

電動機のトルクは、電流の制御によってなされることが周知であることから、電流はトルクに変換できる。そして、対象とする物体が定まればトルクと角加速度とは慣性係数で関係づけられることから、トルクと角加速度が比例関係にあり、角加速度の時間積分によって角速度が求まり、角速度の時間積分によって角度が求まる。上記構成では、この点に鑑み、変換処理によって電流の次元を有した運転支援指令値を変換することができる。

１０．前記運転支援指令値は、角速度の次元を有し、前記補正処理による補正対象となる演算パラメータは、角度、角加速度およびトルクの３つのパラメータのうちのいずれか１つのパラメータの次元を有し、前記変換処理は、前記運転支援指令値を前記いずれか１つのパラメータの次元に変換する処理を含む上記１記載の転舵制御装置である。

角速度の時間積分によって角度が求まり、角速度の時間微分によって角加速度が求まる。また、対象とする物体が定まればトルクと角加速度とは慣性係数で関係づけられることから、トルクと角加速度は比例関係にある。上記構成では、この点に鑑み、変換処理によって、角速度の次元を有する運転支援指令値を変換する。

１１．前記運転支援指令値は、角加速度の次元を有し、前記補正処理による補正対象となる演算パラメータは、角度、角速度およびトルクの３つのパラメータのうちのいずれか１つのパラメータの次元を有し、前記変換処理は、前記運転支援指令値を前記いずれか１つのパラメータの次元に変換する処理を含む上記１記載の転舵制御装置である。

角加速度の時間積分によって角速度が求まり、角加速度の２重積分によって角度が求まる。また、対象とする物体が定まればトルクと角加速度とは慣性係数で関係づけられることから、トルクと角加速度は比例関係にある。上記構成では、この点に鑑み、変換処理によって、角加速度の次元を有する運転支援指令値を変換する。

１２．前記操作処理は、前記操舵トルクを目標トルクにフィードバック制御するための操作量であってトルクの次元を有した操作量である操舵用操作量を算出する処理を含んで且つ、前記操舵用操作量に応じて前記駆動回路を操作する処理であり、前記補正処理による補正対象となる前記演算パラメータは、前記操舵用操作量である上記２記載の転舵制御装置である。

上記構成によれば、変換処理によって、角度の次元を有した運転支援指令値を、トルクフィードバック制御の操作量である操舵用操作量に反映させることができる。
１３．前記操作処理は、前記操舵トルクに基づき前記転舵輪の転舵角に換算可能な換算可能角度の指令値である角度指令値を算出する角度指令値算出処理、および前記換算可能角度を前記角度指令値に制御するための操作量である角度用操作量を算出する角度用操作量算出処理を含み、前記角度用操作量に応じて前記駆動回路を操作する処理であり、前記角度指令値算出処理は、前記操舵トルクに基づき目標角加速度を算出する処理を含み、前記補正処理による補正対象となる前記演算パラメータは、前記目標角加速度である上記３または６記載の転舵制御装置である。

上記構成では、角度指令値を算出する過程で生じる中間変数としての目標角加速度を次元変換のなされた運転支援指令値で補正することによって、角度指令値に運転支援指令値を反映させることができ、ひいては転舵角の制御に運転支援指令値を反映させることができる。

１４．前記操作処理は、前記操舵トルクに基づき前記転舵輪の転舵角に換算可能な換算可能角度の指令値である角度指令値を算出する角度指令値算出処理、および前記換算可能角度を前記角度指令値に制御するための操作量である角度用操作量を算出する角度用操作量算出処理を含み、前記角度用操作量に応じて前記駆動回路を操作する処理であり、前記角度指令値算出処理は、前記操舵トルクに基づき目標角速度を算出する処理を含み、前記補正処理による補正対象となる前記演算パラメータは、前記目標角速度である上記４または７記載の転舵制御装置である。

上記構成では、角度指令値を算出する過程で生じる中間変数としての目標角速度を次元変換のなされた運転支援指令値で補正することによって、角度指令値に運転支援指令値を反映させることができ、ひいては転舵角の制御に運転支援指令値を反映させることができる。

１５．前記操作処理は、前記転舵輪の転舵角に換算可能な換算可能角度をその指令値である角度指令値にフィードバック制御するための操作量である角度用操作量を算出する角度用操作量算出処理を含み、前記角度用操作量に基づき前記駆動回路を操作する処理であり、前記補正処理による補正対象となる前記演算パラメータは、前記角度用操作量算出処理への入力となる前記換算可能角度および前記角度指令値のいずれかである上記８記載の転舵制御装置である。

上記構成では、トルクの次元を有する運転支援指令値を変換処理によって変換することにより、角度フィードバック制御に用いるパラメータに運転支援指令値を反映することができる。

第１の実施形態にかかる電動パワーステアリング装置を示す図。 同実施形態にかかる転舵制御装置が実行する処理を示すブロック図。 第２の実施形態にかかる転舵制御装置が実行する処理を示すブロック図。 第３の実施形態にかかる転舵制御装置が実行する処理を示すブロック図。 （ａ）および（ｂ）は、上記実施形態の変更例において転舵制御装置が実行する処理を示すブロック図。 （ａ）〜（ｄ）は、上記実施形態の変更例において転舵制御装置が実行する処理を示すブロック図。 （ａ）〜（ｄ）は、上記実施形態の変更例において転舵制御装置が実行する処理を示すブロック図。 （ａ）〜（ｃ）は、上記実施形態の変更例において転舵制御装置が実行する処理を示すブロック図。 （ａ）〜（ｃ）は、上記実施形態の変更例において転舵制御装置が実行する処理を示すブロック図。 （ａ）〜（ｃ）は、上記実施形態の変更例において転舵制御装置が実行する処理を示すブロック図。

＜第１の実施形態＞
図１に示すように、電動パワーステアリング装置１０は、運転者のステアリングホイール２２の操作に基づいて転舵輪１２を転舵させる操舵機構２０、および転舵輪１２を電動で転舵させる転舵アクチュエータ３０を備えている。

操舵機構２０は、ステアリングホイール２２と、ステアリングホイール２２に固定されたステアリングシャフト２４と、ラックアンドピニオン機構２７と、を備えている。ステアリングシャフト２４は、ステアリングホイール２２と連結されたコラムシャフト２４ａと、コラムシャフト２４ａの下端部に連結されたインターミディエイトシャフト２４ｂと、インターミディエイトシャフト２４ｂの下端部に連結されたピニオンシャフト２４ｃとを有している。ピニオンシャフト２４ｃの下端部は、ラックアンドピニオン機構２７を介してラック軸２６に連結されている。ラック軸２６の両端には、タイロッド２８を介して、左右の転舵輪１２が連結されている。したがって、ステアリングホイール２２、すなわちステアリングシャフト２４の回転運動は、ピニオンシャフト２４ｃおよびラック軸２６からなるラックアンドピニオン機構２７を介してラック軸２６の軸方向（図１の左右方向）の往復直線運動に変換される。当該往復直線運動が、ラック軸２６の両端にそれぞれ連結されたタイロッド２８を介して、転舵輪１２にそれぞれ伝達されることにより、転舵輪１２の転舵角が変化する。

一方、転舵アクチュエータ３０は、ラック軸２６を操舵機構２０と共有し、また、電動機３２や、インバータ３３、ボールねじ機構３４、ベルト式減速機構３６を備えている。電動機３２は、転舵輪１２を転舵させるための動力の発生源であり、本実施形態では、電動機３２として、３相の表面磁石同期電動機（ＳＰＭＳＭ）を例示する。ボールねじ機構３４は、ラック軸２６の周囲に一体的に取り付けられており、ベルト式減速機構３６は、電動機３２の出力軸３２ａの回転力をボールねじ機構３４に伝達する。電動機３２の出力軸３２ａの回転力は、ベルト式減速機構３６およびボールねじ機構３４を介して、ラック軸２６を軸方向に往復直線運動させる力に変換される。このラック軸２６に付与される軸方向の力によって、転舵輪１２を転舵させることができる。

転舵制御装置４０は、転舵輪１２を制御対象とし、その制御量である転舵角を制御すべく、転舵アクチュエータ３０を操作する。転舵制御装置４０は、制御に際し、トルクセンサ５０によって検出される、運転者がステアリングホイール２２を介して入力するトルクである操舵トルクＴｈや、車速センサ５２によって検出される車速Ｖを参照する。また、転舵制御装置４０は、回転角度センサ５４によって検出される出力軸３２ａの回転角度θｍや、電動機３２を流れる電流ｉｕ，ｉｖ，ｉｗを参照する。なお、電流ｉｕ，ｉｖ，ｉｗは、インバータ３３の各レッグに設けられたシャント抵抗における電圧降下として検出されるものとすればよい。

また転舵制御装置４０は、上位ＥＣＵ６０と通信線６２を介して通信が可能となっている。上位ＥＣＵ６０は、運転者の運転を支援するための指令値を転舵制御装置４０に出力する機能を有する。

転舵制御装置４０は、ＣＰＵ４２、ＲＯＭ４４および周辺回路４６を備え、それらがローカルネットワーク４８を介して通信可能とされているものである。なお、周辺回路４６は、内部の動作を規定するクロック信号を生成する回路や、電源回路、リセット回路等を含む。

図２に、転舵制御装置４０が実行する処理の一部を示す。図２に示す処理は、ＲＯＭ４４に記憶されたプログラムをＣＰＵ４２が実行することにより実現される。
ベース目標トルク算出処理Ｍ１０は、後述する軸力Ｔａｆに基づき、ステアリングホイール２２を介して運転者がステアリングシャフト２４に入力すべき目標トルクＴｈ＊のベース値であるベース目標トルクＴｈｂ＊を算出する処理である。ここで、軸力Ｔａｆは、ラック軸２６に加わる軸方向の力である。軸力Ｔａｆは、転舵輪１２に作用する横力に応じた量となることから、軸力Ｔａｆによって横力を把握することができる。一方、ステアリングホイール２２を介して運転者がステアリングシャフト２４に入力すべきトルクは、横力に応じて定めることが望ましい。したがって、ベース目標トルク算出処理Ｍ１０は、軸力Ｔａｆから把握される横力に応じてベース目標トルクＴｈｂ＊を算出する処理となっている。

詳しくは、ベース目標トルク算出処理Ｍ１０は、軸力Ｔａｆの絶対値が同一であっても車速Ｖが小さい場合に大きい場合よりも、ベース目標トルクＴｈｂ＊の絶対値をより小さい値に算出する処理である。これは、たとえば、軸力Ｔａｆまたは軸力Ｔａｆから把握される横加速度および車速Ｖを入力変数とし、ベース目標トルクＴｈｂ＊を出力変数とするマップデータが予めＲＯＭ４４に記憶された状態でＣＰＵ４２によりベース目標トルクＴｈｂ＊をマップ演算することによって実現できる。ここで、マップデータとは、入力変数の離散的な値と、入力変数の値のそれぞれに対応する出力変数の値と、の組データである。またマップ演算は、たとえば、入力変数の値がマップデータの入力変数の値のいずれかに一致する場合、対応するマップデータの出力変数の値を演算結果とするのに対し、一致しない場合、マップデータに含まれる複数の出力変数の値の補間によって得られる値を演算結果とする処理とすればよい。

積算処理Ｍ１２は、電動機３２の回転角度θｍの積算値Ｉｎθを算出する処理である。なお、本実施形態では、車両が直進するときの転舵輪１２の転舵角を「０」としており、転舵角が「０」であるときの積算値Ｉｎθを「０」とする。換算処理Ｍ１４は、積算値Ｉｎθを、ステアリングシャフト２４から電動機３２までの減速比Ｋｍで除算することによって、転舵輪１２の転舵角に換算可能な換算可能角度であるピニオンシャフト２４ｃの回転角度（ピニオン角θｐ）を算出する処理である。

ヒステリシス処理Ｍ１６は、ピニオン角θｐに基づき、ベース目標トルクＴｈｂ＊を補正するヒステリシス補正量Ｔｈｙｓを算出して出力する処理である。詳しくは、ヒステリシス処理Ｍ１６は、ピニオン角θｐの変化等に基づき、ステアリングホイール２２の切り込み時および切り戻し時を識別し、切り込み時において切り戻し時と比較して目標トルクＴｈ＊の絶対値がより大きくなるように、ヒステリシス補正量Ｔｈｙｓを算出する処理を含む。詳しくは、ヒステリシス処理Ｍ１６は、車速Ｖに応じてヒステリシス補正量Ｔｈｙｓを可変設定する処理を含む。

ヒステリシス反映処理Ｍ１８は、ベース目標トルクＴｈｂ＊にヒステリシス補正量Ｔｈｙｓを加算することによって、目標トルクＴｈ＊を算出する処理である。
トルクフィードバック処理Ｍ２０は、操舵トルクＴｈを目標トルクＴｈ＊にフィードバック制御するための操作量である操舵用操作量Ｔｓ＊を算出する処理である。操舵用操作量Ｔｓ＊は、操舵トルクＴｈを目標トルクＴｈ＊にフィードバック制御するための操作量を含んだ量である。フィードバック操作量は、たとえば操舵トルクＴｈおよび目標トルクＴｈ＊の符号がともに正の場合、操舵トルクＴｈが目標トルクＴｈ＊よりも大きい場合に、電動機３２に対するトルク指令値Ｔｍ＊の絶対値を増加させるための量となる。なお、操舵用操作量Ｔｓ＊は、電動機３２に対するトルク指令値Ｔｍ＊に応じた量であるが、本実施形態では、操舵用操作量Ｔｓ＊は、ステアリングシャフト２４に加わるトルクに換算された量となっている。

軸力算出処理Ｍ２２は、操舵用操作量Ｔｓ＊に操舵トルクＴｈを加算することによって、軸力Ｔａｆを算出する処理である。なお、操舵トルクＴｈや操舵用操作量Ｔｓ＊は、ステアリングシャフト２４に加わるトルクのため、本実施形態において軸力Ｔａｆは、ラック軸２６の軸方向に加わる力を、ステアリングシャフト２４に加わるトルクに換算した値となっている。

操舵用操作量Ｔｓ＊は、上位ＥＣＵ６０が運転支援指令値Ａｓ０を転舵制御装置４０に入力しない場合、転舵アクチュエータ３０に対する要求トルクＴｄとなる。そして、換算処理Ｍ２４により、要求トルクＴｄが減速比Ｋｍで除算されることによって、要求トルクＴｄが、電動機３２に対するトルクの指令値であるトルク指令値Ｔｍ＊に換算される。

操作信号生成処理Ｍ２６は、電動機３２のトルクをトルク指令値Ｔｍ＊に制御するためのインバータ３３の操作信号ＭＳを生成して出力する処理である。なお、操作信号ＭＳは、実際には、インバータ３３の各レッグの各アームの操作信号となる。

一方、上位ＥＣＵ６０が角度の次元を有する運転支援指令値Ａｓ０を転舵制御装置４０に入力する場合、同運転支援指令値Ａｓ０が２階微分処理Ｍ２８に入力される。２階微分処理Ｍ２８の出力は、慣性係数乗算処理Ｍ３０により慣性係数Ｊが乗算されて、トルクの次元を有する運転支援指令値Ａｓとされる。慣性係数Ｊは、電動パワーステアリング装置１０の慣性をモデル化したものである。

運転支援指令値Ａｓは、加算処理Ｍ３２にて操舵用操作量Ｔｓ＊が加算されて要求トルクＴｄとなる。
ここで、本実施形態の作用および効果について説明する。

ＣＰＵ４２は、転舵制御装置４０の外部から運転支援指令値Ａｓ０が入力されない場合、操舵トルクＴｈを目標トルクＴｈ＊にフィードバック制御するための操作量である操舵用操作量Ｔｓ＊から定まるトルク指令値Ｔｍ＊に電動機３２のトルクを制御する。これにより、操舵トルクＴｈが目標トルクＴｈ＊になるように電動機３２のトルクが制御されることから、操舵フィーリングを良好とすることができる。

一方、ＣＰＵ４２は、転舵制御装置４０の外部から角度の次元を有する運転支援指令値Ａｓ０が入力されると、同運転支援指令値Ａｓ０を２階微分処理Ｍ２８にて処理することによって、角加速度の次元に変換する。さらに、ＣＰＵ４２は、２階微分処理Ｍ２８の出力を、慣性係数乗算処理Ｍ３０にて処理することによって、トルクの次元を有する運転支援指令値Ａｓに変換する。これら一連の処理によって、角度の次元を有する運転支援指令値Ａｓ０がトルクの次元を有する運転支援指令値Ａｓに次元変換される。そしてＣＰＵ４２は、運転支援指令値Ａｓを操舵用操作量Ｔｓ＊に加算することによって転舵アクチュエータ３０に対する要求トルクＴｄを算出する。そしてＣＰＵ４２は、要求トルクＴｄから定まるトルク指令値Ｔｍ＊となるように電動機３２のトルクを制御することにより、操舵トルクＴｈを目標トルクＴｈ＊とする上で適切なトルクに、上位ＥＣＵ６０による運転支援に応じたトルクが重畳されたトルクを電動機３２が出力するようになる。これにより、上位ＥＣＵ６０による運転支援指令値Ａｓ０を制御に適切に反映できる。

＜第２の実施形態＞
以下、第２の実施形態について、第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。

上記実施形態では、転舵制御装置４０が操舵トルクＴｈを目標トルクＴｈ＊にフィードバック制御したが、本実施形態では、転舵制御装置４０がピニオン角θｐをピニオン角指令値θｐ＊にフィードバック制御する。

図３に、転舵制御装置４０が実行する処理を示す。図３に示す処理は、ＲＯＭ４４に記憶されたプログラムをＣＰＵ４２が実行することにより実現される。なお、図３において、図２に示した処理に対応する処理については、便宜上、同一の符号を付してその説明を省略する。

角度指令値算出処理Ｍ４０は、操舵トルクＴｈと車速Ｖとに基づき、ピニオン角指令値θｐ＊を算出する処理である。
角度フィードバック処理Ｍ５０は、外部から運転支援指令値Ａｓ０が入力されない場合、ピニオン角θｐを、角度指令値算出処理Ｍ４０が出力するピニオン角指令値θｐ＊に制御するための操作量である角度用操作量Ｔｔ＊を算出する処理である。角度用操作量Ｔｔ＊は、転舵アクチュエータ３０に対する要求トルクに応じた量であるが、本実施形態では、ステアリングシャフト２４に加わるトルクに換算された量となっている。

角度フィードバック処理Ｍ５０は、角度用操作量Ｔｔ＊以外に、ピニオン角θｐに影響するトルクを、外乱トルクＴｌｄとしてこれを推定する外乱オブザーバＭ５２を含む。
なお、本実施形態では、外乱トルクＴｌｄをステアリングシャフト２４に加わるトルクに換算しており、外乱オブザーバＭ５２は、ステアリングシャフト２４のトルクに換算された角度用操作量Ｔｔ＊を用いて、以下の式（ｃ１）によって、外乱トルクＴｌｄを推定する。

Ｊ・θｐ＊’’＝Ｔｔ＊＋Ｔｌｄ …（ｃ１）
詳しくは、本実施形態では、ピニオン角θｐの推定値θｐｅ、角度用操作量Ｔｔ＊およびオブザーバゲインｌ１，ｌ２，ｌ３を規定する３行１列の行列Ｌを用いて以下の式（ｃ２）にて、外乱トルクＴｌｄや推定値θｐｅを算出する。

微分演算処理Ｍ５４は、ピニオン角指令値θｐ＊の微分演算によってピニオン角速度指令値を算出する処理である。

フィードバック項算出処理Ｍ５６は、ピニオン角指令値θｐ＊と推定値θｐｅとの差に応じた比例項と、ピニオン角指令値θｐ＊の微分値と推定値θｐｅの微分値との差に応じた微分項との和であるフィードバック操作量Ｔｔｆｂを算出する処理である。

２階微分処理Ｍ５８は、ピニオン角指令値θｐ＊の２階時間微分値を算出する処理である。フィードフォワード項算出処理Ｍ６０は、２階微分処理Ｍ５８の出力値に上記第１の実施形態において説明した慣性係数Ｊを乗算することによってフィードフォワード操作量Ｔｔｆｆを算出する処理である。２自由度操作量算出処理Ｍ６２は、フィードバック操作量Ｔｔｆｂと、フィードフォワード操作量Ｔｔｆｆとの和から、外乱トルクＴｌｄを減算して、角度用操作量Ｔｔ＊を算出する処理である。

上位ＥＣＵ６０からトルク成分を有する運転支援指令値Ａｓ０が入力される場合、同運転支援指令値Ａｓ０は、慣性係数除算処理Ｍ７０にて慣性係数Ｊが除算され、その後、２重積分処理Ｍ７２にて時間による２重積分演算がなされることによって、角度の次元を有する運転支援指令値Ａｓとされる。そして運転支援指令値Ａｓが加算処理Ｍ７６にてピニオン角指令値θｐ＊に加算される。

ここで、本実施形態の作用および効果について説明する。
ＣＰＵ４２は、転舵制御装置４０の外部から運転支援指令値Ａｓ０が入力されない場合、ピニオン角θｐを、角度指令値算出処理Ｍ４０によって算出されたピニオン角指令値θｐ＊にフィードバック制御する。

一方、ＣＰＵ４２は、転舵制御装置４０の外部からトルクの次元を有する運転支援指令値Ａｓ０が入力されると、これを角度の次元を有する運転支援指令値Ａｓに次元変換して、ピニオン角指令値θｐ＊に加算する。そして、運転支援指令値Ａｓによって補正されたピニオン角指令値θｐ＊にピニオン角θｐがフィードバック制御されることにより、ピニオン角θｐの制御に運転支援指令値Ａｓ０を反映することができる。

＜第３の実施形態＞
以下、第３の実施形態について、第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。

本実施形態では、第１の実施形態におけるトルクフィードバック処理Ｍ２０と第２の実施形態の角度フィードバック処理Ｍ５０とを併用する。
図４に、転舵制御装置４０が実行する処理を示す。図４に示す処理は、ＲＯＭ４４に記憶されたプログラムをＣＰＵ４２が実行することにより実現される。なお、図４において、図２や図３に示した処理に対応する処理については、便宜上、同一の符号を付してその説明を省略する。

角度指令値算出処理Ｍ８０は、軸力Ｔａｆに基づき、ピニオン角指令値θｐ＊を算出する処理である。詳しくは、角度指令値算出処理Ｍ８０は、以下の式（ｃ３）にて表現されるモデル式を用いて、ピニオン角指令値θｐ＊を算出する処理である。

Ｔａｆ＝Ｋ・θｐ＊＋Ｃ・θｐ＊’＋Ｊ・θｐ＊’’ …（ｃ３）
上記の式（ｃ３）にて表現されるモデルは、軸力Ｔａｆと等しい量のトルクがステアリングシャフト２４に入力された場合にピニオン角θｐが示す値をモデル化したものである。上記の式（ｃ３）において、粘性係数Ｃは、電動パワーステアリング装置１０の摩擦等をモデル化したものであり、慣性係数Ｊは、電動パワーステアリング装置１０の慣性をモデル化したものであり、弾性係数Ｋは、電動パワーステアリング装置１０が搭載される車両のサスペンションやホイールアライメント等の仕様をモデル化したものである。

詳しくは、トルク指令値算出処理Ｍ８２は、軸力Ｔａｆから、粘性項「Ｃ・θｐ＊’」および弾性項「Ｋ・θｐ＊」を減算することによってトルク指令値を算出する処理である。角加速度指令値算出処理Ｍ８４は、トルク指令値算出処理Ｍ８２の出力を慣性係数Ｊで除算することによって、角加速度指令値αｐ＊を算出する処理である。積分処理Ｍ８６は、外部から運転支援指令値Ａｓ０が入力されない場合、角加速度指令値算出処理Ｍ８４の出力の時間積分演算によって、角速度指令値ωｐ＊（＝θｐ＊’）を算出する処理である。積分処理Ｍ８８は、角速度指令値ωｐ＊の時間積分演算処理によって、ピニオン角指令値θｐ＊を算出する処理である。

粘性項算出処理Ｍ９０は、角速度指令値ωｐ＊に粘性係数Ｃを乗算することによって、粘性項を算出する処理である。弾性項算出処理Ｍ９２は、ピニオン角指令値θｐ＊に弾性係数Ｋを乗算することによって、弾性項を算出する処理である。

加算処理Ｍ９８は、操舵用操作量Ｔｓ＊と角度用操作量Ｔｔ＊とを加算することによって、要求トルクＴｄを算出し、換算処理Ｍ２４に入力する処理である。
一方、上位ＥＣＵ６０が、トルクの次元を有する運転支援指令値Ａｓ０を入力する場合、運転支援指令値Ａｓ０は、慣性係数除算処理Ｍ７０に入力されることによって、角加速度の次元を有する運転支援指令値Ａｓに変換される。そして、運転支援指令値Ａｓは、加算処理Ｍ９４において、角加速度指令値αｐ＊に加算される。

ここで、本実施形態の作用および効果について説明する。
ＣＰＵ４２は、転舵制御装置４０の外部から運転支援指令値Ａｓ０が入力されない場合、ピニオン角θｐを、角度指令値算出処理Ｍ８０によって算出されたピニオン角指令値θｐ＊にフィードバック制御する。

一方、ＣＰＵ４２は、転舵制御装置４０の外部からトルクの次元を有した運転支援指令値Ａｓ０が入力されると、これを角加速度の次元を有した運転支援指令値Ａｓに次元変換して、角加速度指令値αｐ＊に加算する。そして、ＣＰＵ４２は、運転支援指令値Ａｓによって補正された角加速度指令値αｐ＊に基づきピニオン角指令値θｐ＊を算出し、ピニオン角θｐをピニオン角指令値θｐ＊に制御することから、ピニオン角θｐの制御に運転支援指令値Ａｓ０を反映することができる。

＜対応関係＞
上記実施形態における事項と、上記「課題を解決するための手段」の欄に記載した事項との対応関係は、次の通りである。以下では、「課題を解決するための手段」の欄に記載した解決手段の番号毎に、対応関係を示している。［１］操作処理は、図２においては、ベース目標トルク算出処理Ｍ１０、ヒステリシス処理Ｍ１６、ヒステリシス反映処理Ｍ１８、トルクフィードバック処理Ｍ２０、軸力算出処理Ｍ２２、換算処理Ｍ２４、および操作信号生成処理Ｍ２６に対応する。図３においては、角度指令値算出処理Ｍ４０、角度フィードバック処理Ｍ５０、換算処理Ｍ２４、および操作信号生成処理Ｍ２６に対応する。図４においては、ベース目標トルク算出処理Ｍ１０、ヒステリシス処理Ｍ１６、ヒステリシス反映処理Ｍ１８、トルクフィードバック処理Ｍ２０、軸力算出処理Ｍ２２、角度指令値算出処理Ｍ８０、角度フィードバック処理Ｍ５０、加算処理Ｍ９８、換算処理Ｍ２４、および操作信号生成処理Ｍ２６に対応する。補正処理は、図２においては、２階微分処理Ｍ２８、慣性係数乗算処理Ｍ３０および加算処理Ｍ３２に対応する。図３においては、慣性係数除算処理Ｍ７０、２重積分処理Ｍ７２および加算処理Ｍ７６に対応する。図４においては、慣性係数除算処理Ｍ７０および加算処理Ｍ９４に対応する。［２］補正処理は、図２に示した、２階微分処理Ｍ２８、慣性係数乗算処理Ｍ３０および加算処理Ｍ３２に対応する。［３］上記実施形態には対応するものはなく、図６（ｂ）に対応する。［４］上記実施形態には対応するものはなく、図６（ａ）に対応する。［５］上記実施形態には対応するものはなく、図６（ｄ）に対応する。［６］図４の慣性係数除算処理Ｍ７０および加算処理Ｍ９４に対応する。［７］上記実施形態には対応するものはなく、図５（ａ）に対応する。［８］図３の慣性係数除算処理Ｍ７０、２重積分処理Ｍ７２および加算処理Ｍ７６に対応する。［９］上記実施形態には対応するものはなく、図７に対応する。［１０］上記実施形態には対応するものはなく、図９に対応する。［１１］上記実施形態には対応するものはなく、図８に対応する。［１２］図２の処理に対応する。［１３］３に従属するものについては、上記実施形態には対応するものはなく、図６（ｂ）に対応する。６に従属するものは、図４の処理に対応する。［１４］上記実施形態には対応するものはなく、図６（ａ）または図５(ａ)に対応する。［１５］補正対象が換算可能角度であるものについては、図３に対応し、補正対象が指令値であるものについては、上記実施形態には対応するものはなく、図５（ｂ）に対応する。

＜その他の実施形態＞
なお、上記実施形態の各事項の少なくとも１つを、以下のように変更してもよい。
・「運転支援指令値がトルクの次元を有する場合における補正処理について」
運転支援指令値Ａｓ０がトルクの次元を有する場合の補正処理としては、図３および図４に例示した処理に限らない。たとえば図５（ａ）に示すように、慣性係数除算処理Ｍ７０による慣性係数Ｊでの除算処理および積分処理Ｍ１０２を運転支援指令値Ａｓ０に施すことによって得られた角速度の次元を有する運転支援指令値Ａｓを、加算処理Ｍ１００によって角度指令値算出処理Ｍ８０における積分処理Ｍ８６の出力に加算してもよい。

またたとえば図５（ｂ）に示すように、慣性係数除算処理Ｍ７０による慣性係数Ｊでの除算処理および積分処理Ｍ１０２を運転支援指令値Ａｓ０に施すことによって得られた角速度の次元を有する運転支援指令値Ａｓｆを、フィードバック項算出処理Ｍ５６の入力となる推定値θｐｅの時間微分値から減算処理Ｍ１０６によって減算してもよい。さらに図５（ｂ）においては、慣性係数除算処理Ｍ７０による慣性係数Ｊでの除算処理および積分処理Ｍ１０２，Ｍ１０４を運転支援指令値Ａｓ０に施すことによって得られた角度の次元を有する運転支援指令値Ａｓｓを、フィードバック項算出処理Ｍ５６の入力となる推定値θｐｅから減算処理Ｍ１０８によって減算している。なお、図５（ｂ）に示す例では、さらに、次元変換を行うことなく、加算処理Ｍ１０１において、運転支援指令値Ａｓ０をフィードフォワード項算出処理Ｍ６０の出力に加算している。

・「運転支援指令値が角度の次元を有する場合における補正処理について」
運転支援指令値Ａｓ０が角度の次元を有する場合の補正処理としては、図２に例示した処理に限らない。たとえば図６（ａ）に示すように、運転支援指令値Ａｓ０に微分処理Ｍ１１０を施すことによって得られた角速度の次元を有する運転支援指令値Ａｓを、加算処理Ｍ１００によって角度指令値算出処理Ｍ８０における積分処理Ｍ８６の出力に加算してもよい。

またたとえば図６（ｂ）に示すように、運転支援指令値Ａｓ０に２階微分処理Ｍ２８を施すことによって得られた角加速度の次元を有する運転支援指令値Ａｓを、加算処理Ｍ９４によって角度指令値算出処理Ｍ８０における角加速度指令値算出処理Ｍ８４の出力に加算してもよい。

またたとえば図６（ｃ）に示すように、２階微分処理Ｍ２８、慣性係数乗算処理Ｍ３０による慣性係数Ｊの乗算処理、および換算処理Ｍ１１１による減速比Ｋｍによる除算処理を運転支援指令値Ａｓ０に施すことによって得られたトルクの次元を有する運転支援指令値Ａｓを、加算処理Ｍ１１２においてトルク指令値Ｔｍ＊に加算してもよい。

またたとえば図６（ｄ）に示すように、運転支援指令値Ａｓ０を電流の次元を有する運転支援指令値Ａｓに変換することによって、電動機３２のｑ軸電流指令値ｉｑ＊を補正してもよい。ここで、ｑ軸電流指令値ｉｑ＊は、トルク指令値Ｔｍ＊をトルク定数除算処理Ｍ１１４によってトルク定数φで除算することによって算出され、操作信号生成処理Ｍ２６では、電動機３２に流れるｑ軸電流がｑ軸電流指令値ｉｑ＊となるようにインバータ３３を操作する。一方、２階微分処理Ｍ２８、慣性係数乗算処理Ｍ３０による慣性係数Ｊの乗算処理、換算処理Ｍ１１１およびトルク定数除算処理Ｍ１１６によるトルク定数φでの除算処理が運転支援指令値Ａｓ０に施されることによって得られた電流の次元を有する運転支援指令値Ａｓが、加算処理Ｍ１１８にてｑ軸電流指令値ｉｑ＊に加算される。

なお、下記「電動機、駆動回路について」の欄に記載したように、ＩＰＭＳＭの場合、図６（ｄ）の処理を変更して、２階微分処理Ｍ２８、慣性係数乗算処理Ｍ３０および換算処理Ｍ１１１によって電動機３２のトルクの次元となった運転支援指令値Ａｓに基づき、ｄ軸電流指令値の補正量とｑ軸電流指令値の補正量とをマップ演算することが望ましい。

さらに、図６に例示するものにも限らず、たとえば図６（ａ）における角速度の次元に次元変換された運転支援指令値Ａｓによって、フィードバック項算出処理Ｍ５６の入力となるピニオン角指令値θｐ＊の時間微分値や、推定値θｐｅの時間微分値を補正してもよい。

・「補正処理について」
運転支援指令値Ａｓ０の次元を変換して操作信号の算出過程における演算パラメータを補正する補正処理としては、運転支援指令値Ａｓ０がトルクの次元を有するか角度の次元を有するかのいずれかに限らない。たとえば運転支援指令値Ａｓ０が電動機３２の電流の指令値や、角加速度、角速度の次元を有するものであってもよい。以下、これらについて例示する。

（ア）運転支援指令値Ａｓ０が電動機３２の電流の指令値の場合
たとえば図７（ａ）に示すように、トルク定数乗算処理Ｍ１２０によるトルク定数φの乗算処理および減速比乗算処理Ｍ１２２による減速比Ｋｍの乗算処理が運転支援指令値Ａｓ０に施されることによって得られた運転支援指令値Ａｓを、加算処理Ｍ１２４によって操舵用操作量Ｔｓ＊に加算してもよい。ここで、トルク定数乗算処理Ｍ１２０は、トルクの次元に変換するものであり、減速比乗算処理Ｍ１２２は、ステアリングシャフト２４のトルクに換算する処理である。

またたとえば図７（ｂ）に示すように、運転支援指令値Ａｓ０に対して、トルク定数乗算処理Ｍ１２０、減速比乗算処理Ｍ１２２、および慣性係数除算処理Ｍ７０による慣性係数Ｊでの除算処理が施されることによって得られる角加速度の次元を有する運転支援指令値Ａｓを、加算処理Ｍ９４によって角加速度指令値αｐ＊に加算してもよい。

またたとえば図７（ｃ）に示すように、運転支援指令値Ａｓ０に対して、トルク定数乗算処理Ｍ１２０、減速比乗算処理Ｍ１２２、慣性係数除算処理Ｍ７０および積分処理Ｍ１０２を施すことによって得られる角速度の次元を有する運転支援指令値Ａｓを、加算処理Ｍ１００によって角速度指令値ωｐ＊に加算してもよい。

またたとえば図７（ｄ）に示すように、運転支援指令値Ａｓ０に対して、トルク定数乗算処理Ｍ１２０、減速比乗算処理Ｍ１２２、慣性係数除算処理Ｍ７０および２重積分処理Ｍ７２を施すことによって得られる角度の次元を有する運転支援指令値Ａｓを、加算処理Ｍ１２６によってピニオン角指令値θｐ＊に加算してもよい。

さらに、図７に例示するものにも限らず、たとえば図７（ａ）、図７（ｃ）および図７（ｄ）の処理によってトルク、角速度、および角度の次元に変換された運転支援指令値によって、角度フィードバック処理Ｍ５０における演算パラメータを補正してもよい。これは、図５（ｂ）に示した加算処理Ｍ１０１、減算処理Ｍ１０６、および減算処理Ｍ１０８に入力される、運転支援指令値Ａｓ０に応じたパラメータを、図５（ｂ）に示したものから、図７（ａ）、図７（ｃ）および図７（ｄ）の処理によってトルク、角速度、および角度の次元に変換された運転支援指令値に代えることで実現できる。

（イ）運転支援指令値Ａｓ０が、角加速度の次元を有する場合
たとえば図８（ａ）に示すように、角加速度の次元を有する運転支援指令値Ａｓ０に、図２における慣性係数乗算処理Ｍ３０を施すことによって得られるトルクの次元を有する運転支援指令値Ａｓを、加算処理Ｍ３２において操舵用操作量Ｔｓ＊に加算して要求トルクＴｄを算出してもよい。またたとえば、図８（ｂ）に示すように、運転支援指令値Ａｓ０に積分処理Ｍ１０２を施すことによって得られる角速度の次元を有する運転支援指令値Ａｓを、加算処理Ｍ１００によって角速度指令値ωｐ＊に加算してもよい。さらにたとえば、図８（ｃ）に示すように、運転支援指令値Ａｓ０に２重積分処理Ｍ７２を施すことによって得られる角度の次元を有する運転支援指令値Ａｓを、加算処理Ｍ１２６によって、ピニオン角指令値θｐ＊に加算してもよい。

さらに、図８に例示するものにも限らず、たとえば図８（ａ）、図８（ｂ）および図８（ｃ）の処理によってトルク、角速度、および角度の次元に変換された運転支援指令値によって、角度フィードバック処理Ｍ５０における演算パラメータを補正してもよい。これは、図５（ｂ）に示した加算処理Ｍ１０１、減算処理Ｍ１０６、および減算処理Ｍ１０８に入力される、運転支援指令値Ａｓ０に応じたパラメータを、図５（ｂ）に示したものから、図８（ａ）、図８（ｂ）および図８（ｃ）の処理によってトルク、角速度、および角度の次元に変換された運転支援指令値に代えることで実現できる。

（ウ）運転支援指令値Ａｓ０が、角速度の次元を有する場合
たとえば図９（ａ）に示すように、運転支援指令値Ａｓ０に対して微分処理Ｍ１１０および慣性係数乗算処理Ｍ３０を施すことによって得られるトルクの次元を有する運転支援指令値Ａｓを、加算処理Ｍ３２によって操舵用操作量Ｔｓ＊に加算して要求トルクＴｄを算出してもよい。またたとえば、図９（ｂ）に示すように、運転支援指令値Ａｓ０に微分処理Ｍ１１０を施すことによって得られる角加速度の次元を有する運転支援指令値Ａｓを、加算処理Ｍ９４によって角加速度指令値αｐ＊に加算してもよい。さらにたとえば図９（ｃ）に示すように、運転支援指令値Ａｓ０に積分処理Ｍ１０２を施すことによって得られる角度の次元を有する運転支援指令値Ａｓを、加算処理Ｍ１２６においてピニオン角指令値θｐ＊に加算してもよい。

さらに、図９に例示するものにも限らず、たとえば図９（ａ）および図９（ｃ）の処理によってトルクおよび角度の次元に変換された運転支援指令値と、運転支援指令値Ａｓ０とによって、角度フィードバック処理Ｍ５０における演算パラメータを補正してもよい。これは、図５（ｂ）に示した加算処理Ｍ１０１、減算処理Ｍ１０６、および減算処理Ｍ１０８に入力される、運転支援指令値Ａｓ０に応じたパラメータを、図９（ａ）および図９（ｃ）の処理によってトルクおよび角度の次元に変換された運転支援指令値と、運転支援指令値Ａｓ０とに代えることで実現できる。

（エ）そのほか
なお、図２、図３、図５〜図９に例示した次元変換処理において、具体的な演算の順序は例示したものに限らない。たとえば、図２の処理において、運転支援指令値Ａｓ０に慣性係数乗算処理Ｍ３０の処理を施したのちに２階微分処理Ｍ２８に入力することによって運転支援指令値Ａｓを算出してもよい。

・「時間微分について」
図６（ａ）、図９（ａ）、図９（ｂ）に例示した微分処理Ｍ１１０は、ノイズを増大させる懸念があることから、図１０（ａ）に例示するように、１次遅れ処理Ｍ１１０ａを利用して１階時間微分値を得る処理に変更してもよい。すなわち、入力としての角度成分（角速度成分）と同成分の１次遅れ値との差が、偏差算出処理Ｍ１３０によって算出され、同差にゲイン乗算処理Ｍ１３２によってゲインω０が乗算される。そして、ゲイン乗算処理Ｍ１３２の出力に積分処理Ｍ１３４を施すことによって、上記１次遅れ値を出力する。この場合、ゲイン乗算処理Ｍ１３２の出力が、入力された角度成分（角速度成分）の１階時間微分値である角速度成分（角加速度成分）となる。なお、１次遅れ値は、入力に対して１次遅れフィルタ「１／｛１＋（ｓ／ω０）｝」を施した値となっている。

図２、図６（ｂ）〜図６（ｄ）に例示した２階微分処理Ｍ２８は、ノイズを増大させる懸念があることから、図１０（ｂ）に例示するように、２次遅れ処理Ｍ２８ａを利用して２階時間微分値を得る処理に変更してもよい。すなわち、入力としての角度成分と同成分の１次遅れ値、および２次遅れ値との差が、偏差算出処理Ｍ１４０によって算出され、同差に第１ゲイン乗算処理Ｍ１４２によって第１ゲイン「ω０・ω０」が乗算される。第１ゲイン乗算処理Ｍ１４２の出力に積分処理Ｍ１４４が施され、さらに第２ゲイン乗算処理Ｍ１４６によって、第２ゲイン「（２・ξ）／ω０」が乗算されることによって、上記１次遅れ値が算出される。また、積分処理Ｍ１４４の出力に、さらに積分処理Ｍ１４８が施されることによって、上記２次遅れ値が算出される。この場合、第１ゲイン乗算処理Ｍ１４２の出力が、入力された角度成分の２階時間微分値である角加速度成分となる。なお、２次遅れ値は、入力に対して２次遅れフィルタ「（ω０・ω０）／（ｓ・ｓ＋２・ω０・ξ・ｓ＋ω０・ω０）」を施した値となっている。

また、２階微分処理Ｍ２８に代えて、図１０（ｃ）に示すように、１次遅れ処理Ｍ１１０ａおよび微分処理Ｍ１１０ｂを利用して、２階時間微分値を得る処理に変更してもよい。すなわち、角度成分に対して、微分処理Ｍ１１０ｂおよび１次遅れ処理Ｍ１１０ａを順次施し、そのときのゲイン乗算処理Ｍ１３２の出力を、入力された角度成分の２階微分値である角加速度成分としてもよい。またたとえば、角度成分に１次遅れ処理Ｍ１１０ａを施し、ゲイン乗算処理Ｍ１３２の出力に微分処理Ｍ１１０ｂを施すことによって、入力された角度成分の２階時間微分値である角加速度成分を得てもよい。

・「外乱オブザーバについて」
たとえば、図４における２自由度操作量算出処理Ｍ６２において外乱トルクＴｌｄおよび操舵用操作量Ｔｓ＊を減算し、外乱オブザーバＭ５２の入力を角度用操作量Ｔｔ＊から「Ｔｔ＊＋Ｔｓ＊」に変更してもよい。その場合、推定の外乱トルクＴｌｄは、ピニオン角θｐに影響するトルクのうちの電動機３２のトルク以外のトルクとなる。

またたとえば、図４における２自由度操作量算出処理Ｍ６２において外乱トルクＴｌｄ、操舵用操作量Ｔｓ＊および操舵トルクＴｈを減算し、外乱オブザーバＭ５２の入力を角度用操作量Ｔｔ＊から「Ｔｔ＊＋Ｔｓ＊＋Ｔｈ」に変更してもよい。その場合、推定の外乱トルクＴｌｄは、ピニオン角θｐに影響するトルクのうちの電動機３２のトルクと操舵トルクＴｈとの和以外のトルクとなる。

外乱トルクＴｌｄの算出手法としては、上記実施形態において例示したものに限らない。たとえば、ピニオン角指令値θｐ＊の２階時間微分値、ピニオン角θｐの２階時間微分値または推定値θｐｅの２階時間微分値に、慣性係数Ｊを乗算した値から角度用操作量Ｔｔ＊、操舵用操作量Ｔｓ＊および操舵トルクＴｈを減算することによって算出してもよい。

・「角度フィードバック処理について」
上記実施形態では、フィードフォワード操作量Ｔｔｆｆを、ピニオン角指令値θｐ＊の２階時間微分値に基づき算出したが、これに限らず、たとえばピニオン角θｐの２階時間微分値に基づき算出したり、またたとえばピニオン角指令値θｐ＊とピニオン角θｐとの差の２階時間微分値に基づき算出したりしてもよい。

フィードバック項算出処理Ｍ５６の入力となるフィードバック制御量としては、推定値θｐｅやその１階時間微分値に限らない。たとえば、推定値θｐｅやその１階時間微分値に代えて、ピニオン角θｐやその時間微分値自体としてもよい。

フィードバック項算出処理Ｍ５６としては、比例項および微分項の和を出力する処理に限らない。たとえば比例項のみを出力するものとしてもよく、またたとえば微分項のみを出力するものとしてもよい。さらにたとえば、比例項および微分項の少なくとも一方と、積分項との和を出力する処理としてもよい。

・「角度用操作量算出処理について」
角度用操作量算出処理としては、フィードバック項算出処理Ｍ５６や外乱オブザーバＭ５２を備えることは必須ではない。たとえばフィードフォワード操作量Ｔｔｆｆを角度用操作量Ｔｔ＊とする処理であってもよい。

・「角度指令値算出処理Ｍ４０について」
図３においては、角度指令値算出処理Ｍ４０を具体的に記載しなかったが、これはたとえば、図４における、ベース目標トルク算出処理Ｍ１０、ヒステリシス処理Ｍ１６、ヒステリシス反映処理Ｍ１８、トルクフィードバック処理Ｍ２０、軸力算出処理Ｍ２２、および角度指令値算出処理Ｍ８０としてもよい。ただし、操舵トルクＴｈを目標トルクＴｈ＊にフィードバック制御するための操作量として、操舵用操作量Ｔｓ＊を算出することは必須ではない。たとえば、操舵トルクＴｈに基づき操舵をアシストするためのアシストトルクを操舵用操作量Ｔｓ＊として算出し、これと操舵トルクＴｈとの和を軸力Ｔａｆとして角度指令値算出処理Ｍ８０に出力してもよい。さらに、角度指令値算出処理Ｍ８０を備えることも必須ではない。たとえば、操舵トルクＴｈとピニオン角θｐと車速Ｖとを入力とし、ピニオン角指令値θｐ＊を出力とするマップデータを備えてピニオン角指令値θｐ＊をマップ演算する処理としてもよい。

・「換算可能角度について」
上記実施形態では、換算可能角度として、ピニオン角θｐを用いたが、これに限らない。たとえば、転舵輪の転舵角自体としてもよい。

・「操舵用操作量について」
上記実施形態では、操舵用操作量Ｔｓ＊を、ステアリングシャフト２４のトルクに換算したが、これに限らない。たとえば、電動機３２のトルクに換算してもよい。

・「角度用操作量について」
上記実施形態では、角度用操作量Ｔｔ＊をステアリングシャフト２４のトルクに換算したが、これに限らない。たとえば、電動機３２のトルクに換算してもよい。

・「目標トルク算出処理について」
ベース目標トルク算出処理としては、軸力Ｔａｆと車速Ｖとに応じてベース目標トルクＴｈｂ＊を算出する処理に限らない。たとえば軸力Ｔａｆのみに基づきベース目標トルクＴｈｂ＊を算出する処理であってもよい。

ベース目標トルクＴｈｂ＊をヒステリシス補正量Ｔｈｙｓで補正すること自体必須ではない。
・「ベース目標トルクについて」
軸力Ｔａｆに基づきベース目標トルクＴｈｂ＊を求めることは必須ではない。たとえば、操舵トルクＴｈに基づき、操舵をアシストするためのアシストトルクを算出し、アシストトルクと操舵トルクとの和に基づきベース目標トルクＴｈｂ＊を算出してもよい。

・「転舵制御装置について」
転舵制御装置としては、ＣＰＵ４２とＲＯＭ４４とを備えてソフトウェア処理を実行するものに限らない。たとえば、上記実施形態においてソフトウェア処理されたものの少なくとも一部を、ハードウェア処理する専用のハードウェア回路（たとえばＡＳＩＣ等）を備えてもよい。すなわち、転舵制御装置は、以下の（ａ）〜（ｃ）のいずれかの構成であればよい。（ａ）上記処理の全てを、プログラムに従って実行する処理装置と、プログラムを記憶するＲＯＭ等のプログラム格納装置とを備える。（ｂ）上記処理の一部をプログラムに従って実行する処理装置およびプログラム格納装置と、残りの処理を実行する専用のハードウェア回路とを備える。（ｃ）上記処理の全てを実行する専用のハードウェア回路を備える。ここで、処理装置およびプログラム格納装置を備えたソフトウェア処理回路や、専用のハードウェア回路は複数であってもよい。すなわち、上記処理は、１または複数のソフトウェア処理回路および１または複数の専用のハードウェア回路の少なくとも一方を備えた処理回路によって実行されればよい。

・「電動機、駆動回路について」
電動機としては、ＳＰＭＳＭに限らず、埋込磁石同期電動機（ＩＰＭＳＭ）等であってもよい。また、同期機に限らず誘導機であってもよい。さらに、たとえばブラシ付きの直流電動機であってもよい。その場合、駆動回路としては、Ｈブリッジ回路を採用すればよい。

・「転舵アクチュエータについて」
転舵アクチュエータとしては、上記実施形態において例示したものに限らない。たとえば、ピニオンシャフト２４ｃとは別に、電動機３２の動力をラック軸２６に伝達させるための第２のピニオンシャフトを備えるいわゆるデュアルピニオン型のものであってもよい。またたとえば、ステアリングシャフト２４に電動機３２の出力軸３２ａが機械的に連結された構成であってもよい。その場合、転舵アクチュエータは、ステアリングシャフト２４やラックアンドピニオン機構２７を操舵機構２０と共有する。

１０…電動パワーステアリング装置、１２…転舵輪、２０…操舵機構、２２…ステアリングホイール、２４…ステアリングシャフト、２４ａ…コラムシャフト、２４ｂ…インターミディエイトシャフト、２４ｃ…ピニオンシャフト、２６…ラック軸、２７…ラックアンドピニオン機構、２８…タイロッド、３０…転舵アクチュエータ、３２…電動機、３２ａ…出力軸、３３…インバータ、３４…ボールねじ機構、３６…ベルト式減速機構、４０…転舵制御装置、４２…ＣＰＵ、４４…ＲＯＭ、４６…周辺回路、４８…ローカルネットワーク、５０…トルクセンサ、５２…車速センサ、５４…回転角度センサ、６０…上位ＥＣＵ、６２…通信線。

Claims (15)

1. 電動機が内蔵されて且つ転舵輪を転舵させる転舵アクチュエータを操作対象とし、
   運転者が入力する操舵トルクに基づき、前記電動機のトルクを制御すべく前記電動機の駆動回路を操作する操作処理と、
   当該転舵制御装置の外部から入力される運転者の運転を支援するための運転支援指令値に基づき、前記操作処理により前記駆動回路を操作するための操作信号の算出過程における演算パラメータを補正する補正処理と、を実行し、
   前記補正処理は、前記運転支援指令値の次元を、前記演算パラメータの次元に変換する変換処理を含んで且つ、変換された運転支援指令値によって前記演算パラメータを補正する処理である転舵制御装置。
2. 前記運転支援指令値は、角度の次元を有し、
   前記補正処理による補正対象となる前記演算パラメータは、トルクの次元を有し、
   前記変換処理は、２階微分処理と、２次遅れ処理と、１階微分処理および１次遅れ処理との３つのうちのいずれかを利用して前記運転支援指令値をトルクの次元に変換する処理を含む請求項１記載の転舵制御装置。
3. 前記運転支援指令値は、角度の次元を有し、
   前記補正処理による補正対象となる前記演算パラメータは、角加速度の次元を有し、
   前記変換処理は、２階微分処理と、２次遅れ処理と、１階微分処理および１次遅れ処理との３つのうちのいずれかを利用して前記運転支援指令値を角加速度の次元に変換する処理を含む請求項１記載の転舵制御装置。
4. 前記運転支援指令値は、角度の次元を有し、
   前記補正処理による補正対象となる前記演算パラメータは、角速度の次元を有し、
   前記変換処理は、１階微分処理または１次遅れ処理を利用して前記運転支援指令値を角速度の次元に変換する処理を含む請求項１記載の転舵制御装置。
5. 前記運転支援指令値は、角度の次元を有し、
   前記補正処理による補正対象となる前記演算パラメータは、前記電動機を流れる電流の次元を有し、
   前記変換処理は、２階微分処理、２次遅れ処理、または１階微分処理および１次遅れ処理を利用して前記運転支援指令値を電流の次元に変換する処理を含む請求項１記載の転舵制御装置。
6. 前記運転支援指令値は、トルクの次元を有し、
   前記補正処理による補正対象となる前記演算パラメータは、角加速度の次元を有し、
   前記変換処理は、前記運転支援指令値に対する係数の乗算処理によって前記運転支援指令値を角加速度の次元に変換する処理を含む請求項１記載の転舵制御装置。
7. 前記運転支援指令値は、トルクの次元を有し、
   前記補正処理による補正対象となる前記演算パラメータは、角速度の次元を有し、
   前記変換処理は、積分処理を利用して前記運転支援指令値を角速度の次元に変換する処理を含む請求項１記載の転舵制御装置。
8. 前記運転支援指令値は、トルクの次元を有し、
   前記補正処理による補正対象となる前記演算パラメータは、角度の次元を有し、
   前記変換処理は、時間による２重積分処理を利用して前記運転支援指令値を角度の次元に変換する処理を含む請求項１記載の転舵制御装置。
9. 前記運転支援指令値は、電流の次元を有し、
   前記補正処理による補正対象となる前記演算パラメータは、トルク、角度、角速度および角加速度の４つのパラメータのうちのいずれか１つのパラメータの次元を有し、
   前記変換処理は、前記運転支援指令値を前記いずれか１つのパラメータの次元に変換する処理を含む請求項１記載の転舵制御装置。
10. 前記運転支援指令値は、角速度の次元を有し、
    前記補正処理による補正対象となる演算パラメータは、角度、角加速度およびトルクの３つのパラメータのうちのいずれか１つのパラメータの次元を有し、
    前記変換処理は、前記運転支援指令値を前記いずれか１つのパラメータの次元に変換する処理を含む請求項１記載の転舵制御装置。
11. 前記運転支援指令値は、角加速度の次元を有し、
    前記補正処理による補正対象となる演算パラメータは、角度、角速度およびトルクの３つのパラメータのうちのいずれか１つのパラメータの次元を有し、
    前記変換処理は、前記運転支援指令値を前記いずれか１つのパラメータの次元に変換する処理を含む請求項１記載の転舵制御装置。
12. 前記操作処理は、前記操舵トルクを目標トルクにフィードバック制御するための操作量であってトルクの次元を有した操作量である操舵用操作量を算出する処理を含んで且つ、前記操舵用操作量に応じて前記駆動回路を操作する処理であり、
    前記補正処理による補正対象となる前記演算パラメータは、前記操舵用操作量である請求項２記載の転舵制御装置。
13. 前記操作処理は、前記操舵トルクに基づき前記転舵輪の転舵角に換算可能な換算可能角度の指令値である角度指令値を算出する角度指令値算出処理、および前記換算可能角度を前記角度指令値に制御するための操作量である角度用操作量を算出する角度用操作量算出処理を含み、前記角度用操作量に応じて前記駆動回路を操作する処理であり、
    前記角度指令値算出処理は、前記操舵トルクに基づき目標角加速度を算出する処理を含み、
    前記補正処理による補正対象となる前記演算パラメータは、前記目標角加速度である請求項３または６記載の転舵制御装置。
14. 前記操作処理は、前記操舵トルクに基づき前記転舵輪の転舵角に換算可能な換算可能角度の指令値である角度指令値を算出する角度指令値算出処理、および前記換算可能角度を前記角度指令値に制御するための操作量である角度用操作量を算出する角度用操作量算出処理を含み、前記角度用操作量に応じて前記駆動回路を操作する処理であり、
    前記角度指令値算出処理は、前記操舵トルクに基づき目標角速度を算出する処理を含み、
    前記補正処理による補正対象となる前記演算パラメータは、前記目標角速度である請求項４または７記載の転舵制御装置。
15. 前記操作処理は、前記転舵輪の転舵角に換算可能な換算可能角度をその指令値である角度指令値にフィードバック制御するための操作量である角度用操作量を算出する角度用操作量算出処理を含み、前記角度用操作量に基づき前記駆動回路を操作する処理であり、
    前記補正処理による補正対象となる前記演算パラメータは、前記角度用操作量算出処理への入力となる前記換算可能角度および前記角度指令値のいずれかである請求項８記載の転舵制御装置。