WO2023286169A1 - モータ制御装置 - Google Patents

Abstract

モータ制御装置は、操舵トルクを用いてアシストトルク指令値を生成するアシストトルク指令値生成部と、操舵トルクおよびアシストトルク指令値を用いて手動操舵指令値を生成する手動操舵指令値生成部と、自動操舵指令値に手動操舵指令値を加算して、統合角度指令値を演算する統合角度指令値演算部と、アシストトルク指令値のみに基づいて電動モータを制御する第１制御と、統合角度指令値に基づいて電動モータを制御する第２制御とを、切替信号に基づいて切り替える切替部とを含む。

Description

モータ制御装置

　この発明は、舵角制御用の電動モータの制御装置に関する。

　下記特許文献１には、自動操舵指令値に手動操舵指令値を加算した統合角度指令値に基づいて、電動モータを角度フィードバック制御するモータ制御装置が開示されている。また、特許文献１には、第１の重み付け処理後の自動操舵指令値と、第２の重み付け処理後の手動操舵指令値とを加算することにより、統合角度指令値を演算することが開示されている。

特開２０１９－１９４０５９号公報

　特許文献１に記載の手動操舵指令値は、アシストトルク指令値設定部によって設定されるアシストトルク指令値と、操舵トルクと、路面負荷トルク（路面反力トルク）の演算値または推定値とに基づいて、手動操舵指令値を演算している。このため、特許文献１に記載のモータ制御装置では、アシストトルク指令値のみに基づいて電動モータを制御できない。

　この発明の目的は、自動操舵指令値に手動操舵指令値を加算した統合角度指令値に基づいて電動モータを制御できるモータ制御装置において、アシストトルク指令値のみに基づいて電動モータを制御することが可能となるモータ制御装置を提供することである。

　本発明の一実施形態は、舵角制御用の電動モータを駆動制御するためのモータ制御装置であって、操舵トルクを用いてアシストトルク指令値を生成するアシストトルク指令値生成部と、前記操舵トルクおよび前記アシストトルク指令値を用いて手動操舵指令値を生成する手動操舵指令値生成部と、自動操舵指令値に前記手動操舵指令値を加算して、統合角度指令値を演算する統合角度指令値演算部と、前記アシストトルク指令値のみに基づいて前記電動モータを制御する第１制御と、前記統合角度指令値に基づいて前記電動モータを制御する第２制御とを、切替信号に基づいて切り替える切替部とを含む、モータ制御装置を提供する。

　この構成では、自動操舵指令値に手動操舵指令値を加算した統合角度指令値に基づいて電動モータを制御できるモータ制御装置において、アシストトルク指令値のみに基づいて電動モータを制御することが可能となる。

　本発明における上述の、またはさらに他の目的、特徴および効果は、添付図面を参照して次に述べる実施形態の説明により明らかにされる。

図１は、本発明の一実施形態に係るモータ制御装置が適用された電動パワーステアリングシステムの概略構成を示す模式図である。 図２は、モータ制御用ＥＣＵの電気的構成を説明するためのブロック図である。 図３は、操舵トルクＴ_ｄに対するアシストトルク指令値Ｔ_ａｓの設定例を示すグラフである。 図４は、手動操舵指令値生成部で用いられるリファレンスＥＰＳモデルの一例を示す模式図である。 図５は、角度制御部の構成を示すブロック図である。 図６は、電動パワーステアリングシステムの物理モデルの構成例を示す模式図である。 図７は、外乱トルク推定部の構成を示すブロック図である。 図８は、トルク制御部の構成を示す模式図である。 図９は、各モード設定信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３が入力されたときに設定される第１重みＷ_１の設定例を示すグラフである。 図１０は、各モード設定信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３が入力されたときに設定される第２重みＷ_２の設定例を示すグラフである。 図１１は、各モード設定信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３が入力されたときに設定される第３重みＷ_３の設定例を示すグラフである。 図１２は、上位ＥＣＵが車両の走行状態に応じて操舵モードの切り替える例を示す模式図である。 図１３は、モータ制御用ＥＣＵの変形例を説明するためのブロック図である。

［本発明の実施形態の説明］
　本発明の一実施形態は、舵角制御用の電動モータを駆動制御するためのモータ制御装置であって、操舵トルクを用いてアシストトルク指令値を生成するアシストトルク指令値生成部と、前記操舵トルクおよび前記アシストトルク指令値を用いて手動操舵指令値を生成する手動操舵指令値生成部と、自動操舵指令値に前記手動操舵指令値を加算して、統合角度指令値を演算する統合角度指令値演算部と、前記アシストトルク指令値のみに基づいて前記電動モータを制御する第１制御と、前記統合角度指令値に基づいて前記電動モータを制御する第２制御とを、切替信号に基づいて切り替える切替部とを含む、モータ制御装置を提供する。

　この構成では、自動操舵指令値に手動操舵指令値を加算した統合角度指令値に基づいて電動モータを制御できるモータ制御装置において、アシストトルク指令値のみに基づいて電動モータを制御することが可能となる。

　本発明の一実施形態では、前記切替部は、前記切替信号に基づいて、前記アシストトルク指令値に対して第１重み付け処理を行う第１重み付け部と、前記切替信号に基づいて、前記統合角度指令値に応じた統合トルク指令値に対して第２重み付け処理を行う第２重み付け部と、前記第１重み付け処理後のアシストトルク指令値と、前記第２重み付け処理後の統合トルク指令値とに基づいてモータトルク指令値を演算するモータトルク指令値演算部とを含む。

　本発明の一実施形態では、前記切替部は、前記切替信号に基づいて、前記第１制御と、前記第２制御と、前記自動操舵指令値のみに基づいて前記電動モータを制御する第３制御とを切り替えるように構成されている。

　本発明の一実施形態では、前記切替部は、前記切替信号に基づいて、前記アシストトルク指令値に対して第１重み付け処理を行う第１重み付け部と、前記切替信号に基づいて、前記統合角度指令値に応じた統合トルク指令値に対して第２重み付け処理を行う第２重み付け部と、前記切替信号に基づいて、前記手動操舵指令値に対して第３重み付け処理を行う第３重み付け部と、前記第１重み付け処理後のアシストトルク指令値と、前記第２重み付け処理後の統合トルク指令値とに基づいてモータトルク指令値を演算するモータトルク指令値演算部とを含み、前記統合角度指令値演算部は、前記自動操舵指令値に、前記第３重み付け処理後の前記手動操舵指令値を加算して、前記統合角度指令値を演算するように構成されている。

　本発明の一実施形態では、前記切替部は、前記アシストトルク指令値生成部によって生成される前記アシストトルク指令値と、前記統合角度指令値演算部によって演算される前記統合角度指令値に応じた統合トルク指令値とを加算してモータトルク指令値を演算するための加算部と、前記アシストトルク指令値生成部と前記加算部との間に設けられ、前記切替信号に基づいてオンオフされる第１スイッチと、前記統合角度指令値演算部と前記加算部との間に設けられ、前記切替信号に基づいてオンオフされる第２スイッチとを含む。

　本発明の一実施形態では、前記切替部は、前記アシストトルク指令値生成部によって生成される前記アシストトルク指令値と、前記統合角度指令値演算部によって演算される前記統合角度指令値に応じた統合トルク指令値とを加算してモータトルク指令値を演算するための加算部と、前記アシストトルク指令値生成部と前記加算部との間に設けられ、前記切替信号に基づいてオンオフされる第１スイッチと、前記統合角度指令値演算部と前記加算部との間に設けられ、前記切替信号に基づいてオンオフされる第２スイッチと、前記手動操舵指令値生成部と前記統合角度指令値演算部との間に設けられ、前記切替信号に基づいてオンオフされる第３スイッチとを含む。

　本発明の一実施形態では、前記第２制御を行うための制御部は、前記統合角度指令値に基づいて角度制御を行う角度制御部を含み、前記角度制御部は、前記統合角度指令値に基づいて、基本トルク指令値を演算する基本トルク指令値演算部と、前記電動モータの駆動対象に作用する前記電動モータのモータトルク以外の外乱トルクを推定する外乱トルク推定部と、前記基本トルク指令値を前記外乱トルクによって補正する外乱トルク補償部とを含む。

　本発明の一実施形態では、前記外乱トルク推定部は、前記モータトルク指令値と前記電動モータの回転角とを用いて、前記外乱トルクおよび前記駆動対象の回転角を推定するように構成されており、前記基本トルク指令値演算部は、前記統合角度指令値と、前記駆動対象の回転角との差である角度偏差を演算する角度偏差演算部と、前記角度偏差に対して所定のフィードバック演算を行うことにより、前記基本トルク指令値を演算するフィードバック演算部とを含む。

　本発明の一実施形態では、前記手動操舵指令値生成部は、前記アシストトルク指令値と、前記操舵トルクと、路面負荷トルクを生成するためのばね定数および粘性減衰係数とを用いて、前記手動操舵指令値を生成するように構成されている。
［本発明の実施形態の詳細な説明］
　以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。

　図１は、本発明の一実施形態に係るモータ制御装置が適用された電動パワーステアリングシステムの概略構成を示す模式図である。

　電動パワーステアリングシステム１は、車両を操向するための操舵部材としてのステアリングホイール（ハンドル）２と、このステアリングホイール２の回転に連動して転舵輪３を転舵する転舵機構４と、運転者の操舵を補助するための操舵補助機構５とを備えている。ステアリングホイール２と転舵機構４とは、ステアリングシャフト６および中間軸７を介して機械的に連結されている。

　ステアリングシャフト６は、ステアリングホイール２に連結された入力軸８と、中間軸７に連結された出力軸９とを含む。入力軸８と出力軸９とは、トーションバー１０を介して相対回転可能に連結されている。

　トーションバー１０の近傍には、トルクセンサ１２が配置されている。トルクセンサ１２は、入力軸８および出力軸９の相対回転変位量に基づいて、ステアリングホイール２に与えられた操舵トルク（トーションバートルク）Ｔ_ｄを検出する。この実施形態では、トルクセンサ１２によって検出される操舵トルクＴ_ｄは、例えば、左方向への操舵のためのトルクが正の値として検出され、右方向への操舵のためのトルクが負の値として検出され、その絶対値が大きいほど操舵トルクＴ_ｄの大きさが大きくなるものとする。

　転舵機構４は、ピニオン軸１３と、転舵軸としてのラック軸１４とを含むラックアンドピニオン機構からなる。ラック軸１４の各端部には、タイロッド１５およびナックルアーム（図示略）を介して転舵輪３が連結されている。ピニオン軸１３は、中間軸７に連結されている。ピニオン軸１３は、ステアリングホイール２の操舵に連動して回転するようになっている。ピニオン軸１３の先端には、ピニオン１６が連結されている。

　ラック軸１４は、車両の左右方向に沿って直線状に延びている。ラック軸１４の軸方向の中間部には、ピニオン１６に噛み合うラック１７が形成されている。このピニオン１６およびラック１７によって、ピニオン軸１３の回転がラック軸１４の軸方向移動に変換される。ラック軸１４を軸方向に移動させることによって、転舵輪３を転舵することができる。

　ステアリングホイール２が操舵（回転）されると、この回転が、ステアリングシャフト６および中間軸７を介して、ピニオン軸１３に伝達される。そして、ピニオン軸１３の回転は、ピニオン１６およびラック１７によって、ラック軸１４の軸方向移動に変換される。これにより、転舵輪３が転舵される。

　操舵補助機構５は、操舵補助力（アシストトルク）を発生するための電動モータ１８と、電動モータ１８の出力トルクを増幅して転舵機構４に伝達するための減速機１９とを含む。減速機１９は、ウォームギヤ２０と、このウォームギヤ２０と噛み合うウォームホイール２１とを含むウォームギヤ機構からなる。減速機１９は、伝達機構ハウジングとしてのギヤハウジング２２内に収容されている。

　以下において、減速機１９の減速比（ギヤ比）をＮで表す場合がある。減速比Ｎは、ウォームホイール２１の回転角であるウォームホイール角θ_ｗｗに対するウォームギヤ２０の回転角であるウォームギヤ角θ_ｗｇの比（θ_ｗｇ／θ_ｗｗ）として定義される。

　ウォームギヤ２０は、電動モータ１８によって回転駆動される。また、ウォームホイール２１は、出力軸９に一体回転可能に連結されている。

　電動モータ１８によってウォームギヤ２０が回転駆動されると、ウォームホイール２１が回転駆動され、ステアリングシャフト６にモータトルクが付与されるとともにステアリングシャフト６（出力軸９）が回転する。そして、ステアリングシャフト６の回転は、中間軸７を介してピニオン軸１３に伝達される。ピニオン軸１３の回転は、ラック軸１４の軸方向移動に変換される。これにより、転舵輪３が転舵される。すなわち、電動モータ１８によってウォームギヤ２０を回転駆動することによって、電動モータ１８による操舵補助や転舵輪３の転舵が可能となる。電動モータ１８には、電動モータ１８のロータの回転角を検出するための回転角センサ２３が設けられている。

　出力軸９（電動モータ１８の駆動対象の一例）に加えられるトルクとしては、電動モータ１８によるモータトルクと、モータトルク以外の外乱トルクＴ_ｌｃとがある。モータトルク以外の外乱トルクＴ_ｌｃには、操舵トルクＴ_ｄ、路面負荷トルク（路面反力トルク）Ｔ_ｒｌ、摩擦トルクＴ_ｆ等が含まれる。

　操舵トルクＴ_ｄは、運転者によってステアリングホイール２に加えられる力や、ステアリング慣性によって発生する力等によって、ステアリングホイール２側から出力軸９に加えられるトルクである。

　路面負荷トルクＴ_ｒｌは、タイヤに発生するセルフアライニングトルク、サスペンションやタイヤホイールアライメントによって発生する力、ラックアンドピニオン機構の摩擦力等によって、転舵輪３側からラック軸１４を介して出力軸９に加えられるトルクである。

　車両には、車両の進行方向前方の道路を撮影するＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラ２５、自車位置を検出するためのＧＰＳ（Global Positioning System）２６、道路形状や障害物を検出するためのレーダー２７および地図情報を記憶した地図情報メモリ２８が搭載されている。車両には、さらに、操舵モードを手動で切り替えるための３つのモードスイッチ３１，３２，３３が搭載されている。

　操舵モードには、後述するように、手動運転によって操舵が行われる手動操舵モードと、自動運転によって操舵が行われる自動操舵モードと、手動運転および自動運転の両方に基づく操舵が可能な協調操舵モードとがある。これらの操舵モードのより具体的な定義については、後述する。

　ＣＣＤカメラ２５、ＧＰＳ２６、レーダー２７および地図情報メモリ２８は、運転支援制御や自動運転制御を行うための上位ＥＣＵ（ECU：Electronic Control Unit）２０１に接続されている。上位ＥＣＵ２０１は、ＣＣＤカメラ２５、ＧＰＳ２６およびレーダー２７によって得られる情報および地図情報を元に、周辺環境認識、自車位置推定、経路計画等を行い、操舵や駆動アクチュエータの制御目標値の決定を行う。

　この実施形態では、上位ＥＣＵ２０１は、自動操舵のための自動操舵指令値θ_ａｄａｃを設定する。この実施形態では、自動操舵制御は、例えば、目標軌道に沿って車両を走行させるための制御である。自動操舵指令値θ_ａｄａｃは、車両を目標軌道に沿って自動走行させるための操舵角の目標値である。このような自動操舵指令値θ_ａｄａｃを設定する処理は、周知であるため、ここでは詳細な説明を省略する。なお、自動操舵制御（運転支援制御）は、例えば、車両を車線内に維持させるためのレーン・キーピング・アシスト（ＬＫＡ）制御であってもよい。

　また、上位ＥＣＵ２０１は、モードスイッチ３１，３２，３３の操作に応じたモード設定信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３を生成する。具体的には、第１モードスイッチ３１がドライバによってオンされたときに、上位ＥＣＵ２０１は、操舵モードを手動操舵モードに設定するための手動操舵設定信号Ｓ１を出力する。第２モードスイッチ３２がドライバによってオンされたときに、上位ＥＣＵ２０１は、操舵モードを自動操舵モードに設定するための自動操舵モード設定信号Ｓ２を出力する。第３モードスイッチ３３がドライバによってオンされたときに、上位ＥＣＵ２０１は、操舵モードを協調操舵モードに設定するための協調操舵モード設定信号Ｓ３を出力する。モード設定信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３は、本発明における「切替信号」の一例である。

　上位ＥＣＵ２０１によって設定される自動操舵指令値θ_ａｄａｃおよびモード設定信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３は、車載ネットワークを介して、モータ制御用ＥＣＵ２０２に与えられる。トルクセンサ１２によって検出される操舵トルクＴ_ｄ、回転角センサ２３の出力信号は、モータ制御用ＥＣＵ２０２に入力される。モータ制御用ＥＣＵ２０２は、これらの入力信号および上位ＥＣＵ２０１から与えられる情報に基づいて、電動モータ１８を制御する。

　図２は、モータ制御用ＥＣＵ２０２の電気的構成を説明するためのブロック図である。

　モータ制御用ＥＣＵ２０２は、マイクロコンピュータ５０と、マイクロコンピュータ５０によって制御され、電動モータ１８に電力を供給する駆動回路（インバータ回路）４１と、電動モータ１８に流れる電流（以下、「モータ電流Ｉ」という）を検出するための電流検出回路４２とを備えている。

　マイクロコンピュータ５０は、ＣＰＵおよびメモリ（ＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性メモリなど）を備えており、所定のプログラムを実行することによって、複数の機能処理部として機能するようになっている。この複数の機能処理部には、アシストトルク指令値設定部５１と、手動操舵指令値生成部５２と、統合角度指令値演算部５３と、角度制御部５４と、トルク制御部（電流制御部）５５と、第１重み付け部５６と、第２重み付け部５７と、第３重み付け部５８と、加算部５９とを含む。この実施形態では、第１重み付け部５６、第２重み付け部５７および加算部５９は、本発明における「切替部」の一例である。また、第１重み付け部５６、第２重み付け部５７、第３重み付け部５８および加算部５９は、本発明における「切替部」の一例である。加算部５９は、本発明における「モータトルク指令値演算部」の一例である。

　アシストトルク指令値設定部５１は、手動操作に必要なアシストトルクの目標値であるアシストトルク指令値Ｔ_ａｓを設定する。アシストトルク指令値設定部５１は、トルクセンサ１２によって検出される操舵トルクＴ_ｄに基づいて、アシストトルク指令値Ｔ_ａｓを設定する。操舵トルクＴ_ｄに対するアシストトルク指令値Ｔ_ａｓの設定例は、図３に示されている。

　アシストトルク指令値Ｔ_ａｓは、電動モータ１８から左方向操舵のための操舵補助力を発生させるべきときには正の値とされ、電動モータ１８から右方向操舵のための操舵補助力を発生させるべきときには負の値とされる。アシストトルク指令値Ｔ_ａｓは、操舵トルクＴ_ｄの正の値に対しては正をとり、操舵トルクＴ_ｄの負の値に対しては負をとる。そして、アシストトルク指令値Ｔ_ａｓは、操舵トルクＴ_ｄの絶対値が大きくなるほど、その絶対値が大きくなるように設定される。

　なお、アシストトルク指令値設定部５１は、操舵トルクＴ_ｄに予め設定された定数を乗算することによって、アシストトルク指令値Ｔ_ａｓを演算してもよい。

　第１重み付け部５６は、入力されるモード設定信号に応じて、アシストトルク指令値設定部５１によって設定されるアシストトルク指令値Ｔ_ａｓに対して第１重み付け処理を行う。具体的には、第１重み付け部５６は、モード設定信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３のうちのいずれかが入力されたときには、まず、現在の操舵モードおよび入力されたモード設定信号に応じて、第１重みＷ_１を設定する。次に、第１重み付け部５６は、アシストトルク指令値Ｔ_ａｓに第１重みＷ_１を乗算する。そして、第１重み付け部５６は、乗算値Ｗ_１・Ｔ_ａｓを、第１重み付け処理後のアシストトルク指令値Ｔ_ａｓ’として加算部５９に与える。

　手動操舵指令値生成部５２は、運転者がステアリングホイール２を操作した場合に、当該ステアリングホイール操作に応じた操舵角（より正確には出力軸９の回転角θ）を手動操舵指令値θ_ｍｄａｃとして設定するために設けられている。手動操舵指令値生成部５２は、トルクセンサ１２によって検出される操舵トルクＴ_ｄと、アシストトルク指令値設定部５１によって設定されるアシストトルク指令値Ｔ_ａｓとを用いて手動操舵指令値θ_ｍｄａｃを生成する。手動操舵指令値生成部５２の詳細については、後述する。

　第３重み付け部５８は、入力されるモード設定信号に応じて、手動操舵指令値生成部５２によって生成される手動操舵指令値θ_ｍｄａｃに対して第３重み付け処理を行う。具体的には、第３重み付け部５８は、モード設定信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３のうちのいずれかが入力されたときには、まず、現在の操舵モードおよび入力されたモード設定信号に応じて、第３重みＷ_３を設定する。次に、第３重み付け部５８は、手動操舵指令値θ_ｍｄａｃに第３重みＷ_３を乗算する。そして、第３重み付け部５８は、乗算値Ｗ_３・θ_ｍｄａｃを、第３重み付け処理後の手動操舵指令値θ_ｍｄａｃ’として統合角度指令値演算部５３に与える。

　統合角度指令値演算部５３は、上位ＥＣＵ２０１によって設定される自動操舵指令値θ_ａｄａｃに、第３重み付け処理後の手動操舵指令値θ_ｍｄａｃ’を加算して、統合角度指令値θ_ｓｉｎｔを演算する。

　角度制御部５４は、統合角度指令値θ_ｓｉｎｔに基づいて、統合角度指令値θ_ｓｉｎｔに応じた統合モータトルク指令値Ｔ_ｍｉｎｔを演算する。統合モータトルク指令値Ｔ_ｍｉｎｔは、本発明における「統合トルク指令値」の一例である。角度制御部５４の詳細については、後述する。

　第２重み付け部５７は、入力されるモード設定信号に応じて、統合モータトルク指令値Ｔ_ｍｉｎｔに対して第２重み付け処理を行う。具体的には、第２重み付け部５７は、モード設定信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３のうちのいずれかが入力されたときには、まず、現在の操舵モードおよび入力されたモード設定信号に応じて、第２重みＷ_２を設定する。次に、第２重み付け部５７は、統合モータトルク指令値Ｔ_ｍｉｎｔに第２重みＷ_２を乗算する。そして、第２重み付け部５７は、乗算値Ｗ_２・Ｔ_ｍｉｎｔを、第２重み付け処理後の統合モータトルク指令値Ｔ_ｍｉｎｔ’として加算部５９に与える。

　加算部５９は、第１重み付け処理後のアシストトルク指令値Ｔ_ａｓ’と、第２重み付け処理後の統合モータトルク指令値Ｔ_ｍｉｎｔ’とを加算することにより、電動モータ１８に対するモータトルク指令値Ｔ_ｍを演算する。

　トルク制御部５５は、電動モータ１８のモータトルクがモータトルク指令値Ｔ_ｍに近づくように駆動回路４１を駆動する。

　手動操舵指令値生成部５２は、この実施形態では、リファレンスＥＰＳモデルを用いて、手動操舵指令値θ_ｍｄａｃを設定する。

　図４は、手動操舵指令値生成部５２で用いられるリファレンスＥＰＳモデルの一例を示す模式図である。

　このリファレンスＥＰＳモデルは、ロアコラムを含む単一慣性モデルである。ロアコラムは、出力軸９およびウォームホイール２１に対応する。図４において、Ｊ_ｃは、ロアコラムの慣性であり、θ_ｃはロアコラムの回転角であり、Ｔ_ｄは、操舵トルクである。ロアコラムには、操舵トルクＴ_ｄ、電動モータ１８から出力軸９に作用するトルクＮ・Ｔ_ｍおよび路面負荷トルクＴ_ｒｌが与えられる。路面負荷トルクＴ_ｒｌは、ばね定数ｋおよび粘性減衰係数ｃを用いて、次式(1)で表される。

　Ｔ_ｒｌ＝－ｋ・θ_ｃ－ｃ（ｄθ_ｃ／ｄｔ）　　…(1)
　この実施形態では、ばね定数ｋおよび粘性減衰係数ｃとして、予め実験、解析等で求めた所定値が設定されている。

　リファレンスＥＰＳモデルの運動方程式は、次式(2)で表される。

　Ｊ_ｃ・ｄ^２θ_ｃ／ｄｔ^２＝Ｔ_ｄ＋Ｎ・Ｔ_ｍ－ｋ・θ_ｃ－ｃ（ｄθ_ｃ／ｄｔ）　　…(2)
　手動操舵指令値生成部５２は、Ｔ_ｄにトルクセンサ１２によって検出される操舵トルクＴ_ｄを代入し、Ｎ・Ｔ_ｍにアシストトルク指令値設定部５１によって設定されるアシストトルク指令値Ｔ_ａｓを代入して、式(2)の微分方程式を解くことにより、ロアコラムの回転角θ_ｃを演算する。そして、手動操舵指令値生成部５２は、得られたロアコラムの回転角θ_ｃを手動操舵指令値θ_ｍｄａｃとして生成する。

　図５は、角度制御部５４の構成を示すブロック図である。

　角度制御部５４は、統合角度指令値θ_ｓｉｎｔに基づいて、統合モータトルク指令値Ｔ_ｍｉｎｔを演算する。角度制御部５４は、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）６１と、フィードバック制御部６２と、フィードフォワード制御部６３と、外乱トルク推定部６４と、トルク加算部６５と、外乱トルク補償部６６と、第１減速比除算部６７と、減速比乗算部６８と、回転角演算部６９と、第２減速比除算部７０とを含む。

　減速比乗算部６８は、加算部５９（図２参照）によって演算されるモータトルク指令値Ｔ_ｍに減速機１９の減速比Ｎを乗算することにより、モータトルク指令値Ｔ_ｍを出力軸９（ウォームホイール２１）に作用する出力軸トルク指令値Ｎ・Ｔ_ｍに換算する。

　回転角演算部６９は、回転角センサ２３の出力信号に基づいて、電動モータ１８のロータ回転角θ_ｍを演算する。第２減速比除算部７０は、回転角演算部６９によって演算されるロータ回転角θ_ｍを減速比Ｎで除算することにより、ロータ回転角θ_ｍを出力軸９の回転角（実操舵角）θに換算する。

　ローパスフィルタ６１は、統合角度指令値θ_ｓｉｎｔに対してローパスフィルタ処理を行う。ローパスフィルタ処理後の統合角度指令値θ_ｓｉｎは、フィードバック制御部６２およびフィードフォワード制御部６３に与えられる。

　フィードバック制御部６２は、外乱トルク推定部６４によって演算される操舵角推定値^θを、ローパスフィルタ処理後の統合角度指令値θ_ｓｉｎに近づけるために設けられている。フィードバック制御部６２は、角度偏差演算部６２ＡとＰＤ制御部６２Ｂとを含む。角度偏差演算部６２Ａは、統合角度指令値θ_ｓｉｎと操舵角推定値^θとの偏差Δθ（＝θ_ｓｉｎ－^θ）を演算する。なお、角度偏差演算部６２Ａは、統合角度指令値θ_ｓｉｎと、第２減速比除算部７０によって演算される実操舵角θとの偏差（θ_ｓｉｎ－θ）を、角度偏差Δθとして演算するようにしてもよい。

　ＰＤ制御部６２Ｂは、角度偏差演算部６２Ａによって演算される角度偏差Δθに対してＰＤ演算（比例微分演算）を行うことにより、フィードバック制御トルクＴ_ｆｂを演算する。フィードバック制御トルクＴ_ｆｂは、トルク加算部６５に与えられる。

　フィードフォワード制御部６３は、電動パワーステアリングシステム１の慣性による応答性の遅れを補償して、制御の応答性を向上させるために設けられている。フィードフォワード制御部６３は、角加速度演算部６３Ａと慣性乗算部６３Ｂとを含む。角加速度演算部６３Ａは、統合角度指令値θ_ｓｉｎを２階微分することにより、目標角加速度ｄ^２θ_ｓｉｎ／ｄｔ^２を演算する。

　慣性乗算部６３Ｂは、角加速度演算部６３Ａによって演算された目標角加速度ｄ^２θ_ｓｉｎ／ｄｔ^２に、電動パワーステアリングシステム１の慣性Ｊを乗算することにより、フィードフォワード制御トルクＴ_ｆｆ（＝Ｊ・ｄ^２θ_ｓｉｎ／ｄｔ^２）を演算する。慣性Ｊは、例えば、後述する電動パワーステアリングシステム１の物理モデル（図６参照）から求められる。フィードフォワード制御トルクＴ_ｆｆは、慣性補償値として、トルク加算部６５に与えられる。

　トルク加算部６５は、フィードバック制御トルクＴ_ｆｂにフィードフォワード制御トルクＴ_ｆｆを加算することにより、基本トルク指令値（Ｔ_ｆｂ＋Ｔ_ｆｆ）を演算する。

　外乱トルク推定部６４は、プラント（電動モータ１８の制御対象）に外乱として発生する非線形なトルク（外乱トルク：モータトルク以外のトルク）を推定するために設けられている。外乱トルク推定部６４は、出力軸トルク指令値Ｎ・Ｔ_ｍと、実操舵角θとに基づいて、外乱トルク（外乱負荷）Ｔ_ｌｃ、操舵角θおよび操舵角微分値（角速度）ｄθ／ｄｔを推定する。外乱トルクＴ_ｌｃ、操舵角θおよび操舵角微分値（角速度）ｄθ／ｄｔの推定値を、それぞれ^Ｔ_ｌｃ、^θおよびｄ^θ／ｄｔで表す。外乱トルク推定部６４の詳細については、後述する。

　外乱トルク推定部６４によって演算された外乱トルク推定値^Ｔ_ｌｃは、外乱トルク補償値として外乱トルク補償部６６に与えられる。外乱トルク推定部６４によって演算された操舵角推定値^θは、角度偏差演算部６２Ａに与えられる。

　外乱トルク補償部６６は、基本トルク指令値（Ｔ_ｆｂ＋Ｔ_ｆｆ）から外乱トルク推定値^Ｔ_ｌｃを減算することにより、統合操舵トルク指令値Ｔ_ｓｉｎｔ（＝Ｔ_ｆｂ＋Ｔ_ｆｆ－^Ｔ_ｌｃ）を演算する。これにより、外乱トルクが補償された統合操舵トルク指令値Ｔ_ｓｉｎｔ（出力軸９に対するトルク指令値）が得られる。

　統合操舵トルク指令値Ｔ_ｓｉｎｔは、第１減速比除算部６７に与えられる。第１減速比除算部６７は、統合操舵トルク指令値Ｔ_ｓｉｎｔを減速比Ｎで除算することにより、統合モータトルク指令値Ｔ_ｍｉｎｔを演算する。この統合モータトルク指令値Ｔ_ｍｉｎｔが、第２重み付け部５７（図２参照）に与えられる。

　外乱トルク推定部６４について詳しく説明する。外乱トルク推定部６４は、例えば、図６に示す電動パワーステアリングシステム１の物理モデル１０１を使用して、外乱トルクＴ_ｌｃ、操舵角θおよび角速度ｄθ／ｄｔを推定する外乱オブザーバから構成されている。

　この物理モデル１０１は、出力軸９および出力軸９に固定されたウォームホイール２１を含むプラント（モータ駆動対象の一例）１０２を含む。プラント１０２には、ステアリングホイール２からトーションバー１０を介して操舵トルクＴ_ｄが与えられるとともに、転舵輪３側から路面負荷トルクＴ_ｒｌが与えられる。

　さらに、プラント１０２には、ウォームギヤ２０を介して出力軸トルク指令値Ｎ・Ｔ_ｍが与えられるとともに、ウォームホイール２１とウォームギヤ２０との間の摩擦によって摩擦トルクＴ_ｆが与えられる。

　プラント１０２の慣性をＪとすると、物理モデル１０１の慣性についての運動方程式は、次式(3)で表される。

　ｄ^２θ／ｄｔ^２は、プラント１０２の角加速度である。Ｎは、減速機１９の減速比である。Ｔ_ｌｃは、プラント１０２に与えられるモータトルク以外の外乱トルクを示している。この実施形態では、外乱トルクＴ_ｌｃは、操舵トルクＴ_ｄと路面負荷トルクＴ_ｒｌと摩擦トルクＴ_ｆとの和として示されているが、実際には、外乱トルクＴ_ｌｃはこれら以外のトルクを含んでいる。

　図６の物理モデル１０１に対する状態方程式は、次式(4)で表わされる。

　前記式(4)において、ｘは、状態変数ベクトル、ｕ_１は、既知入力ベクトル、ｕ_２は、未知入力ベクトル、ｙは、出力ベクトル（測定値）である。また、前記式(4)において、Ａは、システム行列、Ｂ_１は、第１入力行列、Ｂ_２は、第２入力行列、Ｃは、出力行列、Ｄは、直達行列である。

　前記状態方程式を、未知入力ベクトルｕ_２を状態の１つとして含めた系に拡張する。拡張系の状態方程式（拡張状態方程式）は、次式(5)で表される。

　前記式(5)において、ｘ_ｅは、拡張系の状態変数ベクトルであり、次式(6)で表される。

　前記式(5)において、Ａ_ｅは、拡張系のシステム行列、Ｂ_ｅは、拡張系の既知入力行列、Ｃｅは、拡張系の出力行列である。

　前記式（5）の拡張状態方程式から、次式（7）の方程式で表される外乱オブザーバ（拡張状態オブザーバ）が構築される。

　式(7)において、^ｘ_ｅはｘ_ｅの推定値を表している。また、Ｌはオブザーバゲインである。また、^ｙはｙの推定値を表している。^ｘ_ｅは、次式（8）で表される。

　式(8)において、^θはθの推定値であり、^Ｔ_ｌｃはＴ_ｌｃの推定値である。

　外乱トルク推定部６４は、前記式(7)の方程式に基づいて状態変数ベクトル^ｘ_ｅを演算する。

　図７は、外乱トルク推定部６４の構成を示すブロック図である。

　外乱トルク推定部６４は、入力ベクトル入力部８１と、出力行列乗算部８２と、第１加算部８３と、ゲイン乗算部８４と、入力行列乗算部８５と、システム行列乗算部８６と、第２加算部８７と、積分部８８と、状態変数ベクトル出力部８９とを含む。

　減速比乗算部６８（図５参照）によって演算される出力軸トルク指令値Ｎ・Ｔ_ｍは、入力ベクトル入力部８１に与えられる。入力ベクトル入力部８１は、入力ベクトルｕ_１を出力する。

　積分部８８の出力が状態変数ベクトル^ｘ_ｅ（前記式(8)参照）となる。演算開始時には、状態変数ベクトル^ｘ_ｅとして初期値が与えられる。状態変数ベクトル^ｘ_ｅの初期値は、たとえば０である。

　システム行列乗算部８６は、状態変数ベクトル^ｘ_ｅにシステム行列Ａ_ｅを乗算する。出力行列乗算部８２は、状態変数ベクトル^ｘ_ｅに出力行列Ｃ_ｅを乗算する。

　第１加算部８３は、第２減速比除算部７０（図５参照）によって演算された実操舵角θである出力ベクトル（測定値）ｙから、出力行列乗算部８２の出力(Ｃ_ｅ・^ｘ_ｅ)を減算する。つまり、第１加算部８３は、出力ベクトルｙと出力ベクトル推定値^ｙ(＝Ｃ_ｅ・^ｘ_ｅ）との差（ｙ－＾ｙ）を演算する。ゲイン乗算部８４は、第１加算部８３の出力（ｙ－＾ｙ）にオブザーバゲインＬ（前記式(7)参照）を乗算する。

　入力行列乗算部８５は、入力ベクトル入力部８１から出力される入力ベクトルｕ_１に入力行列Ｂ_ｅを乗算する。第２加算部８７は、入力行列乗算部８５の出力（Ｂｅ・ｕ_１）と、システム行列乗算部８６の出力（Ａ_ｅ・^ｘ_ｅ）と、ゲイン乗算部８４の出力（Ｌ（ｙ－＾ｙ））とを加算することにより、状態変数ベクトルの微分値ｄ^ｘ_ｅ／ｄｔを演算する。積分部８８は、第２加算部８７の出力（ｄ^ｘ_ｅ／ｄｔ）を積分することにより、状態変数ベクトル^ｘ_ｅを演算する。状態変数ベクトル出力部８９は、状態変数ベクトル^ｘ_ｅに基づいて、外乱トルク推定値^Ｔ_ｌｃ、操舵角推定値^θおよび角速度推定値ｄ^θ／ｄｔを演算する。

　一般的な外乱オブザーバは、前述の拡張状態オブザーバとは異なり、プラントの逆モデルとローパスフィルタとから構成される。プラントの運動方程式は、前述のように式(3)で表される。したがって、プラントの逆モデルは、次式(9)となる。

　一般的な外乱オブザーバへの入力は、Ｊ・ｄ^２θ／ｄｔ^２およびＮ・Ｔ_ｍであり、実操舵角θの２階微分値を用いるため、回転角センサ２３のノイズの影響を大きく受ける。これに対して、前述の実施形態の拡張状態オブザーバでは、積分型で外乱トルクを推定するため、微分によるノイズ影響を低減できる。

　なお、外乱トルク推定部６４として、プラントの逆モデルとローパスフィルタとから構成される一般的な外乱オブザーバを用いてもよい。

　図８は、トルク制御部５５の構成を示す模式図である。

　トルク制御部５５（図２参照）は、モータ電流指令値演算部９１と、電流偏差演算部９２と、ＰＩ制御部９３と、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御部９４とを含む。

　モータ電流指令値演算部９１は、加算部５９（図２参照）によって演算されたモータトルク指令値Ｔ_ｍを電動モータ１８のトルク定数Ｋ_ｔで除算することにより、モータ電流指令値Ｉ_ｃｍｄを演算する。

　電流偏差演算部９２は、モータ電流指令値演算部９１によって得られたモータ電流指令値Ｉ_ｃｍｄと電流検出回路４２によって検出されたモータ電流Ｉとの偏差ΔＩ（＝Ｉ_ｃｍｄ－Ｉ）を演算する。

　ＰＩ制御部９３は、電流偏差演算部９２によって演算された電流偏差ΔＩに対するＰＩ演算（比例積分演算）を行うことにより、電動モータ１８に流れるモータ電流Ｉをモータ電流指令値Ｉ_ｃｍｄに導くための駆動指令値を生成する。ＰＷＭ制御部９４は、前記駆動指令値に対応するデューティ比のＰＷＭ制御信号を生成して、駆動回路４１に供給する。これにより、駆動指令値に対応した電力が電動モータ１８に供給されることになる。

　以下、本実施形態の動作について説明する。

　自動操舵モードとは、自動操舵指令値θ_ａｄａｃのみに基づいて電動モータ１８が制御される操舵モードをいう。手動操舵モードとは、アシストトルク指令値Ｔ_ａｓのみに基づいて電動モータ１８が制御される操舵モードをいう。協調操舵モードとは、自動操舵指令値θ_ａｄａｃと手動操舵指令値θ_ｍｄａｃとの両方が加味された統合角度指令値θ_ｓｉｎｔに基づいて電動モータ１８が制御される操舵モードをいう。

　操舵モードが協調操舵モードに設定されている場合には、第１重みＷ_１が０となり、第２重みＷ_２および第３重みＷ_３が１．０となる。

　操舵モードが自動操舵モードに設定されている場合には、第１重みＷ_１および第３重みＷ_３が零となり、第２重みＷ_２が１．０となる。

　操舵モードが手動操舵モードに設定されている場合には、第１重みＷ_１が１．０となり、第２重みＷ_２が零となり、第３重みＷ_３が０または１．０となる。

　つまり、このモータ制御用ＥＣＵ２０２は、運転者によるモードスイッチ３１，３２，３３の操作によって、通常操舵モードと自動操舵モードと手動操舵モードとの間で操舵モードの切り替えを行うことが可能となる。

　操舵モードの切り替えに伴う第１重みＷ_１、第２重みＷ_２および第３重みＷ_３の設定例が、図９、図１０および図１１にそれぞれ示されている。

　図９では、各モード設定信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３の入力時（時点ｔ１）から所定時間Ｔが経過する時点ｔ２までに、第１重みＷ_１が零から１．０まで漸増する状態が折れ線Ｌ１で示され、１．０から零まで漸減する状態が折れ線Ｌ２で示されている。

　図１０では、時点ｔ１から時点ｔ２までに、第２重みＷ_２が零から１．０まで漸増する状態が折れ線Ｌ３で示され、１．０から零まで漸減する状態が折れ線Ｌ４で示されている。

　図１１では、時点ｔ１から時点ｔ２までに、第３重みＷ_３が零から１．０まで漸増する状態が折れ線Ｌ５で示され、１．０から零まで漸減する状態が折れ線Ｌ６で示されている。

　これにより、第１重み付け処理後のアシストトルク指令値Ｔ_ａｓ’、第２重み付け処理後の統合モータトルク指令値Ｔ_ｍｉｎｔ’および第３重み付け処理後の手動操舵指令値θ_ｍｄａｃ’のそれぞれの絶対値が漸増または漸減されることになるため、操舵モード間の切り替えが滑らかに行われる。

　第１重みＷ_１、第２重みＷ_２および第３重みＷ_３を零と１．０との間で切り替えるのに要する時間Ｔは、予め実験・解析等で求められた所定値が設定されている。また、第１重みＷ_ａｄ、第２重みＷ_２および第３重みＷ_３とで、零と１．０との間で切り替えるのに要する時間Ｔが異なるように設定してもよい。また、第１重みＷ_１、第２重みＷ_２および第３重みＷ_３は、線形ではなく、非線形に漸増・漸減するように設定されてもよい。

　本実施形態においては、操舵モードの変更を伴わないモードスイッチ３１，３２，３３の操作が行われても、その操作は無効とされるものとする。また、本実施形態においては、各モードスイッチ３１，３２，３３が操作されてから所定時間Ｔが経過するまでに、いずれかのモードスイッチ３１，３２，３３が操作されたとしても、その操作は無効とされるものとする。

　なお、操舵モードの切り替えは、モードスイッチ３１，３２，３３によって行われているが、上位ＥＣＵ２０１が、運転支援機能または自動運転機能のＯＮ／ＯＦＦ信号、障害物、ドライバ状態、アクセル・ブレーキなどのドライバ操作および車両の走行状態に応じて操舵モードの切り替えるようにしてもよい。この場合には、上位ＥＣＵ２０１が、運転支援機能または自動運転機能のＯＮ／ＯＦＦ信号、障害物、ドライバ状態、アクセル・ブレーキなどのドライバ操作および車両の走行状態に応じてモード設定信号を生成して、モータ制御用ＥＣＵ２０２に与える。この場合、上位ＥＣＵ２０１が、運転支援機能または自動運転機能のＯＮ／ＯＦＦ信号、障害物、ドライバ状態、アクセル・ブレーキなどのドライバ操作および車両の走行状態に応じて生成するモード設定信号は、本発明における「切替信号」の一例である。

　例えば、車両を車線内に維持させるためのレーン・キーピング・アシスト制御が行われる場合には、次のようにして、上位ＥＣＵ２０１は、操舵モードを自動的に切り替えるようにしてもよい。

　図１２において、平面視で、車線Ｌ_Ｌ，Ｌ_Ｒの中心ラインＬ_Ｓを中心とした幅α（ただし、α＞０）の第１領域Ｅ１内に、車両３００の幅中心における長さ所定位置（以下、「基準位置」という。）が存在している場合には、上位ＥＣＵ２０１は、操舵モードを手動操舵モードに設定する。

　平面視で、車線Ｌ_Ｌ，Ｌ_Ｒの中心ラインＬ_Ｓを中心とした幅β（ただし、β＞α）の第２領域Ｅ２内であってかつ第１領域外の第３領域Ｅ３内に、車両３００の基準位置が存在している場合には、上位ＥＣＵ２０１は、操舵モードを協調操舵モードに設定する。

　そして、平面視で、車両３００の基準位置が、第２領域Ｅ２の外側に存在している場合には、上位ＥＣＵ２０１は、操舵モードを自動操舵モードに設定する。

　前述の実施形態では、統合角度指令値θ_ｓｉｎｔに基づいて電動モータ１８を制御できる協調操舵モードと、アシストトルク指令値Ｔ_ａｓのみに基づいて電動モータ１８を制御できる手動操舵モードと、自動操舵指令値θ_ａｄａｃのみに基づいて電動モータ１８を制御できる自動操舵モードとを切り替えることができるようになる。

　つまり、統合角度指令値θ_ｓｉｎｔに基づいて電動モータ１８を制御できる電動パワーステアリングシステム１において、アシストトルク指令値Ｔ_ａｓのみに基づいて電動モータ１８を制御することが可能となる。

　前述の実施形態では、手動操舵モード時には、アシストトルク指令値Ｔ_ａｓのみに基づいて電動モータ１８が制御されるから、ドライバは、実際の路面負荷トルク（路面反力トルク）を受け取ることができるようになる。

　また、前述の実施形態では、統合角度指令値θ_ｓｉｎｔに基づいて基本トルク指令値（Ｔ_ｆｂ＋Ｔ_ｆｆ）が演算され、外乱トルク推定部６４によって演算された外乱トルク推定値^Ｔ_ｌｃによって基本トルク指令値（Ｔ_ｆｂ＋Ｔ_ｆｆ）が補正されているので、角度制御性能に対する外乱トルクの影響を抑制することができる。これにより、高精度の角度制御を実現することが可能となる。

　図１３は、モータ制御用ＥＣＵ２０２の変形例を説明するためのブロック図である。図１３において、前述の図２の各部に対応する部分には、図２の各部と同じ符号を付して示す。

　このモータ制御用ＥＣＵ２０２では、図２の第１重み付け部５６、第２重み付け部５７および第３重み付け部５８それぞれに代えて、第１スイッチ１５６、第２スイッチ１５７および第３スイッチ１５８が設けられている。

　操舵モードが協調操舵モードに設定されている場合には、第１スイッチ１５６がオフとされ、第２スイッチ１５７および第３スイッチ１５８がオンされる。

　操舵モードが自動操舵モードに設定されている場合には、第１スイッチ１５６および第３スイッチ１５８がオフとされ、第２スイッチ１５７がオンとされる。

　操舵モードが手動操舵モードに設定されている場合には、第１スイッチ１５６がオンとされ、第２スイッチ１５７がオフとされ、第３スイッチ１５８がオフまたはオンとされる。

　第１スイッチ１５６、第２スイッチ１５６および加算部５９は、本発明における「切替部」の一例である。また、第１スイッチ１５６、第２スイッチ１５７、第３スイッチ１５８および加算部５９は、本発明における「切替部」の一例である。加算部５９は、本発明における「加算部」の一例である。

　以上、この発明の実施形態および変形例について説明したが、この発明はさらに他の形態で実施することもできる。

　前述の実施形態では、前記式(2)におけるばね定数ｋは、予め実験、解析等によって求められている。しかし、前記式(2)におけるばね定数ｋは、外乱トルク推定部６４（図５参照）によって演算される外乱トルク推定値^Ｔ_ｌｃと、第２減速比除算部７０によって演算される実操舵角θとを用いて、次式(10)に基づいて、演算されてもよい。

　ｋ＝^Ｔ_ｌｃ／θ　　　…(10)
　また、前述の実施形態では、前記式(2)における粘性減衰係数ｃは、予め実験、解析等によって求められている。

　しかし、前記式(2)における粘性減衰係数ｃは、外乱トルク推定部６４によって演算される外乱トルク推定値^Ｔ_ｌｃと、第２減速比除算部７０によって演算される実操舵角θとを用いて、次式(11)に基づいて、演算されてもよい。

　ｃ＝^Ｔ_ｌｃ／（ｄθ／ｄｔ）　　　…(11)
　また、前述の実施形態では、角度制御部５４（図５参照）は、フィードフォワード制御部６３を備えているが、フィードフォワード制御部６３を省略してもよい。この場合には、フィードバック制御部６２によって演算されるフィードバック制御トルクＴ_ｆｂが基本目標トルクとなる。

　また、前述の実施形態では、第１重み付け部５６、第２重み付け部５７および第３重み付け部５８が設けられているが、第３重み付け部５８は省略されてもよい。この場合には、操舵モードは、手動操舵モードと協調操舵モードとの２種類になる。

　同様に、前述の変形例では、第１スイッチ１５６、第２スイッチ１５７および第３スイッチ１５８が設けられているが、第３スイッチ１５８は省略されてもよい。この場合には、操舵モードは、手動操舵モードと協調操舵モードとの２種類になる。

　また、前述の実施形態では、この発明をコラムタイプＥＰＳのモータ制御に適用した場合の例を示したが、この発明は、コラムタイプ以外のＥＰＳのモータ制御にも適用することができる。また、この発明は、ステアバイワイヤシステムの転舵角制御用の電動モータの制御にも適用することができる。

　本発明の実施形態について詳細に説明してきたが、これらは本発明の技術的内容を明らかにするために用いられた具体例に過ぎず、本発明はこれらの具体例に限定して解釈されるべきではなく、本発明の範囲は添付の請求の範囲によってのみ限定される。

　１…電動パワーステアリング装置、３…転舵輪、４…転舵機構、１８…電動モータ、５１…アシストトルク指令値設定部、５２…手動操舵指令値生成部、５３…統合角度指令値演算部、５４…角度制御部、５５…トルク制御部、５６…第１重み付け部、５７…第２重み付け部、５８…第３重み付け部、５９…加算部、６１…ローパスフィルタ（ＬＰＦ）、６２…フィードバック制御部、６３…フィードフォワード制御部、６４…外乱トルク推定部、６５…トルク加算部、６６…外乱トルク補償部、１５６…第１スイッチ、１５７…第２スイッチ、１５８…第３スイッチ

Claims (7)

1. 　舵角制御用の電動モータを駆動制御するためのモータ制御装置であって、
   　操舵トルクを用いてアシストトルク指令値を生成するアシストトルク指令値生成部と、
   　前記操舵トルクおよび前記アシストトルク指令値を用いて手動操舵指令値を生成する手動操舵指令値生成部と、
   　自動操舵指令値に前記手動操舵指令値を加算して、統合角度指令値を演算する統合角度指令値演算部と、
   　前記アシストトルク指令値のみに基づいて前記電動モータを制御する第１制御と、前記統合角度指令値に基づいて前記電動モータを制御する第２制御とを、切替信号に基づいて切り替える切替部とを含む、モータ制御装置。
2. 　前記切替部は、
   　前記切替信号に基づいて、前記アシストトルク指令値に対して第１重み付け処理を行う第１重み付け部と、
   　前記切替信号に基づいて、前記統合角度指令値に応じた統合トルク指令値に対して第２重み付け処理を行う第２重み付け部と、
   　前記第１重み付け処理後のアシストトルク指令値と、前記第２重み付け処理後の統合トルク指令値とに基づいてモータトルク指令値を演算するモータトルク指令値演算部とを含む、請求項１に記載のモータ制御装置。
3. 　前記切替部は、前記切替信号に基づいて、前記第１制御と、前記第２制御と、前記自動操舵指令値のみに基づいて前記電動モータを制御する第３制御とを切り替えるように構成されている、請求項１に記載のモータ制御装置。
4. 　前記切替部は、
   　前記切替信号に基づいて、前記アシストトルク指令値に対して第１重み付け処理を行う第１重み付け部と、
   　前記切替信号に基づいて、前記統合角度指令値に応じた統合トルク指令値に対して第２重み付け処理を行う第２重み付け部と、
   　前記切替信号に基づいて、前記手動操舵指令値に対して第３重み付け処理を行う第３重み付け部と、
   　前記第１重み付け処理後のアシストトルク指令値と、前記第２重み付け処理後の統合トルク指令値とに基づいてモータトルク指令値を演算するモータトルク指令値演算部とを含み、
   　前記統合角度指令値演算部は、前記自動操舵指令値に、前記第３重み付け処理後の前記手動操舵指令値を加算して、前記統合角度指令値を演算するように構成されている、請求項３に記載のモータ制御装置。
5. 　前記切替部は、
   　前記アシストトルク指令値生成部によって生成される前記アシストトルク指令値と、前記統合角度指令値演算部によって演算される前記統合角度指令値に応じた統合トルク指令値とを加算してモータトルク指令値を演算するための加算部と、
   　前記アシストトルク指令値生成部と前記加算部との間に設けられ、前記切替信号に基づいてオンオフされる第１スイッチと、
   　前記統合角度指令値演算部と前記加算部との間に設けられ、前記切替信号に基づいてオンオフされる第２スイッチとを含む、請求項１に記載のモータ制御装置。
6. 　前記切替部は、
   　前記アシストトルク指令値生成部によって生成される前記アシストトルク指令値と、前記統合角度指令値演算部によって演算される前記統合角度指令値に応じた統合トルク指令値とを加算してモータトルク指令値を演算するための加算部と、
   　前記アシストトルク指令値生成部と前記加算部との間に設けられ、前記切替信号に基づいてオンオフされる第１スイッチと、
   　前記統合角度指令値演算部と前記加算部との間に設けられ、前記切替信号に基づいてオンオフされる第２スイッチと、
   　前記手動操舵指令値生成部と前記統合角度指令値演算部との間に設けられ、前記切替信号に基づいてオンオフされる第３スイッチとを含む、請求項３に記載のモータ制御装置。
7. 　前記第２制御を行うための制御部は、前記統合角度指令値に基づいて角度制御を行う角度制御部を含み、
   　前記角度制御部は、
   　前記統合角度指令値に基づいて、基本トルク指令値を演算する基本トルク指令値演算部と、
   　前記電動モータの駆動対象に作用する前記電動モータのモータトルク以外の外乱トルクを推定する外乱トルク推定部と、
   　前記基本トルク指令値を前記外乱トルクによって補正する外乱トルク補償部とを含む、請求項２，４，５および６のいずれか一項に記載のモータ制御装置。

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