JP2023069907A - モータ制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】運転モードに応じて適切な協調制御を行えるようになる、モータ制御装置を提供する。【解決手段】モータ制御装置は、操舵トルクとアシストトルク指令値とを用いて、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、統合角度指令値に基づいて、舵角制御用の電動モータを角度制御する制御部と、手動操舵指令値生成部に入力する操舵トルク、手動操舵指令値生成部に入力するアシストトルク指令値およびアシストトルク指令値演算部に入力する前記操舵トルクのうちの少なくとも１つに設けられた不感帯処理部と、運転モードに応じて、不感帯処理部の少なくとも１つの不感帯処理部の不感帯幅を変更する不感帯幅変更部とを含む。【選択図】図２

Description

この発明は、舵角制御用の電動モータを制御するモータ制御装置に関する。

下記特許文献１には、操舵トルクを用いて手動操舵指令値を演算する手動操舵指令値演算部と、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、統合角度指令値に基づいて、電動モータを角度制御する制御部とを含むモータ制御装置が開示されている。

特許文献１に記載のモータ制御装置では、運転モードが自動運転モードである場合に、自動操舵指令値に手動操舵指令値が加算された統合角度指令値に基づいて電動モータが制御される。これにより、手動操舵制御と自動操舵制御との間で切り替えを行うことなく、自動操舵制御主体での操舵制御を行いながら手動操舵が可能な協調制御を行える。

特開２０１９－１９４０５９号公報

この発明の一実施形態の目的は、運転モードに応じて適切な協調制御を行えるようになる、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、操舵トルクを検出するためのトルク検出部と、前記操舵トルクを用いてアシストトルク指令値を設定するアシストトルク指令値設定部と、前記操舵トルクと前記アシストトルク指令値とを用いて、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、前記統合角度指令値に基づいて、舵角制御用の電動モータを角度制御する制御部と、前記手動操舵指令値生成部に入力する前記操舵トルク、前記手動操舵指令値生成部に入力する前記アシストトルク指令値および前記アシストトルク指令値演算部に入力する前記操舵トルクのうちの少なくとも１つに設けられた不感帯処理部と、運転モードに応じて、前記不感帯処理部の少なくとも１つの不感帯処理部の不感帯幅を設定する不感帯幅設定部とを含む、モータ制御装置を提供する。

この構成では、運転モードに応じて適切な協調制御を行えるようになる。

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_ｔｂに対するアシストトルク指令値Ｔ^＊ _ｍ，ａｄの設定例を示すグラフである。 図４は、手動操舵指令値設定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、第１不感帯幅設定部によって行われる第１不感帯幅設定処理の手順を示すフローチャートである 図１０は、第１不感帯幅設定部の入出力特性の具体例を示すグラフである。 図１１は、第１不感帯幅設定部による車速Ｖに対する第１不感帯幅Ｗ_{１＿ｌａｎｅ}の設定例を示すグラフである。 図１２は、モータ制御用ＥＣＵの変形例の電気的構成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、操舵トルクを検出するためのトルク検出部と、前記操舵トルクを用いてアシストトルク指令値を設定するアシストトルク指令値設定部と、前記操舵トルクと前記アシストトルク指令値とを用いて、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、前記統合角度指令値に基づいて、舵角制御用の電動モータを角度制御する制御部と、前記手動操舵指令値生成部に入力する前記操舵トルク、前記手動操舵指令値生成部に入力する前記アシストトルク指令値および前記アシストトルク指令値演算部に入力する前記操舵トルクのうちの少なくとも１つに設けられた不感帯処理部と、運転モードに応じて、前記不感帯処理部の少なくとも１つの不感帯処理部の不感帯幅を設定する不感帯幅設定部とを含む、モータ制御装置を提供する。

この構成では、運転モードに応じて適切な協調制御を行えるようになる。

本発明の一実施形態では、車速を検出する車速検出部をさらに含み、前記不感帯幅設定部は、前記車速を考慮して、前記不感帯処理部の不感帯幅を設定するように構成されている。

本発明の一実施形態では、前記運転モードは、車両が車線を逸脱するのを防止する車線維持支援モードと、他車両等との衝突を自動的に回避するための自動緊急回避モードと、車両を自動的に駐車させるための自動駐車モードとを含む。

［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。

［１］電動パワーステアリングシステムの概略構成
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、ドライバ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（トルク検出部）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_ｔｂ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_ｔｂ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_ｔｂ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θ_ｗｗに対するウォームギヤ２０の回転角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_ｔｂ、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_ｔｂは、ドライバによってステアリングホイール２に加えられる力（ドライバトルク）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、地図情報を記憶した地図情報メモリ２８および車速Ｖを検出するため車速センサ（車速検出部）２９が搭載されている。

ＣＣＤカメラ２５、ＧＰＳ２６、レーダー２７、地図情報メモリ２８および車速センサ２９は、自動運転制御（運転支援制御を含む）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、レーダー２７および車速センサ２９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、運転モードとして、通常モードと、車線維持支援モードと、自動緊急回避モードと、自動駐車モードとがある。通常モードは、後述する手動操舵指令値θ^＊ _ｃ，ｍｄまたはアシストトルク指令値Ｔ^＊ _ｍ，ｍｄに基づいて操舵が行われるモードである。車線維持支援モードは、車両が車線を逸脱するのを防止するための運転支援が行われるモードである。例えば、レーンキープアシスト（ＬＫＡ）は、車線維持支援モード時に実行されるアプリケーションの一例である。

自動緊急回避モードは、他車両等との衝突を自動的に回避するための自動緊急回避操舵が行われるモードである。自動駐車モードは、駐車スペースに車両を自動的に駐車させるための自動駐車操舵が行われるモードである。例えば、インテリジェントパーキングアシスト（ＩＰＡ）は、自動駐車モード時に実行されるアプリケーションの一例である。

車線維持支援モード時には、上位ＥＣＵ２０１は、車線逸脱防止のための自動操舵指令値θ^＊ _ｃ，ａｄを設定する。自動緊急回避モード時には、上位ＥＣＵ２０１は、緊急回避のための自動操舵指令値θ^＊ _ｃ，ａｄを設定する。自動駐車モード時には、上位ＥＣＵ２０１は、自動駐車のための自動操舵指令値θ^＊ _ｃ，ａｄを設定する。このような自動操舵指令値θ^＊ _ｃ，ａｄ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、通常モード時には、上位ＥＣＵ２０１は、自動操舵指令値θ^＊ _ｃ，ａｄを零に設定する。

また、上位ＥＣＵ２０１は、運転モードを示すモード信号Ｓ_ｍｏｄｅを出力する。モード信号Ｓ_ｍｏｄｅ、上位ＥＣＵ２０１によって設定される自動操舵指令値θ^＊ _ｃ，ａｄおよび車速Ｖ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_ｔｂ、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。

［２］モータ制御用ＥＣＵ２０２
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４０と、マイクロコンピュータ４０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）３１と、電動モータ１８に流れる電流（以下、「モータ電流Ｉ_{ｍ，ｉｎｔ}」という）を検出するための電流検出回路３２とを備えている。

マイクロコンピュータ４０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。この複数の機能処理部には、回転角演算部４１と、減速比除算部４２と、第１不感帯処理部４３と、アシストトルク指令値設定部４４と、第２不感帯処理部４５と、手動操舵指令値生成部４６と、統合角度指令値演算部４７と、角度制御部４８と、トルク制御部４９と、第１不感帯幅設定部５１と、第２不感帯幅設定部５２とが含まれる。

回転角演算部４１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，ｉｎｔ}を演算する。減速比除算部４２は、ロータ回転角θ_{ｍ，ｉｎｔ}を減速比Ｎで除算することにより、ロータ回転角θ_{ｍ，ｉｎｔ}を出力軸９の回転角（実操舵角）θ_{ｃ，ｉｎｔ}に変換する。

第１不感帯処理部４３には、操舵トルクＴ_ｔｂが入力される。第１不感帯処理部４３は、第１不感帯幅をＷ_１とすると、操舵トルクＴ_ｔｂが－Ｗ_１／２以上でＷ_１／２以下の範囲（第１不感帯領域）内である場合には、零を、第１不感帯処理後の操舵トルクＴ_{ｔｂ，ｄｅ}として出力する（後述する図１０参照）。

操舵トルクＴ_ｔｂが－Ｗ_１／２よりも小さい領域では、第１不感帯処理部４３は、［Ｔ_ｔｂ＋（Ｗ_１／２）］を、第１不感帯処理後の操舵トルクＴ_{ｔｂ，ｄｅ}として出力する。操舵トルクＴ_ｔｂがＷ_１／２よりも大きい領域では、第１不感帯処理部４３は、［Ｔ_ｔｂ－（Ｗ_１／２）］を、第１不感帯処理後の操舵トルクＴ_{ｔｂ，ｄｅ}として出力する。第１不感帯幅Ｗ_１は、第１不感帯幅設定部５１によって設定される。

アシストトルク指令値設定部４４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^＊ _ｍ，ｍｄを設定する。アシストトルク指令値設定部４４は、車速Ｖとトルクセンサ１２によって検出される操舵トルクＴ_ｔｂに基づいて、アシストトルク指令値Ｔ^＊ _ｍ，ｍｄを設定する。操舵トルクＴ_ｔｂに対するアシストトルク指令値Ｔ^＊ _ｍ，ｍｄ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^＊ _ｍ，ｍｄ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^＊ _ｍ，ｍｄは、操舵トルクＴ_ｔｂの正の値に対しては正をとり、操舵トルクＴ_ｔｂ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^＊ _ｍ，ｍｄは、操舵トルクＴ_ｔｂ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。アシストトルク指令値Ｔ^＊ _ｍ，ｍｄは、車速Ｖが大きいほど、その絶対値が小さ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４４は、操舵トルクＴ_ｔｂ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^＊ _ｍ，ｍｄを演算してもよい。

第２不感帯処理部４５には、アシストトルク指令値Ｔ^＊ _ｍ，ｍｄが入力される。第２不感帯処理部４５は、第２不感帯幅をＷ_２とすると、アシストトルク指令値Ｔ^＊ _ｍ，ｍｄが－Ｗ_２／２以上でＷ_２／２以下の範囲（第２不感帯領域）内である場合には、零を、第２不感帯処理後のアシストトルク指令値Ｔ^＊ _{ｍ，ｍｄ，ｄｅ}として出力する。

アシストトルク指令値Ｔ^＊ _ｍ，ｍｄが－Ｗ_２／２よりも小さい領域では、第２不感帯処理部４５は、［Ｔ^＊ _ｍ，ｍｄ＋（Ｗ_２／２）］を、第２不感帯処理後のアシストトルク指令値Ｔ^＊ _{ｍ，ｍｄ，ｄｅ}として出力する。アシストトルク指令値Ｔ^＊ _ｍ，ｍｄがＷ_２／２よりも大きい領域では、第２不感帯処理部４５は、［Ｔ^＊ _ｍ，ｍｄ－（Ｗ_２／２）］を、第２不感帯処理後のアシストトルク指令値Ｔ^＊ _{ｍ，ｍｄ，ｄｅ}として出力する。第２不感帯幅Ｗ_２は、第２不感帯幅設定部５２によって設定される。

手動操舵指令値生成部４６は、ドライバ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を手動操舵指令値θ^＊ _ｃ，ｍｄ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４６は、第１不感帯処理後の操舵トルクＴ_{ｔｂ，ｄｅ}と、第２不感帯処理後のアシストトルク指令値Ｔ^＊ _{ｍ，ｍｄ，ｄｅ}とを用いて手動操舵指令値θ^＊ _ｃ，ｍｄを生成する。手動操舵指令値生成部４６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^＊ _ｃ．ｍｄを設定する。

図４は、手動操舵指令値生成部４６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_{ｔｂ，ｄｅ}は、第１不感帯処理後の操舵トルクである。このリファレンスＥＰＳモデルは、第１不感帯処理後の操舵トルクＴ_{ｔｂ，ｄｅ}と、第２不感帯処理後のアシストトルク指令値Ｔ^＊ _{ｍ，ｍｄ，ｄｅ}に基づき電動モータ１８から出力軸９に作用するトルクＮ・Ｔ^＊ _{ｍ，ｍｄ，ｄｅ}と、路面負荷トルクＴ_ｒｌとがロアコラムに与えられたときのロアコラムの回転角θ_ｃを生成（推定）するためのモデルである。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、予め実験・解析等で求められ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_{ｔｂ，ｄｅ}＋Ｎ・Ｔ^＊ _{ｍ，ｍｄ，ｄｅ}－ｋ・θ_ｃ－ｃ（ｄθ_ｃ／ｄｔ） …(2)
手動操舵指令値生成部４６は、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４６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^＊ _ｃ，ｍｄとして設定する。

統合角度指令値演算部４７は、上位ＥＣＵ２０１によって設定される自動操舵指令値θ^＊ _ｃ，ａｄに手動操舵指令値θ^＊ _ｃ，ｍｄを加算して、統合角度指令値θ^＊ _{ｃ，ｉｎｔ}を演算する。

角度制御部４８は、統合角度指令値θ^＊ _{ｃ，ｉｎｔ}に基づいて、電動モータ１８のモータトルクの目標値であるモータトルク指令値Ｔ^＊ _{ｍ，ｉｎｔ}を演算する。トルク制御部４９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，ｉｎｔ}に近づくように駆動回路３１を駆動する。つまり、角度制御部４８およびトルク制御部４９からなる制御部は、実操舵角θ_{ｃ，ｉｎｔ}（出力軸９の回転角θ_{ｃ，ｉｎｔ}）が統合角度指令値θ^＊ _{ｃ，ｉｎｔ}に近づくように、駆動回路３１を駆動制御する。角度制御部４８およびトルク制御部４９の動作の詳細については、後述する。

第１不感帯幅設定部５１および第２不感帯幅設定部５２は、それぞれ、モード信号Ｓ_ｍｏｄｅ（運転モード）に基づいて、第１不感帯幅Ｗ_１および第２不感帯幅Ｗ_２を設定する。第１不感帯幅設定部５１および第２不感帯幅設定部５２の動作の詳細については後述する。

図５は、角度制御部４８の構成を示すブロック図である。

角度制御部４８は、統合角度指令値θ^＊ _{ｃ，ｉｎｔ}に基づいてモータトルク指令値Ｔ^＊ _{ｍ，ｉｎｔ}を演算する。角度制御部４８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、減速比除算部６７と、減速比乗算部６８とを含む。

減速比乗算部６８は、減速比除算部６７によって演算されるモータトルク指令値Ｔ^＊ _{ｍ，ｉｎｔ}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，ｉｎｔ}を出力軸９に作用する出力軸トルク指令値Ｔ^＊ _{ｃ，ｉｎｔ}（＝Ｎ・Ｔ^＊ _{ｍ，ｉｎｔ}）に換算する。

ローパスフィルタ６１は、統合角度指令値θ^＊ _{ｃ，ｉｎｔ}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^＊ _{ｃ，ｉｎｔｆ}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、減速比除算部４２（図２参照）によって演算される実操舵角θ_{ｃ，ｉｎｔ}を、ローパスフィルタ処理後の統合角度指令値θ^＊ _{ｃ，ｉｎｔｆ}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^＊ _{ｃ，ｉｎｔｆ}と、減速比除算部４２によって演算される実操舵角θ_{ｃ，ｉｎｔ}との偏差Δθ_{ｃ，ｉｎｔ}（＝θ^＊ _{ｃ，ｉｎｔｆ}－θ_{ｃ，ｉｎｔ}）を演算する。なお、角度偏差演算部６２Ａは、統合角度指令値θ^＊ _{ｃ，ｉｎｔｆ}と、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_{ｃ，ｉｎｔ}との偏差（θ^＊ _{ｃ，ｉｎｔｆ}－＾θ_{ｃ，ｉｎｔ}）を、角度偏差Δθ_{ｃ，ｉｎｔ}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_{ｃ，ｉｎｔ}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，ｉｎｔ}を演算する。フィードバック制御トルクＴ_{ｆｂ，ｉｎｔ}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^＊ _{ｃ，ｉｎｔｆ}を二階微分することにより、目標角加速度ｄ^２θ^＊ _{ｃ，ｉｎｔｆ}／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^＊ _{ｃ，ｉｎｔｆ}／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，ｉｎｔ}（＝Ｊ・ｄ^２θ^＊ _{ｃ，ｉｎｔｆ}／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，ｉｎｔ}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，ｉｎｔ}にフィードフォワード制御トルクＴ_{ｆｆ，ｉｎｔ}を加算することにより、基本トルク指令値（Ｔ_{ｆｂ，ｉｎｔ}＋Ｔ_{ｆｆ，ｉｎｔ}）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、プラントへの入力値である出力軸トルク指令値Ｔ^＊ _{ｃ，ｉｎｔ}（＝Ｎ・Ｔ^＊ _{ｍ，ｉｎｔ}）と、プラントの出力である実操舵角θ_{ｃ，ｉｎｔ}とに基づいて、外乱トルク（外乱負荷）Ｔ_ｌｃ、操舵角θ_{ｃ，ｉｎｔ}および操舵角微分値（角速度）ｄθ_{ｃ，ｉｎｔ}／ｄｔを推定する。外乱トルクＴ_ｌｃ、操舵角θ_{ｃ，ｉｎｔ}および操舵角微分値（角速度）ｄθ_{ｃ，ｉｎｔ}／ｄｔの推定値を、それぞれ^Ｔ_ｌｃ、^θ_{ｃ，ｉｎｔ}およびｄ^θ_{ｃ，ｉｎｔ}／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。

外乱トルク補償部６６は、基本トルク指令値（Ｔ_{ｆｂ，ｉｎｔ}＋Ｔ_{ｆｆ，ｉｎｔ}）から外乱トルク推定値^Ｔ_ｌｃを減算することにより、出力軸トルク指令値Ｔ^＊ _{ｃ，ｉｎｔ}（＝Ｔ_{ｆｂ，ｉｎｔ}＋Ｔ_{ｆｆ，ｉｎｔ}－^Ｔ_ｌｃ）を演算する。これにより、外乱トルクが補償された出力軸トルク指令値Ｔ^＊ _{ｃ，ｉｎｔ}（出力軸９に対するトルク指令値）が得られる。

出力軸トルク指令値Ｔ^＊ _{ｃ，ｉｎｔ}は、減速比除算部６７に与えられる。減速比除算部６７は、出力軸トルク指令値Ｔ^＊ _{ｃ，ｉｎｔ}を減速比Ｎで除算することにより、モータトルク指令値Ｔ^＊ _{ｍ，ｉｎｔ}を演算する。このモータトルク指令値Ｔ^＊ _{ｍ，ｉｎｔ}が、トルク制御部４９（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_{ｃ，ｉｎｔ}および角速度ｄθ_{ｃ，ｉｎｔ}／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_ｔｂ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Ｔ^＊ _{ｃ，ｉｎｔ}（＝Ｎ・Ｔ^＊ _{ｍ，ｉｎｔ}）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_{ｃ，ｉｎｔ}／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_ｔｂ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。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、Ｃ_ｅ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_{ｃ，ｉｎｔ}はθ_{ｃ，ｉｎｔ}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Ｔ^＊ _{ｃ，ｉｎｔ}（＝Ｎ・Ｔ^＊ _{ｍ，ｉｎｔ}）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、減速比除算部４２（図２参照）によって演算された実操舵角θ_{ｃ，ｉｎｔ}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_{ｃ，ｉｎｔ}および角速度推定値ｄ^θ_{ｃ，ｉｎｔ}／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_{ｃ，ｉｎｔ}／ｄｔ^２およびＮ・Ｔ^＊ _{ｍ，ｉｎｔ}であり、実操舵角θ_{ｃ，ｉｎｔ}の二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４９の電気的構成を示すブロック図である。トルク制御部４９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、角度制御部４８によって演算されたモータトルク指令値Ｔ^＊ _{ｍ，ｉｎｔ}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^＊ _{ｍ，ｉｎｔ}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^＊ _{ｍ，ｉｎｔ}と電流検出回路３２によって検出されたモータ電流Ｉ_{ｍ，ｉｎｔ}との偏差ΔＩ_{ｍ，ｉｎｔ}（＝Ｉ^＊ _{ｍ，ｉｎｔ}－Ｉ_{ｍ，ｉｎｔ}）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_{ｍ，ｉｎｔ}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_{ｍ，ｉｎｔ}をモータ電流指令値Ｉ^＊ _{ｍ，ｉｎｔ}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３１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。

次に、第１不感帯幅設定部５１および第２不感帯幅設定部５２の動作について詳しく説明する。第１不感帯幅設定部５１は、第１不感帯幅Ｗ_１を設定するための第１不感帯幅設定処理を行う。第２不感帯幅設定部５２は、第２不感帯幅Ｗ_２を設定するための第２不感帯幅設定処理を行う。

図９は、第１不感帯幅設定部５１によって行われる第１不感帯幅設定処理の手順を示すフローチャートである。図９に示される第１不感帯幅設定処理は、所定の演算周期毎に繰り返し行われる。

第１不感帯幅設定部５１は、モード信号Ｓ_ｍｏｄｅに基づいて、運転モードが、通常モードであるか、自動駐車モードであるか、自動緊急回避モードであるか、車線維持支援モードであるかを判別する（ステップＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４）。

運転モードが、通常モードである場合には（ステップＳ１：ＹＥＳ）、第１不感帯幅設定部５１は、第１不感帯幅Ｗ_１を、予め設定された通常モード用の第１不感帯幅Ｗ_{１＿ｓｔａｎｄａｒｄ}に設定する（ステップＳ５）。そして、第１不感帯幅設定部５１は、今回の演算周期の処理を終了する。

運転モードが、自動駐車モードである場合には（ステップＳ２：ＹＥＳ）、第１不感帯幅設定部５１は、第１不感帯幅Ｗ_１を、予め設定された自動駐車モード用の第１不感帯幅Ｗ_{１＿ｐａｒｋ}に設定する（ステップＳ６）。そして、第１不感帯幅設定部５１は、今回の演算周期の処理を終了する。

運転モードが、自動緊急回避モードである場合には（ステップＳ３：ＹＥＳ）、第１不感帯幅設定部５１は、第１不感帯幅Ｗ_１を、予め設定された自動緊急回避モード用の第１不感帯幅Ｗ_{１＿ｅｍｅｒｇｅｎｃｙ}に設定する（ステップＳ７）。そして、第１不感帯幅設定部５１は、今回の演算周期の処理を終了する。

運転モードが、車線維持支援モードである場合には（ステップＳ４：ＹＥＳ）、第１不感帯幅設定部５１は、第１不感帯幅Ｗ_１を、予め設定された車線維持支援モード用の第１不感帯幅Ｗ_{１＿ｌａｎｅ}に設定する（ステップＳ８）。そして、第１不感帯幅設定部５１は、今回の演算周期の処理を終了する。

Ｗ_{１＿ｐａｒｋ}、Ｗ_{１＿ｅｍｅｒｇｅｎｃｙ}およびＷ_{１＿ｌａｎｅ}は、Ｗ_{１＿ｐａｒｋ}＞Ｗ_{１＿ｅｍｅｒｇｅｎｃｙ}＞Ｗ_{１＿ｌａｎｅ}の関係を満たすように設定されることが好ましい。

以下、この理由について説明する。第１不感帯幅Ｗ_１を大きな値に設定すると、ドライバのハンドル操作に対する手動操舵角指令値θ^＊ _ｃ，ｍｄは小さくなる。このため、目標走行経路に対する追従性がよくなる。その一方で、ドライバは、操舵介入を行いにくくなる。

自動駐車モード時には、追従性を高くすることが必要である。しかし、自動駐車モード時には、比較的早い速度でステアリングホイール２が回転されるので、ステアリングホイール２の急加速または急停止が発生しやすい。ステアリングホイール２の急加速または急停止が発生すると、ステアリングホイール２の慣性トルクにより、トーションバー１０の捻じれが大きくなり、トルクセンサ１２によって検出される操舵トルクＴ_ｔｂが大きくなる。そうすると、手放し状態であるにもかかわらず、手動操舵角指令値θ^＊ _ｃ，ｍｄが大きくなり、目標走行経路に対する追従性が悪化する。そこで、手動操舵角指令値θ^＊ _ｃ，ｍｄが大きくなるのを抑制するために、自動駐車モード時には、第１不感帯幅Ｗ_１を大きな値に設定することが好ましい。このように、第１不感帯幅Ｗ_１を大きな値に設定すると、操舵介入機能は低下するが、自動駐車モードでは手放し状態が前提であるため、操舵介入機能の必要性は低いので問題はない。

車線維持支援モード時における追従制御においては、ステアリングホイール２の急加速または急停止が発生しないので、ステアリングホイール２の慣性トルクに起因して手動操舵角指令値θ^＊ _ｃ，ｍｄが大きくなることはない。したがって、第１不感帯幅Ｗ_１を大きくして、追従性を高くする必要性は低い。一方、車線維持支援モード時には、車線変更等を行うために操舵介入機能が重要となる。そこで、車線維持支援モード時においては、第１不感帯幅Ｗ_１を小さな値に設定することが好ましい。

自動緊急回避モード時には、追従性および操舵介入機能の両方が要求されるため、第１不感帯幅Ｗ_１は、自動駐車モード時の第１不感帯幅Ｗ_{１＿ｐａｒｋ}と車線維持支援モード時の第１不感帯幅Ｗ_{１＿ｌａｎｅ}との中間値に設定されることが好ましい。

図１０は、第１不感帯処理部４３の入出力特性の具体例を示すグラフである。

折れ線Ｌ１は、第１不感帯幅Ｗ_１がＷ_{１＿ｌａｎｅ}に設定されている場合の第１不感帯処理部４３の入出力特性を示している。折れ線Ｌ２は、第１不感帯幅Ｗ_１がＷ_{１＿ｅｍｅｒｇｅｎｃｙ}に設定されている場合の第１不感帯処理部４３の入出力特性を示している。折れ線Ｌ３は、第１不感帯幅Ｗ_１がＷ_{１＿ｐａｒｋ}に設定されている場合の第１不感帯処理部４３の入出力特性を示している。通常モード時の第１不感帯幅Ｗ_{１＿ｓｔａｎｄａｒｄ}は、Ｗ_{１＿ｌｐａｒｋ}とＷ_{１＿ｌａｎｅ}との中間値に設定されることが好ましい。

第２不感帯幅設定部５２によって行われる第２不感帯幅設定処理は、図９の第１不感帯幅設定処理と同様である。ただし、第２不感帯幅設定処理においては、図９のＷ_１、Ｗ_{１＿ｓｔａｎｄａｒｄ}、Ｗ_{１＿ｐａｒｋ}、Ｗ_{１＿ｅｍｅｒｇｅｎｃｙ}およびＷ_{１＿ｌａｎｅ}は、それぞれ、Ｗ_２、Ｗ_{２＿ｓｔａｎｄａｒｄ}、Ｗ_{２＿ｐａｒｋ}、Ｗ_{２＿ｅｍｅｒｇｅｎｃｙ}およびＷ_{２＿ｌａｎｅ}に置き換えられる。この場合においても、Ｗ_{２＿ｐａｒｋ}、Ｗ_{２＿ｅｍｅｒｇｅｎｃｙ}およびＷ_{２＿ｌａｎｅ}は、Ｗ_{２＿ｐａｒｋ}＞Ｗ_{２＿ｅｍｅｒｇｅｎｃｙ}＞Ｗ_{２＿ｌａｎｅ}の関係を満たすように設定されることが好ましい。

前述の実施形態では、第１不感帯幅Ｗ_１および第２不感帯幅Ｗ_２は、運転モードに応じて設定される。これにより、運転モードに応じた適切な協調制御を行えるようになる。

なお、図２に破線で示すように、第１不感帯幅設定部５１および第２不感帯幅設定部５２に、モード信号Ｓ_ｍｏｄｅに加えて車速Ｖを入力させるようにしてもよい。第１不感帯幅設定部５１および第２不感帯幅設定部５２は、それぞれ、運転モードが車線維持支援モードである場合に、第１不感帯幅Ｗ_{１＿ｌａｎｅ}および第２不感帯幅Ｗ_{２＿ｌａｎｅ}を、車速Ｖに応じて設定してもよい。

図１１は、第１不感帯幅設定部５１による車速Ｖに対する第１不感帯幅Ｗ_{１＿ｌａｎｅ}の設定例を示すグラフである。

車速Ｖが０～Ｖ１の低速域では、第１不感帯幅Ｗ_{１＿ｌａｎｅ}は、第１所定値Ａに設定される。車速ＶがＶ１～Ｖ２の中速域では、第１不感帯幅Ｗ_{１＿ｌａｎｅ}は、車速Ｖが大きくなるにしたがって第１所定値Ａ～第２所定値Ｂまで漸減する特性に従って設定される。車速ＶがＶ２～Ｖ３の高速域では、第１不感帯幅Ｗ_{１＿ｌａｎｅ}は、第２所定値Ｂに設定される。

第２不感帯幅Ｗ_{２＿ｌａｎｅ}についても、第１不感帯幅Ｗ_{１＿ｌａｎｅ}と同様に設定される。

以下、第１不感帯幅Ｗ_{１＿ｌａｎｅ}が、図１１に示すように設定される理由について説明する。車速Ｖが大きい場合には、ステアリングホイール２を少し動かすだけで、車両挙動が大きくなる。車速Ｖが小さい場合には、ステアリングホイール２を大きく動かしても車両挙動はさほど大きくならない。このため、車速Ｖが小さい場合には、自動操舵角指令値θ^＊ _ｃ，ａｄが大きく変化することが許可されているが、車速Ｖが大きい場合には、自動操舵角指令値θ^＊ _ｃ，ａｄが大きく変化することが許可されていない。

したがって、自動操舵角指令値θ^＊ _ｃ，ａｄが大きく変化する可能性がある低速時には、追従性を高めるために第１不感帯幅Ｗ_{１＿ｌａｎｅ}が大きくされる。一方、自動操舵角指令値θ^＊ _ｃ，ａｄが大きく変化しない高速時には、操舵介入機能を高めるために第１不感帯幅Ｗ_{１＿ｌａｎｅ}が小さくされる。

なお、運転モードが自動駐車モードまたは自動緊急回避モードである場合においても、第１不感帯幅設定部５１および第２不感帯幅設定部５２は、それぞれ、第１不感帯幅Ｗ_{１_ｐａｒｋ}，Ｗ_{１_ｅｍｅｒｇｅｎｃｙ}および第２不感帯幅Ｗ_{２＿ｐａｒｋ}，Ｗ_{２＿ｅｍｅｒｇｅｎｃｙ}を車速Ｖに応じて設定してもよい。この場合、第１不感帯幅設定部５１および第２不感帯幅設定部５２は、それぞれ、車速Ｖが低いほど、第１不感帯幅Ｗ_{１_ｐａｒｋ}，Ｗ_{１_ｅｍｅｒｇｅｎｃｙ}および第２不感帯幅Ｗ_{２＿ｐａｒｋ}，Ｗ_{２＿ｅｍｅｒｇｅｎｃｙ}が大きくなるように設定してもよい。

前述の実施形態では、第１不感帯処理部４３で用いられる第１不感帯幅Ｗ_１および第２不感帯処理部４５で用いられる第２不感帯幅Ｗ_２の両方が、運転モードのみまたは運転モードおよび車速Ｖに基づいて制御されているが、第１不感帯幅Ｗ_１および第２不感帯幅Ｗ_２のうちのいずれか一方のみが運転モードのみまたは運転モードおよび車速Ｖに基づいて制御されてもよい。

［３］モータ制御用ＥＣＵ２０２の変形例
図１２は、モータ制御用ＥＣＵ２０２の変形例の電気的構成を説明するためのブロック図である。図１２において、前述の図２の各部と対応する部分には、図２と同じ符号を付して示す。

図１２の変形例では、マイクロコンピュータ４０Ａにおける機能処理部の構成が図２と異なっている。具体的には、図１２の変形例では、図２の第１不感帯処理部４３、第２不感帯処理部４５、第１不感帯幅設定部５１および第２不感帯幅設定部５２に代えて、第３不感帯処理部５３および第３不感帯幅設定部５４が設けられている。

第３不感帯処理部５３は、アシストトルク指令値設定部４４および手動操舵指令値生成部４６の両方に対する前段に配置されている。第３不感帯処理部５３は、第３不感帯幅をＷ_３とすると、操舵トルクＴ_ｔｂが－Ｗ_３／２以上でＷ_３／２以下の範囲（第３不感帯領域）内である場合には、零を、第３不感帯処理後の操舵トルクＴ_{ｔｂ，ｄｅ}として出力する。

操舵トルクＴ_ｔｂが－Ｗ_３／２よりも小さい領域では、第３不感帯処理部５３は、［Ｔ_ｔｂ＋（Ｗ_３／２）］を、第３不感帯処理後の操舵トルクＴ_{ｔｂ，ｄｅ}として出力する。操舵トルクＴ_ｔｂがＷ_３／２よりも大きい領域では、第３不感帯処理部５３は、［Ｔ_ｔｂ－（Ｗ_３／２）］を、第３不感帯処理後の操舵トルクＴ_{ｔｂ，ｄｅ}として出力する。

第３不感帯幅Ｗ_３は、第３不感帯幅設定部５４によって設定される。第３不感帯幅設定部５４は、モード信号Ｓ_ｍｏｄｅ（運転モード）に基づいて、第３不感帯幅Ｗ_３を設定する。第３不感帯幅設定部５４は、第３不感帯幅Ｗ_３を設定するための第３不感帯幅設定処理を行う。

第３不感帯幅設定部５４によって行われる第３不感帯幅設定処理は、図９の第１不感帯幅設定処理と同様である。ただし、第３不感帯幅設定処理においては、図９のＷ_１、Ｗ_{１＿ｓｔａｎｄａｒｄ}、Ｗ_{１＿ｐａｒｋ}、Ｗ_{１＿ｅｍｅｒｇｅｎｃｙ}およびＷ_{１＿ｌａｎｅ}は、それぞれ、Ｗ_３、Ｗ_{３＿ｓｔａｎｄａｒｄ}、Ｗ_{３＿ｐａｒｋ}、Ｗ_{３＿ｅｍｅｒｇｅｎｃｙ}およびＷ_{３＿ｌａｎｅ}に置き換えられる。この場合においても、Ｗ_{３＿ｐａｒｋ}、Ｗ_{３＿ｅｍｅｒｇｅｎｃｙ}およびＷ_{３＿ｌａｎｅ}は、Ｗ_{３＿ｐａｒｋ}＞Ｗ_{３＿ｅｍｅｒｇｅｎｃｙ}＞Ｗ_{３＿ｌａｎｅ}の関係を満たすように設定されることが好ましい。

図１２の変形例では、アシストトルク指令値設定部４４は、第３不感帯処理後の操舵トルクＴ_{ｔｂ，ｄｅ}と車速Ｖとに基づいて、アシストトルク指令値Ｔ^＊ _ｍ，ｍｄを設定する。手動操舵指令値生成部４６は、アシストトルク指令値Ｔ^＊ _ｍ，ｍｄと、第３不感帯処理後の操舵トルクＴ_{ｔｂ，ｄｅ}とに基づいて、手動操舵指令値θ^＊ _ｃ，ｍｄを演算する。

具体的には、手動操舵指令値生成部４６は、式(2)のＴ_{ｔｂ，ｄｅ}に第３不感帯処理後の操舵トルクＴ_{ｔｂ，ｄｅ}を代入し、式(2)のＴ^＊ _{ｍ，ｍｄ，ｄｅ}にアシストトルク指令値Ｔ^＊ _ｍ，ｍｄ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を演算し、得られた回転角θ_ｃを実手動操舵角θ_ｃ，ｍｄとして設定する。

この変形例においても、第３不感帯幅Ｗ_３は、運転モードに応じて設定されるので、運転モードに応じた適切な協調制御が行えるようになる。

なお、図１２に破線で示すように、第３不感帯幅設定部５４に、モード信号Ｓ_ｍｏｄｅに加えて車速Ｖを入力させるようにしてもよい。第３不感帯幅設定部５４は、運転モードが車線維持支援モードである場合に、第３不感帯幅Ｗ_{３＿ｌａｎｅ}を、図１１に示した第１不感帯幅Ｗ_{１＿ｌａｎｅ}と同様に、車速Ｖに応じて設定してもよい。

また、運転モードが自動駐車モードまたは自動緊急回避モードである場合においても、第３不感帯幅Ｗ_{３_ｐａｒｋ}，Ｗ_{３_ｅｍｅｒｇｅｎｃｙ}を車速Ｖに応じて設定してもよい。この場合、第３不感帯幅設定部５４は、車速Ｖが低いほど、第３不感帯幅Ｗ_{３_ｐａｒｋ}，Ｗ_{３_ｅｍｅｒｇｅｎｃｙ}が大きくなるように設定してもよい。

前述の実施形態および変形例において、運転モードが通常モードである場合には、アシストトルク指令値設定部４４に設定されるアシストトルク指令値Ｔ^＊ _ｍ，ｍｄのみに基づいて、電動モータ１８を駆動制御するようにしてもよい。具体的には、通常モード時には、角度制御部４８によって演算されるモータトルク指令値Ｔ^＊ _{ｍ，ｉｎｔ}に代えて、アシストトルク指令値設定部４４に設定されるアシストトルク指令値Ｔ^＊ _ｍ，ｍｄを、トルク制御部４９に入力するようにすればよい。

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。

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、４３…第１不感帯処理部、４４…アシストトルク指令値設定部、４５…第２不感帯処理部、４６…手動操舵指令値生成部、４７…統合角度指令値演算部、４８…角度制御部、４９…トルク制御部、５０…ハンズオンオフ判定部、５１…第１不感帯幅設定部、５２…第２不感帯幅設定部、５３…第３不感帯幅処理部、５４…第３不感帯幅設定部、２０１…上位ＥＣＵ２０１、２０２…モータ制御用ＥＣＵ

Claims (3)

1. 操舵トルクを検出するためのトルク検出部と、
   前記操舵トルクを用いてアシストトルク指令値を設定するアシストトルク指令値設定部と、
   前記操舵トルクと前記アシストトルク指令値とを用いて、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、
   前記統合角度指令値に基づいて、舵角制御用の電動モータを角度制御する制御部と、
   前記手動操舵指令値生成部に入力する前記操舵トルク、前記手動操舵指令値生成部に入力する前記アシストトルク指令値および前記アシストトルク指令値演算部に入力する前記操舵トルクのうちの少なくとも１つに設けられた不感帯処理部と、
   運転モードに応じて、前記不感帯処理部の少なくとも１つの不感帯処理部の不感帯幅を設定する不感帯幅設定部とを含む、モータ制御装置。
2. 車速を検出する車速検出部をさらに含み、
   前記不感帯幅設定部は、前記車速を考慮して、前記不感帯処理部の不感帯幅を設定す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。
3. 前記運転モードは、車両が車線を逸脱するのを防止する車線維持支援モードと、他車両等との衝突を自動的に回避するための自動緊急回避モードと、車両を自動的に駐車させるための自動駐車モードとを含む、請求項１または２に記載のモータ制御装置。

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