(57)【要約】【課題】一次側要素と二次側要素との間に弾性力及び粘性力を発生可能な弾性力発生機構を備える動力伝達装置において、二次側要素に付与される動力を高いロバスト性で制御する。【解決手段】一次側要素２及び二次側要素３の間の相対変位量の計測値と弾性力発生機構４の剛性特性係数Ｋspとを用いて二次側要素３に付与される二次側動力を計測し、その計測値を目標値に収束させるように、スライディングモード制御により制御入力を決定する。スライディングモード制御用の切換超平面の傾きを弾性力発生機構４の粘性特性係数Ｋdpの制御値に応じて可変的に設定する。【選択図】図１
2014128835.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクチュエータの駆動力により変位する一次側要素と、該一次側要素に対して相対変位可能に該一次側要素に弾性力発生機構を介して連結された二次側要素とを備え、該一次側要素及び二次側要素の間の相対変位に応じて当該両要素の間で前記弾性力発生機構により発生する弾性力によって、当該両要素の間の動力伝達を行うように構成された動力伝達装置において、前記動力伝達によって前記二次側要素に付与される動力である二次側動力を目標値に制御する制御装置であって、
前記弾性力発生機構は、前記一次側要素と二次側要素との間の相対速度に応じた粘性力を発生すると共に、当該両要素の間の相対速度の変化に対する前記粘性力の変化の比率を表す粘性特性係数を可変的に制御可能に構成されており、
前記一次側要素と前記二次側要素との間の相対変位量を計測し、該相対変位量の計測値と、該相対変位量の変化に対する前記弾性力発生機構の発生弾性力の変化の比率を表す剛性特性係数の値とから、該発生弾性力によって前記二次側要素に付与される前記二次側動力の計測値を取得する二次側動力計測手段と、
前記二次側動力の計測値と前記目標値との偏差を第１変数成分、該偏差の時間的変化率を第２変数成分として構成される切換関数を用いるスライディングモード制御の制御処理により、該切換関数により規定される切換超平面上で前記第１変数成分をゼロに収束させるように前記アクチュエータの駆動力を制御するための制御入力を逐次決定する制御入力決定手段と、
前記第１変数成分及び第２変数成分を２つの座標軸成分とする位相平面での前記切換超平面の傾きを、前記粘性特性係数の制御値に応じて変化させるように設定する切換超平面可変設定手段とを備え、
前記制御入力決定手段は、前記設定された傾きを有する前記切換超平面に対応する前記切換関数を用いて前記制御入力を決定するように構成されていることを特徴とする動力伝達装置の制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の動力伝達装置の制御装置において、
前記弾性力発生機構は、前記剛性特性係数が一定値になるように構成されており、
前記切換超平面可変設定手段は、前記切換超平面上での前記第１変数成分のゼロへの収束の時定数として該切換超平面の傾きにより規定される切換超平面上収束時定数と、前記粘性特性係数との間の相関関係が次式（Ａ）により表される関係になるように、前記粘性特性係数の制御値に応じて前記切換超平面の傾きを決定するように構成されていることを特徴とする動力伝達装置の制御装置。
Ｔc＝ａ＋ｂ・Ｋdp／Ｋsp    ……（Ａ）
ただし、
Ｔc：前記切換超平面上収束時定数
ａ，ｂ：あらかじめ決定された定数値
Ｋsp：前記剛性特性係数の値
Ｋdp：前記粘性特性係数の値
【請求項３】
請求項１記載の動力伝達装置の制御装置において、
前記弾性力発生機構は、前記粘性特性係数と前記剛性特性係数とをそれぞれ可変的に制御可能に構成されており、
前記切換超平面可変設定手段は、前記切換超平面上での前記第１変数成分のゼロへの収束の時定数として該切換超平面の傾きにより規定される切換超平面上収束時定数と、前記粘性特性係数と、前記剛性特性係数との間の相関関係が次式（Ｂ）により表される関係になるように、前記粘性特性係数の制御値と前記剛性特性係数の制御値とに応じて前記切換超平面の傾きを決定するように構成されていることを特徴とする動力伝達装置の制御装置。
Ｔc＝(ａ2／sqrt(Ｋsp))＋ａ1・Ｋsp＋ａ0＋ｂ・Ｋdp／Ｋsp    ……（Ｂ）
ただし、
Ｔc：前記切換超平面上収束時定数
ａ2，ａ1，ａ0，ｂ：あらかじめ決定された定数値
Ｋsp：前記剛性特性係数の値
Ｋdp：前記粘性特性係数の値
【請求項４】
請求項２又は３記載の動力伝達装置の制御装置において、
前記制御入力決定手段は、前記切換超平面上で前記第１変数成分をゼロに収束させる機能を有する制御入力成分として次式（Ｃ）により算出される第１制御入力成分と、前記切換関数の値をゼロに収束させる機能を有する制御入力成分として該切換関数の値に応じて決定される第２制御入力成分とを合成してなる値を前記制御入力として決定するように構成されていることを特徴とする動力伝達装置の制御装置。
【数１】
2014128835.tif 000010
【請求項５】
請求項１記載の動力伝達装置の制御装置において、
前記弾性力発生機構は、前記剛性特性係数が一定値になるように構成されており、
前記切換超平面可変設定手段は、前記切換超平面の傾きと、前記粘性特性係数との間の相関関係であって、前記粘性特性係数の複数の代表値と、該粘性特性係数の各代表値に対応してあらかじめ決定された前記切換超平面の傾きとに基づいてあらかじめ特定された相関関係に従って、前記粘性特性係数の制御値に応じて前記切換超平面の傾きを決定するように構成されており、
前記粘性特性係数の各代表値に対応する前記切換超平面の傾きは、前記弾性力発生機構の粘性特性係数を当該代表値に制御した状態で、前記第１変数成分を任意の値からゼロに収束させるときの該第１変数成分の値と前記第２変数成分の値と組の推移の軌跡を示すデータとしてあらかじめ取得された複数の応答特性データのうちの所定の要件を満たす特定の応答特性データに基づいて決定されており、
前記第１変数成分の値の大きさの許容限界値である第１許容限界値とゼロとの間で該第１許容限界値に応じて設定された第１設定値を前記位相平面において示すラインを第１設定値ライン、前記第２変数成分の値の大きさの許容限界値である第２許容限界値とゼロとの間で該第２許容限界値に応じて設定された第２設定値を前記位相平面において示すラインを第２設定値ラインと定義したとき、前記所定の要件を満たす特定の応答特性データは、該特定の応答特性データにより示される前記軌跡上での前記第１変数成分の値の大きさと前記第２変数成分の値の大きさとがそれぞれ前記第１許容限界値以下と第２許容限界値以下とに収まり、且つ、該軌跡が前記第１設定値ライン又は第２設定値ラインと交わるという要件を満たす応答特性データであり、
前記粘性特性係数の各代表値に対応する前記切換超平面の傾きは、前記位相平面において、前記特定の応答特性データのそれぞれにより示される前記軌跡と前記第１設定値ライン又は第２設定値ラインとの交点のうち、該交点と前記位相平面の原点とを結ぶライン上での前記第１変数成分のゼロへの収束の時定数が、あらかじめ定めた要求範囲内の値であるという制約条件を満たす交点と、該位相平面の原点とを結ぶラインの傾きに一致又は近似するように決定されていることを特徴とする動力伝達装置の制御装置。
【請求項６】
請求項５記載の動力伝達装置の制御装置において、
前記第１許容限界値は、前記アクチュエータの駆動力による前記一次側要素の変位速度及び変位加速度がそれぞれあらかじめ定められた許容限界値を超えないように、該一次側要素の変位速度の許容限界値と該一次側要素の変位加速度の許容限界値と前記剛性特性係数の値とに応じて設定された値であることを特徴とする動力伝達装置の制御装置。
【請求項７】
請求項５又は６記載の動力伝達装置の制御装置において、
前記第２許容限界値は、前記アクチュエータから前記二次側要素に至る動力伝達系の固有振動に応じた該動力伝達系の振動の発生を防止するように、前記剛性特性係数の値に応じて設定された値であることを特徴とする動力伝達装置の制御装置。
【請求項８】
請求項１記載の動力伝達装置の制御装置において、
前記弾性力発生機構は、前記粘性特性係数と前記剛性特性係数とをそれぞれ可変的に制御可能に構成されており、
前記切換超平面可変設定手段は、前記切換超平面の傾きと、前記粘性特性係数と、前記剛性特性係数との間の相関関係であって、前記粘性特性係数の複数の代表値と、前記剛性特性係数の複数の代表値と、該粘性特性係数及び剛性特性係数の各代表値の組のそれぞれに対応してあらかじめ決定された前記切換超平面の傾きとに基づいてあらかじめ決定された相関関係に従って、前記粘性特性係数の制御値と、前記剛性特性係数の制御値とに応じて前記切換超平面の傾きを決定するように構成されており、
前記粘性特性係数及び剛性特性係数の各代表値の組のそれぞれに対応する前記切換超平面の傾きは、前記弾性力発生機構の粘性特性係数及び剛性特性係数をそれぞれ当該代表値に制御した状態で、前記第１変数成分を任意の値からゼロに収束させるときの該第１変数成分の値と前記第２変数成分の値と組の推移の軌跡を示すデータとしてあらかじめ取得された複数の応答特性データのうちの所定の要件を満たす特定の応答特性データに基づいて決定されており、
前記第１変数成分の値の大きさの許容限界値である第１許容限界値とゼロとの間で該第１許容限界値に応じて設定された第１設定値を前記位相平面において示すラインを第１設定値ライン、前記第２変数成分の値の大きさの許容限界値である第２許容限界値とゼロとの間で該第２許容限界値に応じて設定された第２設定値を前記位相平面において示すラインを第２設定値ラインと定義したとき、前記所定の要件を満たす特定の応答特性データは、該特定の応答特性データにより示される前記軌跡上での前記第１変数成分の値の大きさと前記第２変数成分の値の大きさとがそれぞれ前記第１許容限界値以下と第２許容限界値以下とに収まり、且つ、該軌跡が前記第１設定値ライン又は第２設定値ラインと交わるという要件を満たす応答特性データであり、
前記粘性特性係数及び剛性特性係数の各代表値の組のそれぞれに対応する前記切換超平面の傾きは、前記位相平面において、前記特定の応答特性データのそれぞれにより示される前記軌跡と前記第１設定値ライン又は第２設定値ラインとの交点のうち、該交点と前記位相平面の原点とを結ぶライン上での前記第１変数成分のゼロへの収束の時定数が、あらかじめ定めた要求範囲内の値であるという制約条件を満たす交点と、該位相平面の原点とを結ぶラインの傾きに一致又は近似するように決定されていることを特徴とする動力伝達装置の制御装置。
【請求項９】
請求項８記載の動力伝達装置の制御装置において、
前記第１許容限界値は、前記剛性特性係数の各代表値に対応して設定される値であり、該剛性特性係数の各代表値に対応する前記第１許容限界値は、前記弾性力発生機構の剛性特性係数を当該代表値に制御した状態で、前記アクチュエータの駆動力による前記一次側要素の変位速度及び変位加速度がそれぞれあらかじめ定められた許容限界値を超えないように、該一次側要素の変位速度の許容限界値と該一次側要素の変位加速度の許容限界値と前記剛性特性係数の当該代表値とに応じて設定された値であることを特徴とする動力伝達装置の制御装置。
【請求項１０】
請求項８又は９記載の動力伝達装置の制御装置において、
前記第２許容限界値は、前記剛性特性係数の各代表値に対応して設定される値であり、該剛性特性係数の各代表値に対応する前記第２許容限界値は、前記弾性力発生機構の剛性特性係数を当該代表値に制御した状態で、前記アクチュエータから前記二次側要素に至る動力伝達系の固有振動に応じた該動力伝達系の振動の発生を防止するように、前記剛性特性係数の当該代表値に応じて決定された値であることを特徴とする動力伝達装置の制御装置。
【請求項１１】
請求項５〜１０のいずれか１項に記載の動力伝達装置の制御装置において、
前記第１変数成分の値をゼロから前記第１許容限界値までステップ状に変化させると共に該第１変数成分の値のゼロへの収束を前記アクチュエータの駆動力による前記一次側要素の変位加速度が該変位加速度の許容限界値になるように行なったと仮定した場合に実現される時定数を特定時定数と定義しとき、前記制約条件は、前記第１変数成分のゼロへの収束の時定数を、前記特定時定数以上の範囲の値に制限する条件であることを特徴とする動力伝達装置の制御装置。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の動力伝達装置の制御装置において、
前記二次側動力の計測値と該二次側動力の目標値とから算出される前記第１変数成分の値である第１変数成分計測値と、該第１変数成分計測値の時間的変化率として算出される前記第２変数成分の値である第２変数成分計測値とから外乱による影響を低減してなる前記第１変数成分の推定値と前記第２変数成分の推定値とを逐次算出するオブザーバをさらに備えており、
前記制御入力決定手段は、前記第１変数成分計測値と前記第２変数成分計測値との代わりに、前記オブザーバにより算出された前記第１変数成分の推定値と第２変数成分の推定値とを用いて前記切換関数の値を算出しつつ、該切換関数の値を用いて前記制御入力を逐次生成するように構成されていることを特徴とする動力伝達装置の制御装置。
【請求項１３】
アクチュエータの駆動力により変位する一次側要素と、該一次側要素に対して相対変位可能に該一次側要素に弾性力発生機構を介して連結された二次側要素とを備え、該一次側要素及び二次側要素の間の相対変位に応じて当該両要素の間で前記弾性力発生機構により発生する弾性力によって、当該両要素の間の動力伝達を行うように構成された動力伝達装置において、前記動力伝達によって前記二次側要素に付与される動力である二次側動力を目標値に制御する制御装置であって、
前記弾性力発生機構は、前記一次側要素と二次側要素との間の相対速度に応じた粘性力を発生すると共に、当該両要素の間の相対速度の変化に対する前記粘性力の変化の比率を表す粘性特性係数を可変的に制御可能に構成されており、
前記一次側要素と前記二次側要素との間の相対変位量を計測し、該相対変位量の計測値と、該相対変位量の変化に対する前記弾性力発生機構の発生弾性力の変化の比率を表す剛性特性係数の値とから、該発生弾性力によって前記二次側要素に付与される前記二次側動力の計測値を取得する二次側動力計測手段と、
前記二次側動力の計測値と前記目標値との偏差を第１変数成分、該偏差の時間的変化率を第２変数成分として構成される切換関数を用いるスライディングモード制御の制御処理により、該切換関数により規定される切換超平面上で前記第１変数成分をゼロに収束させるように前記アクチュエータの駆動力を制御するための制御入力を逐次決定する制御入力決定手段とを備え、
前記制御入力決定手段は、前記粘性特性係数の制御値をあらかじめ決定された補正係数により補正してなる補正値と、前記第１変数成分及び第２変数成分を２つの座標軸成分とする位相平面における前記切換超平面の傾きが前記粘性特性係数の制御値の変化に依存しない傾きになるように決定された前記切換関数とを用いて前記制御入力を決定するように構成されていることを特徴とする動力伝達装置の制御装置。
【請求項１４】
請求項１３記載の動力伝達装置の制御装置において、
前記制御入力決定手段は、前記切換超平面上で前記第１変数成分をゼロに収束させる機能を有する制御入力成分として次式（Ｄ）により算出される第１制御入力成分と、前記切換関数の値をゼロに収束させる機能を有する制御入力成分として該切換関数の値に応じて決定される第２制御入力成分とを合成してなる値を前記制御入力として決定するように構成されていることを特徴とする動力伝達装置の制御装置。
【数２】
2014128835.tif 000011
【請求項１５】
請求項１３又は１４記載の動力伝達装置の制御装置において、
前記弾性力発生機構は、前記剛性特性係数が一定値になるように構成されており、
前記第１変数成分をゼロに収束させるための適正時定数と、前記粘性特性係数との間の相関関係であって、前記粘性特性係数の複数の代表値と、該粘性特性係数の各代表値に対応してあらかじめ決定された前記適正時定数の値とに基づいてあらかじめ特定された相関関係において、前記粘性特性係数の値がゼロであるときの前記適正時定数の値に、前記切換超平面上での前記第１変数成分のゼロへの収束の時定数である切換超平面上収束時定数が一致するように、前記切換超平面の傾きが決定されていると共に、該相関関係において、任意の粘性特性係数の値に対応する前記適正時定数の値が、前記粘性特性係数の値がゼロであるときの前記適正時定数の値との差が、当該任意の粘性特性係数の値を前記補正係数により補正してなる補正値の関数値となるように前記補正係数が決定されており、
前記粘性特性係数の各代表値に対応する前記適正時定数の値は、前記弾性力発生機構の粘性特性係数を当該代表値に制御した状態で、前記第１変数成分を任意の値からゼロに収束させるときの該第１変数成分の値と前記第２変数成分の値と組の推移の軌跡を示すデータとしてあらかじめ取得された複数の応答特性データのうちの所定の要件を満たす特定の応答特性データに基づいて決定されており、
前記第１変数成分の値の大きさの許容限界値である第１許容限界値とゼロとの間で該第１許容限界値に応じて設定された第１設定値を前記位相平面において示すラインを第１設定値ライン、前記第２変数成分の値の大きさの許容限界値である第２許容限界値とゼロとの間で該第２許容限界値に応じて設定された第２設定値を前記位相平面において示すラインを第２設定値ラインと定義したとき、前記所定の要件を満たす特定の応答特性データは、該特定の応答特性データにより示される前記軌跡上での前記第１変数成分の値の大きさと前記第２変数成分の値の大きさとがそれぞれ前記第１許容限界値以下と第２許容限界値以下とに収まり、且つ、該軌跡が前記第１設定値ライン又は第２設定値ラインと交わるという要件を満たす応答特性データであり、
前記粘性特性係数の各代表値に対応する前記適正時定数の値は、前記位相平面において、前記特定の応答特性データのそれぞれにより示される前記軌跡と前記第１設定値ライン又は第２設定値ラインとの交点のうち、該交点と前記位相平面の原点とを結ぶライン上での前記第１変数成分のゼロへの収束の時定数が、あらかじめ定めた要求範囲内の値であるという制約条件を満たす交点と、該位相平面の原点とを結ぶライン上での前記第１変数成分のゼロへの収束の時定数に一致又は近似するように設定されていることを特徴とする動力伝達装置の制御装置。
【請求項１６】
請求項１５記載の動力伝達装置の制御装置において、
前記相関関係は、次式（Ｅ）により表される関係であることを特徴とする動力伝達装置の制御装置。
Ｔc＝ａ＋ｂ・Ｋdp／Ｋsp    ……（Ｅ）
ただし、
Ｔc：前記適正時定数の値
Ｋsp：前記剛性特性係数の値
Ｋdp：前記粘性特性係数の値
ａ：あらかじめ決定された所定値
ｂ：前記補正係数としてあらかじめ決定された所定値
【請求項１７】
請求項１５又は１６記載の動力伝達装置の制御装置において、
前記第１許容限界値は、前記アクチュエータの駆動力による前記一次側要素の変位速度及び変位加速度がそれぞれあらかじめ定められた許容限界値を超えないように、該一次側要素の変位速度の許容限界値と該一次側要素の変位加速度の許容限界値と前記剛性特性係数の値とに応じて決定された値であることを特徴とする動力伝達装置の制御装置。
【請求項１８】
請求項１５〜１７のいずれか１項に記載の動力伝達装置の制御装置において、
前記第２許容限界値は、前記アクチュエータから前記二次側要素に至る動力伝達系の固有振動に応じた該動力伝達系の振動の発生を防止するように、前記剛性特性係数の値に応じて決定された値であることを特徴とする動力伝達装置の制御装置。
【請求項１９】
請求項１３又は１４記載の動力伝達装置の制御装置において、
前記弾性力発生機構は、前記粘性特性係数と前記剛性特性係数とをそれぞれ可変的に制御可能に構成されており、
前記切換超平面の傾きを前記剛性特性係数の制御値に応じて変化させるように設定する切換超平面可変設定手段とを備え、
該切換超平面可変設定手段は、前記第１変数成分をゼロに収束させるための適正時定数と、前記粘性特性係数と、前記剛性特性係数との間の相関関係であって、前記粘性特性係数の複数の代表値と、前記剛性特性係数の複数の代表値と、該粘性特性係数及び剛性特性係数の各代表値の組のそれぞれに対応してあらかじめ決定された前記適正時定数の値とに基づいてあらかじめ特定された相関関係において、前記粘性特性係数の値をゼロとし、且つ、前記剛性特性係数の値を該剛性特性係数の制御値に一致させたときの前記適正時定数の値に、前記切換超平面上での前記第１変数成分のゼロへの収束の時定数である切換超平面上収束時定数が一致するように、前記剛性特性係数の制御値に応じて前記切換超平面の傾きを決定するように構成されており、
さらに、前記相関関係において、任意の粘性特性係数の値に対応する前記適正時定数の値と前記粘性特性係数の値がゼロであるときの前記適正時定数の値との差が、当該任意の粘性特性係数の値を前記補正係数により補正してなる補正値の関数値となるように前記補正係数があらかじめ決定されており、
前記粘性特性係数及び剛性特性係数の各代表値の組のそれぞれに対応する前記適正時定数の値は、前記弾性力発生機構の粘性特性係数及び剛性特性係数をそれぞれ当該代表値に制御した状態で、前記第１変数成分を任意の値からゼロに収束させるときの該第１変数成分の値と前記第２変数成分の値と組の推移の軌跡を示すデータとしてあらかじめ取得された複数の応答特性データのうちの所定の要件を満たす特定の応答特性データに基づいて決定されており、
前記第１変数成分の値の大きさの許容限界値である第１許容限界値とゼロとの間で該第１許容限界値に応じて設定された第１設定値を前記位相平面において示すラインを第１設定値ライン、前記第２変数成分の値の大きさの許容限界値である第２許容限界値とゼロとの間で該第２許容限界値に応じて設定された第２設定値を前記位相平面において示すラインを第２設定値ラインと定義したとき、前記所定の要件を満たす特定の応答特性データは、該特定の応答特性データにより示される前記軌跡上での前記第１変数成分の値の大きさと前記第２変数成分の値の大きさとがそれぞれ前記第１許容限界値以下と第２許容限界値以下とに収まり、且つ、該軌跡が前記第１設定値ライン又は第２設定値ラインと交わるという要件を満たす応答特性データであり、
前記粘性特性係数及び剛性特性係数の各代表値の組のそれぞれに対応する前記適正時定数の値は、前記位相平面において、前記特定の応答特性データのそれぞれにより示される前記軌跡と前記第１設定値ライン又は第２設定値ラインとの交点のうち、該交点と前記位相平面の原点とを結ぶライン上での前記第１変数成分のゼロへの収束の時定数が、あらかじめ定めた要求範囲内の値であるという制約条件を満たす交点と、該位相平面の原点とを結ぶライン上での前記第１変数成分のゼロへの収束の時定数に一致又は近似するように決定されていることを特徴とする動力伝達装置の制御装置。
【請求項２０】
請求項１９記載の動力伝達装置の制御装置において、
前記相関関係は、次式（Ｆ）により表される関係であることを特徴とする動力伝達装置の制御装置。
Ｔc＝(ａ2／sqrt(Ｋsp))＋ａ1・Ｋsp＋ａ0＋ｂ・Ｋdp／Ｋsp    ……（Ｆ）
ただし、
Ｔc：前記適正時定数の値
Ｋsp：前記剛性特性係数の値
Ｋdp：前記粘性特性係数の値
ａ2，ａ1，ａ0：あらかじめ決定された所定値
ｂ：前記補正係数としてあらかじめ決定された所定値
【請求項２１】
請求項１９又は２０記載の動力伝達装置の制御装置において、
前記第１許容限界値は、前記剛性特性係数の各代表値に対応して設定される値であり、該剛性特性係数の各代表値に対応する前記第１許容限界値は、前記弾性力発生機構の剛性特性係数を当該代表値に制御した状態で、前記アクチュエータの駆動力による前記一次側要素の変位速度及び変位加速度がそれぞれあらかじめ定められた許容限界値を超えないように、該一次側要素の変位速度の許容限界値と該一次側要素の変位加速度の許容限界値と前記剛性特性係数の当該代表値とに応じて決定された値であることを特徴とする動力伝達装置の制御装置。
【請求項２２】
請求項１９〜２１のいずれか１項に記載の動力伝達装置の制御装置において、
前記第２許容限界値は、前記剛性特性係数の各代表値に対応して設定される値であり、該剛性特性係数の各代表値に対応する前記第２許容限界値は、前記弾性力発生機構の剛性特性係数を当該代表値に制御した状態で、前記アクチュエータから前記二次側要素に至る動力伝達系の固有振動に応じた該動力伝達系の振動の発生を防止するように、前記剛性特性係数の当該代表値に応じて決定された値であることを特徴とする動力伝達装置の制御装置。
【請求項２３】
請求項１５〜２２のいずれか１項に記載の動力伝達装置の制御装置において、
前記第１変数成分の値をゼロから前記第１許容限界値までステップ状に変化させると共に該第１変数成分の値のゼロへの収束を前記アクチュエータの駆動力による前記一次側要素の変位加速度が該変位加速度の許容限界値になるように行なったと仮定した場合に実現される時定数を特定時定数と定義しとき、前記制約条件は、前記第１変数成分のゼロへの収束の時定数を、前記特定時定数以上の範囲の値に制限する条件であることを特徴とする動力伝達装置の制御装置。
【請求項２４】
請求項１３〜２３のいずれか１項に記載の動力伝達装置の制御装置において、
前記二次側動力の計測値と該二次側動力の目標値とから算出される前記第１変数成分の値である第１変数成分計測値と、該第１変数成分計測値の時間的変化率として算出される前記第２変数成分の値である第２変数成分計測値とから外乱による影響を低減してなる前記第１変数成分の推定値と前記第２変数成分の推定値とを逐次算出するオブザーバをさらに備えており、
前記制御入力決定手段は、前記第１変数成分計測値と前記第２変数成分計測値との代わりに、前記オブザーバにより算出された前記第１変数成分の推定値と第２変数成分の推定値とを用いて前記切換関数の値を算出しつつ、該切換関数の値を用いて前記制御入力を逐次生成するように構成されていることを特徴とする動力伝達装置の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロボットの関節等を駆動するための動力伝達装置の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
産業用ロボットの関節等の動力伝達装置では、被動側要素（二次側要素）の変位量（回転角等）を目標値に制御する位置制御（サーボ制御）が従来より一般に行なわれている。また、その位置制御のための制御手法として、スライディングモード制御を採用すると共に、そのスライディングモード制御に用いる切換関数を、比例・積分制御の形式で決定するようにした技術が例えば特許文献１に提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−１３４７５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
動力伝達装置における被動側要素の位置制御は、外界物の位置や形状、あるいは外乱等を事前に特定もしくは予測しておくことが困難となるような種々様々な外界環境下では柔軟性に乏しい。例えば、被動側要素が予期しない外界物に接触した場合等に、該被動側要素を適切に動かすことが困難となったり、あるいは、被動側要素に過大な外力が作用するような状況が発生しやすい。
【０００５】
このため、近年は、種々様々な外界環境下で柔軟に動作し得るロボット等を実現するために、動力伝達装置の動力伝達経路中に、ばね部材等の弾性力発生機構を介して連結された一次側要素（駆動側要素）と二次側要素（被動側要素）とを備えておき、該一次側要素と二次側要素との間の相対変位に応じて弾性力発生機構が発生する弾性力によって二次側要素に付与される動力を目標値に制御するようにしたものが本願発明者等により研究されている。
【０００６】
このように一次側要素と二次側要素とを弾性力発生機構を介して連結した構造の動力伝達装置の動作制御（動力制御）においては、ＰＤ制御等の汎用的な制御手法では、負荷のイナーシャの変動等の種々様々な条件変動に対して、制御系の発振等を生じ難い安定した制御を行うことは一般には難しい。
【０００７】
このため、本願発明者は、弾性変形部材を有する上記動力伝達装置の動作制御において、外乱の変動等に対してロバスト性が高いという特性を有するスライディングモード制御の手法を採用することを試みている。
【０００８】
このスライディングモード制御は、切換関数により規定される切換超平面（切換関数＝０という形式で表される超平面）にて、制御対象の状態量を目標値に収束させようとする制御手法である。
【０００９】
なお、「超平面」というのは、複数次元の位相空間での平面を一般化した表現であり、二次元の位相空間では直線、三次元の位相空間では通常の平面を意味する。
【００１０】
ところで、上記のように、弾性力発生機構を備える動力伝達装置を、種々様々な環境下で作動し得るロボットの関節等に採用する上では、弾性力発生機構が、上記一次側要素と二次側要素との間に、当該両要素の間の相対速度に応じた粘性力を発生可能である共に、該相対速度の変化に対する粘性力の変化の比率を表す粘性特性係数（所謂、粘性係数）を可変的に設定可能であることが望ましいと考えられる。
【００１１】
この場合、二次側要素に付与される動力をスライディングモード制御により目標値に制御するためには、該動力の値と、その時間的変化率とを逐次観測する必要がある。
【００１２】
ここで、二次側要素に付与される動力は、基本的には、弾性力発生機構が発生する弾性力に起因する成分（以下、弾性力成分という）と、弾性力発生機構が発生する粘性力に起因する成分（以下、粘性力成分という）との総和となる。そして、弾性力成分は、一次側要素及び二次側要素の間の相対変位量に依存し、粘性力成分は、一次側要素及び二次側要素の間の相対速度（相対変位量の時間的変化率）に依存する。
【００１３】
従って、二次側要素に付与される動力の値を、一次側要素及び二次側要素の間の相対変位量の計測値から特定される弾性力成分と、該相対変位量の計測値の時間的変化率（微分値）から特定される粘性力成分の総和として計測し、さらに該動力の計測値の時間的変化率を、該動力の時間的変化率の計測値として算出することが考えられる。
【００１４】
しかるに、一次側要素及び二次側要素の間の相対変位量の計測値の時間的変化率には、一般に、実際の相対変位量の時間的変化率（すなわち両要素間の実際の相対速度）に対して誤差が含まれやすく、また、その誤差のばらつきも生じやすい。
【００１５】
このため、上記粘性力成分の値を、一次側要素及び二次側要素の間の相対変位量の計測値の時間的変化率から精度よく特定することは一般には難しい。さらに、このように、粘性力成分の値を精度よく特定することが困難であることから、二次側要素に付与される動力の時間的変化率の計測値を精度よく取得することも困難となる。
【００１６】
従って、スライディングモード制御によって、二次側要素に付与される動力を目標値に制御するための制御入力を逐次決定しようとしても、その制御入力を決定するために必要となる計測値（特に二次側要素に付与される動力の時間的変化率の計測値）を精度よく取得することが困難となる。ひいては、スライディングモード制御によって決定される制御入力が、二次側要素に付与される実際の動力を制御する上で不適切なものとなる場合が頻繁に生じるようになって、当該制御のロバスト性を十分に高めることができない虞がある。
【００１７】
本発明はかかる背景に鑑みてなされたものであり、一次側要素と二次側要素との間に弾性力に加えて、粘性力を発生可能な弾性力発生機構を備える動力伝達装置において、二次側要素に付与される動力を高いロバスト性で制御することができる制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明の動力伝達装置の制御装置は、かかる目的を達成するために、アクチュエータの駆動力により変位する一次側要素と、該一次側要素に対して相対変位可能に該一次側要素に弾性力発生機構を介して連結された二次側要素とを備え、該一次側要素及び二次側要素の間の相対変位に応じて当該両要素の間で前記弾性力発生機構により発生する弾性力によって、当該両要素の間の動力伝達を行うように構成された動力伝達装置において、前記動力伝達によって前記二次側要素に付与される動力である二次側動力を目標値に制御する制御装置であって、
前記弾性力発生機構は、前記一次側要素と二次側要素との間の相対速度に応じた粘性力を発生すると共に、当該両要素の間の相対速度の変化に対する前記粘性力の変化の比率を表す粘性特性係数を可変的に制御可能に構成されており、
前記一次側要素と前記二次側要素との間の相対変位量を計測し、該相対変位量の計測値と、該相対変位量の変化に対する前記弾性力発生機構の発生弾性力の変化の比率を表す剛性特性係数の値とから、該発生弾性力によって前記二次側要素に付与される前記二次側動力の計測値を取得する二次側動力計測手段と、
前記二次側動力の計測値と前記目標値との偏差を第１変数成分、該偏差の時間的変化率を第２変数成分として構成される切換関数を用いるスライディングモード制御の制御処理により、該切換関数により規定される切換超平面上で前記第１変数成分をゼロに収束させるように前記アクチュエータの駆動力を制御するための制御入力を逐次決定する制御入力決定手段と、
前記第１変数成分及び第２変数成分を２つの座標軸成分とする位相平面での前記切換超平面の傾きを、前記粘性特性係数の制御値に応じて変化させるように設定する切換超平面可変設定手段とを備え、
前記制御入力決定手段は、前記設定された傾きを有する前記切換超平面に対応する前記切換関数を用いて前記制御入力を決定するように構成されていることを特徴とする（第１発明）。
【００１９】
かかる第１発明によれば、前記二次側動力計測手段が取得する計測値は、前記弾性力発生機構の発生弾性力によって前記二次側要素に付与される二次側動力の計測値であるので、該計測値には、弾性力発生機構が発生する粘性力に起因する成分は含まれていない。そして、該二次側動力の計測値は、前記一次側要素と前記二次側要素との間の相対変位量の計測値を用いて取得されるものであるから、弾性力発生機構の発生弾性力によって二次側要素に付与される実際の二次側動力の値としての信頼性が高いものとなる。
【００２０】
第１発明では、上記の如く二次側動力の計測値には、弾性力発生機構が発生する粘性力に起因する成分は含まれないので、弾性力発生機構が前記一次側要素及び二次側要素の間の相対速度に応じて粘性力を発生する状況では、二次側動力の計測値は、実際の二次側動力の値に対して誤差を有するものとなる。
【００２１】
しかるに、第１発明では、前記切換超平面の傾きが、前記弾性力発生機構の粘性特性係数の制御値に応じて可変的に設定される。このため、前記弾性力発生機構が発生する粘性力の影響で、二次側動力の計測値が実際の値に対して過渡的に誤差を有するものとなっていても、前記制御入力決定手段は、当該誤差の影響を補償するように前記制御入力を決定できる。
【００２２】
すなわち、前記第１変数成分や第２変数成分の値が過剰に変動したり振動したりすることを防止しつつ、安定した時定数で第１変数成分をゼロに収束させる（ひいては、二次側動力の計測値を前記目標値に収束させる）ようにすることができる。
【００２３】
よって、第１発明によれば、二次側要素に付与される動力を高いロバスト性で制御することができる。
【００２４】
なお、第１発明における粘性特性係数の制御値は、該粘性特性係数の制御により実現される値を意味し、その値としては例えば粘性特性係数の目標値を用いることができる。このことは、後述の他の発明においても同様である。
【００２５】
上記第１発明では、前記弾性力発生機構は、例えば前記剛性特性係数が一定値になるように構成される。この場合においては、前記切換超平面可変設定手段は、前記切換超平面上での前記第１変数成分のゼロへの収束の時定数として該切換超平面の傾きにより規定される切換超平面上収束時定数と、前記粘性特性係数との間の相関関係が次式（Ａ）により表される関係になるように、前記粘性特性係数の制御値に応じて前記切換超平面の傾きを決定するように構成されていることが好ましい（第２発明）。
【００２６】
Ｔc＝ａ＋ｂ・Ｋdp／Ｋsp    ……（Ａ）
ただし、
Ｔc：前記切換超平面上収束時定数
ａ，ｂ：あらかじめ決定された定数値
Ｋsp：前記剛性特性係数の値
Ｋdp：前記粘性特性係数の値
すなわち、本願発明者の各種実験、検討によれば、前記弾性力発生機構の剛性特性係数の値が一定である場合、切換超平面の傾きにより規定される切換超平面上収束時定数と、前記粘性特性係数との間の相関関係が式（Ａ）により表される関係になるように、前記粘性特性係数の制御値に応じて前記切換超平面の傾きを決定することで、二次側動力の計測値を安定に目標値に収束させることを好適に行うことができる。
【００２７】
また、第１発明において、前記弾性力発生機構は、前記粘性特性係数と前記剛性特性係数とをそれぞれ可変的に制御可能に構成されていてもよい。この場合にあっては、前記切換超平面可変設定手段は、前記切換超平面上での前記第１変数成分のゼロへの収束の時定数として該切換超平面の傾きにより規定される切換超平面上収束時定数と、前記粘性特性係数と、前記剛性特性係数との間の相関関係が次式（Ｂ）により表される関係になるように、前記粘性特性係数の制御値と前記剛性特性係数の制御値とに応じて前記切換超平面の傾きを決定するように構成されていることが好ましい（第３発明）。
【００２８】
Ｔc＝(ａ2／sqrt(Ｋsp))＋ａ1・Ｋsp＋ａ0＋ｂ・Ｋdp／Ｋsp    ……（Ｂ）
ただし、
Ｔc：前記切換超平面上収束時定数
ａ2，ａ1，ａ0，ｂ：あらかじめ決定された定数値
Ｋsp：前記剛性特性係数の値
Ｋdp：前記粘性特性係数の値
すなわち、本願発明者の各種実験、検討によれば、前記弾性力発生機構の粘性特性係数と剛性特性係数とがそれぞれ可変的に制御される場合、切換超平面の傾きにより規定される切換超平面上収束時定数と、前記粘性特性係数と、前記剛性特性係数との間の相関関係が式（Ｂ）により表される関係になるように、前記粘性特性係数の制御値と前記剛性粘性係数の制御値とに応じて前記切換超平面の傾きを決定することで、二次側動力の計測値を安定に目標値に収束させることを好適に行うことができる。
【００２９】
なお、第３発明における剛性特性係数の制御値は、該剛性特性係数の制御により実現される値を意味し、その値としては例えば剛性特性係数の目標値を用いることができる。このことは、後述の他の発明においても同様である。
【００３０】
上記第２発明又は第３発明では、前記制御入力決定手段は、より具体的には、例えば、前記切換超平面上で前記第１変数成分をゼロに収束させる機能を有する制御入力成分として次式（Ｃ）により算出される第１制御入力成分と、前記切換関数の値をゼロに収束させる機能を有する制御入力成分として該切換関数の値に応じて決定される第２制御入力成分とを合成してなる値を前記制御入力として決定するように構成される（第４発明）。
【００３１】
【数１】
2014128835.tif 000003
【００３２】
なお、本発明における動力伝達装置は、一次側要素と二次側要素との間で並進力を伝達する直動型の動力伝達装置（一次側要素と二次側要素との間の相対変位が直線的な変位となる動力伝達装置）と、一次側要素と二次側要素との間で回転力（トルク）を伝達する回転型の動力伝達装置（一次側要素と二次側要素との間の相対変位が回転変位となる動力伝達装置）とのいずれであってもよい。そして、上記Ｉinは、直動型の動力伝達装置では入力側慣性質量であり、回転型の動力伝達装置では入力側イナーシャである。、また、上記Ｉoutは、直動型の動力伝達装置では出力側慣性質量であり、回転型の動力伝達装置では出力側イナーシャである。これらのことは、後述の第１４発明でも同様である。
【００３３】
上記第４発明によれば、前記第１変数成分と第２変数成分との組が前記切換超平面上に達した後は、前記第１制御入力成分によって、安定に第１変数成分をゼロに収束させることができる。
【００３４】
また、前記第１発明において、前記弾性力発生機構が、前記剛性特性係数が一定値になるように構成されている場合には、前記切換超平面可変設定手段は、前記切換超平面の傾きと、前記粘性特性係数の値との間の相関関係であって、前記粘性特性係数の複数の代表値と、該粘性特性係数の各代表値に対応してあらかじめ決定された前記切換超平面の傾きとに基づいてあらかじめ特定された相関関係に従って、前記粘性特性係数の制御値に応じて前記切換超平面の傾きを決定するように構成されており、
前記粘性特性係数の各代表値に対応する前記切換超平面の傾きは、前記弾性力発生機構の粘性特性係数を当該代表値に制御した状態で、前記第１変数成分を任意の値からゼロに収束させるときの該第１変数成分の値と前記第２変数成分の値と組の推移の軌跡を示すデータとしてあらかじめ取得された複数の応答特性データのうちの所定の要件を満たす特定の応答特性データに基づいて決定されており、
前記第１変数成分の値の大きさの許容限界値である第１許容限界値とゼロとの間で該第１許容限界値に応じて設定された第１設定値を前記位相平面において示すラインを第１設定値ライン、前記第２変数成分の値の大きさの許容限界値である第２許容限界値とゼロとの間で該第２許容限界値に応じて設定された第２設定値を前記位相平面において示すラインを第２設定値ラインと定義したとき、前記所定の要件を満たす特定の応答特性データは、該特定の応答特性データにより示される前記軌跡上での前記第１変数成分の値の大きさと前記第２変数成分の値の大きさとがそれぞれ前記第１許容限界値以下と第２許容限界値以下とに収まり、且つ、該軌跡が前記第１設定値ライン又は第２設定値ラインと交わるという要件を満たす応答特性データであり、
前記粘性特性係数の各代表値に対応する前記切換超平面の傾きは、前記位相平面において、前記特定の応答特性データのそれぞれにより示される前記軌跡と前記第１設定値ライン又は第２設定値ラインとの交点のうち、該交点と前記位相平面の原点とを結ぶライン上での前記第１変数成分のゼロへの収束の時定数が、あらかじめ定めた要求範囲内の値であるという制約条件を満たす交点と、該位相平面の原点とを結ぶラインの傾きに一致又は近似するように決定されていることが好ましい（第５発明）。
【００３５】
上記第５発明によれば、前記切換超平面の傾きと、前記粘性特性係数との間の相関関係が前記粘性特性係数の複数の代表値と、該粘性特性係数の各代表値に対応してあらかじめ決定された前記切換超平面の傾きとに基づいてあらかじめ特定されている。
【００３６】
そして、この場合、粘性特性係数の各代表値に対応する切換超平面の傾きは、前記弾性力発生機構の粘性特性係数を該代表値に制御した状態であらかじめ取得された前記複数の応答特性データのうち、前記所定の要件を満たす特定の応答特性データに基づいて決定されている。
【００３７】
従って、前記応答特性データのうち、該応答特性データにより示される前記軌跡上での前記第１変数成分の値の大きさが前記第１許容限界値を超えるような過大なものとなったり、あるいは、前記第２変数成分の値の大きさが前記第２許容限界値を超えてしまうような過大なものとなるような応答特性データは、粘性特性係数の各代表値に対応する切換超平面の傾きを決定するための特定の応答特性データとしては利用されない。
【００３８】
また、前記応答特性データのうち、該応答特性データにより示される前記軌跡上での前記第１変数成分の値の大きさが、前記第１設定値よりも小さい大きさに保たれ、且つ、該軌跡上での前記第２変数成分の値の大きさが、前記第２設定値よりも小さい大きさに保たれるような応答特性データ、すなわち、該軌跡上の任意の点の第１変数成分及び第２変数成分の値の大きさが、いずれも小さ過ぎるような応答特性データは、粘性特性係数の各代表値に対応する切換超平面の傾きを決定するための特定の応答特性データとしては利用されない。
【００３９】
すなわち、前記軌跡上の点の第１変数成分の値の大きさが、前記第１許容限界値を超えるような過大なものとなったり、あるいは、該軌跡上の点の第２変数成分の値の大きさが、第２許容限界値を超えるような過大なものとなることがなく、しかも、第１変数成分の値の大きさが第１設定値以上の大きさ（小さすぎない大きさ）となるか、もしくは、第２変数成分の値の大きさが第２設定値以上の大きさ（小さすぎない大きさ）となるような点を軌跡上に含む応答特性データだけが、粘性特性係数の各代表値に対応する切換超平面の傾きを決定するための特定の応答特性データとして利用される。
【００４０】
従って、第１変数成分のゼロへの収束を良好に行い得るものとして信頼性の高い応答特性データを、粘性特性係数の各代表値に対応する切換超平面の傾きを決定するための特定の応答特性データとして用いることができる。
【００４１】
そして、粘性特性係数の各代表値に対応する切換超平面の傾きは、前記位相平面において、前記特定の応答特性データのそれぞれにより示される前記軌跡と前記第１設定値ライン又は第２設定値ラインとの交点のうち、該交点と前記位相平面の原点とを結ぶライン上での前記第１変数成分のゼロへの収束の時定数が、あらかじめ定めた要求範囲内の値であるという制約条件を満たす交点と、該位相平面の原点とを結ぶラインの傾きに一致又は近似するように決定されている。
【００４２】
この場合、上記交点は、第１変数成分の値が前記第１設定値に一致するか、又は第２変数成分の値が前記第２設定値に一致するような点であるから、第１変数成分の値の大きさ又は第２変数成分の値の大きさが、過大もしくは過小ではない適度な大きさとなるような点である。
【００４３】
そして、このような交点のうち、該交点と前記位相平面の原点とを結ぶライン上での前記第１変数成分のゼロへの収束の時定数が、あらかじめ定めた要求範囲内の値であるという制約条件を満たす交点（以降、要求適合交点ということがある）を用いて、該要求適合交点と、位相平面の原点とを結ぶラインの傾きに一致又は近似するように、粘性特性係数の各代表値に対応する切換超平面の傾きが決定されている。
【００４４】
このように粘性特性係数の各代表値に対応する切換超平面の傾きが決定されているので、取得した複数の応答特性データから、該切換超平面の傾きを決定することを効率よく容易に行なうことができる。
【００４５】
この場合、応答特性データを取得するための制御手法は、特定の制御手法に限定されるものではないので、ＰＤ制御等の汎用的な制御手法を用いて容易に取得することができる。
【００４６】
さらに、粘性特性係数の各代表値に対応する切換超平面の傾きを、前記要求適合交点を用いて決定することは、例えば最小二乗法等の公知の統計的な同定手法によって行なうことができる。
【００４７】
そして、第５発明では、粘性特性係数の複数の代表値と、その代表値のそれぞれに対応して上記の如く決定された切換超平面の傾きとに基づいて、切換超平面の傾きと、粘性特性係数との間の前記相関関係（制御入力決定手段が、粘性特性係数の制御値に応じて切換超平面の傾きを決定するために用いる相関関係）が特定されている。
【００４８】
このため、前記制御入力決定手段は、高いロバスト性と所望の収束特性とで、二次側動力の計測値を目標値に制御することができるように、スライディングモード制御の制御処理により前記制御入力を決定することができる。
【００４９】
なお、第５発明を前記第２発明又は第４発明と組み合わせてもよい。第５発明と第２発明とを組み合わせた場合には、前記相関関係は、前記式（Ａ）により表されることとなる。この場合、粘性特性係数の複数の代表値と、その代表値のそれぞれに対応して上記の如く決定された切換超平面の傾きとに基づいて、最小二乗法等の統計的な同定手法によって、前記式（Ａ）の変数ａ，ｂの値を特定することで、当該相関関係が決定されることとなる。
【００５０】
ただし、第５発明における相関関係は、例えば、粘性特性係数の複数の代表値と、その代表値のそれぞれに対応して上記の如く決定された切換超平面の傾きとをマップデータとして決定された相関関係であってもよい。
【００５１】
上記第５発明では、前記第１許容限界値は、前記アクチュエータの駆動力による前記一次側要素の変位速度及び変位加速度がそれぞれあらかじめ定められた許容限界値を超えないように、該一次側要素の変位速度の許容限界値と該一次側要素の変位加速度の許容限界値と前記剛性特性係数の値とに応じて設定された値であることが好ましい（第６発明）。
【００５２】
この第６発明によれば、粘性特性係数の各代表値毎に、前記複数の応答特性データのうち、前記一次側要素の変位速度及び変位加速度がそれぞれあらかじめ定められた許容限界値を超えることがないような応答特性データを用いて、粘性特性係数の各代表値に対応する切換超平面の傾きを決定できる。
【００５３】
このため、前記動力伝達装置の動作制御時に、前記一次側要素の変位速度及び変位加速度がそれぞれあらかじめ定められた許容限界値を超えないように動力伝達装置を動作を制御することを、前記弾性力発生機構の粘性特性係数の制御状態によらずに、高い信頼性で行うようにすることができる。ひいては、前記弾性力発生機構の粘性特性係数の制御状態によらずに、前記一次側要素の変位速度あるいは変位加速度が許容限界値に近いものとなるような領域での動力伝達装置の動作を安定して行なうようにすることが可能となる。
【００５４】
また、上記第５発明又は第６発明では、前記第２許容限界値は、前記アクチュエータから前記二次側要素に至る動力伝達系の固有振動に応じた該動力伝達系の振動の発生を防止するように、前記剛性特性係数の値に応じて設定された値であることが好ましい（第７発明）。
【００５５】
この第７発明によれば、粘性特性係数の各代表値毎に、前記複数の応答特性データのうち、前記固有振動に応じた動力伝達系の振動が発生しないような応答特性データを用いて、前記粘性特性係数の各代表値に対応する切換超平面の傾きを決定できる。
【００５６】
このため、前記弾性力発生機構の粘性特性係数の制御状態によらずに、前記固有振動に応じた動力伝達系の振動が生じないか、もしくは生じ難いものとなるように動力伝達装置を動作を制御することを高い信頼性で行うようにすることができる。
【００５７】
また、前記第１発明において、前記弾性力発生機構が、前記粘性特性係数と前記剛性特性係数とをそれぞれ可変的に制御可能に構成されている場合には、前記切換超平面可変設定手段は、前記切換超平面の傾きと、前記粘性特性係数と、前記剛性特性係数との間の相関関係であって、前記粘性特性係数の複数の代表値と、前記剛性特性係数の複数の代表値と、該粘性特性係数及び剛性特性係数の各代表値の組のそれぞれに対応してあらかじめ決定された前記切換超平面の傾きとに基づいてあらかじめ決定された相関関係に従って、前記粘性特性係数の制御値と、前記剛性特性係数の制御値とに応じて前記切換超平面の傾きを決定するように構成されており、
前記粘性特性係数及び剛性特性係数の各代表値の組のそれぞれに対応する前記切換超平面の傾きは、前記弾性力発生機構の粘性特性係数及び剛性特性係数をそれぞれ当該代表値に制御した状態で、前記第１変数成分を任意の値からゼロに収束させるときの該第１変数成分の値と前記第２変数成分の値と組の推移の軌跡を示すデータとしてあらかじめ取得された複数の応答特性データのうちの所定の要件を満たす特定の応答特性データに基づいて決定されており、
前記第１変数成分の値の大きさの許容限界値である第１許容限界値とゼロとの間で該第１許容限界値に応じて設定された第１設定値を前記位相平面において示すラインを第１設定値ライン、前記第２変数成分の値の大きさの許容限界値である第２許容限界値とゼロとの間で該第２許容限界値に応じて設定された第２設定値を前記位相平面において示すラインを第２設定値ラインと定義したとき、前記所定の要件を満たす特定の応答特性データは、該特定の応答特性データにより示される前記軌跡上での前記第１変数成分の値の大きさと前記第２変数成分の値の大きさとがそれぞれ前記第１許容限界値以下と第２許容限界値以下とに収まり、且つ、該軌跡が前記第１設定値ライン又は第２設定値ラインと交わるという要件を満たす応答特性データであり、
前記粘性特性係数及び剛性特性係数の各代表値の組のそれぞれに対応する前記切換超平面の傾きは、前記位相平面において、前記特定の応答特性データのそれぞれにより示される前記軌跡と前記第１設定値ライン又は第２設定値ラインとの交点のうち、該交点と前記位相平面の原点とを結ぶライン上での前記第１変数成分のゼロへの収束の時定数が、あらかじめ定めた要求範囲内の値であるという制約条件を満たす交点と、該位相平面の原点とを結ぶラインの傾きに一致又は近似するように決定されていることが好ましい（第８発明）。
【００５８】
上記第８発明によれば、前記切換超平面の傾きと、前記粘性特性係数と、前記剛性特性係数との間の相関関係が前記粘性特性係数の複数の代表値と、前記剛性特性係数の複数の代表値と、該粘性特性係数及び剛性特性係数の各代表値の組のそれぞれに対応してあらかじめ決定された前記切換超平面の傾きとに基づいてあらかじめ特定されている。
【００５９】
そして、この場合、粘性特性係数及び剛性特性係数の各代表値の組のそれぞれに対応する切換超平面の傾きは、前記弾性力発生機構の粘性特性係数と剛性特性係数とを当該代表値（任意の一つの組の代表値）に制御した状態であらかじめ取得された前記複数の応答特性データのうち、前記所定の要件を満たす特定の応答特性データに基づいて決定されている。
【００６０】
従って、前記第５発明の場合と同様に、前記応答特性データのうち、該応答特性データにより示される前記軌跡上での前記第１変数成分の値の大きさが前記第１許容限界値を超えるような過大なものとなったり、あるいは、前記第２変数成分の値の大きさが前記第２許容限界値を超えてしまうような過大なものとなるような応答特性データは、粘性特性係数及び剛性特性係数の各代表値の組のそれぞれに対応する切換超平面の傾きを決定するための特定の応答特性データとしては利用されない。
【００６１】
また、前記応答特性データのうち、該応答特性データにより示される前記軌跡上での前記第１変数成分の値の大きさが、前記第１設定値よりも小さい大きさに保たれ、且つ、該軌跡上での前記第２変数成分の値の大きさが、前記第２設定値よりも小さい大きさに保たれるような応答特性データ、すなわち、該軌跡上の任意の点の第１変数成分及び第２変数成分の値の大きさが、いずれも小さ過ぎるような応答特性データは、粘性特性係数及び剛性特性係数の各代表値の組のそれぞれに対応する切換超平面の傾きを決定するための特定の応答特性データとしては利用されない。
【００６２】
すなわち、前記第５発明の場合と同様に、前記軌跡上の点の第１変数成分の値の大きさが、前記第１許容限界値を超えるような過大なものとなったり、あるいは、該軌跡上の点の第２変数成分の値の大きさが、第２許容限界値を超えるような過大なものとなることがなく、しかも、第１変数成分の値の大きさが第１設定値以上の大きさ（小さすぎない大きさ）となるか、もしくは、第２変数成分の値の大きさが第２設定値以上の大きさ（小さすぎない大きさ）となるような点を軌跡上に含む応答特性データだけが、粘性特性係数及び剛性特性係数の各代表値の組のそれぞれに対応する切換超平面の傾きを決定するための特定の応答特性データとして利用される。
【００６３】
従って、第１変数成分のゼロへの収束を良好に行い得るものとして信頼性の高い応答特性データを、粘性特性係数及び剛性特性係数の各代表値の組のそれぞれに対応する切換超平面の傾きを決定するための特定の応答特性データとして用いることができる。
【００６４】
そして、粘性特性係数及び剛性特性係数の各代表値の組のそれぞれに対応する切換超平面の傾きは、前記位相平面において、前記特定の応答特性データのそれぞれにより示される前記軌跡と前記第１設定値ライン又は第２設定値ラインとの交点のうち、該交点と前記位相平面の原点とを結ぶライン上での前記第１変数成分のゼロへの収束の時定数が、あらかじめ定めた要求範囲内の値であるという制約条件を満たす交点と、該位相平面の原点とを結ぶラインの傾きに一致又は近似するように決定されている。
【００６５】
この場合、上記交点は、第１変数成分の値が前記第１設定値に一致するか、又は第２変数成分の値が前記第２設定値に一致するような点であるから、第１変数成分の値の大きさ又は第２変数成分の値の大きさが、過大もしくは過小ではない適度な大きさとなるような点である。
【００６６】
そして、このような交点のうち、該交点と前記位相平面の原点とを結ぶライン上での前記第１変数成分のゼロへの収束の時定数が、あらかじめ定めた要求範囲内の値であるという制約条件を満たす交点（すなわち、前記要求適合交点）を用いて、該要求適合交点と、位相平面の原点とを結ぶラインの傾きに一致又は近似するように、粘性特性係数及び剛性特性係数の各代表値の組のそれぞれに対応する切換超平面の傾きが決定されている。
【００６７】
このように粘性特性係数及び剛性特性係数の各代表値の組のそれぞれに対応する切換超平面の傾きが決定されているので、取得した複数の応答特性データから、該切換超平面の傾きを決定することを効率よく容易に行なうことができる。
【００６８】
この場合、応答特性データを取得するための制御手法は、特定の制御手法に限定されるものではないので、ＰＤ制御等の汎用的な制御手法を用いて容易に取得することができる。
【００６９】
さらに、粘性特性係数及び剛性特性係数の各代表値の組のそれぞれに対応する切換超平面の傾きを、前記要求適合交点を用いて決定することは、例えば最小二乗法等の公知の統計的な同定手法によって行なうことができる。
【００７０】
そして、第８発明では、粘性特性係数の複数の代表値と、剛性特性係数の複数の代表値と、それらの代表値の組のそれぞれに対応して上記の如く決定された切換超平面の傾きとに基づいて、切換超平面の傾きと、粘性特性係数と、剛性特性係数との間の前記相関関係（制御入力決定手段が、粘性特性係数の制御値と剛性特性係数の制御値とに応じて切換超平面の傾きを決定するために用いる相関関係）が特定されている。
【００７１】
このため、前記制御入力決定手段は、高いロバスト性と所望の収束特性とで、二次側動力の計測値を目標値に制御することができるように、スライディングモード制御の制御処理により前記制御入力を決定することができる。
【００７２】
なお、第８発明を前記第３発明又は第４発明と組み合わせてもよい。第８発明と第３発明とを組み合わせた場合には、前記相関関係は、前記式（Ｂ）により表されることとなる。この場合、剛性特性係数の複数の代表値と、それらの代表値の組のそれぞれに対応して上記の如く決定された切換超平面の傾きとに基づいて、最小二乗法等の統計的な同定手法によって、前記式（Ｂ）の変数ａ2、ａ1，ａ0，ｂの値を特定することで、当該相関関係が決定されることとなる。
【００７３】
ただし、第８発明における相関関係は、例えば、粘性特性係数の複数の代表値と、剛性特性係数の複数の代表値と、それらの代表値の組のそれぞれに対応して上記の如く決定された切換超平面の傾きとをマップデータとして決定された相関関係であってもよい。
【００７４】
上記第８発明では、前記第１許容限界値は、前記剛性特性係数の各代表値に対応して設定される値であり、該剛性特性係数の各代表値に対応する前記第１許容限界値は、前記弾性力発生機構の剛性特性係数を当該代表値に制御した状態で、前記アクチュエータの駆動力による前記一次側要素の変位速度及び変位加速度がそれぞれあらかじめ定められた許容限界値を超えないように、該一次側要素の変位速度の許容限界値と該一次側要素の変位加速度の許容限界値と前記剛性特性係数の当該代表値とに応じて設定された値であることが好ましい（第９発明）。
【００７５】
この第９発明によれば、前記粘性特性係数及び剛性特性係数の各代表値の組のそれぞれ毎に、前記複数の応答特性データのうち、前記一次側要素の変位速度及び変位加速度がそれぞれあらかじめ定められた許容限界値を超えることがないような応答特性データを用いて、前記切換超平面の傾きを決定できる。
【００７６】
このため、前記動力伝達装置の動作制御時に、前記一次側要素の変位速度及び変位加速度がそれぞれあらかじめ定められた許容限界値を超えないように動力伝達装置を動作を制御することを、前記弾性力発生機構の粘性特性係数及び剛性特性係数の制御状態によらずに、高い信頼性で行うようにすることができる。ひいては、前記弾性力発生機構の粘性特性係数及び剛性特性係数の制御状態によらずに、前記一次側要素の変位速度あるいは変位加速度が許容限界値に近いものとなるような領域での動力伝達装置の動作を安定して行なうようにすることが可能となる。
【００７７】
また、上記第８発明又は第９発明では、前記第２許容限界値は、前記剛性特性係数の各代表値に対応して設定される値であり、該剛性特性係数の各代表値に対応する前記第２許容限界値は、前記弾性力発生機構の剛性特性係数を当該代表値に制御した状態で、前記アクチュエータから前記二次側要素に至る動力伝達系の固有振動に応じた該動力伝達系の振動の発生を防止するように、前記剛性特性係数の当該代表値に応じて決定された値であることが好ましい（第１０発明）。
【００７８】
この第１０発明によれば、、前記粘性特性係数及び剛性特性係数の各代表値の組のそれぞれ毎に、前記複数の応答特性データのうち、前記固有振動に応じた動力伝達系の振動が発生しないような応答特性データを用いて、前記粘性特性係数及び剛性特性係数の各代表値の組のそれぞれに対応する切換超平面の傾きを決定できる。
【００７９】
このため、前記弾性力発生機構の粘性特性係数及び剛性特性係数の制御状態によらずに、前記固有振動に応じた動力伝達系の振動が生じないか、もしくは生じ難いものとなるように動力伝達装置を動作を制御することを高い信頼性で行うようにすることができる。
【００８０】
また、前記第５〜第１０発明では、前記第１変数成分の値をゼロから前記第１許容限界値までステップ状に変化させると共に該第１変数成分の値のゼロへの収束を前記アクチュエータの駆動力による前記一次側要素の変位加速度が該変位加速度の許容限界値になるように行なったと仮定した場合に実現される時定数を特定時定数と定義しとき、前記制約条件は、前記第１変数成分のゼロへの収束の時定数を、前記特定時定数以上の範囲の値に制限する条件であることが好ましい（第１１発明）。
【００８１】
すなわち、前記第１変数成分の値をゼロから、第１許容限界値以下のある値にステップ状に変化させることを想定した場合、第１変数成分の値をゼロから第１許容限界値まで変化させる場合に、前記一次側要素と二次側要素との間の相対変位量が最大となる。
【００８２】
この場合、二次側要素に対する一次側要素の変位は、許容限界値以下の変位加速度での変位に制限されるので、第１変数成分の値のゼロへの収束の時定数は、前記特定時定数よりも小さくなることはできない。
【００８３】
そこで、第１１発明では、前記要求適合交点を規定する前記制約条件を、前記第１変数成分のゼロへの収束の時定数を前記特定時定数以上の範囲の値に制限する条件となるように設定した。
【００８４】
従って、第１１発明によれば、動力伝達装置の動作制御時に、該動力伝達装置の幅広い動作領域で、二次側動力を目標値に制御することを高いロバスト性で安定に行なうことができる。
【００８５】
また、前記第１〜第１１発明では、前記二次側動力の計測値と該二次側動力の目標値とから算出される前記第１変数成分の値である第１変数成分計測値と、該第１変数成分計測値の時間的変化率として算出される前記第２変数成分の値である第２変数成分計測値とから外乱による影響を低減してなる前記第１変数成分の推定値と前記第２変数成分の推定値とを逐次算出するオブザーバをさらに備えており、前記制御入力決定手段は、前記第１変数成分計測値と前記第２変数成分計測値との代わりに、前記オブザーバにより算出された前記第１変数成分の推定値と第２変数成分の推定値とを用いて前記切換関数の値を算出しつつ、該切換関数の値を用いて前記制御入力を逐次生成するように構成されていることが好ましい（第１２発明）。
【００８６】
この第１２発明によれば、前記オブザーバにより算出された前記第１変数成分の推定値と第２変数成分の推定値とを用いて前記切換関数の値を算出しつつ、該切換関数の値を用いてスライディングモード制御の制御処理により前記制御入力を逐次生成することにより、外乱の影響が抑制される。
【００８７】
このため、制御入力決定手段により逐次決定される制御入力の安定性が高まる。ひいては、二次側動力の制御のロバスト性をより一層高めることができる。
【００８８】
本発明の動力伝達装置の制御装置は、前記第１〜第１１発明の形態に限らず、以下の形態を採用してもよい。
【００８９】
すなわち、本発明の動力伝達装置の制御装置は、前記の目的を達成するために、アクチュエータの駆動力により変位する一次側要素と、該一次側要素に対して相対変位可能に該一次側要素に弾性力発生機構を介して連結された二次側要素とを備え、該一次側要素及び二次側要素の間の相対変位に応じて当該両要素の間で前記弾性力発生機構により発生する弾性力によって、当該両要素の間の動力伝達を行うように構成された動力伝達装置において、前記動力伝達によって前記二次側要素に付与される動力である二次側動力を目標値に制御する制御装置であって、
前記弾性力発生機構は、前記一次側要素と二次側要素との間の相対速度に応じた粘性力を発生すると共に、当該両要素の間の相対速度の変化に対する前記粘性力の変化の比率を表す粘性特性係数を可変的に制御可能に構成されており、
前記一次側要素と前記二次側要素との間の相対変位量を計測し、該相対変位量の計測値と、該相対変位量の変化に対する前記弾性力発生機構の発生弾性力の変化の比率を表す剛性特性係数の値とから、該発生弾性力によって前記二次側要素に付与される前記二次側動力の計測値を取得する二次側動力計測手段と、
前記二次側動力の計測値と前記目標値との偏差を第１変数成分、該偏差の時間的変化率を第２変数成分として構成される切換関数を用いるスライディングモード制御の制御処理により、該切換関数により規定される切換超平面上で前記第１変数成分をゼロに収束させるように前記アクチュエータの駆動力を制御するための制御入力を逐次決定する制御入力決定手段とを備え、
前記制御入力決定手段は、前記粘性特性係数の制御値をあらかじめ決定された補正係数により補正してなる補正値と、前記第１変数成分及び第２変数成分を２つの座標軸成分とする位相平面における前記切換超平面の傾きが前記粘性特性係数の制御値の変化に依存しない傾きになるように決定された前記切換関数とを用いて前記制御入力を決定するように構成されていることを特徴とする（第１３発明）。
【００９０】
かかる第１３明によれば、前記二次側動力計測手段が取得する計測値は、前記第１発明と同様に、前記弾性力発生機構の発生弾性力によって前記二次側要素に付与される二次側動力の計測値であるので、該計測値には、弾性力発生機構が発生する粘性力に起因する成分は含まれていない。そして、該二次側動力の計測値は、前記一次側要素と前記二次側要素との間の相対変位量の計測値を用いて取得されるものであるから、弾性力発生機構の発生弾性力によって二次側要素に付与される実際の二次側動力の値としての信頼性が高いものとなる。
【００９１】
第１３発明では、上記の如く二次側動力の計測値には、弾性力発生機構が発生する粘性力に起因する成分は含まれないので、前記第１発明と同様に、弾性力発生機構が前記一次側要素及び二次側要素の間の相対速度に応じて粘性力を発生する状況では、二次側動力の計測値は、実際の二次側動力の値に対して誤差を有するものとなる。
【００９２】
ここで、第１３発明では、前記制御入力決定手段が前記制御入力を決定するために用いる前記切換関数により規定される前記切換超平面の傾きは、前記粘性特性係数の制御値の変化に依存しない傾きになるように決定される一方、前記粘性特性係数の制御値をあらかじめ決定された補正係数により補正してなる補正値が、前記制御入力を決定するために用いられる。
【００９３】
このため、前記弾性力発生機構が発生する粘性力の影響で、二次側動力の計測値が実際の値に対して過渡的に誤差を有するものとなっていても、前記制御入力決定手段は、当該誤差の影響を補償するように前記制御入力を決定できる。
【００９４】
すなわち、前記第１変数成分や第２変数成分の値が過剰に変動したり振動したりすることを防止しつつ、安定した時定数で第１変数成分をゼロに収束させる（ひいては、二次側動力の計測値を前記目標値に収束させる）ようにすることができる。
【００９５】
よって、第１３発明によれば、二次側要素に付与される動力を高いロバスト性で制御することができる。
【００９６】
上記第１３発明では、前記制御入力決定手段は、より具体的には、例えば前記切換超平面上で前記第１変数成分をゼロに収束させる機能を有する制御入力成分として次式（Ｄ）により算出される第１制御入力成分と、前記切換関数の値をゼロに収束させる機能を有する制御入力成分として該切換関数の値に応じて決定される第２制御入力成分とを合成してなる値を前記制御入力として決定するように構成されていることを特徴とする動力伝達装置の制御装置。
【００９７】
【数２】
2014128835.tif 000004
【００９８】
なお、上記Ｉinが入力側イナーシャであるか、入力側慣性質量であるか、並びに、上記Ｉoutが出力側イナーシャであるか、出力側慣性質量であるかは、前記第４発明の場合と同様である。
【００９９】
上記第１４発明によれば、前記粘性特性係数の制御値をあらかじめ決定された補正係数により補正してなる補正値（＝ｂ・Ｋdp）を、前記第１制御入力成分に適切に反映させることができる。このため、前記第１変数成分と第２変数成分との組が前記切換超平面上に達した後は、前記第１制御入力成分によって、安定に第１変数成分をゼロに収束させることができる。
【０１００】
上記第１３発明又は第１４発明では、前記弾性力発生機構は、例えば前記剛性特性係数が一定値になるように構成される。この場合には、前記第１変数成分をゼロに収束させるための適正時定数と、前記粘性特性係数との間の相関関係であって、前記粘性特性係数の複数の代表値と、該粘性特性係数の各代表値に対応してあらかじめ決定された前記適正時定数の値とに基づいてあらかじめ特定された相関関係において、前記粘性特性係数の値がゼロであるときの前記適正時定数の値に、前記切換超平面上での前記第１変数成分のゼロへの収束の時定数である切換超平面上収束時定数が一致するように、前記切換超平面の傾きが決定されていると共に、該相関関係において、任意の粘性特性係数の値に対応する前記適正時定数の値が、前記粘性特性係数の値がゼロであるときの前記適正時定数の値との差が、当該任意の粘性特性係数の値を前記補正係数により補正してなる補正値の関数値となるように前記補正係数が決定されており、
前記粘性特性係数の各代表値に対応する前記適正時定数値は、前記弾性力発生機構の粘性特性係数を当該代表値に制御した状態で、前記第１変数成分を任意の値からゼロに収束させるときの該第１変数成分の値と前記第２変数成分の値と組の推移の軌跡を示すデータとしてあらかじめ取得された複数の応答特性データのうちの所定の要件を満たす特定の応答特性データに基づいて決定されており、
前記第１変数成分の値の大きさの許容限界値である第１許容限界値とゼロとの間で該第１許容限界値に応じて設定された第１設定値を前記位相平面において示すラインを第１設定値ライン、前記第２変数成分の値の大きさの許容限界値である第２許容限界値とゼロとの間で該第２許容限界値に応じて設定された第２設定値を前記位相平面において示すラインを第２設定値ラインと定義したとき、前記所定の要件を満たす特定の応答特性データは、該特定の応答特性データにより示される前記軌跡上での前記第１変数成分の値の大きさと前記第２変数成分の値の大きさとがそれぞれ前記第１許容限界値以下と第２許容限界値以下とに収まり、且つ、該軌跡が前記第１設定値ライン又は第２設定値ラインと交わるという要件を満たす応答特性データであり、
前記粘性特性係数の各代表値に対応する前記適正時定数の値は、前記位相平面において、前記特定の応答特性データのそれぞれにより示される前記軌跡と前記第１設定値ライン又は第２設定値ラインとの交点のうち、該交点と前記位相平面の原点とを結ぶライン上での前記第１変数成分のゼロへの収束の時定数が、あらかじめ定めた要求範囲内の値であるという制約条件を満たす交点と、該位相平面の原点とを結ぶライン上での前記第１変数成分のゼロへの収束の時定数に一致又は近似するように決定されていることが好ましい（第１５発明）。
【０１０１】
上記第１５発明によれば、前記第１変数成分をゼロに収束させるための適正時定数と、前記粘性特性係数との間の相関関係が、前記粘性特性係数の複数の代表値と、該粘性特性係数の各代表値に対応してあらかじめ決定された前記適正時定数の値とに基づいてあらかじめ特定されている。
【０１０２】
そして、この場合、粘性特性係数の各代表値に対応する適正時定数の値は、前記弾性力発生機構の粘性特性係数を該代表値に制御した状態であらかじめ取得された前記複数の応答特性データのうち、前記所定の要件を満たす特定の応答特性データに基づいて決定されている。
【０１０３】
従って、前記応答特性データのうち、該応答特性データにより示される前記軌跡上での前記第１変数成分の値の大きさが前記第１許容限界値を超えるような過大なものとなったり、あるいは、前記第２変数成分の値の大きさが前記第２許容限界値を超えてしまうような過大なものとなるような応答特性データは、粘性特性係数の各代表値に対応する適正時定数の値を決定するための特定の応答特性データとしては利用されない。
【０１０４】
また、前記応答特性データのうち、該応答特性データにより示される前記軌跡上での前記第１変数成分の値の大きさが、前記第１設定値よりも小さい大きさに保たれ、且つ、該軌跡上での前記第２変数成分の値の大きさが、前記第２設定値よりも小さい大きさに保たれるような応答特性データ、すなわち、該軌跡上の任意の点の第１変数成分及び第２変数成分の値の大きさが、いずれも小さ過ぎるような応答特性データは、粘性特性係数の各代表値に対応する適正時定数の値を決定するための特定の応答特性データとしては利用されない。
【０１０５】
すなわち、前記軌跡上の点の第１変数成分の値の大きさが、前記第１許容限界値を超えるような過大なものとなったり、あるいは、該軌跡上の点の第２変数成分の値の大きさが、第２許容限界値を超えるような過大なものとなることがなく、しかも、第１変数成分の値の大きさが第１設定値以上の大きさ（小さすぎない大きさ）となるか、もしくは、第２変数成分の値の大きさが第２設定値以上の大きさ（小さすぎない大きさ）となるような点を軌跡上に含む応答特性データだけが、粘性特性係数の各代表値に対応する適正時定数の値を決定するための特定の応答特性データとして利用される。
【０１０６】
従って、第１変数成分のゼロへの収束を良好に行い得るものとして信頼性の高い応答特性データを、粘性特性係数の各代表値に対応する適正時定数の値を決定するための特定の応答特性データとして用いることができる。
【０１０７】
そして、粘性特性係数の各代表値に対応する適正時定数の値は、前記位相平面において、前記特定の応答特性データのそれぞれにより示される前記軌跡と前記第１設定値ライン又は第２設定値ラインとの交点のうち、該交点と前記位相平面の原点とを結ぶライン上での前記第１変数成分のゼロへの収束の時定数が、あらかじめ定めた要求範囲内の値であるという制約条件を満たす交点と、該位相平面の原点とを結ぶライン上での前記第１変数成分のゼロへの収束の時定数に一致又は近似するように決定されている。
【０１０８】
この場合、上記交点は、第１変数成分の値が前記第１設定値に一致するか、又は第２変数成分の値が前記第２設定値に一致するような点であるから、第１変数成分の値の大きさ又は第２変数成分の値の大きさが、過大もしくは過小ではない適度な大きさとなるような点である。
【０１０９】
そして、このような交点のうち、該交点と前記位相平面の原点とを結ぶライン上での前記第１変数成分のゼロへの収束の時定数が、あらかじめ定めた要求範囲内の値であるという制約条件を満たす交点（すなわち、前記要求適合交点）を用いて、該要求適合交点と、位相平面の原点とを結ぶライン上での前記第１変数成分のゼロへの収束の時定数に一致又は近似するように、粘性特性係数の各代表値に対応する適正時定数の値が決定されている。
【０１１０】
このように粘性特性係数の各代表値に対応する適正時定数の値が決定されているので、取得した複数の応答特性データから、該適正時定数の値を決定することを効率よく容易に行なうことができる。
【０１１１】
この場合、応答特性データを取得するための制御手法は、特定の制御手法に限定されるものではないので、ＰＤ制御等の汎用的な制御手法を用いて容易に取得することができる。
【０１１２】
さらに、粘性特性係数の各代表値に対応する適正時定数の値を、前記要求適合交点を用いて決定することは、例えば最小二乗法等の公知の統計的な同定手法によって行なうことができる。
【０１１３】
第１５発明では、粘性特性係数の複数の代表値と、その代表値のそれぞれに対応して上記の如く決定された適正時定数の値とに基づいて、適正時定数と、粘性特性係数との間の前記相関関係が特定されている。なお、この相関関係は、前記第５発明における切換超平面の傾きと、粘性特性係数との間の相関関係に対応するものである。
【０１１４】
そして、第１５発明では、この相関関係において、前記粘性特性係数の値がゼロであるときの前記適正時定数の値に、前記切換超平面上での前記第１変数成分のゼロへの収束の時定数である切換超平面上収束時定数が一致するように、前記切換超平面の傾きが決定されている。
【０１１５】
また、該相関関係において、任意の粘性特性係数の値に対応する前記適正時定数の値が、前記粘性特性係数の値がゼロであるときの前記適正時定数の値との差が、当該任意の粘性特性係数の値を前記補正係数により補正してなる補正値の関数値となるように前記補正係数が決定されている。
【０１１６】
このため、前記制御入力決定手段は、切換超平面の傾きを粘性特性係数の制御値に応じて変化させずとも、高いロバスト性と所望の収束特性とで、二次側動力の計測値を目標値に制御することができるように、適切な補正係数により粘性特性係数の制御値を補正してなる補正値を用いて、スライディングモード制御の制御処理により前記制御入力を決定することができる。
【０１１７】
上記第１５発明では、前記相関関係は、例えば次式（Ｅ）により表される関係とされる（第１６発明）。
【０１１８】
Ｔc＝ａ＋ｂ・Ｋdp／Ｋsp    ……（Ｅ）
ただし、
Ｔc：前記適正時定数
Ｋsp：前記剛性特性係数の値
Ｋdp：前記粘性特性係数の値
ａ：あらかじめ決定された所定値
ｂ：前記補正係数としてあらかじめ決定された所定値
すなわち、本願発明者の各種実験、検討によれば、前記弾性力発生機構の剛性特性係数の値が一定である場合、前記第１変数成分をゼロに収束させるための適正時定数と、前記粘性特性係数との間の相関関係は、式（Ｅ）により近似できる。
【０１１９】
この場合、式（Ｅ）の相関関係において、上記ａの値が、前記粘性特性係数の値がゼロであるときの前記適正時定数の値であるから、このａの値が第１６発明における切換超平面上収束時定数として決定されることとなる。
【０１２０】
また、式（Ｅ）の相関関係において、上記ｂの値が、前記補正係数として決定される。すなわち、式（Ｅ）の相関関係において、任意の粘性特性係数の値と、上記ａの値との差に、弾性力発生機構の剛性特性係数の値を乗じてなる値に、当該粘性特性係数の値を係数ｂにより補正してなる値（＝ｂ・Ｋdp）が一致するように補正係数ｂの値が決定される。
【０１２１】
このように切換超平面の傾きと、補正係数とを決定しておくことで、二次側動力の計測値を安定に目標値に収束させることを好適に行うことができる。
【０１２２】
上記第１５発明又は第１６発明では、前記第１許容限界値は、前記アクチュエータの駆動力による前記一次側要素の変位速度及び変位加速度がそれぞれあらかじめ定められた許容限界値を超えないように、該一次側要素の変位速度の許容限界値と該一次側要素の変位加速度の許容限界値と前記剛性特性係数の値とに応じて決定された値であることが好ましい（第１７発明）。
【０１２３】
この第１７発明によれば、粘性特性係数の各代表値毎に、前記複数の応答特性データのうち、前記一次側要素の変位速度及び変位加速度がそれぞれあらかじめ定められた許容限界値を超えることがないような応答特性データを用いて、粘性特性係数の各代表値に対応する前記適正時定数の値を決定できる。
【０１２４】
このため、前記動力伝達装置の動作制御時に、前記一次側要素の変位速度及び変位加速度がそれぞれあらかじめ定められた許容限界値を超えないように動力伝達装置を動作を制御することを、前記弾性力発生機構の粘性特性係数の制御状態によらずに、高い信頼性で行うようにすることができる。ひいては、前記弾性力発生機構の粘性特性係数の制御状態によらずに、前記一次側要素の変位速度あるいは変位加速度が許容限界値に近いものとなるような領域での動力伝達装置の動作を安定して行なうようにすることが可能となる。
【０１２５】
また、上記第１５〜第１７発明において、前記第２許容限界値は、前記アクチュエータから前記二次側要素に至る動力伝達系の固有振動に応じた該動力伝達系の振動の発生を防止するように、前記剛性特性係数の値に応じて決定された値であることが好ましい（第１８発明）。
【０１２６】
この第１８発明によれば、粘性特性係数の各代表値毎に、前記複数の応答特性データのうち、前記固有振動に応じた動力伝達系の振動が発生しないような応答特性データを用いて、前記粘性特性係数の各代表値に対応する前記適正時定数の値を決定できる。
【０１２７】
このため、前記弾性力発生機構の粘性特性係数の制御状態によらずに、前記固有振動に応じた動力伝達系の振動が生じないか、もしくは生じ難いものとなるように動力伝達装置を動作を制御することを高い信頼性で行うようにすることができる。
【０１２８】
また、前記第１３発明又は第１４発明において、前記弾性力発生機構は、前記粘性特性係数と前記剛性特性係数とをそれぞれ可変的に制御可能に構成されており、
前記切換超平面の傾きを前記剛性特性係数の制御値に応じて変化させるように設定する切換超平面可変設定手段とを備え、
該切換超平面可変設定手段は、前記第１変数成分をゼロに収束させるための適正時定数と、前記粘性特性係数と、前記剛性特性係数との間の相関関係であって、前記粘性特性係数の複数の代表値と、前記剛性特性係数の複数の代表値と、該粘性特性係数及び剛性特性係数の各代表値の組のそれぞれに対応してあらかじめ決定された前記適正時定数の値とに基づいてあらかじめ特定された相関関係において、前記粘性特性係数の値をゼロとし、且つ、前記剛性特性係数の値を該剛性特性係数の制御値に一致させたときの前記適正時定数の値に、前記切換超平面上での前記第１変数成分のゼロへの収束の時定数である切換超平面上収束時定数が一致するように、前記剛性特性係数の制御値に応じて前記切換超平面の傾きを決定するように構成されており、
さらに、前記相関関係において、任意の粘性特性係数の値に対応する前記適正時定数の値と前記粘性特性係数の値がゼロであるときの前記適正時定数の値との差が、当該任意の粘性特性係数の値を前記補正係数により補正してなる補正値の関数値となるように前記補正係数があらかじめ決定されており、
前記粘性特性係数及び剛性特性係数の各代表値の組のそれぞれに対応する前記適正時定数の値は、前記弾性力発生機構の粘性特性係数及び剛性特性係数をそれぞれ当該代表値に制御した状態で、前記第１変数成分を任意の値からゼロに収束させるときの該第１変数成分の値と前記第２変数成分の値と組の推移の軌跡を示すデータとしてあらかじめ取得された複数の応答特性データのうちの所定の要件を満たす特定の応答特性データに基づいて決定されており、
前記第１変数成分の値の大きさの許容限界値である第１許容限界値とゼロとの間で該第１許容限界値に応じて設定された第１設定値を前記位相平面において示すラインを第１設定値ライン、前記第２変数成分の値の大きさの許容限界値である第２許容限界値とゼロとの間で該第２許容限界値に応じて設定された第２設定値を前記位相平面において示すラインを第２設定値ラインと定義したとき、前記所定の要件を満たす特定の応答特性データは、該特定の応答特性データにより示される前記軌跡上での前記第１変数成分の値の大きさと前記第２変数成分の値の大きさとがそれぞれ前記第１許容限界値以下と第２許容限界値以下とに収まり、且つ、該軌跡が前記第１設定値ライン又は第２設定値ラインと交わるという要件を満たす応答特性データであり、
前記粘性特性係数及び剛性特性係数の各代表値の組のそれぞれに対応する前記適正時定数の値は、前記位相平面において、前記特定の応答特性データのそれぞれにより示される前記軌跡と前記第１設定値ライン又は第２設定値ラインとの交点のうち、該交点と前記位相平面の原点とを結ぶライン上での前記第１変数成分のゼロへの収束の時定数が、あらかじめ定めた要求範囲内の値であるという制約条件を満たす交点と、該位相平面の原点とを結ぶライン上での前記第１変数成分のゼロへの収束の時定数に一致又は近似するように決定されていることが好ましい（第１９発明）。
【０１２９】
上記第１９発明によれば、前記第１変数成分をゼロに収束させるための適正時定数と、前記粘性特性係数と、前記剛性特性係数との間の相関関係が、前記粘性特性係数の複数の代表値と、前記剛性特性係数の複数の代表値と、該粘性特性係数及び剛性特性係数の各代表値の組のそれぞれに対応してあらかじめ決定された前記適正時定数の値とに基づいてあらかじめ特定されている。
【０１３０】
そして、この場合、粘性特性係数及び剛性特性係数の各代表値の組のそれぞれに対応する適正時定数の値は、前記弾性力発生機構の粘性特性係数及び剛性特性係数をそれぞれ当該代表値に制御した状態であらかじめ取得された前記複数の応答特性データのうち、前記所定の要件を満たす特定の応答特性データに基づいて決定されている。
【０１３１】
従って、前記応答特性データのうち、該応答特性データにより示される前記軌跡上での前記第１変数成分の値の大きさが前記第１許容限界値を超えるような過大なものとなったり、あるいは、前記第２変数成分の値の大きさが前記第２許容限界値を超えてしまうような過大なものとなるような応答特性データは、粘性特性係数及び剛性特性係数の各代表値の組のそれぞれに対応する適正時定数の値を決定するための特定の応答特性データとしては利用されない。
【０１３２】
また、前記応答特性データのうち、該応答特性データにより示される前記軌跡上での前記第１変数成分の値の大きさが、前記第１設定値よりも小さい大きさに保たれ、且つ、該軌跡上での前記第２変数成分の値の大きさが、前記第２設定値よりも小さい大きさに保たれるような応答特性データ、すなわち、該軌跡上の任意の点の第１変数成分及び第２変数成分の値の大きさが、いずれも小さ過ぎるような応答特性データは、粘性特性係数及び剛性特性係数の各代表値の組のそれぞれに対応する適正時定数の値を決定するための特定の応答特性データとしては利用されない。
【０１３３】
すなわち、前記軌跡上の点の第１変数成分の値の大きさが、前記第１許容限界値を超えるような過大なものとなったり、あるいは、該軌跡上の点の第２変数成分の値の大きさが、第２許容限界値を超えるような過大なものとなることがなく、しかも、第１変数成分の値の大きさが第１設定値以上の大きさ（小さすぎない大きさ）となるか、もしくは、第２変数成分の値の大きさが第２設定値以上の大きさ（小さすぎない大きさ）となるような点を軌跡上に含む応答特性データだけが、粘性特性係数及び剛性特性係数の各代表値の組のそれぞれに対応する適正時定数の値を決定するための特定の応答特性データとして利用される。
【０１３４】
従って、第１変数成分のゼロへの収束を良好に行い得るものとして信頼性の高い応答特性データを、粘性特性係数及び剛性特性係数の各代表値の組のそれぞれに対応する適正時定数の値を決定するための特定の応答特性データとして用いることができる。
【０１３５】
そして、粘性特性係数及び剛性特性係数の各代表値の組のそれぞれに対応する適正時定数の値は、前記位相平面において、前記特定の応答特性データのそれぞれにより示される前記軌跡と前記第１設定値ライン又は第２設定値ラインとの交点のうち、該交点と前記位相平面の原点とを結ぶライン上での前記第１変数成分のゼロへの収束の時定数が、あらかじめ定めた要求範囲内の値であるという制約条件を満たす交点と、該位相平面の原点とを結ぶライン上での前記第１変数成分のゼロへの収束の時定数に一致又は近似するように決定されている。
【０１３６】
この場合、上記交点は、第１変数成分の値が前記第１設定値に一致するか、又は第２変数成分の値が前記第２設定値に一致するような点であるから、第１変数成分の値の大きさ又は第２変数成分の値の大きさが、過大もしくは過小ではない適度な大きさとなるような点である。
【０１３７】
そして、このような交点のうち、該交点と前記位相平面の原点とを結ぶライン上での前記第１変数成分のゼロへの収束の時定数が、あらかじめ定めた要求範囲内の値であるという制約条件を満たす交点（すなわち、前記要求適合交点）と、該位相平面の原点とを結ぶライン上での前記第１変数成分のゼロへの収束の時定数に一致又は近似するように、粘性特性係数及び剛性特性係数の各代表値の組のそれぞれに対応する適正時定数の値が決定されている。
【０１３８】
このように粘性特性係数及び剛性特性係数の各代表値の組のそれぞれに対応する適正時定数の値が決定されているので、取得した複数の応答特性データから、該適正時定数の値を決定することを効率よく容易に行なうことができる。
【０１３９】
この場合、応答特性データを取得するための制御手法は、特定の制御手法に限定されるものではないので、ＰＤ制御等の汎用的な制御手法を用いて容易に取得することができる。
【０１４０】
さらに、粘性特性係数及び剛性特性係数の各代表値の組のそれぞれに対応する適正時定数の値を、前記要求適合交点を用いて決定することは、例えば最小二乗法等の公知の統計的な同定手法によって行なうことができる。
【０１４１】
第１９発明では、粘性特性係数の複数の代表値と、剛性特性係数の複数の代表値と、それらの代表値の組のそれぞれに対応して上記の如く決定された適正時定数の値とに基づいて、適正時定数と、粘性特性係数と、剛性特性係数との間の前記相関関係が特定されている。なお、この相関関係は、前記第８発明における切換超平面の傾きと、粘性特性係数との間の相関関係に対応するものである。
【０１４２】
そして、第１９発明では、動力伝達装置の動作制御時に、前記切換超平面可変設定手段によって、上記相関関係において、前記粘性特性係数の値をゼロとし、且つ、前記剛性特性係数の値を該剛性特性係数の制御値に一致させたときの前記適正時定数の値に、前記切換超平面上での前記第１変数成分のゼロへの収束の時定数である切換超平面上収束時定数が一致するように、前記剛性特性係数の制御値に応じて前記切換超平面の傾きが決定される。
【０１４３】
また、該相関関係において、任意の粘性特性係数の値に対応する前記適正時定数の値と前記粘性特性係数の値がゼロであるときの前記適正時定数の値との差が、当該任意の粘性特性係数の値を前記補正係数により補正してなる補正値の関数値となるように前記補正係数があらかじめ決定されている。
【０１４４】
このため、前記制御入力決定手段は、切換超平面の傾きを粘性特性係数の制御値に応じて変化させずとも、高いロバスト性と所望の収束特性とで、二次側動力の計測値を目標値に制御することができるように、適切な補正係数により粘性特性係数の制御値を補正してなる補正値を用いて、スライディングモード制御の制御処理により前記制御入力を決定することができる。
【０１４５】
上記第１９発明では、前記相関関係は、例えば次式（Ｆ）により表される関係とされる（第２０発明）。
【０１４６】
Ｔc＝(ａ2／sqrt(Ｋsp))＋ａ1・Ｋsp＋ａ0＋ｂ・Ｋdp／Ｋsp    ……（Ｆ）
ただし、
Ｔc：前記適正時定数
Ｋsp：前記剛性特性係数の値
Ｋdp：前記粘性特性係数の値
ａ2，ａ1，ａ0：あらかじめ決定された所定値
ｂ：前記補正係数としてあらかじめ決定された所定値
すなわち、本願発明者の各種実験、検討によれば、前記弾性力発生機構の粘性特性係数と剛性特性係数とがそれぞれ可変的に制御される場合、前記第１変数成分をゼロに収束させるための適正時定数と、前記粘性特性係数と、前記剛性特性係数との間の相関関係は、式（Ｆ）により近似できる。
【０１４７】
この場合、式（Ｆ）の相関関係において、上記(ａ2／sqrt(Ｋsp))＋ａ1・Ｋsp＋ａ0の値が、前記粘性特性係数の値がゼロであるときの前記適正時定数の値であるから、この(ａ2／sqrt(Ｋsp))＋ａ1・Ｋsp＋ａ0の値が第２０発明における切換超平面上収束時定数として、剛性特性係数の制御値に応じて決定されることとなる。
【０１４８】
また、式（Ｆ）の相関関係において、上記ｂの値が、前記補正係数として決定される。すなわち、式（Ｆ）の相関関係において、任意の粘性特性係数の値と、上記(ａ2／sqrt(Ｋsp))＋ａ1・Ｋsp＋ａ0の値との差に、弾性力発生機構の剛性特性係数の値を乗じてなる値に、当該粘性特性係数の値を係数ｂにより補正してなる値（＝ｂ・Ｋdp）が一致するように補正係数ｂの値が決定される。
【０１４９】
このように切換超平面の傾きと、補正係数とを決定しておくことで、二次側動力の計測値を安定に目標値に収束させることを好適に行うことができる。
【０１５０】
上記第１９発明又は第２０発明では、前記第１許容限界値は、前記剛性特性係数の各代表値に対応して設定される値であり、該剛性特性係数の各代表値に対応する前記第１許容限界値は、前記弾性力発生機構の剛性特性係数を当該代表値に制御した状態で、前記アクチュエータの駆動力による前記一次側要素の変位速度及び変位加速度がそれぞれあらかじめ定められた許容限界値を超えないように、該一次側要素の変位速度の許容限界値と該一次側要素の変位加速度の許容限界値と前記剛性特性係数の当該代表値とに応じて決定された値であることが好ましい（第２１発明）。
【０１５１】
この第２１発明によれば、前記粘性特性係数及び剛性特性係数の各代表値の組のそれぞれ毎に、前記複数の応答特性データのうち、前記一次側要素の変位速度及び変位加速度がそれぞれあらかじめ定められた許容限界値を超えることがないような応答特性データを用いて、前記適正時定数の値を決定できる。
【０１５２】
このため、前記動力伝達装置の動作制御時に、前記一次側要素の変位速度及び変位加速度がそれぞれあらかじめ定められた許容限界値を超えないように動力伝達装置を動作を制御することを、前記弾性力発生機構の粘性特性係数及び剛性特性係数の制御状態によらずに、高い信頼性で行うようにすることができる。ひいては、前記弾性力発生機構の粘性特性係数及び剛性特性係数の制御状態によらずに、前記一次側要素の変位速度あるいは変位加速度が許容限界値に近いものとなるような領域での動力伝津装置の動作を安定して行なうようにすることが可能となる。
【０１５３】
また、上記第１９〜第２１発明では、前記第２許容限界値は、前記剛性特性係数の各代表値に対応して設定される値であり、該剛性特性係数の各代表値に対応する前記第２許容限界値は、前記弾性力発生機構の剛性特性係数を当該代表値に制御した状態で、前記アクチュエータから前記二次側要素に至る動力伝達系の固有振動に応じた該動力伝達系の振動の発生を防止するように、前記剛性特性係数の当該代表値に応じて決定された値であることが好ましい（第２２発明）。
【０１５４】
この第２２発明によれば、、前記粘性特性係数及び剛性特性係数の各代表値の組のそれぞれ毎に、前記複数の応答特性データのうち、前記固有振動に応じた動力伝達系の振動が発生しないような応答特性データを用いて、前記粘性特性係数及び剛性特性係数の各代表値の組のそれぞれに対応する適正時定数の値を決定できる。
【０１５５】
このため、前記弾性力発生機構の粘性特性係数及び剛性特性係数の制御状態によらずに、前記固有振動に応じた動力伝達系の振動が生じないか、もしくは生じ難いものとなるように動力伝達装置を動作を制御することを高い信頼性で行うようにすることができる。
【０１５６】
また、前記第１５〜第２２発明では、前記第１変数成分の値をゼロから前記第１許容限界値までステップ状に変化させると共に該第１変数成分の値のゼロへの収束を前記アクチュエータの駆動力による前記一次側要素の変位加速度が該変位加速度の許容限界値になるように行なったと仮定した場合に実現される時定数を特定時定数と定義しとき、前記制約条件は、前記第１変数成分のゼロへの収束の時定数を、前記特定時定数以上の範囲の値に制限する条件であることが好ましい（第２３発明）。
【０１５７】
すなわち、前記第１変数成分の値をゼロから、第１許容限界値以下のある値にステップ状に変化させることを想定した場合、第１変数成分の値をゼロから第１許容限界値まで変化させる場合に、前記一次側要素と二次側要素との間の相対変位量が最大となる。
【０１５８】
この場合、二次側要素に対する一次側要素の変位は、許容限界値以下の変位加速度での変位に制限されるので、第１変数成分の値のゼロへの収束の時定数は、前記特定時定数よりも小さくなることはできない。
【０１５９】
そこで、第２３発明では、前記要求適合交点を規定する前記制約条件を、前記第１変数成分のゼロへの収束の時定数を前記特定時定数以上の範囲の値に制限する条件となるように設定した。
【０１６０】
従って、第２３発明によれば、動力伝達装置の動作制御時に、該動力伝達装置の幅広い動作領域で、二次側動力を目標値に制御することを高いロバスト性で安定に行なうことができる。
【０１６１】
また、前記第１３〜第２３発明では、前記二次側動力の計測値と該二次側動力の目標値とから算出される前記第１変数成分の値である第１変数成分計測値と、該第１変数成分計測値の時間的変化率として算出される前記第２変数成分の値である第２変数成分計測値とから外乱による影響を低減してなる前記第１変数成分の推定値と前記第２変数成分の推定値とを逐次算出するオブザーバをさらに備えており、前記制御入力決定手段は、前記第１変数成分計測値と前記第２変数成分計測値との代わりに、前記オブザーバにより算出された前記第１変数成分の推定値と第２変数成分の推定値とを用いて前記切換関数の値を算出しつつ、該切換関数の値を用いて前記制御入力を逐次生成するように構成されていることが好ましい（第２４発明）。
【０１６２】
この第２４発明によれば、前記オブザーバにより算出された前記第１変数成分の推定値と第２変数成分の推定値とを用いて前記切換関数の値を算出しつつ、該切換関数の値を用いてスライディングモード制御の制御処理により前記制御入力を逐次生成することにより、外乱の影響が抑制される。
【０１６３】
このため、制御入力決定手段により逐次決定される制御入力の安定性が高まる。ひいては、二次側動力の制御のロバスト性をより一層高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１６４】
【図１】本発明の第１実施形態におけるシステム構成を示す図。
【図２】図１に示す動力伝達装置の弾性力発生機構の構成を示す図。
【図３】図２に示す弾性力発生機構の要部構成を示す図。
【図４】図３のIV−IV線断面図。
【図５】スライディングモード制御の切換超平面を示す図。
【図６】切換超平面の傾きの決定処理を説明するためのグラフ。
【図７】図７（ａ）〜（ｃ）は切換超平面の傾きの決定処理を説明するためのグラフ。
【図８】図８（ａ）は図６のＡ部の拡大図、図８（ｂ）は図６のＢ部の拡大図。
【図９】図１に示す制御装置の制御入力決定部の処理を示すブロック線図。
【図１０】本発明の第２実施形態における制御入力決定部の処理を示すブロック線図。
【図１１】本発明の第３実施形態における制御入力決定部の処理を示すブロック線図。
【図１２】本発明の第４実施形態における制御入力決定部の処理を示すブロック線図。
【図１３】本発明の第５実施形態における制御入力決定部の処理を示すブロック線図。
【発明を実施するための形態】
【０１６５】
［第１実施形態］
本発明の第１実施形態を以下に図１〜図９を参照して説明する。
【０１６６】
図１に示すように、本実施形態の動力伝達装置１は、一次側要素としての駆動プーリ２と、二次側要素としての被動プーリ３と、これらのプーリ２，３の間に弾性力と粘性力とを発生させる弾性力発生機構４と、駆動プーリ２に回転駆動力を付与するアクチュエータとしての電動モータ５と、被動プーリ３と一体に回転するように該被動プーリ３に固定された負荷部材６とを備える。
【０１６７】
なお、負荷部材６は、図１では一体の構造物として記載されているが、一体の構造物でなくてもよい。例えば、負荷部材６は、１つ以上の関節を含むリンク機構であってもよい。
【０１６８】
駆動プーリ２は、電動モータ５の回転駆動軸５ａに減速機７を介して接続されている。そして、駆動プーリ２は、電動モータ５の回転駆動軸５ａから減速機７を介して付与される回転駆動力（トルク）によって、電動モータ５の回転駆動軸５ａの回転に連動して回転するようになっている。
【０１６９】
なお、減速機７は、任意の構造のものでよく、例えば、ハーモニックドライブ（登録商標）もしくは複数のギヤにより構成される減速機を採用することができる。あるいは、減速機７は、直動を回転運動に変換する機構を備えるものであってもよい。その場合には、アクチュエータとして、例えば、電動モータ及びボールネジにより構成される直動アクチュエータ、あるいは、電動式のリニアモータ等を採用してもよい。
【０１７０】
また、図１では、電動モータ５と駆動プーリ２とが同軸心に配置されているが、それらの回転軸心は、同軸心でなくてもよい。
【０１７１】
被動プーリ３は、その回転軸心が駆動プーリ２の回転軸心と平行になるようにして、該駆動プーリ２の側方に並設されている。
【０１７２】
弾性力発生機構４は、駆動プーリ２及び被動プーリ３の間に架け渡されたワイヤ１１と、両プーリ２，３間の剛性及び粘性を変更するための剛性／粘性可変機構１２とを備える。
【０１７３】
ワイヤ１１は、図２に示すように、両プーリ２，３の間で延在する二条の張設部分１１ａ，１１ｂを有し、該張設部分１１ａ，１１ｂ以外の部分が両プーリ２，３の外周のうちの内端側の部分（駆動プーリ２の外周のうちの被動プーリ３に臨む部分、及び被動プーリ３の外周のうちの駆動プーリ２に臨む部分）を除く箇所に滑らないように巻き掛けられている。なお、ワイヤ１１は、多少の伸縮性を有する。
【０１７４】
剛性／粘性可変機構１２は、例えば図２〜図４に示すように構成されている。すなわち、剛性／粘性可変機構１２は、両端部にローラ１３ａ，１３ｂが回転自在に枢着された回転バー１４を備えている。この回転バー１４は、その中央部に固定された回転軸１５の軸心まわりに該回転軸１５と一体に回転可能とされている。回転軸１５は、駆動プーリ２及び被動プーリ３の間の位置で、両プーリ２，３の回転軸心と平行な姿勢で配置されている。
【０１７５】
回転バー１４の両端部のローラ１３ａ，１３ｂは、それぞれの回転軸心が駆動プーリ２及び被動プーリ３の回転軸心と平行な方向に向けられている。
【０１７６】
そして、ローラ１３ａ，１３ｂのうちの一方のローラ１３ａの内端側（他方のローラ１３ｂに臨む側）の外周部が、ワイヤ１１の二条の張設部分１１ａ，１１ｂのうちの一方の張設部分１１ａに圧接され、他方のローラ１３ｂの内端側（一方のローラ１３ａに臨む側）の外周部が、ワイヤ１１の他方の張設部分１１ｂに圧接されている。この場合、ワイヤ１１の張設部分１１ａ，１１ｂは、それぞれ、ローラ１３ａ，１３ｂの圧接箇所で湾曲されている。
【０１７７】
剛性／粘性可変機構１２は、さらに、回転バー１４に回転軸１５を介して連結されて該回転バー１４と一体に回転可能に設けられたギヤ（平歯車）１６と、このギヤ１６に噛合されたスプリングウォーム１７と、このスプリングウォーム１７を回転駆動する電動モータ１８と、粘性オイルが内部に封入されたシリンダ１９とを備えている。
【０１７８】
スプリングウォーム１７は、ウォームギヤとして機能可能にコイルスプリング状に形成されたばね部材であり、電動モータ１８の回転駆動軸１８ａに外挿されている。そして、スプリングウォーム１７の電動モータ１８の本体寄りの一端は、回転駆動軸１８ａに固定されたバネ座部材２０ａに固定されている。従って、スプリングウォーム１７は、電動モータ１８の回転駆動軸１８ａと一体に回転し、このスプリングウォーム１７の回転に伴い、ギヤ１６が回転するようになっている。
【０１７９】
シリンダ１９は、スプリングウォーム１７の他端側で回転駆動軸１８ａと同軸心に配置された筒部２１を有する。この筒部２１の内部を電動モータ１８の回転駆動軸１８ａが貫通し、該筒部２１が、回転駆動軸１８ａに沿って、その軸心方向に摺動可能とされている。そして、筒部２１のスプリングウォーム１７側の端面に固定されたバネ座部材２０ｂにスプリングウォーム１７の他端が固定されている。従って、スプリングウォーム１７の伸縮に伴い、シリンダ１９の筒部２１が電動モータ１８の回転駆動軸１８ａの軸心方向に摺動するようになっている。
【０１８０】
また、筒部２１の内部には、回転駆動軸１８ａに固定されたピストン２２が設けられており、このピストン２２の外周面が筒部２１の内周面に摺接されている。
【０１８１】
そして、筒部２１の内部でピストン２２により画成された２つの油室２３ａ，２３ｂに粘性オイルが封入されている。これらの油室２３ａ，２３ｂは、オリフィス部２４を有する連通管２５により連通されている。この場合、オリフィス部２４は、図示しない弁機構等により開口面積を変化させることが可能となっている。
【０１８２】
ここで、以上の構成の弾性力発生機構４の動作を説明しておく。電動モータ１８により、スプリングウォーム１７を回転駆動することで、該スプリングウォーム１７に噛合されたギヤ１６を介して回転バー１４が回転する。従って、電動モータ１８のサーボ制御によって、回転バー１４の回転角度（位相角）を制御することができる。ここで、以降の説明では、回転バー１４の位相角を、図２に示すように、回転バー１４の延在方向（ローラ１３ａ，１３ｂの間隔方向）が駆動プーリ２及び被動プーリ３の間隔方向と直交する状態からの該回転バー１４の回転角度φとして定義する。
【０１８３】
両プーリ２，３間の動力伝達（回転駆動力の伝達）を行っていない状態で、回転バー１４の位相角φをある既定の角度値（例えば図２のφ0）に制御し、その状態で電動モータ１８の回転駆動軸１８ａの回転（ひいては、スプリングウォーム１７の回転）を停止させた状態（以降、この状態を基準状態という）を想定する。
【０１８４】
この基準状態において、前記電動モータ５から駆動プーリ２に回転駆動力（トルク）を付与すると、ワイヤ１１の張設部分１１ａ，１１ｂの一方に、当該回転駆動力に比例した張力が発生し、その張力を介して、駆動プーリ２から被動プーリ３に回転駆動力が伝達される。
【０１８５】
同時に、ワイヤ１１の張設部分１１ａ，１１ｂの一方に発生する上記張力に起因して、ローラ１３ａ，１３ｂのうちの該張設部分１１ａ又は１１ｂに接触するローラ１３ａ又は１３ｂに、両プーリ２，３の間隔方向とほぼ直交する方向の並進力が作用する。
【０１８６】
例えば、図２に示すように、駆動プーリ２に反時計まわり方向のトルクτdを付与すると、ワイヤ１１の張設部分１１ａにトルクτdに比例する張力Ｔe（＝τd／駆動プーリ２の有効回転半径）が発生し、この張力Ｔeによってローラ１３ａに並進力Ｆが作用する。なお、この並進力Ｆの大きさは、トルクτdにほぼ比例する。また、図２中の張力Ｔeは、ローラ１３ａに対して作用する張力を示している。
【０１８７】
基準姿勢状態での回転バー１４の位相角がゼロでない場合（例えば図２に示す状況）では、ローラ１３ａ又は１３ｂに作用する上記並進力（以降、これをＦと表記する）に起因して、回転バー１４に回転駆動力（トルク）が作用することとなる。これにより、駆動プーリ２が被動プーリ３に対して相対回転すると共に、回転バー１４が回転する。ひいては、前記スプリングウォーム１７に噛合しているギヤ１６が回転バー１４と一体に回転する。
【０１８８】
この場合、ローラ１３ａ又は１３ｂに作用する上記並進力Ｆに起因して回転バー１４に作用するトルク（以降、τaと表記する）は、上記並進力Ｆに対して、次式（１）の関係を有する。なお、図２に示す如く、φ0は、基準姿勢状態での回転バー１４の位相角φの値、Ｒaは、回転軸１５の軸心まわりでのローラ１３ａ，１３ｂの軸心部の回転半径である。
【０１８９】
τa＝Ｆ・sin（φ0）・Ｒa    ……（１）
このように回転バー１４にトルクτaが作用している状況で、スプリングウォーム１７は回転しないので、ギヤ１６の回転によってスプリングウォーム１７の一部（詳しくは、ギヤ１６の噛合部分と前記電動モータ１８側のバネ座部材１９ａとの間の部分）が伸長又は短縮され、その伸縮量に応じた弾性力をスプリングウォーム１７が発生する。
【０１９０】
この場合、スプリングウォーム１７の基準状態からの伸縮量、ひいては、回転バー１４の基準状態からの回転量（位相角の変化量）は、該スプリングウォーム１７の弾性力（並進力）によってギヤ１６に作用するトルクと、ワイヤ１１の張力によってローラ１３ａ又は１３ｂに作用する上記並進力Ｆに起因して回転バー１４に作用するトルク（＝ギヤ１６に作用するトルク）とが釣り合う状態で平衡する。この平衡状態で、駆動プーリ２に付与されるトルクτdが弾性力発生機構４を介して被動プーリ３に伝達されることとなる。
【０１９１】
上記平衡状態での回転バー１４の基準状態からの回転量をΔφ[rad]、ギヤ１６の回転半径をＲb、スプリングウォーム１７の剛性（スプリングウォーム１７の伸縮量の単位変化量あたりに発生する弾性力の変化量）をＫsp_wとおくと、上記平衡状態でのスプリングウォーム１７の弾性力によってギヤ１６に作用するトルク（以降、これをτbと表記する）は、次式（２）により与えられる。
【０１９２】
τb＝Ｋsp_w・sin(Δφ)・Ｒb≒Ｋsp_w・Δφ・Ｒb    ……（２）
この式（２）と前記式（１）とから、上記平衡状態における並進力Ｆと、回転バー１４の基準状態からの回転量Δφとの関係は、次式（３）により与えられる。
【０１９３】
Ｆ＝(Ｋsp_w・Ｒb／(sin(φ0)・Ｒa)・Δφ    ……（３）
従って、ワイヤ１１の張力によってローラ１３ａ又は１３ｂに作用する並進力Ｆは、回転バー１４の基準状態からの回転量Δφに比例するものとなる。
【０１９４】
ここで、ワイヤ１１の張力によってローラ１３ａ又は１３ｂに作用する並進力Ｆは、駆動プーリ２に付与されるトルク（ひいては被動プーリ３に伝達されるトルク）が大きいほど、大きくなる。また、被動プーリ３に対する駆動プーリ２の相対回転量（基準状態からの相対回転量）は、上記平衡状態での回転バー１４の基準状態からの回転量が大きいほど、大きくなる。
【０１９５】
従って、両プーリ２，３間の相対回転量が一定に維持される定常状態で、駆動プーリ２から被動プーリ３に伝達されるトルク（被動プーリ３に付与されるトルク）をτspと表記し、両プーリ２，３間の相対回転量をΔθと表記すると、τspとΔθとの間には、近似的に次式（４）の比例関係が成立する。
【０１９６】
τsp＝Ｋsp・Δθ    ……（４）
よって、弾性力発生機構４は、駆動プーリ２と被動プーリ３との動力伝達を行うバネ部材として機能する。そして、上記トルクτspは、弾性力発生機構４によって両プーリ２，３間に発生する弾性力によって伝達されるトルク（以降、弾性力トルクτspという）に相当する。この場合、式（４）におけるＫspは、両プーリ２，３間の相対回転量Δθ（以降、プーリ間回転角度差Δθという）の変化に対する弾性力トルクτspの変化の比率であり、以降、剛性特性係数Ｋspという。
【０１９７】
この剛性特性係数Ｋspは、両プーリ２，３間の剛性を示しており、Ｋspの値が大きいほど、両プーリ２，３間の剛性が高い（両プーリ２，３間の回転量の差が発生しにくくなる）ことを意味する。そして、本実施形態における弾性力発生機構４の剛性特性係数Ｋspの値は、基本的には、基準状態での回転バー１４の位相角φ0に応じたものとなり、φ0が大きいほど、Ｋspの値が小さくなる。
【０１９８】
また、本実施形態の弾性力発生機構４では、回転バー１４が基準状態から回転するとき、スプリングウォーム１７の伸縮に伴い、シリンダ１９の筒部２１がピストン２２に対して相対的に摺動する。
【０１９９】
このとき、油室２３ａ，２３ｂ間で、オリフィス部２４を有する連通管２５を介して粘性オイルが流通することで、筒部２１の摺動に対する抵抗力となる粘性力が発生する。これにより、回転バー１４の基準状態からの回転、ひいては、被動プーリ３に対する駆動プーリ２の相対回転に対する抵抗力となる粘性力が、両プーリ２，３間で発生することとなる。そして、この粘性力は、オリフィス部２４の開口面積を変化させることで、変化することとなる。
【０２００】
この場合、オリフィス部２４の開口面積を一定に維持した場合にシリンダ１９で発生する粘性力は、ピストン２２に対する筒部２１の移動速度、ひいては、スプリングウォーム１７の伸縮速度に比例する。そして、スプリングウォーム１７の伸縮速度は、回転バー１４の回転速度にほぼ比例する。
【０２０１】
また、両プーリ２，３間の相対回転量の時間的変化率、すなわち、両プーリ２，３間の相対回転速度（両プーリ２，３のそれぞれの回転角度の差）は、回転バー１４の回転速度に応じたものとなり、回転バー１４の回転速度が大きいほど、両プーリ２，３間の相対回転速度が大きいものとなる。
【０２０２】
従って、両プーリ２，３間の相対回転速度をΔω[rad／s]と表記し、両プーリ２，３間の粘性力によって被動プーリ３に付与されるトルク（以降、粘性力トルクという）をτdpと表記すると、Δωとτdpとの間には、近似的に次式（５）の関係が成立する。
【０２０３】
τdp＝Ｋdp・Δω    ……（５）
よって、弾性力発生機構４は、駆動プーリ２と被動プーリ３との間に粘性力を発生する機能も有する。この場合、式（５）におけるＫdpは、両プーリ２，３間の相対回転速度Δω（以降、プーリ間回転速度差Δωという）の変化に対する粘性力トルクτdpの変化の比率であり、以降、粘性特性係数Ｋdpという。
【０２０４】
この粘性特性係数Ｋdpは、両プーリ２，３間の粘性の度合を示しており、Ｋdpの値が大きいほど、両プーリ２，３間の粘性が高い（両プーリ２，３間に発生する粘性力が大きくなりやすい）ことを意味する。そして、本実施形態における弾性力発生機構４の粘性特性係数Ｋdpの値は、基本的には、オリフィス部２４の開口面積に応じたものとなり、該開口面積が大きいほど、Ｋdpの値が小さくなる。
【０２０５】
以上が、本実施形態の動力伝達装置１の機構的な構成である。
【０２０６】
本実施形態は、さらに動力伝達装置１の動作制御のための構成として、制御装置３０と、駆動プーリ２の回転角度θin及び被動プーリ３の回転角度θoutをそれぞれ検出する角度検出器３１，３２と、剛性／粘性可変機構１２の電動モータ１８の回転駆動軸１８ａの回転角度θwを検出する角度検出器３３とを備える。
【０２０７】
角度検出器３１，３２，３３は、例えばロータリエンコーダにより構成される。そして、角度検出器３１，３２は、それぞれ駆動プーリ２、被動プーリ３に対向して設けられ、角度検出器３３は、電動モータ１８に装着されている。なお、角度検出器３１，３２，３３は、それぞれ、ポテンショメータ等、ロータリエンコーダ以外の角度センサにより構成されていてもよい。
【０２０８】
制御装置３０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、インターフェース回路等を含む電子回路ユニットにより構成され、角度検出器３１，３２，３３の出力信号（検出信号）が入力される。また、制御装置３０には、駆動プーリ２から被動プーリ３への回転駆動力の伝達によって該被動プーリ３に付与されるトルク（以降、二次側トルクτという）の目標値τ_cmd（以降、二次側目標トルクτ_cmdという）と、前記剛性特性係数Ｋspの目標値Ｋsp_cmd（以降、目標剛性特性係数Ｋspという）と、前記粘性特性係数Ｋdpの目標値Ｋdp_dmp（以降、目標粘性特性係数Ｋdpという）とが外部の他の制御装置もしくはサーバ等から逐次入力される。
【０２０９】
上記二次側目標トルクτ_cmd、目標剛性特性係数Ｋsp、及び目標粘性特性係数Ｋdpは、負荷部材６の所望の動作を行なうための目標値である。本実施形態では、二次側目標トルクτ_cmd及び目標粘性特性係数Ｋdpは、それぞれ既定の範囲内で任意に可変的に設定される目標値である。一方、目標剛性特性係数Ｋsp_cmdは、本実施形態では、既定の一定値（固定値）の目標値である。
【０２１０】
なお、本実施形態における目標剛性特性係数Ｋspは、より詳しくは、弾性力発生機構４の前記基準状態での剛性特性係数Ｋspの目標値である。
【０２１１】
制御装置３０は、角度検出器３１，３２，３３から入力される検出信号と二次側目標トルクτ_cmd、目標剛性特性係数Ｋsp、及び目標粘性特性係数Ｋdpとを用いて前記電動モータ５（以降、動力源モータ５という）、弾性力発生機構４の電動モータ１８（以降、剛性可変用モータ１８という）及びオリフィス部２４を制御するように構成されている。
【０２１２】
より詳しくは、制御装置３０は、実装されるプログラムを実行することにより実現される機能（ソフトウェアにより実現される機能）又はハードウェア構成により実現される機能として、実際の二次側トルクτ（観測値）を二次側目標トルクτ_cmdに追従させるように、動力源モータ５の作動制御用の制御入力を逐次決定する制御入力決定部３４と、該制御入力に応じて図示しないモータドライブ回路を介して動力源モータ５の通電電流（ひいては出力トルク）を制御するモータ制御部３５を備える。
【０２１３】
上記制御入力は、本実施形態では、例えば、動力源モータ５の目標トルク（出力トルクの目標値）である。ただし、上記制御入力は、動力源モータ５の目標トルクを規定できるものであればよく、該目標トルク以外のものであってもよい。例えば、該制御入力として、駆動プーリ２自体に動力源モータ５側から付与されるトルクの目標値、あるいは、動力源モータ５の通電電流の目標値等を用いることも可能である。
【０２１４】
制御入力決定部３４は、詳細は後述するが、実際の二次側トルクτ（観測値）を二次側目標トルクτ_cmdに追従させるための制御入力を、スライディングモード制御の制御処理によって逐次決定する。
【０２１５】
また、モータ制御部３５は、上記制御入力により規定される目標トルクを、動力源モータ５に出力させるように、動力源モータ５の通電電流を制御する。例えば、目標トルクに応じて動力源モータ５の通電電流の目標値を決定し、その通電電流の目標値に実際の通電電流（観測値）をフィードバック制御する。
【０２１６】
さらに、制御装置３０は、その機能として、前記目標剛性特性係数Ｋsp_cmdに応じて剛性可変用モータ１８を制御する（ひいては、両プーリ２，３間の剛性を制御する）剛性制御部３６と、前記目標粘性特性係数Ｋdp_cmdに応じて、オリフィス部２４を制御する（ひいては、両プーリ２，３間の粘性を制御する）粘性制御部３７とを備える。
【０２１７】
剛性制御部３６は、基準状態での回転バー１４の位相角φを、目標剛性特性係数Ｋsp_cmdに対応する角度値にするための剛性可変用モータ１８の回転駆動軸１８ａの回転角度の目標値を、Ｋsp_cmdから既定のマップ又は演算式により決定する。そして、剛性制御部３６は、回転駆動軸１８ａの実際の回転角度（角度検出器３３の出力により示される観測値）を、サーボ制御によって、Ｋsp_cmdから決定した目標値に制御する。
【０２１８】
粘性制御部３７は、目標粘性特性係数Ｋdp_cmdに対応するオリフィス部２４の開口面積の目標値を、Ｋdp_cmdから既定のマップ又は演算式により決定する。そして、粘性制御部３７は、オリフィス部２４の実際の開口面積を、決定した目標値に図示しない弁機構等を介して制御する。
【０２１９】
補足すると、弾性力発生機構４の剛性特性係数Ｋspは、基準状態での前記回転バー１４の位相角φの値に応じて規定されるので、目標剛性特性係数Ｋsp_cmdの代わりに、回転バー１４の位相角φの目標値（Ｋsp_cmdに対応する回転バー１４の位相角φの値）、あるいは、剛性可変用モータ１８の回転駆動軸１８ａの回転角度の目標値（Ｋsp_cmdに対応する回転駆動軸１８ａの回転角度の値）を制御装置３０に入力するようにしてもよい。
【０２２０】
さらに、本実施形態のように、動力伝達装置１の動作時に使用する目標剛性特性係数Ｋsp_cmdが一定値である場合、剛性可変用モータ１８及び剛性制御部３６を省略し、スプリングウォーム１７の一端（シリンダ１９と反対側の一端）を、駆動プーリ２及び被動プーリ３等を回転自在に軸支する部材（図示省略）に固定しておくと共に、両プーリ２，３間の動力伝達を行わない状態（基準状態）での回転バー１４の位相角φが、目標剛性特性係数Ｋsp_cmdに対応する位相角となるように、ギヤ１６をスプリングウォーム１７に噛合させておくようにしてもよい。この場合は、スプリングウォーム１７は、ウォームギヤとしての機能を持たない単なるスプリングとして機能するものとなる。
【０２２１】
また、弾性力発生機構４の粘性特性係数Ｋdpは、前記オリフィス部２４の開口面積に応じて規定されるので、目標粘性特性係数Ｋdp_cmdの代わりに、オリフィス部２４の開口面積の目標値（Ｋdp_cmdに対応するオリフィス部２４の開口面積の値）を制御装置３０に入力するようにしてもよい。
【０２２２】
また、二次側目標トルクτ_cmd、目標剛性特性係数Ｋsp、及び目標粘性特性係数Ｋdpは、制御装置３０で逐次決定するようにしてもよい。
【０２２３】
次に、制御入力決定部３４における制御処理に関する基礎的な事項について説明しておく。
【０２２４】
本実施形態における制御対象の系としての動力伝達装置１の挙動は、離散系において、次式（１０）の状態方程式によりモデル化される。
【０２２５】
【数３】
2014128835.tif 000005
【０２２６】
ここで、θinは駆動プーリ２の回転角度、θoutは被動プーリ３の回転角度、ｄθinはθinの時間的変化率（すなわち、駆動プーリ２の回転角速度）、ｄθoutはθoutの時間的変化率（すなわち、被動プーリ３の回転角速度）、DTは制御処理周期、Ｋspは前記剛性特性係数、Ｋdpは前記粘性特性係数、Ｉinは駆動プーリ２側の系（ここでは、駆動プーリ２、減速機７及び電動モータ５により構成される系）のイナーシャ（入力側イナーシャ）、Ｉoutは、被動プーリ３側の系（ここでは、被動プーリ３及び負荷部材６により構成される系）のイナーシャ（出力側イナーシャ）、ｕは駆動プーリ２側の入力トルク（例えば動力源モータ５の出力トルク）である。また、括弧付きの添え字n、n-1は、離散系の時刻を表す番数である。
【０２２７】
一方、二次側トルクτは、弾性力発生機構４により両プーリ２，３間に発生する弾性力に起因するトルク成分（すなわち、前記式（４）により表される弾性力トルクτsp）と、弾性力発生機構４により両プーリ２，３間に発生する粘性力に起因するトルク成分（すなわち、前記式（５）により表される粘性力トルクτdp）との合成トルクとなる。
【０２２８】
従って、二次側トルクτと、その時間的変化率ｄτ（以降、二次側トルク変化速度ｄτという）とに関して、次式（１１ａ），（１１ｂ）が成立する。
【０２２９】
τ(n)＝Ｋsp・Δθ(n)＋Ｋdp・Δω(n)    ……（１１ａ）
ｄτ(n)＝Ｋsp・Δω(n)＋Ｋdp・ｄΔω(n)    ……（１１ｂ）
ただし、
Δθ(n)≡θin(n)−θout(n)    ……（１２ａ）
Δω(n)≡ωin(n)−ωout(n)＝ｄθin(n)−ｄθout(n)    ……（１２ｂ）
ｄΔω(n)≡ｄωin(n)−ｄωout(n)    ……（１２ｃ）
なお、式（１１ｂ）におけるｄΔωは、式（１２ｂ）により表されるプーリ間回転速度差Δω（両プーリ２，３のそれぞれの回転角速度ωin（＝ｄθin），ωout（＝ｄθout）の差）の時間的変化率、ただし書きの式（１２ｃ）におけるｄωinは、駆動プーリ２の回転角速度ωin（＝ｄθin）の時間的変化率（＝回転角加速度）、ｄωoutは、被動プーリ３の回転角速度ωout（＝ｄθout）の時間的変化率（＝回転角加速度）である。
【０２３０】
ここで、二次側トルクτをフィードバック制御するために、該二次側トルクτと、その時間的変化率である二次側トルク変化速度ｄτとを計測（観測）することを考える。この場合、Δθを計測するようにすれば、Δωの計測値は、Δθの計測値の時間的変化率（微分値）として算出することができ、ｄΔωの計測値は、Δωの計測値の時間的変化率（微分値）として算出することができる。
【０２３１】
従って、原理的には、角度検出器３１，３２の出力により示されるθin，θoutの計測値から得られるΔθの計測値に基づいて、前記式（１１ａ），（１１ｂ）によりτ及びｄτをそれぞれ計測することができる。
【０２３２】
ただし、この場合、Δωの計測値は、Δθの計測値の時間的変化率（微分値）として算出されるものであるので、一般に、実際の値（真値）に対して誤差が生じやすい。ひいては、このΔωの計測値の時間的変化率（微分値）として算出されるｄΔωの計測値はさらに誤差が生じやすい。また、弾性力発生機構４のシリンダ１９の粘性オイルの粘性は環境温度等の影響を受けやすいことから、前記式（５）における粘性特性係数Ｋdpの実際の値は、目標粘性特性係数Ｋdp_cmdに対して誤差を生じやすい。
【０２３３】
これらのことから、特に、式（１１ａ）の右辺第２項（＝粘性力トルクτdp）の計測値と、式（１１ｂ）の右辺第２項（＝τdpの時間的変化率）の計測値とを精度よく取得することは困難である。ひいては、前記式（１１ａ），（１１ｂ）をそのまま用いてτ、ｄτを計測しようとしても、信頼性の高い計測値を取得することは困難である。また、このようなτ、ｄτの計測値を用いて、実際の二次側トルクτを二次側目標トルクτ_cmdに制御しようとしても、安定性の高い制御を適切に行うことは難しい。
【０２３４】
一方、前記式（４）における剛性特性係数Ｋspの実際の値（前記基準状態での値）は、比較的精度よく目標剛性特性係数Ｋsp_cmdに制御することが可能である。従って、式（１１ａ）の右辺第１項（＝弾性力トルクτsp）の計測値と、式（１１ｂ）の右辺第１項（＝τspの時間的変化率）の計測値とは、粘性力トルクτdpやその時間的変化率の計測値に比べて、精度よく取得することが可能である。また、プーリ間回転角度差Δθが一定に維持される定常状態では、粘性力トルクτdpはゼロとなるので、実際の二次側トルクτは、弾性力トルクτspに一致する。
【０２３５】
そこで、本実施形態では、角度検出器３１，３２の出力により示されるθin、θoutの計測値の差として得られるΔθの計測値から、式（１１ａ）の右辺の第２項を除去した次式（１３ａ）と、式（１１ｂ）の右辺の第２項を除去した次式（１３ｂ）とに基づいて、τ、ｄτの計測値を取得する。
【０２３６】
換言すれば、両プーリ２，３間の実際の粘性力トルクτdp及びその時間的変化率ｄτdpがゼロであると仮定して（τ＝τspであると仮定して）、τ、ｄτの計測値をそれぞれ、次式（１３ａ），（１３ｂ）に基づいて取得する。
【０２３７】
τ(n)＝Ｋsp・Δθ(n)＝Ｋsp・（θin(n)−θout(n)）    ……（１３ａ）
ｄτ(n)＝Ｋsp・Δω(n)    ＝Ｋsp・（ｄθin(n)−ｄθout(n)）……（１３ｂ）
なお、これらの式（１３ａ），（１３ｂ）によりτ、ｄτの計測値を取得するために必要となるＫspの値としては、目標剛性特性係数Ｋsp_cmdが使用される。
【０２３８】
そして、本実施形態では、このように取得されるτ、ｄτの計測値を使用しつつ、これらの計測値には反映されていない両プーリ２，３間の粘性力（弾性力発生機構４によってが発生する粘性力）による影響を補償するように、スライディングモード制御の処理を実行することで、実際の二次側トルクτを二次側目標トルクτにフィードバック制御するための制御入力を決定する。
【０２３９】
本実施形態では、スライディングモード制御の手法により制御入力を決定するための演算処理は、前記弾性力発生機構４の粘性特性係数Ｋdpがゼロであると仮定した場合、すなわち、両プーリ２，３間に粘性力が発生しないと仮定した場合における動力伝達装置１の挙動を表現するモデルに基づいて構築される。
【０２４０】
この場合の動力伝達装置１の挙動は、前記式（１０）のＣin、Ｃoutをゼロとした状態方程式、すなわち、次式（１４）の状態方程式により表される。
【０２４１】
【数４】
2014128835.tif 000006
【０２４２】
この状態方程式を、前記式（１３ａ），（１３ｂ）を用いて整理すると、弾性力発生機構４の粘性特性係数Ｋdpがゼロであると仮定した場合におけるτ、ｄτに関する挙動を表現するモデルとして、次式（１５）の状態方程式が得られる。
【０２４３】
【数５】
2014128835.tif 000007
【０２４４】
本実施形態におけるスラディングモード制御では、この式（１５）の状態方程式（モデル）を基礎として、制御入力を決定するための制御処理が構築されている。
【０２４５】
さらに詳細には、本実施形態では、スライディングモード制御の制御対象の状態変数として、次式（１６）で示す如く、二次側トルクτの計測値と目標二次側トルクτ_cmdとの偏差である二次側トルク偏差τ_errと、該偏差τ_errの時間的変化率（微分値）である二次側トルク偏差速度ｄτ_errとを２成分として構成される状態変数Ｘ（２行１列の縦ベクトル）が用いられる。なお、式（１６）の上付き添え字“Ｔ”は転置を意味する。
【０２４６】
Ｘ＝[τ_err，ｄτ_err]T    ……（１６）
ただし、τ_err＝τ−τ_cmd、  ｄτ_err＝τ_errの時間的変化率（微分値）
この場合、スライディングモード制御による制御入力としての動力源モータ５の目標トルクτm_cmd（制御処理周期毎に決定する新たな目標トルク）は、前記式（１５）のただし書きで定義される行列Ａ及び列ベクトルＢと、次式（１８）により表される切換関数σとを用いて、例えば次式（１７）により決定することができる。
【０２４７】
τm_cmd(n)＝−(Ｓ・Ｂ)-1・(Ｓ・Ａ・Ｘ(n)
＋Ｋsld・(σ(n)／(｜σ(n)｜＋δ)))
……（１７）
σ(n)＝Ｓ・Ｘ(n)＝ｓ1・τ_err(n)＋ｓ2・ｄτ_err(n)    ……（１８）
ただし、Ｓ＝[ｓ1，ｓ2]  （：１行２列の行ベクトル）
この式（１７），（１８）が本実施形態において、制御入力としての動力源モータ５の目標トルクτm_cmdを決定するための基本式である。
【０２４８】
この場合、式（１８）のτ_err、ｄτ_errを算出するために必要なτ、ｄτの計測値は、前記したように式（１３ａ），（１３ｂ）に基づいて取得される計測値である。
【０２４９】
また、式（１７）の右辺の演算に必要な行列Ａ及び列ベクトルＢの各成分は、前記式（１５）のただし書きの定義式に基づいて算出される値である。Ａ、Ｂの各成分を算出するために必要となる、制御処理周期DT、駆動プーリ２側のイナーシャ（入力側イナーシャ）Ｉin、被動プーリ３側のイナーシャ（出力側イナーシャ）Ｉoutの値は、本実施形態では、それぞれ、あらかじめ決定された所定値（一定値）である。
【０２５０】
また、剛性特性係数Ｋspの値としては、目標剛性特性係数Ｋsp_cmdの値（本実施形態では一定値）が使用される。
【０２５１】
一方、Ｓの各成分（切換関数σを構成する係数成分）ｓ1，ｓ2は、後述する如く、目標粘性特性係数Ｋdp_cmdに応じて可変的に決定される所定値である。
【０２５２】
ここで、式（１７）、（１８）の技術的な意味合いについて説明すると、式（１７）の右辺の第１項は、τ_err、ｄτ_errの値の組が、切換超平面上に存在する状態で、τ_errをゼロに収束させるように機能する制御入力成分を意味する。
【０２５３】
上記切換超平面は、σ＝０という式により表されるものである。従って、τ_err、ｄτ_errを２つの座標軸成分とする位相平面における切換超平面σ＝０（ここでは直線）の傾きは、Ｓの各成分ｓ1，ｓ2の比によって規定されることとなる。
【０２５４】
例えば図５に示すように、二次側トルク偏差速度ｄτ_errの座標軸を縦軸、二次側トルク偏差τ_errの座標軸を横軸とする位相平面を想定した場合、該位相平面における切換超平面σ＝０（直線）の傾きは−ｓ1／ｓ2となる。なお、二次側トルク偏差速度ｄτ_errの座標軸を横軸、二次側トルク偏差τ_errの座標軸を縦軸とする位相平面を想定した場合には、該位相平面での切換超平面σ＝０の傾きは、−ｓ2／ｓ1となる。
【０２５５】
そして、切換超平面σ＝０上では、ｄτ_err＝（−ｓ1／ｓ2）・τ_errとなるので、（−ｓ1／ｓ2）が負の値に設定されておれば、切換超平面σ＝０上でのτ_errはゼロに収束することとなる。この場合、切換超平面σ＝０上でのτ_errの収束の時定数Ｔc（以降、収束時定数Ｔcという）は、次式（１９）により与えられる。また、切換超平面σ＝０上でのτ_errとｄτ_errとの間の関係は、式（１９）の収束時定数Ｔcを用いて、次式（２０）により表される。
【０２５６】
Ｔc＝ｓ2／ｓ1    ……（１９）
τ_err＝−Ｔc・ｄτ_err    ……（２０）
このように切換超平面σ＝０の傾き、あるいは、収束時定数Ｔcは、係数成分ｓ1，ｓ2の比により規定される。
【０２５７】
補足すると、二次側トルク偏差速度ｄτ_errの座標軸を縦軸、二次側トルク偏差τ_errの座標軸を横軸とする位相平面を想定した場合、該位相平面における切換超平面σ＝０の傾きは、−ｓ1／ｓ2であるので、この傾きと収束時定数Ｔcとの間の関係は、傾き＝−１／Ｔcとなる。
【０２５８】
一方、二次側トルク偏差速度ｄτ_errの座標軸を横軸、二次側トルク偏差τ_errの座標軸を縦軸とする位相平面を想定した場合、該位相平面における切換超平面σ＝０の傾きは、−ｓ2／ｓ1であるので、この傾きと収束時定数Ｔcとの間の関係は、傾き＝−Ｔcとなる。
【０２５９】
このように切換超平面σ＝０の傾きと、切換超平面σ＝０上での収束時定数Ｔcとは、１対１に対応している。従って、切換超平面σ＝０の傾きを決定するということは、切換超平面σ＝０上での収束時定数Ｔcの値を決定することと等価である。
【０２６０】
本実施形態では、前記式（１７），（１８）により目標トルクτm_cmdを決定するために用いるτ、ｄτの計測値は、前記式（１３ａ），（１３ｂ）に基づく計測値であるので、弾性力発生機構４により両プーリ２，３間に粘性力が発生する状況では、τ、ｄτの計測値は、実際の値に対して誤差を有するものとなる。
【０２６１】
また、前記式（１７）の基礎となる状態方程式（１５）では、両プーリ２，３間の粘性が無視されており、前記行列Ａに、弾性力発生機構４の粘性特性係数Ｋdpに依存する成分が含まれない。さらに、本実施形態では、弾性力発生機構４の粘性特性係数Ｋdpは可変的に制御される。
【０２６２】
このため、弾性力発生機構４で粘性力が発生する状況では、仮に切換超平面σ＝０の傾き（又は切換超平面σ＝０上の収束時定数Ｔc）を、弾性力発生機構４の粘性特性係数Ｋdpに依存させないように設定すると、τ_errを適切な時定数で安定にゼロに収束させることができないものとなりやすい。例えば、τ_errの振動等が生じやすくなる。
【０２６３】
そこで、本実施形態では、前記式（１３ａ），（１３ｂ）に基づく計測値と、式（１５）の状態方程式とに反映されていない弾性力発生機構４の粘性力（両プーリ２，３間の粘性力）の影響を補償するために、切換超平面σ＝０の傾き（又は切換超平面σ＝０上の収束時定数Ｔc）と、弾性力発生機構４の粘性特性係数Ｋdpの制御値（制御により実現する値）としての目標粘性特性係数Ｋdp_cmdとの間の相関関係をあらかじめ決定しておき、その相関関係に従って、目標粘性特性係数Ｋdp_cmdに応じて切換超平面σ＝０の傾き（又は切換超平面σ＝０上の収束時定数Ｔc）を可変的に決定するようにした。
【０２６４】
ここで、本願発明者の各種実験、検討によれば、弾性力発生機構４の剛性特性係数Ｋspが一定もしくはほぼ一定に保たれている場合、τ_errが安定にゼロに収束する場合におけるτ_errとｄτ_errとの間の関係は、次式（２１）の関係で近似される。
【０２６５】
τ_err＝−（ａ＋（ｂ・Ｋdp_cmd）／Ｋsp_cmd）・ｄτ_err    ……（２１）
そこで、本実施形態では切換超平面σ＝０上でのτ_errとｄτ_errとの間の関係が、式（２１）の関係となるように、切換超平面σ＝０上の傾き（又は切換超平面σ＝０上の収束時定数Ｔc）を目標粘性特性係数Ｋdp_cmdに応じて決定する。
【０２６６】
換言すれば、切換超平面σ＝０上の収束時定数Ｔcと、Ｋdp_cmdとの間の相関関係が、次式（２２）により表されるように、切換超平面σ＝０の傾き（又は切換超平面σ＝０上の収束時定数Ｔc）を目標粘性特性係数Ｋdp_cmdに応じて決定する。
【０２６７】
Ｔc＝（ａ＋（ｂ・Ｋdp_cmd）／Ｋsp_cmd）    ……（２２）
式（２１）及び式（２２）における変数ａは、弾性力発生機構４の粘性特性係数Ｋdpがゼロである場合（Ｋdp_cmd＝０である場合）における切換超平面σ＝０上の収束時定数Ｔcの値を意味する。
【０２６８】
また、式（２１）及び式（２２）における変数ｂは、目標粘性特性係数Ｋdp_cmdに対して実際の粘性特性係数Ｋdpの誤差が生じやすいことから、目標粘性特性係数Ｋdp_cmdを、弾性力発生機構４の実際の粘性特性係数Ｋdpの推定値（＝ｂ・Ｋdp_cmd）に補正するための補正係数を意味する。
【０２６９】
ここで、粘性力トルクτdpと、弾性力トルクτspの時間的変化率ｄτspとの間の関係は、前記式（４），（５）によって次式（２３）により表される。
【０２７０】
τdp＝（Ｋdp／Ｋsp）・ｄτsp    ……（２３）
従って、式（２１）の右辺は、弾性力発生機構４の実際の粘性特性係数Ｋdpがゼロである場合（両プーリ２，３間の粘性力がゼロである場合）には、実際の二次側トルクτとしての弾性力トルクτspと二次側目標トルクτ_cmdとの偏差としての意味を持つ。また、弾性力発生機構４の実際の粘性特性係数Ｋdpがゼロでない場合には、該弾性力トルクτspと粘性力トルクτdpとを合成してなる実際の二次側トルクτと二次側目標トルクτ_cmdとの偏差としての意味を持つ。
【０２７１】
本実施形態では、式（２２）の変数ａ，ｂの値を後述するようにあらかじめ決定しておくことで、切換超平面σ＝０上の収束時定数Ｔcと、弾性力発生機構４の目標粘性特性係数Ｋdp_cmdとの間の相関関係（ひいては、切換超平面σ＝０の傾きとＫdp_cmdとの間の相関関係）が、式（２２）の関係としてあらかじめ決定されている。そして、この相関関係に基づいてＫdp_cmdに応じて決定される収束時定数Ｔcに対応して、式（１７）、（１８）の演算に必要な係数成分ｓ1，ｓ2の値が決定される。
【０２７２】
この場合、ｓ1，ｓ2の一方の値は、定数値でよく、例えばｓ1＝１（又はｓ2＝１）とされる。その場合には、切換超平面σ＝０の傾き（又は切換超平面σ＝０上の収束時定数Ｔc）を決定することによって、係数成分ｓ2（又は係数成分ｓ1）の値が一義的に決定されることとなる。
【０２７３】
前記式（１７）の右辺の第２項は、切換関数σの値を、ゼロに収束させる（換言すれば、τ_err、ｄτ_errの値の組を切換超平面σ＝０上に収束させる）ように機能する制御入力成分を意味する。そして、Ｋsld、δは、それぞれ、切換関数σの値の収束特性を規定するパラメータである。
【０２７４】
この場合、δは、本実施形態では、あらかじめ実験等に基づいて設定した所定値（定数値）とされる。
【０２７５】
また、Ｋsldの値は、例えば次のような指針で、所定値（一定値）に決定され、又は切換関数σの値に応じて決定される。
【０２７６】
すなわち、切換関数σの値をゼロに収束させるためには、σのリアプノフ関数σ2の微分値（時間的変化率）が負の値となることが必要となる。
【０２７７】
この必要条件は、離散系において、(σ(n))2−(σ(n-1))2＜０を満たすという条件と同等である。そして、この条件と、前記式（１７）、（１８）とから、Ｋsldに関する次式（２４）の条件が得られる。
【０２７８】
｜Ｋsld｜＜｜σ(n)｜＋δ    ……（２４）
従って、Ｋsldの値は、上記式（２４）の条件を満たすように設定されていればよい。
【０２７９】
本実施形態では、Ｋsldの値は、制御処理周期毎の切換関数σの絶対値が大きいほど、Ｋsldの大きさが大きくなるように、σの値に応じて可変的に決定される。
【０２８０】
例えば、Ｋsldは、制御処理周期毎に、次式（２５）で示すように、｜σ(n)｜に比例する値となるように決定される。
【０２８１】
Ｋsld＝（１／Ｋ0）・｜σ(n)｜    ……（２５）
式（２５）のＫ0は、σ(n)が取り得る実際の値の範囲内で、式（２４）の条件を満たすようにあらかじめ設定した定数値（例えば３以上の整数値）である。
【０２８２】
なお、Ｋsldの値は、一定値であってもよい。また、｜Ｋsld｜＜δとなるようにＫsldの値を設定してもよい。
【０２８３】
次に、切換超平面σ＝０の傾き（又は切換超平面σ＝０上の収束時定数Ｔc）と、目標粘性特性係数Ｋdp_cmdとの間の相関関係を決定するための事前準備処理について説明する。この事前準備処理は、本実施形態では、次のような手順で行なわれる。
【０２８４】
（手順１）まず、目標粘性特性係数Ｋdp_cmdのあらかじめ定めた複数の代表値のうちから選択した１つの代表値に応じて弾性力発生機構４のオリフィス部２４の開口面積を制御した状態で、適宜の制御手法（例えばＰＤ制御等）によって、動力伝達装置１の二次側トルクτを、該動力伝達装置１の種々様々な任意の初期状態から種々様々な任意の目標値（ステップ状に変化させた目標値）に収束させる制御を行う実験（もしくはシミュレーション）が行なわれる。
【０２８５】
この実験では、二次側トルクτの目標値と計測値（前記式（１３ａ）に基づく計測値）との偏差に応じて、ＰＤ制御則等の汎用的な制御則により該偏差をゼロに収束させるように動力源モータ５の出力トルクを操作する。なお、この場合、剛性可変用モータ１８の回転駆動軸１８ａの回転角度（＝スプリングウォーム１７の回転角度）は、目標剛性特性係数Ｋsp_cmd（本実施形態では一定値）に対応する回転角度で一定に保持される。
【０２８６】
また、動力源モータ５及び剛性可変用モータ１８の作動制御は、適宜のコンピュータ等を使用して行なうようにすればよい。
【０２８７】
そして、上記収束制御の各実験における二次側トルク偏差τ_errの値（前記式（１３ａ）に基づくτの計測値を用いて算出される値）及び二次側トルク偏差速度ｄτ_errの値（前記式（１３ｂ）に基づくｄτの計測値を用いて算出される値）の組の推移（時間的な変化）が計測される。さらに、その計測データを、τ_err及びｄτ_errを２つの座標軸成分とする位相平面上にプロットすることで、τ_err及びｄτ_errの値の組の推移の軌跡を示す応答特性データが作成される。
【０２８８】
このようにして初期状態や二次側トルクτの目標値等の条件を種々様々に異ならせた複数の応答特性データ（目標粘性特性係数Ｋdp_cmdの選択中の代表値に対応する応答特性データ）が作成される。
【０２８９】
このように作成された応答特性データのいくつかの代表例を図６に示した。図６中の参照符号ａ1〜ａ6を付した軌跡のそれぞれが応答特性データの例を示している。
【０２９０】
（手順２）次に、上記のように作成された複数の応答特性データのうちの所定の要件を満たす応答特性データが、位相平面における切換超平面σ＝０の傾き（目標粘性特性係数Ｋdp_cmdの選択中の代表値に対応する傾き）を決定するための特定の応答特性データ（以降、傾き決定用応答特性データという）として選出される。
【０２９１】
ここで選出される傾き決定用応答特性データは、該傾き決定用応答特性データにより示される軌跡上での二次側トルク偏差τ_errの値の大きさ（絶対値）が、所定の第１許容限界値τ_err_lim以下の大きさとなると共に、該軌跡上での二次側トルク偏差速度ｄτ_errの値の大きさ（絶対値）が、所定の第２許容限界値ｄτ_err_lim以下の大きさとなるという要件（以下、選出要件１という）と、τ_err，ｄτ_errを２つの座標軸成分とする位相平面において、τ_errの値の大きさ（絶対値）があらかじめ設定された第１設定値τ_err_aに一致するライン（当該位相平面においてτ_err＝＋τ_err_a又はτ_err＝−τ_err_aという式により表されるライン）と、ｄτ_errの値の大きさ（絶対値）があらかじめ設定された第２設定値ｄτ_err_aに一致するライン（当該位相平面においてｄτ_err＝＋ｄτ_err_a又はｄτ_err＝−ｄτ_err_aという式により表されるライン）とのうちのいずれかのラインに当該軌跡が交わるという要件（以下、選出要件２という）を満たす応答特性データである。
【０２９２】
上記選出要件１は、換言すれば、応答特性データにより示される軌跡上の任意の点におけるτ_err及びｄτ_errの値が、−τ_err_lim≦τ_err≦＋τ_err_lim、且つ、−τ_err_lim≦ｄτ_err≦ｄτ_err_limという条件を満たすという要件である。
【０２９３】
また、上記選出要件２は、換言すれば、応答特性データにより示される軌跡上に｜τ_err｜＝｜τ_err_a｜又は｜ｄτ_err｜＝｜ｄτ_err_a｜となる点が少なくとも１つ存在するという要件である。
【０２９４】
手順２では、具体的には、まず、前記選出要件１に関する第１許容限界値τ_err_lim（＞０）及び第２許容限界値ｄτ_err_lim（＞０）が決定される。（手順２−１）。
【０２９５】
第１許容限界値τ_err_limは、二次側トルク偏差τ_errの値の大きさの許容限界値を意味し、第２許容限界値ｄτ_err_limは、二次側トルク偏差速度ｄτ_errの値の大きさの許容限界値を意味する。。
【０２９６】
ここで、τ_errの大きさが大き過ぎると、該τ_errをゼロに収束させるように動力源モータ５の出力トルクを制御しようとしたときに、駆動プーリ２（一次側要素）の回転角速度又は回転角加速度がそれぞれの許容限界値を超えてしまう場合がある。上記第１許容限界値τ_err_limは、駆動プーリ２（一次側要素）の回転角速度及び回転角加速度がそれぞれの許容限界値を超えることがないようにするためのτ_errの大きさの限界値である。
【０２９７】
なお、駆動プーリ２の回転角速度及び回転角加速度のそれぞれの許容限界値は、動力源モータ５の能力、あるいは、動力伝達装置１の機構的な制約等の条件下であらあじめ設計的に定められる値である。その値は、実際の許容限界に対してある程度のマージンを見込んだものであってもよい。
【０２９８】
本実施形態では、第１許容限界値τ_err_limは、駆動プーリ２の回転角速度の許容限界値ω1_lim（以降、一次側速度限界値ω1_limという）と、駆動プーリ２の回転角加速度の許容限界値ｄω1_lim（以降、一次側加速度限界値ｄω1_limという）と、弾性力発生機構４の剛性特性係数Ｋspとに応じて次のように決定されている。
【０２９９】
二次側トルク偏差τ_errがある値τ_err_0（≠０）となっている初期状態からτ_errをゼロに収束させる場合に必要なプーリ間回転角度差Δθの変化量は、τ_err_0／Ｋspである。
【０３００】
ここで、図７（ｃ）に示すように、プーリ間回転角度差をτ_err_0／Ｋspだけ変化させるのに要する時間をｔaとおく。そして、例えば図７（ａ）に示すように、時間ｔaの前半期間（０からｔa／２までの期間）で、一次側加速度限界値ｄω1_limの大きさを有する正の向きの回転角加速度で駆動プーリ２を増速させるように被動プーリ３に対して相対回転させ、続いて、時間ｔaの後半期間（ｔa／２からｔaまでの期間）で、一次側加速度限界値ｄω1_limの大きさを有する負の向きの回転角加速度で駆動プーリ２を減速させるように被動プーリ３に対して相対回転させる場合を想定する。
【０３０１】
換言すれば、一次側加速度限界値ｄω1_limの大きさの回転角加速度で駆動プーリ２の回転角速度の増速及び減速を順次行なって、駆動プーリ２をτ_err_0／Ｋspの回転角度だけ被動プーリ３に対して相対回転させると共に、被動プーリ３に対する駆動プーリ２の相対的な回転角度がτ_err_0／Ｋspに達した時に、被動プーリ３に対する駆動プーリ２の相対回転を停止させる場合を想定する。
【０３０２】
この場合、τ_err_0／Ｋspとｄω1_limとｔaとの間の関係は、次式（２６）により表される。
【０３０３】
(１／４)・ｄω1_lim・ｔa2＝τ_err_0／Ｋsp    ……（２６）
そして、この場合の駆動プーリ２の最大の回転角速度は、図７（ｂ）に示す如く、(１／２)・ｄω1_lim・ｔaであるから、次式（２７）の条件が成立する必要がある。
【０３０４】
(１／２)・ｄω1_lim・ｔa≦ω1_lim    ……（２７）
上記式（２６）及び式（２７）から、τ_err_0の大きさ（絶対値）に関する次式（２８）の条件が得られる。
【０３０５】
｜τ_err_0｜≦(ω1_lim2／ｄω1_lim)・Ｋsp    ……（２８）
そこで、本実施形態では、二次側トルク偏差τ_errの値の大きさの許容限界値である第１許容限界値τ_err_limを、次式（２９）により決定した。
【０３０６】
τ_err_lim＝(ω1_lim2／ｄω1_lim)・Ｋsp    ……（２９）
この場合、Ｋspの値としては、目標剛性特性係数Ｋsp_cmd（本実施形態ではあらかじめ定めれた一定値）が用いられる。
【０３０７】
このように決定されるτ_err_limは、剛性特性係数Ｋspが大きいほど、大きな値になる。なお、τ_err_limは、式（２９）により決定される値よりも若干小さい値であってもよい。
【０３０８】
また、二次側トルク偏差速度ｄτ_errの大きさが大き過ぎると、二次側トルク偏差τ_errをゼロに収束させるように電動モータ５の出力トルクを制御しようとしたときに、電動モータ５から被動プーリ３への動力伝達系の固有振動に起因する共振現象によって、該動力伝達系の発振が発生しやすくなる。前記第２許容限界値ｄτ_err_limは、かかる発振の発生を防止するようにするためのｄτ_errの大きさの限界値である。
【０３０９】
この場合、電動モータ５から被動プーリ３への動力伝達系の固有振動数（角周波数の次元での固有振動数）をω_vbとおくと、この固有振動数ω_vbで駆動プーリ２の回転角度が被動プーリ３に対して相対的に振動したときの二次側トルク変化速度ｄτ_vbは、次式（３０）により与えられる。
【０３１０】
ｄτ_vb＝Ｋsp・ωvb    ……（３０）
そこで、本実施形態では、二次側トルク偏差速度ｄτ_errの値の大きさの許容限界値である第２許容限界値ｄτ_err_limを、次式（３１）により決定した。
【０３１１】
ｄτ_err_lim＝Ｋsp・ωvb    ……（３１）
このように決定されるｄτ_err_limは、剛性特性係数Ｋspが大きいほど、大きな値になる。
【０３１２】
この場合、式（３１）の右辺の演算に用いるＫspの値としては、目標剛性特性係数Ｋsp_cmd（本実施形態ではあらかじめ定めれた一定値）が用いられる。
【０３１３】
また、固有振動数ωvbの値は、例えば実験及び測定に基づいて特定することができる。あるいは、ωvbの値を、次式（３２）により近似的に決定してもよい。
【０３１４】
ωvb＝sqrt((Ｋsp／(Ｉin＋Ｉout))    ……（３２）
上式（３２）におけるsqrt(  )は、平方根関数である。また、Ｉin，Ｉoutはそれぞれ、前記式（１０）に示した駆動プーリ２側の系のイナーシャ、被動プーリ３側の系のイナーシャである。
【０３１５】
なお、第２許容限界値ｄτ_err_limは、式（３１）により決定される値よりも若干小さい値に決定するようにしてもよい。
【０３１６】
図６の位相平面において、第１許容限界値τ_err_limにより規定される正側及び負側のライン（τ_err＝＋τ_err_limという式及びτ_err＝−τ_err_limという式によりそれぞれ示されるライン）の例が、ラインＬ1p，Ｌ1nであり、第２許容限界値ｄτ_err_limにより規定される正側及び負側のライン（ｄτ_err＝＋ｄτ_err_limという式及びｄτ_err＝−ｄτ_err_limという式によりそれぞれ示されるライン）の例が、ラインＬ2p，Ｌ2nである。
【０３１７】
手順２では、次に、前記選出要件２に関する第１設定値τ_err_a（＞０）及び第２設定値ｄτ_err_a（＞０）が決定される（手順２−２）。
【０３１８】
第１設定値τ_err_aは、ゼロと第１許容限界値τ_err_limとの間の値（０＜τ_err_a＜τ_err_limとなる値）で、ゼロに近づき過ぎないように、第１許容限界値τ_err_limに応じて決定される。例えば、τ_err_aは、τ_err_limのＭa1倍の値（＝Ｍa1・τ_err_lim）に決定される。ただし、Ｍa1は、１よりも小さい正の定数で、例えば0.25〜0.75程度の範囲内の値である。
【０３１９】
同様に、第２設定値ｄτ_err_aは、ゼロと第２許容限界値ｄτ_err_limとの間の値（０＜ｄτ_err_a＜ｄτ_err_limとなる値）で、ゼロに近づき過ぎないように、第２許容限界値ｄτ_err_limに応じて決定される。例えば、ｄτ_err_aは、ｄτ_err_limのＭa2倍の値（＝Ｍa2・ｄτ_err_lim）に決定される。ただし、Ｍa2は、１よりも小さい正の定数で、例えば１／４〜１／６程度の範囲内の値である。
【０３２０】
図６の位相平面において、第１設定値τ_err_aより規定される正側及び負側のライン（τ_err＝＋τ_err_aという式及びτ_err＝−τ_err_aという式によりそれぞれ示されるライン）の例が、ラインＬＬ1p，ＬＬ1nであり、第２設定値ｄτ_err_a（ｄτ_err＝＋ｄτ_err_aという式及びｄτ_err＝−ｄτ_err_aという式によりそれぞれ示されるライン）の例が、ラインＬＬ2p，ＬＬ2nである。
【０３２１】
手順２では、次に、上記の如く決定した第１許容限界値τ_err_lim及び第２許容限界値ｄτ_err_limと、第１設定値τ_err_a及び第２設定値ｄτ_err_aとを用いて、前記選出要件１、２を満たす傾き決定用応答特性データが選出される（手順２−３）。
【０３２２】
例えば図６に示す例では、参照符号a1〜ａ6を付した応答特性データは、いずれも選出要件１を満たす。一方、参照符号a1〜a5を付した応答特性データは、選出要件２を満たすものの、参照符号a6を付した応答特性データは、選出要件２を満たさない。
【０３２３】
従って、a6の応答特性データを除く応答特性データ（a1〜a5の応答特性データ）が傾き決定用応答特性データとして選出される。
【０３２４】
以上のようにして、手順２では傾き決定用応答特性データが選出される。
【０３２５】
（手順３）次に、上記のように選出された傾き決定用応答特性データの軌跡と、第１設定値τ_err_a及び第２設定値ｄτ_err_aによりそれぞれ示されるラインＬＬ1p，ＬＬ1n，ＬＬ2p，ＬＬ2nとの交点のうち、該交点に関する所定の要求条件（以下、交点要求条件という）を満たす交点を用いて切換超平面σ＝０の傾きが決定される。
【０３２６】
上記交点要求条件は、当該交点と、位相平面の原点（τ_err＝０，ｄτ_err＝０となる点）とを結ぶラインの傾きが、あらかじめ定められた傾き要求範囲内にあるという条件である。
【０３２７】
ここで、切換超平面σ＝０の傾きと切換超平面σ＝０上の収束時定数Ｔcとは１対１に対応するので、上記傾き要求範囲は、切換超平面σ＝０上の収束時定数Ｔcの要求範囲に対応する切換超平面σ＝０の傾きの要求範囲である。
【０３２８】
動力伝達装置１における二次側トルクτを目標値（目標二次側トルクτ_cmd）に制御するシステムを構築する場合、通常、二次側トルクτの目標値への収束（τ_errのゼロへの収束）の時定数である収束時定数Ｔcをどの程度の範囲内の値にしたいという設計的な要求（目標）がある。従って、上記傾き要求範囲は、一例として、収束時定数Ｔcの値の設計的な要求範囲に対応させて設定される。
【０３２９】
例えば、収束時定数Ｔcの値の設計的な要求範囲がＴc_L≦Ｔc≦Ｔc_Hという範囲であるとし、また、切換超平面σ＝０の傾きと収束時定数Ｔcとの間の関係が、傾き＝−１／Ｔcという関係であるとした場合、傾き要求範囲は、−(１／Ｔc_L)≦傾き≦−(１／Ｔc_H)という範囲として設定すればよい。また、切換超平面σ＝０の傾きと収束時定数Ｔcとの間の関係が、傾き＝−Ｔcという関係であるとした場合には、傾き要求範囲は、−Ｔc_H≦傾き≦−Ｔc_Lという範囲として設定すればよい。
【０３３０】
ただし、駆動プーリ２の回転角加速度は、前記一次側加速度限界値ｄω1_lim以下の大きさに制限する必要があるので、収束時定数Ｔcの値を無制限に小さくすることはできない。
【０３３１】
本実施形態では、二次側トルク偏差τ_errの大きさが、前記第１許容限界値τ_err_limに一致する初期状態から、駆動プーリ２に動力源モータ５から付与するトルクを、許容限界の最大の大きさのトルクとして、被動プーリ３に対する駆動プーリ２の相対回転速度の増速及び減速を順次行うことで、τ_errをゼロに収束させた場合に実現可能な最短の収束時定数Ｔcとしての特定収束時定数Ｔcxがあらかじめ決定されている。この場合、特定収束時定数Ｔcxは、前記手順１で選択する目標粘性特性係数Ｋdp_cmdの各代表値毎にあらかじめ決定されている。
【０３３２】
そして、手順３では、切換超平面σ＝０上の収束時定数Ｔcが、上記特定収束時定数Ｔcx以上であること（Ｔc≧Ｔcxであること）を制約条件（以下、時定数制約条件という）として、この時定数制約条件を満たす範囲で、切換超平面σ＝０の傾き要求範囲を設定される。
【０３３３】
上記特定収束時定数Ｔcxは、次のように決定される。
【０３３４】
両プーリ２，３間に粘性力が発生しない状態（Ｋdp＝０であると仮定した状態）で、二次側トルク偏差τ_errの大きさが前記第１許容限界値τ_err_limに一致する初期状態から、図７（ａ）〜（ｃ）に示したように、被動プーリ３に対する駆動プーリ２の回転角速度の増速及び減速を同じ時間づつ行うことで、τ_errをゼロに収束させた場合を想定する。そして、この場合にτ_errを第１許容限界値τ_err_limからゼロに収束させるまでに要する時間である収束必要時間ｔaをｔax0、その収束必要時間ｔax0に対応する収束時定数ＴcをＴcx0とおく。
【０３３５】
なお、この場合において、駆動プーリ２の回転角速度を増速させる期間で駆動プーリ２に付与するトルクの大きさと、該回転角速度を減速させる期間で駆動プーリ２に付与するトルクの大きさとは、動力源モータ５から駆動プーリ２に付与し得る許容最大限の大きさのトルクとされる。
【０３３６】
上記収束必要時間ｔax0と収束時定数Ｔcx0との間の関係は、近似的に、次式（３３）により表される。
【０３３７】
Ｔcx0＝ｔax0／３    ……（３３）
そして、ｔax0は、前記式（２６）におけるτ_err_0にτ_err_limを代入したときのｔaの値であるから、次式（３４）が成立する。
【０３３８】
(１／４)・ｄω1_lim・ｔax02＝τ_err_lim／Ｋsp    ……（３４）
上記式（３３）、（３４）から、次式（３５）が得られる。
【０３３９】
Ｔcx0＝(２／３)・sqrt((τ_err_lim／ｄω1_lim)／Ｋsp)    ……（３５）
次に、両プーリ２，３間に粘性力が発生する状態（Ｋdp≠０である状態）で、二次側トルク偏差τ_errの大きさが前記第１許容限界値τ_err_limに一致する初期状態から、被動プーリ３に対する駆動プーリ２の回転角速度の増速、及び減速を順次行うことで、τ_errをゼロに収束させた場合を想定する。
【０３４０】
なお、この場合においても、駆動プーリ２の回転角速度を増速させる期間で駆動プーリ２に付与するトルクの大きさと、該回転角速度を減速させる期間で駆動プーリ２に付与するトルクの大きさとは、動力源モータ５から駆動プーリ２に付与し得る許容最大限の大きさのトルクとされる。
【０３４１】
この場合、仮に、駆動プーリ２の回転角速度を増速させる期間の時間と、該回転角速度を減速させる期間の時間とを、ｔax0の半分の時間にした場合には、図７（ａ）〜（ｃ）に破線で示すように駆動プーリ２の回転角加速度、回転角速度、プーリ間回転角度差が変化することとなるので、ｔax0の時間内でτ_errをゼロに収束させることはできない。
【０３４２】
ただし、両プーリ２，３間に粘性力がさほど大きくならない状態（Ｋdpが比較的小さい状態）では、図７（ａ），（ｂ）に二点鎖線でしめすように、駆動プーリ２の回転角速度を増速させる期間の時間をｔax0／２よりも増やすことで、ｔax0の時間内でτ_errをゼロに収束させることが可能である。
【０３４３】
他方、両プーリ２，３間に粘性力が比較的大きなものとなる状態（Ｋdpが比較的小さい状態）では、ｔax0の時間内では、τ_errをゼロに収束させるができない場合がある。
【０３４４】
そこで、本実施形態では、目標粘性特性係数Ｋdp_cmdの各代表値に対して、前記式（３４）により規定される収束必要時間ｔax0の期間内で、τ_errを第１許容限界値τ_err_limからゼロに収束させることが可能である場合には、式（３５）により算出される収束時定数Ｔcx0を、当該代表値に対応する前記特定時定数Ｔcxとして決定する。
【０３４５】
また、目標粘性特性係数Ｋdp_cmdの各代表値に対して、前記式（３４）により規定される収束必要時間ｔax0の期間内で、τ_errを第１許容限界値τ_err_limからゼロに収束させることができない場合には、τ_errを第１許容限界値τ_err_limからゼロに収束させることが可能な収束必要時間ｔax（＞ｔax0）を決定し、その収束必要時間ｔaxに対応する収束時定数Ｔc（＝ｔax／３）を前記特定時定数Ｔcxとして決定する。
【０３４６】
この場合、前記式（３４）により規定される収束必要時間ｔax0の期間内で、τ_errを第１許容限界値τ_err_limからゼロに収束させることが可能であるか否かは、次のように判断される。
【０３４７】
駆動プーリ２に動力源モータ５から許容最大限の大きさのトルクτ1_maxを付与した状態を想定する。このとき、被動プーリ３に対する駆動プーリ２の相対的な回転運動に関して、次式（３６）の動力学的関係（離散系での関係）が成立する。
【０３４８】
Ｉ・ｄΔω(n)＝τ1_max−Ｋdp・Δω(n-1)    ……（３６）
なお、Ｉは、駆動プーリ２を含む回転系のイナーシャ、Δωは、前記式（１２ｂ）により定義される如く、被動プーリ３に対する駆動プーリ２の相対的な回転角速度、ｄΔωは前記式（１２ｃ）により定義される如く、被動プーリ３に対する駆動プーリ２の相対的な回転角加速度（＝Δωの時間的変化率）である。そして、式（３６）の右辺第２項が、粘性力トルクτdpを表している。
【０３４９】
この式（３６）から、次式（３７）が得られる。
【０３５０】
ｄΔω(n)＝ｄΔω_max−Ｍu・Δω(n-1)    ……（３７）
ただし、
ｄΔω_max≡τ1_max／Ｉ
Ｍu≡Ｋdp／Ｉ
なお、ｄΔω_maxは、前記一次側加速度限界値ｄω1_limに一致する。
【０３５１】
また、被動プーリ３に対する駆動プーリ２の相対的な回転角速度Δωと、被動プーリ３に対する駆動プーリ２の相対的な回転角度Δθ（すなわち、前記プーリ間回転角度差Δθ）とに関して、それぞれ、次式（３８）、（３９）の漸化式が成立する。
【０３５２】
Δω(n)＝Δω(n-1)＋DT・ｄΔω(n)    ……（３８）
Δθ(n)＝Δθ(n-1)＋DT・Δω(n)    ……（３９）
式（３７）と式（３８）とから、次式（４０）が得られる。
【０３５３】
Δω(n)＝（ｄΔω_max／Ｍu）・（１−Ｅdpn）＋Ｅdpn・Δω(0)    ……（４０）
ただし、Ｅdp≡１−DT・Ｍu
さらに、この式（４０）と、式（３９）とから、次式（４１）が得られる。
【０３５４】
Δθ(n)＝Δθ(0)
＋(ｄΔω_max／Ｍu)・n・DT
＋DT・(Δω(0)−(ｄΔω_max／Ｍu))・Edp・(１−Ｅdpn)／(１−Ｅdp)
……（４１）
ここで、Δω(0)＝０、Δθ(0)＝０である場合において、初期時刻０から、N1・DTの時間の期間でｄΔω_maxの回転角加速度で駆動プーリ２を被動プーリ３に対して相対回転させ、続いて、N2・DTの時間の期間で−ｄΔω_max回転角加速度で駆動プーリ２を被動プーリ３に対して相対回転させた場合を想定する。なお、N1、N2は、ある整数値である。
【０３５５】
この場合、N1・DT＋N2・DTの時間の期間の経過時におけるΔθ（＝Δθ(N1+N2)）は、上記式（４０），（４１）によって次式（４２）により与えられる。
【０３５６】
Δθ(N1＋N2)＝(ｄΔω_max／Ｍu)・N1・DT
−DT・(ｄΔω_max／Ｍu)・Edp・(１−ＥdpN1)／(１−Ｅdp)
−(ｄΔω_max／Ｍu)・N2・DT
＋DT・(ｄΔω_max／Ｍu)・(２−ＥdpN1)・Edp・(１−ＥdpN2)／(１−Ｅdp)
……（４２）
ここで、(N1＋N2)・DT＝ｔax0となり、且つ、Δθ(N1＋N2)＝τ_err_lim／Ｋspとなれば、前記式（３４）により規定される収束必要時間ｔax0の期間で、τ_errが第１許容限界値τ_err_limからゼロに収束することとなる。また、ｄΔω_max＝ｄω1_limであるから、前記式（３４）によって、次式（４３）が得られる。
【０３５７】
τ_err_lim／Ｋsp＝(１／４)・ｄΔω_max・ｔax02    ……（４３）
従って、前記式（３４）により規定される収束必要時間ｔax0の期間で、τ_errを第１許容限界値τ_err_limからゼロに収束させることができるようにするための条件は、次式（４４）が成立するようなN1（＜ｔax0／DT）が存在することである。
【０３５８】
(１／Ｍu)・N1・DT−DT・(１／Ｍu)・Edp・(１−ＥdpN1)／(１−Ｅdp)
−(１／Ｍu)・(Ｎ−N1)・DT
＋DT・(１／Ｍu)・(２−ＥdpN1)・Edp・(１−ＥdpN-N1)／(１−Ｅdp)
＝(１／４)・ｔax02    ……（４４）
そこで、本実施形態では、目標粘性特性係数Ｋdp_cmdの各代表値に対応する特定収束時定数Ｔcxを決定するにあたって、前記式（３４）により規定される収束必要時間ｔax0の期間内で、τ_errを第１許容限界値τ_err_limからゼロに収束させることが可能であるか否かの判断は、目標粘性特性係数Ｋdp_cmdの各代表値と式（４３）により規定される収束必要時間ｔax0とを用いて、式（４４）が成立するようなN1が存在するか否かを判断することによって行われる。
【０３５９】
すなわち、目標粘性特性係数Ｋdp_cmdのある１つの代表値に対して、式（４４）が成立するようなN1が存在する場合には、収束必要時間ｔax0の期間内で、τ_errを第１許容限界値τ_err_limからゼロに収束させることが可能であると判断される。そして、この場合には、収束必要時間ｔax0に対応して、前記式（３５）により決定される収束時定数Ｔcx0が目標粘性特性係数Ｋdp_cmdの当該一つ代表値に対応する前記特定時定数Ｔcx0として決定される。
【０３６０】
また、目標粘性特性係数Ｋdp_cmdのある１つの代表値に対して、式（４４）が成立するようなN1が存在しない場合には、収束必要時間ｔax0の期間内で、τ_errを第１許容限界値τ_err_limからゼロに収束させることができないと判断される。そして、この場合には、式（４４）における収束必要時間ｔax0を未知数ｔax0’で置き換えた式が成立するN1が存在するようなｔax0’を探索的に決定する。この場合、ｔax0’は、式（３４）により収束必要時間ｔax0よりも長い時間の範囲内で、可能な限り短い時間に決定される。
【０３６１】
そして、このように決定したｔax0’を目標粘性特性係数Ｋdp_cmdの当該一つ代表値に対応する収束必要時間として、この収束必要時間ｔax0’に対応する収束時定数（＝ｔax’／３）が特定収束時定数Ｔcxとして決定される。
【０３６２】
本実施形態では、切換超平面σ＝０上での収束時定数Ｔcが、目標粘性特性係数Ｋdp_cmdの各代表値毎に上記の如く決定した特定時定数Ｔcx以上であること（Ｔc≧Ｔcxであること）を前記時定数制約条件として、この時定数制約条件を満たす範囲で、目標粘性特性係数Ｋdp_cmdの各代表値毎の切換超平面σ＝０の傾き要求範囲が設定されている。
【０３６３】
この場合、収束時定数Ｔcの値の設計的な要求範囲の下限値Ｔc_Lが上記時定数制約条件を満たしている場合（Ｔc_L≧Ｔcxである場合）には、切換超平面σ＝０の傾き要求範囲は、Ｔc_L≦Ｔc≦Ｔc_Hという収束時定数Ｔcの要求範囲に対応する範囲に設定される。例えば、切換超平面σ＝０の傾きと収束時定数Ｔcとの間の関係が、傾き＝−１／Ｔcという関係であるとした場合、傾き要求範囲は、−(１／Ｔc_L)≦傾き≦−(１／Ｔc_H)という範囲として設定される。
【０３６４】
また、収束時定数Ｔcの値の設計的な要求範囲の下限値Ｔc_Lが上記時定数制約条件を満たしていない場合（Ｔc_L＜Ｔcxである場合）には、切換超平面σ＝０の傾き要求範囲は、Ｔcx≦Ｔc≦Ｔc_Hという時定数Ｔcの要求範囲に対応する範囲に設定される。例えば、切換超平面σ＝０の傾きと時定数Ｔcとの間の関係が、傾き＝−１／Ｔcという関係であるとした場合、傾き要求範囲は、−(１／Ｔcx)≦傾き≦−(１／Ｔc_H)という範囲として設定される。
【０３６５】
手順３における前記交点要求条件は、前記交点と、位相平面の原点とを結ぶラインの傾きが、前記手順１で選択した目標粘性特性係数Ｋdp_cmdの一つの代表値に対応して、上記の如くあらかじめ定められた傾き要求範囲内にあるという条件である。
【０３６６】
図６の位相平面において、二点鎖線で示すラインＬb_max，Ｌb_minがそれぞれ、上記の如く設定されている傾き要求範囲における最大の大きさの傾きのライン、最小の大きさの傾きのラインの例を示している。この場合、図６の位相平面では、傾き＝−１／Ｔcという関係が成立するので、ラインＬb_maxの傾きの大きさは、１／max(Ｔc_L,Ｔcx)、ラインＬb_minの傾きの大きさは、１／Ｔc_Hである。
【０３６７】
手順３では、この傾き要求範囲により規定される前記交点要求条件を満たす交点が抽出される。例えば、図６に示す例では、図６の破線枠部Ａの拡大図としての図８（ａ）に示す白丸の交点と、図６の破線枠部Ｂの拡大図としての図８（ｂ）に示す白丸の交点とが、前記交点要求条件を満たす交点として抽出される。
【０３６８】
そして、これらの抽出された複数の交点におけるτ_err及びｄτ_errの値の組を用いて、各交点と原点とを結ぶラインの傾きに極力一致もしくは近似する傾きが最小自乗法により算出され、その算出された傾きが、目標粘性特性係数Ｋdp_cmdの選択中の代表値に対応する切換超平面σ＝０の適切な傾きとして決定される。
【０３６９】
例えば図６に示す例では、図中の一点鎖線で示すラインＬcの傾きが切換超平面σ＝０の適切な傾きとして決定される。
【０３７０】
なお、切換超平面σ＝０の傾きを最小二乗法以外の統計的な同定手法により決定するようにしてもよい。例えば、前記交点要求条件を満たす各交点と原点とを結ぶラインの傾きの平均値を、切換超平面σ＝０の傾きとして決定するようにしてもよい。
【０３７１】
また、手順３では、切換超平面σ＝０の傾きに対応する収束時定数Ｔc（目標粘性特性係数Ｋdp_cmdの各代表値に対応する収束時定数Ｔc）を決定するようにしてもよい。
【０３７２】
以上説明した手順１〜手順３の処理が、目標粘性特性係数Ｋdp_cmdの全ての代表値のそれぞれについて実行される。これにより、目標粘性特性係数Ｋdp_cmdの全ての代表値のそれぞれに対応する切換超平面σ＝０の適切な傾き（又は切換超平面σ＝０上の適切な収束時定数Ｔc）が決定される。
【０３７３】
（手順４）次に、目標粘性特性係数Ｋdp_cmdの各代表値と、該代表値に対応して以上の如く決定された切換超平面σ＝０の傾きに対応する収束時定数Ｔcとの組（当該代表値の個数分の組）を用いて、例えば最小二乗法の手法によって、前記式（２２）の相関関係における変数ａ，ｂの値を決定する。これにより、目標粘性特性係数Ｋdp_cmdと、切換超平面σ＝０上の収束時定数Ｔcとの間の相関関係、ひいては、目標粘性特性係数Ｋdp_cmdと、切換超平面σ＝０の傾きとの間の相関関係が最終的に決定されることとなる。
【０３７４】
以上が、切換超平面σ＝０の傾き（又は切換超平面σ＝０上の収束時定数Ｔc）と、目標粘性特性係数Ｋdp_cmdとの間の相関関係を決定するための事前準備処理である。
【０３７５】
なお、本実施形態では、手順３における交点要求条件を規定する傾き要求範囲を、前記時定数制約条件を反映させて設定しておくようにしたが、該傾き要求範囲は、時定数制約条件を考慮せずに、単に収束時定数Ｔcの設計的な要求範囲に応じて決定しておくようにしてもよい。
【０３７６】
その場合、この傾き要求範囲により規定される交点要求条件を満たす交点に基づいて、上記と同様に、最小二乗法等の手法により暫定的に切換超平面σ＝０の傾きを決定する。そして、その暫定的な傾きにより規定される収束時定数Ｔcの値が時定数制約条件を満たしている場合には、その暫定的な傾きをそのまま切換超平面σ＝０の傾きとして決定するようにしてもよい。
【０３７７】
また、暫定的な傾きにより規定される収束時定数Ｔcの値が時定数制約条件を満たしていない場合に、時定数制約条件を前記した如く反映させた傾き要求範囲により規定される交点要求条件を満たす交点だけを用いて、切換超平面σ＝０の傾きを決定するようにしてもよい。
【０３７８】
次に、動力伝達装置１の二次側トルクτを二次側目標トルクτ_cmdに追従させるように動力源モータ５の出力トルクを制御するときの制御装置３０の作動を説明する。
【０３７９】
なお、以降の説明では、任意の状態量（角度、トルク等）の実際の値、又はその観測値（計測値又は推定値）を示す参照符号に添え字“_act”を付する。
【０３８０】
本実施形態では、制御装置３０は、制御入力決定部３４により図９のブロック線図で示す処理を実行することによって、制御入力としての動力源モータ５の目標トルクτm_cmdを逐次決定する。
【０３８１】
制御装置３０の各制御処理周期において、制御入力決定部３４には、角度検出器３１，３２の出力信号によりそれぞれ示される駆動プーリ２の実際の回転角度θin_act（計測値）と、被動プーリ３の実際の回転角度θout_act（計測値）とが逐次入力されると共に、目標二次側トルクτ_cmdが逐次入力される。
【０３８２】
なお、この状況において、剛性可変用モータ１８の回転駆動軸１８ａの実際の回転角度θw_act（ひいては、前記基準状態での回転バー１４の位相角φ）は、目標剛性特性係数Ｋsp_cmd（本実施形態では一定値）に対応する所定の回転角度に制御され、この状態で、回転駆動軸１８ａの回転が停止されている。
【０３８３】
そして、制御入力決定部３４は、二次側トルク計測部３４ｆによって、現在の制御処理周期でのθin_act、θout_actの値（今回値）と、弾性力発生機構４の実際の剛性特性係数Ｋspの値としての目標剛性特性係数Ｋsp_cmdの値とを用いて前記式（１３ａ）の右辺の演算を行なうことで、実際の二次側トルクτ_actの計測値（推定値）を算出する。
【０３８４】
なお、目標剛性特性係数Ｋsp_cmdの値は、本実施形態では一定値であるので、図示しないメモリにあらかじめ記憶保持しておいてもよい。
【０３８５】
また、制御入力決定部３４は、入力された目標二次側トルクτ_cmd（今回値）にローパスフィルタ３４ｂの出力値を演算部３４ａで加算することで、τ_cmdを補正する。以降、この補正後のτ_cmdを補正後目標二次側トルクτ_cmd_cという。
【０３８６】
この補正は、二次側トルクτ_act（計測値）に含まれるオフセット成分（定常誤差成分）の影響を補償するための補正である。この場合、ローパスフィルタ３４ｂには、演算部３４ｃの演算結果の出力値が逐次入力される。
【０３８７】
該演算部３４ｃは、前回の制御処理周期で前記演算部３４ａで算出された補正後目標二次側トルクτ_cmd_cの値（前回値）と、今回の制御処理周期で二次側トルク計測部３４ｆによって算出された二次側トルクτ_actの計測値（今回値）の差を算出する。
【０３８８】
そして、ローパスフィルタ３４ｂは、該演算部３４ｃの演算結果の出力値にローパス特性のフィルタリング処理を施すことで、上記オフセット成分を抽出し、このオフセット成分を前記演算部３４ａに出力する。
【０３８９】
次いで、制御入力決定部３４は、演算部３４ａにより算出した補正後目標二次側トルクτ_cmd_cの値（今回値）と、二次側トルク計測部３４ｆによって算出した二次側トルクτ_actの計測値（今回値）との偏差を、実際の二次側トルク偏差τ_err_actとして演算部３４ｄにより算出する。
【０３９０】
そして、制御入力決定部３４は、この二次側トルク偏差τ_err_actをスライディングモード制御処理部３４ｅに逐次入力する。
【０３９１】
このスライディングモード制御処理部３４ｅは、切換超平面σ＝０の傾き（又は切換超平面σ＝０上の収束時定数Ｔc）を決定する切換超平面可変設定部３４ｇとしての機能を含んでいる。このため、スライディングモード制御処理部３４ｅには、二次側トルク偏差τ_errに加えて、目標粘性特性係数Ｋdp_cmdが逐次入力される。
【０３９２】
そして、スライディングモード制御処理部３４ｅの切換超平面可変設定部３４ｇは、入力された目標粘性特性係数Ｋdp_cmd（今回値）を用いて、前記式（２２）の右辺の演算を実行することで、現在の目標粘性特性係数Ｋdp_cmdに対応する収束時定数Ｔcを決定する。さらに、切換超平面可変設定部３４ｇは、収束時定数Ｔcに対応する切換超平面σ＝０の傾きを決定する。
【０３９３】
切換超平面可変設定部３４ｇは、さらに、切換関数σの前記係数成分ｓ1，ｓ2の値を決定される。具体的には、切換超平面σ＝０に対応する収束時定数Ｔcに対して、前記式（１９）の関係（Ｔc＝ｓ2／ｓ1という関係）が満たされるように、ｓ1，ｓ2の値が決定される。この場合、ｓ1，ｓ2のうちの一方の値は、任意の定数値（例えば１）でよい。従って、例えば、ｓ1＝１、ｓ2＝Ｔc、あるいは、ｓ1＝１／Ｔc、ｓ2＝１とされる。
【０３９４】
スライディングモード制御処理部３４ｅは、前記式（１８）に従って、切換関数σの値を算出し、さらにこの切換関数σの算出値を用いて前記式（１７）の右辺の演算を行なうことで、制御入力としての動力源モータ５の目標トルクτm_cmdを逐次算出する。
【０３９５】
この場合、式（１８）の演算に必要な二次側トルク偏差ｄτ_errの値は、演算部３４ｄから入力されるτ_err_actであり、二次側トルク偏差速度ｄτ_errの値は、τ_err_actの時間的変化率として算出される値である。また、係数成分ｓ1，ｓ2の値は、切換超平面可変設定部３４ｇにより上記の如く決定された値である。
【０３９６】
また、式（１７）の演算に必要な行列Ａ、及び列ベクトルＢの各成分は、前記式（１５）のただし書きの定義式に基づいて決定された値である。これらの値は、本実施形態で、一定値であるので、図示しないメモリにあらかじめ記憶保持されている。
【０３９７】
さらに、式（１７）の演算に必要なＫsldの値は、本実施形態では、前記式（２５）により切換関数σの算出値に応じて決定される。また、δの値は、あらかじめ決定された定数値であり、図示しないメモリに記憶保持されている。
【０３９８】
制御入力決定部３４は、以上の処理によって、動力源モータ５の目標トルクτm_cmd（制御入力）を逐次決定する。
【０３９９】
なお、二次側トルクτ_actに含まれるオフセット成分（定常誤差成分）が十分に微小である場合には、演算部３４ａ，３４ｃ及びローパスフィルタ３４ｂを省略し、τ_cmdをそのまま演算部３４ｄに入力するようにしてもよい。
【０４００】
制御装置３０は、以上の如く制御入力決定部３４で逐次決定される目標トルクτm_cmdをモータ制御部３５に入力し、該モータ制御部３５の処理を実行する。このモータ制御部３５は、入力された目標トルクτm_cmdに応じて動力源モータ５の図示しない電機子巻線の通電電流の指令値（目標値）を決定し、その指令値に実際の通電電流を一致させるように該電機子巻線の通電電流をフィードバック制御する。
【０４０１】
これにより、動力源モータ５の実際の出力トルクが目標トルクτm_cmdに制御される。ひいては、実際の二次側トルクτ_actが目標二次側トルクτ_cmdに追従するように制御される。
【０４０２】
以上説明した第１実施形態によれば、制御装置３０の制御入力決定部３４は、制御入力（動力源モータ５の目標トルクτm_cmd）をスライディグモード制御の手法により決定するために用いる二次側トルクτの計測値を、二次側トルク計測部３４ｆによって、前記式（１３ａ）に基づいて逐次取得する。この計測値は、弾性力発生機構４で発生する弾性力によるトルク（弾性力トルクτsp）の計測値に相当するものであるので、駆動プーリ２と被動プーリ３との間の相対回転Δθの計測値から高い信頼性で取得することができる。
【０４０３】
この場合、二次側トルクτの計測値及びその時間的変化率には、弾性力発生機構４で発生する粘性力によるトルク成分が含まれないこととなるものの、スライディングモード制御用の切換超平面σ＝０の傾き（又は切換超平面σ＝０上の収束時定数Ｔc）が、弾性力発生機構４の粘性特性係数Ｋdpの制御値としての目標粘性特性係数Ｋdp_cmdに応じて可変的に決定される。
【０４０４】
このため、弾性力発生機構４の粘性特性係数の制御状態によらずに、弾性力発生機構４で発生する粘性力による影響を適切に補償して、二次側トルクτの計測値の振動等が発生するのを抑制しつつ、実際の二次側トルクτを、高いロバスト性で、安定に二次側目標トルクτ_cmdに収束させるようにすることができる。
【０４０５】
また、スライディングモード制御用の切換超平面σ＝０の傾き（又は収束時定数Ｔc）と、目標粘性特性係数Ｋdp_cmdとの相関関係が、Ｋdp_cmdの複数の代表値のそれぞれ毎に、ＰＤ制御則等の汎用的な制御手法を用いて作成した複数の応答特性データのうち、前記選出要件１，２を満たす傾き決定用応答特性データを用いて決定されている。
【０４０６】
この場合、傾き決定用応答特性データは、前記選出要件１を満たすことで、駆動プーリ２の回転角加速度及び回転角速度の大きさが、それぞれの許容限界値である一次側加速度限界値ｄω1_lim、及び一次側速度限界値ω1_limを超えないという条件を満たし得る適切なデータである。
【０４０７】
また、応答特性データの軌跡は、位相平面の原点付近の領域で、振動を生じるものとなることが多々あるものの、傾き決定用応答特性データは、前記選出要件２を満たすことで、ゼロ近辺の微小な大きさではない二次側トルク偏差τ_err及び二次側トルク偏差速度ｄτ_errの値の組を含むデータである。
【０４０８】
そして、τ_errの値の大きさが前記第１設定値τ_err_aとなるラインＬＬ1p，ＬＬ1nと、dτ_errの値の大きさが前記第２設定値ｄτ_err_aとなるラインＬＬ2p，ＬＬ2nとのうちのいずれかと、前記選出要件１、２を満たす傾き決定用応答特性データの軌跡との交点のうち、前記収束時定数Ｔcの要求範囲に対応する前記交点要求条件を満たす交点に基づいて、最小二乗法等の手法によって、切換超平面σ＝０の傾き（又は収束時定数Ｔc）が決定される。
【０４０９】
この場合、当該交点における二次側トルク偏差τ_errの値の大きさ（＝第１設定値τ_err_a）は、前記第１許容限界値τ_err_limよりも小さく、且つ、ゼロに近づき過ぎないある程度の大きさを有する。同様に、当該交点における二次側トルク偏差速度ｄτ_errの値の大きさ（＝第２設定値τ_err_a）は、前記第２許容限界値ｄτ_err_limよりも小さく、且つ、ゼロに近づき過ぎないある程度の大きさを有する。
【０４１０】
しかも、当該交点は、前記交点要求条件を満たすので、収束時定数Ｔcに関する設計的な要求及び前記時定数制約条件を満たす。
【０４１１】
従って、目標粘性特性係数Ｋdp_cmdの各代表値毎の切換超平面σ＝０の傾きの決定に用いられる交点は、二次側トルク偏差τ_errを好適にゼロに収束させ得る応答特性データの軌跡上の点として、信頼性及び安定性の高いものとなる。このため、当該交点を用いて目標粘性特性係数Ｋdp_cmdの各代表値毎の切換超平面σ＝０の傾きを決定することで、二次側トルク偏差τ_errを好適にゼロに収束させ得るように該傾きが決定されることとなる。
【０４１２】
そして、弾性力発生機構４の目標粘性特性係数Ｋdpの各代表値と、そのそれぞれに対応して決定した切換超平面σ＝０の傾き（又は切換超平面σ＝０上の収束時定数Ｔc）とに基づいて、粘性特性係数Ｋdpと、切換超平面σ＝０の傾き（又は切換超平面σ＝０上の収束時定数Ｔc）との間の相関関係（本実施形態では、前記式（２２）により表される相関関係）が特定される。
【０４１３】
このため、上記相関関係を、動力伝達装置１の実際の挙動特性に即して好適に特定しておくことができる。
【０４１４】
また、応答特性データは、汎用的な制御手法を用いて得るようにすればよいので、多数の応答特性データを効率よく容易に収集することができる。ひいては、目標粘性特性係数Ｋdp_cmdの各代表値毎の好適な切換超平面σ＝０の傾きを特定し、さらに、粘性特性係数Ｋdpと切換超平面σ＝０の傾き（又は切換超平面σ＝０上の収束時定数Ｔc）との間の好適な相関関係を特定することを効率よく行うことができる。
【０４１５】
そして、制御装置３０の制御入力決定部３４の処理では、上記のように特定された相関関係に基づいて、切換超平面σ＝０の傾き（ひいては、係数成分ｓ1、ｓ2の値）を決定する。そして、制御入力決定部３４は、その傾きに対応して規定される切換関数σを用いてスライディングモード制御の処理（前記式（１７）の演算処理）により制御入力（電動モータ５の目標トルクτm_cmd）を決定する。
【０４１６】
このため、二次側トルクτの制御を所要の収束特性と高いロバスト性とで行うことを、弾性力発生機構４の粘性特性係数の制御状態によらずに好適に実現することができる。
【０４１７】
特に、本実施形態では切換超平面σ＝０の傾き（又は切換超平面σ＝０上の収束時定数Ｔc）が前記時定数制約条件を満たすように設定されているので、動力伝達装置１の幅広い動作領域で、二次側トルクτの制御を高いロバスト性で安定に行なうことができる。
【０４１８】
ここで、以上説明した第１実施形態と本願発明との対応関係について補足しておく。第１実施形態は、前記第１発明、第２発明、第４〜第７発明、及び第１１発明に関連する実施形態である。この場合、前記駆動プーリ２、被動プーリ３、弾性力発生機構４、電動モータ５がそれぞれ本発明における一次側要素、二次側要素、弾性力発生機構、アクチュエータに相当する。そして、駆動プーリ２の回転が、本発明における一次側要素の変位に相当し、二次側トルクτが、本発明における二次側動力に相当し、剛性特性係数Ｋspが本発明における剛性特性係数に相当し、粘性特性係数Ｋdpが本発明における粘性特性係数に相当する。
【０４１９】
また、制御装置３０の制御入力決定部３４、二次側トルク計測部３４ｆ、切換超平面可変設定部３４ｇがそれぞれ、本発明における制御入力決定手段、二次側動力計測手段、切換超平面可変設定手段に相当する。
【０４２０】
また、前記二次側トルク偏差τ_err、二次側トルク偏差速度ｄτ_errがそれぞれの本発明における第１変数成分、第２変数成分に相当する。また、本実施形態における第１許容限界値τ_err_lim、第２許容限界値ｄτ_err_lim、第１設定値τ_err_a、第２設定値ｄτ_err_aが、それぞれ、本発明における第１許容限界値、第２許容限界値、第１設定値、第２設定値に相当する。
【０４２１】
さらに、ラインＬＬ1p，ＬＬ1nが本発明における第１設定値ラインに相当し、ラインＬＬ2p，ＬＬ2nが本発明における第２設定値ラインに相当する。さらに、前記特定時定数Ｔcxが、本発明における特定時定数に相当する。
【０４２２】
また、前記式（２２）が本発明における式（Ａ）に相当する。さらに、前記式（１７）右辺第１項が、本発明における式（Ｃ）により表される第１制御入力成分に相当し、式（１７）の右辺第２項が、本発明における第２制御入力成分に相当する。
【０４２３】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態を図１０を参照して説明する。なお、本実施形態は、制御装置３０の制御入力決定部３４の一部の処理だけが、第１実施形態と相違するものである。そのため、本実施形態の説明は、第１実施形態と相違する事項を中心に行い、第１実施形態と同一の事項については説明を省略する。
【０４２４】
本実施形態では、制御入力決定部３４の処理において、外乱の影響を低減するために、二次側トルク偏差τ_err及び二次側トルク偏差速度ｄτ_errの値を、オブザーバを用いて逐次推定する。そして、前記二次側トルク計測部３４ｆによる計測値をそのまま用いて算出される二次側トルク偏差τ_err、その時間的変化率として得られる二次側トルク偏差速度ｄτ_errとの代わりに、オブザーバによる推定値τ_err_hat，ｄτ_err_hatを用いてスライディングモード制御の処理を実行して、制御入力（目標トルクτm_cmd）を決定する。
【０４２５】
具体的には、本実施形態では、図１０に示すように、制御入力決定部３４のスライディングモード制御処理部３４ｅは、オブザーバ３４ｈとしての機能をさらに含む。
【０４２６】
そして、スライディングモード制御処理部３４ｅには、前記二次側トルク計測部３４ｆにより算出された二次側トルクτ_actの計測値と、前記補正後目標二次側トルクτ_cmd_cとの偏差（演算部３４ｄの出力）が実際の二次側トルク偏差τ_err_actとして入力される。なお、補正後目標二次側トルクτ_cmd_cの算出処理は、第１実施形態と同じである。
【０４２７】
オブザーバ３４ｈは、次式（５１）の演算によって、外乱成分を低減した二次側トルク偏差τ_errの推定値τ_err_hat（以降、二次側トルク偏差推定値τ_err_hatという）と、外乱成分を低減した二次側トルク偏差速度ｄτ_errの推定値ｄτ_err_hat（以降、二次側トルク偏差速度推定値ｄτ_err_hatという）を、制御装置３０の制御処理周期で、逐次更新しつつ算出する。
【０４２８】
【数６】
2014128835.tif 000008
【０４２９】
この式（５１）におけるＡ、Ｂは、それぞれ、前記式（１５）のただし書きで定義される行列（２行２列）、列ベクトル（２行１列）であり、それぞれの各成分値は、第１実施形態と同様に、式（１５）のただし書きの定義に従って決定される。
【０４３０】
この場合、式（５１）の右辺のｕ(n-1)の値としては、前回の制御処理周期で決定された目標トルクＴm_cmdの値（前回値）が用いられる。また、Ｋobsは、所定の既定値であり、制御装置３０の図示しないメモリに記憶保持されている。
【０４３１】
また、ｄτ_err_act_filtは、スライディングモード制御処理部３４ｅに入力される二次側トルク偏差τ_err_actの時間的変化率の値に、ローパス特性のフィルタリング処理を施した値である。
【０４３２】
なお、ローパス特性のフィルタリング処理以外の適宜の処理によって、二次側トルク偏差τ_err_actの推定値の時間的変化率の値からノイズ成分を除去したものをｄτ_err_act_filtの代わりに用いるようにしてもよい。
【０４３３】
本実施形態におけるスライディングモード制御処理部３４ｅは、上記の如くオブザーバ３４ｈにより算出される二次側トルク偏差推定値τ_err_hatと、二次側トルク偏差速度推定値ｄτ_err_hatとを用いて、前記式（１８）に従って、切換関数σの値を算出し、さらにこの切換関数σの算出値を用いて前記式（１７）の右辺の演算を行なうことで、制御入力としての動力源モータ５の目標トルクτm_cmdを逐次算出する。
【０４３４】
本実施形態は、以上説明した事項以外は、前記第１実施形態と同じである。
【０４３５】
かかる本実施形態においても、前記第１実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
【０４３６】
加えて、本実施形態では、オブザーバ３４ｈにより算出した二次側トルク偏差推定値τ_err_hat及び二次側トルク偏差速度推定値ｄτ_err_hatを、二次側トルク計測部３４ｆにより逐次算出される実際の二次側トルクτ_actの計測値をその用いて算出される実際の二次側トルク偏差τ_err_act及びその時間的変化率である二次側トルク偏差速度ｄτ_err_actの代わりに用いてスライディンモード制御の制御処理を行なうので、二次側トルクτ_actの計測値や、その時間的変化率に含まれる外乱成分の影響を低減して、制御入力（目標トルクτm_cmd）を決定できる。
【０４３７】
このため、制御装置３０による二次側トルクτの制御のロバスト性をより一層高めることができる。
【０４３８】
ここで、以上説明した第２実施形態と本発明との対応関係について補足しておく。第２実施形態は、前記第１発明、第２発明、第４〜第７発明、第１１発明、及び第１２発明に関連する実施形態である。この場合、第２実施形態では、前記オブザーバ３４ｈが、本発明におけるオブザーバに相当する。これ以外は、第２実施形態と本発明との対応関係は、第１実施形態と同じである。
【０４３９】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態を図１及び図１１を参照して説明する。なお、本実施形態は、動力伝達装置の一部の制御処理だけが前記第１実施形態と相違するものである。このため、本実施形態の説明は、第１実施形態と相違する事項を中心に行い、第１実施形態と同一の事項については説明を省略する。
【０４４０】
前記第１実施形態では、弾性力発生機構４の目標剛性特性係数Ｋsp_cmdは一定に保持するようにした。これに対して、本実施形態では、目標剛性特性係数Ｋsp_cmdは、既定の範囲内で可変的に設定されるようになっており、かかる目標剛性特性係数Ｋsp_cmdが、制御装置３０に逐次入力される。
【０４４１】
そして、制御装置３０の剛性制御部３６は、弾性力発生機構４の基準状態での回転バー１４の位相角φを目標剛性特性係数Ｋsp_cmdに対応する角度値にするための剛性可変用モータ１８の回転駆動軸１８ａの回転角度の目標値を、Ｋsp_cmdから既定のマップ又は演算式により決定する。そして、剛性制御部３６は、回転駆動軸１８ａの実際の回転角度（角度検出器３３の出力により示される観測値）を、サーボ制御によって、Ｋsp_cmdから決定した目標値に制御する。
【０４４２】
このとき、剛性可変用モータ１８の回転駆動軸１８ａの回転角度は、目標剛性特性係数Ｋsp_cmdの変化に追従して、変化するように制御される。これにより、弾性力発生機構４の実際の剛性特性係数Ｋspが可変的に制御される。
【０４４３】
また、本実施形態では、図１１に示すように、制御入力決定部３４のスライディングモード制御処理部３４ｅには、目標粘性特性係数Ｋdp_cmdに加えて、目標剛性特性係数Ｋsp_cmdも逐次入力される。そして、スライディングモード制御処理部３４ｅの切換超平面可変設定部３４ｇは、前記式（１３ａ），（１３ｂ）に基づく計測値と、式（１５）の状態方程式とに反映されていない弾性力発生機構４の粘性力（両プーリ２，３間の粘性力）の影響を補償するために、弾性力発生機構４の粘性特性係数Ｋdpの制御値（制御により実現する値）としての目標粘性特性係数Ｋdp_cmdと、弾性力発生機構４の剛性特性係数Ｋspの制御値（制御により実現する値）としての目標剛性特性係数Ｋsp_cmdとに応じて、切換超平面σ＝０の傾き（又は切換超平面σ＝０上の収束時定数Ｔc）を可変的に決定する。
【０４４４】
この場合、切換超平面σ＝０の傾き（又は切換超平面σ＝０上の収束時定数Ｔc）と、目標粘性特性係数Ｋdp_cmd及び目標剛性特性係数Ｋsp_cmdとの間の相関関係があらかじめ決定されており、その相関関係に従って、切換超平面σ＝０の傾き（又は切換超平面σ＝０上の収束時定数Ｔc）が可変的に決定される。
【０４４５】
本実施形態では、切換超平面可変設定部３４ｇは、Ｋdp_cmd、Ｋsp_cmdに応じて決定した切換超平面σ＝０の傾き（又は切換超平面σ＝０上の収束時定数Ｔc）に応じて、第１実施形態と同様に、切換関数σの係数成分ｓ1，ｓ2の値を決定する。そしてスライディングモード制御処理部３４ｅは、この係数成分ｓ1，ｓ2の値を用いて、第１実施形態と同様に、前記式（１７）、（１８）により制御入力τm_cmdを決定する。
【０４４６】
ここで、本願発明者の各種実験、検討によれば、弾性力発生機構４の剛性特性係数Ｋspを可変的に制御するようにした場合、τ_errが安定にゼロに収束する場合におけるτ_errとｄτ_errとの間の関係は、次式（６１）の関係で近似される。
【０４４７】
τ_err＝−((ａ2／sqrt(Ｋsp_cmd)＋a1・Ｋsp_cmd＋a0）
＋（ｂ・Ｋdp_cmd）／Ｋsp_cmd)・ｄτ_err    ……（６１）
そこで、本実施形態では切換超平面σ＝０上でのτ_errとｄτ_errとの間の関係が、式（６１）の関係となるように、切換超平面σ＝０上の傾き（又は切換超平面σ＝０上の収束時定数Ｔc）を目標粘性特性係数Ｋdp_cmd及び目標剛性特性係数Ｋsp_cmdに応じて決定する。
【０４４８】
換言すれば、切換超平面σ＝０上の収束時定数Ｔcと、Ｋdp_cmd及びＫsp_cmdとの間の相関関係が、次式（６２）により表されるように、切換超平面σ＝０の傾き（又は切換超平面σ＝０上の収束時定数Ｔc）を目標粘性特性係数Ｋdp_cmd及び目標剛性特性係数Ｋsp_cmdに応じて決定する。
【０４４９】
Ｔc＝(ａ2／sqrt(Ｋsp_cmd)＋a1・Ｋsp_cmd＋a0）
＋（ｂ・Ｋdp_cmd）／Ｋsp_cmd    ……（６２）
式（６１）及び式（６２）における(ａ2／sqrt(Ｋsp_cmd)＋a1・Ｋsp_cmd＋a0）は、弾性力発生機構４の粘性特性係数Ｋdpがゼロである場合（Ｋdp_cmd＝０である場合）における切換超平面σ＝０上の収束時定数Ｔcの値を意味する。従って、弾性力発生機構４の粘性特性係数Ｋdpがゼロである場合における切換超平面σ＝０上の収束時定数Ｔcは目標剛性特性係数Ｋsp_cmdに応じて変化するものとなる。
【０４５０】
補足すると、前記第１実施形態では、Ｋsp_cmdが一定値であるために、(ａ2／sqrt(Ｋsp_cmd)＋a1・Ｋsp_cmd＋a0）が一定値となり、その値が、前記式（２２）の変数ａの値に相当するものとなる。
【０４５１】
また、式（６１）及び式（６２）における変数ｂは、第１実施形態における前記式（２２）の変数ｂと同様に、目標粘性特性係数Ｋdp_cmdを、弾性力発生機構４の実際の粘性特性係数Ｋdpの推定値に補正するための補正係数を意味する。
【０４５２】
なお、本実施形態においても、粘性力トルクτdpと、弾性力トルクτspの時間的変化率ｄτspとの間の関係は、前記式（２３）により表される。
【０４５３】
従って、第１実施形態の場合と同様に、式（６２）の右辺は、弾性力発生機構４の実際の粘性特性係数Ｋdpがゼロである場合（両プーリ２，３間の粘性力がゼロである場合）には、実際の二次側トルクτとしての弾性力トルクτspと二次側目標トルクτ_cmdとの偏差としての意味を持つ。また、弾性力発生機構４の実際の粘性特性係数Ｋdpがゼロでない場合には、該弾性力トルクτspと粘性力トルクτdpとを合成してなる実際の二次側トルクτと二次側目標トルクτ_cmdとの偏差としての意味を持つ。
【０４５４】
以下に、本実施形態において、切換超平面σ＝０の傾き（又は切換超平面σ＝０上の収束時定数Ｔc）と、目標粘性特性係数Ｋdp_cmd及び目標剛性特性係数Ｋsp_cmdとの間の相関関係を決定するための事前準備処理について説明する。
【０４５５】
本実施形態における事前準備処理では、まず、目標粘性特性係数Ｋdp_cmdの複数の代表値と、目標剛性特性係数Ｋsp_cmdの複数の代表値とがあらかじめ決定される。
【０４５６】
そして、目標粘性特性係数Ｋdp_cmdの１つの代表値と、目標剛性特性係数Ｋsp_cmdの１つの代表値との組が選択され、その選択された目標粘性特性係数Ｋdp_cmdの代表値に応じて弾性力発生機構４のオリフィス部２４の開口面積が制御されると共に、選択された目標剛性特性係数Ｋsp_cmdに応じて剛性可変用モータ１８の回転駆動軸１８ａの回転角度（＝スプリングウォーム１７の回転角度）が制御される。
【０４５７】
この状態で、第１実施形態で説明して手順１〜３の処理と同じ処理が実行され、これにより、選択中の目標粘性特性係数Ｋdp_cmdの１つの代表値と、目標剛性特性係数Ｋsp_cmdの１つの代表値との組に対応する切換超平面σ＝０の適切な傾き（又は切換超平面σ＝０上の適切な収束時定数Ｔc）が決定される。
【０４５８】
なお、この場合において、Ｋdpの値を必要とする処理（例えば前記式（４４）のＭu、Ｅdpの値を算出する処理等）では、Ｋdpの値として、目標粘性特性係数Ｋdp_cmdの選択中の代表値が用いられる。同様に、Ｋspの値を必要とする処理（例えば前記式（２９）により第１許容限界値τ_err_limを決定する処理等）では、Ｋspの値として、目標剛性特性係数Ｋsp_cmdの選択中の代表値が用いられる。
【０４５９】
そして、手順１〜３の処理と同じ処理を繰り返すことで、目標粘性特性係数Ｋdp_cmdの代表値と、目標剛性特性係数Ｋsp_cmdの代表値との全ての組に対して、各々、切換超平面σ＝０の適切な傾き（又は切換超平面σ＝０上の適切な収束時定数Ｔc）が決定される。
【０４６０】
次に、目標粘性特性係数Ｋdp_cmdの各代表値と目標剛性特性係数Ｋsp_cmdの各代表値との組と、当該代表値の各組に対応して決定された切換超平面σ＝０の傾きに対応する収束時定数Ｔcとを用いて、例えば最小二乗法の手法によって、前記式（６２）の相関関係における変数a2、a1、a0、ｂの値を決定する。これにより、目標粘性特性係数Ｋdp_cmdと、目標剛性特性係数Ｋsp_cmdと、切換超平面σ＝０上の収束時定数Ｔcとの間の相関関係、ひいては、目標粘性特性係数Ｋdp_cmdと、目標剛性特性係数Ｋsp_cmdと、切換超平面σ＝０の傾きとの間の相関関係が最終的に決定されることとなる。
【０４６１】
以上が、本実施形態において、切換超平面σ＝０の傾き（又は切換超平面σ＝０上の収束時定数Ｔc）と、目標粘性特性係数Ｋdp_cmd及び目標剛性特性係数Ｋsp_cmdとの間の相関関係を決定するための事前準備処理である。
【０４６２】
本実施形態における制御装置３０の処理は、以上説明した事項以外は、第１実施形態と同じである。
【０４６３】
従って、弾性力発生機構４の粘性特性係数Ｋdp及び剛性特性係数Ｋspが適宜変更されながら、実際の二次側トルクτ_actが目標二次側トルクτ_cmdに追従するように制御される。
【０４６４】
以上説明した第３実施形態によれば、制御装置３０の制御入力決定部３４は、二次側トルクτの計測値を第１実施形態と同様に前記式（１３ａ）に基づいて取得すると共に、スライディングモード制御用の切換超平面σ＝０の傾き（又は切換超平面σ＝０上の収束時定数Ｔc）を、弾性力発生機構４の粘性特性係数Ｋdpの制御値としての目標粘性特性係数Ｋdp_cmdと、弾性力発生機構４の剛性特性係数Ｋspの制御値としての目標剛性特性係数Ｋsp_cmdとに応じて可変的に決定する。
【０４６５】
このため、弾性力発生機構４の粘性特性係数及び剛性特性係数の制御状態によらずに、弾性力発生機構４で発生する粘性力による影響を適切に補償して、二次側トルクτの計測値の振動等が発生するのを抑制しつつ、実際の二次側トルクτを、高いロバスト性で、安定に二次側目標トルクτ_cmdに収束させるようにすることができる。
【０４６６】
また、前記事前準備処理において、弾性力発生機構４の目標粘性特性係数Ｋdp及び目標剛性特性係数Ｋspとの各代表値の組にそれぞれ対応する切換超平面σ＝０の傾き（又は切換超平面σ＝０上の収束時定数Ｔc）は、前記第１実施形態と同じ仕方で、複数の応答特性データを用いて決定される。
【０４６７】
さらに、弾性力発生機構４の目標粘性特性係数Ｋdp及び目標剛性特性係数Ｋspとの各代表値の組と、そのそれぞれに対応して決定した切換超平面σ＝０の傾き（又は切換超平面σ＝０上の収束時定数Ｔc）とに基づいて、粘性特性係数Ｋdp及び剛性特性係数Ｋspと、切換超平面σ＝０の傾き（又は切換超平面σ＝０上の収束時定数Ｔc）との間の相関関係（本実施形態では、前記式（６２）により表される相関関係）が特定される。
【０４６８】
このため、上記相関関係を、動力伝達装置１の実際の挙動特性に即して好適に特定しておくことができる。
【０４６９】
また、第１実施形態と同様に、応答特性データを、汎用的な制御手法を用いて効率よく容易に収集することができる。ひいては、目標粘性特性係数Ｋdp_cmd及び目標剛性特性係数Ｋsp_cmdの各代表値の組毎の好適な切換超平面σ＝０の傾きを特定し、さらに、粘性特性係数Ｋdpと、剛性特性係数と、切換超平面σ＝０の傾き（又は切換超平面σ＝０上の収束時定数Ｔc）との間の好適な相関関係を特定することを効率よく行うことができる。
【０４７０】
そして、制御装置３０の制御入力決定部３４の処理では、上記のように特定された相関関係に基づいて、切換超平面σ＝０の傾き（ひいては、係数成分ｓ1、ｓ2の値）を決定する。そして、制御入力決定部３４は、その傾きに対応して規定される切換関数σを用いてスライディングモード制御の処理（前記式（１７）の演算処理）により制御入力（電動モータ５の目標トルクτm_cmd）を決定する。
【０４７１】
このため、二次側トルクτの制御を所要の収束特性と高いロバスト性とで行うことを、弾性力発生機構４の粘性特性係数Ｋdp及び剛性特性係数Ｋspの制御状態によらずに好適に実現することができる。
【０４７２】
特に、切換超平面σ＝０の傾き（又は切換超平面σ＝０上の収束時定数Ｔc）が前記時定数制約条件を満たすように設定されているので、動力伝達装置１の幅広い動作領域で、二次側トルクτの制御を高いロバスト性で安定に行なうことができる。
【０４７３】
ここで、以上説明した第３実施形態と本願発明との対応関係について補足しておく。第３実施形態は、前記第１発明、第３発明、第４発明、及び第８〜第１１発明に関連する実施形態である。この場合、前記式（６２）が本発明における式（Ｂ）に相当する。これ以外は、第３実施形態と本発明との対応関係は、第１実施形態と同様である。
【０４７４】
なお、第１実施形態の場合と同様に、第３実施形態においても、二次側トルクτ_actに含まれるオフセット成分（定常誤差成分）が十分に微小である場合には、図１１に示した演算部３４ａ，３４ｃ及びローパスフィルタ３４ｂを省略し、τ_cmdをそのまま演算部３４ｄに入力するようにしてもよい。
【０４７５】
また、第３実施形態において、前記第２実施形態と同様に、スライディングモード制御処理部３４ｅにオブザーバ３４ｈを備えるようにしてもよい。
【０４７６】
この場合には、スライディングモード制御処理部３４ｅは、前記式（５１）によりオブザーバ３４ｈが逐次算出する二次側トルク偏差推定値τ_err_hatと、二次側トルク偏差速度推定値ｄτ_err_hatとを、演算部３４ｄにより算出されるτ_err_actと、その時間的変化率として算出されるｄτ_err_actとの代わりに用いて、前記式（１７）、（１８）の演算を行うことで、制御入力としての動力源モータ５の目標トルクτm_cmdを逐次算出する。そして、これ以外の処理は、上記第３実施形態の処理と同じでよい。このようにすることで、前記第１２発明の他の実施形態が構築されることとなる。
【０４７７】
［第４実施形態］
次に、本発明の第４実施形態を図１及び図１２を参照して説明する。なお、本実施形態は、スライディングモード制御処理部の一部の処理だけが、第１実施形態と相違するものである。そのため、本実施形態の説明は、第１実施形態と相違する事項を中心に行い、第１実施形態と同一の事項については説明を省略する。
【０４７８】
前記第１実施形態において、スライディングモード制御の手法により制御入力を決定するための演算処理は、前記したように、前記弾性力発生機構４の粘性特性係数Ｋdpがゼロであると仮定した場合、すなわち、両プーリ２，３間に粘性力が発生しないと仮定した場合における動力伝達装置１の挙動を表現するモデルに基づいて構築される。
【０４７９】
そして、弾性力発生機構４で発生する粘性力の影響を補償するために、切換超平面σ＝０の傾き（又は切換超平面σ＝０上での収束時定数Ｔc）を目標粘性特性係数Ｋdp_cmdに応じて可変的に決定するようにした。
【０４８０】
これに対して、本実施形態では、スライディングモード制御の手法により制御入力を決定するための演算処理は、前記弾性力発生機構４の粘性特性係数Ｋdpがゼロでないとして動力伝達装置１の挙動を表現するモデルに基づいて構築される。そして、切換超平面σ＝０の傾き（又は切換超平面σ＝０上での収束時定数Ｔc）を、目標粘性特性係数Ｋdp_cmdに依存させないように決定する一方、制御入力を決定するために用いる１つのパラメータ（切換関数σに係るパラメータ以外のパラメータ）の値を、目標粘性特性係数Ｋdp_cmdに応じて変化させるようにすることで、弾性力発生機構４で発生する粘性力の影響を補償する。
【０４８１】
具体的には、前記式（１０）の状態方程式を、前記式（１３ａ），（１３ｂ）を用いて整理すると、二次側トルクτ及び二次側トルク変化速度ｄτに関する挙動を表現するモデルとして、次式（７１）の状態方程式が得られる。
【０４８２】
【数７】
2014128835.tif 000009
【０４８３】
本実施形態におけるスラディングモード制御では、この式（７１）の状態方程式（モデル）を基礎として、制御入力を決定するための制御処理が構築されている。
【０４８４】
この場合、式（７１）は、前記式（１５）の行列Ａを上記式（７１）のただし書きで定義される行列Ａに置き換えた式である。従って、本実施形態におけるスライディングモード制御による制御入力としての動力源モータ５の目標トルクτm_cmdは、前記式（１７）と同じ形式の演算式により決定される。
【０４８５】
ただし、本実施形態では、前記式（１８）により表される切換関数σの係数成分ｓ1，ｓ2は、切換超平面σ＝０の傾き（又は切換超平面σ＝０上での収束時定数Ｔc）が、前記第１実施形態とは異なる仕方であらかじめ決定される。
【０４８６】
具体的には、本実施形態では、第１実施形態と同様に事前準備処理をあらかじめ実行しておくことで、弾性力発生機構４の目標粘性特性係数Ｋdp_cmdと、収束時定数Ｔcとの間の相関関係を規定する前記式（２２）の変数ａ，ｂの値が決定される。
【０４８７】
ここで、前記第１実施形態では、式（２２）におけるＴc、すなわち、Ｋdp_cmdの関数値としてのＴcをそのまま切換超平面σ＝０上の収束時定数として用いた。これに対して、本実施形態では、式（２２）におけるＴcを、切換超平面σ＝０上の収束時定数とせずに、τ_errをゼロに収束させるための好適な収束時定数としての適正収束時定数とみなす。そして、式（２２）における変数ａの値の値、すなわち式（２２）により規定される適正時定数ＴcとＫdp_cmdとの間の相関関係において、目標粘性特性係数Ｋdp_cmdがゼロであるとしたときの適正収束時定数Ｔc（＝ａ）の値を、切換超平面σ＝０上での収束時定数として決定した。
【０４８８】
従って、本実施形態では、切換超平面σ＝０の傾きは、切換超平面σ＝０上の収束時定数（切換超平面上収束時定数）が、あらかじめ決定された変数ａの値（本実施形態では一定値）となるように決定されている。以降、本実施形態における切換超平面σ＝０上の収束時定数を改めてＴc0と表記する。この場合、この収束時定数Ｔc0は、次式（７２）により与えられる。
【０４８９】
Ｔc0＝ａ    ……（７２）
このため、本実施形態における切換超平面σ＝０上の収束時定数Ｔc0は、目標粘性特性係数Ｋdp_cmdに依存しない一定値となっている。
【０４９０】
そして、ｓ2／ｓ1が、切換超平面σ＝０上の収束時定数Ｔc0(＝−ａ)に一致するように、前記式（１８）の切換関数σの係数成分ｓ1，ｓ2の値があらかじめ決定されている。例えば、ｓ1＝１、ｓ2＝ａ、あるいは、ｓ1＝１／ａ、ｓ2＝１とされている。
【０４９１】
一方、本実施形態では、前記式（１７）により制御入力としての動力源モータ５の目標トルクτm_cmdを算出するために用いる行列Ａは、前記式（７１）のただし書きで定義される行列であるから、該行列Ａの２行２列成分は、粘性特性係数Ｋdpに依存する値となる。
【０４９２】
ここで、前記第１実施形態において前記したように、式（２２）における変数ｂの値を、目標粘性特性係数Ｋdp_cmdに乗じてなる値（＝ｂ・Ｋdp_cmd）は、弾性力発生機構４の実際の粘性特性係数Ｋdpの推定値に相当する。
【０４９３】
そこで、本実施形態では、行列Ａの２行２列成分を算出するためのＫspの値として、ｂ・Ｋdp_cmdが用いられる。すなわち、行列Ａの２行２列成分におけるＣin、Ｃoutの値は、それぞれ、次式（７２ａ），（７２ｂ）により算出される。なお、イナーシャＩin，Ｉoutの値は、第１実施形態と同様に、あらかじめ決定された所定値である。
【０４９４】
Ｃin＝ｂ・Ｋdp_cmd／Ｉin    ……（７２ａ）
Ｃout＝ｂ・Ｋdp_cmd／Ｉout    ……（７２ｂ）
以上を前提として、本実施形態における制御装置３０の制御入力決定部３４を図１２を参照して説明する。図１２に示すように、本実施形態における制御入力決定部３４は、第１実施形態と同様に、演算部３４ａ，３４ｃ，３４ｄ，ローパスフィルタ３４ｂ、二次側トルク計測部３４ｆ、及びスライディングモード制御処理部３４ｅを備える。ただし、本実施形態では、スライディングモード制御処理部３４ｅは、切換超平面可変設定部を備えておらず、切換超平面σ＝０の傾きに対応する切換超平面σ＝０上の収束時定数ａは、前記した如くあらかじめ決定されている。そして、切換関数σの係数成分ｓ1，ｓ2の値も収束時定数ａに対応してあらかじめ決定されており、その値が図示しないメモリにあらかじめ記憶保持されている。
【０４９５】
そして、スライディングモード制御処理部３４ｅには、演算部３４ｄにより逐次算出される実際の二次側トルク偏差τ_err_actの計測値が逐次入力されると共に、目標粘性特性係数Ｋdp_cmdが逐次入力される。
【０４９６】
そして、スライディングモード制御処理部３４ｅは、あらかじめ決定された係数成分ｓ1，ｓ2の値（一定値）と、演算部３４ｄから入力された二次側トルク偏差τ_err_actと、その時間的変化率として算出される二次側トルク偏差速度ｄτ_er_actとから、前記式（１８）の演算により切換関数σの値を算出する。
【０４９７】
さらに、この切換関数σの値と、あらかじめ図示しないメモリに記憶保持された係数成分ｓ1，ｓ2の値と、前記式（７１）の但し書きで定義される行列Ａ及び列ベクトルＢと、τ_err_act及びｄτ_er_actとを用いて前記式（１７）の右辺の演算を行うことで、制御入力としての動力源モータ５の目標トルクτm_cmdを算出する。
【０４９８】
この場合、行列Ａの２行２列成分は、前記したように、Ｋspの値として、ｂ・Ｋdp_cmdを用いて算出される。
【０４９９】
なお、行列Ａの２行２列成分を算出するために必要なＩin、Ｉoutの値はあらかじめ決定された値であり、図示しないメモリにあらかじめ記憶保持されている。
【０５００】
さらに、行列Ａの２行２列成分以外の各成分と、列ベクトルＢの各成分と、式（１７）におけるδとは、本実施形態では第１実施形態と同様に定数値であり、図示しないメモリに記憶保持されている。また、式（１７）のＫsldの値は、第１実施形態と同様に、切換関数σの値に応じて、前記式（２５）により算出される。
【０５０１】
本実施形態は、以上説明した事項以外は、前記第１実施形態と同じである。
【０５０２】
以上説明した第４実施形態によれば、制御装置３０の制御入力決定部３４は、制御入力（動力源モータ５の目標トルクτm_cmd）をスライディグモード制御の手法により決定するために用いる二次側トルクτの計測値を、第１実施形態と同様に、二次側トルク計測部３４ｆによって、前記式（１３ａ）に基づいて逐次取得する。
【０５０３】
一方、第４実施形態では、第１実施形態と異なり、スライディングモード制御用の切換超平面σ＝０の傾き（又は切換超平面σ＝０上の収束時定数Ｔc0）は、目標粘性特性係数Ｋdp_cmdに依存しないように決定される。具体的には、切換超平面σ＝０の傾きは、あらかじめ決定された一定値（＝ａ）の収束時定数Ｔc0に対応する傾きに決定される。
【０５０４】
この場合、切換超平面σ＝０の傾きに対応する収束時定数Ｔc0は、前記第１実施形態と同様に行われる事前準備処理によって、あらかじめ特定された適正収束時定数Ｔcと粘性特性係数Ｋdpとの間の相関関係において、粘性特性係数Ｋdpの値がゼロであるときの適正収束時定数Ｔcの値とされる。
【０５０５】
また、第４実施形態では、上記のようにスライディングモード制御用の切換超平面σ＝０の傾き（又は切換超平面σ＝０上の収束時定数Ｔc0）を、目標粘性特性係数Ｋdp_cmdに依存しない傾きとする一方、制御入力（τm_cmd）を算出するための演算式（１７）の行列Ａに、弾性力発生機構４の粘性特性係数Ｋdpに依存する成分が含まれる。
【０５０６】
そして、当該成分の値を規定する粘性特性係数Ｋdpの値として、目標粘性特性係数Ｋdp_cmdを、上記相関関係に基づいてあらかじめ決定された補正係数ｂにより補正してなる値（＝ｂ・Ｋdp_cmd）が使用される。
【０５０７】
このため、第４実施形態においても、結果的には第１実施形態と同様に、弾性力発生機構４の粘性特性係数の制御状態によらずに、弾性力発生機構４で発生する粘性力による影響を適切に補償して、二次側トルクτの計測値の振動等が発生するのを抑制しつつ、実際の二次側トルクτを、高いロバスト性で、安定に二次側目標トルクτ_cmdに収束させるようにすることができる。
【０５０８】
また、前記事前準備処理において、弾性力発生機構４の目標粘性特性係数Ｋdp_cmdの各代表値にそれぞれ対応する適正収束時定数Ｔcは、前記第１実施形態と同様の仕方で、複数の応答特性データを用いて決定される。
【０５０９】
さらに、弾性力発生機構４の目標粘性特性係数Ｋdp_cmdの各代表値と、そのそれぞれに対応して決定した適正時定数Ｔcとに基づいて、粘性特性係数Ｋdpと適正収束時定数Ｔcとの間の相関関係（本実施形態では、前記式（２２）により表される相関関係）が特定される。
【０５１０】
このため、上記相関関係を、動力伝達装置１の実際の挙動特性に即して好適に特定しておくことができる。
【０５１１】
また、第１実施形態と同様に、応答特性データを、汎用的な制御手法を用いて効率よく容易に収集することができる。ひいては、目標粘性特性係数Ｋdp_cmdの各代表値毎の好適な適正収束時定数Ｔcを特定し、さらに、粘性特性係数Ｋdpと、適正収束時定数Ｔcとの間の好適な相関関係を特定することを効率よく行うことができる。
【０５１２】
そして、制御装置３０の制御入力決定部３４は、上記のように特定された相関関係により規定される傾き（又は収束時定数Ｔc0）を有する切換超平面σ＝０に対応する切換関数σと、上記相関関係により規定される補正係数ｂとを用いて、スライディングモード制御の処理（前記式（７１）の状態方程式に基づく前記（１７）の演算処理）により制御入力（電動モータ５の目標トルクτm_cmd）を決定する。
【０５１３】
このため、二次側トルクτの制御を所要の収束特性と高いロバスト性とで行うことを、弾性力発生機構４の粘性特性係数Ｋdpの制御状態によらずに好適に実現することができる。
【０５１４】
特に、前記式（２２）の相関関係の適正収束時定数Ｔcが前記時定数制約条件を満たすように設定されているので、動力伝達装置１の幅広い動作領域で、二次側トルクτの制御を高いロバスト性で安定に行なうことができる。
【０５１５】
ここで、以上説明した第４実施形態と本願発明との対応関係について補足しておく。第４実施形態は、前記第１３〜第１８発明、及び第２３発明に関連する実施形態である。この場合、前記式（２２）が本発明における式（Ｅ）に相当する。さらに、前記式（１７）右辺第１項が、本発明における式（Ｄ）により表される第１制御入力成分に相当し、式（１７）の右辺第２項が、本発明における第２制御入力成分に相当する。また、前記式（７２）により表される収束時定数Ｔc0が本発明における切換超平面上収束時定数に相当する。これ以外は、第４実施形態と本発明との対応関係は、第１実施形態と同様である。
【０５１６】
なお、第１実施形態の場合と同様に、第４実施形態においても、二次側トルクτ_actに含まれるオフセット成分（定常誤差成分）が十分に微小である場合には、図１２に示した演算部３４ａ，３４ｃ及びローパスフィルタ３４ｂを省略し、τ_cmdをそのまま演算部３４ｄに入力するようにしてもよい。
【０５１７】
また、第４実施形態において、前記第２実施形態と同様に、スライディングモード制御処理部３４ｅにオブザーバ３４ｈを備えるようにしてもよい。
【０５１８】
この場合には、オブザーバ３４ｈは、前記式（５１）の行列Ａとして、前記式（７１）のただし書きで定義される行列Ａを用いて、二次側トルク偏差推定値τ_err_hatと、二次側トルク偏差速度推定値ｄτ_err_hatを算出する。なお、この場合のＫsp、Ｋdpの値としては、それぞれ、Ｋsp_cmd、ｂ・Ｋdp_cmdが用いられる。
【０５１９】
そして、スライディングモード制御処理部３４ｅは、オブザーバ３４ｈが逐次算出する二次側トルク偏差推定値τ_err_hatと、二次側トルク偏差速度推定値ｄτ_err_hatとを、演算部３４ｄにより算出されるτ_err_actと、その時間的変化率として算出されるｄτ_err_actとの代わりに用いて、前記式（１７）、（１８）の演算を行うことで、制御入力としての動力源モータ５の目標トルクτm_cmdを逐次算出する。そして、これ以外の処理は、上記第４実施形態の処理と同じでよい。このようにすることで、前記第２４発明の一実施形態が構築されることとなる。
【０５２０】
［第５実施形態］
次に、本発明の第５実施形態を図１及び図１３を参照して説明する。なお、本実施形態は、動力伝達装置の一部の処理だけが第４実施形態と相違するものである。そのため、本実施形態の説明は、第４実施形態と相違する事項を中心に行い、第４実施形態と同一の事項については説明を省略する。
【０５２１】
前記第４実施形態では、弾性力発生機構４の目標剛性特性係数Ｋsp_cmdは一定に保持するようにした。これに対して、本実施形態では、目標剛性特性係数Ｋsp_cmdは、既定の範囲内で可変的に設定されるようになっており、かかる目標剛性特性係数Ｋsp_cmdが、制御装置３０に逐次入力される。
【０５２２】
そして、制御装置３０の剛性制御部３６は、前記第３実施形態と同様に、目標剛性特性係数Ｋsp_cmdに応じて剛性可変用モータ１８の回転駆動軸１８ａの回転角度の目標値を決定し、その決定した目標値に、回転駆動軸１８ａの実際の回転角度（角度検出器３３の出力により示される観測値）を制御する。これにより、弾性力発生機構４の実際の剛性特性係数Ｋspが、可変的に設定される目標剛性特性係数Ｋsp_cmdに制御される。
【０５２３】
また、本実施形態では、図１３に示すように、制御入力決定部３４のスライディングモード制御処理部３４ｅには、目標粘性特性係数Ｋdp_cmdに加えて、目標剛性特性係数Ｋsp_cmdも逐次入力される。
【０５２４】
本実施形態におけるスライディングモード制御処理部３４ｅは、切換超平面σ＝０の傾き（又は切換超平面σ＝０上の収束時定数）を可変的に設定する切換超平面可変設定部３４ｇを備えている。この切換超平面可変設定部３４ｇは、入力される目標剛性特性係数Ｋsp_cmdに応じて切換超平面σ＝０の傾き（又は切換超平面σ＝０上の収束時定数）を可変的に決定する。
【０５２５】
さらに詳細には、本実施形態では、前記第３実施形態と同様に事前準備処理をあらかじめ実行しておくことで、弾性力発生機構４の目標粘性特性係数Ｋdp_cmd及び目標剛性特性係数Ｋsp_cmdと、収束時定数Ｔcとの間の相関関係を規定する前記式（６２）の変数ａ2，ａ1，ａ0，ｂの値が決定される。
【０５２６】
そして、本実施形態では、切換超平面可変設定部３４ｇは、式（６２）における(ａ2／sqrt(Ｋsp_cmd)＋a1・Ｋsp_cmd＋a0）の値、すなわち、式（６２）により規定されるＴcとＫdp_cmd及びＫsp_cmdとの間の相関関係において、目標粘性特性係数Ｋdp_cmdがゼロであるとしたときの収束時定数Ｔc（＝ａ2／sqrt(Ｋsp_cmd)＋a1・Ｋsp_cmd＋a0）の値を、切換超平面σ＝０上での収束時定数として、Ｋsp_cmdに応じて可変的に決定する。
【０５２７】
従って、本実施形態では、切換超平面σ＝０の傾きは、切換超平面σ＝０上の収束時定数が、(ａ2／sqrt(Ｋsp_cmd)＋a1・Ｋsp_cmd＋a0）となるように、目標剛性特性係数Ｋsp_cmdに応じて可変的に決定される。以降、本実施形態における切換超平面σ＝０上の収束時定数を改めてＴc0と表記する。この場合、この収束時定数Ｔc0は、次式（８１）により与えられる。
【０５２８】
Ｔc0＝ａ2／sqrt(Ｋsp_cmd)＋a1・Ｋsp_cmd＋a0    ……（８１）
このため、本実施形態における切換超平面可変設定部３４ｇが決定する切換超平面σ＝０上の収束時定数Ｔc0は、目標粘性特性係数Ｋdp_cmdに依存しない値で、且つ、目標剛性特性係数Ｋsp_cmdに応じた値となる。
【０５２９】
そして、切換超平面可変設定部３４ｇは、ｓ2／ｓ1が、切換超平面σ＝０上の収束時定数Ｔc0（式（８１）により規定される収束時定数Ｔc0に一致するように、前記式（１８）の切換関数σの係数成分ｓ1，ｓ2の値を決定する。例えば、ｓ1＝１、ｓ2＝Ｔc0、あるいは、ｓ1＝１／Ｔc0、ｓ2＝１とされる。
【０５３０】
本実施形態における制御装置３０の処理は、以上説明した事項以外は、第４実施形態と同じである。
【０５３１】
従って、弾性力発生機構４の粘性特性係数Ｋdp及び剛性特性係数Ｋspが適宜変更されながら、実際の二次側トルクτ_actが目標二次側トルクτ_cmdに追従するように制御される。
【０５３２】
以上説明した第５実施形態によれば、制御装置３０の制御入力決定部３４は、二次側トルクτの計測値を第１実施形態及び第４実施形態と同様に前記式（１３ａ）に基づいて逐次取得する。
【０５３３】
また、第５実施形態では、スライディングモード制御用の切換超平面σ＝０の傾き（又は切換超平面σ＝０上の収束時定数Ｔc0）は、第４実施形態と同様に、目標粘性特性係数Ｋdp_cmdに依存しないように決定される。ただし、第５実施形態では、その傾きは、目標剛性特性係数Ｋspに応じて、前記式（８１）により表される収束時定数Ｔc0に対応する傾きに決定される。
【０５３４】
この場合、切換超平面σ＝０の傾きに対応する収束時定数Ｔc0は、前記第４実施形態と同様に行われる事前準備処理によって、あらかじめ特定された適正収束時定数Ｔcと粘性特性係数Ｋdpと剛性特性係数Ｋspとの間の相関関係において、粘性特性係数Ｋdpの値がゼロであるときの適正収束時定数Ｔcの値とされる。
【０５３５】
また、第５実施形態では切換超平面σ＝０の傾き（又は切換超平面σ＝０上の収束時定数Ｔc0）を、目標粘性特性係数Ｋdp_cmdに依存せずに、目標剛性特性係数Ｋsp_cmdに依存して変化する傾きとする一方、制御入力（τm_cmd）を算出するための演算式（１７）の行列Ａに、弾性力発生機構４の粘性特性係数Ｋdpに依存する成分が含まれる。
【０５３６】
そして、当該成分の値を規定する粘性特性係数Ｋdpの値として、目標粘性特性係数Ｋdp_cmdを、上記相関関係に基づいてあらかじめ決定された補正係数ｂにより補正してなる値（＝ｂ・Ｋdp_cmd）が使用される。
【０５３７】
このため、第５実施形態においては、結果的には前記第３実施形態と同様に、弾性力発生機構４の粘性特性係数及び剛性特性係数の制御状態によらずに、弾性力発生機構４で発生する粘性力による影響を適切に補償して、二次側トルクτの計測値の振動等が発生するのを抑制しつつ、実際の二次側トルクτを、高いロバスト性で、安定に二次側目標トルクτ_cmdに収束させるようにすることができる。
【０５３８】
また、前記事前準備処理において、弾性力発生機構４の目標粘性特性係数Ｋdp_cmd及び目標剛性特性係数Ｋsp_cmdの各代表値の組にそれぞれ対応する適正収束時定数Ｔcは、前記第１実施形態と同様の仕方で、複数の応答特性データを用いて決定される。
【０５３９】
さらに、弾性力発生機構４の目標粘性特性係数Ｋdp_cmd及び目標剛性特性係数Ｋsp_cmdの各代表値の組と、そのそれぞれに対応して決定した適正時定数Ｔcとに基づいて、粘性特性係数Ｋdpと剛性特性係数Ｋspと適正収束時定数Ｔcとの間の相関関係（本実施形態では、前記式（６２）により表される相関関係）が特定される。
【０５４０】
このため、上記相関関係を、動力伝達装置１の実際の挙動特性に即して好適に特定しておくことができる。
【０５４１】
また、第１実施形態と同様に、応答特性データを、汎用的な制御手法を用いて効率よく容易に収集することができる。ひいては、目標粘性特性係数Ｋdp_cmd及び目標剛性特性係数Ｋsp_cmdの各代表値の組毎の好適な適正収束時定数Ｔcを特定し、さらに、粘性特性係数Ｋdpと、剛性特性係数Ｋspと、適正収束時定数Ｔcとの間の好適な相関関係を特定することを効率よく行うことができる。
【０５４２】
そして、制御装置３０の制御入力決定部３４は、上記のように特定された相関関係により規定される傾き（又は収束時定数Ｔc0）を有する切換超平面σ＝０に対応する切換関数σと、上記相関関係により規定される補正係数ｂとを用いて、第４実施形態と同様に、スライディングモード制御の処理（前記式（７１）の状態方程式に基づく前記（１７）の演算処理）により制御入力（電動モータ５の目標トルクτm_cmd）を決定する。
【０５４３】
このため、二次側トルクτの制御を所要の収束特性と高いロバスト性とで行うことを、弾性力発生機構４の粘性特性係数Ｋdp及び剛性特性係数Ｋspの制御状態によらずに好適に実現することができる。
【０５４４】
特に、前記式（６２）の相関関係の適正収束時定数Ｔcが前記時定数制約条件を満たすように設定されているので、動力伝達装置１の幅広い動作領域で、二次側トルクτの制御を高いロバスト性で安定に行なうことができる。
【０５４５】
ここで、以上説明した第５実施形態と本願発明との対応関係について補足しておく。第５実施形態は、前記第１３発明、第１４発明、及び第１９〜第２３発明に関連する実施形態である。この場合、前記式（６２）が本発明における式（Ｆ）に相当する。また、切換超平面可変設定部３４ｇが本発明における切換超平面可変設定手段に相当する。また、式（８１）により表される収束時定数Ｔc0が本発明における切換超平面上収束時定数に相当する。これ以外は、第５実施形態と本発明との対応関係は、第４実施形態と同様である。
【０５４６】
なお、第１実施形態の場合と同様に、第５実施形態においても、二次側トルクτ_actに含まれるオフセット成分（定常誤差成分）が十分に微小である場合には、図１３に示した演算部３４ａ，３４ｃ及びローパスフィルタ３４ｂを省略し、τ_cmdをそのまま演算部３４ｄに入力するようにしてもよい。
【０５４７】
また、第５実施形態において、前記第２実施形態と同様に、スライディングモード制御処理部３４ｅにオブザーバ３４ｈを備えるようにしてもよい。
【０５４８】
この場合には、第４実施形態に関して補足説明した場合と同様に、オブザーバ３４ｈは、前記式（５１）の行列Ａとして、前記式（７１）のただし書きで定義される行列Ａを用いて、二次側トルク偏差推定値τ_err_hatと、二次側トルク偏差速度推定値ｄτ_err_hatを算出する。
【０５４９】
そして、スライディングモード制御処理部３４ｅは、オブザーバ３４ｈが逐次算出する二次側トルク偏差推定値τ_err_hatと、二次側トルク偏差速度推定値ｄτ_err_hatとを、演算部３４ｄにより算出されるτ_err_actと、その時間的変化率として算出されるｄτ_err_actとの代わりに用いて、前記式（１７）、（１８）の演算を行うことで、制御入力としての動力源モータ５の目標トルクτm_cmdを逐次算出する。そして、これ以外の処理は、上記第４実施形態の処理と同じでよい。このようにすることで、前記第２４発明の他の実施形態が構築されることとなる。
【０５５０】
［変形態様］
次に、前記各実施形態に関連する変形態様をいくつか説明する。
【０５５１】
前記各実施形態では、駆動力を発生するアクチュエータとして、電動モータ５（動力源モータ５）を用いたが、電動モータ５以外の電動アクチュエータ、あるいは、油圧アクチュエータ等の他の形態のアクチュエータを用いてもよい。
【０５５２】
また、前記第１実施形態では、粘性特性係数Ｋdpと切換超平面σ＝０の傾き（又は切換超平面σ＝０上の収束時定数Ｔc）との間の相関関係を、前記式（２２）により表される演算式によって特定する代わりに、マップデータによって特定しておき、動力伝達装置１の動作制御時に、該マップデータに基づいて、切換超平面σ＝０の傾き（又は切換超平面σ＝０上の収束時定数Ｔc）を、目標粘性特性係数Ｋdp_cmdに応じて決定するようにしてもよい。
【０５５３】
同様に、前記第３実施形態では、粘性特性係数Ｋdpと剛性特性係数Ｋspと切換超平面σ＝０の傾き（又は切換超平面σ＝０上の収束時定数Ｔc）との間の相関関係を、前記式（６２）により表される演算式によって特定する代わりに、マップデータによって特定しておき、動力伝達装置１の動作制御時に、該マップデータに基づいて、切換超平面σ＝０の傾き（又は切換超平面σ＝０上の収束時定数Ｔc）を、目標粘性特性係数Ｋdp_cmd及び目標剛性特性係数Ｋsp_cmdに応じて決定するようにしてもよい。
【０５５４】
また、前記第５実施形態では、動力伝達装置１の動作制御時に、切換超平面σ＝０の傾き（又は切換超平面σ＝０上の収束時定数Ｔc）を、目標剛性特性係数Ｋsp_cmdに応じて前記式（８１）に基づき決定する代わりに、式（８１）に対応するマップデータに基づき、切換超平面σ＝０の傾き（又は切換超平面σ＝０上の収束時定数Ｔc）を、目標剛性特性係数Ｋsp_cmdに応じて決定するようにしてもよい。
【０５５５】
また、弾性力発生機構４の剛性特性係数Ｋspを一定に保持する前記第１実施形態、第２実施形態及び第４実施形態では、弾性力発生機構４における剛性可変用モータ１８を省略し、スプリングウォーム１７のシリンダ１９と反対側の一端（バネ座部材２０ａ側の一端）を、駆動プーリ２及び被動プーリ３等を回転自在に支持する部材に固定しておくようにしてもよい。
【０５５６】
また、前記各実施形態では、図２〜図４に示した構成の弾性力発生機構４を採用したが、弾性力発生機構４は、駆動プーリ２（一次側要素）と、被動プーリ３（二次側要素）との間に弾性力及び粘性力を発生可能で、且つ、粘性特性係数を可変的に制御可能であるか、あるいは、粘性特性係数及び剛性特性係数の両方を制御可能なものであれば、他の任意の構造のものでよい。
【０５５７】
例えば、弾性力発生機構は、導電性高分子アクチュエータを用いて構成されたものであってもよい。
【０５５８】
また、前記各実施形態における動力伝達装置１は、回転駆動力を伝達するものであるが、本発明における動力伝達装置は、二次側要素が、一次側要素に対して相対的に並進移動するように弾性力発生機構で連結され、両要素間で並進力を伝達するように構成されていてもよい。
【符号の説明】
【０５５９】
１…動力伝達装置、２…駆動プーリ（一次側要素）、３…被動プーリ（二次側要素）、４…弾性力発生機構、５…電動モータ（アクチュエータ）、３０…制御装置、３４…制御入力決定部（制御入力決定手段）、３４ｆ…二次側トルク計測部（二次側動力計測手段）、３４ｇ…切換超平面可変設定部（切換超平面可変設定手段）、３４ｈ…オブザーバ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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