(57)【要約】【課題】アクチュエータを滑らかに駆動でき、制御性を向上できる車両搭載機器の制御装置を提供する。【解決手段】車両搭載機器の制御装置は、周期的な複数の第１指令信号ＣＳ１を取得する第１指令信号取得部３１と、ｔ＝ｔｎ−１、ｔ＝ｔｎ、ｔ＝ｔｎ＋１のタイミングにおいて第１指令信号取得部が取得する第１指令信号の夫々をθｎ−１、θｎ、θｎ＋１としたとき、各タイミング間における第１指令信号の補間値θｉｎを導出するものであって、θｎ−１、θｎ、およびタイミングｔ＝ｔｎとｔ＝ｔｎ＋１の間における第１指令信号の勾配に基づき、タイミングｔ＝ｔｎとｔ＝ｔｎ＋１の間の第１指令信号の補間値θｉｎ（ｔｎ，ｔｎ＋１）を導出する補間信号生成部３２と、θｉｎ（ｔｎ，ｔｎ＋１）に基づきアクチュエータ１３への指令信号である第２指令信号ＣＳ２を生成する指令信号生成部とを有することを特徴とする。【選択図】図２
2019156040.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両搭載機器の制御装置において、前記車両搭載機器は、アクチュエータを備えるものであって、
周期的な信号である複数の第１指令信号を取得する第１指令信号取得部と、
補間信号生成部であって、各タイミングであるｔ＝ｔｎ−１、ｔ＝ｔｎ、ｔ＝ｔｎ＋１の夫々において前記第１指令信号取得部が取得する複数の前記第１指令信号の夫々をθｎ−１、θｎ、θｎ＋１としたとき、前記各タイミングの間における前記第１指令信号の補間値であるθｉｎを導出するものであって、前記θｎ−１、θｎ、および前記タイミングｔ＝ｔｎとｔ＝ｔｎ＋１の間における前記第１指令信号の勾配に基づき、前記タイミングｔ＝ｔｎとｔ＝ｔｎ＋１の間の前記第１指令信号の補間値であるθｉｎ（ｔｎ，ｔｎ＋１）を導出する前記補間信号生成部と、
アクチュエータ指令信号生成部であって、前記θｉｎ（ｔｎ，ｔｎ＋１）に基づき前記アクチュエータへの指令信号である第２指令信号を生成する前記アクチュエータ指令信号生成部と、
を有することを特徴とする車両搭載機器の制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両搭載機器の制御装置において、前記車両搭載機器はステアリング装置であって、
前記アクチュエータは、前記ステアリング装置に操舵力を補助する電動モータであって、
前記第１指令信号は、車両の転舵輪の転舵量に関する信号であることを特徴とする車両搭載機器の制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載の車両搭載機器の制御装置において、前記アクチュエータ指令信号生成部は、前記第１指令信号取得部が複数の前記第１指令信号を取得する周期よりも短い周期で前記第２指令信号を生成することを特徴とする車両搭載機器の制御装置。
【請求項４】
請求項３に記載の車両搭載機器の制御装置において、前記補間信号生成部は、前記タイミングｔ＝ｔｎのときの前記θｉｎが前記θｎ−１と一致し、前記タイミングｔ＝ｔｎ＋１のときの前記θｉｎが前記θｎと一致するように前記θｉｎを導出することを特徴とする車両搭載機器の制御装置。
【請求項５】
請求項４に記載の車両搭載機器の制御装置において、前記補間信号生成部は、前記タイミングｔ＝ｔｎのときの前記θｉｎの傾きが、前記タイミングｔ＝ｔｎ−１からｔ＝ｔｎの間の前記第１指令信号の勾配と一致するように前記θｉｎを導出することを特徴とする車両搭載機器の制御装置。
【請求項６】
請求項３に記載の車両搭載機器の制御装置において、前記補間信号生成部は、前記タイミングｔ＝ｔｎとｔ＝ｔｎ＋１の間における前記第１指令信号の二階微分値に基づき前記θｉｎを導出することを特徴とする車両搭載機器の制御装置。
【請求項７】
請求項３に記載の車両搭載機器の制御装置において、前記補間信号生成部は、複数の前記第１指令信号のうち、前記タイミングｔ＝ｔｎよりも所定周期前の前記第１指令信号に基づき、前記θｉｎ（ｔｎ，ｔｎ＋１）を導出することを特徴とする車両搭載機器の制御装置。
【請求項８】
請求項３に記載の車両搭載機器の制御装置は、フィルタ回路を備え、
前記アクチュエータ指令信号生成部は、前記フィルタ回路を通過した前記θｉｎに基づき、前記第２指令信号を生成することを特徴とする車両搭載機器の制御装置。
【請求項９】
請求項１に記載の車両搭載機器の制御装置において、前記補間信号生成部は、前記タイミングｔ＝ｔｎのときの前記θｉｎが前記θｎ−１と一致し、前記タイミングｔ＝ｔｎ＋１のときの前記θｉｎが前記θｎと一致するように前記θｉｎを導出することを特徴とする車両搭載機器の制御装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の車両搭載機器の制御装置において、前記補間信号生成部は、前記タイミングｔ＝ｔｎのときの前記θｉｎの傾きが、前記タイミングｔ＝ｔｎ−１からｔ＝ｔｎの間の前記第１指令信号の勾配と一致するように前記θｉｎを導出することを特徴とする車両搭載機器の制御装置。
【請求項１１】
請求項１に記載の車両搭載機器の制御装置において、前記補間信号生成部は、前記タイミングｔ＝ｔｎとｔ＝ｔｎ＋１の間における前記第１指令信号の二階微分値に基づき前記θｉｎを導出することを特徴とする車両搭載機器の制御装置。
【請求項１２】
請求項１に記載の車両搭載機器の制御装置において、前記補間信号生成部は、複数の前記第１指令信号のうち、前記タイミングｔ＝ｔｎよりも所定周期前の前記第１指令信号に基づき、前記θｉｎ（ｔｎ，ｔｎ＋１）を導出することを特徴とする車両搭載機器の制御装置。
【請求項１３】
請求項１に記載の車両搭載機器の制御装置は、フィルタ回路を備え、
前記アクチュエータ指令信号生成部は、前記フィルタ回路を通過した前記θｉｎに基づき、前記第２指令信号を生成することを特徴とする車両搭載機器の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば自動操舵装置における舵角制御に用いられる車両搭載機器の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の自動操舵を行う際に、操舵輪の転舵量に関する信号（舵角指令信号）は、ステアリング装置の制御装置に外部からＣＡＮ（Controller Area Network）経由で入力される。一般に、ＣＡＮ通信は、送受信周期の制約上、舵角指令信号の入力周期が長くなる。このため、舵角指令信号に基づき操舵力を補助する電動モータを制御すると、滑らかな制御が困難となる。そこで、例えば、特許文献１では、舵角指令信号で指令された舵角速度の変化が一定値以下であれば直線補間、それ以上であれば曲線補間を行うようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−１９３６９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、直線補間すると速度が周期的にステップ状に変化するため、スパイク的なトルク指令となり、電動モータのトルク変動が大きくなって制御性が良くない。また、音振性能も良くない。一方、曲線補間において、二次曲線の条件を「補間始点の速度を現在の速度」、「補間終点は現在指令値」とすると、ハンチングして収束しない可能性がある。この場合には、指令勾配と実速度の差が大きいので直線補間にも切り替えられない。
【０００５】
本発明は上記のような事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、アクチュエータを滑らかに駆動でき、制御性を向上できる車両搭載機器の制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の車両搭載機器の制御装置は、その一つの態様において、アクチュエータを備え、周期的な信号である複数の第１指令信号を取得する第１指令信号取得部と、ｔ＝ｔｎ−１、ｔ＝ｔｎ、ｔ＝ｔｎ＋１の夫々のタイミングにおいて第１指令信号取得部が取得する複数の第１指令信号の夫々をθｎ−１、θｎ、θｎ＋１としたとき、各タイミングの間における第１指令信号の補間値であるθｉｎを導出する補間信号生成部と、θｉｎ（ｔｎ，ｔｎ＋１）に基づきアクチュエータへの指令信号である第２指令信号を生成するアクチュエータ指令信号生成部とを備え、補間信号生成部は、θｎ−１、θｎ、およびタイミングｔ＝ｔｎとｔ＝ｔｎ＋１の間における第１指令信号の勾配に基づき、タイミングｔ＝ｔｎとｔ＝ｔｎ＋１の間の第１指令信号の補間値であるθｉｎ（ｔｎ，ｔｎ＋１）を導出することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、第１指令信号のθｎ−１とθｎだけでなく、タイミングｔ＝ｔｎとｔ＝ｔｎ＋１の間における勾配も考慮して、第１指令信号の変化特性に応じた補間値θｉｎ（ｔｎ，ｔｎ＋１）を求めて補間することにより、ハンチングを抑制してアクチュエータを滑らかに駆動でき、制御性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明が適用される車両搭載機器の一例として、電動パワーステアリングシステムを示す概略図である。
【図２】本発明の実施形態に係る車両搭載機器の制御装置について説明するためのもので、図１のＥＰＳコントローラにおける舵角制御に関係する要部を抽出して示すブロック図である。
【図３】図２に示したＥＰＳコントローラにおける第１の舵角制御動作のフローチャートである。
【図４】従来と本発明における舵角指令値を対比して示す特性図である。
【図５】従来と本発明における舵角指令速度を対比して示す特性図である。
【図６】図２に示したＥＰＳコントローラにおける第２の舵角制御動作のフローチャートである。
【図７】図６に続く第２の舵角制御動作のフローチャートである。
【図８】図６および図７に示した舵角制御動作における補正前の角加速度を示す特性図である。
【図９】図６および図７に示した舵角制御動作における補正後の角加速度を示す特性図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明が適用される車両搭載機器の一例として、電動パワーステアリング（ＥＰＳ：Electric Power Steering）システムの概略構成を示している。ＥＰＳシステム１００は、ステアリングホイール１０、操舵角センサ１１、操舵トルクセンサ１２、電動モータ１３、ＥＰＳコントローラ１４、自車位置検出センサ１５、自動運転コントローラ１６および電源（バッテリー）１７などを含んで構成される。ステアリングシャフト１８を内包するステアリングコラム１９内には、操舵角センサ１１、操舵トルクセンサ１２、電動モータ１３および減速機２０が設けられている。
【００１０】
車両の運転者がステアリング１０の操作を行う際には、ステアリングシャフト１８に発生する操舵トルクを操舵トルクセンサ１２によって検出し、このトルク検出値と車速信号などに基づいて、ＥＰＳコントローラ１４で電動モータ１３を駆動することにより、車両の走行状態に応じた操舵力を発生させて補助する。これによって、ステアリングシャフト１８の先端に設けられたピニオンギア２１が回転すると、ラック軸２２が進行方向左右に水平移動することで、ステアリング操作が車輪（転舵輪）２３，２３に伝達されて車両の向きを変える。
【００１１】
一方、自動運転を行う場合には、カメラなどの自車位置検出センサ１５で位置情報などを取得し、この位置情報に基づき自動運転コントローラ１６から自動運転要求と操舵角指令をＥＰＳコントローラ１４に供給して操舵を行う。ＥＰＳコントローラ１４は、操舵角センサ１１によって検出された操舵角検出値と、操舵トルクセンサ１２によって検出したステアリングシャフト１８のトルク検出値などに基づいて転舵量を算出し、ＥＰＳコントローラ１４で電動モータ１３を駆動することにより、自動運転コントローラ１６で指令された操舵角により近づくようにステアリング１０を操作する。
【００１２】
図２は、本発明の実施形態に係る車両搭載機器の制御装置について説明するためのもので、図１のＥＰＳコントローラ１４における舵角制御に関係する要部を抽出して示している。ＥＰＳコントローラ１４は、第１指令信号取得部３１、補間信号生成部３２、フィルタ回路３３およびアクチュエータ指令信号生成部３４を備えている。
【００１３】
第１指令信号取得部３１は、自動運転コントローラ１６から、ＣＡＮ通信により車両の転舵輪２３，２３の転舵量に関する周期的な信号である複数の第１指令信号ＣＳ１を取得する。補間信号生成部３２は、ｔ＝ｔｎ−１、ｔ＝ｔｎ、ｔ＝ｔｎ＋１の夫々のタイミングにおいて第１指令信号取得部３１が取得する複数の第１指令信号ＣＳ１の夫々をθｎ−１、θｎ、θｎ＋１としたとき、各タイミングの間における第１指令信号ＣＳ１の補間値であるθｉｎを導出するように構成されている。
【００１４】
すなわち、補間信号生成部３２は、θｎ−１、θｎ、およびタイミングｔ＝ｔｎ−１とｔ＝ｔｎの間における第１指令信号ＣＳ１の勾配、およびタイミングｔ＝ｔｎとｔ＝ｔｎ＋１の間における第１指令信号ＣＳ１の勾配に基づき、タイミングｔ＝ｔｎとｔ＝ｔｎ＋１の間の第１指令信号ＣＳ１の補間値であるθｉｎ（ｔｎ，ｔｎ＋１）を導出する。このタイミングｔ＝ｔｎとｔ＝ｔｎ＋１の間における第１指令信号ＣＳ１の勾配は、例えば（θｎ−θｎ−１）／（ｔｎ＋１−ｔｎ）で表される。
上記補間値θｉｎ（ｔｎ，ｔｎ＋１）の導出には、複数の第１指令信号ＣＳ１のうち、タイミングｔ＝ｔｎよりも所定周期前の第１指令信号ＣＳ１を用いる。この際、タイミングｔ＝ｔｎのときのθｉｎがθｎ−１と一致し、タイミングｔ＝ｔｎ＋１のときのθｉｎがθｎと一致するようにθｉｎを導出する。また、タイミングｔ＝ｔｎのときのθｉｎの傾きが、タイミングｔ＝ｔｎ−１からｔ＝ｔｎの間の第１指令信号ＣＳ１の勾配と一致するようにθｉｎを導出する。さらに、ｔ＝ｔｎとｔ＝ｔｎ＋１の間における第１指令信号ＣＳ１の二階微分値を考慮してθｉｎを導出しても良い。
【００１５】
フィルタ回路３３は、ＬＰＦ（Low Pass Filter）であり、補間信号生成部３２の出力信号（補間値θｉｎ）を平滑化してアクチュエータ指令信号生成部３４に供給する。
アクチュエータ指令信号生成部３４は、補間信号生成部３２で生成された補間値θｉｎ（ｔｎ，ｔｎ＋１）に基づき、アクチュエータ（電動モータ）１３の駆動信号である第２指令信号ＣＳ２を生成する。このアクチュエータ指令信号生成部３４は、フィルタ回路３３を通過した補間値θｉｎに基づき、第１指令信号取得部３１が複数の第１指令信号ＣＳ１を取得する周期よりも短い周期で第２指令信号ＣＳ２を生成するように構成されている。
尚、フィルタ回路３３は必ず適用しなければならない訳ではない。第２指令信号ＣＳ２の遅れが許容でき、かつ更なる平滑化が必要な場合にのみ適用すればよい。
【００１６】
図３は、図２に示したＥＰＳコントローラ１４における第１の舵角制御動作を示している。この第１の舵角制御動作では、舵角を指令に一致させるだけでなく、舵角速度も指令勾配に一致させるように指令舵角の補間を行う。このように、舵角指令の勾配を考慮することで、滑らかな舵角指令と、指令舵角への収束性を両立させるようにしている。
第１の舵角制御動作が開始されると、指令舵角は周期的に情報が更新されるので、その情報更新のタイミングか否かを判断する。本例では、第１指令信号ＣＳ１が更新されたか否かで判断している（ステップＳ１）。簡易的には、時間ｔが第１指令信号の周期Ｔに達したか否かで判断しても良い。
【００１７】
ステップＳ１で、第１指令信号ＣＳ１が更新されたと判断されると、舵角情報や補間値の傾きの情報を更新する。詳しくは、前回の第１指令信号θ０に前回最新であった第１指令信号θ１を設定する。前回最新であった第１指令信号θ１には最新の第１指令信号ＣＳ１を設定する。また、前回の目標舵角速度ν０に最新の目標舵角速度ν１を設定する。前回最新であった目標舵角速度ν１には、第１指令信号ＣＳ１から前回の第１指令信号ＣＳ１を減算し、第１指令信号ＣＳ１の周期Ｔで除算したものを設定する（ステップＳ２）。この第１指令信号ＣＳ１の周期Ｔは、ｔｎ＋１−ｔｎで定義される。
尚、前回の第１指令信号θ０に設定する第１指令信号θ１は、操舵角センサ１１により計測された角度でも良い（但し、この場合には、指令の微分を行う際に、センシングノイズなどによってスパイク状に急激な変化をしないように配慮する必要がある）。
【００１８】
次のステップＳ３では、更新された情報を使って、補間信号生成部３２で補間値θｉｎを導出するための三次の補間式における４つの係数α０〜α３の更新を行う。この補間式は、下式（１）で表される。
【数１】
2019156040.tif 000003
また、補間式（１）の微分は、次式（２）の通りである。
【数２】
2019156040.tif 000004
【００１９】
補間式（１）における係数α０〜α３を決めるための拘束条件は、現在の舵角指令値がθ０、Ｔ時間後の舵角指令値がθ１、現在の舵角指令値速度がν０、Ｔ時間後の舵角指令値速度がν１とすると、下式（３）の連立方程式を解くことで得られる。
【数３】
2019156040.tif 000005
上式（３）から導出される係数の算出式は、次式（４）で表される。
【数４】
2019156040.tif 000006
【００２０】
次のステップＳ４では、上述した補間式（１）で用いる時間ｔを初期化する。
一方、ステップＳ１で情報更新のタイミングではなく、第１指令信号ＣＳ１が更新されていないと判断されると、ステップＳ５に移動し、補間式（１）で用いる時間ｔを１カウントアップ（ｔ＋１）する。
続いて、ステップＳ６，Ｓ７では、時間ｔおよび補間式の係数αｉ（設定した係数α０〜α３）を用いて、上記補間式（１）に基づき演算を行って、１ステップ毎に舵角を算出し、補間した指令舵角（補間値θｉｎ）を導出する。このようにして、電動モータ１３の駆動信号である第２指令信号ＣＳ２を生成する。
【００２１】
図４は、従来と本発明における舵角指令値、図５は従来と本発明における舵角指令速度をそれぞれ対比して示している。図４に破線で示すように、従来は舵角指令値がハンチングする可能性があったが、本発明では第１指令信号の勾配に基づいて補間値を導出することで、舵角指令値を収束させてハンチングを抑制でき、電動モータ１３を滑らかに駆動できるので、制御性を向上できる。
また、図５に示すように、舵角指令値が連続的に変化するためトルク変動が小さく、電動モータ１３を滑らかに駆動でき、制御性を向上できるとともに音振性能も改善できる。
【００２２】
図６は、図２に示したＥＰＳコントローラ１４における第２の舵角制御動作を示している。本例では、舵角制御をするときに、補間した舵角指令の加速度を所定値以内に抑えることで、実現可能なトルクを考慮した補間処理を行う。また、舵角制御により発生するステアリングコラムの捻りトルクを抑えることで、運転者のステアリング操作を容易に検知し、自動運転よりも運転者のステアリング操作を優先する事ができる。
【００２３】
すなわち、第２の舵角制御動作が開始されると、指令舵角は周期的に情報が更新されるので、その情報更新のタイミングか否かを判断する。本例では、第１指令信号ＣＳ１が更新されたか否かで判断している（ステップＳ１１）。簡易的には、時間ｔが第１指令信号の周期Ｔに達したか否かで判断しても良い。
ステップＳ１１で、第１指令信号ＣＳ１が更新されたと判断されると、舵角情報や補間値の傾きの情報を更新する。詳しくは、前回の第１指令信号θ０に前回最新であった第１指令信号θ１を設定する。前回最新であった第１指令信号θ１には最新の第１指令信号ＣＳ１を設定する。また、前回の目標舵角速度ν０に最新の目標舵角速度ν１を設定する。前回最新であった目標舵角速度ν１には、第１指令信号ＣＳ１から前回の第１指令信号ＣＳ１を減算し、第１指令信号ＣＳ１の周期Ｔで除算したものを設定する（ステップＳ１２）。この第１指令信号ＣＳ１の周期Ｔは、ｔｎ＋１−ｔｎで定義される。
尚、前回の第１指令信号θ０に設定する第１指令信号θ１は、操舵角センサ１１により計測された角度でも良い（但し、この場合には、指令の微分を行う際に、センシングノイズなどによってスパイク状に急激な変化をしないように配慮する必要がある）。
【００２４】
次のステップＳ１３では、更新された情報を使って、補間信号生成部３２で補間値θｉｎを導出するための三次の補間式における４つの係数α０〜α３の更新を行う。この補間式は、上式（１）で表される。
係数の算出式は、上式（４）である。
【００２５】
次のステップＳ１４では、加速度変化区間（加速度変化開始時間ｔｓと加速度変化終了時間ｔｅ）の算出を行う。そして、加速度変化開始時間ｔｓ前の補間係数αｓ０〜αｓ２、加速度変化開始時間ｔｓと加速度変化終了時間ｔｅの間の補間係数αν０〜αν３、および加速度変化終了時間ｔｅ後の補間係数αｅ０〜αｅ２それぞれを算出する（ステップＳ１５）。
続いて、上述した補間式（１）で用いる時間ｔを初期化する（ステップＳ１６）。
【００２６】
一方、ステップＳ１１で情報更新のタイミングではなく、第１指令信号ＣＳ１が更新されていないと判断されると、ステップＳ１７に移動し、補間式（１）で用いる時間ｔを１カウントアップ（ｔ＋１）する。そして、ステップＳ１６とステップＳ１７の出力を合成してステップＳ１９に移動する（ステップＳ１８）。
ステップＳ１９では、補間式（１）で用いる時間ｔと加速度変化開始時間ｔｓを比較する。比較結果が「ｔ≧ｔｓ」のときには、補間式（１）で用いる時間ｔと加速度変化終了時間ｔｅを比較する（ステップＳ２０）。そして、「ｔ≦ｔｅ」のときには、ステップＳ２１の処理を実行し、「ｔ＞ｔｅ」のときには、ステップＳ２２の処理を実行する。更に、ステップＳ１９で「ｔ＜ｔｓ」と判断されたときには、ステップＳ２３の処理を実行する。
【００２７】
ステップＳ２１，Ｓ２２，Ｓ２３では、時間ｔおよびステップＳ１５で算出した補間式の補正した係数を用いて、それぞれの補間式に基づき演算を行って、１ステップ毎に舵角を算出し、電動モータ１３の駆動信号である第２指令信号ＣＳ２を生成する。ステップＳ２１で導出する加速度変化区間中の補間式は、三次式であり係数ανｉを用いる。ステップＳ２２で導出する加速度変化区間後の補間式は、二次式であり係数αｅｉを用いる。また、ステップＳ２３で導出する加速度変化区間前の補間式は、二次式であり係数αｓｉを用いる。
その後、各補間信号を合成し（ステップＳ２４）、フィルタ回路３３により平滑化する（ステップＳ２５）。
【００２８】
図８は第２の舵角制御動作における補正前の角加速度を示す特性図、図９は補正後の角加速度を示す特性図である。
図８に示すように、角加速度補正前は線形特性である。本第２の舵角制御動作では、舵角制御を行う範囲を決めるために、二階微分値（転舵量の加速度成分）の最大値と二階微分値の最小値で制限し、更に係数を元に制限している。
角加速度補正後は、図９に示すように、初期の飽和した区間、加速度が変化する区間、最後の飽和した区間に分かれる。そして、領域ＡＡ１と領域ＡＡ２の面積の和と、領域ＡＢ１と領域ＡＢ２の面積の和が同じになるように設定することで、トルク制限した分を制限していない領域でカバーする。
【００２９】
ここで、飽和中の角加速度とｔ＝ｔｓとｔ＝ｔｅで波形が連続することを考慮すると、角加速度補正後の指令舵角を一意に求める事ができる。
次に、角速度補正について、より詳細に説明する。飽和した区間は角加速度一定なので、二次式で表現可能である。よって、角加速度補正後の補間指令は、次式（５）で表せる。
【数５】
2019156040.tif 000007
さらに角速度、角加速度はそれぞれ、
【数６】
2019156040.tif 000008
【数７】
2019156040.tif 000009
となる。
ここで、未知のものは、αｓ０〜αｓ２、αν０〜αν３、αｅ０〜αｅ３、ｔｓ、ｔｅの計１２項であり、一方、拘束条件は現在の舵角指令値がθ０、Ｔ時間後の舵角指令値がθ１、現在の舵角指令値速度がν０、Ｔ時間後の舵角指令値速度がν１、および下記（ａ）〜（ｄ）の１２条件あるため、この連立方程式を解くことで未知の１２項を決定する事ができる。
【数８】
2019156040.tif 000010
【数９】
2019156040.tif 000011
【数１０】
2019156040.tif 000012
【数１１】
2019156040.tif 000013
【００３０】
このように、第２の舵角制御動作では、舵角を指令に一致させるだけでなく、舵角速度も指令勾配に一致させるように指令舵角の補間を行う点は、上述した第１の舵角制御動作と同様である。舵角指令の勾配を考慮することで、滑らかな舵角指令と指令舵角への収束性を両立させる事ができる。
加えて、補間した舵角指令の加速度を所定値以内に抑えることで、実現可能なトルクを考慮した補間処理となり、さらにステアリングコラム１９の捻りトルクを考慮する事で運転者の操舵入力判断が容易になる。
【００３１】
上述したように、本発明によれば、舵角速度が連続的に変化するため、トルク変動が小さく、音振が改善され、制御性も良くなる。また、舵角指令速度を第１指令信号の勾配に合わせようとするので、舵角指令のハンチングを抑制できる。
更に、舵角を指令に一致させるだけでなく、舵角速度も指令勾配に一致させるよう指令舵角の補間を行う。そして、舵角指令の勾配を考慮する事で、滑らかな舵角指令と指令舵角への収束性を両立する事ができる。
尚、上述した実施形態では、本発明が適用される車両搭載機器の一例として、電動パワーステアリングシステムを例に取って説明したが、他の車両搭載機器にも同様に適用可能なのは勿論である。
【００３２】
ここで、上記実施形態から把握し得る技術的思想について、以下にその効果と共に記載する。
車両搭載機器の制御装置は、その一つの態様において、アクチュエータ１３を備えるものであって、
周期的な信号である複数の第１指令信号ＣＳ１を取得する第１指令信号取得部３１と、
補間信号生成部３２であって、各タイミングであるｔ＝ｔｎ−１、ｔ＝ｔｎ、ｔ＝ｔｎ＋１の夫々において前記第１指令信号取得部３１が取得する複数の前記第１指令信号ＣＳ１の夫々をθｎ−１、θｎ、θｎ＋１としたとき、前記各タイミングの間における前記第１指令信号ＣＳ１の補間値であるθｉｎを導出するものであって、前記θｎ−１、θｎ、および前記タイミングｔ＝ｔｎとｔ＝ｔｎ＋１の間における前記第１指令信号ＣＳ１の勾配に基づき、前記タイミングｔ＝ｔｎとｔ＝ｔｎ＋１の間の前記第１指令信号ＣＳ１の補間値であるθｉｎ（ｔｎ，ｔｎ＋１）を導出する前記補間信号生成部３２と、
アクチュエータ指令信号生成部３４であって、前記θｉｎ（ｔｎ，ｔｎ＋１）に基づき前記アクチュエータへの指令信号である第２指令信号ＣＳ２を生成する前記アクチュエータ指令信号生成部３４と、
を有することを特徴とする。
上記構成によると、θｉｎ（ｔｎ，ｔｎ＋１）を求める際、θｎ−１とθｎだけでなく、タイミングｔ＝ｔｎとｔ＝ｔｎ＋１の間における第１指令信号ＣＳ１の勾配も考慮することにより、第１指令信号ＣＳ１の変化特性に応じたθｉｎ（ｔｎ，ｔｎ＋１）を求めることができ、例えばθｉｎ（ｔｎ，ｔｎ＋１）のハンチングを抑制する事ができる
【００３３】
車両搭載機器の制御装置の好ましい態様では、前記車両搭載機器はステアリング装置であって、
前記アクチュエータは、前記ステアリング装置に操舵力を補助する電動モータ１３であって、
前記第１指令信号ＣＳ１は、車両の転舵輪２３，２３の転舵量に関する信号であることを特徴とする。
上記構成によると、第１指令信号ＣＳ１の補間値を導出し、この第１指令信号ＣＳ１の補間値も考慮して電動モータ１３の指令信号（第２指令信号ＣＳ２）を生成することで、滑らかな電動モータ１３の制御を行う事ができる。
【００３４】
さらに別の好ましい態様では、前記アクチュエータ指令信号生成部３４は、前記第１指令信号取得部３１が複数の前記第１指令信号ＣＳ１を取得する周期よりも短い周期で前記第２指令信号ＣＳ２を生成することを特徴とする。
上記構成によると、第１指令信号ＣＳ１より短い周期で第２指令信号ＣＳ２を生成することで、滑らかな電動モータ１３の制御を行う事ができる。ＣＡＮ通信などで受信された第１指令信号ＣＳ１の取得周期は比較的長いが、第１指令信号ＣＳ１の補間値θｉｎにより、この取得周期の長さを補う事ができる。
【００３５】
さらに別の好ましい態様では、前記補間信号生成部３２は、前記タイミングｔ＝ｔｎのときの前記θｉｎが前記θｎ−１と一致し、前記タイミングｔ＝ｔｎ＋１のときの前記θｉｎが前記θｎと一致するように前記θｉｎを導出することを特徴とする。
上記構成によると、第１指令信号ＣＳ１の値は、あるタイミングにおいて正確性の高い値であるため、第１指令信号ＣＳ１の補間値θｉｎを周期的に第１指令信号ＣＳ１と一致させることにより、第１指令信号ＣＳ１の補間値θｉｎと第１指令信号ＣＳ１の元の信号（送信元の信号）との一致性を高める事ができる。
【００３６】
さらに別の好ましい態様では、前記補間信号生成部３２は、前記タイミングｔ＝ｔｎのときの前記θｉｎの傾きが、前記タイミングｔ＝ｔｎ−１からｔ＝ｔｎの間の前記第１指令信号ＣＳ１の勾配と一致するように前記補間値θｉｎを導出することを特徴とする。
上記構成によると、タイミングｔ＝ｔｎのときの補間値θｉｎの傾きを、タイミングｔ＝ｔｎ−１からｔ＝ｔｎの間の第１指令信号ＣＳ１の勾配と一致させることにより、アクチュエータ１３を滑らかに制御する事ができる。
【００３７】
さらに別の好ましい態様では、前記補間信号生成部３２は、前記タイミングｔ＝ｔｎとｔ＝ｔｎ＋１の間における前記第１指令信号ＣＳ１の二階微分値に基づき前記補間値θｉｎを導出することを特徴とする。
上記構成によると、第１指令信号ＣＳ１の補間値を導出する際、第１指令信号ＣＳ１の二階微分値、すなわち、転舵量の加速度成分を更に考慮することにより、第１指令信号ＣＳ１に対応する滑らかな電動モータ１３の制御を行う事ができる。
【００３８】
さらに別の好ましい態様では、前記補間信号生成部３２は、複数の前記第１指令信号ＣＳ１のうち、前記タイミングｔ＝ｔｎよりも所定周期前の前記第１指令信号ＣＳ１に基づき、前記θｉｎ（ｔｎ，ｔｎ＋１）を導出することを特徴とする。
上記構成によると、例えば、四次などの高次曲線を用いて補間値θｉｎを導出する場合、ｔ＝ｔｎ−１よりも所定周期前の第１指令信号ＣＳ１を考慮することにより、電動モータ１３をより滑らかに制御できる補間値θｉｎを導出する事ができる。
【００３９】
さらに別の好ましい態様では、フィルタ回路３３を備え、
前記アクチュエータ指令信号生成部３４は、前記フィルタ回路３３を通過した前記補間値θｉｎに基づき、前記第２指令信号ＣＳ２を生成することを特徴とする。
上記構成によると、第２指令信号ＣＳ２を生成する際、フィルタ処理をした補間値θｉｎを用いることにより、振動成分が抑制された滑らかな第２指令信号ＣＳ２を得る事ができる。
【符号の説明】
【００４０】
１０…ステアリングホイール、１１…操舵角センサ、１２…操舵トルクセンサ、１３…電動モータ（アクチュエータ）、１４…ＥＰＳコントローラ、１５…自車位置検出センサ、１６…自動運転コントローラ、１７…電源（バッテリー）、１８…ステアリングシャフト、１９…ステアリングコラム、２０…減速機、２１…ピニオンギア、２２…ラック軸、２３…車輪、３１…第１指令信号取得部、３２…補間信号生成部、３３…フィルタ回路、３４…アクチュエータ指令信号生成部、１００…ＥＰＳシステム、ＣＳ１…第１指令信号、ＣＳ２…第２指令信号
【図１】
2019156040.tif 000014
【図２】
2019156040.tif 000015
【図３】
2019156040.tif 000016
【図４】
2019156040.tif 000017
【図５】
2019156040.tif 000018
【図６】
2019156040.tif 000019
【図７】
2019156040.tif 000020
【図８】
2019156040.tif 000021
【図９】
2019156040.tif 000022