CN118103280A - 马达控制装置 - Google Patents

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CN118103280A
CN118103280A CN202280069213.2A CN202280069213A CN118103280A CN 118103280 A CN118103280 A CN 118103280A CN 202280069213 A CN202280069213 A CN 202280069213A CN 118103280 A CN118103280 A CN 118103280A
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田村勉
罗伯特·富克斯
吉田光子
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Abstract

马达控制装置包括：辅助转矩指令值生成部，使用转向操纵转矩生成辅助转矩指令值；手动转向操纵指令值生成部，使用转向操纵转矩和辅助转矩指令值生成手动转向操纵指令值；综合角度指令值运算部，对驾驶辅助用的自动转向操纵指令值加上手动转向操纵指令值，来运算综合角度指令值；以及切换部，在驾驶辅助模式时，根据转向操纵转矩切换第一控制模式和第二控制模式，其中，在第一控制模式下，基于辅助转矩指令值或者手动转向操纵指令值控制电动马达，在第二控制模式下，基于综合角度指令值控制电动马达。

Description

马达控制装置
技术领域
本发明涉及转向操纵角控制用的电动马达的控制装置。
背景技术
在下述专利文献1中，公开了一种在转向操纵辅助模式时，判定驾驶员是否把持着方向盘，在判定为规定时间以上未保持方向盘时，解除转向操纵辅助的驾驶辅助装置中，根据本车辆的行驶状况设定上述规定时间的技术。具体而言，车速越小，行驶车道的中央与本车辆之间的横向偏差越小，将规定时间设定得越长。
专利文献1：日本特开2015－120374号公报
发明内容
本发明的目的在于提供一种马达控制装置，能够根据转向操纵转矩切换第一控制模式和第二控制模式，其中，在上述第一控制模式下，基于辅助转矩指令值或者手动转向操纵指令值控制电动马达，在第二控制模式下，基于综合角度指令值控制电动马达，该综合角度指令值是驾驶辅助用的自动转向操纵指令值和手动转向操纵指令值的相加值。
本发明的一个实施方式提供一种马达控制装置，是用于对转向角控制用的电动马达进行驱动控制的马达控制装置，包括：辅助转矩指令值生成部，使用转向操纵转矩生成辅助转矩指令值；手动转向操纵指令值生成部，使用上述转向操纵转矩和上述辅助转矩指令值生成手动转向操纵指令值；综合角度指令值运算部，对驾驶辅助用的自动转向操纵指令值加上上述手动转向操纵指令值，来运算综合角度指令值；在驾驶辅助模式时，根据上述转向操纵转矩切换第一控制模式和第二控制模式，其中，在上述第一控制模式下，基于上述辅助转矩指令值或者上述手动转向操纵指令值控制上述电动马达，在上述第二控制模式下，基于上述综合角度指令值控制上述电动马达。
在该结构中，能够根据转向操纵转矩切换第一控制模式和第二控制模式，其中，在第一控制模式下，基于辅助转矩指令值或者手动转向操纵指令值控制电动马达，在第二控制模式下，基于综合角度指令值控制电动马达，其中，该综合角度指令值是驾驶辅助用的自动转向操纵指令值和手动转向操纵指令值的相加值。
附图说明
通过下面参照附图描述的实施方式的说明，阐明本发明中的上述或者其他目的、特征以及效果。
图1是表示应用了本发明的一实施方式的马达控制装置的电动动力转向***的概略结构的示意图。
图2是表示马达控制用ECU的电气结构的框图。
图3是表示相对于扭杆转矩Td的辅助转矩指令值Tas的设定例的曲线图。
图4是表示手动转向操纵指令值生成部中使用的基准EPS模型的一个例子的示意图。
图5是表示角度控制部的结构的框图。
图6是表示电动动力转向***的物理模型的结构例的示意图。
图7是表示干扰转矩推断部的结构的框图。
图8是表示转矩控制部的结构的示意图。
图9是表示在驾驶辅助模式时由权重设定部进行的权重设定处理的步骤的流程图。
图10是表示在驾驶辅助模式时由权重设定部进行的权重设定处理的另一例子的步骤的流程图。
图11是表示在驾驶辅助模式时由权重设定部进行的权重设定处理的又一例子的步骤的流程图。
图12是表示在驾驶辅助模式时由权重设定部进行的权重设定处理的又一例子的步骤的流程图。
图13是用于对马达控制用ECU的变形例进行说明的框图。
图14是表示在驾驶辅助模式时由第二权重设定部进行的权重设定处理的步骤的流程图。
图15是表示在驾驶辅助模式时由第二权重设定部进行的权重设定处理的另一例子的步骤的流程图。
图16是表示在驾驶辅助模式时由第二权重设定部进行的权重设定处理的另一例子的步骤的流程图。
图17是表示在驾驶辅助模式时由第二权重设定部进行的权重设定处理的又一例子的步骤的流程图。
图18是用于对马达控制用ECU的另一变形例进行说明的框图。
具体实施方式
[本发明的实施方式的说明]
本发明的一个实施方式提供一种马达控制装置，是用于对转向角控制用的电动马达进行驱动控制的马达控制装置，包括：辅助转矩指令值生成部，使用转向操纵转矩生成辅助转矩指令值；手动转向操纵指令值生成部，使用上述转向操纵转矩和上述辅助转矩指令值生成手动转向操纵指令值；综合角度指令值运算部，对驾驶辅助用的自动转向操纵指令值加上上述手动转向操纵指令值，来运算综合角度指令值；以及切换部，在驾驶辅助模式时，根据上述转向操纵转矩切换第一控制模式和第二控制模式，其中，在上述第一控制模式下，基于上述辅助转矩指令值或者上述手动转向操纵指令值控制上述电动马达，在上述第二控制模式下，基于上述综合角度指令值控制上述电动马达。
在该结构中，能够根据转向操纵转矩切换第一控制模式和第二控制模式，其中，在第一控制模式下，基于辅助转矩指令值或者手动转向操纵指令值控制电动马达，在第二控制模式下，基于综合角度指令值控制电动马达，该综合角度指令值是驾驶辅助用的自动转向操纵指令值和手动转向操纵指令值的相加值。
在本发明的一个实施方式中，上述转向操纵转矩越增加，上述第二控制模式的比例越增加。
在本发明的一个实施方式中，上述转向操纵转矩越增加，上述第二控制模式的比例越减少。
在本发明的一个实施方式中，上述切换部被构成为基于转向操纵参与量，切换上述第一控制模式和上述第二控制模式，其中，若上述转向操纵转矩为规定的阈值以上则上述转向操纵参与量增加，上述转向操纵转矩小于规定的阈值则上述转向操纵参与量减少。
在本发明的一个实施方式中，上述切换部包括：第一加权部，基于上述转向操纵转矩，对上述辅助转矩指令值进行第一加权处理；第二加权部，基于上述转向操纵转矩，对上述综合角度指令值进行第二加权处理；以及马达转矩指令值运算部，基于上述第一加权处理后的辅助转矩指令值和上述第二加权处理后的综合角度指令值，运算马达转矩指令值。
在本发明的一个实施方式中，上述切换部包括：第三加权部，基于上述转向操纵转矩，对上述自动转向操纵指令值进行第三加权处理；以及马达转矩指令值运算部，基于上述手动转向操纵指令值和上述第三加权处理后的自动转向操纵指令值，运算马达转矩指令值。
[本发明的实施方式的详细的说明]
以下，参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。
图1是表示应用了本发明的一实施方式的马达控制装置的电动动力转向***的概略结构的示意图。
电动动力转向***1具备：作为用于对车辆进行转向的转向操纵部件的方向盘(手柄)2、与该方向盘2的旋转连动地对转向轮3进行转向的转向机构4以及用于辅助驾驶员的转向操纵的转向操纵辅助机构5。方向盘2和转向机构4经由转向轴6以及中间轴7机械式地连结。
转向轴6包括与方向盘2连结的输入轴8和与中间轴7连结的输出轴9。输入轴8和输出轴9经由扭杆10能够相对旋转地连结。
在扭杆10的附近，配置有转矩传感器12。转矩传感器12基于输入轴8和输出轴9的相对旋转位移量，检测对方向盘2给予的扭杆转矩Td。在本实施方式中，对于由转矩传感器12检测的扭杆转矩Td而言，例如，用于向左方的转向操纵的转矩被检测为正值，用于向右方的转向操纵的转矩被检测为负值，其绝对值越大，扭杆转矩Td的大小越大。扭杆转矩Td是本发明的“转向操纵转矩”的一个例子。
转向机构4由包括小齿轮轴13和作为转向轴的齿条轴14的齿轮齿条机构构成。在齿条轴14的各端部，经由转向横拉杆15和转向节臂(省略图示)连接有转向轮3。小齿轮轴13与中间轴7连结。小齿轮轴13与方向盘2的转向操纵连动地旋转。在小齿轮轴13的前端，连结有小齿轮16。
齿条轴14沿着车辆的左右方向延伸成直线状。在齿条轴14的轴向的中间部，形成有与小齿轮16啮合的齿条17。通过该小齿轮16和齿条17，将小齿轮轴13的旋转转换成齿条轴14的轴向移动。通过使齿条轴14沿轴向移动，能够对转向轮3进行转向。
若转向操纵(旋转)方向盘2，则该旋转经由转向轴6和中间轴7传递至小齿轮轴13。而且，小齿轮轴13的旋转通过小齿轮16和齿条17被转换为齿条轴14的轴向移动。由此，转向轮3被转向。
转向操纵辅助机构5包括用于产生转向操纵辅助力(辅助转矩)的电动马达18和用于放大电动马达18的输出转矩并传递至转向机构4的减速机19。减速机19由蜗杆机构构成，该蜗杆机构包括蜗杆20和与该蜗杆20啮合的蜗轮21。减速机19被收容在作为传递机构壳体的齿轮壳体22内。
以下，有用N表示减速机19的减速比(传动比)的情况。减速比N被定义为蜗杆20的旋转角亦即蜗杆角θwg相对于蜗轮21的旋转角亦即蜗轮角θww的比(θwg/θww)。
蜗杆20被电动马达18旋转驱动。另外，蜗轮21与输出轴9能够一体旋转地连结。
若蜗杆20被电动马达18旋转驱动，则蜗轮21被旋转驱动，对转向轴6赋予马达转矩，并且转向轴6(输出轴9)旋转。而且，转向轴6的旋转经由中间轴7被传递至小齿轮轴13。小齿轮轴13的旋转被转换为齿条轴14的轴向移动。由此，转向轮3被转向。即，通过利用电动马达18旋转驱动蜗杆20，能够进行基于电动马达18的转向操纵辅助、转向轮3的转向。在电动马达18设置有用于检测电动马达18的转子的旋转角的旋转角传感器23。
作为对输出轴9(电动马达18的驱动对象的一个例子)施加的转矩，有电动马达18的马达转矩和马达转矩以外的干扰转矩Tlc。马达转矩以外的干扰转矩Tlc包括扭杆转矩Td、路面负荷转矩(路面反作用力转矩)Trl、摩擦转矩Tf等。
扭杆转矩Td是根据由驾驶员对方向盘2施加的力、由转向惯性产生的力等，从方向盘2侧对输出轴9施加的转矩。
路面负荷转矩Trl是根据在轮胎上产生的自对准转矩、由悬架、轮胎车轮对准产生的力、齿轮齿条机构的摩擦力等，从转向轮3侧经由齿条轴14施加给输出轴9的转矩。
在车辆搭载有拍摄车辆的行进方向前方的道路的CCD(Charge Coupled Device)相机25、用于检测本车位置的GPS(Global Positioning System：全球定位***)26、用于检测道路形状、障碍物的雷达27、存储有地图信息的地图信息存储器28以及车速传感器29。
CCD相机25、GPS26、雷达27、地图信息存储器28以及车速传感器29与用于进行驾驶辅助控制的上位ECU(ECU：Electronic Control Unit，电子控制单元)201连接。上位ECU201基于由CCD相机25、GPS26、雷达27以及车速传感器29获得的信息以及地图信息，进行周边环境识别、本车位置推断、路径计划等，而决定转向操纵、驱动致动器的控制目标值。
在本实施方式中，作为驾驶模式，有通常模式和驾驶辅助模式。上位ECU201在驾驶辅助模式时，设定用于驾驶辅助的自动转向操纵指令值θadac。在本实施方式中，驾驶辅助是用于将车辆位置维持在车道中央(车道中心)的车道中心辅助(LCA)。自动转向操纵指令值θadac是用于使车辆沿着车道中央行驶的转向操纵角的目标值。自动转向操纵指令值θadac例如基于车速、车辆相对于目标行驶线的横向偏差、车辆相对于目标行驶线的偏航偏差来设定。由于设定这样的自动转向操纵指令值θadac的处理是公知的，因此在这里省略详细的说明。
另外，上位ECU201输出表示驾驶模式是通常模式还是驾驶辅助模式的模式信号Smode。模式信号Smode和自动转向操纵指令值θadac经由车载网络被给予给马达控制用ECU202。由转矩传感器12检测的扭杆转矩Td、旋转角传感器23的输出信号被输入至马达控制用ECU202。马达控制用ECU202基于这些输入信号以及从上位ECU201给予的信息，控制电动马达18。
图2是表示马达控制用ECU202的电气结构的框图。
以下，主要对驾驶模式是驾驶辅助模式的情况的动作进行说明。
马达控制用ECU202具备微型计算机40、由微型计算机40控制并对电动马达18供给电力的驱动电路(逆变器电路)31以及用于检测在电动马达18中流动的电流(以下，称为“马达电流I”)的电流检测电路32。
微型计算机40具备CPU以及存储器(ROM、RAM、非易失性存储器等)，通过执行规定的程序，来作为多个功能处理部发挥功能。该多个功能处理部包括辅助转矩指令值设定部41、手动转向操纵指令值生成部42、综合角度指令值运算部43、角度控制部44、第一权重乘法部45、第二权重乘法部46、加法部47、转矩控制部(电流控制部)48以及权重设定部49。
在本实施方式中，权重设定部49和第一权重乘法部45是本发明中的“第一加权部”的一个例子。权重设定部49和第二权重乘法部46是本发明中的“第二加权部”的一个例子。加法部47是本发明中的“马达转矩指令值运算部”的一个例子。权重设定部49、第一权重乘法部45、第二权重乘法部46以及加法部47是本发明中的“切换部”的一个例子。
辅助转矩指令值设定部41设定辅助转矩指令值Tas，该辅助转矩指令值Tas是手动操作所需的辅助转矩的目标值。辅助转矩指令值设定部41基于由转矩传感器12检测的扭杆转矩Td，设定辅助转矩指令值Tas。针对扭杆转矩Td的辅助转矩指令值Tas的设定例如图3所示。
辅助转矩指令值Tas在应该从电动马达18产生用于左方向转向操纵的转向操纵辅助力时为正值，在应该从电动马达18产生用于右方向转向操纵的转向操纵辅助力时为负值。辅助转矩指令值Tas相对于扭杆转矩Td的正值取正，相对于扭杆转矩Td的负值取负。而且，辅助转矩指令值Tas被设定为：扭杆转矩Td的绝对值越大，其绝对值越大。
此外，辅助转矩指令值设定部41也可以从上位ECU201获取车速，并基于车速和扭杆转矩Td设定辅助转矩指令值Tas。此时，辅助转矩指令值Tas如上所述根据扭杆转矩Td来设定，并且被设定为车速V越大，辅助转矩指令值Tas的绝对值越小。
此外，辅助转矩指令值设定部41也可以通过对扭杆转矩Td乘以预先设定的常量，来运算辅助转矩指令值Tas。
手动转向操纵指令值生成部42是在驾驶员操作了方向盘2的情况下，为了将与该方向盘操作相应的转向操纵角(更准确来说，输出轴9的旋转角θ)设定为手动转向操纵指令值θmdac而设置的。手动转向操纵指令值生成部42使用由转矩传感器12检测的扭杆转矩Td、由辅助转矩指令值设定部41设定的辅助转矩指令值Tas生成手动转向操纵指令值θmdac。对于手动转向操纵指令值生成部42的详细内容后述。
综合角度指令值运算部43通过对由上位ECU201设定的自动转向操纵指令值θadac加上手动转向操纵指令值θmdac，来运算综合角度指令值θsint。
角度控制部44基于综合角度指令值θsint，运算与综合角度指令值θsint相应的综合马达转矩指令值Tmint。对于角度控制部44的详细内容后述。
第一权重乘法部45对由辅助转矩指令值设定部41设定的辅助转矩指令值Tas乘以第一权重W1。第二权重乘法部46对综合马达转矩指令值Tmint乘以第二权重W2。第一权重W1和第一权重W2由权重设定部49来设定。对于权重设定部49的动作的详细内容后述。
加法部47通过将乘以第一权重后(第一加权处理后)的辅助转矩指令值W1·Tas和乘以第二权重后(第二加权处理后)的综合马达转矩指令值W2·Tmint相加，来运算针对电动马达18的马达转矩指令值Tm。
转矩控制部48驱动驱动电路31，使得电动马达18的马达转矩接近马达转矩指令值Tm。
在本实施方式中，手动转向操纵指令值生成部42使用基准EPS模型设定手动转向操纵指令值θmdac。
图4是表示在手动转向操纵指令值生成部42中使用的基准EPS模型的一个例子的示意图。
该基准EPS模型是包括下柱的单一惯性模型。下柱对应于输出轴9和蜗轮21。在图4中，Jc是下柱的惯性，θc是下柱的旋转角，Td是扭杆转矩。对下柱给予扭杆转矩Td、从电动马达18作用于输出轴9的转矩N·Tm以及路面负荷转矩Trl。路面负荷转矩Trl使用弹簧常量ks和粘性衰减系数c，通过下式(1)表示。
Trl＝－ks·θc－c(dθc/dt)…(1)
在本实施方式中，作为弹簧常量ks和粘性衰减系数c，设定有预先通过实验、解析等求出的规定值。
基准EPS模型的运动方程式通过下式(2)表示。
Jc·d2θc/dt2＝Td+N·Tm－ks·θc－c(dθc/dt)…(2)
手动转向操纵指令值生成部42通过向Td代入由转矩传感器12检测的扭杆转矩Td，向Tm代入由辅助转矩指令值设定部41设定的辅助转矩指令值Tas，并求解式(2)的微分方程式，来运算下柱的旋转角θc。而且，手动转向操纵指令值生成部42生成所得到的下柱的旋转角θc作为手动转向操纵指令值θmdac。
图5是表示角度控制部44的结构的框图。
角度控制部44基于综合角度指令值θsint，运算综合马达转矩指令值Tmint。角度控制部44包括低通滤波器(LPF)51、反馈控制部52、前馈控制部53、干扰转矩推断部54、转矩加法部55、干扰转矩补偿部56、第一减速比除法部57、减速比乘法部58、旋转角运算部59以及第二减速比除法部60。
减速比乘法部58通过对由加法部47(参照图2)运算的马达转矩指令值Tm乘以减速机19的减速比N，将马达转矩指令值Tm换算为作用于输出轴9(蜗轮21)的输出轴转矩指令值N·Tm。
旋转角运算部59基于旋转角传感器23的输出信号，运算电动马达18的转子旋转角θm。第二减速比除法部60通过由旋转角运算部59运算的转子旋转角θm除以减速比N，将转子旋转角θm换算为输出轴9的旋转角(实际转向操纵角)θ。
低通滤波器51对综合角度指令值θsint进行低通滤波处理。低通滤波处理后的综合角度指令值θsin被给予给反馈控制部52和前馈控制部53。
反馈控制部52是为了使由干扰转矩推断部54运算的转向操纵角推断值^θ接近低通滤波处理后的综合角度指令值θsin而设置的。反馈控制部52包括角度偏差运算部52A和PD控制部52B。角度偏差运算部52A运算综合角度指令值θsin与转向操纵角推断值^θ的偏差Δθ(＝θsin－^θ)。此外，角度偏差运算部52A也可以运算综合角度指令值θsin与由第二减速比除法部60运算的实际转向操纵角θ的偏差(θsin－θ)作为角度偏差Δθ。
PD控制部52B通过对由角度偏差运算部52A运算的角度偏差Δθ进行PD运算(比例微分运算)，来运算反馈控制转矩Tfb。反馈控制转矩Tfb被给予给转矩加法部55。
前馈控制部53是为了补偿由电动动力转向***1的惯性引起的响应性的延迟，提高控制的响应性而设置的。前馈控制部53包括角加速度运算部53A和惯性乘法部53B。角加速度运算部53A通过对综合角度指令值θsin进行二阶微分，来运算目标角加速度d2θsin/dt2。
惯性乘法部53B通过对由角加速度运算部53A运算出的目标角加速度d2θsin/dt2乘以电动动力转向***1的惯性J，来运算前馈控制转矩Tff(＝J·d2θsin/dt2)。惯性J例如根据后述的电动动力转向***1的物理模型(参照图6)求出。前馈控制转矩Tff作为惯性补偿值被给予给转矩加法部55。
转矩加法部55通过对反馈控制转矩Tfb加上前馈控制转矩Tff，来运算基本转矩指令值(Tfb+Tff)。
干扰转矩推断部54是为了推断在成套设备(电动马达18的控制对象)中作为干扰而产生的非线性的转矩(干扰转矩：马达转矩以外的转矩)而设置的。干扰转矩推断部54基于输出轴转矩指令值N·Tm和实际转向操纵角θ来推断干扰转矩(干扰负荷)Tlc、转向操纵角θ以及转向操纵角微分值(角速度)dθ/dt。分别用^Tlc、^θ以及d^θ/dt表示干扰转矩Tlc、转向操纵角θ以及转向操纵角微分值(角速度)dθ/dt的推断值。对于干扰转矩推断部54的详细内容后述。
由干扰转矩推断部54运算出的干扰转矩推断值^Tlc作为干扰转矩补偿值被给予给干扰转矩补偿部56。由干扰转矩推断部54运算出的转向操纵角推断值^θ被给予给角度偏差运算部52A。
干扰转矩补偿部56通过从基本转矩指令值(Tfb+Tff)减去干扰转矩推断值^Tlc，来运算综合转向操纵转矩指令值Tsint(＝Tfb+Tff－^Tlc)。由此，得到对干扰转矩进行补偿后的综合转向操纵转矩指令值Tsint(针对输出轴9的转矩指令值)。
综合转向操纵转矩指令值Tsint被给予给第一减速比除法部57。第一减速比除法部57通过综合转向操纵转矩指令值Tsint除以减速比N，来运算综合马达转矩指令值Tmint。该综合马达转矩指令值Tmint被给予给第二权重乘法部46(参照图2)。
对干扰转矩推断部54进行详细说明。干扰转矩推断部54例如由干扰观测器构成，该干扰观测器使用图6所示的电动动力转向***1的物理模型101，来推断干扰转矩Tlc、转向操纵角θ以及角速度dθ/dt。
该物理模型101包括成套设备(马达驱动对象的一个例子)102，该成套设备包括输出轴9和固定于输出轴9的蜗轮21。对成套设备102，从方向盘2经由扭杆10给予扭杆转矩Td，并且从转向轮3侧给予路面负荷转矩Trl。
并且，对成套设备102，经由蜗杆20给予输出轴转矩指令值N·Tm，并且通过蜗轮21与蜗杆20之间的摩擦来给予摩擦转矩Tf。
若将成套设备102的惯性设为J，则物理模型101的惯性的运动方程式通过下式(3)表示。
[数学式1]
数学式1
Tlc＝Td+Trl+Tf
d2θ/dt2是成套设备102的角加速度。N是减速机19的减速比。Tlc表示被给予给成套设备102的马达转矩以外的干扰转矩。在本实施方式中，干扰转矩Tlc被表示为扭杆转矩Td、路面负荷转矩Trl以及摩擦转矩Tf的和，但实际上，干扰转矩Tlc包括这些转矩以外的转矩。
针对图6的物理模型101的状态方程式用下式(4)表示。
[数学式2]
数学式2
在上述式(4)中，x是状态变量向量，u1是已知输入向量，u2是未知输入向量，y是输出向量(测定值)。另外，在上述式(4)中，A是***矩阵，B1是第一输入矩阵，B2是第二输入矩阵，C是输出矩阵，D是直达矩阵。
将上述状态方程式扩展到包括未知输入向量u2作为状态之一的***。扩展***的状态方程式(扩展状态方程式)由下式(5)表示。
[数学式3]
数学式3
在上述式(5)中，xe是扩展***的状态变量向量，由下式(6)表示。
[数学式4]
数学式4
在上述式(5)中，Ae是扩展***的***矩阵，Be是扩展***的已知输入矩阵，Ce是扩展***的输出矩阵。
根据上述式(5)的扩展状态方程式，构筑由下式(7)的方程式表示的干扰观测器(扩展状态观测器)。
[数学式5]
数学式5
在式(7)中，^xe表示xe的推断值。另外，L是观测器增益。另外，^y表示y的推断值。^xe由下式(8)表示。
[数学式6]
数学式6
在式(8)中，^θ是θ的推断值，^Tlc是Tlc的推断值。
干扰转矩推断部54基于上述式(7)的方程式运算状态变量向量^xe。
图7是表示干扰转矩推断部54的结构的框图。
干扰转矩推断部54包括输入向量输入部71、输出矩阵乘法部72、第一加法部73、增益乘法部74、输入矩阵乘法部75、***矩阵乘法部76、第二加法部77、积分部78以及状态变量向量输出部79。
由减速比乘法部58(参照图5)运算的输出轴转矩指令值N·Tm被给予给输入向量输入部71。输入向量输入部71输出输入向量u1。
积分部78的输出为状态变量向量^xe(参照上述式(8))。在运算开始时，作为状态变量向量^xe给予初始值。状态变量向量^xe的初始值例如为0。
***矩阵乘法部76对状态变量向量^xe乘以***矩阵Ae。输出矩阵乘法部72对状态变量向量^xe乘以输出矩阵Ce。
第一加法部73从作为由第二减速比除法部60(参照图5)运算出的实际转向操纵角θ的输出向量(测定值)y减去输出矩阵乘法部72的输出(Ce·^xe)。也就是说，第一加法部73运算输出向量y与输出向量推断值^y(＝Ce·^xe)之差(y－＾y)。增益乘法部74对第一加法部73的输出(y－＾y)乘以观测器增益L(参照上述式(7))。
输入矩阵乘法部75对从输入向量输入部71输出的输入向量u1乘以输入矩阵Be。第二加法部77通过对输入矩阵乘法部75的输出(Be·u1)、***矩阵乘法部76的输出(Ae·^xe)以及增益乘法部74的输出(L(y－＾y))相加，来运算状态变量向量的微分值d^xe/dt。积分部78通过对第二加法部77的输出(d^xe/dt)进行积分，来运算状态变量向量^xe。状态变量向量输出部79基于状态变量向量^xe运算干扰转矩推断值^Tlc、转向操纵角推断值^θ以及角速度推断值d^θ/dt。
一般的干扰观测器与上述的扩展状态观测器不同，由成套设备的逆模型和低通滤波器构成。成套设备的运动方程式如上所述由式(3)表示。因此，成套设备的逆模型为下式(9)。
[数学式7]
数学式7
向一般的干扰观测器的输入为J·d2θ/dt2以及N·Tm，由于使用实际转向操纵角θ的二阶微分值，因此受到旋转角传感器23的噪声的影响较大。与此相对，在上述的实施方式的扩展状态观测器中，由于以积分型推断干扰转矩，因此能给减少由微分引起的噪声影响。
此外，作为干扰转矩推断部64，也可以使用由成套设备的逆模型和低通滤波器构成的一般的干扰观测器。
图8是表示转矩控制部48的结构的示意图。
转矩控制部48(参照图2)包括马达电流指令值运算部81、电流偏差运算部82、PI控制部83以及PWM(Pulse Width Modulation：脉冲宽度调制)控制部84。
马达电流指令值运算部81通过由加法部47(参照图2)运算出的马达转矩指令值Tm除以电动马达18的转矩常量Kt，来运算马达电流指令值Icmd。
电流偏差运算部82运算由马达电流指令值运算部81得到的马达电流指令值Icmd与由电流检测电路32检测出的马达电流I的偏差ΔI(＝Icmd－I)。
PI控制部83通过对由电流偏差运算部82运算出的电流偏差ΔI进行PI运算(比例积分运算)，来生成用于将在电动马达18中流动的马达电流I引导至马达电流指令值Icmd的驱动指令值。PWM控制部84生成与上述驱动指令值对应的占空比的PWM控制信号，并供给至驱动电路31。由此，将与驱动指令值对应的电力供给至电动马达18。
图9是表示在驾驶辅助模式时由权重设定部49进行的权重设定处理的步骤的流程图。
若驾驶模式为驾驶辅助模式，则权重设定部49进行初始设定(步骤S1)。在初始设定中，权重设定部49将表示驾驶员参与方向盘2的操作的程度的操作参与量De_norm、计数器值k以及上次计数器值kprev设定为0。另外，权重设定部49将第一权重W1设定为1，将第二权重W2设定为0。操作参与量De_norm取0以上且1以下的范围内的值。
此外，若驾驶模式为驾驶辅助模式，则通过上位ECU201设定自动转向操纵指令值θadac，并将该自动转向操纵指令值θadac给予给马达控制用ECU202。
接下来，权重设定部49判别扭杆转矩Td的绝对值|Td|是否为规定的第一阈值Tth1以上(步骤S2)。
若|Td|≥Tth1(步骤S2：是)，则权重设定部49在将当前的计数器值k保存为上次计数器值kprev后，将计数器值k自加1(+1)(步骤S3)。然后，权重设定部49移至步骤S5。
在步骤S2中，在判别为|Td|＜Tth1的情况下(步骤S2：否)，权重设定部49在将当前的计数器值k保存为上次计数器值kprev后，将计数器值k自减1(－1)(步骤S4)。而且，权重设定部49移至步骤S5。
在步骤S5中，基于下式(10)运算操作参与量De norm。
若0＜X＜1 则De_norm＝X
若X≥1 则De_norm＝1
若X≤0 则De_norm＝0
X＝k·Δt/De_base…(10)
在式(10)中，Δt是运算周期[sec]，De_base是操作参与基准时间[sec]。图9的步骤S2～步骤S8的处理按照每规定时间被反复执行。该规定时间是运算周期Δt。
在图9的步骤中，操作参与基准时间De_base是用于从第一权重W1为1并且第二权重W2为0的状态开始，操作方向盘2的状态(|Td|≥Tth1的状态)持续了该时间De_base以上时将第一权重W1设定为0并且将第二权重W2设定为1的时间，是预先设定的。操作参与基准时间De_base也是用于从第一权重W1为0并且第二权重W2为1的状态开始，未操作方向盘2的状态(|Td|＜Tth1的状态)持续了该时间De_base以上时将第一权重W1设定为1并且将第二权重W2设定为0的时间。
接下来，权重设定部49判别是否满足X≤0或X≥1这样的饱和条件(步骤S6)。若满足饱和条件(步骤S6：是)，则权重设定部49将在步骤S3或者步骤S4中作为上次计数器值kprev存储的更新前的计数值k设定为计数值k(步骤S7)。由此，在判别为满足饱和条件的情况下，计数值k返回到在步骤S3或者S4中更新之前的计数值。然后，权重设定部49移至步骤S8。
在步骤S6中，在判别为不满足饱和条件的情况下(步骤S6：否)，权重设定部49移至步骤S8。
在步骤S8中，权重设定部49基于下式(11)，运算第一权重W1和第二权重W2，将得到的第一权重W1设定于第一权重乘法部45，将得到的第二权重W2设定于第二权重乘法部46。然后，权重设定部49返回到步骤S2。
W1＝1－De_norm
W2＝De_norm…(11)
此外，在驾驶模式为通常模式的情况下，权重设定部49将第一权重W1设定为1，将第二权重W2设定为0。因此，在通常模式时，仅基于辅助转矩指令值Tas，驱动控制电动马达18。
在图9的步骤中，若驾驶员的操作参与量De_norm增大，则针对辅助转矩指令值Tas的第一权重W1减小，针对综合马达转矩指令值Tmint的第二权重W2增大。相反，若驾驶员的操作参与量De_norm减小，则针对辅助转矩指令值Tas的第一权重W1增大，针对综合马达转矩指令值Tmint的第二权重W2减小。
由此，驾驶员能够识别若没有方向盘操作，则驾驶辅助(在本实施方式中为LCA)被解除。由此，在驾驶辅助模式时，驾驶员想要维持方向盘操作。另外，能够防止在没有方向盘操作的状态下，驾驶辅助(在本实施方式中为LCA)功能被有效化，在驾驶辅助***的可靠性较低的情况下也能够更安全地行驶。
另外，如果没有方向盘操作则识别出驾驶辅助被解除的驾驶员将积极地操作方向盘2，但在一般的车辆中，若扭杆转矩增大，则由于超控(Override)而驾驶辅助被解除。在本实施方式中，在方向盘操作持续的状态下，由于基于综合马达转矩指令值Tmint驱动控制电动马达18，因此能够进行基于驾驶员的方向盘操作的转向操纵。因此，在本实施方式中，由于无需进行基于驾驶员的方向盘操作的驾驶辅助的解除，因此不进行基于方向盘操作的驾驶辅助的解除(超控)。
图10是表示在驾驶辅助模式时由权重设定部进行的权重设定处理的另一例子的步骤的流程图。
在图10中，对于与上述的图9的各步骤相同的步骤，标注与图9的步骤编号相同的步骤编号来表示。
在图10的步骤中，作为操作参与基准时间De_base，预先设定有用于使第一权重W1从1变化到0(使第二权重W2从0变化到1)的第一操作参与基准时间De_base_AD和用于使第一权重W1从0变化到1(使第二权重W2从1变化到0)的第二操作参与基准时间De_base_MD。
De_base_AD是用于从第一权重W1为1(第二权重W2为0)的状态开始，在操作方向盘2的状态(|Td|≥Tth1的状态)持续该时间De_base_AD以上时将第一权重W1设定为0(将第二权重W2设定为1)的时间，是预先设定的。另外，De_base_MD是用于从第一权重W1为0(第二权重W2为1)的状态开始，在未操作方向盘2的状态(|Td|＜Tth1的状态)持续了该时间De_base_MD以上时将第一权重W1设定为1(将第二权重W2设定为0)的时间，是预先设定的。
在图10的步骤中，De_base_AD是在操作参与量De＿norm向增加的方向变化时设定的时间，De_base_MD是在操作参与量De＿norm向减少的方向变化时设定的时间。
在步骤S2中，在判别为|Td|≥Tth1的情况下，权重设定部49设定第一操作参与基准时间De_base_AD，作为用于步骤S5的操作参与量De_norm的运算的操作参与基准时间De_base(步骤S21)。然后，权重设定部49移至步骤S3。
另一方面，在步骤S2中，在判别为|Td|＜Tth1的情况下，权重设定部49设定第二操作参与基准时间De_base_MD，作为用于步骤S5的操作参与量De_norm的运算的操作参与基准时间De_base(步骤S22)。然后，权重设定部49移至步骤S4。步骤S21、步骤S22以外的步骤与图9相同。
在重视驾驶辅助的情况下，第一操作参与基准时间De_base_AD被设定为比第二操作参与基准时间De_base_MD短的时间。在该情况下，若扭杆转矩Ttb为第一阈值Tth1以上，则使驾驶辅助迅速地有效化。即使在扭杆转矩Ttb小于第一阈值Tth1的状态下，也在某种程度上继续驾驶辅助。
在重视驾驶员的方向盘操作的情况下，第二操作参与基准时间De_base_MD被设定为比第一操作参与基准时间De_base_AD短的时间。此时，若扭杆转矩Ttb小于第一阈值Tth1，则使驾驶辅助迅速地无效化。
在图10的步骤中，得到与图9的步骤同样的效果。
图11是表示在驾驶辅助模式时由权重设定部49进行的权重设定处理的又一例子的步骤的流程图。
若驾驶模式为驾驶辅助模式，则权重设定部49进行初始设定(步骤S101)。在初始设定中，权重设定部49将表示驾驶员参与方向盘2的操作的程度的操作参与量De_norm设定为0，将计数器值k和上次计数器值kprev设定为0。另外，权重设定部49将第一权重W1设定为0，将第二权重W2设定为1。操作参与量De_norm取0以上且1以下的范围内的值。
此外，若驾驶模式为驾驶辅助模式，则通过上位ECU201设定自动转向操纵指令值θadac，该自动转向操纵指令值θadac被给予给马达控制用ECU202。
接下来，权重设定部49判别扭杆转矩Td的绝对值|Td|是否为规定的第二阈值Tth2以上(步骤S102)。
若|Td|≥Tth2(步骤S102：是)，则权重设定部49在将当前的计数器值k保存为上次计数器值kprev后，将计数器值k自加1(+1)(步骤S103)。然后，权重设定部49移至步骤S105。
在步骤S102中，在判别为|Td|＜Tth2的情况下(步骤S102：否)，权重设定部49在将当前的计数器值k保存为上次计数器值kprev后，将计数器值k自减1(－1)(步骤S104)。然后，权重设定部49移至步骤S105。
在步骤S105中，基于下式(12)运算操作参与量De_norm。
若0＜X＜1 则De_norm＝X
若X≥1 则De_norm＝1
若X≤0 则De_norm＝0
X＝k·Δt/De_base…(12)
在式(12)中，Δt是运算周期[sec]，De_base是操作参与基准时间[sec]。图11的步骤S102～步骤S108的处理按照每规定时间被反复执行。该规定时间是运算周期Δt。
在图11的步骤中，操作参与基准时间De_base是用于从第一权重W1为0并且第二权重W2为1的状态开始，在操作方向盘2的状态(|Td|≥Tth2的状态)持续该时间De_base以上时将第一权重W1设定为1并且将第二权重W2设定为0的时间，是预先设定的。操作参与基准时间De_base也是用于从第一权重W1为1并且第二权重W2为0的状态开始，未操作方向盘2的状态(|Td|＜Tth2的状态)持续了该时间De_base以上时将第一权重W1设定为0并且将第二权重W2设定为1的时间。
接下来，权重设定部49判别是否满足X≤0或X≥1这样的饱和条件(步骤S106)。若满足饱和条件(步骤S106：是)，则权重设定部49将在步骤S103或者步骤S104中作为上次计数器值kprev存储的更新前的计数值k设定为计数值k(步骤S107)。由此，在判别为满足饱和条件的情况下，计数值k返回到在步骤S103或者S104中更新之前的计数值。然后，权重设定部49移至步骤S108。
在步骤S106中，在判别为不满足饱和条件的情况下(步骤S106：否)，权重设定部49移至步骤S108。
在步骤S108中，权重设定部49基于下式(13)运算第一权重W1和第二权重W2，并将得到的第一权重W1设定于第一权重乘法部45，将得到的第二权重W2设定于第二权重乘法部46。然后，权重设定部49返回到步骤S102。
W1＝De_norm
W2＝1－De_norm…(13)
此外，在驾驶模式为通常模式的情况下，权重设定部49将第一权重W1设定为1，将第二权重W2设定为0。因此，在通常模式时，仅基于辅助转矩指令值Tas，驱动控制电动马达18。
在图11的步骤中，若驾驶员的操作参与量De_norm增大，则针对辅助转矩指令值Tas的第一权重W1增大，针对综合马达转矩指令值Tmint的第二权重W2减小。相反，若驾驶员的操作参与量De_norm减小，则针对辅助转矩指令值Tas的第一权重W1减小，针对综合马达转矩指令值Tmint的第二权重W2增大。
由此，在驾驶辅助模式时，在驾驶员进行转向操纵介入(手动驾驶)的情况下，能够使驾驶辅助实质上无效化(超控)。由此，在驾驶辅助模式时容易进行转向操纵介入。此外，在图11的步骤中，由于在驾驶辅助模式时驾驶员进行转向操纵介入时使驾驶辅助实质上无效化，因此检测驾驶员确实参与了方向盘操作是很重要的。因此，优选步骤S102中的第二阈值Tth2被设定为比图9的步骤S2中的第一阈值Tth1大的值。
另外，由于在驾驶员未介入操作的情况下，使驾驶辅助有效化，因此在驾驶辅助***的可靠性较高的情况下，即使在驾驶员未参与操作的状态下也能够安全地行驶。
图12是表示在驾驶辅助模式时由权重设定部进行的权重设定处理的又一例子的步骤的流程图。
在图12中，对与上述的图11的各步骤相同的步骤标注与图11的步骤编号相同的步骤编号来表示。
在图12的步骤中，作为操作参与基准时间De_base，预先设定有用于使第一权重W1从1变化到0(使第二权重W2从0变化到1)的第一操作参与基准时间De_base_AD和用于使第一权重W1从0变化到1(使第二权重W2从1变化到0)的第二操作参与基准时间De_base_MD。
De_base_MD是在从第一权重W1为0(第二权重W2为1)的状态开始，在操作方向盘2的状态(|Td|≥Tth2的状态)持续了该时间De_base_MD以上时将第一权重W1设定为1(将第二权重W2设定为0)的时间，是预先设定的。另外，De_base_AD是用于从第一权重W1是1(第二权重W2是0)的状态开始，在未操作方向盘2的状态(|Td|＜Tth2的状态)持续了该时间De_base_AD以上时将第一权重W1设定为0(将第二权重W2设定为1)的时间，是预先设定的。
在图12的步骤中，De_base_MD是在操作参与量De＿norm向增加的方向变化时设定的时间，De_base_AD是在操作参与量De＿norm向减少的方向变化时设定的时间。
在步骤S102中，在判别为|Td|≥Tth2的情况下，权重设定部49设定第二操作参与基准时间De_base_MD，作为在步骤S105的操作参与量De_norm的运算中使用的操作参与基准时间De_base(步骤S121)。然后，权重设定部49移至步骤S103。
另一方面，在步骤S102中，在判别为|Td|＜Tth2的情况下，权重设定部49设定第一操作参与基准时间De_base_AD，作为在步骤S105的操作参与量De_norm的运算中使用的操作参与基准时间De_base(步骤S122)。然后，权重设定部49移至步骤S104。步骤S121、步骤S122以外的步骤与图11相同。
在重视驾驶辅助的情况下，第一操作参与基准时间De_base_AD被设定为比第二操作参与基准时间De_base_MD短的时间。在该情况下，若扭杆转矩Ttb小于第二阈值Tth2，则迅速地使驾驶辅助有效化。即使在扭杆转矩Ttb为第二阈值Tth2以上的状态下，也在某种程度上继续驾驶辅助。
在重视驾驶员的方向盘操作的情况下，第二操作参与基准时间De_base_MD被设定为比第一操作参与基准时间De_base_AD短的时间。在该情况下，若扭杆转矩Ttb为第二阈值Tth2以上，则迅速地使驾驶辅助无效化。即使在扭杆转矩Ttb小于第二阈值Tth2的状态下，在某种程度上继续驾驶辅助的无效化状态。
即使在图12的步骤中，也得到与图11的步骤同样的效果。
图13是用于对马达控制用ECU202的变形例进行说明的框图。在图13中，对与上述的图2的各部对应的部分，标注与图2的各部相同的附图标记来表示。
在该马达控制用ECU202中，在自动动转向操纵指令值θadac的输入端子(省略图示)与综合角度指令值运算部43之间，设置有第三权重乘法部50。
从上位ECU201给予的自动转向操纵指令值θadac输入至第三权重乘法部50。第三权重乘法部50对自动转向操纵指令值θadac乘以第三权重W3。乘以第三权重后的自动转向操纵指令值W3·θadac被给予给综合角度指令值运算部43。综合角度指令值运算部43对乘以第三权重后的自动转向操纵指令值W3·θadac加上由手动转向操纵指令值生成部42生成的手动转向操纵指令值θmdac，来运算综合角度指令值θsint。角度控制部44基于综合角度指令值θsint，运算与综合角度指令值θsint相应的综合马达转矩指令值Tmint。
加法部47通过对加上第二权重后的综合马达转矩指令值W2·Tmint加上加上第一权重后的辅助转矩指令值W1·Tas，来运算马达转矩指令值Tm。
第一权重W1和第二权重W2由第一权重设定部49A设定。第三权重W3由第二权重设定部49B设定。在驾驶模式是驾驶辅助模式的情况下，第一权重设定部49A将第一权重W1设定为0，将第二权重W2设定为1。
对第二权重设定部49B的动作进行说明。
图14是表示在驾驶辅助模式时由第二权重设定部49B进行的权重设定处理的步骤的流程图。图14的步骤与上述的图9的步骤类似。在图14中，对于与图9的各步骤相同的步骤标注与图9的步骤编号相同的步骤编号来表示。
在图14中，与图9的步骤S1对应的步骤S1A和与图9的步骤S8对应的步骤S8A与图9不同。
在步骤S1A中，第二权重设定部49B将操作参与量De_norm、计数器值k以及上次计数器值kprev设定为0。另外，第二权重设定部49B将第三权重W3设定为0。
在步骤S8A中，第二权重设定部49B基于下式(14)，运算第三权重W3，并设定于第三权重乘法部50。
W3＝De_norm…(14)
在驾驶辅助模式时，针对辅助转矩指令值Tas的第一权重W1为0，针对综合马达转矩指令值Tmint的第二权重W2为1。若驾驶员的操作参与量De_norm增大，则针对自动转向操纵指令值θadac的第三权重W3增大。相反，若驾驶员的操作参与量De_norm减小，则针对自动转向操纵指令值θadac的第三权重W3减小。
由此，驾驶员能够识别若没有方向盘操作则驾驶辅助(在本实施方式中为LCA)被解除。由此，在驾驶辅助模式时，驾驶员想要维持方向盘操作。另外，能够防止在没有方向盘操作的状态下，驾驶辅助(在本实施方式中LCA)功能被有效化，在驾驶辅助***的可靠性较低的情况下能够更加安全地行驶。
此外，在驾驶模式为通常模式的情况下，第一权重设定部49A将第一权重W1设定为1，将第二权重W2设定为0。第二权重设定部49B将第三权重W3设定为0或者1。由此，在通常模式时，仅基于辅助转矩指令值Tas控制电动马达18。
在为通常模式的情况下，也可以第一权重设定部49A将第一权重W1设定为0，将第二权重W2设定为1，第二权重设定部49B将第三权重W3设定为0。若这样，在通常模式时，基于与由手动转向操纵指令值设定部42设定的手动转向操纵指令值θmdac相应的角度控制，控制电动马达18。
在驾驶辅助模式时，第二权重设定部49B也可以通过图15所示的步骤，设定第三权重W3。图15的步骤与上述的图10的步骤类似。在图15中，对于与图10的各步骤相同的步骤，标注与图10的步骤编号相同的步骤编号来表示。
其中，De_base_AD是用于从第三权重W3为0的状态开始，在操作方向盘2的状态(|Td|≥Tth1的状态)持续了该时间De_base_AD以上时将第三权重W3设定为1的时间，是预先设定的。另外，De_base_MD是用于从第三权重W3为1的状态开始，在未操作方向盘2的状态(|Td|＜Tth1的状态)持续了该时间De_base_MD以上时将第三权重W3设定为0的时间，是预先设定的。
即，De_base_AD是在操作参与量De＿norm向增加的方向变化时设定的时间，De_base_MD是在操作参与量De＿norm向减少的方向变化时设定的时间。
在图15中，与图10的步骤S1对应的步骤S1A和与图10的步骤S8对应的步骤S8A与图10不同。
在步骤S1A中，第二权重设定部49B将操作参与量De_norm、计数器值k以及上次计数器值kprev设定为0。另外，第二权重设定部49B将第三权重W3设定为0。
在步骤S8A中，第二权重设定部49B基于上述式(14)运算第三权重W3，并设定于第三权重乘法部50。
在图15的步骤中，也得到与图14的步骤同样的效果。
图16是表示在驾驶辅助模式时由第二权重设定部49B进行的权重设定处理的又一例子的步骤的流程图。图16的步骤与上述的图11的步骤类似。在图16中，对于与图11的各步骤相同的步骤标注与图11的步骤编号相同的步骤编号来表示。
在图16中，与图11的步骤S101对应的步骤S101A和与图11的步骤S108对应的步骤S108A与图11不同。
在步骤S101A中，第二权重设定部49B将操作参与量De_norm设定为0，将计数器值k和上次计数器值kprev设定为0。另外，第二权重设定部49B将第三权重W3设定为1。
在步骤S108A中，第二权重设定部49B基于下式(15)运算第三权重W3，并设定于第三权重乘法部50。
W3＝(1－De_norm)…(15)
在驾驶辅助模式时，针对辅助转矩指令值Tas的第一权重W1为0，针对综合马达转矩指令值Tmint的第二权重W2为1。若驾驶员的操作参与量De_norm增大，则针对自动转向操纵指令值θadac的第三权重W3减小。相反，若驾驶员的操作参与量De_norm减小，则针对自动转向操纵指令值θadac的第三权重W3增大。
由此，在驾驶辅助模式时，在驾驶员进行转向操纵介入(手动驾驶)的情况下，能够使驾驶辅助实质上无效化(超控)。由此，在驾驶辅助模式时容易地进行转向操纵介入。此外，由于在图16的步骤中，在驾驶辅助模式时在驾驶员进行转向操纵介入时使驾驶辅助实质上无效化，因此检测驾驶员确实参与方向盘操作是很重要的。因此，优选步骤S102中的第二阈值Tth2被设定为比图14的步骤S2中的第一阈值Tth1大的值。
另外，由于在驾驶员未介入操作的情况下，使驾驶辅助有效化，因此在驾驶辅助***的可靠性较高的情况下，即使在驾驶员未参与操作的状态下也能够安全地行驶。
此外，在驾驶模式为通常模式的情况下，第一权重设定部49A将第一权重W1设定为1，将第二权重W2设定为0。第二权重设定部49B将第三权重W3设定为0或者1。由此，在通常模式时，仅基于辅助转矩指令值Tas控制电动马达18。
在为通常模式的情况下，也可以第一权重设定部49A将第一权重W1设定为0，将第二权重W2设定为1，第二权重设定部49B将第三权重W3设定为0。若这样，在通常模式时，基于与由手动转向操纵指令值设定部42设定的手动转向操纵指令值θmdac相应的角度控制，控制电动马达18。
第二权重设定部49B也可以在驾驶辅助模式时，通过图17所示的步骤，设定第三权重W3。图17的步骤与上述的图12的步骤类似。在图17中，对于与图12的各步骤相同的步骤，标注与图12的步骤编号相同的步骤编号来表示。
其中，De_base_MD是用于从第三权重W3为1的状态开始，在操作方向盘2的状态(|Td|≥Tth2的状态)持续了该时间De_base_MD以上时将第三权重W3设定为0的时间，是预先设定的。另外，De_base_AD是用于从第三权重W3为0的状态开始，在未操作方向盘2的状态(|Td|＜Tth2的状态)持续了该时间De_base_AD以上时将第三权重W3设定为1的时间，是预先设定的。
在图17的步骤中，De_base_MD是在操作参与量De＿norm向增加的方向变化时设定的时间，De_base_AD是在操作参与量De＿norm向减少的方向变化时设定的时间。
在图17中，与图12的步骤S101对应的步骤S101A和与图12的步骤S108对应的步骤S108A与图12不同。
在步骤S101A中，第二权重设定部49B将操作参与量De_norm设定为0，将计数器值k以及上次计数器值kprev设定为0。另外，第二权重设定部49B将第三权重W3设定为1。
在步骤S108A中，第二权重设定部49B基于上述式(15)运算第三权重W3，并设定于第三权重乘法部50。
在图17的步骤中，也得到与图16的步骤同样的效果。
图13的第二权重设定部49B和第三权重乘法部50是本发明中的“第三加权处理部”的一个例子。图13的综合角度指令值运算部43、角度控制部44以及加法部47是本发明中的“马达转矩指令值运算部”的一个例子。图13的第二权重设定部49B、第三权重乘法部50、综合角度指令值运算部43、角度控制部44以及加法部47是本发明中的“切换部”的一个例子。
图18是用于对马达控制用ECU202的其他变形例进行说明的框图。在图18中，对与上述的图13的各部对应的部分，标注与图13的各部相同的附图标记来表示。
在该马达控制用ECU202中，不设置图13的马达控制用ECU202中的第一权重乘法部45、第二权重乘法部45、加法部47以及第一权重乘法49A。另外，代替图13的第二权重设定部49B设置有权重设定部49C。在该变形例中，作为角度控制部44的输出的综合马达转矩指令值Tmint为马达转矩指令值Tm。
权重设定部49C设定第三权重W3。驾驶辅助模式时的权重设定部49C的动作由于与图13的第二权重设定部49B的动作相同，因此省略其说明。在通常模式时，权重设定部49C将第三权重W3设定为0。
图18的第二权重设定部49C和第三权重乘法部50是本发明中的“第三加权处理部”的一个例子。图18的综合角度指令值运算部43和角度控制部44是本发明中的“马达转矩指令值运算部”的一个例子。图18的权重设定部49C、第三权重乘法部50以及综合角度指令值运算部43是本发明中的“切换部”的一个例子。
以上，对本发明的实施方式以及变形例进行了说明，但本发明也能够进一步以其他方式来实施。例如，在上述的实施方式中，在图9、图10、图14以及图15的步骤S2中，判别扭杆转矩Ttb的绝对值|Ttb|是否为第一阈值Tth1以上，但也可以判别作用于方向盘2的驾驶员转矩的推断值是否为第一阈值Tth1以上。作为驾驶员转矩推断值，例如，能够使用通过在日本特开2017－114324号所记载的“驾驶员转矩推断部”推断的驾驶员转矩推断值。该場合下，驾驶员转矩推断值是本发明中的“根据转向操纵转矩切换的切换部”中的“转向操纵转矩”的一个例子。
同样地，在上述的实施方式中，在图11、图12、图16以及图17的步骤S102中，判别扭杆转矩Ttb的绝对值|Ttb|是否为第二阈值Tth2以上，但也可以判别作用于方向盘2的驾驶员转矩的推断值是否为第二阈值Tth2以上。
另外，在上述的图2和图13中，对辅助转矩指令值Tas乘以第一权重W1，将乘以第一权重后的辅助转矩指令值W1·Tas给予给加法部47。但是，也可以代替于此，对手动转向操纵指令值θmdac乘以第一权重W1，将乘以第一权重后的手动转向操纵指令值给予给加法部43。
另外，在上述的实施方式中，角度控制部44(参照图5)具备前馈控制部53，但也可以省略前馈控制部53。在该情况下，由反馈控制部52运算的反馈控制转矩Tfb为基本目标转矩。
另外，在上述的实施方式中，示出了将本发明应用于管柱型EPS的情况的例子，但本发明也能够应用于管柱型以外的EPS。另外，本发明也能够应用于线控转向***。
对本发明的实施方式进行了详细说明，但这些内容只是为了使本发明的技术内容变得清楚而使用的具体例，本发明不应限定地解释为这些具体例，本发明的范围仅由附加的权利要求书来限定。
本申请对应于在2021年10月13日向作为受理厅的日本专利厅提交的国际专利申请(PCT/JP2021/037906)，该申请的所有公开通过引用编入至本申请。
附图标记说明：1…电动动力转向装置，3…转向轮，4…转向机构，18…电动马达，41…辅助转矩指令值设定部，42…手动转向操纵指令值生成部，43…综合角度指令值运算部，44…角度控制部，45…第一权重乘法部，46…第二权重乘法部，47…加法部，48…转矩控制部，49、49A、49B…权重设定部，50…第三权重乘法部。

Claims (6)

1.一种马达控制装置，是用于对转向角控制用的电动马达进行驱动控制的马达控制装置，其中，包括：
辅助转矩指令值生成部，使用转向操纵转矩生成辅助转矩指令值；
手动转向操纵指令值生成部，使用所述转向操纵转矩和所述辅助转矩指令值生成手动转向操纵指令值；
综合角度指令值运算部，对驾驶辅助用的自动转向操纵指令值加上所述手动转向操纵指令值，来运算综合角度指令值；以及
切换部，在驾驶辅助模式时，根据所述转向操纵转矩切换第一控制模式和第二控制模式，其中，在所述第一控制模式下，基于所述辅助转矩指令值或者所述手动转向操纵指令值控制所述电动马达，在所述第二控制模式下，基于所述综合角度指令值控制所述电动马达。
2.根据权利要求1所述的马达控制装置，其中，
所述转向操纵转矩越增加，所述第二控制模式的比例越增加。
3.根据权利要求1所述的马达控制装置，其中，
所述转向操纵转矩越增加，所述第二控制模式的比例越减少。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的马达控制装置，其中，
所述切换部被构成为基于转向操纵参与量切换所述第一控制模式和所述第二控制模式，其中，若所述转向操纵转矩为规定的阈值以上则所述转向操纵参与量增加，若所述转向操纵转矩小于规定的阈值则所述转向操纵参与量减少。
5.根据权利要求1所述的马达控制装置，其中，
所述切换部包括：
第一加权部，基于所述转向操纵转矩，对所述辅助转矩指令值进行第一加权处理；
第二加权部，基于所述转向操纵转矩，对所述综合角度指令值进行第二加权处理；以及
马达转矩指令值运算部，基于所述第一加权处理后的辅助转矩指令值和所述第二加权处理后的综合角度指令值，运算马达转矩指令值。
6.根据权利要求1所述的马达控制装置，其中，
所述切换部包括：
第三加权部，基于所述转向操纵转矩，对所述自动转向操纵指令值进行第三加权处理；以及
马达转矩指令值运算部，基于所述手动转向操纵指令值和所述第三加权处理后的自动转向操纵指令值，运算马达转矩指令值。
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