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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023061566
(43)【公開日】2023-05-02
(54)【発明の名称】信号推定装置及び転舵装置
(51)【国際特許分類】
B62D 6/00 20060101AFI20230425BHJP
B62D 5/04 20060101ALI20230425BHJP
H02P 29/00 20160101ALI20230425BHJP
B62D 113/00 20060101ALN20230425BHJP
B62D 119/00 20060101ALN20230425BHJP
【ＦＩ】
B62D6/00
B62D5/04
H02P29/00
B62D113:00
B62D119:00
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021171546
(22)【出願日】2021-10-20
(71)【出願人】
【識別番号】000004204
【氏名又は名称】日本精工株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100075579
【弁理士】
【氏名又は名称】内藤 嘉昭
(74)【代理人】
【識別番号】100116012
【弁理士】
【氏名又は名称】宮坂 徹
(74)【代理人】
【識別番号】100175259
【弁理士】
【氏名又は名称】尾林 章
(72)【発明者】
【氏名】本橋 祐也
(72)【発明者】
【氏名】皆木 亮
【テーマコード（参考）】
3D232
3D333
5H501
【Ｆターム（参考）】
3D232CC22
3D232CC35
3D232CC48
3D232DA03
3D232DA04
3D232DA15
3D232DA63
3D232DA64
3D232DC12
3D232DD02
3D232DE05
3D232EB04
3D232EB12
3D232EC23
3D232EC29
3D232EC37
3D333CB02
3D333CB31
3D333CB46
3D333CD60
3D333CE03
3D333CE19
3D333CE29
3D333CE34
3D333CE40
5H501AA20
5H501BB08
5H501DD01
5H501JJ03
5H501JJ04
5H501JJ17
5H501JJ25
5H501KK06
5H501LL36
(57)【要約】
【課題】離散時刻で受信した信号を用いて制御を行うシステムにおいて、信号を受信できない時刻が発生することにより制御が不安定になるのを抑制する。
【解決手段】信号推定装置は、対象の変量の値に関する変量信号を離散時刻で受信する受信部４０と、受信部４０が現在時刻の変量信号を受信できない場合に、過去に受信した変量信号に基づいて現在時刻の変量信号を推定する変量信号推定部４１と、を備える。変量信号推定部４１は、過去の離散時刻において受信された変量信号又は過去の離散時刻において過去に変量信号推定部４１によって推定された変量信号である過去信号の各々に対して、過去の離散時刻までの変量信号の受信状況に応じた重み係数を設定する重み係数設定部５０と、過去信号を重み係数で重み付けする重み付き近似によって現在時刻の変量信号を算出する重み付き近似部（５１、５２）と、を備える。
【選択図】図３
【解決手段】信号推定装置は、対象の変量の値に関する変量信号を離散時刻で受信する受信部４０と、受信部４０が現在時刻の変量信号を受信できない場合に、過去に受信した変量信号に基づいて現在時刻の変量信号を推定する変量信号推定部４１と、を備える。変量信号推定部４１は、過去の離散時刻において受信された変量信号又は過去の離散時刻において過去に変量信号推定部４１によって推定された変量信号である過去信号の各々に対して、過去の離散時刻までの変量信号の受信状況に応じた重み係数を設定する重み係数設定部５０と、過去信号を重み係数で重み付けする重み付き近似によって現在時刻の変量信号を算出する重み付き近似部（５１、５２）と、を備える。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
対象の変量の値に関する変量信号を離散時刻で受信する受信部と、
前記受信部が現在時刻の前記変量信号を受信できない場合に、過去に受信した前記変量信号に基づいて現在時刻の前記変量信号を推定する変量信号推定部と、
を備え、
前記変量信号推定部は、
過去の離散時刻において受信された前記変量信号又は前記過去の離散時刻において前記変量信号推定部によって推定された前記変量信号である過去信号の各々に対して、前記過去の離散時刻までの前記変量信号の受信状況に応じた重み係数を設定する前記重み係数設定部と、
前記過去信号を前記重み係数で重み付けする重み付き近似によって現在時刻の前記変量信号を算出する重み付き近似部と、
を備えることを特徴とする信号推定装置。
前記受信部が現在時刻の前記変量信号を受信できない場合に、過去に受信した前記変量信号に基づいて現在時刻の前記変量信号を推定する変量信号推定部と、
を備え、
前記変量信号推定部は、
過去の離散時刻において受信された前記変量信号又は前記過去の離散時刻において前記変量信号推定部によって推定された前記変量信号である過去信号の各々に対して、前記過去の離散時刻までの前記変量信号の受信状況に応じた重み係数を設定する前記重み係数設定部と、
前記過去信号を前記重み係数で重み付けする重み付き近似によって現在時刻の前記変量信号を算出する重み付き近似部と、
を備えることを特徴とする信号推定装置。
【請求項2】
前記重み係数設定部は、現在時刻と前記過去の離散時刻との間の間隔が長いほど、前記過去信号に対してより小さな重み係数を設定することを特徴とする請求項１に記載の信号推定装置。
【請求項3】
前記重み係数設定部は、
前記過去信号の信頼性に応じて前記過去信号毎に設定された第１係数と、現在時刻と前記過去の離散時刻との間の間隔が長いほど小さくなる第２係数とを乗算して得られる積に応じて、前記過去信号に対する重み係数を設定する、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の信号推定装置。
前記過去信号の信頼性に応じて前記過去信号毎に設定された第１係数と、現在時刻と前記過去の離散時刻との間の間隔が長いほど小さくなる第２係数とを乗算して得られる積に応じて、前記過去信号に対する重み係数を設定する、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の信号推定装置。
【請求項4】
前記重み係数設定部は、現在時刻と前記過去の離散時刻との間の間隔に対する前記第２係数を定めた第１の係数マップに基づいて、前記第２係数を設定することを特徴とする請求項３に記載の信号推定装置。
【請求項5】
前記重み係数設定部は、現在時刻よりも所定時間前の時刻から現在時刻までの前記変量信号の受信状況に応じた第３係数に基づいて、前記変量信号推定部によって推定された現在時刻の前記変量信号の前記第１係数を設定することを特徴とする請求項３又は４に記載の信号推定装置。
【請求項6】
前記重み係数設定部は、前記受信部が前記変量信号を最後に受信できた時刻と現在時刻との間の間隔に対する前記第３係数を定めた第２の係数マップに基づいて、前記第３係数を設定することを特徴とする請求項５に記載の信号推定装置。
【請求項7】
前記重み係数設定部は、現在時刻よりも所定時間前の時刻から現在時刻までの前記過去信号に対する前記重み係数の合計と前記第３係数との和に応じて、現在時刻の前記変量信号の前記第１係数を設定することを特徴とする請求項５又は６に記載の信号推定装置。
【請求項8】
ステアリングホイールの操舵角に応じて操向輪の転舵角の目標値である目標転舵角を設定する転舵角設定部と、
前記転舵角設定部が設定した前記目標転舵角を、前記変量信号として受信する請求項１～７のいずれか一項に記載の信号推定装置と、
前記信号推定装置により受信又は推定された前記目標転舵角に基づいて、前記操向輪の転舵角を制御する転舵角制御部と、
を備えることを特徴とする転舵装置。
前記転舵角設定部が設定した前記目標転舵角を、前記変量信号として受信する請求項１～７のいずれか一項に記載の信号推定装置と、
前記信号推定装置により受信又は推定された前記目標転舵角に基づいて、前記操向輪の転舵角を制御する転舵角制御部と、
を備えることを特徴とする転舵装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、信号推定装置及び転舵装置に関する。
【背景技術】
【0002】
離散時刻で受信した信号を用いて制御を行うシステムでは、信号の送受信タイミングの同期性が保証されないことや、トラフィック状態及びノイズ等によって信号の遅延又は途絶が発生することがある。信号の遅延又は途絶が発生すると、受信した信号を用いる制御が不安定化する虞がある。
下記特許文献１には、操舵ＥＣＵ（Electronic Control Unit）とＡＤＡＳ（Advanced Driver Assistance Systems：先進運転支援システム）ＥＣＵとの間の通信回線を冗長化して、一方の通信回線が途絶した場合に、他方の通信回線で伝送される信号を使用する技術が記載されている。
下記特許文献１には、操舵ＥＣＵ（Electronic Control Unit）とＡＤＡＳ（Advanced Driver Assistance Systems：先進運転支援システム）ＥＣＵとの間の通信回線を冗長化して、一方の通信回線が途絶した場合に、他方の通信回線で伝送される信号を使用する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１８－１０３８９９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、通信回線を冗長化すると、コストやＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサの処理の負荷が増加するという問題がある。
本発明は、上記課題に着目してなされたものであり、離散時刻で受信した信号を用いて制御を行うシステムにおいて、信号を受信できない時刻が発生することにより制御が不安定になるのを抑制することを目的とする。
本発明は、上記課題に着目してなされたものであり、離散時刻で受信した信号を用いて制御を行うシステムにおいて、信号を受信できない時刻が発生することにより制御が不安定になるのを抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
上記目的を達成するために、本発明の一態様による信号推定装置は、対象の変量の値に関する変量信号を離散時刻で受信する受信部と、受信部が現在時刻の変量信号を受信できない場合に、過去に受信した変量信号に基づいて現在時刻の変量信号を推定する変量信号推定部と、を備える。変量信号推定部は、過去の離散時刻において受信された変量信号又は過去の離散時刻において変量信号推定部によって推定された変量信号である過去信号の各々に対して、過去の離散時刻までの変量信号の受信状況に応じた重み係数を設定する重み係数設定部と、過去信号を重み係数で重み付けする重み付き近似によって現在時刻の変量信号を算出する重み付き近似部と、を備える。
【発明の効果】
【0006】
本発明によれば、離散時刻で受信した信号を用いて制御を行うシステムにおいて、信号を受信できない時刻が発生することにより制御が不安定になるのを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図1】実施形態のステアバイワイヤ装置の一例の概要を示す構成図である。
【図2】転舵制御部の機能構成の一例のブロック図である。
【図3】目標角度推定部の機能構成の一例のブロック図である。
【図4】受信データの受信状況の第１例の模式図である。
【図5】重み係数と信頼性係数の第１例を示す表である。
【図6】現在データ重み係数マップの一例を示す表である。
【図7】（ａ）は受信できた過去データに対する過去データ重み係数マップの一例を示す表であり、（ｂ）は目標角度推定部が推定した過去データに対する過去データ重み係数マップの一例を示す表である。
【図8】受信できたデータに対する重み係数を示す表である。
【図9】受信データの受信状況の第２例の模式図である。
【図10】重み係数と信頼性係数の第２例を示す表である。
【図11】受信データの受信状況の第３例の模式図である。
【図12】重み係数と信頼性係数の第３例を示す表である。
【図13】受信データの受信状況の第４例の模式図である。
【図14】重み係数と信頼性係数の第４例を示す表である。
【図15】実施形態の信号推定方法の一例のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0008】
本発明の実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下に示す本発明の実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の構成、配置等を下記のものに特定するものではない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。
なお、以下の説明では、本発明の信号推定装置を、車両の操向輪の転舵角を制御する転舵装置に適用する場合の例について説明するが、本発明の信号推定装置は転舵装置への適用に限定されるものではなく、対象の変量の値に関する変量信号を離散時刻で受信する装置に広く適用できる。
なお、以下の説明では、本発明の信号推定装置を、車両の操向輪の転舵角を制御する転舵装置に適用する場合の例について説明するが、本発明の信号推定装置は転舵装置への適用に限定されるものではなく、対象の変量の値に関する変量信号を離散時刻で受信する装置に広く適用できる。
【0009】
（構成）
図１は、第１実施形態のステアバイワイヤ（ＳＢＷ：Steer By Wire）装置１の一例の概要を示す構成図である。ステアバイワイヤ装置１は、ステアリングホイール１０を含む操舵装置における操作を、電気信号によって操向輪ＷＬ及びＷＲを転舵させる転舵装置に伝えるシステムである。
ステアバイワイヤ装置１は、操舵装置２と、転舵装置３と、タイロッド４ａ及び４ｂと、ハブユニット５ａ及び５ｂと、反力制御部３０と、転舵制御部３１を備える。
図１は、第１実施形態のステアバイワイヤ（ＳＢＷ：Steer By Wire）装置１の一例の概要を示す構成図である。ステアバイワイヤ装置１は、ステアリングホイール１０を含む操舵装置における操作を、電気信号によって操向輪ＷＬ及びＷＲを転舵させる転舵装置に伝えるシステムである。
ステアバイワイヤ装置１は、操舵装置２と、転舵装置３と、タイロッド４ａ及び４ｂと、ハブユニット５ａ及び５ｂと、反力制御部３０と、転舵制御部３１を備える。
【0010】
操舵装置２は、ステアリングホイール１０と、操舵軸（ステアリングシャフト、ハンドル軸、コラム軸）１１とを備え、ステアリングホイール１０に連結した操舵軸１１には、操舵角センサ１２と、トルクセンサ１３と、減速ギア１４が設けられている。
操舵角センサ１２は、操舵軸１１の操舵角θｓｈを検出し、検出した操舵角θｓｈの情報を反力制御部３０に出力する。
操舵角センサ１２は、操舵軸１１の操舵角θｓｈを検出し、検出した操舵角θｓｈの情報を反力制御部３０に出力する。
【0011】
トルクセンサ１３は、操舵軸１１の操舵トルクＴｈを検出し、検出した操舵トルクＴｈの情報を反力制御部３０に出力する。
さらに操舵装置２は、減速ギア１４を介して操舵軸１１に連結された反力モータ１５と反力モータ電流センサ１６と反力モータ角度センサ１７を備える。反力モータ１５は、反力制御部３０から出力される駆動電流Ｉｓｒによって駆動されて回転駆動力を発生し、操舵反力として操舵軸１１に付与する。反力モータ電流センサ１６は、反力モータ１５に流れる反力モータ電流を検出し、その検出値Ｉｓｍの情報を反力制御部３０に出力する。また、反力モータ角度センサ１７は、反力モータの角度情報を検出し、その検出値θｓｍの情報を反力制御部３０に出力する。
さらに操舵装置２は、減速ギア１４を介して操舵軸１１に連結された反力モータ１５と反力モータ電流センサ１６と反力モータ角度センサ１７を備える。反力モータ１５は、反力制御部３０から出力される駆動電流Ｉｓｒによって駆動されて回転駆動力を発生し、操舵反力として操舵軸１１に付与する。反力モータ電流センサ１６は、反力モータ１５に流れる反力モータ電流を検出し、その検出値Ｉｓｍの情報を反力制御部３０に出力する。また、反力モータ角度センサ１７は、反力モータの角度情報を検出し、その検出値θｓｍの情報を反力制御部３０に出力する。
【0012】
反力制御部３０は、マイクロコントールユニット（ＭＣＵ：Micro Control Unit）などのプロセッサや、記憶装置等の周辺部品を含む電子制御ユニット（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）である。以下に説明する反力制御部３０の機能は、記憶装置に格納されたプログラムをＭＣＵが実行することによって実現される。ＭＣＵに代えて、マイクロプロセッサユニット（ＭＰＵ：Micro Processor Unit）やＣＰＵ（Central Processing Unit）等の他の種類のプロセッサを備えてもよい。
反力制御部３０は、少なくとも操舵角θｓｈに基づいて、操舵軸１１に付与する模擬的な操舵反力を演算する。反力制御部３０は、演算した操舵反力を生じさせる駆動電流Ｉｓｒを反力モータ１５に供給する。
反力制御部３０は、少なくとも操舵角θｓｈに基づいて、操舵軸１１に付与する模擬的な操舵反力を演算する。反力制御部３０は、演算した操舵反力を生じさせる駆動電流Ｉｓｒを反力モータ１５に供給する。
【0013】
転舵装置３は、操舵装置２の操舵軸１１から機械的に切り離されたピニオンシャフト２０と、ラックアンドピニオン機構２１を備えている。さらに転舵装置３は、減速ギア２３を介してピニオンシャフト２０に連結された転舵モータ２４と転舵モータ電流センサ２５と転舵モータ角度センサ２６を備える。転舵モータ２４は、転舵制御部３１から出力される駆動電流Ｉｔｒによって駆動されて回転駆動力を発生する。転舵モータ電流センサ２５は、転舵モータ２４に流れる転舵モータ電流を検出し、その検出値Ｉｔｍの情報を転舵制御部３１に出力する。また、転舵モータ角度センサ２６は、転舵モータの角度情報を検出し、その検出値θtｍの情報を転舵制御部３１に出力する。
【0014】
ラックアンドピニオン機構２１は、ピニオンシャフト２０に連結されたピニオン２１ａと、このピニオン２１ａに噛合するラック２１ｂとを有し、ラック２１ｂは、タイロッド４ａ、４ｂとハブユニット５ａ、５ｂとを介して操向輪ＷＬ及びＷＲに連結されている。転舵モータ２４からピニオン２１ａに伝達される回転運動は、ラック２１ｂで車幅方向の直進運動に変換されて、操向輪ＷＬ及びＷＲを転舵させる。
ピニオンシャフト２０には、さらに転舵角センサ２２が設けられている。舵角センサ２２は、ピニオンシャフト２０の回転角度を、操向輪ＷＬ及びＷＲの転舵角θｔｐとして検出し、検出した転舵角θｔｐの情報を転舵制御部３１に出力する。
ピニオンシャフト２０には、さらに転舵角センサ２２が設けられている。舵角センサ２２は、ピニオンシャフト２０の回転角度を、操向輪ＷＬ及びＷＲの転舵角θｔｐとして検出し、検出した転舵角θｔｐの情報を転舵制御部３１に出力する。
【0015】
転舵制御部３１は、操向輪ＷＬ及びＷＲの転舵角を制御する電子制御ユニットである。例えば、転舵制御部３１は、マイクロコントールユニットなどのプロセッサや、記憶装置等の周辺部品を含む。以下に説明する転舵制御部３１の機能は、記憶装置に格納されたプログラムをＭＣＵが実行することによって実現される。ＭＣＵに代えて、ＭＰＵやＣＰＵ等の他の種類のプロセッサを備えてもよい。
反力制御部３０及び転舵制御部３１は、車両ＣＡＮ（Controller Area Network）３２に接続されており、車両の各種情報を車両ＣＡＮ３２から受信する。また、反力制御部３０及び転舵制御部３１には、車両ＣＡＮ３２以外の通信、アナログ／ディジタル信号、電波等を授受する非ＣＡＮ３３も接続可能である。
反力制御部３０及び転舵制御部３１は、車両ＣＡＮ（Controller Area Network）３２に接続されており、車両の各種情報を車両ＣＡＮ３２から受信する。また、反力制御部３０及び転舵制御部３１には、車両ＣＡＮ３２以外の通信、アナログ／ディジタル信号、電波等を授受する非ＣＡＮ３３も接続可能である。
【0016】
さらに、反力制御部３０と転舵制御部３１とは、専用ＣＡＮ（Private Controller Area Network）３４によって接続されている。専用ＣＡＮ３４は、反力制御部３０と転舵制御部３１との間の専用のネットワークであり、車両ＣＡＮ３２の通信速度よりも高い通信速度を有するネットワークを利用できる。たとえば、車両ＣＡＮ３２として、数百ｋｂｐｓの通信速度を有するネットワークを利用し、専用ＣＡＮ３４として数Ｍｂｐｓの通信速度を有するネットワークを利用してもよい。
【0017】
操向輪ＷＬ及びＷＲの転舵角θｔｐの目標値である目標ピニオン角度θｔｒは、反力制御部３０が演算する。反力制御部３０は、少なくとも操舵角θｓｈに基づいて、目標ピニオン角度θｔｒを演算する。反力制御部３０は、車速に応じて操舵角θｓｈと目標ピニオン角度θｔｒの比率を可変にしてもよい。
【0018】
反力制御部３０は、演算した目標ピニオン角度θｔｒを専用ＣＡＮ３４経由で転舵制御部３１に送信する。
転舵制御部３１は、専用ＣＡＮ３４経由で反力制御部３０から送信された目標ピニオン角度θｔｒを受信する。転舵制御部３１は、転舵角センサ２２が検出した転舵角θｔｐが目標ピニオン角度θｔｒとなるように転舵モータ２４の駆動電流Ｉｔｒを制御する。
転舵制御部３１は、専用ＣＡＮ３４経由で反力制御部３０から送信された目標ピニオン角度θｔｒを受信する。転舵制御部３１は、転舵角センサ２２が検出した転舵角θｔｐが目標ピニオン角度θｔｒとなるように転舵モータ２４の駆動電流Ｉｔｒを制御する。
【0019】
図２は、転舵制御部３１の機能構成の一例のブロック図である。転舵制御部３１は、受信部４０と、目標角度推定部４１と、リミッタ４２及び４７と、ノイズ除去部４３と、位置制御部４４と、摩擦補償部４５と、加算器４６と、電流制御部４８とを備える。
受信部４０は、専用ＣＡＮ３４経由で反力制御部３０から送信された目標ピニオン角度θｔｒを受信する。以下の説明において、受信部４０が受信した目標ピニオン角度θｔｒのデータを「受信データθｒ」と表記する。
反力制御部３０から送信された目標ピニオン角度θｔｒは、特許請求の範囲に記載の「対象の変量」の一例である。なお、特許請求の範囲に記載の「対象の変量」は、離散時刻で送受信される信号が表す変量であればよく、「対象の変量」の値に関する変量信号は、転舵制御部３１から反力制御部３０へ送信される信号であってもよい。例えば、「対象の変量」は転舵角θｔｐや路面反力であってもよく、転舵角θｔｐや路面反力に関する変量信号を、転舵制御部３１から反力制御部３０へ送信してもよい。
また、目標角度推定部４１は、特許請求の範囲に記載の「変量信号推定部」の一例である。
受信部４０は、専用ＣＡＮ３４経由で反力制御部３０から送信された目標ピニオン角度θｔｒを受信する。以下の説明において、受信部４０が受信した目標ピニオン角度θｔｒのデータを「受信データθｒ」と表記する。
反力制御部３０から送信された目標ピニオン角度θｔｒは、特許請求の範囲に記載の「対象の変量」の一例である。なお、特許請求の範囲に記載の「対象の変量」は、離散時刻で送受信される信号が表す変量であればよく、「対象の変量」の値に関する変量信号は、転舵制御部３１から反力制御部３０へ送信される信号であってもよい。例えば、「対象の変量」は転舵角θｔｐや路面反力であってもよく、転舵角θｔｐや路面反力に関する変量信号を、転舵制御部３１から反力制御部３０へ送信してもよい。
また、目標角度推定部４１は、特許請求の範囲に記載の「変量信号推定部」の一例である。
【0020】
反力制御部３０から送信される信号は、反力制御部３０と転舵制御部３１との間の送受信タイミングの同期性が保証されないことや、トラフィック状態、ノイズ等の原因によって遅延又は途絶することがある。
このため、受信部４０は、所定の離散的な受信タイミングで受信データθｒを受信できたか否かを示す受信状況信号Ｓｓを生成する。受信部４０は、受信データθｒと、受信状況信号Ｓｓと、受信データθｒの受信時刻を示す受信時刻情報ｔｒを、目標角度推定部４１に出力する。
このため、受信部４０は、所定の離散的な受信タイミングで受信データθｒを受信できたか否かを示す受信状況信号Ｓｓを生成する。受信部４０は、受信データθｒと、受信状況信号Ｓｓと、受信データθｒの受信時刻を示す受信時刻情報ｔｒを、目標角度推定部４１に出力する。
【0021】
目標角度推定部４１は、受信状況信号Ｓｓに基づいて受信データθｒを受信できたか否かを判定する。受信データθｒを受信できた場合には、受信部４０から入力された受信データθｒをそのまま目標ピニオン角度θｔｒとして出力する。
受信データθｒを受信できない場合には、過去の受信タイミングに受信した受信データθｒに基づいて、今回の受信タイミングにおいて受信するはずであった受信データθｒを推定し、推定した受信データθｒを目標ピニオン角度θｔｒとして出力する。
目標角度推定部４１の詳細については後述する。
受信データθｒを受信できない場合には、過去の受信タイミングに受信した受信データθｒに基づいて、今回の受信タイミングにおいて受信するはずであった受信データθｒを推定し、推定した受信データθｒを目標ピニオン角度θｔｒとして出力する。
目標角度推定部４１の詳細については後述する。
【0022】
リミッタ４２は、目標ピニオン角度θｔｒの上限値及び下限値を制限して位置制御部４４に出力する。
ノイズ除去部４３は、転舵角センサ２２が検出した転舵角θｔｐのノイズを除去して位置制御部４４に出力する。
位置制御部４４は、ノイズを除去された後の転舵角θｔｐとリミッタ４２によって制限された後の目標ピニオン角度θｔｒとの間の位置偏差が小さくなるように転舵モータ２４に対するモータトルク指令値Ｔｒを算出する。
ノイズ除去部４３は、転舵角センサ２２が検出した転舵角θｔｐのノイズを除去して位置制御部４４に出力する。
位置制御部４４は、ノイズを除去された後の転舵角θｔｐとリミッタ４２によって制限された後の目標ピニオン角度θｔｒとの間の位置偏差が小さくなるように転舵モータ２４に対するモータトルク指令値Ｔｒを算出する。
【0023】
また位置制御部４４は、ノイズを除去された後の転舵角θｔｐとリミッタ４２によって制限された後の目標ピニオン角度θｔｒとの間の位置偏差に基づいて、目標ピニオン角速度ωｒを算出する。例えば位置制御部４４は、位置偏差に位置ループゲインを乗算して目標ピニオン角速度ωｒを算出してよい。摩擦補償部４５は、転舵速度に応じた摩擦による抵抗力を補償する摩擦補償成分を、目標ピニオン角速度ωｒに基づいて算出する。加算器４６は、モータトルク指令値Ｔｒに摩擦補償成分を加算してリミッタ４７に出力する。
【0024】
リミッタ４７は、摩擦補償成分が加算されたモータトルク指令値Ｔｒの上限値及び下限値を制限して電流制御部４８に出力する。
電流制御部４８は、リミッタ４７から出力されたモータトルク指令値Ｔｒに基づいて転舵モータ電流の目標値である目標転舵モータ電流を設定し、転舵モータ電流センサ２５が検出した転舵モータ電流Ｉｔｍと目標転舵モータ電流との間の電流偏差ΔＩを算出する。電流制御部４８は、電流偏差ΔＩを０とするような電圧制御指令値を、例えば比例積分（ＰＩ:Proportional-Integral）制御や、比例積分微分（ＰＩＤ:Proportional-Integral-Differential）に基づいて演算し、演算した電圧制御指令値に基づくＰＷＭ（Pulse Width Modulation：パルス幅変調）制御によって駆動電流Ｉｔｒを生成する。
電流制御部４８は、リミッタ４７から出力されたモータトルク指令値Ｔｒに基づいて転舵モータ電流の目標値である目標転舵モータ電流を設定し、転舵モータ電流センサ２５が検出した転舵モータ電流Ｉｔｍと目標転舵モータ電流との間の電流偏差ΔＩを算出する。電流制御部４８は、電流偏差ΔＩを０とするような電圧制御指令値を、例えば比例積分（ＰＩ:Proportional-Integral）制御や、比例積分微分（ＰＩＤ:Proportional-Integral-Differential）に基づいて演算し、演算した電圧制御指令値に基づくＰＷＭ（Pulse Width Modulation：パルス幅変調）制御によって駆動電流Ｉｔｒを生成する。
【0025】
次に、目標角度推定部４１を説明する。上記のとおり目標角度推定部４１は、所定の離散的な受信タイミングで受信データθｒを受信できた場合には、受信部４０から入力された受信データθｒをそのまま目標ピニオン角度θｔｒとして出力する。また、所定の受信タイミングで受信データθｒを受信できない場合には、受信タイミングにおいて受信するはずであった受信データθｒを推定し、推定した受信データθｒを目標ピニオン角度θｔｒとして出力する。
【0026】
より具体的には、目標角度推定部４１は、過去の受信タイミングに受信した受信データθｒ、又は受信データθｒを受信できなかった場合に目標角度推定部４１が推定した受信データθｒと、を重み係数で重み付けする重み付き近似によって、今回の受信タイミングで受信するはずであった受信データθｒを推定する。
【0027】
以下の説明において、今回の受信タイミングで受信した受信データθｒと、今回の受信タイミングで受信データθｒを受信できなかった場合に目標角度推定部４１によって推定された受信データθｒと、を総称して「現在データ」と表記することがある。
また、過去の受信タイミングに受信した受信データθｒと、受信データθｒを受信できなかった過去の受信タイミングにおいて目標角度推定部４１が推定した受信データθｒと、を総称して「過去データ」と表記することがある。過去データは、特許請求の範囲に記載の「過去信号」の一例である。
また、過去の受信タイミングに受信した受信データθｒと、受信データθｒを受信できなかった過去の受信タイミングにおいて目標角度推定部４１が推定した受信データθｒと、を総称して「過去データ」と表記することがある。過去データは、特許請求の範囲に記載の「過去信号」の一例である。
【0028】
以下の説明では、目標角度推定部４１は、重み付き近似の例として重み付き最小二乗法によって受信データθｒを推定する例について説明する。しかしながら、本発明は、重み付き最小二乗法に限定されるものではなく、様々な種類の重み付き近似において重み係数を設定する場合に広く適用できる。
【0029】
図３は、目標角度推定部４１の機能構成の一例のブロック図である。目標角度推定部４１は、行列算出部５０と、方程式演算部５１と、推定値算出部５２を備える。行列算出部５０は、特許請求の範囲に記載の「重み係数設定部」の一例である。方程式演算部５１と推定値算出部５２は特許請求の範囲に記載の「重み付き近似部」の一例である。
行列算出部５０は、今回の受信タイミングｔｎよりも所定回数Ｎだけ前の過去の受信タイミングｔｎ－Ｎから今回の受信タイミングｔｎまでの期間におけるデータの各々に重み係数ｗｇｎ～ｗｇｎ－Ｎを設定する。そして、重み係数ｗｇｎ～ｗｇｎ－Ｎに基づいて、重み付き最小二乗法の連立方程式を表現する行列を算出する。
行列算出部５０は、今回の受信タイミングｔｎよりも所定回数Ｎだけ前の過去の受信タイミングｔｎ－Ｎから今回の受信タイミングｔｎまでの期間におけるデータの各々に重み係数ｗｇｎ～ｗｇｎ－Ｎを設定する。そして、重み係数ｗｇｎ～ｗｇｎ－Ｎに基づいて、重み付き最小二乗法の連立方程式を表現する行列を算出する。
【0030】
以下、重み係数ｗｇｎ～ｗｇｎ－Ｎの設定方法について説明する。なお、以下の説明では、重み付き近似に用いる過去データの個数Ｎが６である場合の例について説明する。
しかしながら、本発明は６個の過去データを用いる場合に限定されるものではなく、必要とする計算精度や許容される計算負荷に応じて、近似に用いるデータ数の個数を適宜設定してよい。
しかしながら、本発明は６個の過去データを用いる場合に限定されるものではなく、必要とする計算精度や許容される計算負荷に応じて、近似に用いるデータ数の個数を適宜設定してよい。
【0031】
図４は、受信データθｒの受信状況の第１例の模式図である。受信タイミングｔｎ、ｔｎ－１、…ｔｎ－６に受信データθｒを受信できた場合には、受信した受信データθｒを丸プロットで示す。また、受信データθｒを受信できなかった場合には、目標角度推定部４１が推定した受信データθｒを四角形プロットで示す。
また、図４における時刻ｔ１～ｔ１４は、受信タイミングの絶対時刻（すなわち、固定時刻を基準とする時刻）である。また、受信タイミングｔｎ、ｔｎ－１、…ｔｎ－６は、今回の受信タイミングｔｎを基準とする相対的な時刻である。以下の説明において、受信タイミングｔｎ、ｔｎ－１、…ｔｎ－６を「相対時刻」と表記することがある。また、今回の受信タイミングｔｎを「現在時刻」と表記することがある。図９、図１１及び図１３においても同様である。
また、図４における時刻ｔ１～ｔ１４は、受信タイミングの絶対時刻（すなわち、固定時刻を基準とする時刻）である。また、受信タイミングｔｎ、ｔｎ－１、…ｔｎ－６は、今回の受信タイミングｔｎを基準とする相対的な時刻である。以下の説明において、受信タイミングｔｎ、ｔｎ－１、…ｔｎ－６を「相対時刻」と表記することがある。また、今回の受信タイミングｔｎを「現在時刻」と表記することがある。図９、図１１及び図１３においても同様である。
【0032】
図４は、現在時刻ｔｎが絶対時刻ｔ７であり、相対時刻ｔｎ－１～ｔｎ－６がそれぞれ絶対時刻ｔ６～ｔ１であり、現在時刻ｔｎにおいて受信データθｒを受信することができず、相対時刻ｔｎ－１～ｔｎ－６において受信データθｒを受信できた場合を示している。
図５は、図４に示す受信状況において設定される重み係数を示す表である。行列算出部５０は、現在時刻ｔｎにおける現在データに対する重み係数ｗｇｎとして「２」を設定する。相対時刻ｔｎ－１～ｔｎ－６における過去データに対する重み係数ｗｇｎ－１～ｗｇｎ－６としてそれぞれ「８．５７１４２９」、「７．１４２８５７」、「５．７１４２８６」、「４．２８５７１４」、「２．８５７１４３」、「１．４２８５７１」を設定する。
図５は、図４に示す受信状況において設定される重み係数を示す表である。行列算出部５０は、現在時刻ｔｎにおける現在データに対する重み係数ｗｇｎとして「２」を設定する。相対時刻ｔｎ－１～ｔｎ－６における過去データに対する重み係数ｗｇｎ－１～ｗｇｎ－６としてそれぞれ「８．５７１４２９」、「７．１４２８５７」、「５．７１４２８６」、「４．２８５７１４」、「２．８５７１４３」、「１．４２８５７１」を設定する。
【0033】
行列算出部５０は、現在データに対する重み係数ｗｇｎを、相対時刻ｔｎ－６から現在時刻ｔｎまでの間の受信データθｒの受信状況に応じて設定する。重み係数ｗｇｎは、特許請求の範囲に記載の「第３係数」の一例である。
例えば、行列算出部５０は、受信部４０が受信データθｒを最後に受信できた相対時刻と現在時刻ｔｎとの間の間隔に応じて重み係数ｗｇｎを設定してよい。
例えば、行列算出部５０は、受信部４０が受信データθｒを最後に受信できた相対時刻と現在時刻ｔｎとの間の間隔に応じて重み係数ｗｇｎを設定してよい。
【0034】
例えば行列算出部５０は、現在データ重み係数マップに基づいて重み係数ｗｇｎを設定してよい。現在データ重み係数マップは、受信部４０が受信データθｒを最後に受信できた相対時刻と現在時刻ｔｎとの間の間隔に対応する重み係数を定めたマップである。
図６は、現在データ重み係数マップの一例を示す表である。図４の例では、受信データθｒを最後に受信できたのは相対時刻ｔｎ－１であるため、重み係数ｗｇｎが「２」に設定される。現在データ重み係数マップは、特許請求の範囲に記載の「第２の係数マップ」の一例である。
なお、図６の現在データ重み係数マップは、相対時刻と現在時刻ｔｎとの間の間隔の指数に応じて重み係数を設定しているが、相対時刻と現在時刻ｔｎとの間の間隔に応じて線形に変化する重み係数を設定してもよい。
図６は、現在データ重み係数マップの一例を示す表である。図４の例では、受信データθｒを最後に受信できたのは相対時刻ｔｎ－１であるため、重み係数ｗｇｎが「２」に設定される。現在データ重み係数マップは、特許請求の範囲に記載の「第２の係数マップ」の一例である。
なお、図６の現在データ重み係数マップは、相対時刻と現在時刻ｔｎとの間の間隔の指数に応じて重み係数を設定しているが、相対時刻と現在時刻ｔｎとの間の間隔に応じて線形に変化する重み係数を設定してもよい。
【0035】
行列算出部５０は、過去データに対する重み係数ｗｇｎ－１～ｗｇｎ－６を、現在時刻ｔｎと相対時刻ｔｎ－１～ｔｎ－６にとの間の間隔が長いほど小さくなる値に設定する。
例えば、行列算出部５０は、過去データ重み係数マップに基づいて、重み係数ｗｇｎ－１～ｗｇｎ－６を設定してよい。過去データ重み係数マップは、現在時刻ｔｎと相対時刻ｔｎ－１～ｔｎ－６にとの間の間隔に対応する重み係数を定めたマップである。
例えば、行列算出部５０は、過去データ重み係数マップに基づいて、重み係数ｗｇｎ－１～ｗｇｎ－６を設定してよい。過去データ重み係数マップは、現在時刻ｔｎと相対時刻ｔｎ－１～ｔｎ－６にとの間の間隔に対応する重み係数を定めたマップである。
【0036】
図７（ａ）は、過去データが、実際に受信できた受信データθｒである場合に、過去データに設定する重み係数を定めた過去データ重み係数マップの一例を示す表である。
図７（ｂ）は、過去データが、目標角度推定部４１によって推定されたデータである場合に、重み係数の設定に用いる過去データ重み係数マップの一例を示す表である。図７（ｂ）の過去データ重み係数マップは、特許請求の範囲に記載の「第１の係数マップ」の一例である。
図７（ｂ）は、過去データが、目標角度推定部４１によって推定されたデータである場合に、重み係数の設定に用いる過去データ重み係数マップの一例を示す表である。図７（ｂ）の過去データ重み係数マップは、特許請求の範囲に記載の「第１の係数マップ」の一例である。
【0037】
図４の例では、相対時刻ｔｎ－１～ｔｎ－６の過去データは、全て実際に受信できた受信データθｒであるため、重み係数ｗｇｎ－１～ｗｇｎ－６は、それぞれ「８．５７１４２９」、「７．１４２８５７」、「５．７１４２８６」、「４．２８５７１４」、「２．８５７１４３」、「１．４２８５７１」に設定される。
過去データが、目標角度推定部４１によって推定されたデータである場合の重み係数の設定については後述する。
なお、図７（ａ）及び図７（ｂ）の過去データ重み係数マップは、相対時刻と現在時刻ｔｎとの間の間隔に応じて線形に変化する重み係数を設定しているが、相対時刻と現在時刻ｔｎとの間の間隔の指数に応じて重み係数を設定してもよい。
過去データが、目標角度推定部４１によって推定されたデータである場合の重み係数の設定については後述する。
なお、図７（ａ）及び図７（ｂ）の過去データ重み係数マップは、相対時刻と現在時刻ｔｎとの間の間隔に応じて線形に変化する重み係数を設定しているが、相対時刻と現在時刻ｔｎとの間の間隔の指数に応じて重み係数を設定してもよい。
【0038】
図５を再び参照する。行列算出部５０は、現在時刻ｔｎの現在データに対して、現在データの信頼性に応じた信頼性係数を設定する。信頼性係数は、特許請求の範囲に記載の「第１係数」の一例である。
現在時刻ｔｎにおいて受信データθｒを受信できた場合、行列算出部５０は、現在データの信頼性係数を「１」に設定する。
このため、相対時刻ｔｎ－１～ｔｎ－６の過去データに対する信頼性係数は「１」に設定されている。相対時刻ｔｎ－１～ｔｎ－６の過去データは、絶対時刻ｔ６～ｔ１で実際に受信した受信データθｒであるからである。
現在時刻ｔｎにおいて受信データθｒを受信できた場合、行列算出部５０は、現在データの信頼性係数を「１」に設定する。
このため、相対時刻ｔｎ－１～ｔｎ－６の過去データに対する信頼性係数は「１」に設定されている。相対時刻ｔｎ－１～ｔｎ－６の過去データは、絶対時刻ｔ６～ｔ１で実際に受信した受信データθｒであるからである。
【0039】
現在時刻ｔｎにおいて受信データθｒを受信でなかった場合、行列算出部５０は、現在データに対する重み係数ｗｇｎと、過去データの重み係数ｗｇｎ－１～ｗｇｎ－６の合計との和（以下、「重み係数総和」と表記することがある）に基づいて、現在データの信頼性係数を設定する。
例えば、行列算出部５０は、重み係数総和「３２」を定数で除算して得られる値を現在データの信頼性係数として設定してよい。
例えば、行列算出部５０は、重み係数総和「３２」を定数で除算して得られる値を現在データの信頼性係数として設定してよい。
【0040】
図８は、全ての相対時刻ｔｎ～ｔｎ－６において受信データθｒを受信できた場合の重み係数ｗｇｎ～ｗｇｎ－６を示す表である。行列算出部５０は、全ての相対時刻ｔｎ～ｔｎ－６において受信データθｒを受信できた場合の重み係数ｗｇｎ～ｗｇｎ－６の合計で、重み係数総和を除算して得られた値を、現在データの信頼性係数として設定してよい。
図５の信頼性係数「０．８」は、図８の重み係数ｗｇｎ～ｗｇｎ－６の合計「４０」で重み係数総和「３２」を除算して得られた値である。
図５の信頼性係数「０．８」は、図８の重み係数ｗｇｎ～ｗｇｎ－６の合計「４０」で重み係数総和「３２」を除算して得られた値である。
【0041】
図９は、受信データθｒの受信状況の第２例の模式図である。図９は、現在時刻ｔｎが絶対時刻ｔ１１であり、相対時刻ｔｎ－１～ｔｎ－６がそれぞれ絶対時刻ｔ１０～ｔ５である場合を示している。ここでは絶対時刻ｔ７（相対時刻ｔｎ－４）の後に、絶対時刻ｔ８～ｔ１０（相対時刻ｔｎ－３～ｔｎ－１）において受信データθｒを受信でき、絶対時刻ｔ１１（現在時刻ｔｎ）において受信データθｒを受信できなかった場合を想定する。
【0042】
図１０は、図９に示す受信状況において設定される重み係数を示す表である。行列算出部５０は、図６の現在データ重み係数マップにしたがって、現在時刻ｔｎにおける現在データに対する重み係数ｗｇｎとして「２」を設定する。
また、図７（ａ）の過去データ重み係数マップにしたがって、相対時刻ｔｎ－１～ｔｎ－３及びｔｎ－５～ｔｎ－６における過去データに対する重み係数ｗｇｎ－１～ｗｇｎ－３及びｗｇｎ－５～ｗｇｎ－６としてそれぞれ「８．５７１４２９」、「７．１４２８５７」、「５．７１４２８６」、「２．８５７１４３」、「１．４２８５７１」を設定する。
相対時刻ｔｎ－４における過去データ（すなわち絶対時刻ｔ７の時点での現在データ）の信頼性係数は、上述のとおり「０．８」に設定されている。受信データθｒを受信できた相対時刻ｔｎ－１～ｔｎ－３及びｔｎ－５～ｔｎ－６における過去データの信頼性係数は、上述のとおり「１」に設定されている。
また、図７（ａ）の過去データ重み係数マップにしたがって、相対時刻ｔｎ－１～ｔｎ－３及びｔｎ－５～ｔｎ－６における過去データに対する重み係数ｗｇｎ－１～ｗｇｎ－３及びｗｇｎ－５～ｗｇｎ－６としてそれぞれ「８．５７１４２９」、「７．１４２８５７」、「５．７１４２８６」、「２．８５７１４３」、「１．４２８５７１」を設定する。
相対時刻ｔｎ－４における過去データ（すなわち絶対時刻ｔ７の時点での現在データ）の信頼性係数は、上述のとおり「０．８」に設定されている。受信データθｒを受信できた相対時刻ｔｎ－１～ｔｎ－３及びｔｎ－５～ｔｎ－６における過去データの信頼性係数は、上述のとおり「１」に設定されている。
【0043】
行列算出部５０は、受信データθｒを受信できなかった相対時刻ｔｎ－４における過去データに対する重み係数ｗｇｎ－４を、図７（ｂ）に示す過去データ重み係数マップと、相対時刻ｔｎ－４における過去データの信頼性係数と、に基づいて設定する。
図７（ｂ）に示す過去データ重み係数マップは、現在時刻ｔｎと相対時刻ｔｎ－１～ｔｎ－６との間の間隔に対応する基礎重み係数を定めたマップである。基礎重み係数は、特許請求の範囲に記載の「第２係数」の一例である。例えば、相対時刻ｔｎ－４に対応する基礎重み係数は「２．１４２８５７」である。
行列算出部５０は、相対時刻ｔｎ－４に対応する基礎重み係数「２．１４２８５７」に信頼性係数「０．８」を乗算して得られる「１．７１４２８５６」を重み係数ｗｇｎ－４として設定する。
図７（ｂ）に示す過去データ重み係数マップは、現在時刻ｔｎと相対時刻ｔｎ－１～ｔｎ－６との間の間隔に対応する基礎重み係数を定めたマップである。基礎重み係数は、特許請求の範囲に記載の「第２係数」の一例である。例えば、相対時刻ｔｎ－４に対応する基礎重み係数は「２．１４２８５７」である。
行列算出部５０は、相対時刻ｔｎ－４に対応する基礎重み係数「２．１４２８５７」に信頼性係数「０．８」を乗算して得られる「１．７１４２８５６」を重み係数ｗｇｎ－４として設定する。
【0044】
行列算出部５０は、現在時刻ｔｎ（絶対時刻ｔ１１）における現在データの信頼性係数を設定する。まず、重み係数ｗｇｎ～ｗｇｎ－６の重み係数総和「２９．４２８５７１６」を算出する。そして、図８の重み係数ｗｇｎ～ｗｇｎ－６の合計「４０」で重み係数総和「２９．４２８５７１６」を除算して得られた値「０．７４」を、絶対時刻ｔ１１における現在データの信頼性係数として設定する。
【0045】
図１１は、受信データθｒの受信状況の第３例の模式図である。図１１は、現在時刻ｔｎが絶対時刻ｔ１３であり、相対時刻ｔｎ－１～ｔｎ－６がそれぞれ絶対時刻ｔ１２～ｔ７である場合を示している。ここでは絶対時刻ｔ１１（相対時刻ｔｎ－２）の後に、絶対時刻ｔ１２（相対時刻ｔｎ－１）において受信データθｒを受信でき、絶対時刻ｔ１３（現在時刻ｔｎ）において受信データθｒを受信できなかった場合を想定する。
【0046】
図１２は、図１１に示す受信状況において設定される重み係数を示す表である。行列算出部５０は、図６の現在データ重み係数マップにしたがって、現在時刻ｔｎにおける現在データに対する重み係数ｗｇｎとして「２」を設定する。
また、図７（ａ）の過去データ重み係数マップにしたがって、相対時刻ｔｎ－１、ｔｎ－３～ｔｎ－５における過去データに対する重み係数ｗｇｎ－１、ｗｇｎ－３～ｗｇｎ－５としてそれぞれ「８．５７１４２９」、「５．７１４２８６」、「４．２８５７１４」、「２．８５７１４３」を設定する。
相対時刻ｔｎ－６における過去データ（すなわち絶対時刻ｔ７の時点での現在データ）の信頼性係数は、上述のとおり「０．８」に設定されている。同様に、相対時刻ｔｎ－２における過去データ（すなわち絶対時刻ｔ１１の時点での現在データ）の信頼性係数は「０．７４」に設定されている。
受信データθｒを受信できた相対時刻ｔｎ－１、ｔｎ－３～ｔｎ－５における過去データの信頼性係数は、上述のとおり「１」に設定されている。
また、図７（ａ）の過去データ重み係数マップにしたがって、相対時刻ｔｎ－１、ｔｎ－３～ｔｎ－５における過去データに対する重み係数ｗｇｎ－１、ｗｇｎ－３～ｗｇｎ－５としてそれぞれ「８．５７１４２９」、「５．７１４２８６」、「４．２８５７１４」、「２．８５７１４３」を設定する。
相対時刻ｔｎ－６における過去データ（すなわち絶対時刻ｔ７の時点での現在データ）の信頼性係数は、上述のとおり「０．８」に設定されている。同様に、相対時刻ｔｎ－２における過去データ（すなわち絶対時刻ｔ１１の時点での現在データ）の信頼性係数は「０．７４」に設定されている。
受信データθｒを受信できた相対時刻ｔｎ－１、ｔｎ－３～ｔｎ－５における過去データの信頼性係数は、上述のとおり「１」に設定されている。
【0047】
受信データθｒを受信できなかった相対時刻ｔｎ－２における過去データに対する重み係数ｗｇｎ－２は、図７（ｂ）の過去データ重み係数マップの基礎重み係数「３．５７１４２８５」に信頼性係数「０．７４」を乗算して得られる「２．６２７５５０９８３」に設定される。相対時刻ｔｎ－６における過去データに対する重み係数ｗｇｎ－６は、図７（ｂ）の過去データ重み係数マップの基礎重み係数「０．７１４２８５５」に信頼性係数「０．８」を乗算して得られる「０．５７１４２８４」に設定される。
【0048】
行列算出部５０は、現在時刻ｔｎ（絶対時刻ｔ１３）における現在データの信頼性係数を設定する。まず、重み係数ｗｇｎ～ｗｇｎ－６の重み係数総和「２６．６２７５５１３８」を算出する。そして、図８の重み係数ｗｇｎ～ｗｇｎ－６の合計「４０」で重み係数総和「２６．６２７５５１３８」を除算して得られた値「０．６７」を、絶対時刻ｔ１３における現在データの信頼性係数として設定する。
【0049】
図１３は、受信データθｒの受信状況の第４例の模式図である。図１３は、現在時刻ｔｎが絶対時刻ｔ１４であり、相対時刻ｔｎ－１～ｔｎ－６がそれぞれ絶対時刻ｔ１３～ｔ８である場合を示している。ここでは絶対時刻ｔ１３（相対時刻ｔｎ－１）の後に、絶対時刻ｔ１４（現在時刻ｔｎ）において受信データθｒを受信できなかった場合を想定する。
図１４は、図１３に示す受信状況において設定される重み係数を示す表である。行列算出部５０は、図６の現在データ重み係数マップにしたがって、現在時刻ｔｎにおける現在データに対する重み係数ｗｇｎを設定する。
図１４は、図１３に示す受信状況において設定される重み係数を示す表である。行列算出部５０は、図６の現在データ重み係数マップにしたがって、現在時刻ｔｎにおける現在データに対する重み係数ｗｇｎを設定する。
【0050】
図１３の例では、受信データθｒを最後に受信できたのは相対時刻ｔｎ－２であるため、重み係数ｗｇｎが「０．６」に設定される。
また、図７（ａ）の過去データ重み係数マップにしたがって、相対時刻ｔｎ－２、ｔｎ－４～ｔｎ－６における過去データに対する重み係数ｗｇｎ－２、ｗｇｎ－４～ｗｇｎ－６としてそれぞれ「７．１４２８５７」、「４．２８５７１４」、「２．８５７１４３」、「１．４２８５７１」を設定する。
また、図７（ａ）の過去データ重み係数マップにしたがって、相対時刻ｔｎ－２、ｔｎ－４～ｔｎ－６における過去データに対する重み係数ｗｇｎ－２、ｗｇｎ－４～ｗｇｎ－６としてそれぞれ「７．１４２８５７」、「４．２８５７１４」、「２．８５７１４３」、「１．４２８５７１」を設定する。
【0051】
相対時刻ｔｎ－３における過去データ（すなわち絶対時刻ｔ１１の時点での現在データ）の信頼性係数と、相対時刻ｔｎ－１における過去データ（すなわち絶対時刻ｔ１３の時点での現在データ）の信頼性係数は、上述のとおりそれぞれ「０．７４」、「０．６７」に設定されている。
受信データθｒを受信できた相対時刻ｔｎ－２、ｔｎ－４～ｔｎ－６における過去データの信頼性係数は、上述のとおり「１」に設定されている。
受信データθｒを受信できた相対時刻ｔｎ－２、ｔｎ－４～ｔｎ－６における過去データの信頼性係数は、上述のとおり「１」に設定されている。
【0052】
受信データθｒを受信できなかった相対時刻ｔｎ－１における過去データに対する重み係数ｗｇｎ－１は、図７（ｂ）の過去データ重み係数マップの基礎重み係数「４．２８５７１４５」に信頼性係数「０．６７」を乗算して得られる「２．８７１４２８７１５」に設定される。相対時刻ｔｎ－３における過去データに対する重み係数ｗｇｎ－３は、図７（ｂ）の過去データ重み係数マップの基礎重み係数「２．８５７１４３」に信頼性係数「０．７４」を乗算して得られる「２．１１４２８５８２」に設定される。
【0053】
行列算出部５０は、現在時刻ｔｎ（絶対時刻ｔ１４）における現在データの信頼性係数を設定する。まず、重み係数ｗｇｎ～ｗｇｎ－６の重み係数総和「２１．２９９９９９５４」を算出する。そして、図８の重み係数ｗｇｎ～ｗｇｎ－６の合計「４０」で重み係数総和「２１．２９９９９９５４」を除算して得られた値「０．５３」を、絶対時刻ｔ１４における現在データの信頼性係数として設定する。
【0054】
図３を参照する。行列算出部５０は、上記のように算出した重み係数ｗｇｎ～ｗｇｎ－Ｎと、離散時刻ｔｎ～ｔｎ－Ｎと、これらのタイミングにおけるデータθｎ～θｎ－Ｎと、に基づいて重み付き最小二乗法の連立方程式（１）を表現する行列Ａ及びＢを算出する。離散時刻ｔｎのタイミングでθｎが受信できない場合、θｎは、１つ前のθｎ－１を使用して前記行列Ａ及びＢを算出する
【0055】
【数1】
【0056】
行列算出部５０は、行列Ａの要素Ａ１１、Ａ１２、Ａ１３、Ａ２３、Ａ３３と、行列Ｂの要素Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３とを、それぞれ次式（２）～（９）に基づいて算出する。
なお、本実施形態では離散時刻ｔｎ～ｔｎ－Ｎとして、例えばΔｔ×（Ｎ＋１）、Δｔ×Ｎ、Δｔ×（Ｎ－１）…、Δｔをそれぞれ使用してよい。Δｔは、受信データθｒの受信間隔である。
なお、本実施形態では離散時刻ｔｎ～ｔｎ－Ｎとして、例えばΔｔ×（Ｎ＋１）、Δｔ×Ｎ、Δｔ×（Ｎ－１）…、Δｔをそれぞれ使用してよい。Δｔは、受信データθｒの受信間隔である。
【0057】
【数2】
【0058】
【数3】
【0059】
【数4】
【0060】
【数5】
【0061】
【数6】
【0062】
【数7】
【0063】
【数8】
【0064】
【数9】
【0065】
方程式演算部５１は、上式（１）の連立方程式を解くことによって、２次関数の係数Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３を算出する。
推定値算出部５２は、受信状況信号Ｓｓに基づいて受信データθｒを受信できたか否かを判定する。受信データθｒを受信できた場合には、受信部４０から入力された受信データθｒをそのまま目標ピニオン角度θｔｒとして出力する。
受信データθｒを受信できない場合には、推定値算出部５２は、次式（１０）により推定値Ｙを算出し、目標ピニオン角度θｔｒとして出力する。
Ｙ＝Ｘ３・ｔｎ－１ ２＋Ｘ２・ｔｎ－１ …（１０）
推定値算出部５２は、受信状況信号Ｓｓに基づいて受信データθｒを受信できたか否かを判定する。受信データθｒを受信できた場合には、受信部４０から入力された受信データθｒをそのまま目標ピニオン角度θｔｒとして出力する。
受信データθｒを受信できない場合には、推定値算出部５２は、次式（１０）により推定値Ｙを算出し、目標ピニオン角度θｔｒとして出力する。
Ｙ＝Ｘ３・ｔｎ－１ ２＋Ｘ２・ｔｎ－１ …（１０）
【0066】
図１５は、実施形態の信号推定方法の一例のフローチャートである。
ステップＳ１において行列算出部５０と推定値算出部５２は、現在時刻ｔｎにおいて反力制御部３０からの受信データθｒを受信できたか否かを判定する。受信データθｒを受信できた場合（ステップＳ１：Ｙ）に処理はステップＳ２に進む。受信データθｒを受信できない場合（ステップＳ１：Ｎ）に処理はステップＳ４に進む。
ステップＳ２において行列算出部５０は、現在データの信頼性係数を「１」に設定する。
ステップＳ３において推定値算出部５２は、受信データθｒをそのまま目標ピニオン角度θｔｒとして出力する。その後に処理は終了する。
ステップＳ１において行列算出部５０と推定値算出部５２は、現在時刻ｔｎにおいて反力制御部３０からの受信データθｒを受信できたか否かを判定する。受信データθｒを受信できた場合（ステップＳ１：Ｙ）に処理はステップＳ２に進む。受信データθｒを受信できない場合（ステップＳ１：Ｎ）に処理はステップＳ４に進む。
ステップＳ２において行列算出部５０は、現在データの信頼性係数を「１」に設定する。
ステップＳ３において推定値算出部５２は、受信データθｒをそのまま目標ピニオン角度θｔｒとして出力する。その後に処理は終了する。
【0067】
ステップＳ４において行列算出部５０は、現在データ重み係数マップに基づいて現在データの重み係数を設定する。
ステップＳ５において行列算出部５０は、過去データ重み係数マップと信頼性係数とに基づいて過去データの重み係数を設定する。
ステップＳ６において行列算出部５０は、現在データに対する重み係数ｗｇｎと、過去データの重み係数ｗｇｎ－１～ｗｇｎ－６の合計との和に基づいて、現在データの信頼性係数を設定する。
ステップＳ７において行列算出部５０は、重み係数ｗｇｎ～ｗｇｎ－Ｎと、離散時刻ｔｎ～ｔｎ－Ｎと、これらのタイミングにおけるデータθｎ～θｎ－Ｎと、に最小二乗法の連立方程式（１）を表現する行列Ａ及びＢを算出する。
ステップＳ５において行列算出部５０は、過去データ重み係数マップと信頼性係数とに基づいて過去データの重み係数を設定する。
ステップＳ６において行列算出部５０は、現在データに対する重み係数ｗｇｎと、過去データの重み係数ｗｇｎ－１～ｗｇｎ－６の合計との和に基づいて、現在データの信頼性係数を設定する。
ステップＳ７において行列算出部５０は、重み係数ｗｇｎ～ｗｇｎ－Ｎと、離散時刻ｔｎ～ｔｎ－Ｎと、これらのタイミングにおけるデータθｎ～θｎ－Ｎと、に最小二乗法の連立方程式（１）を表現する行列Ａ及びＢを算出する。
【0068】
ステップＳ８において方程式演算部５１は、上式（１）の連立方程式を解くことによって、２次関数の係数Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３を算出する。
ステップＳ９において推定値算出部５２は、次式（１０）により目標ピニオン角度の推定値Ｙを算出する。
ステップＳ１０において推定値算出部５２は、推定値Ｙを目標ピニオン角度θｔｒとして出力する。
ステップＳ９において推定値算出部５２は、次式（１０）により目標ピニオン角度の推定値Ｙを算出する。
ステップＳ１０において推定値算出部５２は、推定値Ｙを目標ピニオン角度θｔｒとして出力する。
【0069】
（実施形態の効果）
（１）受信部４０は、対象の変量の値に関する変量信号を離散時刻で受信する。目標角度推定部４１は、受信部４０が現在時刻の変量信号を受信できない場合に、過去に受信した変量信号に基づいて現在時刻の変量信号を推定する。目標角度推定部４１の行列算出部５０は、過去の離散時刻において受信された変量信号又は過去の離散時刻において目標角度推定部４１によって推定された変量信号である過去信号の各々に対して、過去の離散時刻までの変量信号の受信状況に応じた重み係数を設定する。方程式演算部５１と推定値算出部５２は、過去信号を重み係数で重み付けする重み付き近似によって現在時刻の変量信号を算出する。
（１）受信部４０は、対象の変量の値に関する変量信号を離散時刻で受信する。目標角度推定部４１は、受信部４０が現在時刻の変量信号を受信できない場合に、過去に受信した変量信号に基づいて現在時刻の変量信号を推定する。目標角度推定部４１の行列算出部５０は、過去の離散時刻において受信された変量信号又は過去の離散時刻において目標角度推定部４１によって推定された変量信号である過去信号の各々に対して、過去の離散時刻までの変量信号の受信状況に応じた重み係数を設定する。方程式演算部５１と推定値算出部５２は、過去信号を重み係数で重み付けする重み付き近似によって現在時刻の変量信号を算出する。
【0070】
これにより、変量信号の遅延又は途絶等により、所定の受信時刻で変量信号を受信できなかった場合に、受信できなかった変量信号を過去の変量信号に基づいて推定できる。このため、受信した変量信号を用いて制御を行うシステムにおいて、変量信号を受信できない時刻が発生することにより制御が不安定になるのを抑制できる。また、通信回線を冗長化した場合と比較して、コストやプロセッサの処理の負荷を抑えることができる。なお、本発明の近似が使える遅延又は途絶の最大の長さは、近似に用いるデータ数や遅延又は途絶の発生状況にもよるが、受信タイミングのおよそ３～１０周期分であることを想定している。
【0071】
（２）行列算出部５０は、現在時刻と過去の離散時刻との間の間隔が長いほど、過去信号に対してより小さな重み係数を設定してよい。
これにより、現在時刻に近い時刻の過去信号ほど大きな重み係数を設定できるので、推定精度を向上できる。
（３）行列算出部５０は、過去信号の信頼性に応じて過去信号毎に設定された第１係数と、現在時刻と過去の離散時刻との間の間隔が長いほど小さくなる第２係数と、を乗算して得られる積に応じて、過去信号に対する重み係数を設定してよい。
これにより、信頼性が高く、現在時刻に近い時刻の過去信号ほど、大きな重み係数を設定できるので、推定精度を向上できる。
これにより、現在時刻に近い時刻の過去信号ほど大きな重み係数を設定できるので、推定精度を向上できる。
（３）行列算出部５０は、過去信号の信頼性に応じて過去信号毎に設定された第１係数と、現在時刻と過去の離散時刻との間の間隔が長いほど小さくなる第２係数と、を乗算して得られる積に応じて、過去信号に対する重み係数を設定してよい。
これにより、信頼性が高く、現在時刻に近い時刻の過去信号ほど、大きな重み係数を設定できるので、推定精度を向上できる。
【0072】
（４）行列算出部５０は、現在時刻と過去の離散時刻との間の間隔に対する第２係数を定めた第１の係数マップに基づいて第２係数を設定してよい。これにより、現在時刻と過去の離散時刻との間の間隔に応じて第２係数を設定できる。
（５）行列算出部５０は、現在時刻よりも所定時間前の時刻から現在時刻までの変量信号の受信状況に応じた第３係数に基づいて、目標角度推定部４１によって推定された現在時刻の変量信号の第１係数を設定してよい。
これにより、目標角度推定部４１によって推定される変量信号の信頼性に応じた係数である第１係数を、推定に用いる過去信号の受信時の受信状況に基づいて設定できる。
（５）行列算出部５０は、現在時刻よりも所定時間前の時刻から現在時刻までの変量信号の受信状況に応じた第３係数に基づいて、目標角度推定部４１によって推定された現在時刻の変量信号の第１係数を設定してよい。
これにより、目標角度推定部４１によって推定される変量信号の信頼性に応じた係数である第１係数を、推定に用いる過去信号の受信時の受信状況に基づいて設定できる。
【0073】
（６）行列算出部５０は、受信部４０が最後に変量信号を受信できた時刻から現在時刻までの経過時間に対する第３係数を定めた第２の係数マップに基づいて、第３係数を設定してよい。
最後に変量信号を受信できた時刻からの経過時間が長いほど、目標角度推定部４１によって推定される変量信号の信頼性が低下する。このため、経過時間に応じて第３係数を設定することにより、変量信号の信頼性が反映された第１係数を設定できる。
最後に変量信号を受信できた時刻からの経過時間が長いほど、目標角度推定部４１によって推定される変量信号の信頼性が低下する。このため、経過時間に応じて第３係数を設定することにより、変量信号の信頼性が反映された第１係数を設定できる。
【0074】
（７）行列算出部５０は、現在時刻よりも所定時間前の時刻と現在時刻との間の過去信号の重み係数の合計と第３係数との和に応じて、現在時刻の変量信号の第１係数を設定してよい。
上記のとおり、過去信号の重み係数は過去信号の信頼性に応じて設定される。また、第３係数は、過去信号の受信時の受信状況に基づいて設定される。このため、過去信号の重み係数の合計と第３係数との和に応じて第１係数を設定することにより、これら過去信号に基づいて推定される変量信号の信頼性が反映された第１係数を設定できる。
上記のとおり、過去信号の重み係数は過去信号の信頼性に応じて設定される。また、第３係数は、過去信号の受信時の受信状況に基づいて設定される。このため、過去信号の重み係数の合計と第３係数との和に応じて第１係数を設定することにより、これら過去信号に基づいて推定される変量信号の信頼性が反映された第１係数を設定できる。
【符号の説明】
【0075】
１…ステアバイワイヤ装置、２…操舵装置、３…転舵装置、４ａ、４ｂ…タイロッド、５ａ、５ｂ…ハブユニット、１０…ステアリングホイール、１１…操舵軸、１２…操舵角センサ、１３…トルクセンサ、１４…減速ギア、１５…反力モータ、１６…反力モータ電流センサ、１７…反力モータ角度センサ、２０…ピニオンシャフト、２１…ラックアンドピニオン機構、２１ａ…ピニオン、２１ｂ…ラック、２２…転舵角センサ、２３…減速ギア、２４…転舵モータ、２５…転舵モータ電流センサ、２６…転舵モータ角度センサ、３０…反力制御部、３１…転舵制御部、４０…受信部、４１…目標角度推定部、４２、４７…リミッタ、４３…ノイズ除去部、４４…位置制御部、４５…摩擦補償部、４６…加算器、４８…電流制御部、５０…行列算出部、５１…方程式演算部、５２…推定値算出部
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