JP2015150899A - 油圧式パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ラックエンド付近からの手放しが行われたときに、油圧制御バルブの実バルブ開度の変動を抑制できる油圧式パワーステアリング装置を提供する。
【解決手段】角度偏差演算部６５は、バルブ開度指令値設定部６３によって設定されたバルブ開度指令値θｖ^＊とバルブ駆動用モータ１５の実回転角θｖとの偏差Δθｖを演算する。ＰＩＤ制御部６６は、角度偏差演算部６５によって演算された角度偏差Δθｖに対してＰＩＤ演算を行って、電流指令値Ｉ^＊を演算する。ＰＩ制御部６９は、モータ電流Ｉが電流指令値Ｉ^＊に近づくようにバルブ駆動用モータ１５を制御する。制御応答性低下部７４は、手放し判定部７３によってラックエンド付近からの手放し状態であると判定されたときに、ＰＩＤ制御部６６の制御ゲインＫｐ，Ｋｉ，Ｋｄを減少補正する。
【選択図】図４

Description

この発明は、油圧式パワーステアリング装置に関する。

車両のステアリング機構に結合されたパワーシリンダに、油圧ポンプからの作動油を、油圧制御バルブを介して供給することによって、操舵力を補助する油圧式パワーステアリング装置が従来から知られている。一般的な油圧式パワーステアリング装置では、油圧制御バルブは、ステアリングホイール等の操舵部材にステアリングシャフトを介して機械的に連結されており、操舵部材の操作に応じて油圧制御バルブの開度が調節される。

下記特許文献１には、油圧制御バルブを操舵部材に機械的に連結せずに、電動モータ（バルブ駆動用モータ）によって油圧制御バルブの開度を制御する油圧式パワーステアリング装置が開示されている。特許文献１記載の油圧式パワーステアリング装置は、特許文献１の図２に示すように、アシストトルク指令値を設定するアシストトルク指令値設定部と、アシストトルク指令値に基いて油圧制御バルブのバルブ開度の目標値であるバルブ開度指令値を設定するバルブ開度指令値設定部と、油圧制御バルブの実バルブ開度がバルブ開度指令値と等しくなるようにバルブ駆動用モータを制御するフィードバック制御部とを含んでいる。

アシストトルク指令値設定部は、トルクセンサによって検出される操舵トルクと、車速センサによって検出される車速とに基いてアシストトルク指令値を設定する。アシストトルク指令値は、操舵トルクが大きく車速が小さいほど、その絶対値が大きな値となるように設定される。一般的には、トルクセンサによって検出される操舵トルクの位相を進めて系を安定化させるための位相補償部が設けられ、位相補償後の操舵トルク（位相補償後トルク）と車速とに基いてアシストトルク指令値が設定されることが多い。

特開２０１３−３５４４７号公報 特開２００６−３０６２３９号公報

特許文献１記載の油圧式パワーステアリング装置に前述の位相補償部が設けられ、位相補償後トルクと車速とに基いてアシストトルク指令値が設定される装置を、従来装置ということにする。従来装置において、ラック軸位置がラックエンド付近にある状態から操舵部材の手放し（以下、「ラックエンド付近からの手放し」という。）が行われると、操舵トルクが急変するので、バルブ開度指令値が急変する。これにより、実バルブ開度が中立位置付近で変動し、それにともなって作動油の油圧が変動するので、油圧制御バルブからパワーシリンダに作動油を供給するための配管（フィードチューブ）が振動する。これにより、異常音が発生する場合がある。

図１１は、前記従来装置において、右操舵側のラックエンド付近からの手放しが行われたときの、トルクセンサによって検出される操舵トルク、位相補償後トルク、バルブ開度指令値、実バルブ開度および右フィードチューブ内の油圧（右フィード圧力）の変化を示すタイムチャートである。右フィードチューブは、右操舵時に作動油を油圧制御バルブ側からパワーシリンダ側に供給するためのフィードチューブである。

図１１に示すように、右操舵側のラックエンド付近からの手放しが行われると、操舵トルク、位相補償後トルク、バルブ開度指令値、実バルブ開度および右フィード圧力が減少していく。操舵トルクの減少は滑らかではないため、位相補償後トルクが変動するようになり、これに伴って、バルブ開度指令値も変動するようになる。実バルブ開度が中立位置（０［ｄｅｇ］）付近に達した後には、位相補償後操舵トルクおよびバルブ開度指令値の変動がさらに大きくなる。これにより、実バルブ開度が中立位置を中心として変動するようになり、右フィード圧力も変動するようになる。これにより、右フィードチューブが振動し、異常音が発生する。

この発明の目的は、ラックエンド付近からの手放しが行われたときに、油圧制御バルブの実バルブ開度の変動を抑制できる油圧式パワーステアリング装置を提供することである。

上記の目的を達成するための請求項１記載の発明は、車両のステアリング機構（２）に結合されたパワーシリンダ（１６）に、操舵部材（３）に機械的に連結されていない油圧制御バルブ（１４）を介して、油圧ポンプ（２３）からの作動油を供給することによって、操舵補助力を発生させる油圧式パワーステアリング装置（１）であって、前記油圧制御バルブの開度を制御するための電動モータ（１５）と、前記電動モータの回転角の目標値である回転角指令値を設定する回転角指令値設定手段（６３）と、前記電動モータの実回転角が、前記回転角指令値設定手段によって設定される回転角指令値に等しくなるように、前記電動モータを制御するモータ制御手段（６５，６６，７６，７７，７８，７９）と、ラックエンド付近からの手放し状態を検出する手放し検出手段（７３）と、前記手放し検出手段によって前記ラックエンド付近からの手放し状態が検出されたときに、前記モータ制御手段の制御応答性を低下させる制御応答性低下手段（７４，７４Ａ，７４Ｂ，７４Ｃ）と、を含む油圧式パワーステアリング装置である。なお、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素等を表すが、むろん、この発明の範囲は当該実施形態に限定されない。以下、この項において同じ。

この発明では、ラックエンド付近からの手放し状態が検出されたときには、モータ制御手段の制御応答性が低下される。これにより、ラックエンド付近からの手放しが行われたときに、油圧制御バルブの実バルブ開度の変動を抑制できるので、作動油の油圧変動を抑制できる。これにより、フィードチューブの振動を抑制できるから、異常音の発生を抑制できる。

請求項２記載の発明は、前記モータ制御手段が、前記回転角指令値設定手段によって設定された回転角指令値と前記電動モータの実回転角との偏差に基いて、フィードバック操作量を演算するフィードバック操作量演算手段（６６）と、前記フィードバック操作量演算手段によって演算されたフィードバック操作量に基いて、前記電動モータを制御する手段（６８，６９）とを含んでおり、前記制御応答性低下手段が、前記フィードバック操作量演算手段の制御ゲインを減少補正する手段（７４，７４Ａ，７４Ｂ，７４Ｃ）を含んでいる、請求項１に記載の油圧式パワーステアリング装置である。

この構成では、ラックエンド付近からの手放し状態が検出されたときに、フィードバック操作量演算手段の制御ゲインが減少補正される。これにより、ラックエンド付近からの手放しが行われたときに、モータ制御手段の制御応答性が低下するので、油圧制御バルブの実バルブ開度の変動を抑制できる。
請求項３記載の発明は、前記モータ制御手段が、前記回転角指令値設定手段によって設定される回転角指令値と前記電動モータの実回転角との偏差に基いて、フィードバック操作量を演算するフィードバック操作量演算手段（６６）と、前記回転角指令値設定手段によって設定される回転角指令値に基いて、フィードフォワード操作量を演算するフィードフォワード操作量演算手段（７６）と、前記フィードバック操作量演算手段によって演算されるフィードバック操作量と前記フィードフォワード操作量演算手段によって演算されるフィードフォワード操作量とに基いて、前記電動モータを制御する手段（７７，６８，６９）とを含んでおり、前記制御応答性低下手段は、前記フィードフォワード操作量を実質的に零にさせる手段（７４Ａ，７４Ｃ）を含んでいる、請求項１に記載の油圧式パワーステアリング装置である。

この構成では、ラックエンド付近からの手放し状態が検出されたときに、フィードフォワード操作量が実質的に零にされる。これにより、ラックエンド付近からの手放しが行われたときに、モータ制御手段の制御応答性が低下するので、油圧制御バルブの実バルブ開度の変動を抑制できる。
請求項４記載の発明は、前記操舵部材に加えられる操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段（３２）を含み、前記操舵トルク検出手段によって検出される操舵トルクの微分値に応じたトルク微分制御量を演算するトルク微分制御量演算手段（７８）と、前記トルク微分制御量演算手段によって演算されるトルク微分制御量を、前記回転角指令値設定手段によって設定される回転角指令値に加算する加算手段（７９）と、前記加算手段によってトルク微分制御量が加算された後の回転角指令値と前記電動モータの実回転角との偏差に基いて、フィードバック操作量を演算するフィードバック操作量演算手段（６６）と、前記フィードバック操作量演算手段によって演算されるフィードバック操作量に基いて、前記電動モータを制御する手段（６８，６９）とを含んでおり、前記制御応答性低下手段が、前記トルク微分制御量を実質的に零にさせる手段（７４Ｂ，７４Ｃ）を含んでいる、請求項１に記載の油圧式パワーステアリング装置である。

この構成では、ラックエンド付近からの手放し状態が検出されたときに、トルク微分制御量が実質的に零にされる。これにより、ラックエンド付近からの手放しが行われたときに、モータ制御手段の制御応答性が低下するので、油圧制御バルブの実バルブ開度の変動を抑制できる。
請求項５記載の発明は、前記操舵部材の回転角である操舵角を検出する操舵角検出手段（３１）と、前記操舵部材に加えられる操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段（３２）と、前記電動モータの回転角を検出する回転角検出手段（３３，６４）と、前記電動モータのロータ角速度を検出するロータ角速度検出手段（７１）とを含み、前記手放し検出手段は、前記操舵角検出手段によって検出される操舵角の絶対値が第１の所定値以上であり、前記操舵トルク検出手段によって検出される操舵トルクの絶対値が第２の所定値以上であり、前記ロータ角速度検出手段によって検出されるロータ角速度の絶対値が第３の所定値以上であり、前記ロータ角速度の符号と前記回転角検出手段によって検出される回転角の符号とが逆であるときに、前記ラックエンド付近からの手放し状態であると判定するように構成されている、請求項１〜４のいずれか一項に記載の油圧式パワーステアリング装置である。

請求項６記載の発明は、前記操舵部材の回転角である操舵角を検出する操舵角検出手段（３１）と、前記操舵部材に加えられる操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段（３２）とを含み、前記手放し検出手段は、前記操舵角検出手段によって検出される操舵角の絶対値が第４の所定値以上であり、前記操舵トルク検出手段によって検出される操舵トルクの絶対値が第５の所定値以上であり、前記操舵角の時間微分値である操舵角速度の絶対値が第６の所定値以上であり、前記操舵角速度の方向と前記操舵トルクの方向とが逆であるときに、前記ラックエンド付近からの手放し状態であると判定するように構成されている、請求項１〜４のいずれか一項に記載の油圧式パワーステアリング装置である。

請求項７記載の発明は、前記電動モータの回転角を検出する回転角検出手段（３３，６４）を含み、前記制御応答性低下手段によって前記モータ制御手段の制御応答性が低下されている場合において、前記回転角検出手段によって検出される回転角の絶対値が第７の所定値以下である状態が第１の所定時間以上継続したときに、前記モータ制御手段の制御応答性を元の状態に戻す手段（７５，７５Ａ，７５Ｂ，７５Ｃ）を含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の油圧式パワーステアリング装置である。

請求項８記載の発明は、前記操舵部材の回転角である操舵角を検出する操舵角検出手段（３１）と、前記操舵部材に加えられる操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段（３２）とを含み、前記制御応答性低下手段によって前記モータ制御手段の制御応答性が低下されている場合において、前記操舵トルク検出手段によって検出される操舵トルクの絶対値が第８の所定値以上であり、かつ前記操舵角検出手段によって検出される操舵角の時間微分値である操舵角速度の絶対値が第９の所定値以上であり、かつ前記回転角検出手段によって検出される回転角の絶対値が第１０の所定値以下であり、かつ前記手放し検出手段によってラックエンド付近からの手放し状態であると判定された時点から第２の所定時間以上の時間が経過しておりかつ前記手放し状態判定時点から前記操舵トルク検出手段によって検出される操舵トルクの絶対値が第１１の所定値以上である状態が現在まで継続しているときに、前記モータ制御手段の制御応答性を元の状態に戻す手段（７５，７５Ａ，７５Ｂ，７５Ｃ）を含む、請求項７に記載の油圧式パワーステアリング装置である。

請求項９記載の発明は、前記手放し検出手段によってラックエンド付近からの手放し状態であると判定された時点での操舵角の絶対値に対して、操舵角の絶対値が第１２の所定値以上小さくなったときに、前記モータ制御手段の制御応答性を元の状態に戻す手段（７５，７５Ａ，７５Ｂ，７５Ｃ）を含む、請求項８に記載の油圧式パワーステアリング装置である。

図１は、この発明の一実施形態に係る油圧式パワーステアリング装置の概略構成を示す模式図である。 図２は、ポンプ駆動用モータ制御部の構成を示すブロック図である。 図３は、操舵角速度ωｈに対するポンプ回転速度指令値Ｖｐ^＊の設定例を示すグラフである。 図４は、バルブ駆動用モータ制御部の構成を示すブロック図である。 図５は、位相補償後トルクＴｈに対するアシストトルク指令値Ｔａ^＊の設定例を示すグラフである。 図６は、アシストトルク指令値Ｔａ^＊に対するバルブ開度指令値θｖ^＊の設定例を示すグラフである。 図７は、制御応答性変更部の動作を説明するためのフローチャートである。 図８は、バルブ駆動用モータ制御部の第１変形例を示すブロック図である。 図９は、バルブ駆動用モータ制御部の第２変形例を示すブロック図である。 図１０は、バルブ駆動用モータ制御部の第３変形例を示すブロック図である。 図１１は、従来装置において、右操舵側のラックエンド付近からの手放しが行われたときの、トルクセンサによって検出される操舵トルク、位相補償後トルク、バルブ開度指令値、実バルブ開度および右フィードチューブ内の油圧（右フィード圧力）の変化を示すタイムチャートである。

以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、この発明の一実施形態に係る油圧式パワーステアリング装置の概略構成を示す模式図である。
油圧式パワーステアリング装置１は、車両のステアリング機構２に操舵補助力を与えるためのものである。ステアリング機構２は、車両の操向のために運転者によって操作される操舵部材としてのステアリングホイール３と、このステアリングホイール３に連結されたステアリングシャフト４と、ステアリングシャフト４の先端部に連結され、ピニオンギア６を持つピニオンシャフト５と、ピニオンギア６に噛合するラック７ａを有し、車両の左右方向に延びた転舵軸としてのラック軸７とを備えている。

ラック軸７の両端にはタイロッド８がそれぞれ連結されており、このタイロッド８は、それぞれ、左右の転舵輪９，１０を支持するナックルアーム１１に連結されている。ナックルアーム１１は、キングピン１２まわりに回動可能に設けられている。
ステアリングホイール３が操作されてステアリングシャフト４が回転されると、この回転が、ピニオンギア６およびラック７ａによって、ラック軸７の軸方向に沿う直線運動に変換される。この直線運動は、ナックルアーム１１のキングピン１２まわりの回転運動に変換され、これにより、左右の転舵輪９，１０が転舵される。

ステアリングシャフト４の周囲には、ステアリングシャフト４の回転角である操舵角θｈを検出するための舵角センサ３１が配置されている。この実施形態では、舵角センサ３１は、ステアリングシャフト４の中立位置（操舵中立位置）からのステアリングシャフト４の正逆両方向の回転量（回転角）を検出するものであり、操舵中立位置から右方向への回転量を例えば正の値として出力し、操舵中立位置から左方向への回転量を例えば負の値として出力する。ピニオンシャフト５には、操舵トルクＴｈを検出するためのトルクセンサ３２が設けられている。

油圧式パワーステアリング装置１は、油圧制御バルブ１４、パワーシリンダ１６および油圧ポンプ２３を含んでいる。油圧制御バルブ１４は、例えばロータリバルブであり、ロータハウジング（図示略）と作動油の流通方向を切り替えるためのロータ（図示略）とを備えている。油圧制御バルブ１４のロータが電動モータ１５（以下「バルブ駆動用モータ１５」という）によって回転されることにより、油圧制御バルブ１４の開度が制御される。バルブ駆動用モータ１５は、例えば三相ブラシレスモータからなる。バルブ駆動用モータ１５の近傍には、バルブ駆動用モータ１５のロータの回転角（実回転角θｖ）を検出するための、例えばレゾルバからなる回転角センサ３３が配置されている。

油圧制御バルブ１４は、ステアリング機構２に操舵補助力を与えるパワーシリンダ１６に接続されている。パワーシリンダ１６は、ステアリング機構２に結合されている。具体的には、パワーシリンダ１６は、ラック軸７に一体に設けられたピストン１７と、このピストン１７によって区画された一対のシリンダ室１８，１９とを有しており、シリンダ室１８，１９は、それぞれ、対応する油路（フィードチューブ）２０，２１を介して、油圧制御バルブ１４に接続されている。

油圧制御バルブ１４は、リザーバタンク２２および操舵補助力発生用の油圧ポンプ２３を通る油循環路２４の途中部に介装されている。油圧ポンプ２３は、例えば、ギヤポンプからなり、電動モータ２５（以下、「ポンプ駆動用モータ２５」という）によって駆動され、リザーバタンク２２に貯留されている作動油をくみ出して油圧制御バルブ１４に供給する。余剰分の作動油は、油圧制御バルブ１４から油循環路２４を介してリザーバタンク２２に帰還される。

ポンプ駆動用モータ２５は、一方向に回転駆動されて、油圧ポンプ２３を駆動するものである。具体的には、ポンプ駆動用モータ２５は、その出力軸が油圧ポンプ２３の入力軸に連結されており、ポンプ駆動用モータ２５の出力軸が回転することで、油圧ポンプ２３の入力軸が回転して油圧ポンプ２３の駆動が達成される。ポンプ駆動用モータ２５は、例えば三相ブラシレスモータからなる。ポンプ駆動用モータ２５の近傍には、ポンプ駆動用モータ２５のロータの回転角を検出するための、例えばレゾルバからなる回転角センサ３４が配置されている。

油圧制御バルブ１４は、バルブ駆動用モータ１５によって油圧制御バルブ１４のロータが基準回転角度位置（バルブ開度中立位置）から一方の方向に回転された場合には、油路２０，２１のうちの一方を介してパワーシリンダ１６のシリンダ室１８，１９のうちの一方に作動油を供給するとともに、他方の作動油をリザーバタンク２２に戻す。また、バルブ駆動用モータ１５によって油圧制御バルブ１４のロータがバルブ開度中立位置から他方の方向に回転された場合には、油路２０，２１のうちの他方を介してシリンダ室１８，１９のうちの他方に作動油を供給するとともに、一方の作動油をリザーバタンク２２に戻す。

油圧制御バルブ１４のロータがバルブ開度中立位置にある場合には、油圧制御バルブ１４は、いわば平衡状態となり、パワーシリンダ１６の両シリンダ室１８，１９は等圧に維持され、作動油は油循環路２４を循環する。バルブ駆動用モータ１５によって油圧制御バルブ１４のロータが回転されると、パワーシリンダ１６のシリンダ室１８，１９のいずれかに作動油が供給され、ピストン１７が車幅方向（車両の左右方向）に沿って移動する。これにより、ラック軸７に操舵補助力が作用することになる。

舵角センサ３１によって検出される操舵角θｈ、トルクセンサ３２によって検出される操舵トルクＴｈ、回転角センサ３３の出力信号、回転角センサ３４の出力信号、車速センサ３５によって検出される車速Ｓｐ、バルブ駆動用モータ１５に流れる電流を検出するための電流センサ３６の出力信号は、コンピュータにより構成される制御装置４０にそれぞれ入力される。制御装置４０は、駆動回路４１を介してバルブ駆動用モータ１５を制御するともに、駆動回路４２を介してポンプ駆動用モータ２５を制御する。

制御装置４０は、バルブ駆動用モータ１５の駆動回路４１を制御するためのバルブ駆動用モータ制御部４３と、ポンプ駆動用モータ２５を制御するためのポンプ駆動用モータ制御部４４とを含んでいる。
図２は、ポンプ駆動用モータ制御部４４の構成を示すブロック図である。
ポンプ駆動用モータ制御部４４は、舵角センサ３１によって検出される操舵角θｈ、車速センサ３５によって検出される車速Ｓｐおよび回転角センサ３４の出力信号に基いて、ポンプ駆動用モータ２５の回転速度を制御する。つまり、ポンプ駆動用モータ制御部４４は、ポンプ駆動用モータ２５に対して回転角制御を行う。

ポンプ駆動用モータ制御部４４は、ソフトウエア処理によって実現される機能実現手段として、操舵角速度演算部５１と、ポンプ回転速度指令値設定部５２と、回転角演算部５３と、回転速度演算部５４と、速度偏差演算部５５と、ＰＩ制御部５６と、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御部５７とを含んでいる。
操舵角速度演算部５１は、舵角センサ３１の出力値を時間微分することによって、操舵角速度ωｈを演算する。ポンプ回転速度指令値設定部５２は、操舵角速度演算部５１によって演算される操舵角速度ωｈと車速センサ３５によって検出される車速Ｓｐとに基いて、油圧ポンプ２３の回転速度の指令値（ポンプ駆動用モータ２５の回転速度の指令値）であるポンプ回転速度指令値（モータ回転速度指令値）Ｖｐ^＊を設定する。

具体的には、ポンプ回転速度指令値設定部５２は、車速毎に操舵角速度とポンプ回転速度指令値との関係を記憶したマップに基いてポンプ回転速度指令値Ｖｐ^＊を設定する。図３は、操舵角速度ωｈに対するポンプ回転速度指令値Ｖｐ^＊の設定例を示すグラフである。ポンプ回転速度指令値Ｖｐ^＊は、操舵角速度が０のときに所定の下限値をとり、操舵角速度の増加に応じて単調に増加するように設定されている。また、ポンプ回転速度指令値Ｖｐ^＊は、車速センサ３５によって検出される車速Ｓｐが大きいほど、その値が小さくなるように設定されている。

回転角演算部５３は、回転角センサ３４の出力信号に基いて、ポンプ駆動用モータ２５の回転角θｐを演算する。回転速度演算部５４は、回転角演算部５３によって演算されるポンプ駆動用モータ２５の回転角θｐに基いて、ポンプ駆動用モータ２５の回転速度Ｖｐを演算する。速度偏差演算部５５は、ポンプ回転速度指令値設定部５２によって設定されたポンプ回転速度指令値Ｖｐ^＊と回転速度演算部５４によって演算されたポンプ駆動用モータ２５の回転速度Ｖｐとの偏差ΔＶｐ（＝Ｖｐ^＊−Ｖｐ）を演算する。

ＰＩ制御部５６は、速度偏差演算部５５によって演算された速度偏差ΔＶｐに対してＰＩ演算を行なう。すなわち、速度偏差演算部５５およびＰＩ制御部５６によって、ポンプ駆動用モータ２５の回転速度Ｖｐをポンプ回転速度指令値Ｖｐ^＊に導くための速度フィードバック制御手段が構成されている。ＰＩ制御部５６は、速度偏差ΔＶｐに対してＰＩ演算を行なうことで、ポンプ駆動用モータ２５に印加すべき電圧指令値を演算する。

ＰＷＭ制御部５７は、ＰＩ制御部５６によって演算された電圧指令値と、回転角演算部５３によって演算されたポンプ駆動用モータ２５の回転角θｐとに基いて、駆動信号を生成して、駆動回路４２に供給する。これにより、駆動回路４２から、ＰＩ制御部５６によって演算された電圧指令値に応じた電圧がポンプ駆動用モータ２５に印加される。
なお、ポンプ駆動用モータ制御部４４は、ポンプ駆動用モータ２５の回転速度が予め定められた所定速度となるように駆動回路４２を制御してもよい。

図４は、バルブ駆動用モータ制御部４３の構成を示すブロック図である。
バルブ駆動用モータ制御部４３は、トルクセンサ３２によって検出される操舵トルクＴｈ、車速センサ３５によって検出される車速Ｓｐ、舵角センサ３１によって検出される操舵角θｈおよび回転角センサ３３の出力信号に基いて、油圧制御バルブ１４の開度（バルブ駆動用モータ１５の回転角）を制御する。つまり、バルブ駆動用モータ制御部４３は、バルブ駆動用モータ１５に対して回転角制御を行う。

バルブ駆動用モータ制御部４３は、ソフトウエア処理によって実現される機能実現手段として、操舵角速度演算部６０と、位相補償部６１と、アシストトルク指令値設定部６２と、バルブ開度指令値設定部６３と、回転角演算部６４と、角度偏差演算部６５と、ＰＩＤ（比例積分微分）制御部６６と、モータ電流演算部６７と、電流偏差演算部６８と、ＰＩ（比例積分）制御部６９と、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御部７０と、ロータ角速度演算部７１と、制御応答性変更部７２とを含んでいる。ＰＩＤ制御部６６は、フィードバック制御のための操作量（フィードバック操作量）を演算するフィードバック操作量演算手段を構成している。

位相補償部６１は、トルクセンサ３２によって検出される操舵トルクの位相を進めて系を安定化させるための処理を行うものである。この位相補償部６１によって位相補償された操舵トルク（以下、「位相補償後トルクＴｈ」という。）と、車速センサ３５によって検出される車速Ｓｐとがアシストトルク指令値設定部６２に与えられるようになっている。

アシストトルク指令値設定部６２は、位相補償後トルクＴｈと車速センサ３５によって検出される車速Ｓｐとに基いて、パワーシリンダ１６によって発生させるべきアシストトルクの指令値であるアシストトルク指令値Ｔａ^＊［Ｎ・ｍ］を設定する。具体的には、アシストトルク指令値設定部６２は、車速毎に位相補償後トルクとアシストトルク指令値との関係を記憶したマップに基いて、アシストトルク指令値Ｔａ^＊を設定する。図５は、位相補償後トルクＴｈに対するアシストトルク指令値Ｔａ^＊の設定例を示すグラフである。

位相補償後トルクＴｈは、例えば右方向への操舵のためのトルクが正の値にとられ、左方向への操舵のためのトルクが負の値にとられている。また、アシストトルク指令値Ｔａ^＊は、パワーシリンダ１６によって右方向操舵ためのアシストトルクを発生させるときには正の値とされ、パワーシリンダ１６によって左方向操舵ためのアシストトルクを発生させるときには負の値とされる。

アシストトルク指令値Ｔａ^＊は、位相補償後トルクＴｈの正の値に対しては正の値をとり、位相補償後トルクＴｈの負の値に対しては負の値をとる。位相補償後トルクＴｈが−Ｔ１〜Ｔ１の範囲の微小な値のときには、アシストトルクは零とされる。そして、位相補償後トルクＴｈが−Ｔ１〜Ｔ１の範囲以外の領域においては、アシストトルク指令値Ｔａ^＊は、位相補償後トルクＴｈの絶対値が大きくなるほど、その絶対値が大きくなるように設定されている。また、アシストトルク指令値Ｔａ^＊は、車速センサ３５によって検出される車速Ｓｐが大きいほど、その絶対値が小さくなるように設定されている。

バルブ開度指令値設定部６３は、アシストトルク指令値設定部６２によって設定されたアシストトルク指令値Ｔａ^＊に基いて、油圧制御バルブ１４の開度の目標値（バルブ駆動用モータ１５の回転角の目標値）であるバルブ開度指令値（回転角指令値）θｖ^＊［ｄｅｇ］を設定する。この例では、油圧制御バルブ１４のロータがバルブ開度中立位置にあるときのバルブ駆動用モータ１５の回転角を０°とする。油圧制御バルブ１４のロータの回転角度範囲は、バルブ開度中立位置を中心として、機械角で±３［ｄｅｇ］程度である。

バルブ駆動用モータ１５の回転角（実バルブ開度）が０°より大きくなると、パワーシリンダ１６によって右方向操舵のためのアシストトルクが発生するように、油圧制御バルブ１４の開度が制御されるものとする。一方、バルブ駆動用モータ１５の回転角が０°より小さくなると、パワーシリンダ１６によって左方向操舵のためのアシストトルクが発生するように、油圧制御バルブ１４の開度が制御されるものとする。なお、バルブ駆動用モータ１５の回転角の絶対値が大きくなるほど、パワーシリンダ１６によって発生するアシストトルクの絶対値は大きくなる。

バルブ開度指令値設定部６３は、アシストトルク指令値Ｔａ^＊とバルブ開度指令値θｖ^＊との関係を記憶したマップに基いて、バルブ開度指令値θｖ^＊を設定する。図６は、アシストトルク指令値Ｔａ^＊に対するバルブ開度指令値θｖ^＊の設定例を示すグラフである。バルブ開度指令値θｖ^＊は、アシストトルク指令値Ｔａ^＊の正の値に対しては正の値をとり、アシストトルク指令値Ｔａ^＊の負の値に対しては負の値をとる。バルブ開度指令値θｖ^＊は、アシストトルク指令値Ｔａ^＊の絶対値が大きくなるほど、その絶対値が大きくなるように設定されている。

回転角演算部６４は、回転角センサ３３の出力信号に基いて、バルブ駆動用モータ１５の実回転角（実バルブ開度）θｖを演算する。角度偏差演算部６５は、バルブ開度指令値設定部６３によって設定されたバルブ開度指令値θｖ^＊と回転角演算部６４によって演算されたバルブ駆動用モータ１５の実回転角θｖとの偏差Δθｖ（＝θｖ^＊−θｖ）を演算する。

ＰＩＤ制御部６６は、角度偏差演算部６５によって演算された角度偏差Δθｖに対してＰＩＤ演算（比例積分微分演算）を行って、フィードバック操作量を演算する。具体的には、ＰＩＤ制御部６６は、比例要素８１と、積分要素８２と、微分要素８３と、第１加算器８４と、第２加算器８５とを備えている。ただし、Ｋｐは比例ゲイン、Ｋｉは積分ゲイン、１／Ｚは入力信号を１演算周期遅延させて出力するための遅延素子の伝達関数、Ｋｄは微分ゲイン、ＬＰＦはローパスフィルタである。

比例要素８１は、角度偏差演算部６５によって演算された角度偏差Δθｖに対して比例演算を行うことによって、比例動作の操作量（比例項。以下、「比例操作量」という。）を演算する。具体的には、比例要素８１は、角度偏差Δθｖに比例ゲインＫｐを乗ずることによって、比例操作量を演算する。
積分要素８２は、角度偏差Δθｖに対して積分演算を行うことによって、積分動作の操作量（積分項。以下、「積分操作量」という。）を演算する。具体的には、積分要素８２は、角度偏差Δθｖに積分ゲインＫｉを乗じた値に、前回の積分操作量を加算することにより、今回の積分操作量を求める。

比例要素８１によって演算された比例操作量と積分要素８２によって演算された積分操作量とは、第１加算器８４に与えられる。第１加算器８４は、比例操作量と積分操作量とを加算する。第１加算器８４の加算結果は、第２加算器８５に与えられる。
微分要素８３は、角度偏差Δθｖに対して微分演算を行うことによって、微分動作の操作量（微分項。以下、「微分操作量」という。）を演算する。具体的には、微分要素８３は、第１のＬＰＦ８３ａと、減算器８３ｂと、第２のＬＰＦ８３ｃと、乗算器８３ｄとを含む。第１のＬＰＦ８３ａは、角度偏差演算部６５によって演算された角度偏差Δθｖの低周波数成分を抽出する。減算器８３ｂは、角度偏差演算部６５によって演算された角度偏差Δθｖから、第１のＬＰＦ８３ａによって抽出された低周波数成分を除去する。これにより、角度偏差Δθｖの高周波数成分が抽出される。つまり、角度偏差Δθｖの微分値（以下、「角度偏差微分値」という。）が演算される。第２のＬＰＦ８３ｃは、角度偏差微分値の高周波成分を除去する。乗算器８３ｄは、高周波成分が除去された後の角度偏差微分値に微分ゲインＫｄを乗じることにより、微分操作量を演算する。微分要素８３によって演算された微分操作量は、第２加算器８５に与えられる。第２加算器８５は、ＰＩＤ制御部６６内の第１加算器８４の加算結果（比例操作量と積分操作量と和）に、ＰＩＤ制御部６６内の微分要素８３によって演算された微分操作量を加算することにより、電流指令値Ｉ^＊を演算する。比例操作量と積分操作量と微分操作量の総和が、ＰＩＤ制御部６６によって演算されるフィードバック操作量である。

角度偏差演算部６５およびＰＩＤ制御部６６によって、バルブ駆動用モータ１５の実回転角θｖを、バルブ開度指令値θｖ^＊に導くための回転角フィードバック制御手段が構成されている。
モータ電流演算部６７は、電流センサ３６の出力信号に基いて、バルブ駆動用モータ１５に流れるモータ電流を演算する。電流偏差演算部６８は、ＰＩＤ制御部６６によって演算された電流指令値Ｉ^＊と、モータ電流演算部６７によって演算されたモータ電流（実電流）Ｉとの偏差ΔＩ（＝Ｉ^＊−Ｉ）を演算する。ＰＩ制御部６９は、電流偏差演算部６８によって演算された電流偏差ΔＩに対してＰＩ演算を行なう。すなわち、電流偏差演算部６８およびＰＩ制御部６９によって、バルブ駆動用モータ１５に流れるモータ電流を電流指令値に導くための電流フィードバック制御手段が構成されている。ＰＩ制御部６９は、電流偏差に対してＰＩ演算を行なうことで、バルブ駆動用モータ１５に印加すべき電圧指令値を演算する。

ＰＷＭ制御部７０は、ＰＩ制御部６９によって演算された電圧指令値と、回転角演算部６４によって演算されたバルブ駆動用モータ１５の実回転角θｖとに基いて、駆動信号を生成して、駆動回路４１に供給する。これにより、駆動回路４１から、ＰＩ制御部６９によって演算された電圧指令値に応じた電圧がバルブ駆動用モータ１５に印加される。
操舵角速度演算部６０は、舵角センサ３１の出力値を時間微分することによって、操舵角速度ωｈを演算する。ロータ角速度演算部７１は、回転角演算部６４によって演算されるバルブ駆動用モータ１５の実回転角θｖを時間微分することによって、バルブ駆動用モータ１５のロータ角速度ωｖを演算する。

制御応答性変更部７２は、ラック軸７の位置がラックエンド付近にある状態から、ステアリングホイール３の手放し（ラックエンド付近からの手放し）が行われたときに、バルブ駆動用モータ制御部４３の制御応答性を低下させるものである。制御応答性変更部７２は、手放し判定部７３と、制御応答性低下部７４と、制御応答性復帰部７５とを含んでいる。

手放し判定部７３は、舵角センサ３１によって検出される操舵角θｈ、トルクセンサ３２によって検出される操舵トルクＴｈ、回転角演算部６４によって演算されるバルブ駆動用モータ１５の実回転角（実バルブ開度）θｖおよびロータ角速度演算部７１によって演算されるロータ角速度（バルブ開度の角速度）ωｖに基いて、ラックエンド付近からの手放し状態であるか否かを判定する。

具体的には、操舵角θｈの絶対値が所定の閾値Ａ（Ａ＞０）以上であり、かつ操舵トルクＴｈの絶対値が所定の閾値Ｂ（Ｂ＞０）以上であり、かつロータ角速度ωｖの絶対値が所定の閾値Ｃ（Ｃ＞０）以上であり、かつロータ角速度ωｖの符号と実回転角θｖの符号とが逆であるときに、手放し判定部７３は、ラックエンド付近からの手放し状態であると判定する。たとえば、「θｈ≧Ａ」かつ「Ｔｈ≧Ｂ」かつ「ωｖ≦−Ｃ」かつ「θｖ＞０」の条件が成立しているとき、または「θｈ≦−Ａ」かつ「Ｔｈ≦−Ｂ」かつ「ωｖ≧Ｃ」かつ「θｖ＜０」の条件が成立しているときに、手放し判定部７３は、ラックエンド付近からの手放し状態であると判定してもよい。

閾値Ａは、たとえば、５４０［ｄｅｇ］に設定される。閾値Ｂは、たとえば、３［Ｎｍ］に設定される。閾値Ｃは、たとえば、１［ｄｅｇ／ｓ］に設定される。
また、操舵角θｈの絶対値が所定の閾値Ａ（Ａ＞０）以上であり、かつ操舵トルクＴｈの絶対値が所定の閾値Ｂ（Ｂ＞０）以上であり、かつロータ角速度ωｖの絶対値が所定の閾値Ｃ（Ｃ＞０）以上であり、かつ実回転角θｖの絶対値が所定の閾値Ｄ（Ｄ＞０）以上であり、かつロータ角速度ωｖの符号と実回転角θｖの符号とが逆であるときに、手放し判定部７３は、ラックエンド付近からの手放し状態であると判定してもよい。たとえば、「θｈ≧Ａ」かつ「Ｔｈ≧Ｂ」かつ「θｖ≧Ｄ」かつ「ωｖ≦−Ｃ」の条件が成立しているとき、または「θｈ≦−Ａ」かつ「Ｔｈ≦−Ｂ」かつ「θｖ≦−Ｄ」かつ「ωｖ≧Ｃ」の条件が成立しているときに、手放し判定部７３は、ラックエンド付近からの手放し状態であると判定してもよい。閾値Ｄは、たとえば、３［ｄｅｇ］に設定される。

また、手放し判定部７３は、舵角センサ３１によって検出される操舵角θｈ、トルクセンサ３２によって検出される操舵トルクＴｈおよび操舵角θｈの時間微分値である操舵角速度ωｈに基いて、ラックエンド付近からの手放し状態であるか否かを判定してもよい。具体的には、操舵角の絶対値が所定の閾値Ｅ（Ｅ＞０）以上であり、かつ操舵トルクＴｈの絶対値が所定の閾値Ｆ（Ｆ＞０）以上であり、かつ操舵角速度ωｈの絶対値が所定の閾値Ｇ（Ｇ＞０）以上であり、かつ操舵角速度ωｈの方向と操舵トルクＴｈの方向とが逆（ωｈとＴｈの符号が逆）であるときに、手放し判定部７３は、ラックエンド付近からの手放し状態であると判定してもよい。たとえば、「θｈ≧Ｅ」かつ「Ｔｈ≧Ｆ」かつ「ωｈ≦−Ｇ」の条件が成立しているとき、または「θｈ≦−Ｅ」かつ「Ｔｈ≦−Ｆ」かつ「ωｈ≧Ｇ」の条件が成立しているときに、手放し判定部７３は、ラックエンド付近からの手放し状態であると判定してもよい。

閾値Ｅは、たとえば、５４０［ｄｅｇ］に設定される。閾値Ｆは、たとえば、３［Ｎｍ］に設定される。閾値Ｇは、たとえば、１０［ｄｅｇ／ｓ］に設定される。
制御応答性低下部７４は、手放し判定部７３によってラックエンド付近からの手放し状態であると判定されたときに、ＰＩＤ制御部６６の制御ゲイン（比例ゲインＫｐ、積分ゲインＫｉおよび微分ゲインＫｄ）を減少補正する。これにより、バルブ駆動用モータ制御部４３による回転角制御の応答性が低下される。これにより、ラックエンド付近からの手放しが行われたときに、油圧制御バルブ１４の実バルブ開度θｖの変動を抑制できるので、作動油の油圧変動を抑制できる。これにより、フィードチューブ（２０，２１）の振動を抑制できるから、異常音の発生を抑制できる。

以下において、制御応答性低下部７４によって回転角制御の応答性が低下されているときの制御モードを応答性低下モードといい、回転角制御の応答性が低下されていないときの制御モードを通常モードという場合がある。
制御応答性復帰部７５は、応答性低下モード時において、所定の制御応答性復帰条件が満たされたときに、制御応答性低下状態を解除して制御モードを通常モードに戻す。所定の制御応答性復帰条件は、たとえば、以下に示す第１条件または第２条件または第３条件を満たしたときに、満たされたことになる。言い換えれば、以下に示す第１条件、第２条件および第３条件のいずれかを満たしたときに、制御応答性復帰条件が満たされたことになる。

第１条件：バルブ駆動用モータ１５の実回転角（実バルブ開度）θｖの絶対値が所定の閾値Ｈ（Ｈ＞０）以下である状態が所定時間Ｊ（Ｊ＞０）以上継続したこと。閾値Ｈは、たとえば、０．２［ｄｅｇ］に設定される。所定時間Ｊは、たとえば、０．０１［ｓ］に設定される。
第２条件：操舵トルクＴｈの絶対値が所定の閾値Ｋ（Ｋ＞０）以上であり、かつ操舵角速度ωｈの絶対値が所定の閾値Ｌ（Ｌ＞０）以上であり、かつ実バルブ開度θｖの絶対値が所定値Ｍ（Ｍ＞０）以下であり、かつ手放し判定部７３によってラックエンド付近からの手放し状態であると判定された時点から所定時間Ｎ（Ｎ＞０）以上の時間が経過しておりかつ前記手放し状態判定時点から操舵トルクＴｈの絶対値が所定の閾値Ｐ（Ｐ＞０）以上である状態が現在まで継続していること。

閾値Ｋは、たとえば、３［Ｎｍ］に設定される。閾値Ｌは、たとえば、１［ｄｅｇ／ｓ］に設定される。閾値Ｍは、たとえば、２［ｄｅｇ］に設定される。所定時間Ｎは、たとえば、０．２［ｓ］に設定される。閾値Ｐは、たとえば、５［Ｎｍ］に設定される。
第３条件：手放し判定部７３によってラックエンド付近からの手放し状態であると判定された時点での操舵角θｈの絶対値に対して、操舵角θｈの絶対値が所定の閾値Ｑ（Ｑ＞０）以上小さくなったこと。閾値Ｑは、たとえば、３０［ｄｅｇ］に設定される。

なお、前記第２条件は、ラックエンド付近からの手放し状態であると判定された後に、操舵角θｈが操舵中立位置に向かって少し（前記閾値Ｑ未満）だけ戻ってから再切り込みが行われたときに、制御応答性低下状態を解除するために設定された条件である。
この実施形態では、制御応答性復帰部７５は、応答性低下モード時において、前記制御応答性復帰条件が満たされたときに、ＰＩＤ制御部６６の制御ゲイン（比例ゲインＫｐ、積分ゲインＫｉおよび微分ゲインＫｄ）を初期設定値に戻す。

図７は、制御応答性変更部７２の動作を説明するためのフローチャートである。図７の処理は、所定の演算周期毎に繰り返し実行される。
制御応答性変更部７２は、モードフラグＦがリセット（Ｆ＝０）されているか否かを判別する(ステップＳ１)。モードフラグＦは、制御モードを記憶するためのフラグであり、制御モードが応答性低下モードから通常モードに変更されたときにリセット（Ｆ＝０）され、制御モードが通常モードから応答性低下モードに変更されたときにセット（Ｆ＝１）される。モードフラグＦの初期値は０である。

モードフラグＦがリセット（Ｆ＝０）されている場合には(ステップＳ１：ＹＥＳ)、つまり制御モードが通常モードである場合には、制御応答性変更部７２は、ラックエンド付近からの手放し状態であるか否かを判定する(ステップＳ２)。この判定は、手放し判定部７３によって行われる。ラックエンド付近からの手放し状態ではないと判定された場合には(ステップＳ２：ＮＯ)、制御応答性変更部７２は、今演算周期での処理を終了する。

前記ステップＳ２において、ラックエンド付近からの手放し状態であると判定された場合には(ステップＳ２：ＹＥＳ)、制御応答性変更部７２は、制御応答性低下処理を行う(ステップＳ３)。この実施形態では、制御応答性変更部７２は、ＰＩＤ制御部６６の制御ゲイン（比例ゲインＫｐ、積分ゲインＫｉおよび微分ゲインＫｄ）を減少補正する。この制御応答性低下処理は、制御応答性低下部７４によって行われる。これにより、制御モードが応答性低下モードになる。

この後、制御応答性変更部７２は、モードフラグＦをセット（Ｆ＝１）する(ステップＳ４)。そして、制御応答性変更部７２は、今演算周期での処理を終了する。
前記ステップＳ１において、モードフラグＦがセット（Ｆ＝１）されていると判別された場合には(ステップＳ１：ＮＯ)、制御応答性変更部７２は、制御応答性復帰条件を満たしているか否かを判別する(ステップＳ５)。この判別は、制御応答性復帰部７５によって行われる。

制御応答性復帰条件を満たしていないと判別された場合には(ステップＳ５：ＮＯ)、制御応答性変更部７２は、今演算周期での処理を終了する。
前記ステップＳ５において、制御応答性復帰条件を満たしていると判別された場合には(ステップＳ５：ＹＥＳ)、制御応答性変更部７２は、制御応答性低下状態を解除して、制御モードを通常モードに戻すための制御応答性復帰処理を行う(ステップＳ６)。この実施形態では、制御応答性変更部７２は、ＰＩＤ制御部６６の制御ゲイン（比例ゲインＫｐ、積分ゲインＫｉおよび微分ゲインＫｄ）を初期設定値に戻す。この処理は、制御応答性復帰部７５によって行われる。

この後、制御応答性変更部７２は、モードフラグＦをリセット（Ｆ＝０）する(ステップＳ７)。そして、制御応答性変更部７２は、今演算周期での処理を終了する。
図８は、バルブ駆動用モータ制御部の第１変形例を示すブロック図である。図８において、前述の図４の各部に対応する部分には図４と同じ符号を付して示す。
このバルブ駆動用モータ制御部４３Ａでは、図４のバルブ駆動用モータ制御部４３に比べて、ＦＦ（フィードフォワード）制御部７６および第３加算器７７が追加されている。また、このバルブ駆動用モータ制御部４３Ａでは、図４のバルブ駆動用モータ制御部４３に比べて、制御応答性変更部７２Ａの動作が異なっている。その他の点は、図４のバルブ駆動用モータ制御部４３と同じである。

ＦＦ制御部７６は、フィードフォワード制御のための操作量（フィードフォワード操作量）を演算するフィードバック操作量演算手段を構成している。ＦＦ制御部７６は、回転角制御の応答性を高めることにより、バルブ開度指令値θｖ^＊が周期的に変化しているような場合において、バルブ開度指令値θｖ^＊の振幅が小さいときの応答性を改善するために設けられている。

ＦＦ制御部７６は、バルブ開度指令値設定部６３によって設定されたバルブ開度指令値θｖ^＊に基いてフィードフォワード操作量を演算する。具体的には、ＦＦ制御部７６は、バルブ開度指令値θｖ^＊の微分値に応じたフィードフォワード操作量を演算する。より具体的には、ＦＦ制御部７６は、第１のＬＰＦ９１と、減算器９２と、第２のＬＰＦ９３と、乗算器９４と、リミッタ９５とを含む。

第１のＬＰＦ９１は、バルブ開度指令値設定部６３によって設定されたバルブ開度指令値θｖ^＊の低周波数成分を抽出する。減算器９２は、バルブ開度指令値設定部６３によって設定されたバルブ開度指令値θｖ^＊から、第１のＬＰＦ９１によって抽出された低周波数成分を除去する。これにより、バルブ開度指令値θｖ^＊の高周波数成分が抽出される。つまり、バルブ開度指令値θｖ^＊の微分値（以下、「角度指令微分値」という。）が演算される。

第２のＬＰＦ９３は、角度指令微分値の高周波成分を除去する。乗算器９４は、高周波成分が除去された後の角度指令微分値に所定のゲインＫｆｆを乗じることにより、フィードフォワード操作量を演算する。リミッタ９５は、乗算器９４によって演算されたフィードフォワード操作量の絶対値を予め定められた制限値以下に制限する。これは、フィードフォワード操作量が大きくなりすぎるのを防止するためである。リミッタ９５による制限処理後のフィードフォワード操作量は、第３加算器７７に与えられる。

第３加算器７７は、ＰＩＤ制御部６６によって演算されるフィードバック操作量に、ＦＦ制御部７６によって演算されるフィードフォワード操作量を加算することにより、電流指令値Ｉ^＊を演算する。この電流指令値Ｉ^＊が、電流偏差演算部６８に与えられる。
制御応答性変更部７２Ａは、手放し判定部７３と、制御応答性低下部７４Ａと、制御応答性復帰部７５Ａとを含んでいる。手放し判定部７３の動作は、図４の制御応答性変更部７２の手放し判定部７３の動作と同じである。

制御応答性低下部７４Ａは、手放し判定部７３によってラックエンド付近からの手放し状態であると判定されたときに、フィードフォワード操作量を実質的に零にするような制御を行うとともに、ＰＩＤ制御部６６の制御ゲイン（比例ゲインＫｐ、積分ゲインＫｉおよび微分ゲインＫｄ（図４参照））を減少補正する。フィードフォワード操作量を実質的に零にするためには、たとえば、ＦＦ制御部７６の動作を停止させるか、ＦＦ制御部７６によって演算されるフィードフォワード操作量を第３加算器７７に与えないようにすればよい。フィードフォワード操作量が実質的に零にされた場合には、ＰＩＤ制御部６６によって演算されるフィードバック操作量に応じた電流指令値Ｉ^＊が、電流偏差演算部６８に与えられるようになる。これにより、バルブ駆動用モータ制御部４３Ａによる回転角制御の応答性が低下される。これにより、ラックエンド付近からの手放しが行われたときに、油圧制御バルブ１４の実バルブ開度θｖの変動を抑制できるので、作動油の油圧変動を抑制できる。これにより、フィードチューブ（２０，２１）の振動を抑制できるから、異常音の発生を抑制できる。

制御応答性復帰部７５Ａは、応答性低下モード時において、所定の制御応答性復帰条件が満たされたときに、フィードフォワード操作量を実質的に零にするための制御を解除させるとともに、ＰＩＤ制御部６６の制御ゲイン（比例ゲインＫｐ、積分ゲインＫｉおよび微分ゲインＫｄ）を初期設定値に戻す。制御応答性復帰条件は、たとえば、前述した制御応答性復帰条件と同じである。

制御応答性低下部７４Ａは、手放し判定部７３によってラックエンド付近からの手放し状態であると判定されたときに、ＰＩＤ制御部６６の制御ゲインを減少補正することなく、フィードフォワード操作量を実質的に零にするような制御のみを行うようにしてもよい。この場合には、制御応答性復帰部７５Ａは、応答性低下モード時において、所定の制御応答性復帰条件が満たされたときに、フィードフォワード操作量を実質的に零にするような制御を解除すればよい。

制御応答性変更部７２Ａによる全体的な処理手順は、前述の図７に示される処理手順と同様である。ただし、図７のステップＳ３においては、制御応答性変更部７２Ａは、フィードフォワード操作量を実質的に零にするような制御を行うとともに、ＰＩＤ制御部６６の制御ゲインを減少補正する。また、図７のステップＳ６においては、制御応答性変更部７２Ａは、フィードフォワード操作量を実質的に零にするような制御を解除するとともに、ＰＩＤ制御部６６の制御ゲインを初期設定値に戻す。

なお、図７のステップＳ３において、制御応答性変更部７２Ａは、ＰＩＤ制御部６６の制御ゲインを減少補正させることなく、フィードフォワード操作量を実質的に零にするような制御のみを行うようにしてもよい。この場合には、図７のステップＳ６において、制御応答性変更部７２Ａは、フィードフォワード操作量を実質的に零にするような制御を解除すればよい。

図９は、バルブ駆動用モータ制御部の第２変形例を示すブロック図である。図９において、前述の図４の各部に対応する部分には図４と同じ符号を付して示す。
このバルブ駆動用モータ制御部４３Ｂでは、図４のバルブ駆動用モータ制御部４３に比べて、トルク微分制御量演算部７８および第４加算器７９が追加されている。また、このバルブ駆動用モータ制御部４３Ｂでは、図４のバルブ駆動用モータ制御部４３に比べて、制御応答性変更部７２Ｂの動作が異なっている。その他の点は、図４のバルブ駆動用モータ制御部４３と同じである。

トルク微分制御量演算部７８は、トルクセンサ３２によって検出される操舵トルクＴｈの微分値に応じたトルク微分制御量を演算する。第４加算器７９は、バルブ開度指令値設定部６３によって設定されるバルブ開度指令値θｖ^＊に、トルク微分制御量演算部７８によって演算されるトルク微分制御量を加算する。トルク微分制御量が加算された後のバルブ開度指令値が、角度偏差演算部６５に与えられる。トルク微分制御量演算部７８は、操舵トルク変化に対する回転角制御の応答性を高めるために設けられたものである。

ＰＩＤ制御部６６は、トルク微分制御量が加算された後のバルブ開度指令値と回転角演算部によって演算される実回転角θｖとの偏差Δθｖに基いてフィードバック操作量を演算する。電流偏差演算部６８には、ＰＩＤ制御部６６によって演算されるフィードバック操作量に応じた電流指令値Ｉ^＊が与えられる。
制御応答性変更部７２Ｂは、手放し判定部７３と、制御応答性低下部７４Ｂと、制御応答性復帰部７５Ｂとを含んでいる。手放し判定部７３の動作は、図４の制御応答性変更部７２の手放し判定部７３の動作と同じである。

制御応答性低下部７４Ｂは、手放し判定部７３によってラックエンド付近からの手放し状態であると判定されたときに、トルク微分制御量を実質的に零にするような制御を行うとともに、ＰＩＤ制御部６６の制御ゲイン（比例ゲインＫｐ、積分ゲインＫｉおよび微分ゲインＫｄ（図４参照））を減少補正する。トルク微分制御量を実質的に零にするためには、たとえば、トルク微分制御量演算部７８の動作を停止させるか、トルク微分制御量演算部７８によって演算されるトルク微分制御量を第４加算器７９に与えないようにすればよい。

トルク微分制御量が実質的に零にされた場合には、バルブ開度指令値設定部６３によって設定されるバルブ開度指令値θｖ^＊が、角度偏差演算部６５に与えられるようになる。したがって、この場合には、ＰＩＤ制御部６６は、バルブ開度指令値設定部６３によって設定されるバルブ開度指令値θｖ^＊と回転角演算部によって演算される実回転角θｖとの偏差に基いてフィードバック操作量を演算するようになる。これにより、バルブ駆動用モータ制御部４３Ｂによる回転角制御の応答性が低下される。これにより、ラックエンド付近からの手放しが行われたときに、油圧制御バルブ１４の実バルブ開度θｖの変動を抑制できるので、作動油の油圧変動を抑制できる。これにより、フィードチューブ（２０，２１）の振動を抑制できるから、異常音の発生を抑制できる。

制御応答性復帰部７５Ｂは、応答性低下モード時において、所定の制御応答性復帰条件が満たされたときに、トルク微分制御量を実質的に零にするための制御を解除させるとともに、ＰＩＤ制御部６６の制御ゲイン（比例ゲインＫｐ、積分ゲインＫｉおよび微分ゲインＫｄ）を初期設定値に戻す。制御応答性復帰条件は、たとえば、前述した制御応答性復帰条件と同じである。

制御応答性低下部７４Ｂは、手放し判定部７３によってラックエンド付近からの手放し状態であると判定されたときに、ＰＩＤ制御部６６の制御ゲインを減少補正することなく、トルク微分制御量を実質的に零にするための制御のみを行うようにしてもよい。この場合には、制御応答性復帰部７５Ｂは、応答性低下モード時において、所定の制御応答性復帰条件が満たされたときに、トルク微分制御量を実質的に零にするための制御を解除すればよい。

制御応答性変更部７２Ｂによる全体的な処理手順は、前述の図７に示される処理手順と同様である。ただし、図７のステップＳ３においては、制御応答性変更部７２Ｂは、トルク微分制御量を実質的に零にするための制御を行うとともに、ＰＩＤ制御部６６の制御ゲインを減少補正する。また、図７のステップＳ６においては、制御応答性変更部７２Ｂは、トルク微分制御量を実質的に零にするための制御を解除するとともに、ＰＩＤ制御部６６の制御ゲインを初期設定値に戻す。

なお、図７のステップＳ３において、制御応答性変更部７２Ｂは、ＰＩＤ制御部６６の制御ゲインを減少補正させることなく、トルク微分制御量を実質的に零にするための制御のみを行うようにしてもよい。この場合には、図７のステップＳ６において、制御応答性変更部７２Ｂは、トルク微分制御量を実質的に零にするための制御を解除すればよい。
図１０は、バルブ駆動用モータ制御部の第３変形例を示すブロック図である。図１０において、前述の図４の各部に対応する部分には図４と同じ符号を付して示す。

このバルブ駆動用モータ制御部４３Ｃでは、図４のバルブ駆動用モータ制御部４３に比べて、第１変形例（図８参照）のＦＦ（フィードフォワード）制御部７６および第３加算器７７と、第２変形例（図９参照）のトルク微分制御量演算部７８および第４加算器７９とが追加されている。また、このバルブ駆動用モータ制御部４３Ｃでは、図４のバルブ駆動用モータ制御部４３に比べて、制御応答性変更部７２Ｃの動作が異なっている。その他の点は、図４のバルブ駆動用モータ制御部４３と同じである。

トルク微分制御量演算部７８は、トルクセンサ３２によって検出される操舵トルクＴｈの微分値に応じたトルク微分制御量を演算する。第４加算器７９は、バルブ開度指令値設定部６３によって設定されるバルブ開度指令値θｖ^＊に、トルク微分制御量演算部７８によって演算されるトルク微分制御量を加算する。トルク微分制御量が加算された後のバルブ開度指令値が、ＦＦ制御部７６および角度偏差演算部６５に与えられる。

ＦＦ制御部７６は、トルク微分制御量が加算された後のバルブ開度指令値に基いてフィードフォワード操作量を演算する。ＰＩＤ制御部６６は、トルク微分制御量が加算された後のバルブ開度指令値と回転角演算部６４によって演算される実回転角θｖとの偏差に基いて、フィードバック操作量を演算する。第３加算器７７は、ＰＩＤ制御部６６によって演算されるフィードバック操作量に、ＦＦ制御部７６によって演算されるフィードフォワード操作量を加算することにより、電流指令値Ｉ^＊を演算する。この電流指令値Ｉ^＊が、電流偏差演算部６８に与えられる。

制御応答性変更部７２Ｃは、手放し判定部７３と、制御応答性低下部７４Ｃと、制御応答性復帰部７５Ｃとを含んでいる。手放し判定部７３の動作は、図４の制御応答性変更部７２の手放し判定部７３の動作と同じである。
制御応答性低下部７４Ｃは、手放し判定部７３によってラックエンド付近からの手放し状態であると判定されたときに、トルク微分制御量およびフィードフォワード操作量を実質的に零にするような制御を行うとともに、ＰＩＤ制御部６６の制御ゲイン（比例ゲインＫｐ、積分ゲインＫｉおよび微分ゲインＫｄ（図４参照））を減少補正させる。トルク微分制御量およびフィードフォワード操作量が実質的に零にされた場合には、ＰＩＤ制御部６６において、バルブ開度指令値設定部６３によって設定されるバルブ開度指令値θｖ^＊と実回転角θｖとの偏差Δθｖに基いてフィードバック操作量が演算される。そして、得られたフィードバック操作量に応じた電流指令値Ｉ^＊が、電流偏差演算部６８に与えられるようになる。これにより、バルブ駆動用モータ制御部４３Ｃによる回転角制御の応答性が低下される。これにより、ラックエンド付近からの手放しが行われたときに、油圧制御バルブ１４の実バルブ開度θｖの変動を抑制できるので、作動油の油圧変動を抑制できる。これにより、フィードチューブ（２０，２１）の振動を抑制できるから、異常音の発生を抑制できる。

制御応答性復帰部７５Ｃは、応答性低下モード時において、所定の制御応答性復帰条件が満たされたときに、トルク微分制御量およびフィードフォワード操作量を実質的に零にするための制御を解除させるとともに、ＰＩＤ制御部６６の制御ゲイン（比例ゲインＫｐ、積分ゲインＫｉおよび微分ゲインＫｄ）を初期設定値に戻す。制御応答性復帰条件は、たとえば、前述した制御応答性復帰条件と同じである。

制御応答性低下部７４Ｃは、手放し判定部７３によってラックエンド付近からの手放し状態であると判定されたときに、トルク微分制御量を実質的に零にするための制御、フィードフォワード操作量を実質的に零にするための制御、およびＰＩＤ制御部６６の制御ゲインの減少補正のうち、任意の１または２つの組み合わせを実行するようにしてもよい。この場合には、制御応答復帰部７５Ｃは、応答性低下モード時において、所定の制御応答復帰条件が満たされたときに、制御応答性低下部７４Ｃによって実行された応答性を低下させるための制御を解除させればよい。

制御応答性変更部７２Ｃによる全体的な処理手順は、前述の図７に示される処理手順と同様である。ただし、図７のステップＳ３においては、制御応答性変更部７２Ｃは、トルク微分制御量およびフィードフォワード操作量を実質的に零にするための制御を行うとともに、ＰＩＤ制御部６６の制御ゲインを減少補正する。また、図７のステップＳ６においては、制御応答性変更部７２Ｃは、トルク微分制御量およびフィードフォワード操作量を実質的に零にするための制御を解除するとともに、ＰＩＤ制御部６６の制御ゲインを初期設定値に戻す。

なお、図７のステップＳ３において、制御応答性変更部７２Ｃは、トルク微分制御量を実質的に零にするための制御、フィードフォワード操作量を実質的に零にするための制御、およびＰＩＤ制御部６６の制御ゲインの減少補正のうち、任意の１または２つの組み合わせを実行するようにしてもよい。この場合には、図７のステップＳ６において、制御応答性変更部７２Ｃは、図７のステップＳ３において実行した制御応答性を低下させるための制御を解除すればよい。

以上、この発明の実施形態について説明したが、この発明はさらに他の形態で実施することもできる。例えば、前記実施形態では、回転角フィードバック制御手段は、ＰＩＤ制御を行うためのＰＩＤ制御部６６を含んでいるが、ＰＩＤ制御部６６の代わりにＰＩ制御を行うためのＰＩ制御部を用いてもよい。
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。

１…油圧式パワーステアリング装置、２…ステアリング機構、３…ステアリングホイール、１４…油圧制御バルブ、１５…バルブ駆動用モータ、１６…パワーシリンダ、２３…油圧ポンプ、２５…ポンプ駆動用モータ、３３…回転角センサ、３６…電流センサ、６０…操舵角速度演算部、６１…位相補償部、６２…アシストトルク指令値設定部、６３…バルブ開度指令値設定部、６５…角度偏差演算部、６６…ＰＩＤ（比例積分微分）制御部、６８…電流偏差演算部、６９…ＰＩ（比例積分）制御部、７２，７２Ａ，７２Ｂ，７２Ｃ…制御応答性変更部、７３…手放し判定部、７４，７４Ａ，７４Ｂ，７４Ｃ…制御応答性低下部、７５，７５Ａ，７５Ｂ，７５Ｃ…制御応答性復帰部、７６…ＦＦ制御部、７８…トルク微分制御量演算部、７７，７９…加算器

Claims (9)

1. 車両のステアリング機構に結合されたパワーシリンダに、操舵部材に機械的に連結されていない油圧制御バルブを介して、油圧ポンプからの作動油を供給することによって、操舵補助力を発生させる油圧式パワーステアリング装置であって、
   前記油圧制御バルブの開度を制御するための電動モータと、
   前記電動モータの回転角の目標値である回転角指令値を設定する回転角指令値設定手段と、
   前記電動モータの実回転角が、前記回転角指令値設定手段によって設定される回転角指令値に等しくなるように、前記電動モータを制御するモータ制御手段と、
   ラックエンド付近からの手放し状態を検出する手放し検出手段と、
   前記手放し検出手段によって前記ラックエンド付近からの手放し状態が検出されたときに、前記モータ制御手段の制御応答性を低下させる制御応答性低下手段と、を含む油圧式パワーステアリング装置。
2. 前記モータ制御手段が、
   前記回転角指令値設定手段によって設定された回転角指令値と前記電動モータの実回転角との偏差に基いて、フィードバック操作量を演算するフィードバック操作量演算手段と、
   前記フィードバック操作量演算手段によって演算されるフィードバック操作量に基いて、前記電動モータを制御する手段とを含んでおり、
   前記制御応答性低下手段が、前記フィードバック操作量演算手段の制御ゲインを減少補正する手段を含んでいる、請求項１に記載の油圧式パワーステアリング装置。
3. 前記モータ制御手段が、
   前記回転角指令値設定手段によって設定される回転角指令値と前記電動モータの実回転角との偏差に基いて、フィードバック操作量を演算するフィードバック操作量演算手段と、
   前記回転角指令値設定手段によって設定される回転角指令値に基いて、フィードフォワード操作量を演算するフィードフォワード操作量演算手段と、
   前記フィードバック操作量演算手段によって演算されるフィードバック操作量と前記フィードフォワード操作量演算手段によって演算されるフィードフォワード操作量とに基いて、前記電動モータを制御する手段とを含んでおり、
   前記制御応答性低下手段は、前記フィードフォワード操作量を実質的に零にさせる手段を含んでいる、請求項１に記載の油圧式パワーステアリング装置。
4. 前記操舵部材に加えられる操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段を含み、
   前記操舵トルク検出手段によって検出される操舵トルクの微分値に応じたトルク微分制御量を演算するトルク微分制御量演算手段と、
   前記トルク微分制御量演算手段によって演算されるトルク微分制御量を、前記回転角指令値設定手段によって設定される回転角指令値に加算する加算手段と、
   前記加算手段によってトルク微分制御量が加算された後の回転角指令値と前記電動モータの実回転角との偏差に基いて、フィードバック操作量を演算するフィードバック操作量演算手段と、
   前記フィードバック操作量演算手段によって演算されるフィードバック操作量に基いて、前記電動モータを制御する手段とを含んでおり、
   前記制御応答性低下手段が、前記トルク微分制御量を実質的に零にさせる手段を含んでいる、請求項１に記載の油圧式パワーステアリング装置。
5. 前記操舵部材の回転角である操舵角を検出する操舵角検出手段と、
   前記操舵部材に加えられる操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、
   前記電動モータの回転角を検出する回転角検出手段と、
   前記電動モータのロータ角速度を検出するロータ角速度検出手段とを含み、
   前記手放し検出手段は、
   前記操舵角検出手段によって検出される操舵角の絶対値が第１の所定値以上であり、前記操舵トルク検出手段によって検出される操舵トルクの絶対値が第２の所定値以上であり、前記ロータ角速度検出手段によって検出されるロータ角速度の絶対値が第３の所定値以上であり、前記ロータ角速度の符号と前記回転角検出手段によって検出される回転角の符号とが逆であるときに、前記ラックエンド付近からの手放し状態であると判定するように構成されている、請求項１〜４のいずれか一項に記載の油圧式パワーステアリング装置。
6. 前記操舵部材の回転角である操舵角を検出する操舵角検出手段と、
   前記操舵部材に加えられる操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段とを含み、
   前記手放し検出手段は、
   前記操舵角検出手段によって検出される操舵角の絶対値が第４の所定値以上であり、前記操舵トルク検出手段によって検出される操舵トルクの絶対値が第５の所定値以上であり、前記操舵角の時間微分値である操舵角速度の絶対値が第６の所定値以上であり、前記操舵角速度の方向と前記操舵トルクの方向とが逆であるときに、前記ラックエンド付近からの手放し状態であると判定するように構成されている、請求項１〜４のいずれか一項に記載の油圧式パワーステアリング装置。
7. 前記電動モータの回転角を検出する回転角検出手段を含み、
   前記制御応答性低下手段によって前記モータ制御手段の制御応答性が低下されている場合において、前記回転角検出手段によって検出される回転角の絶対値が第７の所定値以下である状態が第１の所定時間以上継続したときに、前記モータ制御手段の制御応答性を元の状態に戻す手段を含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の油圧式パワーステアリング装置。
8. 前記操舵部材の回転角である操舵角を検出する操舵角検出手段と、
   前記操舵部材に加えられる操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段とを含み、
   前記制御応答性低下手段によって前記モータ制御手段の制御応答性が低下されている場合において、前記操舵トルク検出手段によって検出される操舵トルクの絶対値が第８の所定値以上であり、かつ前記操舵角検出手段によって検出される操舵角の時間微分値である操舵角速度の絶対値が第９の所定値以上であり、かつ前記回転角検出手段によって検出される回転角の絶対値が第１０の所定値以下であり、かつ前記手放し検出手段によってラックエンド付近からの手放し状態であると判定された時点から第２の所定時間以上の時間が経過しておりかつ前記手放し状態判定時点から前記操舵トルク検出手段によって検出される操舵トルクの絶対値が第１１の所定値以上である状態が現在まで継続しているときに、前記モータ制御手段の制御応答性を元の状態に戻す手段を含む、請求項７に記載の油圧式パワーステアリング装置。
9. 前記手放し検出手段によってラックエンド付近からの手放し状態であると判定された時点での操舵角の絶対値に対して、操舵角の絶対値が第１２の所定値以上小さくなったときときに、前記モータ制御手段の制御応答性を元の状態に戻す手段を含む、請求項８に記載の油圧式パワーステアリング装置。

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