(57)【要約】【課題】流量制御弁に対する外乱の影響を抑制し目標通りの開度が得られる油圧パワーステアリング装置を提供する。【解決手段】油圧パワーステアリング装置は、油圧シリンダに対する作動油の給排を制御する流量制御弁を有する。ＥＣＵ２５は、要求されるアシスト力に応じて流量制御弁に対する電流指令値Ｉｖ＊を演算し電流指令値Ｉｖ＊に応じた電流Ｉｖを流量制御弁に供給する。ＥＣＵ２５は、流量制御弁に対する外乱の影響を抑制する構成として、流量制御弁に供給される電流Ｉｖの値に対する理想的な開度θｖｉを生成する理想モデル１０５、理想的な開度θｖｉと実際の開度θｖとの偏差Δθｖを演算する減算器１０６、理想モデル１０５と逆特性を有し偏差Δθｖに応じた電流量を流量制御弁に対する外乱として推定する理想逆モデル１０７、および偏差Δθｖに応じた電流量を電流補償量ΔＩｖとして電流指令値Ｉｖ＊から減算する減算器１０８を有する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
作動油の供給を受けてアシスト力を発生させる油圧アクチュエータと、
前記油圧アクチュエータに作動油を供給する電動ポンプと、
前記油圧アクチュエータに対する作動油の給排を制御する電動式の流量制御弁と、
前記電動ポンプおよび前記流量制御弁をそれぞれ制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、要求されるアシスト力に応じて前記流量制御弁に対する電流指令値を演算して当該電流指令値に応じた電流を前記流量制御弁に供給する電流制御部と、
前記流量制御弁に供給される電流の値に対する理想的な開度と実際の開度との偏差に基づき前記流量制御弁に対する外乱を推定し、当該外乱を打ち消すように前記電流指令値を補正する外乱補償部と、を有する油圧パワーステアリング装置。
【請求項２】
請求項１に記載の油圧パワーステアリング装置において、
前記外乱補償部は、
前記流量制御弁に供給される電流の値に対する理想的な開度を生成する理想モデルと、
前記理想的な開度と実際の開度との偏差を演算する減算器と、
前記理想モデルと逆特性を有し前記偏差に応じた電流量を前記流量制御弁に対する外乱として推定する理想逆モデルと、
前記偏差に応じた電流量を電流補償量として前記電流指令値から減算する減算器と、を有する油圧パワーステアリング装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の油圧パワーステアリング装置において、
前記外乱補償部は、前記偏差に含まれるノイズを除去するフィルタを有している油圧パワーステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油圧パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電動ポンプにより生成される油圧を利用して車両の操舵を補助する油圧パワーステアリング装置（以下、「ＨＰＳ」という。）が知られている。たとえば特許文献１のＨＰＳは、操舵機構としてラックアンドピニオン機構が採用された車両に搭載されている。このＨＰＳでは、ラック軸に設けられた油圧シリンダと電動ポンプとの間にモータを駆動源とする流量制御弁が設けられている。ＨＰＳの制御装置は、流量制御弁の制御を通じて電動ポンプから油圧シリンダへの作動油の流路を切り替えるとともに作動油の流量を調整する。油圧シリンダは、作動油が右操舵補助用または左操舵補助用の油室に供給されることによりラック推進力（操舵補助力）を発生させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−８６７９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＨＰＳの制御装置は、操舵トルク、操舵角および車速に基づき目標アシスト力を算出し、当該目標アシスト力に応じて流量制御弁に対する開度指令値を演算する。制御装置は、開度指令値に基づく流量制御弁の制御を通じて、作動油の供給先を右操舵補助用の油室および左操舵補助用の油室のいずれか一方に切り替える。また制御装置は、流量制御弁の実際の開度が開度指令値に一致するように流量制御弁をフィードバック制御する。これにより、切り替えられた油室に対して流量制御弁の開度に応じた量の作動油が供給される。
【０００５】
しかし、ＨＰＳにおいては、作動油の流れによる抵抗など、油圧システムの特性の変化が激しい。たとえば流量制御弁の開度によって作動油の流量が変わるところ、当該流量の変化に応じて作動油の流れによる抵抗も変化する。このため、たとえば流量制御弁を動作させるときに必要とされる力、ひいては供給される電流に対する流量制御弁の開度は作動油の流量によって変わる。すなわち、流量制御弁の開き具合は、同じ値の電流が流量制御弁に供給される場合であっても、電動ポンプからの作動油の流量によって変わってくる。
【０００６】
本発明の目的は、流量制御弁に対する外乱の影響を抑制し目標通りの開度が得られる油圧パワーステアリング装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成し得る油圧パワーステアリング装置は、作動油の供給を受けてアシスト力を発生させる油圧アクチュエータと、前記油圧アクチュエータに作動油を供給する電動ポンプと、前記油圧アクチュエータに対する作動油の給排を制御する電動式の流量制御弁と、前記電動ポンプおよび前記流量制御弁をそれぞれ制御する制御装置と、を備えている。前記制御装置は、要求されるアシスト力に応じて前記流量制御弁に対する電流指令値を演算して当該電流指令値に応じた電流を前記流量制御弁に供給する電流制御部と、前記流量制御弁に供給される電流の値に対する理想的な開度と実際の開度との偏差に基づき前記流量制御弁に対する外乱を推定し、当該外乱を打ち消すように前記電流指令値を補正する外乱補償部と、を有する。
【０００８】
流量制御弁に対して何らかの外乱が作用するとき、流量制御弁の動作が当該外乱に妨げられることにより流用制御弁の開度が電流指令値に応じた開度とならないおそれがある。この点、上記の構成によれば、流量制御弁に作用する外乱は流量制御弁に供給される電流の値に対する理想的な開度と実際の開度との偏差として現れることに鑑み、当該偏差に基づき流量制御弁に対する外乱を推定し、当該外乱を打ち消すように電流指令値が補正される。この補正により、流量制御弁の理想的な開度と実際の開度との偏差、すなわち流量制御弁に対する外乱の影響が抑えられる。このため、流量制御弁の開度を目標通りに制御することが可能となる。油圧アクチュエータの応答遅れも補償できる。
【０００９】
上記の油圧パワーステアリング装置において、前記外乱補償部として、たとえばつぎの構成を採用してもよい。すなわち外乱補償部は、前記流量制御弁に供給される電流の値に対する理想的な開度を生成する理想モデルと、前記理想的な開度と実際の開度との偏差を演算する減算器と、前記理想モデルと逆特性を有し前記偏差に応じた電流量を前記流量制御弁に対する外乱として推定する理想逆モデルと、前記偏差に応じた電流量を電流補償量として前記電流指令値から減算する減算器と、を有する。
【００１０】
この構成によれば、供給される電流に対する流量制御弁の理想的な開度と実際の開度との偏差に応じた電流量が流量制御弁に対する外乱として推定される。すなわち、理想逆モデルでは偏差がそれに応じた電流量に換算される。この偏差に応じた電流量が電流補償量として電流指令値から減算されることにより、外乱の影響が抑制される。たとえば実際の開度が理想的な開度よりも大きい場合、偏差に基づき算出される電流量の符号が正であるとき、当該電流量の分だけ電流指令値、ひいては実際の開度が小さくなる。逆に、実際の開度が理想的な開度よりも小さい場合、偏差に基づき算出される電流量の符号が負であるとき、当該電流量の分だけ電流指令値、ひいては実際の開度が大きくなる。いずれの場合も実際の開度と理想的な開度との偏差が小さくなる。
【００１１】
上記の油圧パワーステアリング装置において、前記外乱補償部は、前記偏差に含まれるノイズを除去するフィルタを有していてもよい。
この構成によれば、理想的な開度と実際の開度との偏差に基づく電流補償量を、より正確に求めることが可能である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、流量制御弁に対する外乱の影響が抑制されるので目標通りの開度が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】一実施の形態における油圧式パワーステアリング装置の概略を示す構成図。
【図２】一実施の形態における流量制御弁の構成を示す断面図。
【図３】一実施の形態における制御装置の機能的な構成を示すブロック図。
【図４】一実施の形態における理想モデルの周波数特性を示すグラフ。
【図５】一実施の形態における理想逆モデルの周波数特性を示すグラフ。
【図６】一実施の形態におけるフィルタの周波数特性を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、車両用の油圧パワーステアリング装置（以下、「ＨＰＳ」という。）の一実施の形態を説明する。
＜システム概要＞
図１に示すように、ＨＰＳ１１は、たとえば操舵機構としてラックアンドピニオン機構１２が採用された車両に搭載される。ラックアンドピニオン機構１２はステアリングホイール１３の操作にステアリングシャフト１４を介して連動するピニオンシャフト１５の回転を、ピニオンシャフト１５に噛み合うラック軸１６の直線運動に変換する。ラック軸１６の直線運動がラック軸１６の両端にそれぞれ連結されたタイロッド１７，１７を介して図示しないナックルに伝達されることにより、２つの転舵輪１８，１８の向き（舵角）がそれぞれ変更される。
【００１５】
ＨＰＳ１１は、操舵を補助するための構成として、油圧アクチュエータ２１、コントロールバルブ（流量制御弁）２２、電動ポンプ２３、油タンク２４およびＥＣＵ（電子制御装置）２５を備えている。
【００１６】
電動ポンプ２３はポンプ２３ａおよびポンプ２３ａを駆動するポンプモータ２３ｂが一体的に設けられてなる。電動ポンプ２３は油タンク２４に貯留された作動油を吸い込み、この吸い込んだ作動油の圧力を高めて吐出する。電動ポンプ２３から吐出される作動油はコントロールバルブ２２を介して油圧アクチュエータ２１に供給される。
【００１７】
油圧アクチュエータ２１は、中空のシリンダ３１およびピストン３２を有している。シリンダ３１はラック軸１６のハウジングとして兼用される。シリンダ３１にはピストンロッドとしても機能するラック軸１６が挿通されている。シリンダ３１の内部において、ラック軸１６にはピストン３２が貫通した状態で固定されている。ピストン３２によってシリンダ３１の内部は第１の油室３１ａと第２の油室３１ｂとに区画されている。ピストン３２はラック軸１６と一体をなしてシリンダ３１の内部をラック軸１６の軸線方向へ摺動する。第１の油室３１ａと第２の油室３１ｂとの差圧によって、ラック軸１６は図１に矢印で示される第１の方向ＬＡまたは第２の方向ＲＡへ移動する。当該差圧によるラック軸１６の変位は操舵補助力として作用する。
【００１８】
コントロールバルブ２２は、バルブ本体４１およびバルブ本体４１を駆動するバルブモータ４２を有している。バルブ本体４１はバルブモータ４２の駆動に連動して油圧アクチュエータ２１に対する作動油の供給経路および排出経路をそれぞれ切り替えるロータリバルブである。またコントロールバルブ２２は、自身の開度に応じた量の作動油を油圧アクチュエータ２１へ供給する。
【００１９】
バルブ本体４１は、ポンプポート４１ａ、第１のシリンダポート４１ｂ、第２のシリンダポート４１ｃおよびタンクポート４１ｄを有している。ポンプポート４１ａは吐出管５１を介して電動ポンプ２３（吐出ポート）に接続されている。第１のシリンダポート４１ｂは第１の給排管５２を介して第１の油室３１ａに、第２のシリンダポート４１ｃは第２の給排管５３を介して第２の油室３１ｂにそれぞれ接続されている。タンクポート４１ｄは排出管５４を介して油タンク２４に接続されている。油タンク２４は吸入管５５を介して電動ポンプ２３（吸込ポート）に接続されている。電動ポンプ２３は油タンク２４に貯留されている作動油を、吸入管５５を介して吸い込む。
【００２０】
バルブ本体４１には電動ポンプ２３から吐出される作動油が吐出管５１を介して供給される。バルブ本体４１はバルブモータ４２の回転方向および回転量に応じて、吐出管５１を介して供給される作動油を第１および第２の給排管５２，５３のいずれかに振り分ける。すなわち、当該作動油は第１および第２の給排管５２，５３のいずれか一を介して第１および第２の油室３１ａ，３１ｂのいずれか一に供給される。
【００２１】
たとえば、第１の給排管５２を介して第１の油室３１ａに作動油が供給された場合、油圧アクチュエータ２１は第２の油室３１ｂとの間に生じる油圧差に応じた油圧力を発生し、当該油圧力が操舵補助力としてラック軸１６に作用する。このとき、第２の油室３１ｂ内の作動油は押し出されて、当該押し出される作動油は第２の給排管５３を介してコントロールバルブ２２に戻り（環流し）、さらに排出管５４を介して油タンク２４に戻る。ここでは、油圧力はピストン３２を介して第２の方向ＲＡ（図１中の右方向）へ作用するので、ラック軸１６はピストン３２と共に第２の方向ＲＡへ移動する。このラック軸１６の移動によって操舵が補助される。
【００２２】
ＥＣＵ２５はステアリングシャフト１４に設けられたトルクセンサ６１を通じて操舵トルクτを検出する。また、ＥＣＵ２５はステアリングシャフト１４に設けられた舵角センサ６２を通じて操舵角θｓを検出する。また、ＥＣＵ２５は車両に設けられる車速センサ６３を通じて車速Ｖを検出する。ＥＣＵ２５は、操舵トルクτ、操舵角θｓおよび車速Ｖに基づき、ポンプモータ２３ｂおよびバルブモータ４２をそれぞれ制御する。ただし、ポンプモータ２３ｂは一方向にのみ回転される。また、バルブモータ４２の回転方向および回転量（回転角度）は、それぞれ操舵トルクτの方向（操舵方向）および操舵トルクτの大きさ（操舵抵抗）に応じて設定される。
【００２３】
＜コントロールバルブ＞
つぎに、コントロールバルブの構成を説明する。
図２に示すように、バルブ本体４１は有底円筒状のバルブハウジング７１、両端が開口した円筒状のアウターバルブ７２、有底円筒状のインナーバルブ７３およびトーションバー７４を有している。
【００２４】
バルブハウジング７１の内周面にはアウターバルブ７２が嵌った状態で固定されている。アウターバルブ７２にはインナーバルブ７３が通されている。アウターバルブ７２の内周面とインナーバルブ７３の外周面との間には若干の隙間が形成されている。インナーバルブ７３は、バルブハウジング７１の第１の端部（図中の上部）および第２の端部（図中の下部）にそれぞれ設けられた２つの軸受７５，７６を介して、バルブハウジング７１の内周面に対して回転可能に支持されている。インナーバルブ７３の第１の端部（図中の上部）はバルブハウジング７１を貫通して外部に露出している。また、インナーバルブ７３の第１の端部にはバルブモータ４２の出力軸４２ａが連結されている。インナーバルブ７３の第２の端部とバルブハウジング７１の内底面との間には若干の隙間が形成されている。インナーバルブ７３にはトーションバー７４が挿通されている。トーションバー７４の第１の端部はインナーバルブ７３の第１の端部に固定されている。トーションバー７４の第２の端部は、インナーバルブ７３を貫通してバルブハウジング７１の底壁に埋め込まれた状態で固定されている。
【００２５】
したがって、バルブモータ４２の回転に伴いトーションバー７４はインナーバルブ７３と一体で回転する。このとき、トーションバー７４はその第２の端部を支点としてバルブモータ４２を通じて印加されるトルク（回転力）に応じて捻れる。このトーションバー７４の捻れに伴ってインナーバルブ７３とアウターバルブ７２との間の回転方向における位置関係（相対角）が変化する。当該位置関係の変化を利用してポンプポート４１ａから供給される作動油の流路が第１のシリンダポート４１ｂと第２のシリンダポート４１ｃとの間で切り替えられる。また、インナーバルブ７３の回転角とアウターバルブ７２の回転角との差（バルブ作動角）に応じて絞りが形成されることにより、第１のシリンダポート４１ｂまたは第２のシリンダポート４１ｃへ供給される作動油の流量が調整される。
【００２６】
＜ＥＣＵの構成＞
つぎに、ＥＣＵ２５について詳細に説明する。
図３に示すように、ＥＣＵ２５はＭＰＵ（microprocessing unit）８０、第１の駆動回路８１および第２の駆動回路８２を有している。
【００２７】
第１および第２の駆動回路８１，８２としては、たとえばＰＷＭ（pulse width modulation）方式のインバータが採用される。第１および第２の駆動回路８１，８２は、それぞれＭＰＵ８０により生成されるモータ駆動信号Ｓ１，Ｓ２に基づいてバッテリなどの直流電源から供給される直流電流を三相の交流電流に変換する。第１の駆動回路８１により生成される三相交流電流は、第１の給電経路８３を介してポンプモータ２３ｂに供給される。第２の駆動回路８２により生成される三相交流電流は、第２の給電経路８４を介してバルブモータ４２に供給される。第２の給電経路８４には電流センサ８５が設けられている。電流センサ８５は第２の給電経路８４に生ずる実際の電流Ｉｖを検出する。
【００２８】
ＭＰＵ８０は、各種のセンサ（６１，６２，６３，８６，８７，４５）を通じて検出される各種の情報（τ，θｓ，Ｖ，θｐ，θｖ，Ｉｖ）に基づき、第１および第２の駆動回路８１，８２に対するモータ駆動信号Ｓ１，Ｓ２をそれぞれ生成する。
【００２９】
＜ＭＰＵ＞
つぎに、ＭＰＵ８０について詳細に説明する。ＭＰＵ８０は、図示しない記憶装置に格納された制御プログラムを実行することによって実現される各種の演算処理部を有している。
【００３０】
図３に示すように、ＭＰＵ８０は、アシスト指令値演算部９１を有している。また、ＭＰＵ８０は、主にポンプモータ２３ｂを制御するための構成として、回転速度指令値演算部９２、回転速度フィードバック制御部９３、回転角検出部９４および回転速度演算部９５を備えている。これら各部は、ポンプモータ２３ｂに対する給電を制御する電流制御部として機能する。また、ＭＰＵ８０は、主にバルブモータ４２を制御するための構成として、開度指令値演算部１０１、開度フィードバック制御部１０２、開度検出部１０３および電流フィードバック制御部１０４を備えている。これら各部は、バルブモータ４２に対する給電を制御する電流制御部として機能する。
【００３１】
アシスト指令値演算部９１は、操舵トルクτ、車速Ｖおよび操舵角θｓをそれぞれ取り込み、これら取り込まれる情報に基づいてアシスト指令値Ｔａ＊を演算する。アシスト指令値Ｔａ＊は、油圧アクチュエータ２１に発生させるべき目標アシスト力を示す指令値である。
【００３２】
＜ポンプモータの制御部分＞
回転速度指令値演算部９２は、アシスト指令値演算部９１により生成されるアシスト指令値Ｔａ＊、および開度指令値演算部１０１により生成される開度指令値θｖ＊に基づき回転速度指令値Ｎ＊を演算する。
【００３３】
回転角検出部９４は回転角センサ８６により生成される電気信号に基づきポンプモータ２３ｂの回転角θｐを検出する。
回転速度演算部９５は、回転角検出部９４により検出される回転角θｐを微分することにより回転速度Ｎを演算する。
【００３４】
回転速度フィードバック制御部９３は、回転速度指令値演算部９２により生成される回転速度指令値Ｎ＊、回転角検出部９４により演算される回転角θｐ、および回転速度演算部９５により演算される回転速度Ｎをそれぞれ取り込む。回転速度フィードバック制御部９３は、これら取り込まれる回転速度指令値Ｎ＊、回転角θｐおよび回転速度Ｎに基づき、実際の回転速度Ｎが回転速度指令値Ｎ＊に追従するように回転速度フィードバック制御を実行する。回転速度フィードバック制御部９３は、回転速度指令値Ｎ＊と実際の回転速度Ｎとの偏差を求め、当該偏差を無くすように第１の駆動回路８１に対するモータ駆動信号Ｓ１を生成する。
【００３５】
＜バルブモータの制御部分＞
開度指令値演算部１０１は、アシスト指令値演算部９１により生成されるアシスト指令値Ｔａ＊を取り込み、この取り込まれるアシスト指令値Ｔａ＊に基づきコントロールバルブ２２に対する開度指令値θｖ＊を演算する。たとえば開度指令値演算部１０１は、アシスト指令値Ｔａ＊と、そのアシスト指令値Ｔａ＊に対する理想的な開度指令値θｖ＊との関係を規定する変換モデルを利用して開度指令値θｖ＊を求めてもよい。開度指令値θｖ＊は、アシスト指令値Ｔａ＊に応じたアシスト力を油圧アクチュエータ２１に発生させるためのコントロールバルブ２２の理想的な開度θｖ、すなわちインナーバルブ７３の理想的な回転量（回転角）を示す指令値である。
【００３６】
開度検出部１０３は、バルブモータ４２に設けられた回転角センサ８７により生成される電気信号に基づきコントロールバルブ２２の開度θｖを検出する。
開度フィードバック制御部１０２は、開度指令値演算部１０１により生成される開度指令値θｖ＊、および開度検出部１０３により検出される開度θｖをそれぞれ取り込む。開度フィードバック制御部１０２は、これら取り込まれる開度指令値θｖ＊、および開度θｖに基づき、実際の開度θｖが開度指令値θｖ＊に追従するように開度フィードバック制御を実行する。開度フィードバック制御部１０２は、開度指令値θｖ＊と実際の開度θｖとの偏差を求め、当該偏差を無くすように電流指令値Ｉｖ＊を生成する。電流指令値Ｉｖ＊は、バルブモータ４２に供給するべき電流を示す指令値である。
【００３７】
電流フィードバック制御部１０４は、開度フィードバック制御部１０２により生成される電流指令値Ｉｖ＊、および電流センサ８５により検出される実際の電流Ｉｖをそれぞれ取り込む。電流フィードバック制御部１０４は、これら取り込まれる電流指令値Ｉｖ＊、および実際の電流Ｉｖの値に基づき、実際の電流Ｉｖの値が電流指令値Ｉｖ＊に追従するように電流フィードバック制御を実行する。電流フィードバック制御部１０４は、電流指令値Ｉｖ＊と実際の電流Ｉｖの値との偏差を求め、当該偏差を無くすように第２の駆動回路８２に対するモータ駆動信号Ｓ２を生成する。
【００３８】
ここで、本例では開度フィードバック制御部１０２による開度フィードバック制御を実行しているものの、つぎのような懸念がある。
すなわち、コントロールバルブ２２の開度θｖによって作動油の流量が変わるところ、当該流量の変化に応じて作動油の流れによる抵抗も変化する。このため、たとえばコントロールバルブ２２を動作させるときに必要とされる力、正確にはコントロールバルブ２２に供給される電流Ｉｖに対する開度θｖ（開き具合）も作動油の流量によって変わる。このようにコントロールバルブ２２の動作を妨げる何らかの外乱がコントロールバルブ２２に作用するとき、開度フィードバック制御だけでは開度指令値θｖ＊と実際の開度θｖとの偏差が抑制できないおそれがある。そこで、本例ではＭＰＵ８０につぎの構成を設けている。
【００３９】
図３に示すように、ＭＰＵ８０は、コントロールバルブ２２に対する外乱を補償するための外乱補償部として、理想モデル１０５、減算器１０６、補償制御部１０７および減算器１０８を有している。
【００４０】
理想モデル１０５の伝達特性はたとえば「Ｇｐ（ｓ）」で表される。理想モデル１０５は、バルブモータ４２へ供給される電流Ｉｖの値と、その電流Ｉｖの値に対する理想的な開度θｖｉとの関係を規定する。理想モデル１０５は、電流センサ８５を通じて検出される実際の電流Ｉｖを取り込み、この取り込まれる電流Ｉｖの値に対する理想的な開度θｖｉを算出する。なお、理想モデル１０５は車両モデルを利用したシミュレーションなどによって求められる。
【００４１】
減算器１０６は、開度検出部１０３を通じて検出される実際の開度θｖと、理想モデル１０５により算出される理想的な開度θｖｉとの偏差Δθｖを演算する。
補償制御部１０７は、理想逆モデル１０７ａを有している。また補償制御部１０７はフィルタ１０７ｂを有していてもよい。理想逆モデル１０７ａは、理想モデル１０５の伝達特性「Ｇｐ（ｓ）」と逆の伝達特性「１／Ｇ（ｓ）」を有する。フィルタ１０７ｂの伝達特性は、たとえば「Ｈ（ｓ）」で表される。すなわち、補償制御部１０７の伝達特性は、「Ｈ（ｓ）／Ｇｐ（ｓ）」で表される。
【００４２】
理想逆モデル１０７ａは、実際の開度θｖと理想的な開度θｖｉとの偏差Δθｖを抑制するためのフィードバック成分として電流指令値Ｉｖ＊に対する電流補償量ΔＩｖを算出する。正確には、理想逆モデル１０７ａは、偏差Δθｖに応じた電流量をコントロールバルブ２２に対する外乱として推定し、当該電流量を電流補償量ΔＩｖとして設定する。すなわち、理想逆モデル１０７ａは、開度（角度）の次元を有する偏差Δθｖを電流指令値Ｉｖ＊の次元を有する電流補償量ΔＩｖに変換する。電流補償量ΔＩｖの符号（＋，−）は、実際の開度θｖが理想的な開度θｖｉよりも大きな値であるときには正（＋）、実際の開度θｖが理想的な開度θｖｉよりも小さな値であるときには負（−）となる。
【００４３】
フィルタ１０７ｂは、減算器１０６により算出される偏差Δθｖあるいは理想逆モデル１０７ａにより算出される電流補償量ΔＩｖに対してフィルタリング処理を施すことにより、電流補償量ΔＩｖに含まれるノイズを除去する。当該ノイズは、たとえば電流センサ８５あるいは回転角センサ８７により生成される電気信号を取り込むことに起因して発生する。
【００４４】
減算器１０８は、開度フィードバック制御部１０２により生成される電流指令値Ｉｖ＊から補償制御部１０７により算出される電流補償量ΔＩｖを引き算することにより、最終的な電流指令値Ｉｖ＊を生成する。
【００４５】
実際の開度θｖが理想的な開度θｖｉよりも大きな値であるとき、電流補償量ΔＩｖの符号は正となる。このため、最終的な電流指令値Ｉｖ＊は、開度フィードバック制御部１０２により生成される電流指令値Ｉｖ＊よりも電流補償量ΔＩｖの分だけ小さな値となる。実際の開度θｖが理想的な開度θｖｉよりも小さな値であるとき、電流補償量ΔＩｖの符号は負となる。負の引き算となるため、最終的な電流指令値Ｉｖ＊は、開度フィードバック制御部１０２により生成される電流指令値Ｉｖ＊よりも電流補償量ΔＩｖの分だけ大きな値となる。
【００４６】
なお、ＭＰＵ８０には開度フィードフォワード制御部１０９を設けてもよい。開度フィードフォワード制御部１０９は、アシスト指令値演算部９１により生成されるアシスト指令値Ｔａ＊に対するコントロールバルブ２２の応答性を改善するためのフィードフォワード制御を行う。開度フィードフォワード制御部１０９の伝達特性は、たとえば「Ｇｍ（ｓ）／Ｇｐ（ｓ）」で表される。Ｇｐ（ｓ）は、バルブモータ４２へ供給される電流Ｉｖの値と、その電流Ｉｖの値に対する理想的な開度θｖｉとの間の伝達特性を示すモデル（理想モデル）である。Ｇｍ（ｓ）は、アシスト指令値Ｔａ＊と、そのアシスト指令値Ｔａ＊に対する応答目標である理想的な開度θｖｉとの間の伝達特性を示すモデルである。
【００４７】
電流フィードバック制御部１０４は、減算器１０８により生成される最終的な電流指令値Ｉｖ＊に基づく電流フィードバック制御を実行することにより、第２の駆動回路８２に対するモータ駆動信号Ｓ２を生成する。
【００４８】
＜周波数特性＞
つぎに、理想モデル１０５、理想逆モデル１０７ａおよびフィルタ１０７ｂならびに補償制御部１０７の周波数に対する伝達特性（周波数特性）について説明する。
【００４９】
図４のグラフに示すように、横軸に周波数ｆを、縦軸にゲイン（θｖ／Ｉｖ）をそれぞれプロットしたとき、理想モデル１０５の周波数特性は、つぎの通りである。すなわち、周波数ｆが特定の周波数ｆ１に達するまでは、ゲインは一定値に維持される。ただし、周波数ｆが特定の周波数ｆ１に達した以降、周波数ｆが増大するにつれてゲインは徐々に減少する。
【００５０】
図５のグラフに示すように、横軸に周波数ｆを、縦軸にゲイン（ΔθＩ／Δθｖ）をそれぞれプロットしたとき、理想逆モデル１０７ａの周波数特性は、つぎの通りである。すなわち、周波数ｆが特定の周波数ｆ１に達するまでは、ゲインは一定値に維持される。ただし、周波数ｆが特定の周波数ｆ１に達した以降、周波数ｆが増大するにつれてゲインは徐々に増加する。
【００５１】
ここで、ゲインが増加すると、その分だけノイズも増幅される。このため、特定の周波数ｆ１を超える高周波領域においてはゲインを抑えることが好ましい。この観点に基づき、フィルタ１０７ｂの周波数特性が設定される。
【００５２】
図６のグラフに示すように、横軸に周波数ｆを、縦軸にゲインをそれぞれプロットしたとき、フィルタ１０７ｂの周波数特性は、つぎの通りである。すなわち、周波数ｆが特定の周波数ｆ１に達するまでは、ゲインは一定値に維持される。ただし、周波数ｆが特定の周波数ｆ１に達した以降、周波数ｆが増大するにつれてゲインは徐々に減少する。なお、フィルタ１０７ｂの周波数特性は、電流センサ８５により検出される電流Ｉｖに重畳するノイズの程度に応じて設定される。
【００５３】
したがって、図５に二点鎖線で示されるように、補償制御部１０７の高周波領域におけるゲインは全体として、図５に実線で示されるフィルタ１０７ｂを設けない場合、すなわち理想逆モデル１０７ａの高周波領域におけるゲインよりも小さな値となる。ゲインが小さくなる分だけ、高周波領域におけるノイズが抑制される。
【００５４】
＜ＭＰＵの動作＞
つぎに、ＭＰＵ８０の動作を説明する。ＭＰＵ８０は、操舵トルクτ、操舵角θｓおよび車速Ｖに基づきアシスト指令値Ｔａ＊（目標アシスト力）を算出し、この算出されるアシスト指令値Ｔａ＊に基づきコントロールバルブ２２に対する開度指令値θｖ＊（目標開度）を算出する。またＭＰＵ８０は、アシスト指令値Ｔａ＊および開度指令値θｖ＊に基づき電動ポンプ２３に対する回転速度指令値Ｎ＊（目標回転速度）を算出する。そしてＭＰＵ８０は、回転速度指令値Ｎ＊に基づく電動ポンプ２３の制御、および開度指令値θｖ＊に基づくコントロールバルブ２２の制御をそれぞれ実行する。操舵状態および車両の走行状態に応じて、油圧アクチュエータ２１が発生する油圧力の大きさおよび方向がそれぞれ制御される。
【００５５】
ここでＭＰＵ８０は、開度指令値θｖ＊および実際の開度θｖに基づく開度フィードバック制御を実行することにより電流指令値Ｉｖ＊を生成するところ、この電流指令値Ｉｖ＊に対してつぎのような補償制御を実行する。
【００５６】
すなわち、ＭＰＵ８０はバルブモータ４２に対する実際の電流Ｉｖの値を理想モデル１０５に適用することにより、その時々の電流Ｉｖの値に応じた理想的な開度θｖｉを求め、当該理想的な開度θｖｉと開度検出部１０３を通じて検出される実際の開度θｖとの偏差Δθｖを演算する。
【００５７】
つぎにＭＰＵ８０は、偏差Δθｖに応じた電流量をコントロールバルブ２２に対する外乱として推定する。すなわち、ＭＰＵ８０は、算出される偏差Δθｖを理想逆モデル１０７ａに適用することにより偏差Δθｖをそれに応じた電流量に変換し、当該変換された電流量を電流補償量ΔＩｖとして設定する。
【００５８】
最後にＭＰＵ８０は、外乱として推定される偏差Δθｖに応じた電流量を打ち消すように電流指令値Ｉｖ＊を補正する。すなわち、ＭＰＵ８０は、電流指令値Ｉｖ＊から電流補償量ΔＩｖを引き算することにより、最終的な電流指令値Ｉｖ＊を生成する。ＭＰＵ８０は、最終的な電流指令値Ｉｖ＊に基づく電流フィードバック制御を実行することにより、第２の駆動回路８２に対するモータ駆動信号Ｓ２を生成する。最終的な電流指令値Ｉｖ＊は偏差Δθｖを解消する観点に基づき補正されているので、コントロールバルブ２２に対する外乱に起因する開度θｖの変動が抑制される。
【００５９】
＜実施の形態の効果＞
したがって、本実施の形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）その時々の作動油の流量によってコントロールバルブ２２を動作させるために必要とされる力が変わってくる。当該変化は、たとえば作動油（正確には、その圧力）がコントロールバルブ２２の動作抵抗として作用するなど、コントロールバルブ２２に対する一種の加算的な外乱に起因する。この外乱は、実際の開度θｖと理想的な開度θｖｉとの偏差Δθｖとして現れる。本例では、この偏差Δθｖを電流量に変換することにより電流補償量ΔＩｖを生成し、電流補償量ΔＩｖを電流指令値Ｉｖ＊から減算している。この最終的な電流指令値Ｉｖ＊に対するフィードバック補償を通じて、開度フィードバック制御だけでは抑制できないおそれがあった偏差Δθｖが打ち消される。最終的な電流指令値Ｉｖ＊に基づく電流Ｉｖがバルブモータ４２に供給されることにより、コントロールバルブ２２の開度θｖは、より開度指令値θｖ＊に近似する。
【００６０】
（２）補償制御部１０７にフィルタ１０７ｂを設けたことにより、電流補償量ΔＩｖに含まれるノイズが低減される。このため、より的確に開度指令値θｖ＊を補償することが可能である。
【００６１】
（３）加算的な外乱誤差、すなわち偏差Δθｖを補償することによって開度フィードバック制御部１０２が、より外乱に強くなる。
たとえば開度フィードバック制御部１０２がＰＩＤ制御を実行する場合を考える。この場合、開度フィードバック制御部１０２は開度指令値θｖ＊と実際の開度θｖとの偏差Δθｖにゲインを掛けて開度θｖを補償しようとする。しかし、外乱が分からない状態で偏差Δθｖに基づき外乱の影響を除去しようとすると、ゲインをかなり大きな値に設定する必要がある。すると、開度フィードバック制御系が不安定になることが懸念される。
【００６２】
この点、本例のように、「外乱を推定して足し算的に補償する」というタイプのものであれば、ゲインは小さな値（たとえば「１」倍）に設定すればよい。本例の場合、推定される外乱に応じた電流値（電流補償量ΔＩｖ）にたとえば１倍のゲインを掛け、その１倍された電流値を開度指令値θｖ＊から引き算してやれば外乱を補償することができる。
【００６３】
特に、本例のような油圧システムの場合、作動油の流量などの様々な条件でコントロールバルブ２２に作用する力が変わる。このため、たとえば作動油の流量が変動すると、実際の電流Ｉｖに対するコントロールバルブ２２の開度（インナーバルブ７３の回転量）も変動する。本例は、この実際の電流Ｉｖに対するコントロールバルブ２２の開度の変動をいかに補償してやるかという観点に基づきなされている。すなわち、コントロールバルブ２２には作動油の流量などに応じた力（油圧）が足し算的に作用するので、その力の変動を推定して足し算的に補償してやればよい。本例では、コントロールバルブ２２に作用する力の変動（外乱誤差）を、理想的な開度θｖｉと実際の開度θｖとの偏差Δθｖに応じた電流補償量ΔＩｖとして推定している。この電流補償量ΔＩｖにより開度指令値θｖ＊を補償することにより、コントロールバルブ２２に対する外乱を安定して抑制することが可能である。
【００６４】
＜他の実施の形態＞
なお、前記実施の形態は、つぎのように変更して実施してもよい。
・本例では、開度指令値演算部１０１はアシスト指令値Ｔａ＊に応じた開度指令値θｖ＊を設定するようにした。しかし、アシスト指令値Ｔａ＊に応じたアシスト力を油圧アクチュエータ２１に発揮させるために必要とされるコントロールバルブ２２の開度θｖは、電動ポンプ２３の流量および操舵速度などの様々な条件で変わってくる。このため、開度指令値演算部１０１は、アシスト指令値Ｔａ＊だけでなく、様々な条件を加味して開度指令値θｖ＊を演算するようにしてもよい。開度指令値θｖ＊の演算に加味する条件としては、たとえばつぎの３つが考えられる。これら３つのうち少なくとも一を加味して開度指令値θｖ＊を演算してもよい。
【００６５】
Ａ．電動ポンプ２３の流量Ｑ
Ｂ．ポンプモータ２３ｂの回転速度Ｎ
Ｃ．ハンドルの角速度（操舵速度）ω
特に、電動ポンプ２３の流量Ｑおよびハンドルの角速度ωを加味することが好ましい。たとえば電動ポンプ２３の流量Ｑが多くても、ハンドルの角速度ωが大きくてラック軸１６の移動に伴う第１の油室３１ａまたは第２の油室３１ｂの容積変化（増大）が流量Ｑに見合うとき、油圧アクチュエータ２１が発生する圧力の変化としては「０（零）」になる。すなわち、第１の油室３１ａまたは第２の油室３１ｂへ供給される作動油が増えたとしても、それに見合って第１の油室３１ａまたは第２の油室３１ｂの容積が増大していけば油圧アクチュエータ２１が発生する圧力としては同じになる。
【００６６】
このように、アシスト指令値Ｔａ＊に対するコントロールバルブ２２の目標開度、すなわち開度指令値θｖ＊は「電動ポンプ２３の流量Ｑ（流す量）」と「ハンドルの角速度ω（ラック軸１６の移動に伴うシリンダ３１の容積変化）」とに依存する。したがって、シリンダ３１に供給する作動油の量とシリンダ３１（第１の油室３１ａまたは第２の油室３１ｂ）の実際の容積変化を考慮して目標開度（開度指令値θｖ＊）を設定することが好ましい。
【００６７】
・ポンプモータ２３ｂの回転速度Ｎを一定とし、コントロールバルブ２２の開度θｖの調節のみを通じて油圧アクチュエータ２１へ供給する作動油の量を調節するようにしてもよい。
【００６８】
＜他の技術的思想＞
つぎに、前記実施の形態から把握できる技術的思想を以下に追記する。
（イ）上記の油圧パワーステアリング装置において、前記電流制御部は、要求されるアシスト力に応じて前記流量制御弁に対する開度指令値を演算する開度指令値演算部と、前記開度指令値演算部により生成される開度指令値および実際の開度に基づく開度フィードバック制御を通じて前記電流指令値を生成する開度フィードバック制御部とを有し、前記開度指令値演算部は、Ａ）前記電動ポンプの流量、Ｂ）前記電動ポンプの回転速度および、Ｃ）操舵速度のうち少なくとも一を加味して前記開度指令値を生成すること。
【符号の説明】
【００６９】
１１…油圧パワーステアリング装置、２１…油圧アクチュエータ、２２…コントロールバルブ（流量制御弁）、２３…電動ポンプ、２５…制御装置、１０１…電流制御部を構成する開度指令値演算部、１０２…電流制御部を構成する開度フィードバック制御部、１０４…電流制御部を構成する電流フィードバック制御部、１０５…外乱補償部を構成する理想モデル、１０６…外乱補償部を構成する減算器、１０７ａ…外乱補償部を構成する理想逆モデル、１０８…外乱補償部を構成する減算器、１０７ｂ…外乱補償部を構成するフィルタ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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