JP6922508B2 - パワーステアリング装置 - Google Patents

Description

本発明は、パワーステアリング装置に関し、特に電動モータによって駆動される油圧ポンプを備えた油圧式のパワーステアリング装置に関する。

従来、車両の運転者によるステアリングホイールの操舵操作を補助するパワーステアリング装置には、電動モータによって駆動される油圧ポンプと、ステアリングホイールの操舵操作に応じて油圧ポンプから吐出された作動油をシリンダに供給する油圧制御弁とを備え、シリンダの油圧力が操舵補助力として転舵軸に付与されるものがある。このような油圧式のパワーステアリング装置として、本出願人は特許文献１に記載のものを提案している。

特許文献１に記載のパワーステアリング装置は、ステアリングホイールを最大舵角、すなわちラックエンドまで右方向又は左方向に切り込んだ後にステアリングホイールを逆方向に操舵する切り戻し時に、電動モータの負荷が軽くなる負荷抜けによって電動モータの回転速度が急激に上昇して騒音が発生するという問題を解決すべく、操舵角の絶対値が所定値以上のラックエンド付近である場合には、操舵速度及び車速に基づく回転速度制御に替えて、操舵角の大きさに基づいて電動モータの回転速度を制御する。このような制御によれば、ラックエンドからの切り戻し時に電動モータの回転速度が急激に増大することを抑制でき、回転速度のオーバーシュート量が低減されるので、電動モータや油圧ポンプの作動音を抑えることが可能となる。

特開２０１５−１０１１５２号公報

しかしながら、特許文献１に記載のパワーステアリング装置では、操舵角が最大舵角付近である状態からの切り戻しを速やかに行いたい場合でも、電動モータの回転速度が操舵角の大きさに応じて制御され、十分な操舵補助力が転舵軸に付与されないアシスト不足の状態が発生してしまう場合がある。特許文献１に記載のパワーステアリング装置は、この点においてなお改善の余地を有するものとなっていた。

そこで、本発明は、ステアリングホイールの操舵角が所定値よりも大きい最大舵角付近、すなわちラックエンド付近からの切り戻し時における騒音を抑えながらも、この切り戻し時にアシスト不足の状態が発生してしまうことを抑制することが可能なパワーステアリング装置を提供することを目的とする。

本発明は、上記の目的を達成するため、ステアリングホイールの操舵操作に応じた軸方向への進退移動によって車両の転舵輪を転舵させる転舵軸と、前記転舵軸に前記軸方向への油圧力を付与するシリンダと、油圧ポンプと、前記油圧ポンプを駆動する電動モータと、前記油圧ポンプから吐出された作動油の前記シリンダへの供給を制御する油圧制御弁と、前記電動モータを制御する制御装置とを備え、前記制御装置は、車速及び操舵速度に基づいて前記電動モータの回転速度を制御する第１の制御モードと、操舵角の大きさに基づいて前記電動モータの回転速度を制御する第２の制御モードとを切り替え可能であり、操舵角の絶対値が前記所定の角度閾値以上でかつ操舵速度が第１の速度閾値以下であることを条件として前記第１の制御モードから前記第２の制御モードに切り替え、前記第２の制御モードでの制御中に前記第１の速度閾値よりも低い第２の速度閾値以上の操舵速度以上で切り戻し方向に操舵されたとき、操舵角の絶対値が前記所定の角度閾値以上であっても前記第１の制御モードに切り替える、パワーステアリング装置を提供する。

本発明に係るパワーステアリング装置によれば、ステアリングホイールの操舵角が所定値よりも大きいラックエンド付近からの切り戻し時における騒音を抑えながらも、この切り戻し時にアシスト不足の状態が発生してしまうことを抑制することが可能となる。

本発明の実施の形態に係る電動油圧式のパワーステアリング装置の構成例を模式的に示す構成図である。 油圧制御弁の構成例を示す断面図である。 ＥＣＵの電気的構成を示す概略構成図である。 制御モードが第１の制御モードである場合に目標回転速度設定部が参照する第１の目標回転速度マップの一例を示すグラフである。 制御モードが第２の制御モードである場合に目標回転速度設定部が参照する第２の目標回転速度マップの一例を示すグラフである。 制御部が実行する処理手順の一例を示すフローチャートである。

［実施の形態］
本発明の実施の形態について、図１乃至図６を参照して説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、本発明を実施する上での好適な具体例として示すものであり、技術的に好ましい種々の技術的事項を具体的に例示している部分もあるが、本発明の技術的範囲は、この具体的態様に限定されるものではない。

図１は、本発明の実施の形態に係る電動油圧式のパワーステアリング装置の構成例を模式的に示す構成図である。図１では、車両前方からパワーステアリング装置を見た状態を示し、図面右側が車両の左側にあたり、図面左側が車両の右側にあたる。

このパワーステアリング装置１は、ラックアンドピニオン式のものであり、運転者が回転操作するステアリングホイール１０と、ステアリングシャフト２と、車両の車幅方向に延在する転舵軸としてのラックシャフト３と、ステアリングシャフト２及びラックシャフト３のそれぞれの一部を収容するハウジング４と、油圧ポンプ５１と、油圧ポンプ５１を駆動する電動モータ５２と、ステアリングホイール１０の操舵トルクによって弁開度が変化する油圧制御弁６と、電動モータ５２を制御する制御装置としてのＥＣＵ（Electronic Control Unit）７とを備えている。

ステアリングシャフト２は、ステアリングホイール１０が一端部に固定されたコラムシャフト２１と、コラムシャフト２１に第１の自在継手２０１を介して連結された中間シャフト２２と、中間シャフト２２に第２の自在継手２０２を介して連結されたピニオンシャフト２３とによって構成されている。ステアリングシャフト２は、ステアリングホイール１０の回転操作に応じて回転し、ステアリングホイール１０に付与された操舵トルクをラックシャフト３に伝達する。

ピニオンシャフト２３は、入力軸２３１、出力軸２３２、及び入力軸２３１と出力軸２３２とを接続するトーションバー（捩れ軸）２３３からなり、出力軸２３２の先端部にピニオン歯部２３０が設けられている。トーションバー２３３は、ステアリングホイール１０に付与される操舵トルクに応じて捩れる可撓性を有している。ラックシャフト３は、ピニオン歯部２３０に噛合するラック歯部３０を有し、ピニオンシャフト２３の回転によって車幅方向に沿った軸方向に移動する。

ラックシャフト３の両端部には、一対のボールジョイントソケット１１，１１が固定され、これらのボールジョイントソケット１１，１１にそれぞれタイロッド１２，１２が連結されている。タイロッド１２，１２は、ナックル１３，１３のナックルアーム１３１，１３１に連結されている。ナックル１３，１３は、キングピン１４，１４を中心として回動可能であり、転舵輪である左右の前輪１５，１５を支持している。ボールジョイントソケット１１，１１の外周側には、蛇腹状の弾性体からなるベローズ１６，１６が配置されている。この構成により、ラックシャフト３は、ステアリングホイール１０の操舵操作に応じた軸方向への進退移動によって前輪１５，１５を転舵させる。

ハウジング４は、ラックシャフト３をその両端部を除いて収容する第１筒部４１と、ピニオンシャフト２３及び油圧制御弁６を収容する第２筒部４２とを有している。ピニオンシャフト２３の入力軸２３１は、出力軸２３２とは反対側の端部が第２筒部４２から突出している。第１筒部４１は、長手方向が車幅方向となるように車体に固定され、その両端部にはベローズ１６，１６が固定されている。

第１筒部４１には、ステアリングホイール１０の操舵操作を補助する油圧が供給されるパワーシリンダ４１０が設けられている。パワーシリンダ４１０には、ステアリングホイール１０が右方向へ操舵された際に作動油が供給される右側油圧室４１１、及びステアリングホイール１０が左方向へ操舵された際に作動油が供給される左側油圧室４１２が設けられており、右側油圧室４１１と左側油圧室４１２とがラックシャフト３に設けられたピストン３１によって区画されている。パワーシリンダ４１０は、右旋回時には右側油圧室４１１に供給される油圧によって、また左旋回時には左側油圧室４１２に供給される油圧によって、ラックシャフト３に軸方向への油圧力を付与する。パワーシリンダ４１０の両端部には、一対のシール部材４３，４３が配置されている。

油圧ポンプ５１は、例えばギヤポンプからなり、電動モータ５２の回転数に応じた量の作動油をリザーバタンク５０から汲み出して油圧制御弁６に供給する。電動モータ５２は、例えば三相ブラシレスモータであり、ＥＣＵ７から供給されるモータ電流によって一方向に回転し、油圧ポンプ５１を駆動する。電動モータ５２には、ロータの回転角を検出するための回転角センサ５２１が設けられている。電動モータ５２のロータには、油圧ポンプ５１との連結のための連結軸５３が固定されている。油圧ポンプ５１及び電動モータ５２は、１つのハウジング５４に収容されており、油圧ポンプ５１、電動モータ５２、連結軸５３、及びハウジング５４は、電動ポンプユニット５を構成する。油圧制御弁６は、ステアリングホイール１０の操舵方向及び操舵トルクに応じて、油圧ポンプ５１から吐出された作動油のパワーシリンダ４１０への供給を制御する。

図２は、油圧制御弁６の構成例を示す断面図である。油圧制御弁６は、筒状の第１バルブ部材６１と、第１バルブ部材６１の内側に配置された第２バルブ部材６２とを備えている。第１バルブ部材６１は出力軸２３２に取り付けられ、第２バルブ部材６２は入力軸２３１に取り付けられている。第１バルブ部材６１と第２バルブ部材６２とは、トーションバー２３３の捩れ角に応じて相対回転する。

第１バルブ部材６１には、４つの右操舵用凹部６１１及び４つの左操舵用凹部６１２が等間隔に設けられている。右操舵用凹部６１１は、第１バルブ部材６１に形成された第１流路６１３及びハウジング４の第２筒部４２に形成された第１出力ポート４２１（図１参照）を介して右側油圧室４１１に連通している。左操舵用凹部６１２は、第１バルブ部材６１に形成された第２流路６１４及び第２筒部４２に形成された第２出力ポート４２２を介して左側油圧室４１２に連通している。

第２バルブ部材６２には、４つの圧油供給用凹部６２１及び４つの圧油排出用凹部６２２が等間隔に設けられている。圧油供給用凹部６２１は、第１バルブ部材６１に形成された第３流路６１５及び第２筒部４２に形成された入力ポート４２０を介して、油圧ポンプ５１に連通している。圧油排出用凹部６２２は第２バルブ部材６２に形成された排出路６２３及びトーションバー２３３の外周側の通路６３０を介して第２筒部４２に形成された排出ポート４２３からリザーバタンク５０に連通している。

第１バルブ部材６１の内周と第２バルブ部材６２の外周との間の弁間流路６０において、右操舵用凹部６１１及び左操舵用凹部６１２と圧油供給用凹部６２１及び圧油排出用凹部６２２との間は、トーションバー２３３の捩じれ量に応じて開度が変化する絞り６ａ〜６ｄとなっている。そして、絞り６ａ〜６ｄの開度変化により右側油圧室４１１及び左側油圧室４１２にそれぞれ供給される油圧が制御され、余剰な作動油はリザーバタンク５０に還流する。

図２は、操舵トルクがゼロの状態を示しており、この状態では圧油供給用凹部６２１と圧油排出用凹部６２２とが絞り６ａ〜６ｄを介して連通するため、油圧ポンプ５１ら供給された作動油はリザーバタンク５０へ還流し、ラックシャフト３に操舵補助力としての油圧力が付与されない。一方、ステアリングホイール１０が右方向に操舵された際には、絞り６ａ，６ｂの開度が大きくなり、絞り６ｃ，６ｄの開度が小さくなる。これにより、油圧ポンプ５１から右側油圧室４１１へ作動油が供給され、ラックシャフト３に前輪１５，１５を右方向に転舵させる油圧力が付与される。また、ステアリングホイール１０が左方向に操舵された際には、絞り６ｃ，６ｄの開度が大きくなり、絞り６ａ，６ｂの開度が小さくなる。これにより、油圧ポンプ５１から左側油圧室４１２へ作動油が供給され、ラックシャフト３に前輪１５，１５を左方向に転舵させる油圧力が付与される。

この油圧制御弁６の構成により、一方向のみに回転する電動モータ５２に駆動される油圧ポンプ５１から吐出される作動油が、操舵方向が右方向であるときには右側油圧室４１１に、操舵方向が左方向であるときには左側油圧室４１２に、それぞれ操舵トルクに応じて供給される。

ＥＣＵ７は、操舵角センサ８０、車速センサ８１、及び温度センサ８２の検出結果を取得可能である。操舵角センサ８０は、例えば絶対角を検出可能なレゾルバであり、ステアリングホイール１０の中立位置からの正逆両方向の回転量（操舵角θｓ）を検出する。本実施の形態では、ステアリングホイール１０が中立位置から右方向へ操舵された場合の回転量を正とし、ステアリングホイール１０が中立位置から左方向へ操舵された場合の回転量を負として説明する。車速センサ８１は、パワーステアリング装置１が搭載された車両の走行速度（車速）を検出し、温度センサ８２は、電動モータ５２の温度を検出する。

図３は、ＥＣＵ７の電気的構成を示す概略構成図である。ＥＣＵ７は、ＣＰＵが予め記憶されたプログラムを実行することによって各種の演算処理を実行する制御部７０と、直流電圧源（例えばバッテリー）の電圧をスイッチングして電動モータ５２にモータ電流を供給するインバータ回路７００とを有している。制御部７０は、操舵速度演算部７１、制御モード切替部７２、目標回転速度設定部７３、回転角演算部７４、回転速度演算部７５、速度偏差演算部７６、ＰＩ（Proportional-Integral）制御部７７、及びＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御部７８として機能する。

制御部７０は、車速及びステアリングホイール１０の回転速度である操舵速度（絶対値）に基づいて電動モータ５２の回転速度を制御する第１の制御モードと、操舵角θｓの大きさ（絶対値）に基づいて電動モータ５２の回転速度を制御する第２の制御モードとを切り替え可能であり、第１及び第２の制御モードの何れかを選択して電動モータ５２を制御する。具体的には、インバータ回路７００から電圧が出力される時間の割合であるデューティー比を調節することによってモータ電流を増減させ、電動モータ５２の回転速度を制御する。第１の制御モードでは、第２の制御モードよりも電動モータ５２の回転速度が高くなる傾向にある。

操舵速度演算部７１は、操舵角センサ８０によって検出された操舵角θｓを時間微分して操舵速度ωｈを演算する。ステアリングホイール１０が中立位置よりも右に操舵されている場合、操舵角θｓは正値となり、ステアリングホイール１０が中立位置よりも左に操舵されている場合、操舵角θｓは負値となる。操舵角θｓが正で操舵方向が正方向の場合、もしくは操舵角θｓが負で操舵方向が負方向の場合には、ステアリングホイール１０が切り込み中であることとなる。また、操舵角θｓが正で操舵方向が負方向の場合、もしくは操舵角θｓが負で操舵方向が正方向の場合には、ステアリングホイール１０が切り戻し中であることとなる。

制御モード切替部７２は、操舵角θｓの時間的な変化に基づいて、操舵方向が右方向（正方向）であるか左方向（負方向）であるかを判定する。また、制御モード切替部７２は、所定の条件に基づいて、電動モータ５２を第１の制御モードで制御するか第２の制御モードで制御するかを切り替える。第１の制御モードから第２の制御モードへ制御モードを切り替える切り替え条件は、サブ条件ａ〜ｄを、
条件ａ：車速Ｖが所定の車速閾値（例えば１０ｋｍ／ｈ）未満であること
条件ｂ：操舵角θｓの絶対値が所定の角度閾値（例えば５００°）以上でかつ切り込み中であること
条件ｃ：操舵速度ωｈが第１の速度閾値（例えば３００°／ｓ）以下であること
条件ｄ：温度センサ８２の検出値が常温を含む所定の温度範囲内（例えば０〜８０℃）であること
としたとき、これらの条件ａ〜ｄを全て満たすこと（ａ×ｂ×ｃ×ｄ）である。

ここで、条件ｄは、温度センサ８２の検出値が上記の温度範囲外である場合には電動モータ５２及び油圧ポンプ５１を高速で回転させて作動油を循環させることが望ましいという知見に基づいて付加されたものである。すなわち、温度センサ８２の検出値が上記の温度範囲を下回る場合には、電動モータ５２を高速で回転させることによって電動ポンプユニット５内の温度が上昇し、この熱によって作動油の温度が上昇することで、作動油の温度低下による流動性の低下が抑制される。また、温度センサ８２の検出値が上記の温度範囲を上回る場合には、電動モータ５２を高速で回転させることにより、パワーシリンダ４１０等で冷却された作動油によって電動ポンプユニット５内の温度が低下する。これにより電動モータ５２が冷却され、電動モータ５２の温度上昇による効率低下が緩和される。

一方、第２の制御モードから第１の制御モードへ制御モードを切り替える切り替え条件（第１の制御モードへの復帰条件）は、サブ条件ｅ〜ｉを、
条件ｅ：車速Ｖが上記の車速閾値以上であること
条件ｆ：操舵角θｓの絶対値が上記の角度閾値以上でかつ切り戻し中であり、かつ操舵速度ωｈが上記第１の速度閾値よりも低い第２の速度閾値（例えば３０°／ｓ）以上であること
条件ｇ：操舵角θｓの絶対値が上記の角度閾値よりも小さいこと
条件ｈ：温度センサ８２の検出値が上記の温度範囲外（０℃未満または８０℃より高温）であること
条件ｉ：操舵速度ωｈが上記第１の速度閾値よりも高い第３の速度閾値（例えば３５０°／ｓ）以上であること
としたとき、条件ｅ、条件ｆ、条件ｇ、条件ｈ、及び条件ｉのうち少なくとも何れか１つを満たすこと（ｅ＋ｆ＋ｇ＋ｈ＋ｉ）である。なお、ＥＣＵ７の電源投入後の制御開始時には、制御モードを第１の制御モードとして電動モータ５２を制御する。

目標回転速度設定部７３は、制御モード切替部７２の条件判断の結果に基づいて、電動モータ５２の回転速度の目標値である目標回転速度Ｖｍ^＊を設定する。目標回転速度設定部７３は、第１の制御モードで電動モータ５２を制御するか、第２の制御モードで電動モータ５２を制御するかによって、目標回転速度Ｖｍ^＊の演算方法が異なる。この目標回転速度Ｖｍ^＊の演算方法については後述する。

回転角演算部７４は、回転角センサ５２１の出力信号に基いて電動モータ５２のロータの回転角を求め、電気角θｅ及び機械角θｍを演算する。電気角θｅの情報は、ＰＷＭ制御部７８に与えられる。機械角θｍの情報は、回転速度演算部７５に与えられる。回転速度演算部７５は、機械角θｍを時間微分することにより、電動モータ５２の実際の回転速度である実回転速度Ｖｍを演算する。

速度偏差演算部７６は、目標回転速度Ｖｍ^＊と実回転速度Ｖｍとの偏差ΔＶｍ（＝Ｖｍ^＊−Ｖｍ）を演算する。ＰＩ制御部７７は、速度偏差演算部７６によって演算された回転速度偏差ΔＶｍに対してＰＩ演算を行ない、電動モータ５２に印加すべき実効電圧を示す制御電圧値を演算する。具体的には、フィードバック制御によって実回転速度Ｖｍが目標回転速度Ｖｍ^＊に近づくように制御電圧値を演算する。

ＰＷＭ制御部７８は、ＰＩ制御部７７によって演算された制御電圧値と、回転角演算部７４によって演算された電気角θｅとに基いてＰＷＭ信号を生成し、インバータ回路７００に供給する。インバータ回路７００は、ＰＷＭ信号に基づいてスイッチング素子をオン・オフさせ、電動モータ５２にモータ電流を供給する。

図４は、制御モードが第１の制御モードである場合に目標回転速度設定部７３が参照する第１の目標回転速度マップＭ１の一例を示すグラフである。この第１の目標回転速度マップＭ１には、複数の車速ごとに、操舵速度ωｈ（°／ｓ）とこれに対応する目標回転速度Ｖｍ^＊（ｒｐｍ）との関係が定義されている。図４に示す例では、０，１０，３０，７０，１００，１３０，及び１６０ｋｍ／ｓの各車速ごとに、操舵速度ωｈが０，１０，２０，５０，１００，２００，及び４００°／ｓである場合の目標回転速度Ｖｍ^＊が定義されている。目標回転速度設定部７３は、第１の制御モードにおいて、車速センサ８１で検出された車速Ｖ及び操舵速度演算部７１で演算された操舵速度ωｈに基づき、第１の目標回転速度マップＭ１を線形補間して目標回転速度Ｖｍ^＊を演算する。図４に示すように、目標回転速度Ｖｍ^＊は、車速Ｖが高いほど小さく、また操舵速度ωｈが高いほど大きな値となる。

図５は、制御モードが第２の制御モードである場合に目標回転速度設定部７３が参照する第２の目標回転速度マップＭ２の一例を示すグラフである。この第２の目標回転速度マップＭ２には、複数の操舵角θｓ（°）の大きさ（絶対値｜θｓ｜）に対応する目標回転速度Ｖｍ^＊（ｒｐｍ）の関係が定義されている。図４に示す例では、４００，５００，６００，及び７００°の各操舵角θｓの絶対値に対応する目標回転速度Ｖｍ^＊が定義されている。目標回転速度設定部７３は、第２の制御モードにおいて、第２の目標回転速度マップＭ２を線形補間して目標回転速度Ｖｍ^＊を演算する。図５に示すように、目標回転速度Ｖｍ^＊は、操舵角θｓの絶対値が大きいほど小さな値となる。

図６は、制御部７０が、制御モード切替部７２、目標回転速度設定部７３、速度偏差演算部７６、ＰＩ制御部７７、及びＰＷＭ制御部７８として実行する処理手順の一例を示すフローチャートである。制御部７０は、所定の演算周期（例えば５ｍｓ）ごとにこのフローチャートに示す処理を繰り返し実行する。

図６に示すフローチャートにおいて、Ｆｍは制御モードを示す制御モードフラグであり、Ｆｍ＝０の場合には現在の制御モードが第１の制御モードであることを示し、Ｆｍ＝１の場合には現在の制御モードが第２の制御モードであることを示す。また、Ｆｔは、目標回転速度Ｖｍ^＊の急激な変動を抑制する徐変処理の実行中であるか否かを示す徐変処理実行中フラグであり、Ｆｔ＝０の場合には徐変処理の実行中ではないことを示し、Ｆｔ＝１の場合には徐変処理の実行中であることを示す。

制御部７０はまず、現在の制御モードが第１の制御モードであるか否か判別する（ステップＳ１）。制御モードが第１の制御モードである場合（Ｓ１：Ｙｅｓ）、制御部７０は、第１の制御モードから第２の制御モードへの切り替え条件が成立しているか否かを判定する（ステップＳ２）。この判定は、上記の条件式（ａ＊ｂ＊ｃ＊ｄ）に基づいて行われる。第２の制御モードへの切り替え条件が成立していれば（Ｓ２：Ｙｅｓ）、制御モードフラグＦｍ及び徐変処理実行中フラグＦｔを１とし（ステップＳ３，Ｓ４）、切替経過カウンタを０とし（ステップＳ５）、切替時間をＴ_１とし（ステップＳ６）、さらにその時点での電動モータ５２の実際の回転速度（実回転速度Ｖｍ）を記憶する（ステップＳ７）。

切替経過カウンタは、後述するステップＳ２２及びＳ２３の処理で用いられる変数である。切替時間は、後述するステップＳ２３の判定処理及びステップＳ２５の徐変処理で用いられる変数であり、徐変処理に掛ける時間を示すものである。ステップＳ６の処理において切替時間が長い時間に設定されるほど、目標回転速度Ｖｍ^＊の変化が緩やかになる。この切替時間は、例えば第１の目標回転速度マップＭ１を参照した場合の目標回転速度Ｖｍ^＊と、第２の目標回転速度マップＭ２を参照した場合の目標回転速度Ｖｍ^＊との差が大きいほど大きな値に設定してもよいが、固定値であってもよい。固定値の場合、切替時間を例えば９０〜１００ｍｓに設定することができる。

一方、ステップＳ１の判定で現在の制御モードが第２の制御モードである場合（Ｓ１：Ｎｏ）、制御部７０は、上記の条件ｉが満たされているか否か、すなわち操舵速度ωｈが第３の速度閾値以上か否かを判定する（ステップＳ８）。操舵速度ωｈが第３の速度閾値以上である場合（Ｓ８：Ｙｅｓ）、制御部７０は、制御モードフラグＦｍ及び徐変処理実行中フラグＦｔを０とする（ステップＳ９，Ｓ１０）。

また、操舵速度ωｈが第３の速度閾値以上でない場合（Ｓ８：Ｎｏ）、制御部７０は、第２の制御モードから第１の制御モードへの他の切り替え条件が成立しているか否かを判定する（ステップＳ１１）。この判定は、上記の条件ｅ、条件ｆ、条件ｇ、及び条件ｈのうち少なくとも何れか１つ（ｅ＋ｆ＋ｇ＋ｈ）が成立するか否かに基づいて行われる。

この判定の結果、第１の制御モードへの切り替え条件が成立していれば（Ｓ１１：Ｙｅｓ）、制御モードフラグＦｍを０とし（ステップＳ１２）、徐変処理実行中フラグＦｔを１とし（ステップＳ１３）、切替経過カウンタを０とし（ステップＳ１４）、切替時間をＴ_２とし（ステップＳ１５）、さらにその時点での電動モータ５２の実際の回転速度（実回転速度Ｖｍ）を記憶する（ステップＳ１６）。ステップＳ１５の切替時間は、例えばステップＳ６の処理と同様に設定することができる。

なお、上記ステップＳ１〜Ｓ１６の処理は、制御部７０が制御モード切替部７２として実行する処理である。

次に、制御部７０は、徐変処理実行中フラグＦｔが０であるか否かを判定する（ステップＳ１７）。徐変処理実行中フラグＦｔが０（徐変処理が非実行中）である場合（Ｓ１７：Ｙｅｓ）、制御部７０は、制御モードフラグＦｍが０であるか否かを判定する（ステップＳ１８）。制御モードフラグＦｍが０（第１の制御モード）である場合（Ｓ１８：Ｙｅｓ）、制御部７０は、車速Ｖ及び操舵速度ωｈに基づいて第１の目標回転速度マップＭ１を参照し、目標回転速度Ｖｍ^＊を設定する（ステップＳ１９）。また、制御モードフラグＦｍが１（第２の制御モード）である場合（Ｓ１８：Ｎｏ）、制御部７０は、操舵角θｓの大きさに基づいて第２の目標回転速度マップＭ２を参照し、目標回転速度Ｖｍ^＊を設定する（ステップＳ２０）。

一方、ステップＳ１７の判定において徐変処理実行中フラグＦｔが１（徐変処理が実行中）である場合（Ｓ１７：Ｎｏ）、制御部７０は、その時点での電動モータ５２の回転速度を取得し（ステップＳ２１）、切替経過カウンタをインクリメントする（ステップＳ２２）。次に制御部７０は、切替経過カウンタが閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ２３）。この閾値は、ステップＳ６又はＳ１５で設定された切替時間に応じて定められる。例えば演算周期が５ｍｓで切替時間が１００ｍｓの場合、ステップＳ２３の閾値は２０に設定される。

ステップＳ２３の判定処理で切替経過カウンタが閾値以上である場合（Ｓ２３：Ｙｅｓ）、制御部７０は、徐変処理実行中フラグＦｔを０とし（ステップＳ２４）、ステップＳ１８以降の処理を実行する。一方、ステップＳ２３の判定処理で切替経過カウンタが閾値未満である場合（Ｓ２３：Ｎｏ）、制御部７０は、目標回転速度Ｖｍ^＊の徐変処理を実行する（ステップＳ２５）。

徐変処理は、第１の制御モードから第２の制御モードへの移行時ならびに第２の制御モードから第１の制御モードへの移行時に、目標回転速度Ｖｍ^＊を移行先の制御モードでの値に徐々に近づける処理である。徐変処理として、具体的には、ステップＳ７又はＳ１６で記憶された電動モータ５２の回転速度と、その時点での移行先の制御モードでの目標回転速度Ｖｍ^＊との差を演算し、この差を切換経過カウンタの残り値で除した値を前回の演算周期における目標回転速度Ｖｍ^＊に加算又は減算する。ここで、切換経過カウンタの残り値とは、あと何回の演算周期で切換経過カウンタが閾値以上となるかを示す値、すなわちその時点での切換経過カウンタの値とステップＳ２３の閾値との差を示す値である。

この徐変処理により、ステップＳ６又はＳ１５で設定された切替時間を掛けて、目標回転速度Ｖｍ^＊が移行先の制御モードでの値に徐々に近づく。これにより、第１の制御モードから第２の制御モードへの移行時ならびに第２の制御モードから第１の制御モードへの移行時に、電動モータ５２が急加速又は急減速することが抑制される。

ステップＳ１７〜Ｓ２５の処理は、制御部７０が目標回転速度設定部７３として実行する処理である。その後、制御部７０は、速度偏差演算部７６及びＰＩ制御部７７として、速度偏差ΔＶｍに基づいてＰＩ制御を行ない（ステップＳ２６）、またＰＷＭ制御部７８としてＰＷＭ信号を生成し、インバータ回路７００に供給する（ステップＳ２７）。

以上説明した制御部７０の処理によれば、操舵角θｓの絶対値が所定の角度閾値以上で、操舵方向が切り込み方向であり、かつ操舵速度ωｈが第１の速度閾値以下であることを条件として第１の制御モードから第２の制御モードに切り替えられる。また、第２の制御モードでの制御中に、操舵方向が切り戻し方向でありかつ操舵速度が第１の速度閾値よりも低い第２の速度閾値以上となったとき、操舵角θｓの絶対値が上記の角度閾値以上であっても第１の制御モードに切り替えられる。これにより、操舵角θｓが最大舵角付近であるラックエンド付近からの切り戻し時には、第２の制御モードから第１の制御モードに移行しやすくなり、アシスト不足の状態が発生することを抑制できる。また、ラックエンド付近からの切り戻し時であっても、操舵速度が第２の速度閾値未満であれば第２の制御モードが維持されるので、電動モータ５２及び油圧ポンプ５１の騒音を抑えることができる。

また、例えばステアリングホイール１０が第２の速度閾値以上の操舵速度で切り戻し方向に操舵されて第２の制御モードから第１の制御モードに移行する際には、電動モータ５２の回転速度の目標値を第１の制御モードでの目標値に徐々に近づける徐変処理が実行されるので、電動モータ５２及び油圧ポンプ５１の回転速度が急変することが抑制され、さらに騒音を抑えることができる。

また、第１の制御モードから第２の制御モードへの切り替え条件として、温度センサ８２により検出される電動モータ５２の温度が常温を含む所定の温度範囲内であることを含むので、低温時における作動油の流動性低下ならびに高温時における電動モータ５２の効率低下を抑制することができる。

（付記）
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明したが、これらの実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。

また、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変形して実施することが可能である。例えば、上記の実施の形態では、油圧ポンプ５１及び電動モータ５２がハウジング５４内にユニット化された場合について説明したが、これに限らず、油圧ポンプ５１及び電動モータ５２がユニット化されていなくともよい。

１…パワーステアリング装置
１０…ステアリングホイール
１５…前輪（転舵輪）
３…ラックシャフト（転舵軸）
４１０…パワーシリンダ（シリンダ）
５１…油圧ポンプ
５２…電動モータ
６…油圧制御弁
７…ＥＣＵ（制御装置）

Claims (3)

1. ステアリングホイールの操舵操作に応じた軸方向への進退移動によって車両の転舵輪を転舵させる転舵軸と、前記転舵軸に前記軸方向への油圧力を付与するシリンダと、油圧ポンプと、前記油圧ポンプを駆動する電動モータと、前記油圧ポンプから吐出された作動油の前記シリンダへの供給を制御する油圧制御弁と、前記電動モータを制御する制御装置とを備え、
   前記制御装置は、車速及び操舵速度に基づいて前記電動モータの回転速度を制御する第１の制御モードと、操舵角の大きさに基づいて前記電動モータの回転速度を制御する第２の制御モードとを切り替え可能であり、操舵角の絶対値が前記所定の角度閾値以上でかつ操舵速度が第１の速度閾値以下であることを条件として前記第１の制御モードから前記第２の制御モードに切り替え、前記第２の制御モードでの制御中に前記第１の速度閾値よりも低い第２の速度閾値以上の操舵速度以上で切り戻し方向に操舵されたとき、操舵角の絶対値が前記所定の角度閾値以上であっても前記第１の制御モードに切り替える、
   パワーステアリング装置。
2. 前記制御装置は、前記第２の制御モードから前記第１の制御モードに切り替えるとき、前記電動モータの回転速度の目標値を前記第１の制御モードでの目標値に徐々に近づける徐変処理を実行する、
   請求項１に記載のパワーステアリング装置。
3. 前記第１の制御モードから前記第２の制御モードへの切り替え条件として、前記電動モータの温度が常温を含む所定の温度範囲内であることを含む、
   請求項１又は２に記載のパワーステアリング装置。

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