JP6155958B2

JP6155958B2 - 油圧パワーステアリング装置の制御装置

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Inventors: 高野　寿男; 寿男高野; 幸洋小林
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Description

本発明は、油圧パワーステアリング装置の制御装置に関するものである。

従来、油圧シリンダ等の油圧アクチュエータを用いて操舵系にアシスト力を付与する油圧パワーステアリング装置が広く知られている。例えば、特許文献１には、油圧アクチュエータの油圧源として、２個のモータ駆動により油圧を発生させる２個の電動ポンプを用いた油圧パワーステアリング装置が開示されている。こうした油圧パワーステアリング装置では、通常、ステアリング操作が行われていない状態でも、電動ポンプを比較的低い回転速度（スタンバイ回転速度）で駆動しておくことで、速やかなアシスト力の付与を可能として応答性の向上を図っている。

特開平０９−０９５２５１号公報

ところで、このような２個のモータ駆動により油圧を発生させる２個の電動ポンプを用いた油圧パワーステアリング装置では、第１の電動ポンプが作動した後、第２の電動ポンプを作動させることによって、操舵フィーリングの向上を図っている。しかし、第１の電動ポンプが作動した後、無条件に第２の電動ポンプを作動させると、第１の電動ポンプの作動状態と、第２の電動ポンプの作動状態が全く異なるため、操舵フィーリングに違和感を感じる、という問題があった。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、第１の電動ポンプが作動した後、第２の電動ポンプを作動させる場合でも、第１の電動ポンプの作動状態と、第２の電動ポンプの作動状態を同じにして、操舵フィーリングを向上できる油圧パワーステアリング装置の制御装置を提供することにある。

上記の課題を解決する油圧パワーステアリング装置の制御装置は、モータを駆動源として、操舵系にステアリング操作を補助するアシスト力を発生させる油圧アクチュエータに、作動油を供給するための第１及び第２の電動ポンプを備えた油圧パワーステアリング装置の制御装置において、前記モータに対する駆動電力の供給を通じて、前記油圧アクチュエータの作動を制御する制御手段と、前記制御手段は、比例要素と積分要素を有する速度フィードバック制御部と、比例要素と積分要素を有する電流フィードバック制御部と、前記速度フィードバック制御部の積分状態量と、前記電流フィードバック制御部の積分状態量とを記憶する積分状態量記憶手段と、を有し、前記制御手段は、前記第１の電動ポンプの作動より遅れて、前記第２の電動ポンプを作動させる場合には、前記第１の電動ポンプの前記速度フィードバック制御部の積分状態量と、前記電流フィードバック制御部の積分状態量を、前記積分状態量記憶手段から読み出し、前記第２の電動ポンプの前記速度フィードバック制御部及び前記電流フィードバック制御部の積分状態量記憶手段にトレースした後、前記第２の電動ポンプの作動を開始すること、を要旨とする。

上記構成によれば、電動ポンプの制御性能に大きな影響を与える、第１の電動ポンプを駆動する速度フィードバック制御部の積分状態量と、電流フィードバック制御部の積分状態量を絶えず記憶しておき、第１の電動ポンプの作動より遅れて、第２の電動ポンプを作動させる場合には、第１の電動ポンプの速度フィードバック制御部の積分状態量と、電流フィードバック制御部の積分状態量を、積分状態量記憶手段から読み出し、第２の電動ポンプの前記速度フィードバック制御部及び電流フィードバック制御部の積分状態量記憶手段にトレースする。これにより、電動ポンプの制御性能に大きな影響を与える、第１の電動ポンプの積分状態量と、第２の電動ポンプの積分状態量が同じになるため、操舵フィーリングを向上できる。

本発明によれば、第１の電動ポンプの作動より遅れて、第２の電動ポンプを作動させる場合でも、第１の電動ポンプの作動状態と、第２の電動ポンプの作動状態を同じにして、操舵フィーリングを向上できる油圧パワーステアリング装置の制御装置を提供できる。

油圧パワーステアリング装置の概略構成図。油圧パワーステアリング装置の概略制御ブロック図。第１マイコンの詳細制御ブロック図。第２マイコンの詳細制御ブロック図。第１電動ポンプが作動後、第２電動ポンプを作動させる場合における、第１及び第２電動ポンプの制御手順を示すフローチャート。第１及び第２マイコンの目標速度指令値演算部におけるマップ図。

以下、油圧パワーステアリング装置の実施形態を図面に従って説明する。
図１に示す油圧パワーステアリング装置１は、一時停止時にエンジンを自動停止するアイドルストップ機能を備えた車両に搭載されるものである。同図に示すように、油圧パワーステアリング装置１は、ステアリングホイール２が固定されるステアリングシャフト３と、ステアリングシャフト３の回転に応じて、軸方向に往復動するラック軸５と、ラック軸５が往復動可能に挿通される略円筒状のラックハウジング６とを備えている。尚、ステアリングシャフト３は、ステアリングホイール２側から順にコラム軸７、中間軸８、及びピニオン軸９を連結することにより構成されている。

ラック軸５とピニオン軸９とは、ラックハウジング６内に所定の交叉角をもって配置されており、ラック軸５に形成されたラック歯５aとピニオン軸９に形成されたピニオン歯９aとが噛合されることでラックアンドピニオン機構１１が構成されている。
また、ラック軸５の両端には、タイロッド１２が連結されており、タイロッド１２の先端は、転舵輪１３が組み付けられた図示しないナックルに連結されている。従って、油圧パワーステアリング装置１では、ステアリング操作に伴うステアリングシャフト３の回転がラックアンドピニオン機構１１によりラック軸５の軸方向移動に変換され、この軸方向移動がタイロッド１２を介してナックルに伝達されることにより、転舵輪１３の転舵角、すなわち車両の進行方向が変更される。

また、油圧パワーステアリング装置１は、ステアリング操作を補助するアシスト力を発生させる油圧アクチュエータとしての油圧シリンダ２１と、油圧シリンダ２１に作動油を供給する第１及び第２電動ポンプ２２，２３とを備えている。また、油圧パワーステアリング装置１は、油圧シリンダ２１への作動油の給排を制御する切換弁２４と、第１及び第２電動ポンプ２２，２３によって油圧シリンダ２１に給排される作動油を貯留する貯留タンク２５とを備えている。

油圧シリンダ２１は、ラックハウジング６の一部によって構成される円筒状のシリンダチューブ３１を備えている。つまり、シリンダチューブ３１には、ラック軸５が往復動可能に挿通されている。また、油圧シリンダ２１は、シリンダチューブ３１内を第１油圧室３２と第２油圧室３３とに区画するピストン３４を備えており、ピストン３４は、ラック軸５に一体で軸方向移動可能に固定されている。

図２に示すように、第１電動ポンプ２２は、駆動源となる第１モータ４１と、第１モータ４１により駆動されることにより油圧を発生させる第１ポンプ４２と、第１モータ４１の作動を制御する第１ＥＣＵ４３と、をそれぞれ備えている。また、第２電動ポンプ２３は、駆動源となる第２モータ４４と、第２モータ４４により駆動されることにより油圧を発生させる第２ポンプ４５と、第２モータ４４の作動を制御する第２ＥＣＵ４６と、を備えている。つまり、本実施形態では、第１及び第２ＥＣＵ４３、４６により制御装置が構成されている。図１に示すように、第１及び第２電動ポンプ２２、２３の各吸入口（図示略）は、吸入油路４７を介して貯留タンク２５に接続されている。

切換弁２４は、ステアリング操作に連動して油圧シリンダ２１の第１及び第２油圧室３２、３３への作動油の給排を制御する周知のロータリバルブとして構成されている。具体的には、切換弁２４には、供給ポート５１、排出ポート５２、第１及び第２給排ポート５３、５４が設けられている。供給ポート５１は、一端側で二股に分岐した供給油路５５を介して、第１及び第２電動ポンプ２２、２３の吐出口（図示略）にそれぞれ接続されている。排出ポート５２は、排出油路５６を介して、貯留タンク２５に接続されている。そして、第１給排ポート５３は、第１給排油路５７を介して、第１油圧室３２に接続され、第２給排ポート５４は、第２給排油路５８を介して、第２油圧室３３に接続されている。

このように構成された油圧パワーステアリング装置１では、第１及び第２電動ポンプ２２、２３によって貯留タンク２５から吸い上げられた作動油は、供給油路５５を介して、切換弁２４に供給される。そして、切換弁２４に供給された作動油は、運転者のステアリング操作に応じて、第１及び第２給排油路５７、５８のいずれか一方を介して、第１及び第２油圧室３２、３３のいずれか一方に供給される。このとき、併せて第１及び第２油圧室３２、３３の他方から作動油が排出され、この作動油は第１及び第２給排油路５７、５８の他方、切換弁２４及び排出油路５６を介して、貯留タンク２５に排出される。その結果、第１油圧室３２と第２油圧室３３との間に油圧差が発生し、この油圧差に基づいて、ピストン３４とともにラック軸５が軸方向移動することで、ステアリング操作がアシストされる。

次に、油圧パワーステアリング装置１の電気的構成について説明する。
図１及び図２に示すように、第１及び第２電動ポンプ２２、２３は、ＣＡＮ（車内ネットワーク）６１を介して互いに接続されている。ＣＡＮ６１には、ステアリングセンサ６２、及び車速センサ６３がそれぞれ接続されており、ステアリングホイール２の操舵角θｓ、及び車速ｖが伝送されている。また、ＣＡＮ６１には、上位ＥＣＵ６４が接続されており、第１、及び第２ＥＣＵ４３、４６は、ＣＡＮ６１を介して得られる各状態量に基づいて互いに協調して、第１、及び第２電動ポンプ２２、２３（第１、及び第２モータ４１、４４）の作動を制御できるように構成されている。

詳述すると、図２に示すように、第１ＥＣＵ４３は、モータ制御信号を出力する第１マイコン７１（制御手段）と、そのモータ制御信号に基づいて第１モータ４１に駆動電力を供給する第１駆動回路７２とを備えている。また、第２ＥＣＵ４６は、モータ制御信号を出力する第２マイコン７３（制御手段）と、そのモータ制御信号に基づいて第２モータ４４に駆動電力を供給する第２駆動回路７４とを備えている。なお、第１、及び第２駆動回路７２、７４は、車両に搭載された同一の車載電源（バッテリ）７５のそれぞれ接続されている。

第１、及び第２駆動回路７２、７４には、直列に接続された一対のスイッチング素子（例えば、ＦＥＴ等）を基本単位（スイッチングアーム）とし、これらを並列に接続してなる周知のＰＷＭインバータが採用されており、モータ制御信号は、各スイッチング素子のオンオフ状態（オンＤＵＴＹ比）を規定するものとなっている。そして、第１及び第２駆動回路７２、７４は、入力されるモータ制御信号に示されるオンＤＵＴＹ比及び車載電源７５の電圧に基づく駆動電力を第１及び第２モータ４１、４４にそれぞれ供給する。

第１マイコン７１には、第１モータ４１（第１電動ポンプ２２）に流れるＵ相実電流値Ｉｕ１、Ｖ相実電流値Ｉｖ１、及びＷ相実電流値Ｉｗ１を検出する、第１電流センサ７６ｕ、７６ｖ、７６ｗ、及び第１モータ４１の回転角を示す第１回転角θ１を検出する第１回転角センサ７７が接続されている。一方、第２マイコン７３には、第２モータ４４（第２電動ポンプ２３）に流れるＵ相実電流値Ｉｕ２、Ｖ相実電流値Ｉｖ２、及びＷ相実電流値Ｉｗ２を検出する、第２電流センサ７８ｕ、７８ｖ、７８ｗ、及び第２モータ４４の回転角を示す第２回転角θ２を検出する第２回転角センサ７９が接続されている。

第１、及び第２マイコン７１、７３は、それぞれ所定のサンプリング周期で各センサから各状態量を検出するとともに、ＣＡＮ６１から各状態量を受信する。そして、第１、及び第２マイコン７１、７３は、これら取得した各状態量に基づいてモータ制御信号を出力することにより、駆動電力の供給を通じて第１、及び第２モータ４１、４４の作動を制御する。

以下に示す各制御ブロックは、第１、及び第２マイコン７１、７３が実行するコンピュータプログラムにより実現されるものである。第１、及び第２マイコン７１、７３は、所定のサンプリング周期で上記各状態量を検出し、所定周期毎に以下の各制御ブロックに示される各演算処理を実行することにより、モータ制御信号を生成する。

次に、第１マイコン７１の機能の詳細を図３に基づいて詳細に説明する。
まず、第１マイコン７１は、ＣＡＮ６１から送信された操舵角θｓ、車速ｖ、第１電動ポンプ起動指令信号Ｓｋ１、及び第２電動ポンプ異常判定信号Ｓｆ２を取り込む。
そして、第１マイコン７１は、第１電動ポンプ作動中信号Ｓｄ１、第１電動ポンプ異常判定信号Ｓｆ１、及び積分状態量送受信信号ＳｍをＣＡＮ６１から上位ＥＣＵ６４、及び第２マイコン７３へ送信する。

次に、第１マイコン７１は、操舵角θｓを微分器１０１で微分して、操舵速度ωｓを算出する。続いて、第１マイコン７１は、操舵速度ωｓと、車速ｖを第１目標速度指令演算部８０に取り込む。第１目標速度指令演算部８０には、第１目標速度指令値ω１＊を生成する第１マップ８１が、操舵速度ωｓと、車速ｖから構成されている。ここで、第１マップ８１は、一例として、実験値等から図６（後述する）のように構成される。

次に、第１マイコン７１は、第１目標速度指令演算部８０で生成された第１目標速度指令値ω１＊を減算器９５に入力する。更に、第１マイコン７１は、第１モータ４１の第１回転角センサ７７から出力された第１回転角θ１を、微分器９４で微分し、第１回転速度ω１を生成する。そして、第１マイコン７１は、微分器９４で生成された第１回転速度ω１を減算器９５に入力する。そして、第１マイコン７１は、減算器９５にて、第１目標速度指令値ω１＊から第１回転速度ω１を減算して、第１速度偏差Δω１を生成する。

次に、第１マイコン７１は、生成された第１速度偏差Δω１を、第１速度制御の比例制御部８２に入力する。そして、第１マイコン７１は、第１速度制御の比例制御部８２で、第１速度偏差Δω１と、第１速度制御の比例ゲインＫｐ１ｖの積から、第１速度制御の比例状態量Ｋｐ１ｖ・Δω１を算出し、加算器９６に入力する。更に、第１マイコン７１は、生成された第１速度偏差Δω１を、第１速度制御の積分制御部８３に入力する。

そして、第１マイコン７１は、第１速度制御の積分制御部８３で、第１速度偏差Δω１と、第１速度制御の積分ゲインＫｉ１ｖの積から、第１速度制御の積分状態量Ｋｉ１ｖ・ΣΔωｋを算出し、加算器９６に入力する。更に、第１マイコン７１は、算出した第１速度制御の積分状態量Ｋｉ１ｖ・ΣΔωｋをメモリ部８４（積分状態量記憶手段）に記憶する。

次に、第１マイコン７１は、第１速度制御の比例状態量Ｋｐ１ｖ・Δω１と、第１速度制御の積分状態量Ｋｉ１ｖ・ΣΔωｋを、加算器９６で加算することにより、第１ｑ軸電流指令値Ｉｑ１＊を生成する。そして、第１マイコン７１は、生成した第１ｑ軸電流指令値Ｉｑ１＊を減算器９７に入力する。そして、第１マイコン７１は、減算器９７にて、第１ｑ軸電流指令値Ｉｑ１＊から第１ｑ軸電流値Ｉｑ１を減算して、第１ｑ軸電流偏差ΔＩｑ１を生成する。

ここで、第１ｑ軸電流値Ｉｑ１及び第１ｄ軸電流値Ｉｄ１の生成方法を記述する。
まず、第１マイコン７１は、第１電流センサ７６ｕ、７６ｖ、７６ｗで検出された、第１電動ポンプ２２のＵ相実電流値Ｉｕ１、Ｖ相実電流値Ｉｖ１、Ｗ相実電流値Ｉｗ１を取り込む。そして、第１マイコン７１は、取り込んだＵ相実電流値Ｉｕ１、Ｖ相実電流値Ｉｖ１、Ｗ相実電流値Ｉｗ１を、第１ｄ／ｑ変換演算部９１で２相電流である、第１ｑ軸電流値Ｉｑ１及び第１ｄ軸電流値Ｉｄ１を生成する。

次に、第１マイコン７１は、生成された第１ｑ軸電流偏差ΔＩｑ１を、第１ｑ軸電流制御の比例制御部８５に入力する。そして、第１マイコン７１は、第１ｑ軸電流制御の比例制御部８５で、第１ｑ軸電流偏差ΔＩｑ１と、第１ｑ軸電流制御の比例ゲインＫｐ１ｑｄの積から、第１ｑ軸電流制御の比例状態量Ｋｐ１ｑｄ・ΔＩｑ１を算出し、加算器９８に入力する。

更に、第１マイコン７１は、生成された第１ｑ軸電流偏差ΔＩｑ１を、第１ｑ軸電流制御の積分制御部８６に入力する。そして、第１マイコン７１は、第１ｑ軸電流制御の積分制御部８６で、第１ｑ軸電流偏差ΔＩｑ１と、第１ｑ軸電流制御の積分ゲインＫｉ１ｑｄの積から、第１ｑ軸電流制御の積分状態量Ｋｉ１ｑｄ・ΣΔＩｑｋを算出し、加算器９８に入力する。更に、第１マイコン７１は、算出した第１ｑ軸電流制御の積分状態量Ｋｉ１ｑｄ・ΣΔＩｑｋをメモリ部８７（積分状態量記憶手段）に記憶する。

次に、第１マイコン７１は、第１ｑ軸電流制御の比例状態量Ｋｐ１ｑｄ・ΔＩｑ１と、第１ｑ軸電流制御の積分状態量Ｋｉ１ｑｄ・ΣΔＩｑｋを加算して、第１ｑ軸電圧指令値Ｖｑ１＊を生成し、第１ｄ／ｑ逆変換演算部９２に入力する。

一方、第１マイコン７１は、第１ｄ軸電流指令値Ｉｄ１＊を零として、減算器９９に入力する。そして、第１マイコン７１は、減算器９５にて、第１ｄ軸電流指令値Ｉｄ１＊から、第１ｄ軸電流値Ｉｄ１を減算して、第１ｄ軸電流偏差ΔＩｄ１を生成する。

次に、第１マイコン７１は、生成された第１ｄ軸電流偏差ΔＩｄ１を、第１ｄ軸電流制御の比例制御部８８に入力する。そして、第１マイコン７１は、第１ｄ軸電流制御の比例制御部８８で、第１ｄ軸電流偏差ΔＩｄ１と、第１ｄ軸電流制御の比例ゲインＫｐ１ｄｄの積から、第１ｄ軸電流制御の比例状態量Ｋｐ１ｄｄ・ΔＩｄ１を算出し、加算器１００に入力する。

更に、第１マイコン７１は、生成された第１ｄ軸電流偏差ΔＩｄ１を、第１ｄ軸電流制御の積分制御部８９に入力する。そして、第１マイコン７１は、第１ｄ軸電流制御の積分制御部８９で、第１ｄ軸電流偏差ΔＩｄ１と、第１ｄ軸電流制御の積分ゲインＫｉ１ｄｄの積から、第１ｄ軸電流制御の積分状態量Ｋｉ１ｄｄ・ΣΔＩｄｋを算出し、加算器１００に入力する。更に、第１マイコン７１は、算出した第１ｄ軸電流制御の積分状態量Ｋｉ１ｄｄ・ΣΔＩｄｋをメモリ部９０（積分状態量記憶手段）に記憶する。

次に、第１マイコン７１は、第１ｄ軸電流制御の比例状態量Ｋｐ１ｄｄ・ΔＩｄ１と、第１ｄ軸電流制御の積分状態量Ｋｉ１ｄｄ・ΣΔＩｄｋを加算して、第１ｄ軸電圧指令値Ｖｄ１＊を生成し、第１ｄ／ｑ逆変換演算部９２に入力する。

次に、第１マイコン７１は、第１ｄ／ｑ逆変換演算部９２に入力された第１ｑ軸電圧指令値Ｖｑ１＊と、第１ｄ軸電圧指令値Ｖｄ１＊から第１各相電圧指令値Ｖｕ１＊、Ｖｖ１＊、Ｖｗ１＊を生成し、第１ＰＷＭ出力部９３に入力する。そして、第１マイコン７１は、第１ＰＷＭ出力部９３から、第１駆動回路７２へモータ制御信号を出力する。

また、第１マイコン７１は、マイコン間状態量送受信部１０２を構成している。第１マイコン７１は、第１電動ポンプ２２のＵ相実電流値Ｉｕ１、Ｖ相実電流値Ｉｖ１、及びＷ相実電流値Ｉｗ１、及び第１回転角θ１に基づいて第１モータ４１の異常判定を行う。そして、第１マイコン７１は、異常判定の結果を示す第１電動ポンプ異常判定信号Ｓｆ１をマイコン間状態量送受信部１０２を介してＣＡＮ６１に送信するとともに、異常が検出された場合には、駆動電力の供給を停止して、第１モータ４１を停止させる。なお、異常判定の方法としては、例えば、第１電動ポンプ２２のＵ相実電流値Ｉｕ１、Ｖ相実電流値Ｉｖ１、及びＷ相実電流値Ｉｗ１が取り得ない値となった場合や、駆動電力を供給しているにもかかわらず第１回転角θ１が変化しない場合等に異常であると判定する等、種々の方法を採用することが可能である。

また、第１マイコン７１は、マイコン間状態量送受信部１０２を介して、積分状態量記憶手段であるメモリ部８４、８７、９０から記憶された積分状態量を積分状態量送受信信号Ｓｍとして、ＣＡＮ６１から上位ＥＣＵ６４、及び第２マイコン７３へ送信する。更に、第１マイコン７１は、マイコン間状態量送受信部１０２を介して、第１電動ポンプ起動指令信号Ｓｋ１、及び第２電動ポンプ異常判定信号Ｓｆ２を入力する。

次に、第２マイコン７３の機能の詳細を図４に基づいて詳細に説明する。
第２マイコン７３の機能は、第１マイコン７１の機能とほぼ同一である。
まず、第２マイコン７３は、ＣＡＮ６１から送信された操舵角θｓ、車速ｖ、第２電動ポンプ起動指令信号Ｓｋ２、第１電動ポンプ異常判定信号Ｓｆ１、及び積分状態量送受信信号Ｓｍを取り込む。そして、第２マイコン７３は、第２電動ポンプ作動中信号Ｓｄ２、及び第２電動ポンプ異常判定信号Ｓｆ２をＣＡＮ６１から上位ＥＣＵ６４、及び第１マイコン７１へ送信する。

次に、第２マイコン７３は、操舵角θｓを微分器１３１で微分して、操舵速度ωｓを算出する。続いて、第２マイコン７３は、操舵速度ωｓと、車速ｖを第２目標速度指令演算部１１０に取り込む。第２目標速度指令演算部１１０には、第２目標速度指令値ω２＊を生成する第２マップ１１１が、操舵速度ωｓと、車速ｖから構成されている。ここで、第２マップ１１１は、一例として、実験値等から図６（後述する）のように構成される。

次に、第２マイコン７３は、第２目標速度指令演算部１１０で生成された第２目標速度指令値ω２＊を減算器１２５に入力する。更に、第２マイコン７３は、第２モータ４４の第２回転角センサ７９から出力された第２回転角θ２を、微分器１２４で微分し、第２回転速度ω２を生成する。そして、第２マイコン７３は、微分器１２４で生成された第２回転速度ω２を減算器１２５に入力する。そして、第２マイコン７３は、減算器１２５にて、第２目標速度指令値ω２＊から第２回転速度ω２を減算して、第２速度偏差Δω２を生成する。

次に、第２マイコン７３は、生成された第２速度偏差Δω２を、第２速度制御の比例制御部１１２に入力する。そして、第２マイコン７３は、第２速度制御の比例制御部１１２で、第２速度偏差Δω２と、第２速度制御の比例ゲインＫｐ２ｖの積から、第２速度制御の比例状態量Ｋｐ２ｖ・Δω２を算出し、加算器１２６に入力する。更に、第２マイコン７３は、生成された第２速度偏差Δω２を、第２速度制御の積分制御部１１３に入力する。

そして、第２マイコン７３は、第２速度制御の積分制御部１１３で、第２速度偏差Δω２と、第２速度制御の積分ゲインＫｉ２ｖの積から、第２速度制御の積分状態量Ｋｉ２ｖ・ΣΔωｋを算出し、加算器１２６に入力する。更に、第２マイコン７３は、算出した第２速度制御の積分状態量Ｋｉ２ｖ・ΣΔωｋをメモリ部１１４（積分状態量記憶手段）に記憶する。

次に、第２マイコン７３は、第２速度制御の比例状態量Ｋｐ２ｖ・Δω２と、第２速度制御の積分状態量Ｋｉ２ｖ・ΣΔωｋを加算することにより、第２ｑ軸電流指令値Ｉｑ２＊を生成する。そして、第２マイコン７３は、生成した第２ｑ軸電流指令値Ｉｑ２＊を減算器１２７に入力する。そして、第２マイコン７３は、減算器１２７にて、第２ｑ軸電流指令値Ｉｑ２＊から第２ｑ軸電流値Ｉｑ２を減算して、第２ｑ軸電流偏差ΔＩｑ２を生成する。

ここで、第２ｑ軸電流値Ｉｑ２及び第２ｄ軸電流値Ｉｄ２の生成方法を記述する。
まず、第２マイコン７３は、第２電流センサ７８ｕ、７８ｖ、７８ｗで検出された、第２電動ポンプ２３のＵ相実電流値Ｉｕ２、Ｖ相実電流値Ｉｖ２、Ｗ相実電流値Ｉｗ２を取り込む。そして、第２マイコン７３は、取り込んだＵ相実電流値Ｉｕ２、Ｖ相実電流値Ｉｖ２、Ｗ相実電流値Ｉｗ２を、第２ｄ／ｑ変換演算部１２１で２相電流である、第２ｑ軸電流値Ｉｑ２及び第２ｄ軸電流値Ｉｄ２を生成する。

次に、第２マイコン７３は、生成された第２ｑ軸電流偏差ΔＩｑ２を、第２ｑ軸電流制御の比例制御部１１５に入力する。そして、第２マイコン７３は、第２ｑ軸電流制御の比例制御部１１５で、第２ｑ軸電流偏差ΔＩｑ２と、第２ｑ軸電流制御の比例ゲインＫｐ２ｑｄの積から、第２ｑ軸電流制御の比例状態量Ｋｐ２ｑｄ・ΔＩｑ２を算出し、加算器１２８に入力する。

更に、第２マイコン７３は、生成された第２ｑ軸電流偏差ΔＩｑ２を、第２ｑ軸電流制御の積分制御部１１６に入力する。そして、第２マイコン７３は、第２ｑ軸電流制御の積分制御部１１６で、第２ｑ軸電流偏差ΔＩｑ２と、第２ｑ軸電流制御の積分ゲインＫｉ２ｑｄの積から、第２ｑ軸電流制御の積分状態量Ｋｉ２ｑｄ・ΣΔＩｑｋを算出し、加算器１２８に入力する。更に、第２マイコン７３は、算出した第２ｑ軸電流制御の積分状態量Ｋｉ２ｑｄ・ΣΔＩｑｋをメモリ部１１７（積分状態量記憶手段）に記憶する。

次に、第２マイコン７３は、第２ｑ軸電流制御の比例状態量Ｋｐ２ｑｄ・ΔＩｑ２と、第２ｑ軸電流制御の積分状態量Ｋｉ２ｑｄ・ΣΔＩｑｋを加算して、第２ｑ軸電圧指令値Ｖｑ２＊を生成し、第２ｄ／ｑ逆変換演算部１２２に入力する。

一方、第２マイコン７３は、第２ｄ軸電流指令値Ｉｄ２＊を零として、減算器１２９に入力する。そして、第２マイコン７３は、減算器１２９にて、第２ｄ軸電流指令値Ｉｄ２＊から第２ｄ軸電流値Ｉｄ２を減算して、第２ｄ軸電流偏差ΔＩｄ２を生成する。

次に、第２マイコン７３は、生成された第２ｄ軸電流偏差ΔＩｄ２を、第２ｄ軸電流制御の比例制御部１１８に入力する。そして、第２マイコン７３は、第２ｄ軸電流制御の比例制御部１１８で、第２ｄ軸電流偏差ΔＩｄ２と、第２ｄ軸電流制御の比例ゲインＫｐ２ｄｄの積から、第２ｄ軸電流制御の比例状態量Ｋｐ２ｄｄ・ΔＩｄ２を算出し、加算器１３０に入力する。

更に、第２マイコン７３は、生成された第２ｄ軸電流偏差ΔＩｄ２を、第２ｄ軸電流制御の積分制御部１１９に入力する。そして、第２マイコン７３は、第２ｄ軸電流制御の積分制御部１１９で、第２ｄ軸電流偏差ΔＩｄ２と、第２ｄ軸電流制御の積分ゲインＫｉ２ｄｄの積から、第２ｄ軸電流制御の積分状態量Ｋｉ２ｄｄ・ΣΔＩｄｋを算出し、加算器１３０に入力する。更に、第２マイコン７３は、算出した第２ｄ軸電流制御の積分状態量Ｋｉ２ｄｄ・ΣΔＩｄｋをメモリ部１２０（積分状態量記憶手段）に記憶する。

次に、第２マイコン７３は、第２ｄ軸電流制御の比例状態量Ｋｐ２ｄｄ・ΔＩｄ２と、第２ｄ軸電流制御の積分状態量Ｋｉ２ｄｄ・ΣΔＩｄｋを加算して、第２ｄ軸電圧指令値Ｖｄ２＊を生成し、第２ｄ／ｑ逆変換演算部１２２に入力する。

次に、第２マイコン７３は、第２ｄ／ｑ逆変換演算部１２２に入力された第２ｑ軸電圧指令値Ｖｑ２＊と、第２ｄ軸電圧指令値Ｖｄ２＊から第２各相電圧指令値Ｖｕ２＊、Ｖｖ２＊、Ｖｗ２＊を生成し、第２ＰＷＭ出力部１２３に入力する。そして、第２マイコン７３は、第２ＰＷＭ出力部１２３から、第２駆動回路７４へモータ制御信号を出力する。

また、第２マイコン７３は、マイコン間状態量送受信部１３２を構成している。第２マイコン７３は、第１マイコン７１と同様に、第２電動ポンプ２３のＵ相実電流値Ｉｕ２、Ｖ相実電流値Ｉｖ２、及びＷ相実電流値Ｉｗ２、及び第２回転角θ２に基づいて第２モータ４４の異常判定を行う。そして、第２マイコン７３は、異常判定の結果を示す第２電動ポンプ異常判定信号Ｓｆ２をマイコン間状態量送受信部１３２を介してＣＡＮ６１に送信するとともに、異常が検出された場合には、駆動電力の供給を停止して、第２モータ４４を停止させる。なお、異常判定の方法としては、例えば、第２電動ポンプ２３のＵ相実電流値Ｉｕ２、Ｖ相実電流値Ｉｖ２、及びＷ相実電流値Ｉｗ２が取り得ない値となった場合や、駆動電力を供給しているにもかかわらず第２回転角θ２が変化しない場合等に異常であると判定する等、種々の方法を採用することが可能である。

また、第２マイコン７３は、マイコン間状態量送受信部１３２を介して、第１マイコン７１の積分状態量記憶手段であるメモリ部８４、８７、９０から記憶された積分状態量を積分状態量送受信信号Ｓｍとして入力した後、第２マイコン７３の積分状態量記憶手段であるメモリ部１１４、１１７、１２０へ書き込む。更に、第２マイコン７３は、マイコン間状態量送受信部１３２を介して、第２電動ポンプ起動指令信号Ｓｋ２、及び第１電動ポンプ異常判定信号Ｓｆ１を入力する。

上記は、上位ＥＣＵ６４が第１及び第２電動ポンプ２２、２３に、同時に第１電動ポンプ起動指令信号Ｓｋ１、及び第２電動ポンプ起動指令信号Ｓｋ２を出力した場合の機能を記述した。しかし、本実施形態は、第１の電動ポンプ２２の作動より遅れて、第２の電動ポンプ２３を作動させる場合でも、第１の電動ポンプ２２の作動状態と、第２の電動ポンプ２３の作動状態を同じにする、操舵フィーリングの向上のための方策を記述する。

第１電動ポンプ２２が作動後、第２電動ポンプ２３を作動させる場合における、第１、及び第２電動ポンプの制御手順について、図５に基づいて詳細に説明する。
第１マイコン７１は、第２電動ポンプ作動中信号Ｓｄ２がオンか否かを判定する（ステップＳ１０１）。そして、第１マイコン７１は、第２電動ポンプ作動中信号Ｓｄ２がオンでない場合（ステップＳ１０１：ＮＯ）には、初期設定フラグＦが「０」か否かを判定する（ステップＳ１０２）。そして、第１マイコン７１は、初期設定フラグＦが「０」の場合（ステップＳ１０２：ＹＥＳ）には、更に、第１マイコン７１は、第１電動ポンプ作動中信号Ｓｄ１がオンか否かを判定する（ステップＳ１０３）。

そして、第１マイコン７１は、第１電動ポンプ作動中信号Ｓｄ１がオンの場合（ステップＳ１０３：ＹＥＳ）には、既に、第１電動ポンプが作動中であると判断して、第１速度制御の積分制御部８３から出力された第１速度制御の積分状態量Ｋｉ１ｖ・ΣΔωｋを、メモリ部８４に記憶する（ステップＳ１０４）。

続いて、第１マイコン７１は、第１ｑ軸電流制御の積分制御部８６から出力された第１ｑ軸電流制御の積分状態量Ｋｉ１ｑｄ・ΣΔＩｑｋを、メモリ部８７に記憶する（ステップＳ１０５）。更に、第１マイコン７１は、第１ｄ軸電流制御の積分制御部８９から出力された第１ｄ軸電流制御の積分状態量Ｋｉ１ｄｄ・ΣΔＩｄｋを、メモリ部９０に記憶する（ステップＳ１０６）。そして、第１マイコン７１は、全ての制御部の積分状態量を記憶できたと判断して、初期設定フラグＦをセット（Ｆ←「１」、ステップＳ１０７）する。

次に、第２マイコン７３は、第２電動ポンプ起動指令信号Ｓｋ２がオンか否かを判定する（ステップＳ１０８）。そして、第２マイコン７３は、第２電動ポンプ起動指令信号Ｓｋ２がオンの場合（ステップＳ１０８：ＹＥＳ）には、第１の電動ポンプ２２の作動より遅れて、第２の電動ポンプ２３を作動させる状態であると判断して、メモリ部８４から読み出した第１速度制御の積分状態量Ｋｉ１ｖ・ΣΔωｋを、第２速度制御の積分制御部１１３のメモリ部１１４に書き込む（ステップＳ１０９）。更に、第２マイコン７３は、メモリ部８７から読み出した第１ｑ軸電流制御の積分状態量Ｋｉ１ｑｄ・ΣΔＩｑｋを、第２ｑ軸電流制御の積分制御部１１６のメモリ部１１７に書き込む（ステップＳ１１０）。

続いて、第２マイコン７３は、メモリ部９０から読み出した第１ｄ軸電流制御の積分状態量Ｋｉ１ｄｄ・ΣΔＩｄｋを、第２ｄ軸電流制御の積分制御部１１９のメモリ部１２０に書き込む（ステップＳ１１１）。そして、第２マイコン７３は、第２電動ポンプの作動を開始（ステップＳ１１２）し、初期設定フラグＦをリセットした（Ｆ←「０」、ステップＳ１１３）後、処理を終わる。

一方、第２マイコン７３は、第２電動ポンプ起動指令信号Ｓｋ２がオンでない場合（ステップＳ１０８：ＮＯ）には、第１の電動ポンプ２２の作動より遅れて、第２の電動ポンプ２３を作動させる状態にはないと判断して、初期設定フラグＦをリセットした（Ｆ←「０」、ステップＳ１１３）後、処理を終わる。また、第１マイコン７１は、第１電動ポンプ作動中信号Ｓｄ１がオンでない場合（ステップＳ１０３：ＮＯ）、初期設定フラグＦが「０」でない場合（ステップＳ１０２：ＮＯ）、または、第２電動ポンプ作動中信号Ｓｄ２がオンの場合（ステップＳ１０１：ＹＥＳ）には、何もしないで処理を終わる。

次に、第１及び第２マイコンの目標速度指令値演算部におけるマップ図について、図６を参照して説明する。
図６は、横軸に操舵速度（ｄｅｇ／ｓｅｃ）、縦軸に目標回転速度（ｒｅｖ／ｍｉｎ）、及び、車速ｖをパラメータとして、構成されている。

目標回転速度ω＊は、操舵速度ωｓ及び車速ｖによって値が異なる。一般的には、車速ｖが低いほど、目標回転速度ω＊は大きな値となっている。本実施形態では、車速ｖを０ｋｍ／ｈ、４０ｋｍ／ｈ、８０ｋｍ／ｈ、１２０ｋｍ／ｈで実験値より求めているが、その間は補間してもよい。なお、本実施形態のマップ図は、車種によっても変わるものであり、その都度適合してもよい。

次に、上記のように構成された本実施形態の油圧パワーステアリング装置の制御装置の作用及び効果について説明する。
モータに対する駆動電力の供給を通じて、油圧アクチュエータの作動を制御する制御手段と、制御手段は、比例要素と積分要素を有する速度フィードバック制御部と、比例要素と積分要素を有する電流フィードバック制御部と、速度フィードバック制御部の積分状態量と、電流フィードバック制御部の積分状態量とを記憶する積分状態量記憶手段と、を有し、制御手段は、第１の電動ポンプの作動より遅れて、第２の電動ポンプを作動させる場合には、第１の電動ポンプの速度フィードバック制御部の積分状態量と、電流フィードバック制御部の積分状態量を、積分状態量記憶手段から読み出し、第２の電動ポンプの速度フィードバック制御部及び電流フィードバック制御部の積分状態量記憶手段にトレースした後、第２の電動ポンプの作動を開始する構成とした。

なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の態様にて実施することもできる。
・本実施形態では、第１の電動ポンプを駆動する速度フィードバック制御部の積分状態量と、電流フィードバック制御部の積分状態量を絶えず記憶しておき、第１の電動ポンプの作動より遅れて、第２の電動ポンプを作動させる場合には、記憶した第１の電動ポンプを駆動する速度フィードバック制御部の積分状態量と、電流フィードバック制御部の積分状態量を、第２の電動ポンプを駆動する速度フィードバック制御部の積分状態量と、電流フィードバック制御部の積分状態量にトレースする構成とした。
しかし、記憶する状態量は積分状態量に限定せず、比例状態量、又は、微分状態量等も記憶して、トレースする構成としてもよい。

・本実施形態では、油圧シリンダ２１の油圧源として第１及び第２電動ポンプ２２、２３の２つを設けたが、３つ以上の電動ポンプを設けてもよい。

・本実施形態では、第１、及び第２電動ポンプ２２、２３が、それぞれ第１、及び第２ＥＣＵ４３、４６を有する構成としたが、これに限らず、１つのＥＣＵで第１、及び第２モータ４１、４４の作動を制御してもよい。

１：油圧パワーステアリング装置、２：ステアリングホイール、
３：ステアリングシャフト、５：ラック軸、５a：ラック歯、
６：ラックハウジング、７：コラム軸、８：中間軸、９：ピニオン軸、
９a：ピニオン歯、１１：ラックアンドピニオン機構、１２：タイロッド、
１３：転舵輪、２１：油圧シリンダ、２２：第１電動ポンプ、２３：第２電動ポンプ、２４：切換弁、２５：貯留タンク、３１：シリンダチューブ、３２：第１油圧室、
３３：第２油圧室、３４：ピストン、４１：第１モータ、４２：第１ポンプ、
４３：第１ＥＣＵ、４４：第２モータ、４５：第２ポンプ、４６：第２ＥＣＵ、
４７：吸入油路、５１：供給ポート、５２：排出ポート、５３：第１給排ポート、
５４：第２給排ポート、５５：供給油路、５６：排出油路、５７：第１給排油路、
５８：第２給排油路、６１：ＣＡＮ、６２：ステアリングセンサ、６３：車速センサ、６４：上位ＥＣＵ、７１：第１マイコン（制御手段）、７２：第１駆動回路、
７３：第２マイコン（制御手段）、７４：第２駆動回路、
７５：車載電源（バッテリ）、
７６ｕ、７６ｖ、７６ｗ：第１電流センサ、７７：第１回転角センサ、
７８ｕ、７８ｖ、７８ｗ：第２電流センサ、７９：第２回転角センサ、
８０：第１目標速度指令演算部、８１：第１マップ、
８２：第１速度制御の比例制御部、
８３：第１速度制御の積分制御部、
８４、８７、９０：メモリ部（積分状態量記憶手段）、
８５：第１ｑ軸電流制御の比例制御部、８６：第１ｑ軸電流制御の積分制御部、
８８：第１ｄ軸電流制御の比例制御部、８９：第１ｄ軸電流制御の積分制御部、
９１：第１ｄ／ｑ変換演算部、９２：第１ｄ／ｑ逆変換演算部、
９３：第１ＰＷＭ出力部、
９５、９７、９９：減算器、９６、９８、１００：加算器、９４：第１微分器、
１０１、１３１：微分器、
１０２、１３２：マイコン間状態量送受信部、
１１０：第２目標速度指令演算部、１１１：第２マップ、
１１２：第２速度制御の比例制御部、
１１３：第２速度制御の積分制御部、
１１４、１１７、１２０：メモリ部（積分状態量記憶手段）、
１１５：第２ｑ軸電流制御の比例制御部、１１６：第２ｑ軸電流制御の積分制御部、
１１８：第２ｄ軸電流制御の比例制御部、１１９：第２ｄ軸電流制御の積分制御部、
１２１：第２ｄ／ｑ変換演算部、１２２：第２ｄ／ｑ逆変換演算部、
１２３：第２ＰＷＭ出力部、１２４：第２微分器、
１２５、１２７、１２９：減算器、１２６、１２８、１３０：加算器、
θｓ：操舵角、ωｓ：操舵速度、ｖ：車速、
Ｓｋ１：第１電動ポンプ起動指令信号、Ｓｋ２：第２電動ポンプ起動指令信号、
Ｓｄ１：第１電動ポンプ作動中信号、Ｓｄ２：第２電動ポンプ作動中信号、
Ｓｆ１：第１電動ポンプ異常判定信号、Ｓｆ２：第２電動ポンプ異常判定信号、
Ｓｍ：積分状態量送受信信号、
θ１：第１回転角、
ω１＊：第１目標速度指令値、ω１：第１回転速度、Δω１：第１速度偏差、
Ｉｕ１：第１電動ポンプのＵ相実電流値、
Ｉｖ１：第１電動ポンプのＶ相実電流値、
Ｉｗ１：第１電動ポンプのＷ相実電流値、
Ｋｐ１ｖ：第１速度制御の比例ゲイン、Ｋｉ１ｖ：第１速度制御の積分ゲイン、
Ｋｐ１ｖ・Δω１：第１速度制御の比例状態量、
Ｋｉ１ｖ・ΣΔωｋ：第１速度制御の積分状態量、
Ｉｑ１＊：第１ｑ軸電流指令値、Ｉｑ１：第１ｑ軸電流値、
ΔＩｑ１：第１ｑ軸電流偏差、
Ｋｐ１ｑｄ：第１ｑ軸電流制御の比例ゲイン、
Ｋｉ１ｑｄ：第１ｑ軸電流制御の積分ゲイン、
Ｋｐ１ｑｄ・ΔＩｑ１：第１ｑ軸電流制御の比例状態量、
Ｋｉ１ｑｄ・ΣΔＩｑｋ：第１ｑ軸電流制御の積分状態量、
Ｉｄ１＊：第１ｄ軸電流指令値、Ｉｄ１：第１ｄ軸電流値、
ΔＩｄ１：第１ｄ軸電流偏差、
Ｋｐ１ｄｄ：第１ｄ軸電流制御の比例ゲイン、
Ｋｉ１ｄｄ：第１ｄ軸電流制御の積分ゲイン、
Ｋｐ１ｄｄ・ΔＩｄ１：第１ｄ軸電流制御の比例状態量、
Ｋｉ１ｄｄ・ΣΔＩｄｋ：第１ｄ軸電流制御の積分状態量、
Ｖｑ１＊：第１ｑ軸電圧指令値、Ｖｄ１＊：第１ｄ軸電圧指令値、
Ｖｕ１＊、Ｖｖ１＊、Ｖｗ１＊：第１各相電圧指令値、
θ２：第２回転角、
ω２＊：第２目標速度指令値、ω２：第２回転速度、Δω２：第２速度偏差、
Ｉｕ２：第２電動ポンプのＵ相実電流値、
Ｉｖ２：第２電動ポンプのＶ相実電流値、
Ｉｗ２：第２電動ポンプのＷ相実電流値、
Ｋｐ２ｖ：第２速度制御の比例ゲイン、Ｋｉ２ｖ：第２速度制御の積分ゲイン、
Ｋｐ２ｖ・Δω２：第２速度制御の比例状態量、
Ｋｉ２ｖ・ΣΔωｋ：第２速度制御の積分状態量、
Ｉｑ２＊：第２ｑ軸電流指令値、Ｉｑ２：第２ｑ軸電流値、
ΔＩｑ２：第２ｑ軸電流偏差、
Ｋｐ２ｑｄ：第２ｑ軸電流制御の比例ゲイン、
Ｋｉ２ｑｄ：第２ｑ軸電流制御の積分ゲイン、
Ｋｐ２ｑｄ・ΔＩｑ２：第２ｑ軸電流制御の比例状態量、
Ｋｉ２ｑｄ・ΣΔＩｑｋ：第２ｑ軸電流制御の積分状態量、
Ｉｄ２＊：第２ｄ軸電流指令値、Ｉｄ２：第２ｄ軸電流値、
ΔＩｄ２：第２ｄ軸電流偏差、
Ｋｐ２ｄｄ：第２ｄ軸電流制御の比例ゲイン、
Ｋｉ２ｄｄ：第２ｄ軸電流制御の積分ゲイン、
Ｋｐ２ｄｄ・ΔＩｄ２：第２ｄ軸電流制御の比例状態量、
Ｋｉ２ｄｄ・ΣΔＩｄｋ：第２ｄ軸電流制御の積分状態量、
Ｖｑ２＊：第２ｑ軸電圧指令値、Ｖｄ２＊：第２ｄ軸電圧指令値、
Ｖｕ２＊、Ｖｖ２＊、Ｖｗ２＊：第２各相電圧指令値、
Ｆ：初期設定フラグ

Claims

モータを駆動源として、操舵系にステアリング操作を補助するアシスト力を発生させる油圧アクチュエータに、作動油を供給するための第１及び第２の電動ポンプを備えた油圧パワーステアリング装置の制御装置において、
前記モータに対する駆動電力の供給を通じて、前記油圧アクチュエータの作動を制御する制御手段と、
前記制御手段は、比例要素と積分要素を有する速度フィードバック制御部と、
比例要素と積分要素を有する電流フィードバック制御部と、
前記速度フィードバック制御部の積分状態量と、前記電流フィードバック制御部の積分状態量とを記憶する積分状態量記憶手段と、を有し、
前記制御手段は、前記第１の電動ポンプの作動より遅れて、前記第２の電動ポンプを作動させる場合には、前記第１の電動ポンプの前記速度フィードバック制御部の積分状態量と、前記電流フィードバック制御部の積分状態量を、前記積分状態量記憶手段から読み出し、前記第２の電動ポンプの前記速度フィードバック制御部及び前記電流フィードバック制御部の積分状態量記憶手段にトレースした後、前記第２の電動ポンプの作動を開始すること、
を特徴とする油圧パワーステアリング装置の制御装置。