本發(fā)明涉及一種對(duì)車輛的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)施加由電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)向輔助力的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置，特別是涉及一種高性能的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置，其為了在低速轉(zhuǎn)向時(shí)減少因噪音造成的不協(xié)調(diào)的感覺(jué)，并且在高速轉(zhuǎn)向時(shí)實(shí)現(xiàn)沒(méi)有相位滯后的平滑的轉(zhuǎn)向，通過(guò)基于電動(dòng)機(jī)角速度或者基于電動(dòng)機(jī)角速度以及車速來(lái)變更濾波器單元的截止頻率，從而減少了微小振動(dòng)并且還提高了轉(zhuǎn)向感覺(jué)。

背景技術(shù)：

電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置(eps)利用電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)力對(duì)車輛的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)施加轉(zhuǎn)向輔助力(輔助力)，其將電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)力經(jīng)由減速裝置通過(guò)諸如齒輪或傳送皮帶之類的傳送機(jī)構(gòu)作為轉(zhuǎn)向輔助力施加給轉(zhuǎn)向軸或齒條軸。為了準(zhǔn)確地產(chǎn)生轉(zhuǎn)向輔助力的扭矩，這樣的現(xiàn)有的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置進(jìn)行電動(dòng)機(jī)電流的反饋控制。反饋控制調(diào)整電動(dòng)機(jī)外加電壓，以便使轉(zhuǎn)向輔助指令值(電流指令值)與電動(dòng)機(jī)電流檢測(cè)值之間的差變小，電動(dòng)機(jī)外加電壓的調(diào)整通常通過(guò)調(diào)整pwm(脈沖寬度調(diào)制)控制的占空比(dutyratio)來(lái)進(jìn)行。

參照?qǐng)D1對(duì)電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置的一般結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。如圖1所示，轉(zhuǎn)向盤(方向盤)1的柱軸(轉(zhuǎn)向軸或方向盤軸)2經(jīng)過(guò)減速齒輪3、萬(wàn)向節(jié)4a和4b、齒輪齒條機(jī)構(gòu)5、轉(zhuǎn)向橫拉桿6a和6b，再通過(guò)輪轂單元7a和7b，與轉(zhuǎn)向車輪8l和8r連接。另外，在柱軸2上設(shè)有用于檢測(cè)出轉(zhuǎn)向盤1的轉(zhuǎn)向扭矩的扭矩傳感器10，對(duì)轉(zhuǎn)向盤1的轉(zhuǎn)向力進(jìn)行輔助的電動(dòng)機(jī)20通過(guò)減速齒輪3與柱軸2連接。電池13對(duì)用于控制電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置的控制單元(ecu)30進(jìn)行供電，并且，經(jīng)過(guò)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)11，點(diǎn)火信號(hào)被輸入到控制單元30?？刂茊卧?0基于由扭矩傳感器10檢測(cè)出的轉(zhuǎn)向扭矩th和由車速傳感器12檢測(cè)出的車速vel，進(jìn)行作為輔助指令的電流指令值的運(yùn)算，通過(guò)對(duì)運(yùn)算出的電流指令值實(shí)施補(bǔ)償?shù)榷玫降碾妷嚎刂浦祐ref，來(lái)控制供應(yīng)給電動(dòng)機(jī)20的電流。此外，轉(zhuǎn)向角傳感器14不是必須的，也可以不設(shè)置轉(zhuǎn)向角傳感器14。還有，也可以從與電動(dòng)機(jī)20相連接的諸如分解器之類的旋轉(zhuǎn)傳感器處來(lái)獲得轉(zhuǎn)向角。

另外，收發(fā)車輛的各種信息的can(controllerareanetwork，控制器局域網(wǎng)絡(luò))40被連接到控制單元30，車速vel也能夠從can40處獲得。此外，收發(fā)can40以外的通信、模擬/數(shù)字信號(hào)、電波等的非can41也可以被連接到控制單元30。

在這樣的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置中，控制單元30主要由cpu(也包含mpu、mcu或類似裝置)構(gòu)成，該cpu內(nèi)部由程序執(zhí)行的一般功能如圖2所示。

參照?qǐng)D2對(duì)控制單元30的功能和動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。如圖2所示，來(lái)自扭矩傳感器10的轉(zhuǎn)向扭矩th和來(lái)自車速傳感器12的車速vel被輸入到用于通過(guò)使用輔助圖(アシストマップ)等來(lái)運(yùn)算出電流指令值并實(shí)施補(bǔ)償?shù)鹊呐ぞ乜刂茊卧?1中。由扭矩控制單元31運(yùn)算出的電流指令值iref1在電流限制單元33中被限制了最大值，被限制了最大值后得到的電流指令值irefm被輸入到減法單元32b中，減法單元32b對(duì)電流指令值irefm和電動(dòng)機(jī)電流檢測(cè)值im進(jìn)行減法運(yùn)算。

作為在減法單元32b中得到的減法結(jié)果的偏差i(＝irefm-im)被輸入到用于進(jìn)行諸如pi(比例積分)控制之類的控制的電流控制單元35中，經(jīng)過(guò)電流控制后得到的電壓控制值vref被輸入到pwm控制單元36中，與載波信號(hào)cf同步以便運(yùn)算出占空比，通過(guò)pwm信號(hào)并經(jīng)由逆變器37來(lái)對(duì)電動(dòng)機(jī)20進(jìn)行pwm驅(qū)動(dòng)。電動(dòng)機(jī)電流檢測(cè)器38檢測(cè)出電動(dòng)機(jī)20的電動(dòng)機(jī)電流值im，由電動(dòng)機(jī)電流檢測(cè)器38檢測(cè)出的電動(dòng)機(jī)電流值im被反饋輸入到減法單元32b中。

諸如分解器之類的旋轉(zhuǎn)傳感器21被連接到電動(dòng)機(jī)20，旋轉(zhuǎn)傳感器21輸出電動(dòng)機(jī)角度θ。

在這樣的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置中，在保持轉(zhuǎn)向盤不動(dòng)的時(shí)候或者在低速轉(zhuǎn)向的時(shí)候，有時(shí)會(huì)產(chǎn)生微小振動(dòng)，從而會(huì)給駕駛員帶來(lái)一種不協(xié)調(diào)的感覺(jué)。作為其中的一個(gè)原因被列舉的是電動(dòng)機(jī)角加速度信號(hào)的高頻噪聲。

針對(duì)這樣的高頻噪聲，作為利用了電動(dòng)機(jī)角加速度的補(bǔ)償器，日本專利第4715212號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)1)提出了這樣一種電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置，其通過(guò)在高頻范圍進(jìn)行路面信息以及外部干擾等的信號(hào)處理，使得調(diào)節(jié)變得容易，并且能夠抑制制動(dòng)抖動(dòng)(brakejudder)和擺振(shimmy)，從而獲得安全舒適的轉(zhuǎn)向性能。

專利文獻(xiàn)1中所公開(kāi)的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置設(shè)有用于輸入電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)角速度、電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)角加速度、轉(zhuǎn)向輔助力以及轉(zhuǎn)向信號(hào)并進(jìn)行自對(duì)準(zhǔn)扭矩(sat)的估計(jì)的sat反饋部單元，其使求出的sat值通過(guò)包括高通濾波器在內(nèi)的傳遞函數(shù)單元以及增益單元之后與轉(zhuǎn)向輔助指令值相加，并且，將高通濾波器以及增益單元的特性設(shè)定為車速感應(yīng)型特性以便使它們隨車速信號(hào)發(fā)生變化。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本專利第4715212號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

(一)要解決的技術(shù)問(wèn)題

在專利文獻(xiàn)1中所公開(kāi)的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置中，根據(jù)車速來(lái)改變截止頻率，并且，濾波器的類型為高通濾波器(hpf)。采用高通濾波器的目的主要在于抑制抖動(dòng)和擺振，并且還提高高頻一側(cè)的響應(yīng)性。因此，關(guān)于起因于角加速度的高頻噪聲的在保持轉(zhuǎn)向盤不動(dòng)的時(shí)候或者在低速轉(zhuǎn)向的時(shí)候產(chǎn)生的微小振動(dòng)，估計(jì)會(huì)沒(méi)有效果。還有，在將濾波器應(yīng)用于電動(dòng)機(jī)角加速度信號(hào)以便一并去除噪聲的情況下，在高速轉(zhuǎn)向的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生滯后(基于相位滯后的偏差變大)，從而會(huì)降低補(bǔ)償器的性能，因此可以推測(cè)轉(zhuǎn)向感覺(jué)會(huì)惡化。

因此，本發(fā)明是鑒于上述情況而完成的，本發(fā)明的目的在于提供一種電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置，其能夠在保持轉(zhuǎn)向盤不動(dòng)時(shí)、低速轉(zhuǎn)向時(shí)減少因噪音造成的不協(xié)調(diào)的感覺(jué)，還能夠在高速轉(zhuǎn)向時(shí)實(shí)現(xiàn)沒(méi)有相位滯后的平滑的轉(zhuǎn)向。

(二)技術(shù)方案

本發(fā)明涉及一種電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置，其具有至少基于轉(zhuǎn)向扭矩來(lái)運(yùn)算出電流指令值的扭矩控制單元，并且，通過(guò)基于所述電流指令值的電流控制系統(tǒng)來(lái)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，以便對(duì)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)進(jìn)行輔助控制，本發(fā)明的上述目的可以通過(guò)下述這樣實(shí)現(xiàn)，即：具備電動(dòng)機(jī)角速度運(yùn)算單元、電動(dòng)機(jī)角加速度運(yùn)算單元和穩(wěn)定性補(bǔ)償單元，所述電動(dòng)機(jī)角速度運(yùn)算單元基于電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)角度來(lái)運(yùn)算出電動(dòng)機(jī)角速度ω，所述電動(dòng)機(jī)角加速度運(yùn)算單元基于所述電動(dòng)機(jī)角速度ω來(lái)運(yùn)算出電動(dòng)機(jī)角加速度α，所述穩(wěn)定性補(bǔ)償單元基于所述電動(dòng)機(jī)角速度ω以及所述電動(dòng)機(jī)角加速度α來(lái)運(yùn)算出補(bǔ)償用轉(zhuǎn)向扭矩以及補(bǔ)償用電流指令值，通過(guò)所述補(bǔ)償用轉(zhuǎn)向扭矩來(lái)補(bǔ)償所述轉(zhuǎn)向扭矩，通過(guò)所述補(bǔ)償用電流指令值來(lái)補(bǔ)償所述電流指令值。

還有，本發(fā)明的上述目的還可以通過(guò)下述這樣更有效地實(shí)現(xiàn)，即：所述穩(wěn)定性補(bǔ)償單元由第一截止頻率可變單元、第一濾波器單元、第二截止頻率可變單元和第二濾波器單元構(gòu)成，所述第一截止頻率可變單元基于所述電動(dòng)機(jī)角速度ω來(lái)設(shè)定截止頻率fc1，所述第一濾波器單元根據(jù)所述截止頻率fc1對(duì)所述電動(dòng)機(jī)角加速度α進(jìn)行濾波處理，所述第二截止頻率可變單元基于所述電動(dòng)機(jī)角速度ω來(lái)設(shè)定截止頻率fc2，所述第二濾波器單元根據(jù)所述截止頻率fc2對(duì)所述電動(dòng)機(jī)角加速度α進(jìn)行濾波處理；或，所述第一截止頻率可變單元具有這樣的截止頻率特性，即，當(dāng)所述電動(dòng)機(jī)角速度ω等于或小于電動(dòng)機(jī)角速度ω1的時(shí)候，所述截止頻率fc1為一定值，當(dāng)所述電動(dòng)機(jī)角速度ω超過(guò)所述電動(dòng)機(jī)角速度ω1的時(shí)候，所述截止頻率fc1線性或非線性地增加，所述第二截止頻率可變單元具有這樣的截止頻率特性，即，當(dāng)所述電動(dòng)機(jī)角速度ω等于或小于電動(dòng)機(jī)角速度ω2(＞所述電動(dòng)機(jī)角速度ω1)的時(shí)候，所述截止頻率fc2為一定值，當(dāng)所述電動(dòng)機(jī)角速度ω超過(guò)所述電動(dòng)機(jī)角速度ω2的時(shí)候，所述截止頻率fc2線性或非線性地增加；或，所述第一截止頻率可變單元具有這樣的截止頻率特性，即，當(dāng)所述電動(dòng)機(jī)角速度ω等于或小于電動(dòng)機(jī)角速度ω10的時(shí)候，所述截止頻率fc1線性地增加，當(dāng)所述電動(dòng)機(jī)角速度ω超過(guò)所述電動(dòng)機(jī)角速度ω10的時(shí)候，所述截止頻率fc1線性或非線性地增加，所述第二截止頻率可變單元具有這樣的截止頻率特性，即，當(dāng)所述電動(dòng)機(jī)角速度ω等于或小于電動(dòng)機(jī)角速度ω11(＞所述電動(dòng)機(jī)角速度ω10)的時(shí)候，所述截止頻率fc2線性地增加，當(dāng)所述電動(dòng)機(jī)角速度ω超過(guò)所述電動(dòng)機(jī)角速度ω11的時(shí)候，所述截止頻率fc2線性或非線性地增加；或，在運(yùn)算所述補(bǔ)償用轉(zhuǎn)向扭矩以及所述補(bǔ)償用電流指令值的時(shí)候，還使用車速vel，并且，在設(shè)定所述截止頻率fc1以及fc2的時(shí)候，分別使用所述電動(dòng)機(jī)角速度ω以及所述車速vel；或，所述第一截止頻率可變單元將通過(guò)對(duì)基于示出了所述電動(dòng)機(jī)角速度ω與頻率之間的關(guān)系的角速度對(duì)應(yīng)圖求出的頻率fc11和基于示出了所述車速vel與頻率之間的關(guān)系的車速對(duì)應(yīng)圖求出的頻率fcv11進(jìn)行算術(shù)平均而得到的頻率作為所述截止頻率fc1，所述第二截止頻率可變單元將通過(guò)對(duì)基于示出了所述電動(dòng)機(jī)角速度ω與頻率之間的關(guān)系的角速度對(duì)應(yīng)圖求出的頻率fc21和基于示出了所述車速vel與頻率之間的關(guān)系的車速對(duì)應(yīng)圖求出的頻率fcv21進(jìn)行算術(shù)平均而得到的頻率作為所述截止頻率fc2；或，所述第一截止頻率可變單元的角速度對(duì)應(yīng)圖具有這樣的頻率特性，即，當(dāng)所述電動(dòng)機(jī)角速度ω等于或小于電動(dòng)機(jī)角速度ω21的時(shí)候，所述頻率fc11為一定值，當(dāng)所述電動(dòng)機(jī)角速度ω超過(guò)所述電動(dòng)機(jī)角速度ω21的時(shí)候，所述頻率fc11線性或非線性地增加，所述第二截止頻率可變單元的角速度對(duì)應(yīng)圖具有這樣的頻率特性，即，當(dāng)所述電動(dòng)機(jī)角速度ω等于或小于電動(dòng)機(jī)角速度ω22(＞所述電動(dòng)機(jī)角速度ω21)的時(shí)候，所述頻率fc21為一定值，當(dāng)所述電動(dòng)機(jī)角速度ω超過(guò)所述電動(dòng)機(jī)角速度ω22的時(shí)候，所述頻率fc21線性或非線性地增加；或，所述第一截止頻率可變單元的角速度對(duì)應(yīng)圖具有這樣的頻率特性，即，當(dāng)所述電動(dòng)機(jī)角速度ω等于或小于電動(dòng)機(jī)角速度ω21的時(shí)候，所述頻率fc11線性地增加，當(dāng)所述電動(dòng)機(jī)角速度ω超過(guò)所述電動(dòng)機(jī)角速度ω21的時(shí)候，所述頻率fc11線性或非線性地增加，所述第二截止頻率可變單元的角速度對(duì)應(yīng)圖具有這樣的頻率特性，即，當(dāng)所述電動(dòng)機(jī)角速度ω等于或小于電動(dòng)機(jī)角速度ω22(＞所述電動(dòng)機(jī)角速度ω21)的時(shí)候，所述頻率fc21線性地增加，當(dāng)所述電動(dòng)機(jī)角速度ω超過(guò)所述電動(dòng)機(jī)角速度ω22的時(shí)候，所述頻率fc21線性或非線性地增加；或，所述第一截止頻率可變單元的車速對(duì)應(yīng)圖具有這樣的頻率特性，即，當(dāng)所述車速vel等于或小于低速的車速vel11的時(shí)候，保持一定值fcv11，當(dāng)所述車速vel超過(guò)所述低速的車速vel11并且等于或小于高速的車速vel12的時(shí)候，線性或非線性地減少到頻率fcv12(＜fcv11)，當(dāng)所述車速vel超過(guò)所述高速的車速vel12的時(shí)候，保持頻率fcv12，所述第二截止頻率可變單元的車速對(duì)應(yīng)圖具有這樣的頻率特性，即，當(dāng)所述車速vel等于或小于低速的車速vel21的時(shí)候，保持一定值fcv21，當(dāng)所述車速vel超過(guò)所述低速的車速vel21并且等于或小于高速的車速vel22的時(shí)候，線性或非線性地減少到頻率fcv22(＜fcv21)，當(dāng)所述車速vel超過(guò)所述高速的車速vel22的時(shí)候，保持頻率fcv22；或，所述第一截止頻率可變單元將通過(guò)對(duì)基于示出了所述電動(dòng)機(jī)角速度ω與頻率之間的關(guān)系的角速度對(duì)應(yīng)圖求出的頻率fc31和基于示出了所述車速vel與頻率之間的關(guān)系的車速對(duì)應(yīng)圖求出的頻率fcv11進(jìn)行加權(quán)平均而得到的頻率作為所述截止頻率fc1，所述第二截止頻率可變單元將通過(guò)對(duì)基于示出了所述電動(dòng)機(jī)角速度ω與頻率之間的關(guān)系的角速度對(duì)應(yīng)圖求出的頻率fc32和基于示出了所述車速vel與頻率之間的關(guān)系的車速對(duì)應(yīng)圖求出的頻率fcv21進(jìn)行加權(quán)平均而得到的頻率作為所述截止頻率fc2；或，所述第一截止頻率可變單元的角速度對(duì)應(yīng)圖具有這樣的頻率特性，即，當(dāng)所述電動(dòng)機(jī)角速度ω等于或小于電動(dòng)機(jī)角速度ω31的時(shí)候，所述頻率fc31為一定值，當(dāng)所述電動(dòng)機(jī)角速度ω超過(guò)所述電動(dòng)機(jī)角速度ω31的時(shí)候，所述頻率fc31線性或非線性地增加，所述第二截止頻率可變單元的角速度對(duì)應(yīng)圖具有這樣的頻率特性，即，當(dāng)所述電動(dòng)機(jī)角速度ω等于或小于電動(dòng)機(jī)角速度ω32(＞所述電動(dòng)機(jī)角速度ω31)的時(shí)候，所述頻率fc32為一定值，當(dāng)所述電動(dòng)機(jī)角速度ω超過(guò)所述電動(dòng)機(jī)角速度ω32的時(shí)候，所述頻率fc32線性或非線性地增加；或，所述第一截止頻率可變單元的角速度對(duì)應(yīng)圖具有這樣的頻率特性，即，當(dāng)所述電動(dòng)機(jī)角速度ω等于或小于電動(dòng)機(jī)角速度ω31的時(shí)候，所述頻率fc31線性地增加，當(dāng)所述電動(dòng)機(jī)角速度ω超過(guò)所述電動(dòng)機(jī)角速度ω31的時(shí)候，所述頻率fc31線性或非線性地增加，所述第二截止頻率可變單元的角速度對(duì)應(yīng)圖具有這樣的頻率特性，即，當(dāng)所述電動(dòng)機(jī)角速度ω等于或小于電動(dòng)機(jī)角速度ω32(＞所述電動(dòng)機(jī)角速度ω31)的時(shí)候，所述頻率fc32線性地增加，當(dāng)所述電動(dòng)機(jī)角速度ω超過(guò)所述電動(dòng)機(jī)角速度ω32的時(shí)候，所述頻率fc32線性或非線性地增加；或，所述第一截止頻率可變單元的車速對(duì)應(yīng)圖具有這樣的頻率特性，即，當(dāng)所述車速vel等于或小于低速的車速vel31的時(shí)候，保持一定值fcv31，當(dāng)所述車速vel超過(guò)所述低速的車速vel31并且等于或小于高速的車速vel32的時(shí)候，線性或非線性地增加到頻率fcv32(＞fcv31)，當(dāng)所述車速vel超過(guò)所述高速的車速vel32的時(shí)候，保持頻率fcv32，所述第二截止頻率可變單元的車速對(duì)應(yīng)圖具有這樣的頻率特性，即，當(dāng)所述車速vel等于或小于低速的車速vel41的時(shí)候，保持一定值fcv41，當(dāng)所述車速vel超過(guò)所述低速的車速vel41并且等于或小于高速的車速vel42的時(shí)候，線性或非線性地增加到頻率fcv42(＞fcv41)，當(dāng)所述車速vel超過(guò)所述高速的車速vel42的時(shí)候，保持頻率fcv42；或，通過(guò)轉(zhuǎn)向角傳感器來(lái)計(jì)算出所述電動(dòng)機(jī)角速度ω。

(三)有益效果

根據(jù)本發(fā)明的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置，因?yàn)橥ㄟ^(guò)在穩(wěn)定性補(bǔ)償單元中，在保持轉(zhuǎn)向盤不動(dòng)時(shí)以及低速轉(zhuǎn)向時(shí)設(shè)定低的截止頻率，并且在高速轉(zhuǎn)向時(shí)設(shè)定截止頻率使其變高，以便使得能夠抑制電動(dòng)機(jī)角速度的噪聲成分，所以在高頻區(qū)域內(nèi)不會(huì)對(duì)補(bǔ)償器的性能造成損害，并且，還可以獲得起因于保持轉(zhuǎn)向盤不動(dòng)時(shí)、低速轉(zhuǎn)向時(shí)的電動(dòng)機(jī)角加速度噪聲的微小振動(dòng)小的轉(zhuǎn)向感覺(jué)。

還有，在本發(fā)明中，因?yàn)閷⒎€(wěn)定性補(bǔ)償單元的濾波特性分成轉(zhuǎn)向扭矩的補(bǔ)償和電流指令值的補(bǔ)償，所以能夠給予有效的補(bǔ)償值。因此，可以去除起因于包括減速齒輪在內(nèi)的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)系統(tǒng)、扭矩傳感器并且被包含在轉(zhuǎn)向扭矩中的扭矩脈動(dòng)(torqueripple)，并且，還可以只抽出駕駛員的轉(zhuǎn)向扭矩并生成理想的扭矩指令值。另一方面，在電流指令值的補(bǔ)償中，因?yàn)檫M(jìn)行用來(lái)減少因包括電動(dòng)機(jī)的個(gè)體差異、齒槽扭矩(coggingtorque)在內(nèi)的電氣性的主要原因而發(fā)生的扭矩脈動(dòng)、地板振動(dòng)(floorvibration)的補(bǔ)償，所以變得難以發(fā)生微小振動(dòng)。

另外，在本發(fā)明中，通過(guò)根據(jù)車速來(lái)變更截止頻率，使得既可以減少振動(dòng)，同時(shí)還可以提高轉(zhuǎn)向感覺(jué)。

附圖說(shuō)明

圖1是表示電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置的概要的結(jié)構(gòu)圖。

圖2是表示電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置的控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示例的結(jié)構(gòu)框圖。

圖3是表示本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示例(第一實(shí)施方式)的結(jié)構(gòu)框圖。

圖4是表示穩(wěn)定性補(bǔ)償單元的結(jié)構(gòu)示例(第一實(shí)施方式)的結(jié)構(gòu)框圖。

圖5是表示第一實(shí)施方式的截止頻率的特性示例(電動(dòng)機(jī)角速度)的特性圖。

圖6是表示本發(fā)明的動(dòng)作示例(第一實(shí)施方式)的流程圖。

圖7是表示本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示例(第二實(shí)施方式)的結(jié)構(gòu)框圖。

圖8是表示穩(wěn)定性補(bǔ)償單元的結(jié)構(gòu)示例(第二實(shí)施方式)的結(jié)構(gòu)框圖。

圖9是表示第二實(shí)施方式的截止頻率的特性示例(電動(dòng)機(jī)角速度)的特性圖。

圖10是表示第二實(shí)施方式的截止頻率的特性示例(車速)的特性圖。

圖11是表示本發(fā)明的動(dòng)作示例(第二實(shí)施方式)的流程圖。

圖12是表示第三實(shí)施方式的截止頻率的特性示例(電動(dòng)機(jī)角速度)的特性圖。

圖13是表示第三實(shí)施方式的截止頻率的特性示例(車速)的特性圖。

圖14是表示本發(fā)明的動(dòng)作示例(第三實(shí)施方式)的流程圖。

圖15是表示截止頻率的其他的特性示例(電動(dòng)機(jī)角速度)的特性圖。

具體實(shí)施方式

在本發(fā)明的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置中，為了通過(guò)基于電動(dòng)機(jī)角速度以及電動(dòng)機(jī)角加速度的穩(wěn)定性補(bǔ)償單元或者基于電動(dòng)機(jī)角速度、電動(dòng)機(jī)角加速度以及車速的穩(wěn)定性補(bǔ)償單元，以便在低速轉(zhuǎn)向時(shí)減少因噪音造成的不協(xié)調(diào)的感覺(jué)，并且在高速轉(zhuǎn)向時(shí)實(shí)現(xiàn)沒(méi)有相位滯后的平滑的轉(zhuǎn)向，本發(fā)明的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置能夠根據(jù)電動(dòng)機(jī)角速度或者根據(jù)電動(dòng)機(jī)角速度以及車速來(lái)變更用于對(duì)電動(dòng)機(jī)角加速度進(jìn)行濾波處理的濾波器單元的截止頻率。也就是說(shuō)，在本發(fā)明中，通過(guò)在保持轉(zhuǎn)向盤不動(dòng)時(shí)以及低速轉(zhuǎn)向時(shí)設(shè)定低的截止頻率，并且在高速轉(zhuǎn)向時(shí)設(shè)定截止頻率使其變高，從而實(shí)現(xiàn)了微小振動(dòng)少并且轉(zhuǎn)向感覺(jué)良好的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置。

下面，參照附圖來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式。

與圖2相對(duì)應(yīng)的圖3示出了本發(fā)明的實(shí)施方式的一個(gè)示例(第一實(shí)施方式)。如圖3所示，來(lái)自與電動(dòng)機(jī)20相連接的旋轉(zhuǎn)傳感器21的電動(dòng)機(jī)角度θ被輸入到電動(dòng)機(jī)角速度運(yùn)算單元100中以便運(yùn)算出(通過(guò)微分來(lái)求出)電動(dòng)機(jī)角速度ω。電動(dòng)機(jī)角速度ω被輸入到電動(dòng)機(jī)角加速度運(yùn)算單元101和穩(wěn)定性補(bǔ)償單元110中。穩(wěn)定性補(bǔ)償單元110通過(guò)對(duì)截止頻率進(jìn)行可變控制來(lái)生成補(bǔ)償用轉(zhuǎn)向扭矩tf和補(bǔ)償用電流指令值if。還有，減法單元34a被設(shè)置在扭矩控制單元31的輸入一側(cè)，加法單元34b被設(shè)置在扭矩控制單元31與電流限制單元33之間。轉(zhuǎn)向扭矩th被加法輸入到減法單元34a中，補(bǔ)償用轉(zhuǎn)向扭矩tf被減法輸入到減法單元34a中。在加法單元34b中，電流指令值iref1與補(bǔ)償用電流指令值if相加。

如圖4所示，穩(wěn)定性補(bǔ)償單元110由截止頻率(fc)可變單元111以及112、濾波器單元113、濾波器單元114、補(bǔ)償用轉(zhuǎn)向扭矩生成單元115和補(bǔ)償用電流指令值生成單元116構(gòu)成，其中，截止頻率可變單元111以及112基于電動(dòng)機(jī)角速度ω來(lái)變更截止頻率fc，濾波器單元113基于來(lái)自截止頻率可變單元111的截止頻率fc1對(duì)電動(dòng)機(jī)角加速度α進(jìn)行濾波處理，濾波器單元114基于來(lái)自截止頻率可變單元112的截止頻率fc2對(duì)電動(dòng)機(jī)角加速度α進(jìn)行濾波處理，補(bǔ)償用轉(zhuǎn)向扭矩生成單元115基于來(lái)自濾波器單元113的輸出來(lái)輸出補(bǔ)償用轉(zhuǎn)向扭矩tf，補(bǔ)償用電流指令值生成單元116基于來(lái)自濾波器單元114的輸出來(lái)輸出補(bǔ)償用電流指令值if。

例如，如圖5所示，截止頻率可變單元111的特性為這樣的特性，即，當(dāng)電動(dòng)機(jī)角速度ω等于或小于電動(dòng)機(jī)角速度ω1的時(shí)候，將截止頻率fc1設(shè)為一定值，當(dāng)電動(dòng)機(jī)角速度ω大于電動(dòng)機(jī)角速度ω1的時(shí)候，使截止頻率fc1線性地增加。同樣地，例如，如圖5所示，截止頻率可變單元112的特性為這樣的特性，即，當(dāng)電動(dòng)機(jī)角速度ω等于或小于電動(dòng)機(jī)角速度ω2(＞電動(dòng)機(jī)角速度ω1)的時(shí)候，將截止頻率fc2(＞截止頻率fc1)設(shè)為一定值，當(dāng)電動(dòng)機(jī)角速度ω大于電動(dòng)機(jī)角速度ω2的時(shí)候，使截止頻率fc2線性地增加。

在這樣的結(jié)構(gòu)中，參照?qǐng)D6的流程圖對(duì)其動(dòng)作示例(第一實(shí)施方式)進(jìn)行說(shuō)明。

首先，通過(guò)旋轉(zhuǎn)傳感器21檢測(cè)出電動(dòng)機(jī)角度θ(步驟s1)，電動(dòng)機(jī)角度θ被輸入到電動(dòng)機(jī)角速度運(yùn)算單元100中以便運(yùn)算出電動(dòng)機(jī)角速度ω(步驟s2)。電動(dòng)機(jī)角速度ω被輸入到電動(dòng)機(jī)角加速度運(yùn)算單元101中以便運(yùn)算出電動(dòng)機(jī)角加速度α(步驟s3)，同時(shí)還被輸入到穩(wěn)定性補(bǔ)償單元110內(nèi)的截止頻率可變單元111以及112中。電動(dòng)機(jī)角加速度α被輸入到穩(wěn)定性補(bǔ)償單元110內(nèi)的濾波器單元113以及114中。

首先，截止頻率可變單元111按照?qǐng)D5所示的特性來(lái)變更截止頻率fc1(步驟s4)。被設(shè)定好的截止頻率fc1被輸入到濾波器單元113中，濾波器單元113按照截止頻率fc1對(duì)電動(dòng)機(jī)角加速度α進(jìn)行濾波處理(步驟s5)。在濾波器單元113中經(jīng)過(guò)濾波處理后得到的信號(hào)被輸入到補(bǔ)償用轉(zhuǎn)向扭矩生成單元115中，在補(bǔ)償用轉(zhuǎn)向扭矩生成單元115中經(jīng)過(guò)信號(hào)處理后得到的補(bǔ)償用轉(zhuǎn)向扭矩tf被輸入到減法單元34a中，以便對(duì)轉(zhuǎn)向扭矩th進(jìn)行補(bǔ)償(步驟s6)。

然后，截止頻率可變單元112按照?qǐng)D5所示的特性來(lái)變更截止頻率fc2(步驟s10)。被設(shè)定好的截止頻率fc2被輸入到濾波器單元114中，濾波器單元114按照截止頻率fc2對(duì)電動(dòng)機(jī)角加速度α進(jìn)行濾波處理(步驟s11)。在濾波器單元114中經(jīng)過(guò)濾波處理后得到的信號(hào)被輸入到補(bǔ)償用電流指令值生成單元116中，在補(bǔ)償用電流指令值生成單元116中經(jīng)過(guò)信號(hào)處理后得到的補(bǔ)償用電流指令值if被輸入到加法單元34b中，以便對(duì)電流指令值iref進(jìn)行補(bǔ)償(步驟s12)。

重復(fù)上述動(dòng)作直到結(jié)束為止(步驟s13)。

通過(guò)這樣做，就可以基于電動(dòng)機(jī)角速度ω來(lái)變更濾波器單元113以及114的截止頻率fc1以及fc2，因?yàn)樵诒３洲D(zhuǎn)向盤不動(dòng)時(shí)以及低速轉(zhuǎn)向時(shí)設(shè)定低的截止頻率，并且，在高速轉(zhuǎn)向時(shí)設(shè)定截止頻率使其變高，所以不會(huì)使高頻一側(cè)的特性惡化，并且還能夠抑制在低頻一側(cè)會(huì)成為問(wèn)題的振動(dòng)(因保持轉(zhuǎn)向盤不動(dòng)而產(chǎn)生的微振動(dòng))。也就是說(shuō)，通過(guò)有效地去除被疊加在電動(dòng)機(jī)角加速度上的噪聲，就能夠提高補(bǔ)償器的性能。從而可以獲得轉(zhuǎn)向感覺(jué)良好的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置。

與圖3相對(duì)應(yīng)的圖7示出了本發(fā)明的第二實(shí)施方式。如圖7所示，在第二實(shí)施方式中，車速vel還被輸入到穩(wěn)定性補(bǔ)償單元110a中。如圖8所示，穩(wěn)定性補(bǔ)償單元110a由截止頻率(fc)可變單元111a以及112a、濾波器單元113、濾波器單元114、補(bǔ)償用轉(zhuǎn)向扭矩生成單元115和補(bǔ)償用電流指令值生成單元116構(gòu)成，其中，截止頻率可變單元111a以及112a基于電動(dòng)機(jī)角速度ω以及車速vel來(lái)變更截止頻率fc，濾波器單元113基于來(lái)自截止頻率可變單元111a的截止頻率fc1對(duì)電動(dòng)機(jī)角加速度α進(jìn)行濾波處理，濾波器單元114基于來(lái)自截止頻率可變單元112a的截止頻率fc2對(duì)電動(dòng)機(jī)角加速度α進(jìn)行濾波處理，補(bǔ)償用轉(zhuǎn)向扭矩生成單元115基于來(lái)自濾波器單元113的輸出來(lái)輸出補(bǔ)償用轉(zhuǎn)向扭矩tf，補(bǔ)償用電流指令值生成單元116基于來(lái)自濾波器單元114的輸出來(lái)輸出補(bǔ)償用電流指令值if。

例如，如圖9所示，截止頻率可變單元111a的特性為這樣的特性，即，當(dāng)電動(dòng)機(jī)角速度ω等于或小于電動(dòng)機(jī)角速度ω21的時(shí)候，將截止頻率fc11設(shè)為一定值，當(dāng)電動(dòng)機(jī)角速度ω大于電動(dòng)機(jī)角速度ω21的時(shí)候，使截止頻率fc11線性地增加。同樣地，例如，如圖9所示，截止頻率可變單元112a的特性為這樣的特性，即，當(dāng)電動(dòng)機(jī)角速度ω等于或小于電動(dòng)機(jī)角速度ω22(＞電動(dòng)機(jī)角速度ω21)的時(shí)候，將截止頻率fc21(＞截止頻率fc11)設(shè)為一定值，當(dāng)電動(dòng)機(jī)角速度ω大于電動(dòng)機(jī)角速度ω22的時(shí)候，使截止頻率fc21線性地增加。

還有，例如，如圖10所示，截止頻率可變單元111a的特性為這樣的特性，即，當(dāng)車速vel等于或小于低速的車速vel11的時(shí)候，保持一定值fcv11，當(dāng)車速vel超過(guò)低速的車速vel11并且等于或小于高速的車速vel12的時(shí)候，線性或非線性地減少到頻率fcv12(＜fcv11)，當(dāng)車速vel超過(guò)高速的車速vel12的時(shí)候，保持頻率fcv12。同樣地，例如，如圖10所示，截止頻率可變單元112a的特性為這樣的特性，即，當(dāng)車速vel等于或小于低速的車速vel21(＜vel11)的時(shí)候，保持一定值fcv21(＞fcv11)，當(dāng)車速vel超過(guò)低速的車速vel21并且等于或小于高速的車速vel22(＞vel12)的時(shí)候，線性或非線性地減少到頻率fcv22(＜fcv21)，當(dāng)車速vel超過(guò)高速的車速vel22的時(shí)候，保持頻率fcv22。此外，截止頻率fcv12以及fcv22也可以為0。

關(guān)于車速，低速的車速vel11以及vel21例如設(shè)想的是特別是地板振動(dòng)、轉(zhuǎn)向盤的微振動(dòng)會(huì)成為問(wèn)題的0～2km/h左右的爬行車速、停車時(shí)或進(jìn)入車庫(kù)時(shí)的車速低于5km/h的極低速行駛或停止?fàn)顟B(tài)以及在市區(qū)或者狹窄的道路上慢行的到30km/h左右為止的車速的低速行駛的情形；高速的車速vel12以及vel22例如設(shè)想的是在寬闊的道路或者干線道路上的50km/h～80km/h左右的車速的行駛狀態(tài)以及在高速道路或者汽車專用道路上的超過(guò)80km/h的車速的行駛狀態(tài)的情形。

用于根據(jù)電動(dòng)機(jī)角速度ω以及車速vel對(duì)電動(dòng)機(jī)角加速度α進(jìn)行濾波處理的濾波器單元113以及114是分別為了補(bǔ)償用轉(zhuǎn)向扭矩生成單元115和補(bǔ)償用電流指令值生成單元116而設(shè)置的，這是因?yàn)榕ぞ乜刂茊卧?1使用電動(dòng)機(jī)角加速度的目的不同于電流控制單元35使用電動(dòng)機(jī)角加速度的目的，所以扭矩控制單元31所需要的電動(dòng)機(jī)角加速度的特性不同于電流控制單元35所需要的電動(dòng)機(jī)角加速度的特性。也就是說(shuō)，盡管電流控制單元35為了減少扭矩脈動(dòng)、地板振動(dòng)而對(duì)電流指令值進(jìn)行補(bǔ)償，但是扭矩控制單元31為了只抽出駕駛員的轉(zhuǎn)向信息而從扭矩傳感器值中去除諸如扭矩脈動(dòng)之類的振動(dòng)成分。因?yàn)榕ぞ貍鞲衅髦凳墙?jīng)由柱軸、減速齒輪、扭力桿后被檢測(cè)出來(lái)的，所以與電動(dòng)機(jī)角加速度相比，被包含在扭矩傳感器值中的振動(dòng)成分的頻率帶更低，針對(duì)實(shí)際的舉動(dòng)相位滯后。因此，如果使用與用于對(duì)電流指令值進(jìn)行補(bǔ)償?shù)碾妱?dòng)機(jī)角加速度相同的特性的值的話，則由于被包含的頻率帶、相位不一致，所以存在不但振動(dòng)成分的去除會(huì)變得不夠充分而且還會(huì)增添成為振動(dòng)發(fā)生的主要原因的成分的可能性。因此，通過(guò)個(gè)別地設(shè)定截止頻率，就可以進(jìn)行有效的過(guò)濾處理。還有，優(yōu)選地設(shè)定用于扭矩控制單元的電動(dòng)機(jī)角加速度的截止頻率以便使其等于用于電流控制的電動(dòng)機(jī)角加速度的截止頻率或者使其小于用于電流控制的電動(dòng)機(jī)角加速度的截止頻率。

另外，也可以通過(guò)根據(jù)電動(dòng)機(jī)角速度ω求出的頻率和根據(jù)車速vel求出的頻率的算術(shù)平均來(lái)求出截止頻率可變單元111a以及112a的特性。通過(guò)這樣做，對(duì)于在低速的車速會(huì)成為問(wèn)題的地板振動(dòng)、轉(zhuǎn)向盤的微振動(dòng)來(lái)說(shuō)，與高速的車速相比，通過(guò)設(shè)定更低的截止頻率，使得能夠更進(jìn)一步提高振動(dòng)的抑制效果。另一方面，對(duì)于高速的車速來(lái)說(shuō)，因?yàn)榧词挂蜻^(guò)濾處理而造成相位稍微有一點(diǎn)滯后也會(huì)給轉(zhuǎn)向感覺(jué)帶來(lái)影響，所以優(yōu)選地設(shè)定截止頻率以便使其高于扭矩控制單元的頻率帶。由于在高速的車速的情況下，在低速會(huì)成為問(wèn)題的振動(dòng)會(huì)混入到道路噪音等中，所以即使設(shè)定高的截止頻率也不會(huì)有問(wèn)題。

另一方面，在盡管為低速的車速但轉(zhuǎn)向速度快的情況下，與高速的車速的狀態(tài)相同，因?yàn)橄辔簧晕⒂幸稽c(diǎn)滯后也會(huì)給轉(zhuǎn)向感覺(jué)帶來(lái)影響，所以在轉(zhuǎn)向速度快的情況下，需要設(shè)定高的截止頻率。因此，通過(guò)對(duì)根據(jù)轉(zhuǎn)向速度，即，根據(jù)電動(dòng)機(jī)角速度設(shè)定的截止頻率和根據(jù)車速設(shè)定的截止頻率進(jìn)行算術(shù)平均，能夠與轉(zhuǎn)向狀態(tài)無(wú)關(guān)地并且有效地計(jì)算出具有最合適的特性的電動(dòng)機(jī)角加速度。

在這樣的結(jié)構(gòu)中，參照?qǐng)D11的流程圖對(duì)其動(dòng)作示例(第二實(shí)施方式)進(jìn)行說(shuō)明。

首先，通過(guò)旋轉(zhuǎn)傳感器21檢測(cè)出電動(dòng)機(jī)角度θ(步驟s20)，電動(dòng)機(jī)角度θ被輸入到電動(dòng)機(jī)角速度運(yùn)算單元100中以便運(yùn)算出電動(dòng)機(jī)角速度ω(步驟s21)。電動(dòng)機(jī)角速度ω被輸入到電動(dòng)機(jī)角加速度運(yùn)算單元101中以便運(yùn)算出電動(dòng)機(jī)角加速度α(步驟s22)，輸入車速vel(步驟s23)。電動(dòng)機(jī)角速度ω以及車速vel被輸入到穩(wěn)定性補(bǔ)償單元110a內(nèi)的截止頻率可變單元111a以及112a中，電動(dòng)機(jī)角加速度α被輸入到穩(wěn)定性補(bǔ)償單元110a內(nèi)的濾波器單元113以及114中。此外，可以適當(dāng)變更車速vel的輸入順序。

接下來(lái)，截止頻率可變單元111a通過(guò)按照?qǐng)D9所示的特性并根據(jù)電動(dòng)機(jī)角速度ω求出的頻率和按照?qǐng)D10所示的特性并根據(jù)車速vel求出的頻率的算術(shù)平均來(lái)變更截止頻率fc1(步驟s24)。被設(shè)定好的截止頻率fc1被輸入到濾波器單元113中，濾波器單元113按照截止頻率fc1對(duì)電動(dòng)機(jī)角加速度α進(jìn)行濾波處理(步驟s25)。在濾波器單元113中經(jīng)過(guò)濾波處理后得到的信號(hào)被輸入到補(bǔ)償用轉(zhuǎn)向扭矩生成單元115中，在補(bǔ)償用轉(zhuǎn)向扭矩生成單元115中經(jīng)過(guò)信號(hào)處理后得到的補(bǔ)償用轉(zhuǎn)向扭矩tf被輸入到減法單元34a中，以便對(duì)轉(zhuǎn)向扭矩th進(jìn)行補(bǔ)償(步驟s26)。

然后，截止頻率可變單元112a通過(guò)按照?qǐng)D9所示的特性并根據(jù)電動(dòng)機(jī)角速度ω求出的頻率和按照?qǐng)D10所示的特性并根據(jù)車速vel求出的頻率的算術(shù)平均來(lái)變更截止頻率fc2(步驟s30)。被設(shè)定好的截止頻率fc2被輸入到濾波器單元114中，濾波器單元114按照截止頻率fc2對(duì)電動(dòng)機(jī)角加速度α進(jìn)行濾波處理(步驟s31)。在濾波器單元114中經(jīng)過(guò)濾波處理后得到的信號(hào)被輸入到補(bǔ)償用電流指令值生成單元116中，在補(bǔ)償用電流指令值生成單元116中經(jīng)過(guò)信號(hào)處理后得到的補(bǔ)償用電流指令值if被輸入到加法單元34b中，以便對(duì)電流指令值iref進(jìn)行補(bǔ)償(步驟s32)。

重復(fù)上述動(dòng)作直到結(jié)束為止(步驟s33)。

通過(guò)這樣做，就可以基于電動(dòng)機(jī)角速度ω以及車速vel來(lái)變更濾波器單元113以及114的截止頻率fc1以及fc2，因?yàn)樵诒３洲D(zhuǎn)向盤不動(dòng)時(shí)以及低速轉(zhuǎn)向時(shí)設(shè)定低的截止頻率，并且，在高速轉(zhuǎn)向時(shí)設(shè)定截止頻率使其變高，所以不會(huì)使高頻一側(cè)的特性惡化，并且還能夠抑制在低頻一側(cè)會(huì)成為問(wèn)題的振動(dòng)(因保持轉(zhuǎn)向盤不動(dòng)而產(chǎn)生的微振動(dòng))。也就是說(shuō)，通過(guò)有效地去除被疊加在電動(dòng)機(jī)角加速度上的噪聲，就能夠提高補(bǔ)償器的性能。從而可以獲得轉(zhuǎn)向感覺(jué)良好的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置。

截止頻率(fc)可變單元111a以及112a也可以具有圖12以及圖13所示那樣的特性(第三實(shí)施方式)。第三實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)如圖7以及圖8所示，與第二實(shí)施方式相同。也就是說(shuō)，如圖12所示，截止頻率可變單元111a的特性為這樣的特性，即，當(dāng)電動(dòng)機(jī)角速度ω等于或小于電動(dòng)機(jī)角速度ω31的時(shí)候，將截止頻率fc31設(shè)為一定值，當(dāng)電動(dòng)機(jī)角速度ω大于電動(dòng)機(jī)角速度ω31的時(shí)候，使截止頻率fc31線性地增加。同樣地，如圖12所示，截止頻率可變單元112a的特性為這樣的特性，即，當(dāng)電動(dòng)機(jī)角速度ω等于或小于電動(dòng)機(jī)角速度ω32(＞電動(dòng)機(jī)角速度ω31)的時(shí)候，將截止頻率fc32(＞截止頻率fc31)設(shè)為一定值，當(dāng)電動(dòng)機(jī)角速度ω大于電動(dòng)機(jī)角速度ω32的時(shí)候，使截止頻率fc32線性地增加。

還有，如圖13所示，截止頻率可變單元111a的特性為這樣的特性，即，當(dāng)車速vel等于或小于低速的車速vel41的時(shí)候，保持一定值fcv41，當(dāng)車速vel超過(guò)低速的車速vel41并且等于或小于高速的車速vel42的時(shí)候，線性或非線性地增加到頻率fcv42(＞fcv41)，當(dāng)車速vel超過(guò)高速的車速vel42的時(shí)候，保持頻率fcv42。同樣地，如圖13所示，截止頻率可變單元112a的特性為這樣的特性，即，當(dāng)車速vel等于或小于低速的車速vel31(＞vel41)的時(shí)候，保持一定值fcv31(＞fcv41)，當(dāng)車速vel超過(guò)低速的車速vel31并且等于或小于高速的車速vel32的時(shí)候，線性或非線性地增加到頻率fcv32(＞fcv31)，當(dāng)車速vel超過(guò)高速的車速vel32的時(shí)候，保持頻率fcv32。此外，截止頻率fcv41以及fcv31也可以為0。

關(guān)于車速vel，低速的車速vel41以及vel31例如設(shè)想的是特別是以電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置為振動(dòng)源的地板振動(dòng)、轉(zhuǎn)向盤的微振動(dòng)會(huì)成為問(wèn)題的0～2km/h左右的爬行車速、停車時(shí)或進(jìn)入車庫(kù)時(shí)的車速低于5km/h的極低速行駛或停止?fàn)顟B(tài)以及在市區(qū)或者狹窄的道路上慢行的到30km/h左右為止的車速的低速行駛的情形；高速的車速vel42以及vel32例如設(shè)想的是在寬闊的道路或者干線道路上的50km/h～80km/h左右的車速的行駛狀態(tài)以及在高速道路或者汽車專用道路上的超過(guò)80km/h的車速的行駛狀態(tài)的情形。

還有，在盡管為低速的車速但轉(zhuǎn)向速度快的情況下，與高速的車速的狀態(tài)相同，因?yàn)橄辔簧晕⒂幸稽c(diǎn)滯后也會(huì)給轉(zhuǎn)向感覺(jué)帶來(lái)影響，所以優(yōu)選地設(shè)定高的截止頻率。在車速vel低的狀態(tài)并且電動(dòng)機(jī)角速度ω高的情況下，也就是說(shuō)，在以低速的車速行駛并且以快的轉(zhuǎn)向速度進(jìn)行轉(zhuǎn)向的情況下，通過(guò)將加權(quán)常數(shù)w1設(shè)定為加權(quán)常數(shù)w2的幾倍～幾十倍(例如，將加權(quán)常數(shù)w1設(shè)定為10，將加權(quán)常數(shù)w2設(shè)定為1)，并且，設(shè)定截止頻率使其高于根據(jù)車速vel求出的頻率，使得既不會(huì)對(duì)轉(zhuǎn)向感覺(jué)造成損害，又能夠去除噪音。就這樣，通過(guò)對(duì)根據(jù)電動(dòng)機(jī)角速度ω設(shè)定的截止頻率和根據(jù)車速vel設(shè)定的截止頻率進(jìn)行加權(quán)平均，能夠與轉(zhuǎn)向狀態(tài)無(wú)關(guān)地并且有效地計(jì)算出具有最合適的特性的電動(dòng)機(jī)角加速度α。

盡管振動(dòng)特性和轉(zhuǎn)向性能因車輛的種類和狀態(tài)的不同而不同，特別是為了應(yīng)對(duì)整車的個(gè)體差異和起因于車輛的使用狀態(tài)、經(jīng)年變化等的特性的變化，通過(guò)根據(jù)車輛的狀態(tài)來(lái)調(diào)節(jié)加權(quán)平均的加權(quán)常數(shù)w1以及w2，使得能夠更有效地實(shí)現(xiàn)細(xì)膩的振動(dòng)特性和轉(zhuǎn)向性能。例如在基礎(chǔ)車輛的派生車中，當(dāng)因車輛構(gòu)成部件的改進(jìn)等而導(dǎo)致地板振動(dòng)的頻率變高的時(shí)候，通過(guò)使根據(jù)電動(dòng)機(jī)角速度ω求出的頻率的加權(quán)常數(shù)w1大于根據(jù)車速vel求出的頻率的加權(quán)常數(shù)w2，就能夠提高對(duì)電動(dòng)機(jī)角速度ω的靈敏度，從而可以提高轉(zhuǎn)向性能。另外，如果將其中一個(gè)加權(quán)常數(shù)設(shè)定為零的話，則因?yàn)榭梢灾桓鶕?jù)電動(dòng)機(jī)角速度ω或者只根據(jù)車速vel來(lái)變更截止頻率，所以對(duì)于濾波器單元113以及114來(lái)說(shuō)，也可以根據(jù)實(shí)際的振動(dòng)特性和被要求的車輛的轉(zhuǎn)向性能來(lái)設(shè)定不同的截止頻率的特性。

在這樣的結(jié)構(gòu)中，參照?qǐng)D14的流程圖對(duì)其動(dòng)作示例(第三實(shí)施方式)進(jìn)行說(shuō)明。

首先，通過(guò)旋轉(zhuǎn)傳感器21檢測(cè)出電動(dòng)機(jī)角度θ(步驟s40)，電動(dòng)機(jī)角度θ被輸入到電動(dòng)機(jī)角速度運(yùn)算單元100中以便運(yùn)算出電動(dòng)機(jī)角速度ω(步驟s41)。電動(dòng)機(jī)角速度ω被輸入到電動(dòng)機(jī)角加速度運(yùn)算單元101中以便運(yùn)算出電動(dòng)機(jī)角加速度α(步驟s42)，輸入車速vel(步驟s43)。電動(dòng)機(jī)角速度ω被輸入到截止頻率可變單元111a以及112a中，車速vel也被輸入到截止頻率可變單元111a以及112a中，電動(dòng)機(jī)角加速度α被輸入到濾波器單元113以及114中。

接下來(lái)，截止頻率可變單元111a通過(guò)按照?qǐng)D12所示的特性并根據(jù)電動(dòng)機(jī)角速度ω求出的頻率和按照?qǐng)D13所示的特性并根據(jù)車速vel求出的頻率的加權(quán)平均來(lái)變更截止頻率fc1(步驟s44)。被設(shè)定好的截止頻率fc1被輸入到濾波器單元113中，濾波器單元113按照截止頻率fc1對(duì)電動(dòng)機(jī)角加速度α進(jìn)行濾波處理(步驟s45)。在濾波器單元113中經(jīng)過(guò)濾波處理后得到的信號(hào)被輸入到補(bǔ)償用轉(zhuǎn)向扭矩生成單元115中，在補(bǔ)償用轉(zhuǎn)向扭矩生成單元115中經(jīng)過(guò)信號(hào)處理后得到的補(bǔ)償用轉(zhuǎn)向扭矩tf被輸入到減法單元34a中，以便對(duì)轉(zhuǎn)向扭矩th進(jìn)行補(bǔ)償(步驟s46)。

然后，截止頻率可變單元112a通過(guò)按照?qǐng)D12所示的特性并根據(jù)電動(dòng)機(jī)角速度ω求出的頻率和按照?qǐng)D13所示的特性并根據(jù)車速vel求出的頻率的加權(quán)平均來(lái)變更截止頻率fc2(步驟s50)。被設(shè)定好的截止頻率fc2被輸入到濾波器單元114中，濾波器單元114按照截止頻率fc2對(duì)電動(dòng)機(jī)角加速度α進(jìn)行濾波處理(步驟s51)。在濾波器單元114中經(jīng)過(guò)濾波處理后得到的信號(hào)被輸入到補(bǔ)償用電流指令值生成單元116中，在補(bǔ)償用電流指令值生成單元116中經(jīng)過(guò)信號(hào)處理后得到的補(bǔ)償用電流指令值if被輸入到加法單元34b中，以便對(duì)電流指令值iref進(jìn)行補(bǔ)償(步驟s52)。

重復(fù)上述動(dòng)作直到結(jié)束為止(步驟s53)。

通過(guò)這樣做，就可以基于電動(dòng)機(jī)角速度ω以及車速vel來(lái)變更濾波器單元113以及114的截止頻率fc1以及fc2，因?yàn)樵诒３洲D(zhuǎn)向盤不動(dòng)時(shí)以及低速轉(zhuǎn)向時(shí)設(shè)定低的截止頻率，并且，在高速轉(zhuǎn)向時(shí)設(shè)定截止頻率使其變高，所以不會(huì)使電動(dòng)機(jī)的高頻區(qū)域的特性惡化，并且還能夠抑制在電動(dòng)機(jī)的低頻區(qū)域會(huì)成為問(wèn)題的振動(dòng)(因保持轉(zhuǎn)向盤不動(dòng)而產(chǎn)生的微振動(dòng))。也就是說(shuō)，通過(guò)有效地去除被疊加在電動(dòng)機(jī)角加速度α上的噪聲，就能夠提高補(bǔ)償器的性能。從而可以獲得轉(zhuǎn)向感覺(jué)良好的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置。

盡管在上述實(shí)施方式中，截止頻率可變單元111以及112和截止頻率可變單元111a以及112a的可變特性均被設(shè)定為線性特性，但是如圖15所示，也可以將截止頻率可變單元111以及112和截止頻率可變單元111a以及112a的可變特性設(shè)定為這樣的特性，即，當(dāng)電動(dòng)機(jī)角速度ω等于或小于電動(dòng)機(jī)角速度ω10或電動(dòng)機(jī)角速度ω11的時(shí)候，使截止頻率fc1或截止頻率fc2線性地增加，當(dāng)電動(dòng)機(jī)角速度ω大于電動(dòng)機(jī)角速度ω10或電動(dòng)機(jī)角速度ω11的時(shí)候，使截止頻率fc非線性地增加。還有，也可以將截止頻率可變單元111以及112和截止頻率可變單元111a以及112a的可變特性設(shè)定為這樣的特性，即，當(dāng)電動(dòng)機(jī)角速度ω等于或小于電動(dòng)機(jī)角速度ω10或電動(dòng)機(jī)角速度ω11的時(shí)候，使截止頻率fc1或截止頻率fc2非線性地增加，當(dāng)電動(dòng)機(jī)角速度ω大于電動(dòng)機(jī)角速度ω10或電動(dòng)機(jī)角速度ω11的時(shí)候，使截止頻率fc線性地增加。

此外，盡管在上述實(shí)施方式中，通過(guò)與電動(dòng)機(jī)相連接的諸如分解器之類的旋轉(zhuǎn)傳感器來(lái)獲得電動(dòng)機(jī)角度，但也可以從轉(zhuǎn)向角傳感器處獲得。

附圖標(biāo)記說(shuō)明

1轉(zhuǎn)向盤(方向盤)

2柱軸(轉(zhuǎn)向軸或方向盤軸)

10扭矩傳感器

12車速傳感器

13電池

20電動(dòng)機(jī)

21旋轉(zhuǎn)傳感器

30控制單元(ecu)

35電流控制單元

100電動(dòng)機(jī)角速度運(yùn)算單元

101電動(dòng)機(jī)角加速度運(yùn)算單元

110、110a穩(wěn)定性補(bǔ)償單元

111、111a、112、112a截止頻率(fc)可變單元

113、114濾波器單元

115補(bǔ)償用轉(zhuǎn)向扭矩生成單元

116補(bǔ)償用電流指令值生成單元