本發(fā)明涉及電動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置的控制裝置，所述電動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置搭載在汽車等車輛中。

背景技術(shù)：

電動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置搭載在各種車輛中。電動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置具有對(duì)轉(zhuǎn)向操縱裝置賦予助力轉(zhuǎn)矩的馬達(dá)、檢測(cè)駕駛員的轉(zhuǎn)向操縱轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)矩傳感器、檢測(cè)車速的車速傳感器、控制單元(ECU：Electronic Control Unit)。ECU根據(jù)由轉(zhuǎn)矩傳感器所測(cè)出的轉(zhuǎn)向操縱轉(zhuǎn)矩和由車速傳感器所測(cè)出的車速來(lái)設(shè)定馬達(dá)應(yīng)輸出的轉(zhuǎn)矩(馬達(dá)轉(zhuǎn)矩)。ECU控制施加給馬達(dá)的電流(即，助力控制)，以實(shí)現(xiàn)所設(shè)定的馬達(dá)轉(zhuǎn)矩。

以往的ECU除進(jìn)行上述的助力控制之外還并行地進(jìn)行抑制因干擾(例如共振)所引起的振動(dòng)的振動(dòng)抑制控制。振動(dòng)抑制控制的結(jié)果使傳遞到駕駛員的手上的振動(dòng)被降低。而且，振動(dòng)抑制控制能夠防止上述的振動(dòng)帶來(lái)的轉(zhuǎn)矩被助力控制增大的情況。

日本專利第5383818號(hào)公報(bào)(以下稱作專利文獻(xiàn))公開(kāi)了振動(dòng)抑制控制的例。所述專利文獻(xiàn)的振動(dòng)抑制控制中利用了助力圖譜、振動(dòng)抽出濾波器、電流可變?cè)鲆鎴D譜、轉(zhuǎn)速可變?cè)鲆鎴D譜。助力圖譜根據(jù)駕駛員的轉(zhuǎn)向操縱轉(zhuǎn)矩來(lái)輸出輔助轉(zhuǎn)矩電流(施加于馬達(dá)的電流)。振動(dòng)抽出濾波器對(duì)馬達(dá)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行濾波處理。振動(dòng)抽出濾波器降低低頻側(cè)的增益并輸出振動(dòng)成分信號(hào)。電流可變?cè)鲆鎴D譜根據(jù)馬達(dá)中流動(dòng)的電流來(lái)算出電流可變?cè)鲆?。轉(zhuǎn)速可變?cè)鲆鎴D譜根據(jù)馬達(dá)的轉(zhuǎn)速來(lái)算出轉(zhuǎn)速可變?cè)鲆妗Ｋ鰧＠墨I(xiàn)的振動(dòng)抑制控制中根據(jù)振動(dòng)成分信號(hào)、電流可變?cè)鲆婕稗D(zhuǎn)速可變?cè)鲆鎭?lái)算出振動(dòng)抑制電流。所述專利文獻(xiàn)的振動(dòng)抑制控制中利用所算出的振動(dòng)抑制電流來(lái)補(bǔ)正輔助轉(zhuǎn)矩電流。

擺振(輪胎擺振)作為在車輛的行駛中發(fā)生的振動(dòng)為人所知。擺振是因車輪平衡不良所引起的振動(dòng)。例如，擺振因輪胎交換或車輪平衡的變更而引起。在不恰當(dāng)?shù)能囕喥胶獾那闆r下，當(dāng)車輛以100至120km/h(輪胎的轉(zhuǎn)動(dòng)頻率為大概10Hz)的速度在高速公路行駛時(shí)，有時(shí)會(huì)發(fā)生擺振。其結(jié)果，轉(zhuǎn)向盤(pán)會(huì)抖顫地振動(dòng)。

發(fā)生擺振的情況下，在被前副車架支撐的懸架裝置內(nèi)部發(fā)生因輪胎的轉(zhuǎn)動(dòng)引起的振動(dòng)。因輪胎的轉(zhuǎn)動(dòng)而發(fā)生的振動(dòng)通過(guò)包含拉桿、齒輪齒條機(jī)構(gòu)及轉(zhuǎn)向軸等的轉(zhuǎn)向操縱裝置而被傳遞到轉(zhuǎn)向盤(pán)。

懸架裝置由各種各樣構(gòu)件構(gòu)成。這些構(gòu)件各自的固有振動(dòng)頻率相異。擺振有時(shí)會(huì)導(dǎo)致在這些構(gòu)件中的某些構(gòu)件與輪胎的轉(zhuǎn)動(dòng)頻率之間的共振。最終，共振被傳遞到轉(zhuǎn)向盤(pán)。發(fā)生擺振的情況下，有時(shí)還會(huì)出現(xiàn)多個(gè)構(gòu)件共振的情況，因此，難以從懸架裝置中分辨出發(fā)生共振的構(gòu)件(即，擺振的產(chǎn)生原因)。

擺振是從懸架裝置的多個(gè)共振構(gòu)件通過(guò)轉(zhuǎn)向操縱裝置復(fù)合地被傳遞到駕駛員的手上的振動(dòng)。因此，輪胎的轉(zhuǎn)動(dòng)頻率上升到某一頻率時(shí)(即，車速上升到某一速度時(shí))便會(huì)發(fā)生擺振。

發(fā)生擺振時(shí)的輪胎的轉(zhuǎn)動(dòng)頻率(擺振發(fā)生頻率：例如10Hz)取決于個(gè)體差或修理經(jīng)歷等，每臺(tái)車輛互不相同。而且，擺振發(fā)生頻率還會(huì)受到每臺(tái)車輛的懸架裝置的經(jīng)時(shí)變化等因素的影響。因此，擺振發(fā)生頻率會(huì)經(jīng)時(shí)地變化。由于擺振發(fā)生頻率基于各種各樣的因素而變動(dòng)，因此，預(yù)測(cè)發(fā)生擺振的車速是困難的。駕駛員要知道擺振發(fā)生頻率，必需進(jìn)行事先的調(diào)查。

除擺振之外，因盤(pán)式制動(dòng)器的制動(dòng)盤(pán)的變形引起的振動(dòng)也會(huì)基于輪胎的轉(zhuǎn)動(dòng)而發(fā)生。

當(dāng)支撐懸架裝置的車身側(cè)構(gòu)件(例如上述的前副車架)的固有振動(dòng)頻率在擺振發(fā)生頻率的范圍內(nèi)(例如7至14Hz)且輪胎的轉(zhuǎn)動(dòng)頻率上升至擺振發(fā)生頻率時(shí)，副車架在輪胎的轉(zhuǎn)動(dòng)頻率共振。由于副車架是大型的構(gòu)件，因而具有較大的重量。因此，副車架的共振是應(yīng)該由振動(dòng)抑制控制予以抑制的干擾。

由于副車架的固有振動(dòng)頻率的經(jīng)時(shí)變化小，因此，副車架共振時(shí)的輪胎的轉(zhuǎn)動(dòng)頻率(副車架的共振頻率)在每臺(tái)車輛中即使經(jīng)歷了時(shí)間但也是比較固定的。作為這樣的車身側(cè)構(gòu)件的共振，例如可舉與副車架連結(jié)的縱梁或與縱梁連結(jié)的橫梁的共振等例。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種能夠抑制車身側(cè)構(gòu)件的共振和因輪胎的轉(zhuǎn)動(dòng)而引起的振動(dòng)的電動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置的控制裝置。

本發(fā)明所涉及的電動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置的控制裝置包括：馬達(dá)，對(duì)轉(zhuǎn)向操縱裝置賦予助力轉(zhuǎn)矩；轉(zhuǎn)矩檢測(cè)單元，檢測(cè)駕駛員的轉(zhuǎn)向操縱轉(zhuǎn)矩；設(shè)定單元，根據(jù)由所述轉(zhuǎn)矩檢測(cè)單元所測(cè)出的所述轉(zhuǎn)向操縱轉(zhuǎn)矩來(lái)設(shè)定所述馬達(dá)應(yīng)輸出的馬達(dá)轉(zhuǎn)矩；角度檢測(cè)單元，檢測(cè)所述馬達(dá)的轉(zhuǎn)角；濾波處理單元，對(duì)由所述角度檢測(cè)單元所測(cè)出的所述馬達(dá)的轉(zhuǎn)角進(jìn)行濾波處理，輸出用于抑制車身側(cè)構(gòu)件的共振和因輪胎的轉(zhuǎn)動(dòng)而發(fā)生的振動(dòng)的振動(dòng)抑制用增益；補(bǔ)正單元，利用從所述濾波處理單元輸出的所述振動(dòng)抑制用增益來(lái)補(bǔ)正由所述設(shè)定單元所設(shè)定的所述馬達(dá)轉(zhuǎn)矩，以抑制所述車身側(cè)構(gòu)件的所述共振和因所述輪胎的所述轉(zhuǎn)動(dòng)而發(fā)生的所述振動(dòng)；其中，所述濾波處理單元包含：第一濾波器，具有如下的頻率特性：截止角頻率被固定地設(shè)定為所述車身側(cè)構(gòu)件的共振頻率，在所述截止角頻率的情況下，增益為指定的大小且相位超前90°；第二濾波器，具有如下的頻率特性：截止角頻率按照與車速對(duì)應(yīng)地變化的輪胎轉(zhuǎn)動(dòng)頻率被可變地設(shè)定，在所述截止角頻率的情況下，增益為指定的大小且相位超前90°；增益加法器，將所述第一濾波器的所述增益與所述第二濾波器的所述增益相加所得的值作為所述振動(dòng)抑制用增益而輸出到所述補(bǔ)正單元側(cè)。

根據(jù)上述電動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置的控制裝置，能夠抑制副車架等車身側(cè)構(gòu)件的共振和因輪胎的轉(zhuǎn)動(dòng)而引起的振動(dòng)。

上述電動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置的控制裝置的目的、特征及優(yōu)點(diǎn)，通過(guò)以下的詳細(xì)的說(shuō)明及附圖圖示更為明了。

附圖說(shuō)明

圖1是第一實(shí)施方式的電動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置的整體結(jié)構(gòu)圖。

圖2是圖1所示的電動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置的方塊圖。

圖3是表示圖2所示的電動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置的助力圖譜的圖形。

圖4是表示圖2所示的電動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置的濾波器的頻率特性的伯德圖。

圖5是截止角頻率被固定地設(shè)定為副車架共振頻率時(shí)的共振抽出濾波器的伯德圖。

圖6是表示輪胎轉(zhuǎn)動(dòng)頻率與轉(zhuǎn)向盤(pán)的周方向的加速度之間的關(guān)系的圖形。

圖7是截止角頻率按照與車速對(duì)應(yīng)地變化的輪胎轉(zhuǎn)動(dòng)頻率可變地被設(shè)定時(shí)的擺振抽出濾波器的伯德圖。

圖8是表示圖2所示的電動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置的增益調(diào)整器的工作的圖形。

圖9是表示圖2所示的電動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置的第一加權(quán)調(diào)整器所利用的加權(quán)系數(shù)α的圖形。

圖10是表示圖2所示的電動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置的第二加權(quán)調(diào)整器所利用的加權(quán)系數(shù)β的圖形。

圖11是表示圖2所示的電動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置的增益加法器將從第一加權(quán)調(diào)整器輸入的振動(dòng)抑制用增益與從第二加權(quán)調(diào)整器輸入的振動(dòng)抑制用增益進(jìn)行加權(quán)加法計(jì)算時(shí)的伯德圖。

圖12是表示圖2所示的電動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置的增益加法器將從第一加權(quán)調(diào)整器輸入的振動(dòng)抑制用增益與從第二加權(quán)調(diào)整器輸入的振動(dòng)抑制用增益進(jìn)行單純加法計(jì)算時(shí)的伯德圖。

圖13是表示圖11所示的加權(quán)加法計(jì)算下的相對(duì)于副車架共振頻率的相位的90°偏移的偏移量的概念圖。

圖14是表示圖12所示的單純加法計(jì)算下的相對(duì)于副車架共振頻率的相位的90°偏移的偏移量的概念圖。

圖15是表示副車架共振及擺振的發(fā)生狀況的圖形(第二實(shí)施方式)。

具體實(shí)施方式

<第一實(shí)施方式>

本發(fā)明者等開(kāi)發(fā)了一種抑制副車架等車身側(cè)構(gòu)件的共振和因輪胎的轉(zhuǎn)動(dòng)而發(fā)生的振動(dòng)(例如擺振)的控制技術(shù)。在第一實(shí)施方式中，說(shuō)明該控制技術(shù)的例。

圖1表示了作為車身側(cè)構(gòu)件的副車架8。車身側(cè)構(gòu)件不僅意味著副車架8，而且也可意味著與副車架連結(jié)的縱梁或與縱梁連結(jié)的橫梁。本實(shí)施方式的原理并不限定于作為車身側(cè)構(gòu)件而被應(yīng)用的特定的部位。

圖2所示的電動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置的控制裝置能夠抑制副車架8的共振和因輪胎的轉(zhuǎn)動(dòng)而引起的振動(dòng)(例如擺振)。圖2所示的共振抽出濾波器39對(duì)表示馬達(dá)20的轉(zhuǎn)角的信號(hào)進(jìn)行濾波處理，并輸出用于抑制副車架8的共振的振動(dòng)抑制用增益(稱作“共振抑制用增益”)。圖2所示的擺振抽出濾波器35對(duì)表示馬達(dá)20的轉(zhuǎn)角的信號(hào)進(jìn)行濾波處理，并輸出用于抑制擺振的振動(dòng)抑制用增益(稱作“擺振抑制用增益”)。圖2所示的濾波器39、35具有如下頻率特性：在截止角頻率下，增益為最大值且相位超前90°。濾波器39的截止角頻率被固定地設(shè)定為副車架8的共振頻率。濾波器35的截止角頻率按照與車速對(duì)應(yīng)地變化的輪胎的轉(zhuǎn)動(dòng)頻率被可變地設(shè)定。圖2所示的增益加法器40對(duì)從濾波器39、35輸出的增益進(jìn)行加法計(jì)算。由加法計(jì)算所得的值作為振動(dòng)抑制用增益而從增益加法器40輸出到補(bǔ)正器33側(cè)。補(bǔ)正器33利用所輸出的振動(dòng)抑制用增益來(lái)補(bǔ)正由助力圖譜32所設(shè)定的馬達(dá)轉(zhuǎn)矩。

車輛(未圖示)具備轉(zhuǎn)向操縱裝置。如圖1所示，轉(zhuǎn)向操縱裝置通過(guò)轉(zhuǎn)向盤(pán)1、轉(zhuǎn)向軸2、中間軸4、齒輪齒條機(jī)構(gòu)5、拉桿6來(lái)對(duì)前輪7進(jìn)行轉(zhuǎn)向操縱(參照?qǐng)D1)。轉(zhuǎn)向盤(pán)1由駕駛員握持。轉(zhuǎn)向軸2從轉(zhuǎn)向盤(pán)1向下方延伸。當(dāng)駕駛員使轉(zhuǎn)向盤(pán)1轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)向軸2上產(chǎn)生轉(zhuǎn)向操縱轉(zhuǎn)矩。萬(wàn)向接頭4a安裝在中間軸4的上端，以使轉(zhuǎn)向軸2的下端與中間軸4的上端連結(jié)。萬(wàn)向接頭4b安裝在中間軸4的下端，以使齒輪齒條機(jī)構(gòu)5與中間軸4的下端連結(jié)。

車輛還具備管柱助力型的電動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置。該電動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置對(duì)上述的轉(zhuǎn)向操縱裝置賦予助力轉(zhuǎn)矩。電動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置包含馬達(dá)20、轉(zhuǎn)矩傳感器10、車速傳感器11、ECU30。馬達(dá)20經(jīng)由減速齒輪3而與轉(zhuǎn)向軸2結(jié)合。轉(zhuǎn)矩傳感器10檢測(cè)隨著轉(zhuǎn)向盤(pán)1的轉(zhuǎn)動(dòng)而在轉(zhuǎn)向軸2上產(chǎn)生的轉(zhuǎn)向操縱轉(zhuǎn)矩。車速傳感器11檢測(cè)車速。本實(shí)施方式中，檢測(cè)單元由轉(zhuǎn)矩傳感器10所例示。檢測(cè)單元也可以被替代而采用能夠檢測(cè)轉(zhuǎn)向操縱轉(zhuǎn)矩的其他的裝置。本實(shí)施方式的原理并不限定于作為檢測(cè)單元而被采用的特定的檢測(cè)裝置。

圖1的符號(hào)8表示讓發(fā)動(dòng)機(jī)(未圖示)裝配的前副車架(車輛前部的最下部的車架)。符號(hào)9表示被前副車架8支撐的前輪7的懸架裝置。本實(shí)施方式中，車身側(cè)構(gòu)件由前副車架8所例示。

ECU30是由CPU、ROM、RAM等各種各樣的電子元件構(gòu)成的微處理器。ECU30根據(jù)由轉(zhuǎn)矩傳感器10測(cè)出的轉(zhuǎn)向操縱轉(zhuǎn)矩和由車速傳感器11測(cè)出的車速來(lái)設(shè)定馬達(dá)20應(yīng)輸出的馬達(dá)轉(zhuǎn)矩。ECU30控制施加于馬達(dá)20的電流(助力控制)，以實(shí)現(xiàn)所設(shè)定的馬達(dá)轉(zhuǎn)矩。ECU30包含共振抽出濾波器39、擺振抽出濾波器35、增益加法器40、助力圖譜32及補(bǔ)正器33。

電動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置的控制裝置不僅進(jìn)行上述的助力控制而且還并行地進(jìn)行抑制車身側(cè)構(gòu)件(例如副車架8)的共振和因輪胎的轉(zhuǎn)動(dòng)而發(fā)生的振動(dòng)(例如擺振或盤(pán)式制動(dòng)器的制動(dòng)盤(pán)的變形引起的振動(dòng))的振動(dòng)抑制控制。電動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置的控制裝置包括檢測(cè)馬達(dá)20的轉(zhuǎn)角的馬達(dá)角度傳感器12。本實(shí)施方式中，副車架8的共振頻率為10Hz(參照?qǐng)D5)。不過(guò)，共振頻率也可以為其他數(shù)值。本實(shí)施方式的原理并不限定于共振頻率的特定的值。本實(shí)施方式中，角度檢測(cè)單元由馬達(dá)角度傳感器12所例示。角度檢測(cè)單元也可以被替代而采用以能夠檢測(cè)馬達(dá)的轉(zhuǎn)角的方式被設(shè)計(jì)的其他的裝置。本實(shí)施方式的原理并不限定于作為角度檢測(cè)單元而被采用的特定的裝置。

圖2是電動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置的方塊圖。圖3是表示圖2所示的電動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置的助力圖譜32的圖形。圖4是表示圖2所示的電動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置的濾波器35、39的頻率特性的伯德圖。圖4作為伯德圖來(lái)表示增益線圖和相位線圖。參照?qǐng)D1至圖4來(lái)說(shuō)明電動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置的振動(dòng)抑制控制。

如圖2所示，駕駛員的轉(zhuǎn)向操縱轉(zhuǎn)矩由轉(zhuǎn)矩傳感器10測(cè)出。表示所測(cè)出的轉(zhuǎn)向操縱轉(zhuǎn)矩的信號(hào)被輸入到低通濾波器31。低通濾波器31從所輸入的轉(zhuǎn)向操縱轉(zhuǎn)矩的信號(hào)抽出包含駕駛員的轉(zhuǎn)向操縱成分的頻率(4至6Hz左右)的低頻側(cè)的轉(zhuǎn)向操縱成分信號(hào)。所抽出的轉(zhuǎn)向操縱成分信號(hào)從低通濾波器31被輸入到助力圖譜32。

如圖3所示，助力圖譜32表示所輸入的轉(zhuǎn)向操縱轉(zhuǎn)矩與所輸出的馬達(dá)轉(zhuǎn)矩的輸入輸出特性。輸入輸出特性按每一車速而被預(yù)先生成。例如，轉(zhuǎn)向操縱轉(zhuǎn)矩可被定義于橫軸。此情況下，馬達(dá)轉(zhuǎn)矩被定義于縱軸。圖3表示與10km/h、30km/h、80km/h及150km/h的車速對(duì)應(yīng)的輸入輸出特性。由車速傳感器11(參照?qǐng)D1)測(cè)出的車速被輸入到助力圖譜32。轉(zhuǎn)向操縱轉(zhuǎn)矩越大及或車速越低則被設(shè)定越大的馬達(dá)轉(zhuǎn)矩。本實(shí)施方式中，設(shè)定單元由助力圖譜32所例示。有關(guān)設(shè)定馬達(dá)20應(yīng)輸出的馬達(dá)轉(zhuǎn)矩的方法，可利用現(xiàn)有的各種各樣的設(shè)定技術(shù)。因此，設(shè)定單元并不限定于用于設(shè)定馬達(dá)轉(zhuǎn)矩的特定的程序或電路。

表示由助力圖譜32所設(shè)定的馬達(dá)轉(zhuǎn)矩的信號(hào)被補(bǔ)正器33補(bǔ)正。表示由助力圖譜32所設(shè)定的馬達(dá)轉(zhuǎn)矩的信號(hào)被輸入到補(bǔ)正器33。

如圖2所示，ECU30包含振動(dòng)抑制轉(zhuǎn)矩生成部36。表示由振動(dòng)抑制轉(zhuǎn)矩生成部36生成的振動(dòng)抑制轉(zhuǎn)矩的信號(hào)被加到表示由助力圖譜32設(shè)定的馬達(dá)轉(zhuǎn)矩的信號(hào)(即，補(bǔ)正處理)。表示由補(bǔ)正器33補(bǔ)正的馬達(dá)轉(zhuǎn)矩的信號(hào)被輸入到電流控制部34。電流控制部34將實(shí)現(xiàn)所輸入的馬達(dá)轉(zhuǎn)矩的電流施加于馬達(dá)20。其結(jié)果，馬達(dá)轉(zhuǎn)矩被減速齒輪3增大，并且被賦予轉(zhuǎn)向軸2(即，助力控制)。本實(shí)施方式中，補(bǔ)正單元由補(bǔ)正器33所例示。用于獲得振動(dòng)抑制效果的現(xiàn)有的各種各樣的補(bǔ)正技術(shù)可應(yīng)用于補(bǔ)正單元。因此，本實(shí)施方式的原理并不限定于作為補(bǔ)正單元而被采用的特定的元件。

有關(guān)與助力控制并行地進(jìn)行的振動(dòng)抑制控制，馬達(dá)20的轉(zhuǎn)角由馬達(dá)角度傳感器12測(cè)出。表示馬達(dá)20的轉(zhuǎn)角的信號(hào)之后從馬達(dá)角度傳感器12輸入到兩個(gè)濾波器35、39。作為各個(gè)濾波器35、39可采用公知的二階高通濾波器。

圖4表示濾波器35、39的頻率特性。如圖4所示，濾波器35、39能夠在比駕駛員的轉(zhuǎn)向操縱成分的頻率(4至6Hz)更高頻側(cè)抽出包含截止角頻率(圖4表示10Hz的截止角頻率)的頻帶(圖4表示7至30Hz的頻帶)的輸入。此情況下，濾波器35、39之后將超過(guò)1的大小的第一增益乘以所抽出的輸入，使相位超前，輸出抽出結(jié)果。例如，增益的值可在截止角頻率(10Hz)為峰值(圖4將“10”的值作為峰值表示)。此情況下，濾波器35、39將“10”的值的第一增益乘以所抽出的輸入，使相位超前90°，輸出抽出結(jié)果。

濾波器35、39能夠抽出比上述的頻帶(7至30Hz)更高頻側(cè)的頻帶(例如30至100Hz，參照?qǐng)D4)的輸入。此情況下，濾波器35、39將大致“1”的大小的第二增益乘以所抽出的輸入，使相位幾乎不超前地輸出抽出結(jié)果。

濾波器35、39能夠抽出比上述的頻帶(7至30Hz)更低頻側(cè)的頻帶(例如1至7Hz，參照?qǐng)D4)的輸入。濾波器35、39將比“1”更小的第三增益乘以所抽出的輸入，使相位超前，輸出抽出結(jié)果。

濾波器35、39的頻率特性由以下的式(1)(傳遞函數(shù)式(二階高通濾波器的傳遞函數(shù)式))近似地實(shí)現(xiàn)。

G(s)＝s²/(s²+2ζω_cs+ω_c²) (1)

其中，s表示拉普拉斯算符，ζ表示衰減常數(shù)，ω_c表示截止角頻率。

作為二階高通濾波器而被設(shè)計(jì)的濾波器35、39的頻率特性通過(guò)所述傳遞函數(shù)式而被變更。其結(jié)果，上述的頻帶(1至7Hz、7至30Hz、30至100Hz)分別容易地波設(shè)定為各種范圍。例如，各種各樣的值能夠代入到作為上述的式(1)的參數(shù)的具中之一的截止角頻率ω_c。

圖5是共振抽出濾波器39的伯德圖。共振抽出濾波器39的截止角頻率ω_c被固定地設(shè)定為副車架8的共振頻率(例如10Hz)。本實(shí)施方式中，第一濾波器由共振抽出濾波器39所例示。

圖5所示的第一頻帶在圖4所示的伯德圖中意味著輸出有第一增益的頻帶(7至30Hz)。圖5所示的第二頻帶在圖4的伯德圖中意味著輸出有第二增益的頻帶(30至100Hz)。圖5所示的第三頻帶在圖4的伯德圖中意味著輸出有第三增益的頻帶(1至7Hz)。

如圖2所示，共振抽出濾波器39的抽出結(jié)果與增益之積(參照符號(hào)A)經(jīng)由第一加權(quán)調(diào)整器38a作為振動(dòng)抑制用增益而被輸入到增益加法器40。有關(guān)第一加權(quán)調(diào)整器38a的工作在后面敘述。

圖6是表示與車速對(duì)應(yīng)的輪胎轉(zhuǎn)動(dòng)頻率和與振動(dòng)的程度(振動(dòng)度)對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)向盤(pán)1的周方向的加速度之間的關(guān)系的圖形。參照?qǐng)D6來(lái)說(shuō)明擺振(輪胎擺振)的發(fā)生。

輪胎轉(zhuǎn)動(dòng)頻率f(Hz)依照以下的式(2)(變換式)，根據(jù)車速V(km/h)及輪胎半徑(動(dòng)半徑)R(m)而求得。例如，V＝110，R＝0.485時(shí)，f＝10。

f＝V/(3.6×2×π×R) (2)

如圖2所示，ECU30包含使車速變換為輪胎的轉(zhuǎn)動(dòng)頻率的頻率變換部37。頻率變換部37根據(jù)由車速傳感器11測(cè)出的車速，算出輪胎轉(zhuǎn)動(dòng)頻率f。輪胎轉(zhuǎn)動(dòng)頻率f從頻率變換部37輸出到共振抽出濾波器39(參照?qǐng)D5)和擺振抽出濾波器35(參照?qǐng)D7)。

擺振是因車輪平衡的不良而引起的振動(dòng)。例如，因輪胎的轉(zhuǎn)動(dòng)引起的振動(dòng)有時(shí)會(huì)引起轉(zhuǎn)向操縱裝置或其周邊的某些構(gòu)件的共振。擺振是作為這些構(gòu)件的共振的結(jié)果而產(chǎn)生的轉(zhuǎn)向盤(pán)1抖顫地振動(dòng)的現(xiàn)象。在發(fā)生擺振的情況下，以輪胎的轉(zhuǎn)動(dòng)作為起振力而在被副車架8支撐的懸架裝置9的內(nèi)部發(fā)生的振動(dòng)通過(guò)包含拉桿6、齒輪齒條機(jī)構(gòu)5、中間軸4及轉(zhuǎn)向軸2等的轉(zhuǎn)向操縱裝置而被傳遞到轉(zhuǎn)向盤(pán)1。擺振在輪胎轉(zhuǎn)動(dòng)頻率上升到共振點(diǎn)(擺振發(fā)生頻率(＝擺振發(fā)生時(shí)的輪胎轉(zhuǎn)動(dòng)頻率))時(shí)發(fā)生。擺振發(fā)生頻率取決于個(gè)體差或修理經(jīng)歷等，因此，每臺(tái)車輛互不相同。由于擺振發(fā)生頻率還取決于車輛的懸架裝置9的經(jīng)時(shí)變化等，因此，擺振發(fā)生頻率還會(huì)經(jīng)時(shí)地變化。

圖7是擺振抽出濾波器35的伯德圖。擺振抽出濾波器35的截止角頻率ω_c按照與車速對(duì)應(yīng)地變化的輪胎轉(zhuǎn)動(dòng)頻率f被可變地發(fā)定。本實(shí)施方式中，第二濾波器由擺振抽出濾波器35所例示。

參照?qǐng)D4來(lái)說(shuō)明的伯德圖表示10Hz的截止角頻率。另一方面，擺振抽出濾波器35的截止角頻率ω_c被可變地設(shè)定為多個(gè)輪胎轉(zhuǎn)動(dòng)頻率(圖中的例子為7、8、9、10、11、12、13、14Hz)(參照?qǐng)D7)。參照?qǐng)D4來(lái)說(shuō)明的頻率特性的截止角頻率ω_c可變更，能夠符合各種各樣的輪胎轉(zhuǎn)動(dòng)頻率。與圖4有所不同的是，圖7的增益線圖的縱軸沒(méi)有以對(duì)數(shù)來(lái)表示(頻率特性的波形在圖4和圖7中相同)。

在圖4的伯德圖中，截止角頻率ω_c被設(shè)定為10Hz。在圖7的伯德圖中，截止角頻率ω_c被設(shè)定為7、8、9、10、11、12、13、14Hz。頻率變換部37使現(xiàn)在的車速V(km/h)依照上述的變換式變換為輪胎轉(zhuǎn)動(dòng)頻率f(Hz)。輪胎轉(zhuǎn)動(dòng)頻率f(Hz)從頻率變換部37輸出到擺振抽出濾波器35。增益調(diào)整器35a(參照?qǐng)D2)將所得到的值(現(xiàn)在的輪胎轉(zhuǎn)動(dòng)頻率f)代入上述的傳遞函數(shù)式的截止角頻率ω_c。其結(jié)果，現(xiàn)在的車速下發(fā)生的擺振基于根據(jù)振動(dòng)抑制用增益(參照?qǐng)D7的增益線圖)的振動(dòng)抑制轉(zhuǎn)矩而得以抑制。

根據(jù)上述的控制技術(shù)，與現(xiàn)在的車速V(km/h)對(duì)應(yīng)的輪胎轉(zhuǎn)動(dòng)頻率f(Hz)被設(shè)定為截止角頻率ω_c。因此，所發(fā)生的擺振被有效地抑制，不需要進(jìn)行與難以預(yù)測(cè)的擺振發(fā)生頻率相關(guān)的事先的調(diào)查。即，上述的控制技術(shù)能夠良好地對(duì)應(yīng)于取決于因車輛的不同而不同的個(gè)體差或修理經(jīng)歷等的擺振發(fā)生頻率或經(jīng)時(shí)地變化的擺振發(fā)生頻率。

如圖2所示，擺振抽出濾波器35的抽出結(jié)果與增益之積(參照符號(hào)C)經(jīng)由增益調(diào)整器35a和第二加權(quán)調(diào)整器38b而作為振動(dòng)抑制用增益被輸入到增益加法器40。有關(guān)第二加權(quán)調(diào)整器38b的工作在后面敘述。

ECU30包含第一加權(quán)調(diào)整器38a和第二加權(quán)調(diào)整器38b。第一加權(quán)調(diào)整器38a設(shè)置在從共振抽出濾波器39往增益加法器40的信號(hào)路徑上。第二加權(quán)調(diào)整器38b設(shè)置在從擺振抽出濾波器35往增益加法器40的信號(hào)路徑上。增益調(diào)整器35a設(shè)置在第二加權(quán)調(diào)整器38b的跟前。

圖8是表示增益調(diào)整器35a的工作的圖形。如上所述，增益調(diào)整器35a將現(xiàn)在的輪胎轉(zhuǎn)動(dòng)頻率f代入傳遞函數(shù)式的截止角頻率ω_c。而且，增益調(diào)整器35a根據(jù)輪胎轉(zhuǎn)動(dòng)頻率f從圖8的圖形中讀取最終增益調(diào)整系數(shù)。增益調(diào)整器35a將所讀取的系數(shù)再乘以、擺振抽出濾波器35的抽出結(jié)果與增益之積。

圖8中，當(dāng)輪胎轉(zhuǎn)動(dòng)頻率為0Hz以上且小于6.7Hz時(shí)，最終增益調(diào)整系數(shù)為“零”。此情況下，“零”值的振動(dòng)抑制用增益(參照?qǐng)D2的符號(hào)D)從增益調(diào)整器35a輸入到第二加權(quán)調(diào)整器38b?！傲恪敝档恼駝?dòng)抑制用增益的輸入與、擺振抽出濾波器35的抽出結(jié)果與增益之積(參照?qǐng)D2的符號(hào)C)無(wú)關(guān)。

當(dāng)輪胎轉(zhuǎn)動(dòng)頻率為10Hz以上時(shí)，最終增益調(diào)整系數(shù)為“2”。此情況下，擺振抽出濾波器35的抽出結(jié)果與增益之積的兩倍的值的振動(dòng)抑制用增益從增益調(diào)整器35a輸入到第二加權(quán)調(diào)整器38b。

當(dāng)輪胎轉(zhuǎn)動(dòng)頻率為6.7Hz以上且小于10Hz時(shí)，最終增益調(diào)整系數(shù)隨著輪胎轉(zhuǎn)動(dòng)頻率的增大而增大。此情況下，隨著輪胎轉(zhuǎn)動(dòng)頻率的增大而增大的振動(dòng)抑制用增益從增益調(diào)整器35a輸入到第二加權(quán)調(diào)整器38b。

圖7的截止角頻率設(shè)定為10、11、12、13、14Hz時(shí)，增益的峰值便為“20”。圖7的截止角頻率設(shè)定為7、8、9Hz時(shí)，增益的峰值隨著截止角頻率減小而比“20”更小。

圖9是第一加權(quán)調(diào)整器38a所使用的第一加權(quán)系數(shù)α的圖形。圖10是第二加權(quán)調(diào)整器38b所使用的第二加權(quán)系數(shù)β的圖形。參照?qǐng)D2、圖9及圖10來(lái)說(shuō)明第一加權(quán)調(diào)整器38a的工作及第二加權(quán)調(diào)整器38b的工作。

第一加權(quán)調(diào)整器38a按照頻率從圖9的圖形中讀取第一加權(quán)系數(shù)α。第一加權(quán)調(diào)整器38a將所讀取的系數(shù)α再乘以共振抽出濾波器39的抽出結(jié)果與增益之積。第二加權(quán)調(diào)整器38b按照頻率從圖10的圖形中讀取第二加權(quán)系數(shù)β。第二加權(quán)調(diào)整器38b將所讀取的系數(shù)β再乘以從增益調(diào)整器35a輸入的振動(dòng)抑制用增益。

如圖9所示，若頻率為小于5Hz的值及大于12Hz的值，則第一加權(quán)系數(shù)α的值為“1”。此情況下，與從共振抽出濾波器39輸入第一加權(quán)調(diào)整器38a的共振抽出濾波器39的抽出結(jié)果和增益之積(參照?qǐng)D2的符號(hào)A)相同的值的振動(dòng)抑制用增益(即，共振抑制用增益(參照?qǐng)D2的符號(hào)B))從第一加權(quán)調(diào)整器38a輸入到增益加法器40。

若頻率為5Hz以上10Hz以下，則第一加權(quán)系數(shù)α隨著頻率增大而比1更小。此情況下，隨著頻率增大而比共振抽出濾波器39的抽出結(jié)果與增益之積更小的值的共振抑制用增益從第一加權(quán)調(diào)整器38a輸入到增益加法器40。

若頻率為大于10Hz且12Hz以下，則第一加權(quán)系數(shù)α隨著頻率增大而比最小值0.35更大。此情況下，隨著頻率增大而值增大的共振抑制用增益從第一加權(quán)調(diào)整器38a輸入到增益加法器40。

圖5的頻率為10Hz時(shí)，增益的峰值比“10”更小。即，第一加權(quán)系數(shù)α的最小值為“0.35”，因此，增益的峰值便為“3.5”。

如圖10所示，若頻率為小于5Hz的值及大于13Hz的值，則第二加權(quán)系數(shù)β的值為“1”。此情況下，與從增益調(diào)整器35a輸入第二加權(quán)調(diào)整器38b的振動(dòng)抑制用增益(參照?qǐng)D2的符號(hào)D)相同的值的振動(dòng)抑制用增益(即，擺振抑制用增益(參照?qǐng)D2的符號(hào)E))從第二加權(quán)調(diào)整器38b輸入到增益加法器40。

若頻率為5Hz以上10Hz以下，則第二加權(quán)系數(shù)β隨著頻率增大而比1更小。此情況下，隨著頻率增大而比從增益調(diào)整器35a輸入第二加權(quán)調(diào)整器38b的振動(dòng)抑制用增益更小的值的擺振抑制用增益從第二加權(quán)調(diào)整器38b輸入到增益加法器40。

若頻率為比10Hz大且13Hz以下，則第二加權(quán)系數(shù)β隨著頻率增大而比最小值0.7更大。此情況下，隨著頻率增大而值增大的擺振抑制用增益從第二加權(quán)調(diào)整器38b輸入到增益加法器40。

若圖7的截止角頻率設(shè)定為10Hz，則增益的峰值比“20”(基于增益調(diào)整器35a進(jìn)行的圖8的工作后的值)更小。即，第二加權(quán)系數(shù)β的最小值為“0.7”，因此，增益的峰值便為14。

如圖2所示，增益加法器40將從第一加權(quán)調(diào)整器38a輸入的來(lái)自共振抽出濾波器39的振動(dòng)抑制用增益(即，共振抑制用增益)與從第二加權(quán)調(diào)整器38b輸入的來(lái)自擺振抽出濾波器35的振動(dòng)抑制用增益(即，擺振抑制用增益)相加。增益加法器40將相加所得的值作為振動(dòng)抑制用增益而輸出到振動(dòng)抑制轉(zhuǎn)矩生成部36。

本實(shí)施方式中，濾波處理單元由擺振抽出濾波器35、增益調(diào)整器35a、第一加權(quán)調(diào)整器38a、第二加權(quán)調(diào)整器38b、共振抽出濾波器39及增益加法器40的群組所例示。擺振抽出濾波器35、增益調(diào)整器35a、第一加權(quán)調(diào)整器38a、第二加權(quán)調(diào)整器38b、共振抽出濾波器39及增益加法器40分別構(gòu)成濾波處理單元。

圖11是在增益加法器40的加權(quán)加法計(jì)算處理下所得到的伯德圖。增益加法器40對(duì)從第一加權(quán)調(diào)整器38a輸入的共振抑制用增益和從第二加權(quán)調(diào)整器38b輸入的擺振抑制用增益進(jìn)行加權(quán)加法計(jì)算。加權(quán)系數(shù)α、β如圖9及圖10所示那樣按照頻率而變化。

有關(guān)圖11的伯德圖，圖5所示的共振抽出濾波器39的頻率特性的截止角頻率ω_c被固定地設(shè)定為副車架的共振頻率(＝10Hz)。圖5所示的共振抽出濾波器39的頻率特性(參照?qǐng)D2的符號(hào)A)與圖9所示的第一加權(quán)系數(shù)α乘法計(jì)算。其結(jié)果，得到由圖2的符號(hào)B所示的共振抑制用增益。

圖7的擺振抽出濾波器35的頻率特性的截止角頻率ω_c以符合與車速對(duì)應(yīng)地變化的輪胎轉(zhuǎn)動(dòng)頻率(例如7Hz)的方式被可變地設(shè)定。擺振抽出濾波器35的頻率特性(參照?qǐng)D2的符號(hào)C)與圖8的最終增益調(diào)整系數(shù)乘法計(jì)算。擺振抽出濾波器35的頻率特性與最終增益調(diào)整系數(shù)之積進(jìn)一步與圖10的第二加權(quán)系數(shù)β乘法計(jì)算。其結(jié)果，得到由圖2的符號(hào)E所示的擺振抑制用增益。

圖11的波形a從共振抑制用增益與擺振抑制用增益的加法計(jì)算(加權(quán)加法計(jì)算)所獲得。其他的波形b、c、d、e、g、h、i與8、9、10、11、12、13、14Hz的輪胎轉(zhuǎn)動(dòng)頻率分別對(duì)應(yīng)。用于獲得波形b、c、d、e、g、h、i的其他的運(yùn)算條件與用于獲得波形a的運(yùn)算條件相同。

有關(guān)圖11所示的增益線圖的波形d，共振抽出濾波器39的截止角頻率ω_c及擺振抽出濾波器35的截止角頻率ω_c均為10Hz。其他的波形a、b、c、e、g、h、i具有來(lái)自副車架8的共振頻率的峰值和來(lái)自輪胎轉(zhuǎn)動(dòng)頻率的峰值。

圖11所示的增益相位線圖的波形a、b、c、e、g、h、i具有來(lái)自副車架8的共振頻率的峰值的相位和來(lái)自輪胎轉(zhuǎn)動(dòng)頻率的峰值的相位。這些峰值的相位相對(duì)于90°偏移。

圖13是表示圖11所示的加權(quán)加法計(jì)算下的相對(duì)于副車架的共振頻率的相位的90°偏移的偏移量的概念圖。有關(guān)圖13所示的數(shù)據(jù)，副車架的共振頻率為10Hz。圖13表示相對(duì)于90°偏移的波形a、b、c、d、e、g、h、i的相位的偏移量。

有關(guān)波形d，共振抽出濾波器39的截止角頻率ω_c及擺振抽出濾波器35的截止角頻率ω_c均為10Hz。如圖13所示，波形d的相位相對(duì)于90°未偏移。

有關(guān)波形a、b、c、e、g、h、i，共振抽出濾波器39的截止角頻率ω_c與擺振抽出濾波器35的截止角頻率ω_c彼此不同。相對(duì)于90°偏移的相位的偏移量隨著共振抽出濾波器39的截止角頻率ω_c與擺振抽出濾波器35的截止角頻率ω_c之間的差越小而越大(波形a＜波形b＜波形c，波形e＞波形g＞波形h＞波形i)。有關(guān)輪胎轉(zhuǎn)動(dòng)頻率，相對(duì)于90°偏移的波形a、b、c、d、e、g、h、i的相位的偏移量與圖13所示的數(shù)據(jù)同樣。

圖12表示改善前的比較例的伯德圖。有關(guān)改善前的數(shù)據(jù)，增益加法器40對(duì)從第一加權(quán)調(diào)整器38a輸入的共振抑制用增益與從第二加權(quán)調(diào)整器38b輸入的擺振抑制用增益進(jìn)行單純加法計(jì)算。即，加權(quán)系數(shù)α、β不論頻率如何而始終為“1”。

有關(guān)圖12所示的波形j，共振抽出濾波器39的頻率特性的截止角頻率ω_c被固定地設(shè)定為副車架的共振頻率10Hz(參照?qǐng)D5)。如圖2的符號(hào)A所示那樣，“1”的系數(shù)被乘以共振抽出濾波器39的頻率特性，得到由圖2的符號(hào)B所示的共振抑制用增益。

圖7所示的擺振抽出濾波器35的頻率特性的截止角頻率ω_c以符合與車速對(duì)應(yīng)地變化的輪胎轉(zhuǎn)動(dòng)頻率7Hz的方式被可變地設(shè)定。如圖2的符號(hào)C所示那樣，擺振抽出濾波器35的頻率特性(參照?qǐng)D2的符號(hào)C)被乘以最終增益調(diào)整系數(shù)(參照?qǐng)D8)。“1”的系數(shù)被乘以擺振抽出濾波器35的頻率特性與最終增益調(diào)整系數(shù)之積，得到擺振抑制用增益(參照?qǐng)D2的符號(hào)E)。

波形j通過(guò)將從針對(duì)共振抽出濾波器39的頻率特性的上述的乘法計(jì)算處理中得到的共振抑制用增益與從針對(duì)擺振抽出濾波器35的頻率特性的上述的乘法計(jì)算處理中得到的共振抑制用增益進(jìn)行單純加法計(jì)算而獲得。有關(guān)其他的波形k、l、m、n、p、q、r，輪胎轉(zhuǎn)動(dòng)頻率被可變地設(shè)定為8、9、10、11、12、13、14Hz。除了此點(diǎn)，波形k、l、m、n、p、q、r在與波形j同樣的運(yùn)算處理下獲得。

有關(guān)增益線圖的波形j，共振抽出濾波器39的截止角頻率ω_c及擺振抽出濾波器35的截止角頻率ω_c均為10Hz。其他的波形k、l、m、n、p、q、r具有來(lái)自副車架8的共振頻率的峰值和來(lái)自輪胎轉(zhuǎn)動(dòng)頻率的峰值。

有關(guān)圖10所示的數(shù)據(jù)，第一加權(quán)系數(shù)α在10Hz為“0.35”，第二加權(quán)系數(shù)β為“0.7”。因此，圖11所示的波形d的峰值增益為大約“10”。有關(guān)圖11所示的數(shù)據(jù)，加權(quán)系數(shù)α、β與頻率無(wú)關(guān)地始終為“1”。因此，圖12所示的波形m的峰值增益為“20”。

有關(guān)相位線圖中的波形j、k、l、n、p、q、r，來(lái)自副車架8的共振頻率的峰值的相位及來(lái)自輪胎轉(zhuǎn)動(dòng)頻率的峰值的相位均相對(duì)于90°偏移。

圖14是表示圖12所示的單純加法計(jì)算下的相對(duì)于副車架的共振頻率的相位的90°偏移的偏移量的概念圖。有關(guān)圖14所示的數(shù)據(jù)，副車架的共振頻率為10Hz。圖14表示相對(duì)于90°偏移的波形j、k、l、m、n、p、q、r的相位的偏移量。

有關(guān)波形m，共振抽出濾波器39的截止角頻率ω_c及擺振抽出濾波器35的截止角頻率ω_c均為10Hz。如圖14所示，波形m的相位相對(duì)于90°未偏移。

有關(guān)波形j、k、l、n、p、q、r，共振抽出濾波器39的截止角頻率ω_c與擺振抽出濾波器35的截止角頻率ω_c彼此不同。相對(duì)于90°偏移的相位的偏移量隨著共振抽出濾波器39的截止角頻率ω_c與擺振抽出濾波器35的截止角頻率ω_c之差越小而越大(波形j＜波形k＜波形l，波形n＞波形p＞波形q＞波形r)。有關(guān)輪胎轉(zhuǎn)動(dòng)頻率，相對(duì)于90°偏移的波形j、k、l、m、n、p、q、r的相位的偏移量與圖13所示的數(shù)據(jù)同樣。

有關(guān)10Hz的副車架的共振頻率，圖14的單純加法計(jì)算下的相對(duì)于90°偏移的相位的偏移量大于圖13的加權(quán)加法計(jì)算下的相對(duì)于90°偏移的相位的偏移量。大的相位的偏移量對(duì)后述的粘性賦予控制而言并不理想。加權(quán)加法計(jì)算有助于粘性賦予控制的改善。

如圖2所示，振動(dòng)抑制轉(zhuǎn)矩生成部36根據(jù)所輸入的振動(dòng)抑制用增益而生成表示振動(dòng)抑制轉(zhuǎn)矩的信號(hào)。振動(dòng)抑制轉(zhuǎn)矩隨著振動(dòng)抑制用增益的增大而被生成為更大的值。當(dāng)振動(dòng)抑制用增益為“零”時(shí)，振動(dòng)抑制轉(zhuǎn)矩為“零”。振動(dòng)抑制用增益在截止角頻率ω_c成為峰值(最大值)。此時(shí)，振動(dòng)抑制轉(zhuǎn)矩也成為峰值。

表示由振動(dòng)抑制轉(zhuǎn)矩生成部36生成的振動(dòng)抑制轉(zhuǎn)矩的信號(hào)被輸入到補(bǔ)正器33。如上所述，補(bǔ)正器33將由所輸入的信號(hào)來(lái)表示的振動(dòng)抑制轉(zhuǎn)矩加上由助力圖譜32設(shè)定的馬達(dá)轉(zhuǎn)矩。即，表示振動(dòng)抑制轉(zhuǎn)矩的信號(hào)被用于馬達(dá)轉(zhuǎn)矩的補(bǔ)正。補(bǔ)正器33利用從擺振抽出濾波器35及增益調(diào)整器35a輸出的擺振抑制用增益和從共振抽出濾波器39輸出的共振抑制用增益，補(bǔ)正由助力圖譜32設(shè)定的馬達(dá)轉(zhuǎn)矩，抑制車身側(cè)構(gòu)件(例如副車架8)的共振和因輪胎的轉(zhuǎn)動(dòng)而引起的振動(dòng)(例如擺振)。

振動(dòng)抑制用增益越小，則振動(dòng)抑制轉(zhuǎn)矩生成部36生成的信號(hào)所表示的振動(dòng)抑制轉(zhuǎn)矩為越小的值。此情況下，對(duì)馬達(dá)轉(zhuǎn)矩的補(bǔ)正量輕微。當(dāng)振動(dòng)抑制用增益為“零”時(shí)，振動(dòng)抑制轉(zhuǎn)矩為“零”。此情況下，馬達(dá)轉(zhuǎn)矩完全不被補(bǔ)正。此期間，支援駕駛員的轉(zhuǎn)向操縱的助力控制不受振動(dòng)抑制控制的影響而恰當(dāng)?shù)剡M(jìn)行。因此，助力轉(zhuǎn)矩能夠反應(yīng)良好地追隨駕駛員的轉(zhuǎn)向操縱轉(zhuǎn)矩，駕駛員能夠獲得良好的轉(zhuǎn)向操縱感覺(jué)。

振動(dòng)抑制用增益越大，側(cè)振動(dòng)抑制轉(zhuǎn)矩生成部36生成的振動(dòng)抑制轉(zhuǎn)矩為越大的值。馬達(dá)轉(zhuǎn)矩被大幅度補(bǔ)正，以抑制副車架的共振及或擺振。由于振動(dòng)抑制轉(zhuǎn)矩在截止角頻率_ωc(＝副車架共振頻率＝擺振發(fā)生頻率)成為峰值(最大值)，因此，馬達(dá)轉(zhuǎn)矩被大幅度補(bǔ)正。

在振動(dòng)抑制用增益的相位不被超前而輸出振動(dòng)抑制用增益時(shí)，補(bǔ)正器33不錯(cuò)開(kāi)相位地補(bǔ)正馬達(dá)轉(zhuǎn)矩。其結(jié)果，所謂的剛性被賦予控制系。周期相對(duì)較短的振動(dòng)基于所賦予的剛性而被有效地抑制。

在振動(dòng)抑制用增益的相位超前的情況下，振動(dòng)抑制用增益被輸出時(shí)(本實(shí)施方式中，振動(dòng)抑制用增益的相位超前90°)，補(bǔ)正器33在錯(cuò)開(kāi)指定的相位(本實(shí)施方式中，錯(cuò)開(kāi)90°的相位)的情況下，補(bǔ)正馬達(dá)轉(zhuǎn)矩。其結(jié)果，所謂的粘性被賦予控制系。周期相對(duì)較長(zhǎng)的振動(dòng)基于所賦予的粘性而被有效地抑制(粘性賦予控制)。

擺振抽出濾波器35的截止角頻率ω_c被恰當(dāng)?shù)刈兏?，符合各種各樣的擺振發(fā)生頻率。其結(jié)果，電動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置的控制裝置能夠有效地抑制輪胎擺振。電動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置的控制裝置執(zhí)行如下的粘性賦予控制：在擺振發(fā)生頻率使從增益調(diào)整器35a輸出的振動(dòng)抑制用增益的相位超前90°，以賦予粘性。

共振抽出濾波器39的截止角頻率ω_c固定地符合于副車架的共振頻率。其結(jié)果，電動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置的控制裝置能夠抑制副車架的共振。電動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置的控制裝置執(zhí)行如下的粘性賦予控制：在副車架共振頻率使從共振抽出濾波器39輸出的振動(dòng)抑制用增益的相位超前90°，以賦予粘性。

以下，說(shuō)明本實(shí)施方式的電動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置的控制裝置的作用。

(1)本實(shí)施方式的電動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置的控制裝置包括：馬達(dá)20，用于對(duì)轉(zhuǎn)向操縱裝置賦予助力轉(zhuǎn)矩；轉(zhuǎn)矩傳感器10，檢測(cè)駕駛員的轉(zhuǎn)向操縱轉(zhuǎn)矩；助力圖譜32，根據(jù)由轉(zhuǎn)矩傳感器10所測(cè)出的轉(zhuǎn)向操縱轉(zhuǎn)矩來(lái)設(shè)定馬達(dá)20應(yīng)輸出的馬達(dá)轉(zhuǎn)矩?？刂蒲b置還包括：馬達(dá)角度傳感器12，檢測(cè)馬達(dá)20的轉(zhuǎn)角；濾波處理單元39、35，對(duì)由馬達(dá)角度傳感器12所測(cè)出的馬達(dá)20的轉(zhuǎn)角進(jìn)行濾波處理，輸出用于抑制副車架8的共振的振動(dòng)抑制用增益(即，共振抑制用增益)和用于抑制因輪胎的轉(zhuǎn)動(dòng)而發(fā)生的振動(dòng)(例如擺振)的振動(dòng)抑制用增益(即，擺振抑制用增益)；補(bǔ)正器33，利用從濾波處理單元39、35輸出的振動(dòng)抑制用增益來(lái)補(bǔ)正由助力圖譜32所設(shè)定的馬達(dá)轉(zhuǎn)矩，以抑制副車架8的共振及擺振。

濾波處理單元39、35包括共振抽出濾波器39和擺振抽出濾波器35。共振抽出濾波器39具有如下頻率特性：截止角頻率ω_c被固定地設(shè)定為副車架8的共振頻率，在截止角頻率ω_c增益為峰值(最大值)且相位超前90°。擺振抽出濾波器35具有如下頻率特性：截止角頻率ω_c以符合與車速對(duì)應(yīng)地變化的輪胎轉(zhuǎn)動(dòng)頻率的方式被可變地設(shè)定，在截止角頻率ω_c增益為峰值(最大值)且相位超前90°。

控制裝置還包括增益加法器40。增益加法器40將共振抽出濾波器39的增益與擺振抽出濾波器35的增益相加所得的值作為振動(dòng)抑制用增益而輸出到補(bǔ)正器33側(cè)。

根據(jù)該結(jié)構(gòu)，共振抽出濾波器39的增益與擺振抽出濾波器35的增益相加。相加所得的值被輸出到補(bǔ)正器33側(cè)。

有關(guān)共振抽出濾波器39，截止角頻率ω_c固定為副車架8的共振頻率。因此，副車架8的共振基于根據(jù)振動(dòng)抑制用增益來(lái)進(jìn)行的轉(zhuǎn)矩補(bǔ)正而被穩(wěn)定地抑制。

有關(guān)擺振抽出濾波器35，截止角頻率ω_c按照輪胎轉(zhuǎn)動(dòng)頻率而被變更。因此，所發(fā)生的擺振基于根據(jù)振動(dòng)抑制用增益來(lái)進(jìn)行的轉(zhuǎn)矩補(bǔ)正而被抑制?？刂蒲b置能夠?qū)?yīng)于每臺(tái)車輛互不相同的擺振頻率而有效地抑制擺振。而且，控制裝置還能夠?qū)?yīng)于因懸架裝置9的經(jīng)時(shí)變化等而經(jīng)時(shí)地變化的擺振頻率而有效地抑制擺振。即，控制裝置即使在與擺振發(fā)生頻率相關(guān)的車輛的個(gè)體差及擺振發(fā)生頻率的經(jīng)時(shí)變化存在的情況下也能夠有效地抑制擺振。此外，控制裝置無(wú)需進(jìn)行與擺振發(fā)生頻率相關(guān)的事先調(diào)查，能夠簡(jiǎn)便地抑制擺振。

振動(dòng)抑制用增益(共振抑制用增益、擺振抑制用增益)的相位被超前90°，因此，補(bǔ)正器33在錯(cuò)開(kāi)90°相位的情況下，補(bǔ)正馬達(dá)轉(zhuǎn)矩。其結(jié)果，被賦予粘性(粘性賦予控制)。副車架8的共振及擺振基于該粘性而被有效地抑制。

(2)本實(shí)施方式的電動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置的控制裝置還包括第一加權(quán)調(diào)整器38a及第二加權(quán)調(diào)整器38b。第一加權(quán)調(diào)整器38a及第二加權(quán)調(diào)整器38b在增益加法器40將共振抽出濾波器39的增益與擺振抽出濾波器35的增益相加之前，對(duì)共振抽出濾波器39的增益及擺振抽出濾波器35的增益分別進(jìn)行加權(quán)。

根據(jù)該結(jié)構(gòu)，共振抽出濾波器39的增益及擺振抽出濾波器35的增益被加權(quán)。在加權(quán)后的增益被相加后的條件下的相對(duì)于截止角頻率ω_c的相位的90°而偏移的偏移量相比于在不進(jìn)行加權(quán)處理而增益被相加后的條件下的相對(duì)于截止角頻率ω_c的相位的90°而偏移的偏移量更小。因此，粘性賦予控制被恰當(dāng)?shù)貓?zhí)行。其結(jié)果，副車架8的共振及擺振基于該粘性而被有效地抑制。

<第二實(shí)施方式>

本發(fā)明人等確認(rèn)到采用基于在第一實(shí)施方式中所說(shuō)明的控制原理而工作的控制裝置所獲得的上述的粘性賦予控制的效果。在第二實(shí)施方式中，說(shuō)明粘性賦予控制的效果。

圖15是表示從本發(fā)明人等進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)中獲得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的圖形。圖形中的“改善前”這一術(shù)語(yǔ)表示在無(wú)粘性賦予控制的情況下獲得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。圖形中的“改善后”這一術(shù)語(yǔ)表示在粘性賦予控制下所獲得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。圖形中的“實(shí)驗(yàn)例1”這一術(shù)語(yǔ)表示使用輕的輪胎。圖形中的“實(shí)驗(yàn)例2”這一術(shù)語(yǔ)表示使用重的輪胎。

如圖15所示，與轉(zhuǎn)向盤(pán)的周方向的加速度相關(guān)的“改善后”的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在“實(shí)驗(yàn)例1”及“實(shí)驗(yàn)例2”中，在所實(shí)驗(yàn)的輪胎轉(zhuǎn)動(dòng)頻率的整體范圍均比“改善前”的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)更低。這表明粘性賦予控制(使振動(dòng)抑制用增益的相位超前90°的控制)降低了傳遞給轉(zhuǎn)向盤(pán)的副車架的共振及擺振。而且，圖15所示的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明粘性賦予控制對(duì)于輕的輪胎及重的輪胎雙方均有效。

上述實(shí)施方式中，電動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置為管柱助力型。但也可以取代該方案，上述實(shí)施方式的控制原理也可以應(yīng)用于其他型式的電動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置。

上述實(shí)施方式中，助力圖譜輸出馬達(dá)轉(zhuǎn)矩。但也可以取代該方案，助力圖譜也可以輸出施加于馬達(dá)的電流的值。

如圖2所示，ECU30包含低通濾波器31、助力圖譜32、補(bǔ)正器33、電流控制部34、擺振抽出濾波器35、增益調(diào)整器35a、振動(dòng)抑制轉(zhuǎn)矩生成部36、頻率變換部37、第一加權(quán)調(diào)整器38a、第二加權(quán)調(diào)整器38b、共振抽出濾波器39及增益加法器40。但也可以取代該方案，而將這些要素中的至少一部分組裝到ECU30以外的裝置。

上述實(shí)施方式中，補(bǔ)正器33補(bǔ)正馬達(dá)轉(zhuǎn)矩。但也可以取代該方案，而將現(xiàn)有的各種各樣的補(bǔ)正技術(shù)應(yīng)用于馬達(dá)轉(zhuǎn)矩的補(bǔ)正。因此，上述實(shí)施方式的原理并不限定于針對(duì)馬達(dá)轉(zhuǎn)矩的特定的補(bǔ)正方法。

上述實(shí)施方式中，振動(dòng)抑制轉(zhuǎn)矩生成部36生成振動(dòng)抑制轉(zhuǎn)矩。但也可以取代該方案，而將現(xiàn)有的各種各樣的生成技術(shù)應(yīng)用于振動(dòng)抑制轉(zhuǎn)矩的生成。因此，上述實(shí)施方式的原理并不限定于用于生成振動(dòng)抑制轉(zhuǎn)矩的特定的方法。

以上利用各種各樣的數(shù)值說(shuō)明了上述實(shí)施方式。然而，使用這些數(shù)值的目的僅是為了使說(shuō)明更明確。因此，上述的說(shuō)明中所使用的數(shù)值對(duì)于上述實(shí)施方式的原理并沒(méi)有任何的限定。

上述的粘性賦予控制在副車架的共振頻率及擺振發(fā)生頻率使振動(dòng)抑制用增益的相位超前90°，并輸出振動(dòng)抑制用增益。但也可以取代該方案，而在粘性賦予控制中，在包含副車架的共振頻率及擺振發(fā)生頻率的指定的頻帶(接近于副車架的共振頻率及擺振發(fā)生頻率且處于指定的范圍內(nèi)的區(qū)域)使振動(dòng)抑制用增益的相位超前大致90°(接近于90°且處于指定的范圍內(nèi)的度數(shù))，并輸出振動(dòng)抑制用增益。

上述實(shí)施方式中所說(shuō)明的電動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置的控制裝置主要包括以下的特征。

上述實(shí)施方式所涉及的電動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置的控制裝置包括：馬達(dá)，對(duì)轉(zhuǎn)向操縱裝置賦予助力轉(zhuǎn)矩；轉(zhuǎn)矩檢測(cè)單元，檢測(cè)駕駛員的轉(zhuǎn)向操縱轉(zhuǎn)矩；設(shè)定單元，根據(jù)由所述轉(zhuǎn)矩檢測(cè)單元所測(cè)出的所述轉(zhuǎn)向操縱轉(zhuǎn)矩來(lái)設(shè)定所述馬達(dá)應(yīng)輸出的馬達(dá)轉(zhuǎn)矩；角度檢測(cè)單元，檢測(cè)所述馬達(dá)的轉(zhuǎn)角；濾波處理單元，對(duì)由所述角度檢測(cè)單元所測(cè)出的所述馬達(dá)的轉(zhuǎn)角進(jìn)行濾波處理，輸出用于抑制車身側(cè)構(gòu)件的共振和因輪胎的轉(zhuǎn)動(dòng)而發(fā)生的振動(dòng)的振動(dòng)抑制用增益；補(bǔ)正單元，利用從所述濾波處理單元輸出的所述振動(dòng)抑制用增益來(lái)補(bǔ)正由所述設(shè)定單元所設(shè)定的所述馬達(dá)轉(zhuǎn)矩，以抑制所述車身側(cè)構(gòu)件的所述共振和因所述輪胎的所述轉(zhuǎn)動(dòng)而發(fā)生的所述振動(dòng)；其中，所述濾波處理單元包含：第一濾波器，具有如下的頻率特性：截止角頻率被固定地設(shè)定為所述車身側(cè)構(gòu)件的共振頻率，在所述截止角頻率的情況下，增益為指定的大小且相位超前90°；第二濾波器，具有如下的頻率特性：截止角頻率按照與車速對(duì)應(yīng)地變化的輪胎轉(zhuǎn)動(dòng)頻率被可變地設(shè)定，在所述截止角頻率的情況下，增益為指定的大小且相位超前90°；增益加法器，將所述第一濾波器的所述增益與所述第二濾波器的所述增益相加所得的值作為所述振動(dòng)抑制用增益而輸出到所述補(bǔ)正單元側(cè)。

根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，增益加法器將第一濾波器的增益與第二濾波器的增益相加所得的值輸出到補(bǔ)正單元側(cè)。

此情況下，由于第一濾波器的截止角頻率固定為車身側(cè)構(gòu)件的共振頻率，因此，車身側(cè)構(gòu)件的共振基于根據(jù)振動(dòng)抑制用增益來(lái)進(jìn)行的轉(zhuǎn)矩補(bǔ)正而被穩(wěn)定地抑制。

另一方面，第二濾波器的截止角頻率按照輪胎轉(zhuǎn)動(dòng)頻率而被變更，因此，因輪胎的轉(zhuǎn)動(dòng)而發(fā)生的振動(dòng)基于根據(jù)振動(dòng)抑制用增益來(lái)進(jìn)行的轉(zhuǎn)矩補(bǔ)正而被恰當(dāng)?shù)匾种啤ｋm然因輪胎的轉(zhuǎn)動(dòng)而引起的振動(dòng)的頻率有時(shí)會(huì)基于車輛的不同而不同，但控制裝置能夠恰當(dāng)?shù)匾种埔蜉喬サ霓D(zhuǎn)動(dòng)而引起的振動(dòng)。雖然因輪胎的轉(zhuǎn)動(dòng)而發(fā)生的振動(dòng)有時(shí)會(huì)基于車身側(cè)構(gòu)件的經(jīng)時(shí)變化而經(jīng)時(shí)地變化，但控制裝置能夠恰當(dāng)?shù)匾种埔蜉喬サ霓D(zhuǎn)動(dòng)而引起的振動(dòng)。因此，控制裝置能夠幾乎不受車輛的個(gè)體差或經(jīng)時(shí)變化的影響地抑制因輪胎的轉(zhuǎn)動(dòng)而引起的振動(dòng)。控制裝置無(wú)需進(jìn)行與因輪胎的轉(zhuǎn)動(dòng)而引起的振動(dòng)相關(guān)的事先調(diào)查便能夠簡(jiǎn)便地抑制因輪胎的轉(zhuǎn)動(dòng)而引起的振動(dòng)。

第一濾波器及第二濾波器的頻率特性使相位超前90°，因此，馬達(dá)轉(zhuǎn)矩在錯(cuò)開(kāi)90°的相位的情況下被補(bǔ)正單元補(bǔ)正。基于錯(cuò)開(kāi)90°的相位的情況下的馬達(dá)轉(zhuǎn)矩的補(bǔ)正的結(jié)果，被賦予粘性(粘性賦予控制)，基于所賦予的粘性，車身側(cè)構(gòu)件的共振及因輪胎的轉(zhuǎn)動(dòng)而引起的振動(dòng)被有效地抑制。

上述結(jié)構(gòu)中較為理想的是，所述濾波處理單元還包含：加權(quán)調(diào)整器，在所述增益加法器將所述第一濾波器的所述增益和所述第二濾波器的所述增益相加之前，對(duì)所述第一濾波器的所述增益和所述第二濾波器的所述增益分別進(jìn)行加權(quán)。

根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，加權(quán)調(diào)整器對(duì)第一濾波器及第二濾波器的增益進(jìn)行加權(quán)，因此，第一濾波器及第二濾波器的增益的相加后的截止角頻率下的相對(duì)于90°的相位而偏移的偏移量比不具備加權(quán)調(diào)整器的控制裝置更小。由于粘性賦予控制被有效地執(zhí)行，因此，車身側(cè)構(gòu)件的共振及因輪胎的轉(zhuǎn)動(dòng)而引起的振動(dòng)基于該粘性而被有效地抑制。

產(chǎn)業(yè)上的可利用性

上述實(shí)施方式的原理在各種各樣的車輛的設(shè)計(jì)中均可以被利用。