电动助力转向的控制装置制造方法

电动助力转向的控制装置制造方法
【专利摘要】本发明的目标在于获得一种控制装置，该控制装置将利用惯性力矩较小的电动机的电动助力转向作为控制对象，并基于电动机的转速的检测信号，来减轻转向的阻力与延迟，并同时抑制振动。在基于来自检测转向转矩的转矩传感器的转向转矩信号、来对输出辅助转矩的电动机的输出转矩进行控制的电动助力转向的控制装置中，所述控制装置对基于来自电动机速度检测单元的电动机速度信号的校正信号进行负反馈，以使得与从转向转矩信号到输出转矩的传递特性相对应的固有振动频率的振动发生衰减，所述电动机速度检测单元对电动机的转轴的转速进行检测。
【专利说明】电动助力转向的控制装置【技术领域】[0001]本发明涉及电动助力转向的控制装置，尤其涉及以具有对转速进行检测的检测单 元的电动助力转向作为对象的控制装置。【背景技术】[0002]在根据汽车的驾驶员对方向盘所施加的转向转矩、来利用电动机施加辅助转矩的 电动助力转向装置中，设定与转向转矩大致成正比的辅助转矩，通过将该比例关系的放大 率即转矩比例增益取得较大，从而减低驾驶员的转向力，并且能抑制伴随着转矩比例增益 的增大而产生的控制系统的振荡等振动，从而改善驾驶员的感受。[0003]以往以来，在该振荡振动的抑制中，提出如下方案:即，在将对电动机的转速(下面 也称为电动机速度)进行检测或推测而得到的信号反馈到电动机的输出转矩时，利用高通 滤波器(HPF)来降低电动机速度的转向频率分量(例如参照专利文献I或专利文献2)。由 此，具有如下效果:能抑制电动机速度的反馈在转向频率下成为相对于转向的阻力的现象， 并能抑制振动。[0004]此外，作为其他的示例，提出如下方案:将利用电动机速度进行反馈控制时的控制 周期设定得比不愉快的振动的周期要短，利用带通滤波器(BPF)来降低转向频率分量。(例 如参照专利文献3)。该带通滤波器的选择频率的中心频率在20Hz?40Hz附近，因此，仅其 附近的频带的振动分量会选择性地通过。因此，与转向频率相对应的至多数Hz左右的较低 频率的信号分量不会通过该带通滤波器。通过这样的结构，具有如下效果:能预先防止相对 于转向的粘滞感(粘性阻力)增大至所不希望达到的等级，并能抑制振动。现有技术文献 专利文献[0005]专利文献1:日本国专利特开2000 - 168600号公报 专利文献2:日本国专利特表2005 - 512479号公报专利文献3:日本国专利特开2003-026022号公报
【发明内容】
发明所要解决的技术问题[0006]所述专利文献I至3所述的现有的电动助力转向的控制装置能在降低转向的阻力 的同时，抑制振动。然而，在电动器的惯性力矩较小的情况下，由低惯性引起的扰动很容易 就造成速度变动，除此以外，与电动机的惯性力矩和转矩传感器的弹簧常数相对应的固有 振动频率倾向于向高频侧偏移，其结果是，易于发生振动的频率会位于高频侧即相位延迟 较大的频带，因此存在难以充分抑制振动的问题。[0007]专利文献I中是对电动机目标电流反馈电动机速度的结构。假设考虑利用专利文 献I的结构来控制惯性力矩较小的电动机的情况，为了恢复所述较大的相位延迟，可以考 虑采用将电动机速度的反馈增益设得较大的方法。然而，若采用这种方法，则会导致在比所述固有振动频率的频率更高的高频侧、电动机速度的反馈增益变得过大，其结果是，会感觉 到噪音变大，或者出现转向频率中的电动机速度的反馈增益变得过大、因而无法充分地减 轻转向的阻力的现象。此外，一般而言，会使大多存在于大约200?500Hz频带的高频噪声 被放大。[0008]此外，专利文献2中，力图使用以下结构来解决所述问题:S卩，根据对于转向转矩 的电动机目标电流的增益，改变所述电动机速度的反馈增益。在该情况下，求取所述电动机 速度的反馈增益的运算变得复杂，会造成装置的成本上升。[0009]并且，对于专利文献3那样的现有的电动助力转向的控制装置的电动机速度的反 馈增益，其设定目的在于抑制来自路面的反冲、噪音，电动机速度信号的滤波器中所使用的 带通滤波器的选择频率的中心频率设为20Hz?40Hz附近，仅使其附近的频带的振动分量 选择性通过，因此，具有对于处于该频带以外的频率，不能获得抑制振动的效果。例如，对于 容易发生在上述的固有振动频率附近的控制系统的振荡，不能获得抑制振动的效果。[0010]本发明是为解决如上所述的问题点而完成的。因此，利用附图对所述问题进行更 为详细的说明。首先，示出了固有振动频率随着电动机的惯性力矩的降低而上升。在电动 机的惯性力矩为以往的大小的情况下，从电动机的输出转矩到转向转矩以及电动机的旋转 角度的电动助力转向的机械的频率响应特性如图1所示那样，但在电动机的惯性力矩比以 往要小的情况下,如图2所示，固有振动频率的上升表现为频率响应特性的峰值频率的上 升(以图中的较粗的箭头表示)。该峰值频率是与电动机的惯性力矩与转矩传感器的弹簧常 数相对应的固有振动频率。此外，与此同时，在比峰值要高的高频中，出现了增益的上升(以 图中的细箭头表不)。[0011 ] 在电动助力转向的控制装置中，如上所述的辅助转矩与转向转矩大致成正比，因 此辅助转矩根据转向转矩发生变化。此外，随着辅助转矩变大，转向转矩减小。由此，构成了 与辅助转矩相关的闭环系统。在现有的电动机的惯性力矩的情况下，该闭环系统的环路传 递函数为图3所示那样。观察图3可判断得知:在包含控制装置的反馈的固有振动频率即 增益交叉频率(gain crossover frequency)(在图3的情况下，40Hz)下,相位裕度(phase margin)(从-180度开始的裕度)在大约30度为确保稳定的等级。与此相对，在电动机的 惯性力矩较小的情况下，与辅助转矩相关的闭环系统的环路传递函数为图4所示那样，伴 随这图2中所示的增益的上升，表示固有振动频率的增益交叉频率与图3相比有所上升，在 图4的情况下，增益交叉频率为70Hz。即，若电动机的惯性力矩较小，则该增益交叉频率从 40Hz变为70Hz，升高1.5倍以上。其结果是，在辅助图的表示转矩比例增益大小的等级2 (图中的虚线)中，相位裕度变为小于30度，从而无法确保稳定性。在转矩比例增益在小于 等级2的等级I以下时，能确保稳定性。即，示出了以下情况:因电动机的惯性力矩降低而 导致固有振动频率上升，其结果是导致稳定性降低，无法充分抑制振动。由此，固有振动频 率和稳定性对应于从转向转矩信号到输出转矩的传递系数、电动机的惯性力矩、及转矩传 感器的弹簧常数。[0012]接着，对如下情况进行说明:为了弥补该稳定性的降低，在专利文献I的结构中， 实施增大电动机速度的反馈增益的方法。在实现与图3、图4所示的辅助转矩相关的闭环系 统的环路传递函数的速度信号的反馈控制中，从电动机旋转角度到输出转矩的控制的传递 函数如图5所示。其示出了以下特性:对电动机旋转角度以近似方式进行微分，将获得的电动机速度信号进行HPF处理，从而降低其转向频率分量，将与反馈增益相乘后获得的指令 电流实现作为输出转矩。对于这样的控制，在使电动机速度的反馈增益上升的情况下，成为 如图6所示的特性。与利用该速度反馈的辅助转矩相关的闭环系统的环路传递函数会如图 7所示那样，即使转矩比例增益的大小为等级2，也能确保稳定性。然而，会产生如下问题: 若使反馈增益上升，则图6中以虚线包围的部分附近的高频带的增益特性与反馈增益上升 前的图5相比会发生增大，因而来自传感器信号的高频噪声等也会增大并作为输出转矩进 行输出，因此驾驶员会感受到由噪声而引起的噪音、振动。[0013]此处，假设辅助转矩与转向转矩大致成正比，但大多数情况下实际的辅助图的转 矩比例增益呈二次非线性特性，即在转向转矩中性附近的增益较低，并伴随着转向转矩的 上升而增益上升。若考虑到运行状况，该装置多半是在中性附近的增益较低的区域中进行 动作。若增益较低，则即使不增大反馈增益也能获得稳定，因此不会发生不得不提高增益而 导致上述噪音、振动的问题。另一方面，若辅助图的转矩比例增益上升，则反馈增益上升，从 而确保稳定性。因此，如专利文献2所述，若根据所述增益来设定反馈增益，则能解决上述 问题，但运算较为复杂，要存储的变量增加，因此会造成执行该运算的CPU等的成本上升。[0014]此外，如专利文献3所述，若在辅助转矩之前就反馈电动机速度，则在降低了上述 运算量的同时，能获得与辅助图的转矩比例增益相对应的反馈增益，但专利文献3中并未 给出用于解决所述问题的建议与揭示，即在对比文献3中并未建议或揭示本发明的着眼点 即解决稳定性问题的方法。[0015]本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于获得一种控制装置，尤其是将 利用惯性力矩较小的电动机的电动助力转向作为控制对象的控制装置，该控制装置基于电 动机的转速的检测信号，在减轻转向的阻力与延迟的同时，抑制振动。解决技术问题所采用的技术方案[0016]本发明提供了一种电动助力转向的控制装置，该电动助力转向的控制装置基于来 自检测转向转矩的转矩传感器的转向转矩信号，对输出辅助转矩的电动机的输出转矩进行 控制，其特征在于，所述控制装置对基于来自电动机速度检测单元的电动机速度信号的校 正信号进行负反馈，使与从所述转向转矩信号到所述输出转矩的传递特性相对应的固有振 动频率的振动发生衰减，所述电动机速度检测单元对所述电动机的转轴的转速进行检测。发明效果[0017]根据本发明，控制装置使与从转向转矩信号到电动机的输出转矩的传递特性相对 应的固有振动频率的振动发生衰减，因此，能基于动作中发生变化的固有振动频率，来设定 能在容易发生振动的频带中获得必要且充分的相位裕度的适当的输出转矩，因此，能获得 现有技术所不具有的以下显著效果:即，即使在电动机的惯性力矩较小的电动助力转向装 置中，也充分降低振动，且能充分抑制比固有振动频率要高的高频侧的噪声，及转向的阻力 与延迟。【专利附图】

【附图说明】[0018]图1是表示从电动机的输出转矩到转向转矩或者电动机的旋转角度的电动助力 转向的机械频率响应特性的图。图2是表示在电动机的惯性力矩较小的情况下、电动助力转向的机械频率响应特性的图。图3是表示与现有结构的辅助转矩相关的闭环系统的环路传递函数的图。图4是表示在电动机的惯性力矩较小的情况下、现有结构的辅助转矩相关的闭环系统 的环路传递函数的图。图5是表示从现有结构的电动机旋转角度到输出转矩的传递函数的图。图6是表示在使速度反馈增益增大的情况下、从现有结构的电动机旋转角度到输出转 矩的传递函数的图。图7是表示在电动机的惯性力矩较小的情况下、使速度反馈增益增大的现有结构的辅 助转矩相关的闭环系统的环路传递函数的图。图8表示现有结构的转向特性的图。图9是表示在使速度反馈增益增大的情况下的现有结构的转向特性的图。图10是表示本发明的实施方式I至3所涉及的电动助力转向的结构的示意图。图11是表示本发明的实施方式I所涉及的电动助力转向的控制装置的结构的框图。图12是表示本发明的实施方式I所涉及的补偿器24的图。图13是表示本发明的实施方式I至3所涉及的辅助图20的某个车速的特性的输入输 出特性图。图14是表示从本发明的实施方式I所涉及的电动机旋转角度到输出转矩的传递函数 的图。图15是表示与本发明的实施方式I所涉及的辅助转矩相关的闭环系统的环路传递函 数的图。图16是表示本发明的实施方式I所涉及的转向特性的图。图17是表示本发明的实施方式2所涉及的电动助力转向的控制装置的结构的框图。图18是表示本发明的实施方式2所涉及的扰动传递特性的图。图19是表示本发明的实施方式6所涉及的电动助力转向的控制装置的结构的框图。图20是表示本发明的实施方式6所涉及的扰动传递特性的图。图21是表示本发明的实施方式7所涉及的电动助力转向的控制装置的结构的框图。图22是表示与本发明的实施方式7所涉及的辅助转矩相关的闭环系统的环路传递函 数的图。图23是表示本发明的实施方式7所涉及的转向特性的图。图24是表示本发明的实施方式I所涉及的补偿器26的内部结构的框图。图25是表示本发明的实施方式3所涉及的电动助力转向的控制装置的结构的框图。图26是表示本发明的实施方式3所涉及的速度控制增益27a用于与电动机速度信号 Svc相乘的比例增益和车速之间的关系的一个示例的图。图27是表示本发明的实施方式4所涉及的电动助力转向的控制装置的结构的框图。图28是表示本发明的实施方式4所涉及的速度控制增益27b用于与电动机速度信号 Svc相乘的比例增益和车速之间的关系、以及辅助并联速度增益31b用于与电动机速度信 号Svc相乘的比例增益和车速之间的关系一个示例的图。图29是表示本发明的实施方式5所涉及的车速与相对于转向的粘性之间的关系的图。图30是表示本发明的实施方式5所涉及的电动助力转向的控制装置的结构的框图。图31是表示本发明的实施方式5所涉及的补偿器26c的内部结构的框图。图32是表示本发明的实施方式5所涉及利用HPF40C从电动机速度信号降低的转向的频率分量的设定值和车速之间的关系、及辅助并联速度增益31b用于与电动机速度信号 Svc相乘的比例增益和车速之间的关系的一个示例的图。【具体实施方式】
[0019]实施方式I图10是表示本发明的实施方式I所涉及的电动助力转向的结构的图。图10中，电动助力转向中设置有:方向盘1、转向轴2、齿条.小齿轮12、车轮3、4、电动机5、电动机减速齿轮7、电源(电池)11、控制装置9、电动机旋转角度传感器6、转矩传感器8、以及车速传感器13。[0020]图11是表示本发明的实施方式I所涉及的电动助力转向的控制装置的结构的框图。图11中与图10标注相同符号的部分是相同或与其相当的部分。如图11所示，控制装置9中设置有:辅助图20、电流控制单元21、驱动电路22、电流检测单元23、补偿器24、速度运算器25、补偿器26、速度控制增益Kv (27)、以及减法器28。控制装置9与转矩传感器8、电动机旋转角度传感器6、以及车速传感器13的输出相连，对从电源11流到电动机5的电流值进行控制。[0021]另外，控制装置9的结构要素中，除了驱动电路22与电流检测单元23以外的其他的结构要素通常作为微机的软件被安装。微机由众所周知的中央处理装置(CPU)、只读存储器(ROM)、随机存储器(RAM)、接口(IF)等构成，依次提取出存储在ROM中的程序，利用CPU 进行所希望的运算，并且将运算结果暂时保存在RAM中等，从而执行软件并进行规定的控制动作。[0022]接着，参照附图，对本发明的实施方式I所涉及的电动助力转向的控制装置的动作进行说明。[0023]图10中，从未图示的驾驶员处施加到方向盘I上的转向转矩会通过转矩传感器8 的扭杆、转向轴2，再经由齿条.小齿轮12传递到齿条，从而来操纵车轮3、4。[0024]电动机5经由电动机减速齿轮7与转向轴2连结。电动机5所产生的输出转矩经由电动机减速齿轮7传递到转向轴2，从而减轻驾驶时驾驶员所施加的转向转矩。例如，该电动机5使用永磁体型同步电动机、感应电动机这样的交流电动机,或者直流电动机。[0025]转矩传感器8检测驾驶员通过转动方向盘I而施加到扭杆上的转向转矩。由于该转向转矩，扭杆会产生与转向转矩大致成正比的扭转，因此检测出该扭转角，并换算为转向转矩信号τ0。车速传感器13输出检测到的车辆的行驶速度的信号即车速信号Vx。[0026]此外，电动机旋转角度传感器6安装在电动机5的转轴上，用于检测电动机的转轴的旋转角度，并输出电动机旋转角度信号ΘΠ!。[0027]控制装置9根据转矩传感器8中检测到的转向转矩信号τ O、电动机旋转角度传感器6中检测到的电动机旋转角度信号Θ m、以及车速传感器13中检测到的车速信号Vx，来确定相当于电动机5输出的输出转矩的电流指令的方向与大小。然后，控制装置9对基于该电流指令从电源11流到电动机5的电流值进行控制，以使电动机5产生该输出转矩。[0028]图11中，补偿器24对于转矩传感器8中检测到的转向转矩信号τ O执行降低或增加高频增益的增益补偿，从而获得补偿后的转向转矩信号Tsca。此处，补偿器24进行图 12所示的增益补偿，S卩，在与辅助转矩相关的闭环系统的环路传递函数的增益交叉频率附 近使增益特性降低。由此，能对与辅助转矩相关的闭环系统的环路传递函数的增益交叉频 率进行校正，上述辅助转矩是在辅助图20的斜率即转矩比例增益成为支配地位时设定的。 因此，若为图12所示的特性，则可降低增益交叉频率，在该增益交叉频率即所谓的固有振 动频率下，能通过电动机速度反馈带来必要且充分的稳定性，因此能充分抑制振荡等振动。 从转向转矩到电动机5的输出转矩的传递函数大致由转矩比例增益来支配，但也能如上所 述，利用补偿器24来进行校正。[0029]本实施方式中，补偿器24中具有图12所示的频率特性，但由于包括后面阐述的补 偿器26，因此也可以省略补偿器24，由转向转矩信号τ O代替转向转矩信号Tsca，在该情况 下，也能稳定地进行动作。[0030]接着，在减法器28中，将由补偿器24输出的转向转矩信号Tsca减去后面所说明 的电动机速度补偿指令Tvc,由此对转向转矩信号Tsca进行校正,获得校正后的转向转矩 信号Tscb。利用辅助图20，基于该校正后的转向转矩信号Tscb计算出相当于辅助转矩的 辅助电流指令Ia (也称为辅助转矩信号或者辅助指令)。如图13所示，辅助图20中预先存 储有转向转矩信号Tscb的各个值所对应的辅助电流指令Ia的值。图13是某个车速下的 辅助图的示例。本实施方式中，直接将Ia设为相对于电动机的电流指令Iref，但除此以外， 也可以进行通常使用的补偿控制，例如将在转向频率下补偿电动机惯性增大的影响的惯性 补偿控制、或提高粘性的粘性补偿控制等，相对于辅助电流指令Ia进行加减运算等以进行 校正。另外，也向辅助图20输入车速信号Vx，根据车速变更辅助图20的输入输出特性。[0031]接着，对与电动机速度补偿指令Tvc的生成相关的部分进行说明。上述的电动机 旋转角度传感器例如由旋转变压器或编码器构成，输出电动机旋转角度信号Θ m。[0032]速度运算器25中输入来自电动机旋转角度传感器6的电动机旋转角度信号Θ m。 速度运算器25例如求得每个规定时间的电动机旋转角度信号Θ m的变化量，并根据该变化 量计算出电动机的转轴的转速，输出电动机速度信号ω m。[0033]另外，作为获取电动机速度信号ω m的其他的方法，也有如下方法:设有测速发 电机等电动机速度检测传感器，来直接计算电动机的转轴的旋转角度，以代替电动机旋转 角度传感器6和速度运算器25，使用该方法同样也能获得电动机速度信号ω m。g卩，电动 机速度检测单元可以由电动机旋转角度传感器6与速度运算器25的组合来构成，也可以由 电动机速度检测传感器构成，任一种均可。[0034]补偿器26中输入来自速度运算器25的电动机速度信号ω m，如后所述那样，输 出由HPF和LPF进行补偿后的电动机速度信号Svc。[0035]电动机速度反馈的反馈增益即速度控制增益Kv (27)将利用补偿器26进行补偿 后的电动机速度信号Svc与规定的比例增益相乘，从而计算出电动机速度补偿指令Tvc。电 动机速度补偿指令Tvc被输入至减法器28。[0036]电流控制单元21将例如PWM信号等电压指令信号Sv输出至例如由H桥式电路或 者逆变器电路所构成的驱动电路22来进行控制，以使得利用辅助图20计算出的电流指令 Iref与电流检测单元23中检测到的电流Idt相一致。驱动电路22将与电压指令信号Sv 相对应的驱动电流输出到电动机5。电动机5产生与该驱动电流相对应的输出转矩。[0037]对利用所述结构获得的电动机速度反馈的特征进行说明。由于从转向转矩信号 Tsca中减去电动机速度补偿指令Tvc，因而将电动机速度补偿指令Tvc作为校正后的转向转矩信号Tscb的一部分,而随着转向转矩信号Tsca输入至辅助图20。因此，电动机速度补偿指令Tvc会根据通常由非线性构成的辅助图20的动作点上的放大率即转矩比例增益， 来进行放大。其结果是，作为一个分量被包含在辅助图20输出的电流指令Iref中，并作为电动机5的输出转矩的分量从电动机5输出。利用表示某个车速下的辅助图20的图13来进行补充。在转向转矩信号Tscb的值为例如Tsl的时候，图中黑色圆点Pl为动作点。此时的辅助图20的斜率Kal是该点上的转矩比例增益。在其他的动作点，例如点P2的情况下，转矩比例增益Ka2成为比Kal要大的值。电动机速度补偿指令Tvc随着转向转矩信号 Tsca，根据辅助图20的动作点附近的、该转矩比例增益来进行放大，并作为辅助指令Ia所包含的分量来进行传递。本实施方式中，辅助指令直接成为电流指令Iref。因此，在从电动机速度信号ω m到电动机5的输出转矩的传递中，利用与辅助图20的斜率即转矩比例增益相对应的放大率，来实现电动机速度反馈。即，如图14所示，从电动机旋转角度信号θπ! 到电动机5的输出转矩的传递特性会根据辅助图20的转矩比例增益而发生变化。可知随着转矩比例增益的大小从等级I增大到等级3，从电动机旋转角度信号Θ m到电动机5的输出转矩的传递增益也增加的情况。图14示出了从电动机旋转角度信号0?!到电动机5的输出转矩的传递特性，但很显然，从电动机速度信号ω m到电动机5的输出转矩的传递特性也具有相同的增大关系。[0038]图24是表示补偿器26的内部结构的图。如图24所示，补偿器26由HPF40与 LPF41构成。[0039]HPF40通过执行较低频带的阻断处理，来降低电动机速度信号ω m的转向频率的分量，对电动机速度信号ω m进行补偿并输出。HPF40用于降低驾驶员进行转向的频率的分量，因此其截止频率需要在驾驶员进行转向的频率以上。另外，驾驶员进行转向的频率一般为大约3~5Hz以下的频带。此外，如图3中说明的那样，为了抑制固有振动频率即增益交叉频率的振动分量，HPF40在增益交叉频率附近的频带中使电动机速度信号ω m通过， 该固有振动频率包含由控制装置引起的反馈。因此，HPF40的截止频率设为在驾驶员进行转向的频率以上，且在与辅助转矩相关的闭环系统的环路传递函数的增益交叉频率以下。具体而言，在3Hz以上40Hz以下，优选为在5Hz以上30Hz以下。[0040]由此，能抑制对于转向的粘滞感，并且抑制与辅助转矩相关的闭环系统所引起的振动分量。[0041]LPF41对HPF40输出的电动机速度信号执行高频带的阻断处理，降低该电动机速度信号的高频噪声分量，并作为补偿后的电动机速度信号Svc进行输出。LPF41用于降低电动机速度信号的高频噪声分量，因此其截止频率需要在高频噪声分量以下。另外，高频噪声分量的频率一般为大约200~500Hz以下的频带。此外，与HPF40相同，为了抑制包含由控制装置引起的反馈的固有振动频率即增益交叉频率的振动分量，LPF41在增益交叉频率附近的频带中使电动机速度信号ω m通过。因此，LPF41的截止频率设为与辅助转矩相关的闭环系统的环路传递函数的增益交叉频率以上且在高频噪声分量的频率以下。特别是， 为了使增益交叉频率附近的频带的电动机速度信号ω m无相位延迟地通过，优选LPF41的截止频率为该增益交叉频率的1.4倍以上。具体而言，需`要LPF41的截止频率在70Hz以上250Hz以下，优选为在IOOHz以上在150Hz以下。[0042]在现有的电动助力转向的控制装置中，带通滤波器的选择频率的中心频率在 20Hz?40Hz的附近，因此增益交叉频率附近的频带的电动机速度信号ω m无法通过，而且 即使能通过也会发生相位延迟，因此存在无法抑制包含由控制装置所引起的反馈的固有振 动频率的振动的问题。然而，本实施方式所记载的补偿器26将HPF40的截止频率设为在驾 驶员进行转向的频率以上、且为与辅助转矩相关的闭环系统的环路传递函数的增益交叉频 率以下，并且将LPF41的截止频率设为与辅助转矩相关的闭环系统的环路传递函数的增益 交叉频率以上、且为高频噪声分量的频率以下，因此，即使在速度很容易因为扰动而发生变 动这样的惯性力矩较小的电动机中，也能获得能抑制包含由控制装置所引起的反馈的固有 振动频率的振动这样的现有装置中不存在的效果。[0043]根据以上的结构，对于与转矩比例增益相对应的固有振动频率的振动，能利用与 转矩比例增益相对应的速度反馈，获得必要且充分的稳定性，并能充分抑制振荡等振动，该 转矩比例增益与从转向转矩信号τO到电动机5的输出转矩的传递函数大致等效。若进 行详细说明，则在辅助图20的转矩比例增益增大的区域中，固有振动频率易于向高频侧偏 移，确保稳定性所需的电动机速度的反馈增益变得比较大，但若是采用本结构，则根据转矩 比例增益的增大，电动机速度的反馈增益也增大，因此能获得必要且充分的稳定性。若利用 与图15的辅助转矩相关的闭环系统的环路传递函数来确认该效果，则可知在比现有结构 中确保了稳定性的转矩比例增益的等级2要大的等级3中，也能确保30度的相位裕度，并 由此提闻了稳定性。[0044]在辅助图20的转矩比例增益较小的区域中，确保稳定性所需的电动机速度的反 馈增益较小，但若是采用本结构，则能根据转矩比例增益来缩小电动机速度的反馈增益，因 此，如图16所示的转向特性，控制不会对转向造成影响，能充分抑制转向的阻力与延迟。可 知即使与图8所示的现有结构的转向特性相比，也能大幅降低影响。[0045]同样地，能获得与转矩比例增益相对应的必要且充分的稳定性，因此无需增大不 必要的高频增益，如图14所示，不会增大增益交叉频率附近以上的高频频带的增益特性， 因此能抑制高频的噪声。[0046]由此，在基于来自对转向转矩进行检测的转矩传感器8的转向转矩信号τ O来输 出辅助转矩、从而对电动机5的输出转矩进行控制的电动助力转向的控制装置中，该控制 装置对来自检测电动机5的转轴的转速的电动机速度检测单元的电动机速度信号ω m进 行负反馈，使与从转向转矩信号τ O到电动机5的输出转矩的传递特性相对应的固有振动 频率的振动发生衰减，因此能基于动作中发生变化的固有振动频率、来设定能在容易发生 振动的频带中获得必要且充分的稳定裕度的适当的输出转矩，因而，能获得如下现在技术 所没有的显著的效果:即使在电动机的惯性力矩较小的电动助力转向装置中，也能充分降 低由振荡引起的振动，且能充分抑制比固有振动频率要高的高频侧的噪声，及转向的阻力 与延迟。[0047]此外，与所述的传递特性相对应的固有振动频率是与转矩传感器的弹簧常数及电 动机转子的惯性力矩相对应的频率，因此，成为以下结构:即，能给与辅助转矩相关的闭环 系统的环路传递函数中的固有振动频率的振动带来必要且充分的稳定裕度，该辅助转矩不 仅考虑了从转向转矩信号τ O到输出转矩的控制的传递函数以外，还考虑了从电动机5的输出转矩到转向转矩或者电动机转速的电动助力转向的机械响应特性，因而固有振动频率变为更正确的值，因此能以更小的误差实现所述作为目标的控制，从而更为精密地实现所述效果。
[0048]此外，将基于电动机速度信号Co m的校正信号负反馈到转向转矩信号T0，将与所得的信号大致成正比的辅助转矩信号作为相当于输出转矩的指令值的电流指令，对输出转矩进行控制，因此能利用与转矩比例增益相对应的速度反馈来对与转矩比例增益相对应的固有振动频率的振动进行控制，该转矩比例增益与从转向转矩信号T 0到输出转矩的传递特性大致等效，因此能够设定能获得必要且充分的裕度的适当的输出转矩，能充分降低由振荡引起的振动，并且能充分抑制比固有振动频率要高的高频侧的噪声，及转向的阻力与延迟。
[0049]此外，利用降低固有振动频率的分量的补偿器24来校正转向转矩信号，因此能进行如下校正:即，使与辅助转矩相关的闭环系统的环路传递函数中增益交叉频率降低等，在该校正后的增益交叉频率即固有振动频率下，能利用电动机速度反馈获得必要且充分的稳定性，因此能充分抑制振荡等振动。
[0050]此外，利用降低由转向产生的频率分量的补偿器26来对电动机速度信号进行校正，因此能降低对转向频率的影响，能充分抑制转向的阻力与延迟，并且能在固有振动频率下，利用电动机速度反馈获得必要且充分的稳定性，因此能充分抑制振荡等振动。
[0051]另外，在固有振动频率的附近，对从转向转矩到电动机的输出转矩的传递分量进行设定，使得如图12所示那样增益降低，此外，对从电动机旋转角度到输出转矩的传递分量进行设定，使得如图14所示那样增益增大，因此能设定为使得从电动机旋转角度到输出转矩的传递分量要高于或等于从转向转矩到电动机的输出转矩的传递分量。因此，在固有振动频率的附近，相比转向转矩的反馈分量，电动机速度的反馈分量更多地起到支配作用，容易利用电动机速度的反馈来确保稳定裕度，并能进一步充分抑制振荡等振动。
[0052]此外，包括电动机速度检测单元，该电动机速度检测单元具有比由转矩传感器检测获得的转向转矩信号要高的响应频带，由此，通过对电动机速度信号进行反馈，易于产生相位裕度并能获得更高的稳定性，能充分抑制振荡等振动。
[0053]此外，稳定性并不依赖于转矩传感器，因此易于适用于各种转矩传感器。还能不受转矩传感器固有问题所产生的稳定性降低的因素的影响，而确保系统的稳定性，上述转矩传感器固有问题是例如各种扭杆弹簧常数，由用于去除检测设备的励磁信号的滤波器引起相位延迟，在进行数字输出时取决于传送速度的相位延迟等。
[0054]而且，如上所述，固有振动频率由电动机的惯性力矩所决定，电动机成为由稳定性降低而引起的振动的振动源，因此即使从传感器的配置这个观点来看，也优选本实施例的结构:即，使用设置在电动机的附近的传感器来实现稳定化。
[0055]实施方式2
使用图17对本实施方式的控制装置的结构进行说明。与实施方式I的差异在于，添加了辅助并联速度增益Kvp (31)与减法器30。图17中，与实施方式I (图11)标注相同的符号的部分为相同或者与其相当的部分，此处省略其说明。下面，省略对与实施方式I相同部分的说明，仅对差异部分进行说明。
[0056]辅助并联速度增益Kvp (31)是电动机速度反馈的反馈增益。辅助并联速度增益Kvp (31)中输入有由补偿器26进行了补偿后的电动机速度信号Svc。辅助并联速度增益 Kvp (31)将电动机速度信号Svc与比例增益进行相乘，从而计算出辅助并联电动机速度补 偿指令Tvcp。辅助并联电动机速度补偿指令Tvcp输入至减法器30。减法器30连结在辅 助图20与电流控制单元21之间。减法器30从由辅助图20输出的辅助指令Ia中减去辅 助并联电动机速度补偿指令Tvcp,从而计算出电流指令Iref。[0057]此处，预先说明关于电动助力转向中的扰动振动的问题。辅助图20通常以非线性 的图构成，如图13所示，在转向转矩信号较小的区域与较大的区域中，其斜率即转矩比例 增益的差异较大。在转矩比例增益较大的区域中，利用转向转矩信号的反馈增益来抑制施 加在电动助力转向上的扰动振动的效果较大。然而，在辅助图20的转矩比例增益较小的区 域、即在转向转矩信号较小的区域中，存在反馈增益较小，比较难以抑制扰动振动的问题。[0058]对于这样的问题，根据图17的结构，相对于辅助图20并行地处理电动机速度信号 的反馈，并从辅助指令Ia减去该电动机速度信号的反馈，因此，即使辅助图20的转矩比例 增益为零时，也能获得电动机速度信号带来的反馈增益。因此，如表示从扰动转矩到转向转 矩信号的传递特性的扰动传递特性(图18)所示那样，能获得如下效果:能充分抑制由齿槽 转矩、颤动振动、反冲所引起的振动等施加于电动助力转向的扰动振动。图18是表示辅助 图的死区，即转矩比例增益为零时的扰动传递特性的图。图18中的“无控制”表示不存在 与辅助图20并行地进行控制的实施方式I那样的情况。图18中“有控制”表示本实施方 式2的扰动传递特性，示出了比“无控制”的情况降低了最大值。[0059]由此，对来自检测电动机5的转轴的转速的电动机速度检测单元的电动机速度信 号ω m进行负反馈，使与从转向转矩信号τ O到输出转矩的传递特性相对应的固有振动频 率的振动发生衰减，因此，能够基于在动作中发生变化的固有振动频率，来设定能在易于发 生振动的频带中获得必要且充分的稳定裕度的适当的输出转矩。并且，获得基于利用电动 机速度信号ω m对辅助转矩信号进行校正了的信号、来设定输出转矩的控制装置，因此包 括与辅助图20并联的电动机速度反馈，因而即使在转矩比例增较小的区域也能充分降低 扰动传递特性。因此，能获得现在技术所不具有的显著效果:即，即使在电动机5的惯性力 矩较小的电动助力转向装置中，也能能充分降低由振荡引起的振动与由扰动引起的振动， 并且能充分抑制比固有振动频率要高的高频侧的噪声，及转向的阻力与延迟。[0060]实施方式3所述实施方式I (图11)中，仅向辅助图20输入来自车速传感器13的车速信号Vx，根 据车速来改变辅助图20的输入输出特性。[0061]本实施方式中的电动助力转向的控制装置中，除了辅助图20以外，也向速度控制 增益27a输入车速信号Vx。由此，能利用速度控制增益27a来获得与车速信号Vx相对应 的、基于电动机速度信号的校正信号。[0062]所述实施方式I中，电动机速度反馈的反馈增益即速度控制增益27将补偿后的电 动机速度信号Svc与比例增益相乘，从而计算出电动机速度补偿指令Tvc，但该比例增益的 大小受到两个观点的限制。其中一个限制是不要发生刺耳的噪音，另一个限制与辅助图20 的斜率、即转矩比例增益的大小相关。[0063]首先，对不发生刺耳的噪音这一限制进行说明。在所述实施方式I中，若在电动机 旋转角度传感器6输出的电动机旋转角度信号Θ m中混入检测噪声，则速度控制增益27对检测噪声也乘上了比例增益。若该比例增益过大，则会发生由检测噪声所引起的刺耳的噪音，因此需要在不发生噪音的范围内设定比例增益。不会成为问题的噪音的等级是根据车辆的行驶条件的不同而不同，在车辆正在行驶的条件下，会产生称之为路面噪音的来自底板的噪音，因此，对于电动机旋转角度信号Qm的检测噪声所引起的刺耳的噪音的容许范围比车辆为停止中这一条件下要缓和。
[0064]接着，对与辅助图的斜率即转矩比例增益的大小相关的限制进行说明。如所述实施方式I的图14所示，随着转矩比例增益的大小从等级I增大到等级3，从电动机旋转角度信号到电动机的输出转矩的传递增益也增大。另一方面，辅助图20的输入输出特性根据车速信号Vx而发生变化，具体而言，车速越高则所述转矩比例增益则越小。因此，若车速变高，则从电动机旋转角度信号到电动机的输出转矩的传递增益会变小。其结果是，会使以下效果随着车速的增高而变小:即，对基于来自检测电动机的转轴的转速的电动机速度检测单元的电动机速度的校正信号进行负反馈，使得与从转向转矩信号到输出转矩的传递特性相对应的固有振动频率的振动发生衰减这一效果。
[0065]如上所述，所述实施方式I中的速度控制增益27需要考虑与刺耳的噪声相关的限制、及与辅助图的斜率即转矩比例增益的大小相关的限制中任一个，或者需要考虑这两个限制，但无论是哪一个限制，均在车速较低时、将比例增益设为较小比较合适，而车速较高时、将比例增益设为较大比较合适。
[0066]因此，本实施方式3中，基于电动机速度信号的校正信号是通过根据测量车辆的行驶速度的车速信号来改变相对于电动机速度信号的放大率而得到的。
[0067]图25是表示本发明的实施方式3所涉及的电动助力转向的控制装置的结构的框图。图25中，与所述实施方式标注相同的符号的部分为相同或者与其相当的部分，此处省略其说明。与所述实施方式I的结构(图11)的不同点在于:设置有输入来自车速传感器13的车速信号Vx的速度控制增益27a，以代替图1的速度控制增益27。速度控制增益27a是电动机速度反馈的反馈增益，是将补偿后的电动机速度信号Svc与比例增益相乘，从而计算出电动机速度补偿指令Tvc，但速度控制增益27a根据从车速传感器13获得的车速信号Vx，来变更比例增益的值。在这点上与所述实施方式I所记载的速度控制增益27不同。
[0068]图26绘制了比例增益与车速之间关系的一个示例，所述比例增益是速度控制增益27a用于与电动机速度信号Svc相乘的。如图26所示，在车速较低时，速度控制增益27a的比例增益较小，随着车速的增高，比例增益的值也变大。由此，在本实施方式中，根据车速信号Vx的值来改变电动机速度信号Svc的放大率(比例增益)，因此其结果是，能获得基于电动机速度信号Vx的校正信号。因此，能获得如下所示效果的任一个，或者能同时获得两个效果。其中的一个效果是:由于在车速较低的条件下，速度控制增益27a的比例增益较小，因此即使在不存在路面噪音的条件下也具有抑制刺耳的噪音的效果，另一个效果是:由于在车速较高的条件下，速度控制增益27a的比例增益较大，因此即使在车速较高的区域中，辅助图20的斜率变小，也能使与从转向转矩信号T 0到输出转矩的传递特性相对应的固有振动频率的振动发生衰减的效果。
[0069]实施方式4
所述实施方式2 (图17)中，辅助并联速度增益Kvp (31)将利用补偿器26进行补偿后的电动机速度信号Svc与比例增益相乘，从而计算出辅助并联电动机速度补偿指令Tvcp，但与所述实施方式3的速度控制增益27a相同，在辅助并联速度增益Kvp (31)中，也可以 根据车速信号Vx，来变更对于电动机速度信号ω m的放大率(比例增益)。[0070]图27是表示本发明的实施方式4所涉及的电动助力转向的控制装置的结构的框 图，与所述实施方式标注相同的符号的部分为相同或者与其相当的部分，因此此处省略其 说明。图27中，来自车速传感器13的车速信号Vx输入至辅助图30、速度控制增益27b、以 及辅助并联速度增益31b。电动机速度反馈的反馈增益即速度控制增益27b将补偿后的电 动机速度信号Svc与比例增益相乘，从而计算出电动机速度补偿指令Tvc。速度控制增益 27b的比例增益的值与实施方式3相同，根据从车速传感器13获得的车速信号Vx进行变 更。电动机速度反馈的反馈增益即辅助并联速度增益31b将利用补偿器26进行补偿后的 电动机速度信号Svc与比例增益相乘，从而计算出辅助并联电动机速度补偿指令Tvcp。其 中，本实施方式中，辅助并联速度增益31b根据从车速传感器13获得的车速信号Vx，来变更 比例增益的值。在这点上与所述实施方式2所记载的辅助并联速度增益31不同。[0071]所述实施方式2中，电动机速度反馈的反馈增益即辅助并联速度增益31将补偿后 的电动机速度信号Svc与比例增益相乘，从而计算出辅助并联电动机速度补偿指令Tvcp， 但该比例增益的大小优选为不会产生刺耳的噪音。关于不产生该刺耳的噪音的限制，与所 示实施方式3相同，在车速较低的情况下，该比例增益设为较小。[0072]图28绘制了速度控制增益27b用于与电动机速度信号Svc相乘的比例增益和车 速之间关系、以及辅助并联速度增益31b用于与电动机速度信号Svc相乘的比例增益和车 速之间关系的一个示例。在本实施方式中，在速度控制增益27b以及辅助并联速度增益31b 中分别根据车速信号Vx来变更相对于电动机速度信号Svc的放大率(比例增益)，从而获得 基于电动机速度信号Svc的校正信号，因此能获得如下的任一个效果，或者同时获得两个 效果。其中的一个效果是:由于在车速较低的条件下，减小辅助并联速度增益31b的比例增 益，因此即使在不存在路面噪音的条件下也能抑制刺耳的噪音，另一个效果是:由于在车速 较高的条件下，增大辅助并联速度增益31b的比例增益，因此能提高抑制施加到电动助力 转向上的由行驶中发生的颤动振动、反冲等引起的振动等扰动振动的效果。[0073]实施方式5所述实施方式所记载的HPF40对截止频率进行设定，以使其为驾驶员进行转向的频率 以上、且为与辅助转矩相关的闭环系统的开环传递函数的增益交叉频率以下，由此抑制了 相对于转向的粘滞感，并且抑制与辅助转矩相关的闭环系统所引起的振动分量。[0074]本实施方式中，根据车速信号Vx来变更要由电动机速度信号降低的转向的频率 分量的设定，并获得基于电动机速度信号的校正信号。图29绘制了车速与相对于转向的粘 性之间的关系。由图可知，车速越高，相对于转向的粘性越低。换言之，在车速较低的情况 下，相对于转向的粘性较大。因此，由于随着车速的升高，相对于转向的粘性就降低，因而也 能降低用于抑制相对于转向的粘滞感的条件。[0075]图30是表示本发明的实施方式5所涉及的电动助力转向的控制装置的结构的框 图，与所述实施方式4标注相同的符号的部分为相同或者与其相当的部分，因此此处省略 其说明。在本实施方式中，来自车速传感器13的车速信号Vx也输入至补偿器26c。补偿 器26c中，输入电动机速度信号ω m，输出利用HPF与LPF进行补偿后的电动机速度信号 Svc，但与所述实施方式中所记载的补偿器26不同之处在于，根据车速信号Vx来变更要由电动机速度信号降低的转向的频率分量的设定这一点。图31是表示补偿器26c的内部结构的图，HPF40c在增益交叉频率附近的频带中使电动机速度信号《 m通过。对于H PF40c的截止频率，其在驾驶员进行转向的频率以上、且在与辅助转矩相关的闭环系统的环路传递函数的增益交叉频率以下的范围内，根据车速信号进行变更。LPF41的动作与所述实施方式(图24)相同。
[0076]图32绘制出利用HPF40c从电动机速度信号降低的转向的频率分量的设定值和车速之间的关系，以及辅助并联速度增益31b用于与电动机速度信号Svc相乘的比例增益和车速之间的关系的一个示例。如图32所示，车速越低HPF40c的截止频率越大，车速越高HPF40c的截止频率越小。与所述实施方式3相同，根据对车辆的行驶速度进行检测的车速信号来变更相对于电动机速度信号的放大率(比例增益)，从而获得基于电动机速度信号的校正信号，因此能获得如下所示的任一个效果，或者同时获得下述两个效果。其中的一个效果是:由于在车速较低的条件下，减小辅助并联速度增益31b的比例增益，因此即使在不存在路面噪音的条件下也能抑制刺耳的噪音，另一个效果是:由于在车速较高的条件下，增大辅助并联速度增益31b的比例增益，因此能提高抑制施加到电动助力转向上由行驶中发生的颤动振动、反冲等引起的振动等扰动振动的效果。
[0077]实施方式6
使用图19对本实施方式的控制装置的结构进行说明。与实施方式I (图11)的差异在于，添加了补偿器33、辅助并联转矩增益Ktp (34)、以及加法器32，该部分以外的部分与实施方式I相同，因此省略说明，仅对差异部分进行说明。
[0078]补偿器33具有降低转向频率的分量的HPF特性，并输入有来自转矩传感器8的转向转矩信号t0。补偿器33计算出补偿了所输入的转向转矩信号T0的辅助并联转向转矩信号Tsp。辅助并联转矩增益Ktp (34)中输入有来自补偿器33的辅助并联转向转矩信号Tsp0辅助并联转矩增益Ktp (34)将辅助并联转向转矩信号Tsp与比例增益相乘，从而计算出辅助并联转向转矩补偿指令Tscp。加法器32连接在辅助图20与电流控制单元21之间，输入有从辅助图20输出的辅助指令la、和来自辅助并联转矩增益Ktp (34)的辅助并联转向转矩补偿指令Tscp。加法器32将辅助指令Ia与辅助并联转向转矩补偿指令Tscp相力口，从而计算出电流指令Iref。电流指令Iref输入至电流控制单元21。另外,补偿器33可以除了 HPF特性以外，还具有对相位特性进行补偿的相位补偿特性，在该情况下，添加了能使转向转矩信号的频率特性成为最合适的自由度，因此能获得更有效的反馈特性。
[0079]对利用上述结构而新获得的控制结构的特性进行说明。如上所述，在辅助图的转矩比例增益较小的区域、即转向转矩信号较小的区域中反馈增益较小，因而存在比较难以抑制扰动振动的问题。与之相对，根据所述的结构，相对于辅助图并行地处理转向转矩信号的反馈，并从辅助指令中减去转向转矩信号的反馈，因此，即使在辅助图的转矩比例增益为零的情况下，也能获得转向转矩信号带来的反馈增益。因此，表示从扰动转矩到转向转矩信号的传递特性的扰动传递特性(图20)如所示那样，能获得如下效果:能充分抑制由齿槽转矩、颤动振动、反冲所引起的振动等施加于电动助力转向的扰动振动。图20中，示出了辅助图的死区、即转矩比例增益为零时的扰动传递特性，图中的无控制是表示不存在与辅助图并行地进行控制的实施方式I那样的情况。有控制表示本实施方式的扰动传递特性，相比无控制，能降低最大值。[0080]由此，对来自检测电动机的转轴的转速的电动机速度检测单元的电动机速度信号 进行负反馈，使与从转向转矩信号到输出转矩的传递特性相对应的固有振动频率的振动发 生衰减，因此能基于动作中发生变化的固有振动频率，来设定能在容易发生振动的频带中 获得必要且充分的稳定裕度的适当的输出转矩，并且，获得基于利用转向转矩信号对辅助 转矩信号进行校正后的信号来设定输出转矩的控制装置，因此通过具有与辅助图并联的转 向转矩反馈，从而即使在转矩比例增益较小的区域中，也能充分降低扰动传递特性，因此， 能获得现在技术所不具有的显著效果:即，即使在电动机的惯性力矩较小的电动助力转向 装置中，也能充分降低由振荡引起的振动，且能充分抑制比固有振动频率要高频侧的噪声， 及转向的阻力与延迟。[0081]另外，所述实施方式中，基于电动机速度信号或者转向转矩信号，对相当于辅助转 矩的辅助指令进行了校正，但也可以基于利用电动机速度信号对转向转矩信号进行了校正 的转向转矩信号Tscb，来对相当于辅助转矩的辅助指令进行校正，由于采用对所述实施方 式进行组合后而成的结构，因此能获得与它们的结构相同的效果。[0082]实施方式7使用图21对本实施方式的控制装置的结构进行说明。与实施方式I (图11)的差异在 于，在辅助图20的后级设置有减法器28a，以取代设置于图11的辅助图20的前级的减法器 28，利用减法器28a，从辅助转矩信号Ia减去速度控制增益Kv (27)，该部分以外的部分与 实施方式I相同，因此省略说明，仅对差异部分进行说明。[0083]在辅助图20中，基于利用补偿器24进行补偿后的转向转矩信号Tsca，来计算出 相当于辅助转矩的辅助电流指令Ia (可称为辅助转矩信号或者辅助指令)。速度控制增益 Kv (27)将利用补偿器26进行补偿后的电动机速度信号Svc与比例增益相乘，从而计算出 电动机速度补偿电流指令Ivc。减法器28a从辅助电流指令Ia中减去电动机速度补偿电流 指令Ivc,从而计算出电流指令Iref,并输入至电流控制单元21。[0084]与实施方式I的不同之处在于，电动机速度反馈不经由辅助图20而传递至输出转 矩，因此不根据转矩比例增益发生变化，与实施方式I的相同之处在于，通过利用具有图12 所示的特性的补偿器24，来对转向转矩信号进行补偿，从而进行使固有振动频率降低等校 正，能利用补偿器26降低比固有振动频率要低的频带的电动机速度信号，利用速度运算器 25降低比固有振动频率要高的频带的电动机速度信号。因此，对于校正后的固有振动频率 的振动，能使其他的频率的增益不产生多余地增大，而实施电动机速度的反馈，因此能获得 必要且充分的稳定余量。[0085]若利用与图22的辅助转矩相关的闭环系统的环路传递函数来确认该效果，则可 知在比现有结构中确保了稳定性的转矩比例增益的等级2要大的等级3中，也能确保30度 的相位裕度，由此提高了稳定性。[0086]接着，利用图23所示的转向特性来说明对转向频率的影响。由此，若与现有结构 中使速度增益增大的示例即图9进行比较，则可知转向特性接近无控制的情况并得到了改 善。然而，若与实施方式I的转向特性即图16进行比较，则可知与无控制的差变大，因而与 实施方式I相比，对转向频率的影响即转向的阻力与延迟发生了劣化。[0087]由此，在电动助力转向的控制装置中，基于来自检测转向转矩的转矩传感器的转 向转矩信号，来对输出辅助转矩的电动机的输出转矩进行控制，该控制装置将基于电动机速度信号的校正信号负反馈到与转向转矩信号大致成正比的辅助信号，将得到的信号作为相当于所述输出转矩的指令值的电流指令，来对输出转矩进行控制，从而使与从转向转矩信号到输出转矩的传递特性相对应的固有振动频率的振动发生衰减，因此能基于固有振动频率，来设定能在容易发生振动的频带中获得必要且充分的稳定裕度的适当的输出转矩，因此，能获得如下现在所没有的显著的效果:即使在电动机的惯性力矩较小的电动助力转向装置中，也能充分降低由振荡引起的振动，且能充分抑制比固有振动频率要高的高频侧的噪声，及转向的阻力与延迟。
[0088]此外，在所述实施方式中，固有振动频率与从转向转矩信号到输出转矩的传递函数相对应，或者，与从转向转矩信号到输出转矩的传递函数、电动机的惯性力矩、及转矩传感器的弹簧常数相对应，但除此以外，也可以与方向盘的惯性力矩相对应，由于固有振动频率变为更正确的值，因而能以更小的误差实现所述作为目标的控制，因此更精密地实现所述实施方式中所示的效果，因而较为理想。
标号说明
[0089]I方向盘、5电动机、6电动机旋转角度传感器、8转矩传感器、9控制装置、20辅助表、24补偿器、25速度运算器、26补偿器、27速度控制增益、28减法器、30减法器、31辅助并联速度增益、32加法器、33补偿器、34辅助并联转矩增益
【权利要求】
1.一种电动助力转向的控制装置，该电动助力转向的控制装置基于来自检测转向转矩的转矩传感器的转向转矩信号，对输出辅助转矩的电动机的输出转矩进行控制，其特征在于，所述控制装置对基于来自检测所述电动机的转轴的转速的电动机速度检测单元的电动机速度信号的校正信号进行负反馈，使与从所述转向转矩信号到所述输出转矩的传递特性相对应的固有振动频率的振动发生衰减。
2.如权利要求1所述的电动助力转向的控制装置，其特征在于，将辅助转矩信号作为相当于所述输出转矩的指令值的电流指令来控制所述输出转矩， 该辅助转矩信号与将基于所述电动机速度信号的校正信号负反馈到所述转向转矩信号后得到的信号大致成正比。
3.如权利要求1或2所述的电动助力转向的控制装置，其特征在于，将基于所述电动机速度信号的校正信号负反馈到辅助转矩信号后所得的信号作为相当于所述输出转矩的指令值的电流指令，来对所述输出转矩进行控制，该辅助转矩信号与所述转向转矩信号致成正比。
4.如权利要求1至3任一项所述的电动助力转向的控制装置，其特征在于，基于所述电动机速度信号的校正信号经由具有截止频率在与辅助转矩相关的闭环系统的环路传递函数的增益交叉频率以上、且在高频噪声分量的频率以下的低通滤波器而得到。
5.如权利要求1至4任一项所述的电动助力转向的控制装置，其特征在于，基于所述电动机速度信号的校正信号是从来自所述电动机速度检测单元的电动机速度信号中降低了转向的频率分量而得到的。
6.如权利要求1至5任一项所述的电动助力转向的控制装置，其特征在于，基于所述电动机速度信号的校正信号是根据检测车辆的行驶速度的车速信号而得到的。
7.如权利要求6所述的电动助力转向的控制装置，其特征在于，基于所述电动机速度信号的校正信号是根据检测车辆的行驶速度的车速信号，来变更相对于电动机速度信号的放大率而得到的。
8.如权利要求6或7所述的电动助力转向的控制装置，其特征在于，基于所述电动机速度信号的校正信号是根据检测车辆的行驶速度的车速信号，来变更要由电动机速度信号降低转向的频率分量的设定而得到的。
9.如权利要求1至8任一项所述的电动助力转向的控制装置，其特征在于，包括与所述转向转矩信号串联设置的补偿相位的补偿器。
10.如权利要求2至9任一项所述的电动助力转向的控制装置，其特征在于，将基于所述转向转矩信号的校正信号加到辅助转矩信号后所得的信号作为相当于所述输出转矩的指令值的电流指令，来对所述输出转矩进行控制，该辅助转矩信号与所述转向转矩信号大致成正比。
11.如权利要求1至10任一项所述的电动助力转向的控制装置，其特征在于，与所述传递特性相对应的固有振动频率与所述转矩传感器的弹簧常数和所述电动机的转子的惯性力矩相对应。
12. 如权利要求1至11任一项所述的电动助力转向的控制装置，其特征在于，所述固有振动频率与所述转矩传感器的弹簧常数、所述电动机的转子的惯性力矩、以及方向盘的惯性力矩相对应。
【文档编号】B62D119/00GK103562049SQ201280025331
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2012年2月29日 优先权日:2011年5月25日
【发明者】家造坊勋, 金原义彦, 喜福隆之, 森辰也, 岩崎隆至, 岩根雅史, 高塚有史 申请人:三菱电机株式会社