本發明涉及轉向控制裝置,尤其涉及對車輛駕駛員的轉向進行輔助的轉向控制裝置。
背景技術:
在例如專利文獻1所記載的現有的轉向控制裝置中,首先根據相位補償后的轉向轉矩(轉向轉矩和與轉向轉矩的微分值成正比的信號之和)以及輔助方向電動機電流指令值的特性圖來運算電流指令值1。此外,根據與轉向轉矩的微分值成正比的信號來運算電流指令值2。由此,基于電流指令值1與電流指令值2之和來進行電動機的輔助控制。
在專利文獻1所記載的現有的轉向控制裝置中,利用進行了相位補償的轉向轉矩來運算電流指令值1,從而防止自激振蕩。此外,根據與轉向轉矩的微分值成正比的信號來運算電流指令值2,從而抑制電動機慣性的影響。
另外,雖然專利文獻1中沒有記載,但根據與轉向轉矩的微分值成正比的信號來進行運算的電流指令值2也具有抑制在較差路面等行駛時產生的路面震動傳遞給駕駛員的效果。
現有技術文獻
專利文獻
專利文獻1:日本專利特開昭61-115771號公報(第3頁、圖1)
技術實現要素:
發明所要解決的技術問題
在上述現有的轉向控制裝置中,利用進行了相位補償的轉向轉矩來運算電流指令值1,從而該轉向控制裝置的開環特性的交叉頻率下的相位裕度得以改善。其結果,能改善控制系統的穩定性,抑制自激振蕩。然而,添加電流指令值2會導致交叉頻率附近的開環特性產生變化。其結果,產生以下問題。
·控制系統的穩定性變差。
·產生自激振蕩。
·容易傳遞交叉頻率附近的路面震動。
因此,需要對相位補償進行設計,使得包含電流指令值1和電流指令值2在內的開環特性穩定,因此,存在設計變復雜的問題。特別是在對電流指令值2進行變更的情況下,需要對相位補償進行重新設計,因此存在對于變更電流指令值2以及選擇是否利用電流指令值2需要耗費較多設計工序數的問題。
本發明為了解決上述問題而完成,其目的在于獲得一種轉向控制裝置,該轉向控制裝置即使在將根據轉向轉矩的微分值來進行運算的電流指令值2與電流指令值1相加的情況下,也能抑制控制系統的穩定性降低,能容易地進行電流指令值2的變更以及是否利用電流指令值2的選擇。
用于解決技術問題的技術手段
本發明的轉向控制裝置用于輔助駕駛員對車輛的方向盤所進行的轉向,包括:轉向轉矩檢測部,該轉向轉矩檢測部對所述方向盤的轉向轉矩進行檢測;車速檢測部,該車速檢測部對所述車輛的車速進行檢測;電動機,該電動機向所述方向盤提供轉向輔助力;第一電流指令值運算部,該第一電流指令值運算部基于由所述轉向轉矩檢測部所檢測到的所述轉向轉矩以及由所述車速檢測部所檢測到的所述車速,來運算針對所述電動機的第一電流指令值;轉向轉矩微分部,該轉向轉矩微分部對由所述轉向轉矩檢測部所檢測到的所述轉向轉矩的微分值進行運算;陷波濾波處理部,該陷波濾波處理部具有陷波濾波器,并利用所述陷波濾波器來對所述轉向轉矩的微分值進行濾波處理;第二電流指令值運算部,該第二電流指令值運算部基于所述濾波處理后的所述轉向轉矩的微分值,來運算針對所述電動機的第二電流指令值;以及電流驅動部,該電流驅動部對所述電動機進行驅動,使得所述第一電流指令值和所述第二電流指令值之和與流過所述電動機的電流的值相一致,在將以下情況下的所述轉向控制裝置中的控制開環特性的交叉頻率設為第一交叉頻率時,所述陷波濾波器的陷波頻率設定得比所述轉向控制裝置的機械諧振頻率要大,且比所述第一交叉頻率要小:即,所述第二電流指令值運算部使用不實施所述濾波處理的所述轉向轉矩的微分值代替進行了所述濾波處理的所述轉向轉矩的微分值來求出了所述第二電流指令值的情況。
發明效果
本發明所涉及的轉向控制裝置在利用陷波濾波器對轉向轉矩的微分值進行濾波處理時,利用陷波濾波器進行濾波處理,并根據通過該濾波處理而得到的信號來運算電流指令值2,所述陷波濾波器具有設定為比轉向控制裝置的機械諧振頻率要高且比開環特性的交叉頻率要低的值的陷波頻率。通過進行該陷波濾波處理,從而能起到下述以往不具有的顯著效果:即使將電流指令值2與電流指令值1相加,也能抑制控制系統的穩定性降低,能容易地進行電流指令值2的變更以及是否利用電流指令值2的選擇。
附圖說明
圖1是表示本發明實施方式1所涉及的轉向控制裝置的結構圖。
圖2是表示本發明實施方式1所涉及的轉向控制裝置的主要部分的框圖。
圖3是表示本發明實施方式1所涉及的轉向控制裝置的主要部分的流程圖。
圖4是表示本發明實施方式1所涉及的轉向控制裝置的輔助映射的圖。
圖5是表示本發明實施方式1所涉及的車速所對應的轉矩微分控制增益的映射的圖。
圖6是本發明實施方式1所涉及的不實施陷波濾波處理時的控制開環特性。
圖7是本發明實施方式1所涉及的實施了陷波濾波處理時的控制開環特性。
圖8是本發明實施方式1所涉及的轉向控制裝置的機械諧振頻率。
圖9是本發明實施方式1所涉及的陷波濾波器的頻率特性。
圖10是表示本發明實施方式2所涉及的轉向控制裝置的主要部分的流程圖。
具體實施方式
實施方式1.
圖1是表示本發明實施方式1所涉及的轉向控制裝置的結構圖。如圖1所示,方向盤1與轉向軸2連結。轉向軸2經由連桿與一對轉向輪3連結。當駕駛員操作方向盤1時,左右轉向輪3對應于與方向盤1連結的轉向軸2的旋轉而轉向。轉向軸2上配置有轉矩傳感器4,對作用于轉向軸2的轉向轉矩進行檢測。電動機5經由減速機構6與轉向軸2連結,能將電動機5產生的轉向輔助轉矩提供給轉向軸2。利用車速傳感器7來對車輛的車速進行檢測。流過電動機5的電流由電流傳感器8進行檢測。
控制單元9對電動機5應產生的轉向輔助轉矩進行運算,求出為了產生轉向輔助轉矩所需的電動機5的電流以作為電流指令值,對電動機5進行控制。控制單元9包括設置了包含ROM以及RAM在內的存儲器的微機、以及驅動電動機電流來使流過電動機5的電流與相當于轉向輔助轉矩的電流指令值相一致的電流驅動部10(省略圖示、參照圖2)。
接著,利用圖2所示的框圖和圖3所示的流程圖對作為本發明的主要部分的控制單元9的結構和動作進行說明。另外,以預先設定的恒定時間的周期反復執行流程圖所示的動作。
對控制單元9的結構進行說明。控制單元9如圖2所示,由電流驅動部10、電流指令值1運算部11、微分器12、陷波濾波處理部13、電流指令值2運算部14以及加法器15構成。
對電流指令值1運算部11(第一電流指令值運算部)輸入由車速傳感器7檢測到的車速和由轉矩傳感器4檢測到的轉向轉矩。電流指令值1運算部11基于車速和轉向轉矩來運算電流指令值1。電流指令值1是用于產生為了對駕駛員的轉向進行輔助而由電動機5所產生的轉向輔助轉矩的電動機電流指令值。電流指令值1的運算方法將在后文闡述。
微分器12對由轉矩傳感器4所檢測到的轉向轉矩的微分值進行運算。
陷波濾波處理部13具有陷波濾波器。陷波濾波處理部13利用陷波濾波器對從微分器12輸出的轉向轉矩的微分值進行濾波處理。
對電流指令值2運算部14(第二電流指令值運算部)輸入由車速傳感器7檢測到的車速和由陷波濾波處理部13進行了濾波處理的轉向轉矩的微分值。電流指令值2運算部14基于車速和濾波處理后的轉向轉矩的微分值,來運算電流指令值2。電流指令值2的運算方法將在后文闡述。另外,電流指令值2運算部14也可以不使用車速,而僅使用濾波處理后的轉向轉矩的微分值來求出電流指令值2。
加法器15對電流指令值1運算部11所運算出的電流指令值1與電流指令值2運算部14所運算出的電流指令值2進行求和,來運算出針對電動機5的電流指令值。
對電流驅動部10輸入來自加法器15的電流指令值以及由電流傳感器8所檢測到的電動機5的電流值。電流驅動部10對流過電動機5的電流進行驅動,使得電動機5的電流值與電流指令值一致。
接著,基于圖3的流程圖,對控制單元9的動作進行說明。
步驟S1中,利用車速傳感器7對車速V進行檢測。利用轉矩傳感器4對轉向轉矩Thd1進行檢測。
步驟S2中,在電流指令值1運算部11中,根據車速和轉向轉矩來運算電流指令值1。電流指令值1運算部11除了車速以及轉向轉矩以外,還可以進一步利用來自其他傳感器的車輛的狀態信息,來求出電流指令值1。電流指令值1是用于產生對駕駛員的轉向進行輔助的電動機轉矩(轉向輔助轉矩)的電動機電流指令值。電流指令值1利用以下那樣的轉向控制裝置的公知技術來運算即可。例如,如圖4所示,預先生成確定了轉向轉矩Thd1、車速V與對電動機5的電流指令值1的關系的輔助映射。從該輔助映射讀取出與轉向轉矩Thd1以及車速V相對應的電流指令值1,并作為基本輔助指令值。一般而言,如圖4所示,該輔助映射如二次函數那樣,設定為轉向轉矩Thd1越大則電流指令值1越大,且斜率越大。此外,設定為車速V越大則電流指令值1越小。圖4中,記載了車速為“低速”和“高速”這兩種情況。該情況下,適當進行設定,以將例如“低速”設為時速0km以上且小于時速30km的范圍,將“高速”設為時速30km以上的范圍。此外,不限于該情況,對于三種以上的車速V,也可以生成輔助映射。該情況下,適當進行設定,來將例如“低速”設為時速0km以上且小于時速10km的范圍,將“中速1”設為時速10km以上且小于30km,將“中速2”設為時速30km以上且小于時速60km,將“高速”設為時速60km以上的范圍。由此,區分車速的范圍可以是固定間隔,也可以有變動。
另外,本實施方式中,與專利文獻1同樣,對輸入到輔助映射的轉向轉矩Thdl進行相位補償處理,確保轉向控制裝置的控制系統的穩定性。然而,作為確保提供電流指令值1所涉及的控制系統的穩定性的技術,并不限于單純的相位補償處理,只要利用公知的技術確保穩定性即可。
步驟S3中,在微分器12中對轉向轉矩的微分值進行運算。另外,作為微分的運算方法,可以根據與上次值的差分來運算,也可以進行利用高通濾波處理的近似微分運算。另外,高通濾波器的截止頻率設定得比轉向控制裝置的機械諧振頻率(約10Hz)要大,并且比不想傳遞給駕駛員的路面震動的頻率要大。
步驟S4中,在陷波濾波處理部13中利用陷波濾波器對轉向轉矩的微分值進行濾波處理。陷波濾波器使用階數為2階的式(11)所示的濾波器。
【數學式1】
這里,ω1為陷波頻率,ζ1為分子側衰減比(分子側阻尼比),ζ2為分母側衰減比(分母側阻尼比),這三個參數為陷波濾波器的設計參數。另外,s為拉普拉斯算子。
另外,根據ζ2/ζ1的值來調整陷波深度,還根據ζ1的大小來調整陷波的幅度。
這里,陷波頻率ω1設定得比轉向控制裝置的機械諧振頻率(約10Hz)要大,并且比轉向控制裝置的開環特性的交叉頻率要小。
此外,例如將ζ1設定為0.1,將ζ2設定為1。即,陷波的深度為10。但并不限于此,根據開環特性來調整ζ1和ζ2。
步驟S5中,在電流指令值2運算部14中使用濾波處理后的轉向轉矩的微分值來運算與轉向轉矩的微分值成正比的電流指令值2。這里,除了濾波處理后的轉向轉矩的微分值以外,由車速傳感器7檢測到的車速也用于電流指令值2的運算。即,求出基于車速的轉矩微分控制增益,并基于該轉矩微分控制增益和濾波處理后的轉向轉矩的微分值,來對電流指令值2進行運算。對電流指令值2的運算方法進行說明。例如,如圖5所示,預先生成確定了車速V與轉矩微分控制增益的關系的轉矩微分控制增益映射。圖5的例子中,在車速為低速(0到預先設定的速度為止的范圍)的區域中,隨著車速的增加,轉矩微分控制增益成正比地增加,而在車速更快的高速(比預先設定的上述速度要快的速度范圍)的區域中,轉矩微分控制增益為恒定值。在步驟S5中,首先從該轉矩微分控制增益映射中讀取出與車速V相對應的轉矩微分控制增益。將讀取出的轉矩微分控制增益與轉矩微分控制增益、陷波濾波處理后的轉向轉矩的微分值相乘,以作為電流指令值2。由此,根據車速來變更轉矩微分控制增益,從而針對傳遞容易度會根據車速而變化的路面震動,能抑制路面震動傳遞給駕駛員。此外,也可以利用預先設定的值來限制運算出的電流指令值2的上限值和下限值。
步驟S6中,在加法器15中,將電流指令值1與電流指令值2相加以作為電流指令值。
步驟S7中,在電流驅動部10中,對電流進行驅動,使得電動機5的電流與電流指令值一致。由此,電動機5產生與電流指令值相對應的輔助轉矩。
接著,對本實施方式所涉及的轉向控制裝置的效果進行說明。
圖6示出不實施陷波濾波處理時的控制開環特性。圖6的控制開環是從輸入至電流驅動部10的電流指令值到加法器15所輸出的電流指令值1的控制開環。圖6示出了不實施陷波濾波處理的情況,因此作為轉向控制裝置的結構,采用從圖2的結構中去除陷波濾波處理部13后的結構。因此,電流指令值2運算部14使用從微分器12輸出的轉向轉矩的微分值代替進行了濾波處理的轉向轉矩的微分值,來對電流指令值2進行運算。其他動作與上述相同。另外,圖6的上圖表示頻率與增益的關系。圖6的下圖表示頻率與相位的關系。圖6中,虛線62、63表示增加了不實施陷波濾波處理的電流指令值2時的控制開環特性。以下,將該情況稱為“增加了不實施陷波濾波處理的電流指令值2的情況(b)”。
此外,圖6中,虛線60、61是不使用電流指令值2時的控制開環特性。以下,將該情況稱為“不使用電流指令值2的情況(a)”。其示出了電流驅動部10僅使用從圖2的電流指令值1運算部11輸出的電流指令值1來驅動電動機5時的控制開環特性。作為此時的轉向控制裝置的結構,采用從圖2的結構中去除微分器12、陷波濾波處理部13以及電流指令值2運算部14后的結構。
并且,圖6中,64是“增加了不實施陷波濾波處理的電流指令值2的情況(b)”的控制開環特性的交叉頻率。交叉頻率是增益為0時的頻率值。65是“不使用電流指令值2的情況(a)”的控制開環特性的交叉頻率。
圖7示出具有圖2所示結構的本實施方式的、進行陷波濾波處理時的控制開環特性。圖7的控制開環是從輸入至電流驅動部10的電流指令值到加法器15所輸出的電流指令值1的控制開環。圖7的上圖表示頻率與增益的關系。圖7的下圖表示頻率與相位的關系。
圖7中,虛線60、61與圖6同樣,表示“不使用電流指令值2的情況(a)”的控制開環特性。
實線72、73示出增加了實施過本實施方式所涉及的陷波濾波處理的電流指令值2時的控制開環特性。以下,將該情況稱為“增加了實施過陷波濾波處理的電流指令值2的情況(c)”。
圖7中,74是“增加了實施過陷波濾波處理的電流指令值2的情況(c)”的控制開環特性的交叉頻率。
圖8示出轉向控制裝置的機械諧振頻率。圖8中,實線80是轉向控制裝置的機械諧振頻率。以下,將該頻率稱為“轉向控制裝置的機械諧振頻率(80)”。該機械諧振頻率示出由轉矩傳感器4的扭轉剛性、方向盤1的轉動慣量、以及電動機5的轉動慣量所產生的諧振模式的頻率。圖6、圖7中也用實線80示出該諧振頻率。如圖6和圖7所示,增益峰值對應于“轉向控制裝置的機械諧振頻率(80)”。“轉向控制裝置的機械諧振頻率(80)”設為約10Hz。
接著,圖9示出本實施方式所涉及的陷波濾波器的頻率特性。圖9中,實線90示出陷波濾波頻率。以下,將陷波濾波頻率90稱為“陷波頻率(90)”。本實施方式中,如圖9所示,將“陷波頻率(90)”設定為大于“轉向控制裝置的機械諧振頻率(80)”且小于“增加了不實施陷波濾波處理的電流指令值2的情況(b)”的控制開環特性的交叉頻率(實線64)的范圍。
如圖6的上圖所示,虛線62所示的“使用了不實施陷波濾波處理的電流指令值2的情況(b)”與虛線60所示的“不使用電流指令值2的情況(a)”相比,在包含“轉向控制裝置的機械諧振頻率(80)”在內的8~20Hz區域內,增益增加。包含“轉向控制裝置的機械諧振頻率(80)”在內的該8~20Hz的區域是在較差路面等上行駛時所產生的路面震動容易傳遞的頻帶。因此,能通過增加該區域的增益來降低該頻帶的路面震動。然而,如圖6的下圖所示,虛線63所示的“使用了不實施陷波濾波處理的電流指令值2的情況(b)”的相位裕度比虛線61所示的“不使用電流指令值2的情況(a)”的相位裕度要小,且控制的穩定性較差,因此交叉頻率附近的路面振動容易傳遞。
因此,需要實施陷波濾波處理,而且需要將陷波頻率設定在合適的范圍。本實施方式中,如圖9所示,將陷波濾波器的“陷波頻率(90)”設定得大于“轉向控制裝置的機械諧振頻率(80)”且小于“使用了不實施陷波濾波處理的電流指令值2的情況(b)”的交叉頻率(實線64)。由此,如圖7的下圖所示,能使(c)的相位裕度大于圖6的“使用了不實施陷波濾波處理的電流指令值2的情況(b)”的相位裕度。由此,本實施方式與“不使用電流指令值2的情況(a)”相比,能在使在較差路面等上行駛時產生的路面震動容易傳遞的頻帶的增益增加的狀態下,增大相位裕度,因而與“使用了不實施陷波濾波處理的電流指令值2的情況(b)”相比,改善了控制系統的穩定性。這是由于下述(1)、(2)而實現的效果。
(1)由于以陷波濾波特性的特征即陷波頻率來急劇地減小增益的效果,從而降低了應用陷波濾波處理后的交叉頻率。
(2)由于以比陷波濾波特性的特征即陷波頻率要高的頻率來使相位提前的效果,從而使應用陷波濾波處理后的單位交叉頻率的相位提前。
另外,若將通常應用了陷波濾波器的“轉向控制裝置的機械諧振頻率(80)”設定為陷波濾波器的陷波頻率(90),則會從實線64所示的“增加了不實施陷波濾波處理的電流指令值2的情況(b)”的控制開環特性的交叉頻率偏離,因此無法獲得使相位提前的效果。其結果,無法改善控制的穩定性。而且,由于降低了在較差路面等上行駛時產生的路面震動容易傳遞的頻帶的增益,因此路面振動變得容易傳遞。
而且,雖然通常使用相位提前濾波器作為使相位提前的濾波處理,但該情況下會增加高頻增益,因此容易受到轉矩傳感器等的噪音的影響,可能產生噪音等問題。通過設計成不利用陷波濾波器增加高頻的增益,從而不改變控制開環特性的高頻增益。其結果,能減小轉矩傳感器等的噪音的影響。
另外,也可以根據車速V來改變式(1)的衰減比ζ1、ζ2,并針對車速V,改變陷波濾波的深度或幅度。通過減小陷波濾波器的幅度或增大陷波濾波器的深度,使得陷波濾波器的特性變急劇,能以更具限定性的頻率區域來對頻率特性進行修正。
并且,如圖9所示,通過將陷波頻率90設定為比實線64所示的“增加了不實施陷波濾波處理的電流指令值2的情況(b)”的控制開環特性的交叉頻率要小、且在實線65所示的“不使用電流指令值2的情況(a)”的控制開環特性的交叉頻率的±5Hz以內的頻率,從而能獲得實現更高穩定性的效果。
如上所述,本實施方式采用對電流指令值2實施容易應用的陷波濾波處理來改善穩定性的結構,因此容易對電流指令值1提供電流指令值2,能減輕提供電流指令值2時的調整。
本實施方式所涉及的轉向控制裝置包括:對方向盤1的轉向轉矩進行檢測的轉矩傳感器4(轉向轉矩檢測部);對車輛的車速進行檢測的車速傳感器7(車速檢測部);向方向盤1提供轉向輔助力的電動機5;基于由轉矩傳感器4所檢測到的轉向轉矩以及由車速傳感器7所檢測到的車速來運算針對電動機5的電流指令值1(第一電流指令值)的電流指令值1運算部11(第一電流指令值運算部);對由轉矩傳感器4所檢測到的轉向轉矩的微分值進行運算的微分器12(轉向轉矩微分部);具有陷波濾波器并利用陷波濾波器對轉向轉矩的微分值進行濾波處理的陷波濾波處理部13;基于濾波處理后的轉向轉矩的微分值來運算針對電動機5的電流指令值2(第二電流指令值)的電流指令值2運算部14(第二電流指令值運算部);以及驅動電動機5以使電流指令值1和電流指令值2之和與流過電動機5的電流的值相一致的電流驅動部10,在將以下情況下的、轉向控制裝置中的控制開環特性的交叉頻率(64)設為第一交叉頻率時,將陷波濾波器的陷波頻率設定得大于轉向控制裝置的機械諧振頻率(80)且小于第一交叉頻率(64):即,電流指令值2運算部14使用不實施濾波處理的轉向轉矩的微分值代替進行了濾波處理的轉向轉矩的微分值來求出電流指令值2的情況。
由此,能抑制因增加電流指令值2而導致的交叉頻率74附近的穩定性降低,抑制交叉頻率74附近的擾動振動劣化。
此外,若利用相位提前補償器而非陷波特性,則高頻增益變高,容易受到噪音的影響,但陷波特性不會使陷波頻率以上的頻率下的增益增加,因此能抑制噪音的影響。
由于采用對電流指令值2進行處理來改善穩定性的結構,因此容易提供給電流指令值1,能減輕調整以及返工的情況。
此外,本實施方式中,陷波濾波器的階數設為2階,因此能抑制因增加電流指令值2而引起的交叉頻率的穩定性降低,能抑制交叉頻率附近的擾動振動劣化。
此外,若利用相位提前補償器而非陷波特性,則高頻增益變高,容易受到噪音的影響,但陷波特性不會使陷波頻率以上的頻率下的增益增加,因此能抑制噪音的影響。
由于采用對電流指令值2進行處理來改善穩定性的結構,因此容易提供給電流指令值1,能減輕調整以及返工的情況。
并且,本實施方式中,電流指令值2運算部14除了濾波處理后的轉向轉矩的微分值以外,也利用由車速傳感器7所檢測到的車速來運算電流指令值2,因此能根據車速來調整干擾抑制特性。通過在轉向速度較快的區域中降低電流指令值2,從而能抑制實施較早轉向時的轉向轉矩的變化。
實施方式2.
本實施方式2所涉及的轉向控制裝置的整體結構及動作與上述實施方式1相同,因此此處省略說明。此外,對于與上述實施方式1共通的結構,使用相同的標號。以下,主要對與實施方式1的不同點、即電流指令值2運算部14的動作進行說明。利用圖10所示的流程圖對電流指令值2運算部14的動作進行說明。
圖10的流程圖中,步驟S1~S5、S6~S7與圖3相同,因此這里省略說明。圖10與圖3的不同之處在于,圖10中,在步驟S5與步驟S6之間增加了步驟S52~S54。步驟S52~S54構成修正單元,該修正單元求出用于修正電流指令值2的修正增益,并利用該修正增益來修正電流指令值2。
圖10中,在步驟S52中,向電流指令值2運算部14輸入來自轉矩傳感器4的轉向轉矩。電流指令值2運算部14根據轉向轉矩的大小來運算第二轉矩微分控制增益。作為運算方法,例如設定成使第二轉矩微分控制增益隨著轉向轉矩的大小變大而變小。即,預先生成確定了第二轉矩微分控制增益隨著轉向轉矩的大小增大而減小那樣的、轉向轉矩的大小與第二轉矩微分控制增益之間的關系的第二轉矩微分控制增益映射,從該第二轉矩微分控制增益映射中讀取出與轉向轉矩的大小相對應的第二轉矩微分控制增益。或者,預先準備第二轉矩微分控制增益隨著轉向轉矩的大小增大而減小的運算公式,并利用該運算公式來求取。在將轉向轉矩的大小設為x、將第二轉矩微分控制增益設為y時,該運算公式例如可列舉如下。
·y=a1x2+b1x+c1(a1<0)(二次函數)
·y=k1x(k1<0)(正比)
·y=k2/x(k2>0)(反比)
步驟S53中,電流指令值2運算部14根據轉向速度的大小來運算第三轉矩微分控制增益。作為運算方法,例如設定成使第三轉矩微分控制增益隨著轉向速度的大小增大而減小。即,預先生成確定了第三轉矩微分控制增益隨著轉向速度的大小增大而減小那樣的、轉向速度的大小與第三轉矩微分控制增益之間的關系的第三轉矩微分控制增益映射,從該第三轉矩微分控制增益映射中讀取出與轉向速度的大小相對應的第三轉矩微分控制增益。或者,預先準備第三轉矩微分控制增益隨著轉向速度的大小增大而減小的運算公式,并利用該運算公式來求取。在將轉向速度的大小設為x、將第三轉矩微分控制增益設為y時,該運算公式例如可列舉如下。
·y=a2x2+b2x+c2(a2<0)(二次函數)
·y=k3x(k3<0)(正比)
·y=k4/x(k4>0)(反比)
另外,作為檢測轉向速度的檢測方法(轉向速度檢測部),可以采用對安裝于方向盤1、電動機5的角度傳感器的檢測值進行微分來運算轉向速度的結構,也可以根據電動機5的電流、電壓來推算轉向速度。
步驟S54中,電流指令值2運算部14將第二轉矩微分控制增益以及第三轉矩微分控制增益與電流指令值2相乘,來對電流指令值2進行修正。
步驟S6中,在加法器15中,將電流指令值1與修正后的電流指令值2相加作為電流指令值。
對使第二轉矩微分控制增益隨著轉向轉矩的大小的增大而減小所帶來的效果進行說明。在轉向轉矩較大的情況下,如圖4所示,電流指令值1的變化與轉向轉矩的變化的比值變大。在該比值較大的區域中,電流指令值1對于路面震動傳遞給駕駛員這一情況的抑制效果較大,因此將電流指令值2設定得較小,能進一步確保控制系統的穩定性。
此外,步驟S52中,也可以根據電流指令值1的變化量與轉向轉矩的變化量的比值來設定第二轉矩微分控制增益。即,在該比值比預先設定的值要大的區域中,設定第二轉矩微分控制增益,以減小電流指令值2,能進一步確保控制系統的穩定性。
對使第三轉矩微分控制增益隨著轉向速度的大小增大而減小所帶來的效果進行說明。轉向速度較小時與轉向速度較大時相比,具有駕駛員容易感覺到路面震動的傾向。由此,在轉向速度較大且駕駛員對于路面震動的敏感度降低的狀況下,將電流指令值2設定得較小,能進一步確保控制系統的穩定性。
另外,本實施方式中,利用第二轉矩微分控制增益以及第三轉矩微分控制增益雙方來對修正電流指令值2的例子進行了說明,但并不限于該情況,也可以僅利用第二轉矩微分控制增益來修正電流指令值2,還可以僅利用第三轉矩微分控制增益來修正電流指令值2。
如上所述,根據本實施方式,能獲得與上述實施方式1相同的效果。另外,本實施方式中,還能獲得以下效果。
本實施方式中,具備修正部(S52、S54),該修正部(S52、S54)求出根據轉矩傳感器4所檢測到的轉向轉矩來進行設定的修正增益,利用該修正增益,對基于濾波處理后的轉向轉矩的微分值而運算出的電流指令值2進行修正,因此,能根據輔助增益來調整干擾抑制特性。在能確保電流指令值1帶來的干擾抑制特性的區域中,降低電流指令值2來確保穩定性。
此外,本實施方式中,具備修正部,該修正部求出根據電流指令值1的變化量與由轉矩傳感器4所檢測到的轉向轉矩的變化量的比值來進行設定的修正增益,利用該修正增益,對基于濾波處理后的轉向轉矩的微分值而運算出的電流指令值2進行修正,因此,能根據輔助增益來調整干擾抑制特性。在能確保電流指令值1帶來的干擾抑制特性的區域中,降低電流指令值2來確保穩定性。
此外,本實施方式中,具備:轉向速度檢測部,該轉向速度檢測部對方向盤的轉向速度進行檢測;以及修正部,該修正部求出根據轉向速度檢測部所檢測到的轉向速度的大小來進行設定的修正增益,并利用該修正增益,對基于濾波處理后的轉向轉矩的微分值而運算出的電流指令值2進行修正,因此,能根據轉向速度來調整干擾抑制特性。通過在轉向速度較快的區域中降低電流指令值2,從而能抑制實施較早轉向時的轉向轉矩的變化。
此外,本實施方式中,具備修正部,該修正部求出根據轉矩傳感器4所檢測到的轉向轉矩來進行設定的第一修正增益、以及根據轉向速度檢測部所檢測到的轉向速度的大小來進行設定的第二修正增益,利用第一修正增益和第二修正增益,來對基于濾波處理后的轉向轉矩的微分值而運算出的電流指令值2進行修正,因此能根據輔助增益以及轉向速度來調整干擾抑制特性。在能確保電流指令值1帶來的干擾抑制特性區域中,并且在轉向速度較快的區域中,能通過降低電流指令值2來確保穩定性,并能抑制實施較早轉向時的轉向轉矩的變化。
標號說明
1 方向盤
2 轉向軸
3 轉向輪
4 轉矩傳感器
5 電動機
6 減速機構
7 車速傳感器
8 電流傳感器
9 控制單元
10 電流驅動部
11 電流指令值1運算部
12 微分器
13 陷波濾波處理部
14 電流指令值2運算部