CN101932489B - 操纵控制装置 - Google Patents

Abstract

目的在于高精度地抽取由齿槽转矩、转矩波动引起的脉动分量，降低脉动。使用可以改变时间常数的带通滤波器来抽取脉动分量，根据作为抽取对象的齿槽转矩、转矩波动的频率来设定该时间常数。而且，根据齿槽转矩、转矩波动的发生谐波次数来预先设定相对于马达的旋转角度的基准角度，根据使马达旋转该基准角度所需的时间，来设定所述带通滤波器的时间常数。

Description

操纵控制装置

技术领域

本发明涉及操纵控制装置，特别是涉及用于抽取并降低由电动马达的齿槽转矩(cogging torque)、转矩波动(torque ripple)引起的脉动分量的操纵控制装置。

背景技术

作为汽车的操纵控制装置，使用了电动动力转向装置。电动动力转向装置对电动马达的电流进行控制，使根据电流而产生的电动马达转矩传达到转向轴，减轻驾驶员的操纵转矩。

一般，在电动马达所产生的转矩中，包含齿槽转矩、转矩波动。齿槽转矩、转矩波动作为干扰转矩而作用，操纵转矩产生脉动，所以有时降低操纵感觉。为了防止该问题，使用了高价的马达，以降低马达的齿槽转矩、转矩波动。

在以往的汽车的操纵控制装置中，通过电动马达进行补偿控制，以抽取由齿槽转矩、转矩波动引起的脉动分量，降低操纵转矩的脉动(例如，参照专利文献1)。

另外，作为其它的以往的汽车的操纵控制装置，有使用了时间常数可变滤波器的电动动力转向装置。在该电动动力转向装置中，通过能够利用方向盘(steering wheel)的角速度改变时间常数的低通滤波器来去除噪声(例如，参照专利文献2)。

专利文献1：日本特开平2005-67359号公报(图1)

专利文献2：日本特许第3884236号公报(图3)

发明内容

在通过电动马达进行补偿控制以降低由齿槽转矩、转矩波动引起的操纵转矩脉动、马达旋转角度的脉动的情况下，需要尽可能正确地掌握由齿槽转矩、转矩波动引起的脉动分量，运算降低该脉动分量的补偿电流。

但是，在操纵控制装置中，驾驶员自由地操纵方向盘，所以马达旋转角速度成为任意的速度。齿槽转矩、转矩波动是取决于马达旋转角度而发生的转矩脉动，所以由于齿槽转矩、转矩波动而发生的操纵转矩等脉动的频率根据马达旋转角速度而发生变化。因此，存在如下问题：如果想要利用时间常数是固定的滤波器来抽取齿槽转矩、转矩波动，则需要将滤波器的通过频带频率设定得较宽，无法充分地去除由齿槽转矩、转矩波动引起的脉动分量以外的分量、例如驾驶员的操纵分量、或者频率比脉动分量高的频带的噪声分量等。

并且，如果利用驾驶员的操纵分量、噪声分量等没有被充分去除的抽取脉动分量来设定补偿控制，则驾驶员的操纵感觉有时发生变化。因此，在驾驶员操纵方向盘的过程中，在实施降低脉动的补偿控制时，高精度地抽取由齿槽转矩、转矩波动引起的脉动分量是较重要的课题。

本发明是为了解决所述问题而完成的，目的在于得到一种操纵控制装置，可以从在驾驶员操纵方向盘的过程中得到的传感器信息中高精度地抽取由齿槽转矩、转矩波动引起的脉动分量，降低由齿槽转矩、转矩波动引起的操纵转矩等的脉动。

本发明的操纵控制装置具备：转矩检测部，检测由驾驶员施加的操纵转矩；马达，产生用于辅助所述操纵转矩的辅助转矩；电动动力辅助控制部，根据所述检测出的操纵转矩，运算产生所述辅助转矩所需的所述马达的电动动力辅助用目标电流；角度检测部，检测所述马达的旋转角度；电流控制部，对所述马达的电流进行控制使得与所述电动动力辅助用目标电流一致；时间常数可变滤波器，具有可变的时间常数；时间常数运算部，使用由所述角度检测部检测出的所述马达的旋转角度，运算与所述马达产生的齿槽转矩或者转矩波动的频率对应的时间常数，将该时间常数设定到所述时间常数可变滤波器；以及滤波处理运算部，通过所述时间常数可变滤波器对所述操纵转矩、所述马达的旋转角度等状态量进行滤波处理。

本发明的操纵控制装置具备：转矩检测部，检测由驾驶员施加的操纵转矩；马达，产生用于辅助所述操纵转矩的辅助转矩；电动动力辅助控制部，根据所述检测出的操纵转矩，运算产生所述辅助转矩所需的所述马达的电动动力辅助用目标电流；角度检测部，检测所述马达的旋转角度；电流控制部，对所述马达的电流进行控制使得与所述电动动力辅助用目标电流一致；时间常数可变滤波器，具有可变的时间常数；时间常数运算部，使用由所述角度检测部检测出的所述马达的旋转角度，运算与所述马达产生的齿槽转矩或者转矩波动的频率对应的时间常数，将该时间常数设定到所述时间常数可变滤波器；以及滤波处理运算部，通过所述时间常数可变滤波器对所述操纵转矩、所述马达的旋转角度等状态量进行滤波处理，所以可以从在驾驶员操纵方向盘的过程中得到的传感器信息中高精度地抽取由齿槽转矩、转矩波动引起的脉动分量，降低由齿槽转矩、转矩波动引起的操纵转矩等的脉动。

附图说明

图1是示出本发明的实施方式1的具备时间常数可变滤波器的操纵控制装置的立体图。

图2是示出本发明的实施方式1的控制器单元7的结构的框图。

图3是示出本发明的实施方式1的电动动力辅助控制部71的结构的框图。

图4是示出本发明的实施方式1的脉动分量抽取器44的结构的框图。

图5是示出使用了进行脉动的时间常数的带通滤波处理的结果的说明图。

图6是示出本发明的实施方式1的脉动分量抽取器44的动作的流程图。

图7是示出带通滤波器的频率响应特性的一个例子的说明图。

图8是示出通过本发明的实施方式1的基准角度的设定而得到的效果的说明图。

图9是示出本发明的实施方式1的马达旋转角度的基准角度变化量与采样数计数的关系的说明图。

图10是示出本发明的实施方式1的设定时间常数的方法的效果的说明图。

图11是示出本发明的实施方式1的脉动分量抽取的效果的说明图。

图12是示出本发明的实施方式1的存在多个抽取脉动分量的情况下的基准角度的设定的说明图。

具体实施方式

实施方式1.

图1是示出本发明的实施方式1的具备时间常数可变滤波器的操纵控制装置的立体图。在驾驶员所操作的方向盘1上连结有转向轴2。根据转向轴2的旋转，左右的转向轮8被转向。在转向轴2处配置有转矩传感器3，对通过作用于转向轴2的驾驶员的操作而产生的操纵转矩进行检测。马达4由三相马达构成。马达4经由减速机构5而与转向轴2连结，马达4产生的辅助转矩被附加到转向轴2而辅助操纵转矩。在马达4处配置有对马达旋转角度进行检测的角度传感器6。由车速传感器11(图2中记载)对车辆的车速进行检测。另外，由电流传感器19(图2中记载)对流过马达4的电流进行检测。控制器单元7具备电动动力辅助控制部71和电流控制部72。电动动力辅助控制部71根据由转矩传感器3检测出的操纵转矩与由车速传感器11检测出的车速，运算为了实施对驾驶员的转向操纵进行辅助的电动动力辅助控制而所需的马达4的目标电流即电动动力辅助用目标电流。电动动力辅助用目标电流相当于辅助转矩的目标值。电流控制部72对马达4的电流进行控制，以使由电流传感器19检测出的电流与电动动力辅助用目标电流一致。

图2是示出控制器单元7的主要部分的框图。控制器单元7除了所述电动动力辅助控制部71与电流控制部72以外，如图2所示还具备开关元件驱动电路21与逆变器22。逆变器22如图2所示，具有6个开关元件61A～63A以及61B～63B。开关元件61A与61B构成对，它们连接到马达4的3相中的1个相。同样地，开关元件62A与62B构成对，开关元件63A与63B构成对，它们分别连接到马达4的3相中的其它的相。而且，在开关元件61B～63B处分别设置有电流传感器19，这些电流传感器19对马达的各相中流过的电流进行检测。

经由接口31而向电动动力辅助控制部71输入由车速传感器11检测出的车速信号，并且经由接口32而向电动动力辅助控制部71输入由转矩传感器3检测出的操纵转矩信号。电动动力辅助控制部71决定与车速信号和操纵转矩信号对应的马达转矩的方向和大小，由此计算出电动动力辅助用目标电流，并输入到电流控制部72。另外，接口33接收来自角度传感器6的马达旋转角度信号，将马达旋转角度输入到电动动力辅助控制部71与电流控制部72。另外，接口34从3个电流传感器19接收马达的各相的检测电流信号，将马达的检测电流输入到电流控制部72。

电流控制部72根据电动动力辅助用目标电流、马达的检测电流、以及马达的旋转角度，计算出电压指令。开关元件驱动电路21对该电压指令进行PWM调制，向逆变器22指示开关操作。逆变器22接收开关操作信号，实现开关元件61A～63A以及61B～63B的斩波控制，通过从电池23供给的电力，使电流流过马达4。通过该电流，产生马达转矩即辅助转矩。

另外，所述逆变器22的结构对应于三相马达，但在马达4是带刷的DC马达的情况下，使用H桥电路即可。

图3是示出了电动动力辅助控制部71的结构的框图。电动动力辅助控制部71由微型计算机构成。关于车速传感器11、转矩传感器3、角度传感器6、以及电流传感器19的输出，经由各接口31～34，在所决定的每个采样时间，作为数字值而被微型计算机读入。

电动动力辅助控制部71设置有相位补偿器35、基本辅助电流运算器36、角速度运算器37、阻尼补偿电流运算器38、摩擦补偿电流运算器39、角加速度运算器40、惯性补偿电流运算器41、观测器阻尼补偿电流运算器42、脉动分量抽取器44、以及脉动补偿电流运算器45。另外，在图3中，43是电动动力辅助控制部71输出的电动动力辅助用目标电流。

在相位补偿器35中，被输入转矩传感器3检测出的操纵转矩，对该操纵转矩进行相位补偿，改善频率特性。基本辅助电流补偿器36预先存储与相位补偿后的操纵转矩和车速对应的基本辅助电流的值而作为映射值。基本辅助电流补偿器36如果输入了相位补偿器35输出的相位补偿后的操纵转矩以及由车速传感器11检测出的车速，则使用所存储的映射值，运算出与相位补偿后的操纵转矩和车速对应的基本辅助电流。在车速较小的时候，通过增大针对相位补偿后的操纵转矩的基本辅助电流的值，来减小停车时等低速行驶时的驾驶员的操纵转矩，使操纵变得容易。另外，说明了在基本辅助电流补偿器36中通过映射运算来求出基本辅助电流的方法，但也可以通过乘以增益的运算来求出。

在角速度运算器37中，对由角度传感器6检测出的马达旋转角度进行微分来运算马达旋转角速度。在阻尼补偿电流运算器38中，对马达旋转角速度乘以控制增益，运算阻尼补偿电流。阻尼补偿电流具有提高方向盘的收敛性的效果。另外，在阻尼补偿电流运算器38中，预先在ROM中设定了控制增益等的运算所需的映射、比例系数等常数。在摩擦补偿电流运算器39中，根据马达旋转角速度的符号，运算摩擦补偿电流。摩擦补偿电流根据马达旋转角速度的符号而发生变化。摩擦补偿电流是用于使马达4产生用来消除转向机构中存在的摩擦的转矩的电流，具有提高操纵感觉的效果。在角加速度运算器40中，对由角速度运算器37运算出的马达旋转角速度进行微分来运算马达旋转角加速度。在惯性补偿电流运算器41中，根据马达旋转角加速度来运算惯性补偿电流。惯性补偿电流消除马达的惯性力，所以操纵感觉得到提高。

在观测器阻尼补偿电流运算器42中，根据由转矩传感器3检测出的操纵转矩与由电流传感器19检测出的马达4的电流，使用观测器来推测马达4的振动速度，运算用于附加衰减转矩的观测器阻尼补偿电流。

此处，对观测器阻尼补偿电流运算器42进行说明。用通过驾驶员转动方向盘而输入的操纵转矩、马达所产生的辅助转矩以及以来自轮胎的反作用力为中心的反作用力转矩的平衡，来表示转向的机构。另一方面，一般以30Hz以上的较快的频率产生转向振动。在该较快的频率下，方向盘角的变动、路面反作用力变动变小至可忽视的程度，所以可以将马达4视为被具有弹力特性的转矩传感器支持的振动系统。因此，如果根据与此相当的运动方程式、例如以马达的惯性力矩为惯性项、以转矩传感器的刚性为弹力项的振动方程式，构成旋转速度观测器，则无需使用在根据线圈电流来求出线圈中的电压降低时所需的微分器，而可以推测超过操纵频率的频率频带中的马达的旋转速度。

在观测器阻尼补偿电流运算器42中的运算中，还可以使用由电流传感器19检测出的马达4的电流与由角度传感器6检测出的马达旋转角度来进行，但在本实施方式中，使用由转矩传感器3检测出的操纵转矩与由电流传感器19检测出的马达4的电流来进行运算。以下说明其理由。在产生转向振荡的高频频带中，由于驾驶员保持方向盘以及方向盘自身的惯性的影响，方向盘几乎不动。因此，可以将具有弹力特性的转矩传感器的扭转角视为马达旋转角度，将转矩传感器输出除以转矩传感器的弹力常数，在去除了操纵频率分量之后使符号反转，从而可以得到与马达4的旋转角等效的信号。因此，观测器阻尼补偿电流运算器42使用以马达的惯性力矩为惯性项、以转矩传感器的刚性为弹力项的振动方程式，根据与马达4的旋转角等效的信号和由电流传感器19检测出的马达4的电流，来推测旋转速度。

另外，观测器阻尼补偿电流运算器42、基本辅助电流运算器36、阻尼补偿电流运算器38、摩擦补偿电流运算器39、惯性补偿电流运算器41是日本特许第3712876号等中记载的公知技术。

接下来，通过加法器等加法部件对如上所述求出的基本辅助电流、阻尼补偿电流、摩擦补偿电流、惯性补偿电流、以及观测器阻尼补偿电流进行相加，得到电动动力辅助用目标电流43。

脉动分量抽取器44从由转矩传感器3检测出的操纵转矩中去除驾驶员的操纵分量、频率比脉动分量高的频带的噪声分量等，抽取由齿槽转矩、转矩波动引起的操纵转矩的脉动分量。图4是示出脉动分量抽取器44的结构例的框图。如图4所示，脉动分量抽取器44由时间常数运算器51与带通滤波器52构成。

在电动马达中，伴随电动马达的旋转，产生因马达的极数、槽数、或者制造误差等马达的结构引起的齿槽转矩、因铁芯的磁饱和等引起的转矩波动。此处，如果马达的极对数是Pn、马达的电气角是θe，则马达的机械角θm(相当于马达旋转角度)成为式(1)。

θm＝θe/Pn                      (1)

把将马达每旋转一周时产生的转矩脉动的数量除以极对数Pn而得到的值设为转矩波动发生谐波次数n。一般，电动马达的转矩波动发生谐波次数n存在多个，n是整数，产生n＝1、2、6、12等的分量。

发生谐波次数n次分量的转矩波动的频率fn[Hz]是式(2-1)。

fn＝(dθm/dt)/(360)×Pn×n      (2-1)

即，转矩波动的频率fn[Hz]根据马达旋转角速度dθm/dt而发生变化。

因此，将带通滤波器的中心频率fc如式(2-2)那样设定成与fn相等。

fc＝fn                          (2-2)

而且，通过式(2-3)来设定带通滤波器的时间常数Tc。

Tc＝1/(2πfc)                   (2-3)

如果对由转矩传感器3检测出的操纵转矩应用通过式(2-3)设定带通滤波器的时间常数的时间常数可变滤波器，则可以从所检测出的操纵转矩中去除驾驶员的操纵分量、频率比脉动分量高的频带的噪声分量等，抽取由齿槽转矩、转矩波动引起的操纵转矩的脉动分量。通过图4所示的时间常数运算器51来实施式(2-1)至式(2-3)的运算。作为带通滤波器52，例如使用式(3)所示的4次的带通滤波器。此处，Gbpf是滤波器的传递函数，s是拉普拉斯算子。另外，K1是对于在中心频率fc[Hz]下增益成为-12dB的校正增益，以使在中心频率fc[Hz]下使增益成为0dB的方式设定K1。

$\mathrm{Gbpf}=K1\frac{{\left(\frac{1}{2\mathrm{\πfc}}s\right)}^2}{{(\frac{1}{2\mathrm{\πfc}}s+1)}^4}=K1\frac{{\left(\mathrm{Tcs}\right)}^2}{{(\mathrm{Tcs}+1)}^4}---\left(3\right)$

图7示出将中心频率fc设为10Hz时的带通滤波器的频率响应特性。通过图7的特性，在中心频率fc(10Hz)下，能够以增益0dB、相位延迟0来抽取脉动分量，关于其它分量，在低频带、高频带中都能够以-40dB/decade的斜率来去除，所以可以从滤波器输入信号53中高精度地抽取脉动分量。

但是，由于齿槽转矩、转矩波动，马达旋转角度也产生脉动，所以在对马达旋转角度进行微分而得到的马达的旋转角速度dθm/dt中也包含脉动分量。即，如式(2-1)所示，如果使用对马达旋转角度进行微分而得到的马达旋转角速度dθm/dt来运算转矩波动的频率fn，变更带通滤波器的时间常数，则时间常数以转矩波动频率进行变动。并且，新发现产生如下课题：时间常数以转矩波动频率进行变动，由此带通滤波器的输出值产生失真，由齿槽转矩、转矩波动引起的操纵转矩的脉动分量的抽取精度降低。图5是示出使用了进行脉动的时间常数的带通滤波处理的结果的图。在图5中，L1表示根据包含脉动分量的旋转角速度dθm/dt来设定的中心频率。L2是输入到带通滤波器的操纵转矩，包含操纵分量与脉动分量。L3是附加到操纵转矩分量中的脉动分量。另外，L4是带通滤波器的输出值。可知通过对图5的L2与L4进行比较，可以去除由驾驶员施加的操纵分量，抽取操纵转矩的脉动分量。但是，可知如果对L3与L4进行比较，则L4产生失真，脉动分量的抽取精度降低。

鉴于所述新的课题，在脉动分量抽取器44中，还追加了抑制时间常数的脉动的对策。由此，去除由时间常数的脉动引起的失真，从由转矩传感器3检测出的操纵转矩中去除驾驶员的操纵分量、频率比脉动分量高的频带的噪声分量等，高精度地抽取由齿槽转矩、转矩波动引起的操纵转矩的脉动分量。图6是示出脉动分量抽取器44的一系列动作的流程图。使用时间常数运算器51，根据马达旋转角度来运算带通滤波器的时间常数。关于向带通滤波器52输入的输入信号53，例如输入希望抽取操纵转矩、马达旋转角度等脉动分量的信号。作为带通滤波器52，例如设为上述的式(3)。

按照图6的流程图，对脉动分量抽取器44的一系列动作进行说明。在图6的流程图的控制中，例如在闭合了点火开关时，设定初始值。即，设Δθm＝0、cnt＝0、所检测出的马达旋转角度为θm[k-1]。将中心频率fc的初始值设为后述的中心频率fc的上限值。之后起动，直到点火开关断开为止以规定的执行周期以及无限循环来执行。将规定的执行周期Ts设定成按照比作为对象的转矩波动的频率fn[Hz]快的周期来执行，例如设定为Tsmp＝0.005秒以下。

如图6所示，在步骤S1中，经由接口32、33，将A/D变换(模拟/数字变换)后的操纵转矩Ts以及马达旋转角度θm[k]存储到存储器中。在步骤S2中，如式(4)所示，运算马达旋转角度的上次值θm[k-1]与马达旋转角度θm[k]的偏差，运算马达旋转角度的变化量的累计值Δθm[k]。

Δθm＝Δθm+θm[k]-θm[k-1]    (4)

在步骤S3中，对直到马达旋转角度的变化量的累计值Δθm[k]成为基准角度θmr以上为止所需的采样次数cnt进行计数。即，cnt×Tsmp是直到马达旋转角度的变化量的累计值Δθm[k]成为基准角度θmr以上为止所需的时间。

在步骤S4中，对马达旋转角度的变化量的累计值Δθm[k]的绝对值与预先设定的基准角度θmr的大小进行比较。在马达旋转角度的变化量的累计值Δθm[k]的绝对值小于基准角度θmr时，进入到步骤S5，在马达旋转角度的变化量的累计值Δθm[k]的绝对值是基准角度θmr以上时，进入到步骤S6。

此处，对基准角度θmr的设定方法进行说明。利用作为抽取对象的转矩波动的发生谐波次数n，根据式(5)来设定基准角度θmr。其中，K2是整数的增益。

θmr＝K2×360/n/Pn[度(deg)]    (5)

其中，所述基准角度θmr是机械角换算，电气角换算的基准角度θmre是式(6)。

θmre＝K2×360/n[度]           (6)

即，360/n是与作为抽取对象的齿槽转矩、转矩波动的1个周期相当的基准角度。例如，在抽取发生谐波次数n＝6的转矩波动分量的情况下，基准角度θmre是60度的整数倍。图8示出通过本实施方式所示那样的基准角度的设定而得到的效果。在图8中，为易于理解，示出去除了操纵分量的发生谐波次数n＝6的旋转角度脉动分量C1。通过如上所述设定基准角度，可以如图8所示，在脉动分量的相位相等的定时(timing)，对采样次数cnt进行计数。因此，可以如图9所示，去除旋转角度脉动分量的影响，对变化基准角度θmr以上而所需的采样次数进行计数。

在步骤S6中，使用直到成为基准角度θmr以上为止所需的采样次数cnt，根据式(7)来设定中心频率。

fc＝(θmr/(cnt×Tsmp))/360×Pn×n      (7)

图10示出本发明的对中心频率进行设定的方法的效果。在图10中，T1表示在步骤S6中运算时间常数的定时。另外，在图10中，L5是通过各采样来运算马达的旋转角速度dθm/dt，并根据式(2-1)以及(2-2)设定了中心频率fc的结果。L6是根据本实施方式的式(7)设定了中心频率fc的结果。可知在L6中，可以去除旋转角度脉动分量的影响而设定中心频率fc。另外，根据中心频率fc，运算时间常数Ts＝1/(2πfc)。另外，在步骤S6中，在直到时间常数被更新为止的期间，时间常数是固定值，所以在此期间，滤波器成为时间常数不随时间改变的滤波器，抗噪声性等变强。通过本实施方式的设定时间常数的方法，即使操纵速度发生变化，且转矩波动的频率fn变化，也可以去除旋转角度脉动分量的影响，设定与转矩波动的频率fn对应的时间常数。

而且，也可以预先存储相对于采样次数cnt的中心频率fc、或者时间常数Tc＝1/(2πfc)的值，并在步骤S6中设定与采样次数cnt对应的时间常数Tc＝1/(2πfc)。由此，可以减少运算负荷。

另外，关于中心频率fc，设定下限值与上限值。例如，将下限值设为5Hz以上。这是因为，如果中心频率fc成为下限值以下，则驾驶员的操纵分量与由转矩波动引起的脉动分量的频率接近，有可能无法在带通滤波器输出值中充分地去除驾驶员的操纵分量。关于上限值，设定为希望抽取的频率区域的上限值即可。另外，也可以在数字滤波器中根据奈奎斯特频率来设定上限值。

在步骤S7中，将采样次数cnt、以及马达旋转角度的变化量的累计值Δθm[k]复位成0。

在步骤S5中，将马达旋转角度θm[k]存储在θm[k-1]中。在步骤S8中，实施使用了所设定的时间常数的式(3)所示的滤波处理，并输出输出信号54。例如，将操纵转矩Ts设为滤波器输入信号53。图11示出本实施方式的脉动分量抽取的效果。在图11中，L7表示通过本实施方式的式(7)设定的中心频率。L8是带通滤波器的输出值。L2、L3与图5相同。如果比较图5的L1与图11的L7，则可知L7能够通过本实施方式来去除带通滤波器的中心频率fc的脉动分量，另外与图5的L4相比，图11的L8能够高精度地抽取操纵转矩的脉动分量。

另外，在存在多个作为抽取对象的脉动的情况下，也可以根据各个转矩波动发生谐波次数来运算各个基准角与各个采样次数cnt，但在该情况下，有时转矩波动发生谐波次数小的脉动分量对转矩波动发生谐波次数大的采样次数cnt造成影响。

因此，在存在多个作为抽取对象的脉动的情况下，根据转矩波动发生谐波次数最小的脉动的转矩波动发生谐波次数，使用式(5)、式(6)来设定基准角度，使用式(7)来设定与各脉动对应的中心频率、或者时间常数。由此，可以从与作为抽取对象的多个脉动分别对应的时间常数中去除脉动分量。图12是示出存在多个抽取脉动分量的情况下的基准角度的设定的图。在图12中，C2表示包含发生谐波次数n＝6与发生谐波次数n＝2的旋转角度脉动分量的脉动分量。由于希望抽取的转矩波动发生谐波次数n是2与6，所以将基准角度180[度]设为K2＝1、n＝2。如果将K2设定得较大，则基准角度变大，所以抗旋转角度的噪声等的变动的性能变强。

在图3所示的脉动补偿电流运算器45中，根据由脉动分量抽取器44抽取的脉动分量，运算用于降低脉动分量的脉动补偿电流。例如，将对由脉动分量抽取器44抽取的脉动分量乘以比例增益而得到的结果设为脉动补偿电流。通过对电动动力辅助用目标电流相加脉动补偿电流，来校正电动动力辅助用目标电流。

图2所示的电流控制部72对马达4的电流进行控制使得与该校正后的电动动力辅助用目标电流一致，从而可以降低由齿槽转矩、转矩波动引起的操纵转矩等的脉动。

如上所述，在本实施方式中，可以设定去除了脉动分量的时间常数，并根据转矩波动频率来变更该时间常数，所以具有如下效果：即使在驾驶员进行操纵的过程中，也可以从操纵控制装置中使用的状态量例如操纵转矩、马达旋转角度中去除操纵分量、噪声，来去除由频率发生变化的齿槽转矩、转矩波动引起的脉动分量以外的分量，高精度地抽取由齿槽转矩、转矩波动引起的脉动分量。另外，由于可以降低由包含在时间常数中的齿槽转矩、转矩波动引起的脉动分量，所以可以抑制带通滤波器的输出值产生失真，可以高精度地抽取由齿槽转矩、转矩波动引起的脉动分量。而且，由于利用所抽取的脉动分量来运算脉动补偿电流，所以可以在防止与操纵感觉之间的干扰的同时，适当地降低操纵转矩等中产生的脉动。

另外，时间常数运算器51根据使马达4的旋转角度旋转预先设定的基准角度所需的时间，运算时间常数，所以可以从操纵转矩等状态量中去除操纵分量、噪声，高精度地抽取针对频率发生变化的齿槽转矩、转矩波动的脉动分量，而且可以抑制时间常数产生脉动，所以可以降低滤波器输出值的失真，可以进一步高精度地抽取针对频率发生变化的齿槽转矩、转矩波动的脉动分量。

另外，将对马达4的旋转角度预先设定的基准角度设为与齿槽转矩、转矩波动的1个周期相当的旋转角度的整数倍，所以可以从操纵转矩等状态量中去除操纵分量、噪声，高精度地抽取针对频率发生变化的齿槽转矩、转矩波动的脉动分量，而且可以抑制时间常数产生脉动，所以可以降低滤波器输出值的失真，可以进一步高精度地抽取针对频率发生变化的齿槽转矩、转矩波动的脉动分量。

另外，根据时间常数可变滤波器的输出信号来校正电动动力辅助用目标电流，所以可以抑制由齿槽转矩、转矩波动引起的操纵转矩的脉动。

另外，在本实施方式1中，将带通滤波器设为式(3)，但不限于此。例如，也可以将下侧的截止频率fc1与上侧的截止频率fc2设定为不同的值。另外，也可以是巴特沃思滤波器、椭圆滤波器的结构。由此，可以得到比式(3)更急剧的截止特性。另外，在式(3)中将滤波器的次数设为4次，但次数不限于此。例如，也可以是2次的滤波器。在该情况下，运算负荷变少。但是，为了充分地去除操纵分量，优选设为4次以上的滤波器。

而且，在本实施方式1中将滤波器设为带通滤波器，但也可以在低通滤波器、高通滤波器的时间常数的设定中，应用本实施方式1的时间常数的设定方法。为了去除操纵分量，通过本发明的方法来设定高通滤波器的时间常数，并将低通滤波器的时间常数设为一定值，从而可以减小运算负荷。

另外，在本实施方式1中，使用马达旋转角度来运算出时间常数，但不限于马达旋转角度，也可以是方向盘的旋转角度等与马达旋转角度关联的参数，也可以是设为推测值的马达旋转角度。关于向滤波器输入的信号也不限于操纵转矩，还可以是操纵控制装置中使用的状态量、例如马达旋转角度、马达旋转速度等。

Claims (8)

1.一种操纵控制装置，具备：

转矩检测部，检测由驾驶员施加的操纵转矩；

马达，产生用于辅助所述操纵转矩的辅助转矩；

电动动力辅助控制部，根据所述检测出的操纵转矩，运算产生所述辅助转矩所需的所述马达的电动动力辅助用目标电流；

角度检测部，检测所述马达的旋转角度；

电流控制部，对所述马达的电流进行控制使得与所述电动动力辅助用目标电流一致；以及

脉动分量抽取器，抽取操纵转矩的脉动分量，

所述脉动分量抽取器具备：

时间常数可变的带通滤波器；以及

时间常数运算器，使用所述马达的旋转角度，运算带通滤波器的时间常数，以使所述带通滤波器的中心频率与由所述马达产生的齿槽转矩或者转矩波动的频率对应地变化，并将该时间常数设定到所述带通滤波器，其中，该齿槽转矩或者转矩波动的转矩波动发生谐波次数是整数，

通过所述时间常数可变的带通滤波器对所述操纵转矩进行滤波处理，抽取操纵转矩的脉动分量，

通过将根据所抽取的操纵转矩的脉动分量运算出的校正电流相加到所述电动动力辅助用目标电流，从而校正所述电动动力辅助用目标电流。

2.一种操纵控制装置，具备：

转矩检测部，检测由驾驶员施加的操纵转矩；

马达，产生用于辅助所述操纵转矩的辅助转矩；

电动动力辅助控制部，根据所述检测出的操纵转矩，运算产生所述辅助转矩所需的所述马达的电动动力辅助用目标电流；

角度检测部，检测所述马达的旋转角度；

电流控制部，对所述马达的电流进行控制使得与所述电动动力辅助用目标电流一致；以及

脉动分量抽取器，抽取所述马达的旋转角度的脉动分量，

所述脉动分量抽取器具备：

时间常数可变的带通滤波器；以及

时间常数运算器，使用所述马达的旋转角度，运算带通滤波器的时间常数，以使所述带通滤波器的中心频率与由所述马达产生的齿槽转矩或者转矩波动的频率对应地变化，并将该时间常数设定到所述带通滤波器，其中，该齿槽转矩或者转矩波动的转矩波动发生谐波次数是整数，

通过所述时间常数可变的带通滤波器对所述马达的旋转角度进行滤波处理，抽取马达的旋转角度的脉动分量，

通过将根据所抽取的马达的旋转角度的脉动分量运算出的校正电流相加到所述电动动力辅助用目标电流，从而校正所述电动动力辅助用目标电流。

3.一种操纵控制装置，具备：

转矩检测部，检测由驾驶员施加的操纵转矩；

马达，产生用于辅助所述操纵转矩的辅助转矩；

电动动力辅助控制部，根据所述检测出的操纵转矩，运算产生所述辅助转矩所需的所述马达的电动动力辅助用目标电流；

角度检测部，检测所述马达的旋转角度；

电流控制部，对所述马达的电流进行控制使得与所述电动动力辅助用目标电流一致；以及

脉动分量抽取器，抽取所述马达的马达旋转速度的脉动分量，

所述脉动分量抽取器具备：

时间常数可变的带通滤波器；以及

时间常数运算器，使用所述马达的旋转角度，运算带通滤波器的时间常数，以使所述带通滤波器的中心频率与由所述马达产生的齿槽转矩或者转矩波动的频率对应地变化，并将该时间常数设定到所述带通滤波器，其中，该齿槽转矩或者转矩波动的转矩波动发生谐波次数是整数，

通过所述时间常数可变的带通滤波器对所述马达的马达旋转速度进行滤波处理，抽取马达旋转速度的脉动分量，

通过将根据所抽取的马达旋转速度的脉动分量运算出的校正电流相加到所述电动动力辅助用目标电流，从而校正所述电动动力辅助用目标电流。

4.根据权利要求1～3中的任意一项所述的操纵控制装置，其特征在于，

将所述时间常数可变的带通滤波器的次数设为4次以上。

5.根据权利要求1～3中的任意一项所述的操纵控制装置，其特征在于，

将所述时间常数可变的带通滤波器的中心频率下限值设为5Hz以上。

6.根据权利要求1～3中的任意一项所述的操纵控制装置，其特征在于，

所述时间常数运算部抑制因如下原因产生的时间常数运算结果的脉动：使用包含了由齿槽转矩或者转矩波动引起的脉动分量的马达的旋转角度来运算时间常数。

7.根据权利要求6所述的操纵控制装置，其特征在于，

在所述时间常数运算部中，预先设定有针对所述马达的旋转角度的基准角度，根据使所述马达的旋转角度旋转所述基准角度所需的时间，运算所述时间常数。

8.根据权利要求7所述的操纵控制装置，其特征在于，

将所述基准角度设为与所述齿槽转矩或者所述转矩波动的1个周期相当的旋转角度的整数倍。

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