CN104176114B

CN104176114B - 转向控制装置及转向速度检测方法

Info

Publication number: CN104176114B
Application number: CN201410035113.5A
Authority: CN
Inventors: 户田泰藏; 小河贤二; 远藤雅也; 金原义彦
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2013-05-27
Filing date: 2014-01-24
Publication date: 2017-04-12
Anticipated expiration: 2034-01-24
Also published as: JP5746264B2; JP2014227143A; CN104176114A

Abstract

本发明提供一种转向控制装置及转向速度检测方法，获得不含有偏移误差的转向速度。包括：基于来自电流传感器(9)的电流以及来自电压传感器(10)的电压的检测值求得第一转向速度、基于转向角度的检测值计算第一转向速度的修正值、并利用该修正值对第一转向速度进行修正并将其作为转向速度进行输出的转向速度运算部(12)；基于该转向速度来求得用于使转向系统返回到中间位置的第一转向辅助转矩的第一转向辅助转矩运算部(15)；基于来自转矩传感器5的驾驶员的转向转矩来求得用于对驾驶员的转向进行辅助的第二转向辅助转矩的第二转向辅助转矩运算部(17)；以及用于基于第一及第二转向辅助转矩来驱动电动机的电流驱动器(19)。

Description

转向控制装置及转向速度检测方法

技术领域

本发明涉及转向控制装置及转向速度检测方法，尤其涉及对驾驶员的转向进行辅助的转向控制装置及转向速度检测方法。

背景技术

在现有的电动助力转向装置中，为了对驾驶员的操作进行辅助，设有用于对转向系统(车辆的方向盘)提供转矩的电动机。在现有的电动助力转向装置中，利用电动机的端子间电压来检测驾驶员的转向速度(例如参照专利文献1～2)。

专利文献1中记载了基于电动机的端子间电压来求得电动机角速度的电动助力转向装置。

专利文献2中记载了根据电动机的电流和电压来检测转向速度的电动助力转向装置。专利文献2中，利用高通滤波器来消除所检测到的转向速度的偏移误差。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2001-171533号公报

专利文献2：日本专利特开2001-278083号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

专利文献1中记载了利用电动机的端子间电压来检测电动机的角速度，但未考虑电动机的端子间电压含有偏移误差的情况。因此，存在以下问题：即，当电动机的端子间电压含有偏移误差时，所检测出的转向速度也含有偏移误差。

专利文献2记载了利用高通滤波器来消除转向速度的偏移误差，但存在以下问题：即，转向速度的低频分量也会被该高通滤波器消除。

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能得到不含有偏移误差的转向速度的转向控制装置及转向速度检测方法。

解决技术问题所采用的技术方案

本发明的转向控制装置包括：转向角信息获取部，该转向角信息获取部获取与车辆的转向系统的转向角有关的信息；转向速度信息获取部，该转向速度信息获取部获取与所述转向系统的转向速度有关的第一信息；以及修正部，该修正部基于所述转向角信息获取部所获取到的与所述转向角有关的信息，对所述转向速度信息获取部所获取到的与所述转向速度有关的第一信息进行修正，从而获取与所述转向系统的转向速度有关的第二信息。

发明效果

本发明的转向控制装置包括：转向角信息获取部，该转向角信息获取部获取与车辆的转向系统的转向角有关的信息；转向速度信息获取部，该转向速度信息获取部获取与所述转向系统的转向速度有关的第一信息；以及修正部，该修正部基于所述转向角信息获取部所获取到的与所述转向角有关的信息，对所述转向速度信息获取部所获取到的与所述转向速度有关的第一信息进行修正，从而获取与所述转向系统的转向速度有关的第二信息，因此能获得不含有偏移误差的转向速度。

附图说明

图1是表示本发明实施方式1所涉及的转向控制装置及其周边的结构图。

图2是表示本发明的实施方式1所涉及的转向控制装置的结构的框图。

图3是表示本发明实施方式1所涉及的转向控制装置的动作的流程图。

图4是表示本发明实施方式2所涉及的转向控制装置的转向速度运算部的动作的流程图。

图5是表示本发明实施方式2所涉及的转向控制装置的转向速度运算部的内部结构的一部分的框图。

图6是表示本发明实施方式2所涉及的转向控制装置的转向速度运算部的内部结构的变形例的一部分的框图。

图7是表示本发明实施方式2所涉及的转向控制装置的效果的图。

图8是表示本发明实施方式3所涉及的转向控制装置的转向速度运算部的动作的流程图。

图9是表示本发明实施方式3所涉及的转向控制装置的转向速度运算部的内部结构的一部分的框图。

具体实施方式

实施方式1.

图1是表示本发明实施方式1所涉及的转向控制装置及其周边的结构图。转向控制装置装载在汽车等车辆中。车辆中设有两个前轮(转向轮3)以及两个后轮(驱动轮)(未图示)。如图1所示，车辆中设有用于由驾驶员进行操作的转向系统、即方向盘1(steeringwheel)。方向盘1与转向轴2相连。此外，转向轴2与两个转向轮3相连。当驾驶员转动方向盘1时，左右转向轮3根据转向轴2的旋转而转向。方向盘1上配置有检测转向角度的转向角度传感器4。转向轴2上配置有转矩传感器5。转矩传感器5对作用在转向轴2上的转向转矩进行检测。此外，电动机6经由减速机构7与转向轴2相连。电动机6所产生的转向辅助转矩被提供给转向轴2。车辆的车速由车速传感器8检测。此外，流过电动机6的电流(以下称为电动机电流)由电流传感器6检测。电动机6的端子间电压(以下称为电动机电压)由电压传感器10检测。

这里，转向角度传感器4构成获取与车辆的转向系统的转向角有关的信息的转向角信息获取部。然而，并不限于该情况，获取与车辆的转向系统的转向角有关的信息的转向角信息获取部只要能获取与车辆的转向系统的转向角有关的信息即可，因此，例如也可以由偏航率传感器构成。偏航率传感器是对偏航率(车辆向转弯方向的旋转角的变化速度)进行检测的传感器。

控制单元11输入有转向角度传感器4、转矩传感器5、车速传感器8、电流传感器9以及电压传感器10的检测值。控制单元11基于这些检测值来计算电动机6要产生的目标转向辅助转矩，并基于该目标转向辅助转矩，来控制要提供给电动机6的电流的值。

图2是表示本实施方式1所涉及的转向控制装置的结构的图。如图2所示，转向控制装置由包含转向角度传感器4、转矩传感器5、车速传感器8、电流传感器9、以及电压传感器10在内的多个传感器、以及控制单元11构成。如图2所示，控制单元11由运算装置40以及电流驱动器19构成，该运算装置40由微机构成，该微机设有包含ROM及RAM在内的存储器(未图示)，该电流驱动器19向电动机6提供电流从而驱动电动机6。

另外，在本实施方式1中，以具备如下控制的转向控制装置为例进行说明：即，对驾驶员的转向进行辅助的控制(以下称为转向辅助控制)、以及以即使在路面反作用力转矩较小、方向盘1未返回到中间位置的区域中、也使方向盘1返回到中间位置为目的的控制(以下称为方向盘返回控制)。

如图2所示，运算装置40内设有转向速度运算部12、固定转向判定部13、目标转向速度设定部14、第一转向辅助转矩运算部15、转向状态判定部16、第二转向辅助转矩运算部17、以及加法部18。

转向速度运算部12从转向角度传感器4、电流传感器9、以及电压传感器10输入检测值，并基于这些检测值来计算转向速度。转向速度运算部12从电流传感器9获取电动机电流，并从电压传感器10获取电动机电压。转向速度运算部12根据电动机电流和电动机电压来求得电动机6的感应电压。感应电压的运算方法在实施方式2中说明。接着，转向速度运算部12基于感应电压推定转向速度。然而，该推定得到的转向速度含有因接触部氧化膜以及老化等而引起的偏移误差。为此，转向速度运算部12基于从转向角度传感器4获取到的转向角度，来求得用于对推定得到的转向速度进行修正的修正值。转向速度运算部12利用该修正值，来对推定得到的转向速度进行修正，并输出修正后的转向速度。

这里，转向速度运算部12构成获取与转向系统的转向速度有关的第一信息的转向速度信息获取部、以及基于与由转向角信息获取部(转向角度传感器或偏航率传感器)获取到的转向系统的转向角有关的信息来对该转向速度信息获取部所获取到的第一信息进行修正、获取与转向系统的转向速度有关的第二信息的修正部。这里，作为与转向系统的转向速度有关的第一信息，例举了电动机6的感应电压，但并不限于该情况，也可以将从旋转变压器等检测转向速度的装置获得的转向速度作为第一信息。另外，操作速度运算部12的详细动作将在后述的实施方式2、3中说明。

固定转向判定部13判定车辆的转向系统是否处于固定转向状态。即，固定转向判定部13判定方向盘1是否处于大致保持在一定转向角度的状态。固定转向判定部13利用转向速度运算部12计算得到的转向速度，当该转向速度小于阈值时，判定为“固定转向状态”，输出此时的转向速度。另一方面，当该转向速度在阈值以上时，判定为“非固定转向状态”，不更新所输出的转向角度，而输出上一次判定为固定转向时的转向角度。

目标转向速度设定部14输入有来自转向角度传感器4的转向角度、来自车速传感器8的车速、以及来自固定转向判定部13的转向角度。目标转向速度设定部14基于这些值计算目标转向速度。作为运算方法，例如可以预先储存储存有与这些值对应的目标转向速度的查找表，并向该查找表输入来自转向角度传感器4的转向角度、来自车速传感器8的车速、以及来自固定转向判定部13的转向角度的值，从而求得对应的目标转向速度。或者，也可以预先存储求取目标转向速度的运算式，向该运算式输入来自转向角度传感器4的转向角度、来自车速传感器8的车速、以及来自固定转向判定部13的转向角度，从而求得目标转向速度。

第一转向辅助转矩运算部15输入有由转向速度运算部12运算得到的转向速度，并输入有由目标转向速度设定部14运算得到的目标转向速度。第一转向辅助转矩运算部15求出该转向速度与目标转向速度的偏差，并基于该偏差，来计算第一转向辅助转矩。第一转向辅助转矩是用于使方向盘1恢复到中间位置的转矩。另外，对于第一转向辅助转矩的运算方法，只要预先储存储存有转向速度与目标转向速度的偏差所对应的第一转向辅助转矩的值的查找表，并向该查找表输入偏差值来求得所对应的第一转向辅助转矩的值即可。或者，也可以预先储存根据转向速度与目标转向速度的偏差求得第一转向辅助转矩的运算式，并向该运算式输入偏差值来求得第一转向辅助转矩。

转向状态判定部16输入有由第一转向辅助转矩运算部15运算得到的第一转向辅助转矩。转向状态判定部16判定是否需要第一转向辅助转矩运算部15运算得到的第一转向辅助转矩，当判定为需要时输出第一转向辅助转矩，当判定为不需要时输出0。这里，基于来自转矩传感器5的转向转矩来判定驾驶员是否放开了方向盘，其目的在于，若放开方向盘，则提供第一转向辅助转矩，若未放开方向盘则不提供。本实施方式中将是否处于放开状态的判定描述为如下示例：即，当转矩传感器5的检测值(绝对值)在阈值以上时判定为转向状态，而在小于阈值时判定为放开。

第二转向辅助转矩运算部17输入有来自转矩传感器5的转向转矩。第二转向辅助转矩运算部17基于转向转矩来计算用于对驾驶员的转向进行辅助的第二转向辅助转矩。另外，对于第二转向辅助转矩的运算方法，只要预先储存储存有与转向转矩相对应的第二转向辅助转矩的值的查找表，并向该查找表输入转向转矩的值，从而根据该查找表求得所对应的第二转向辅助转矩的值即可。或者，也可以预先储存根据转向转矩求得第二转向辅助转矩的运算式，并向该运算式输入转向转矩的值来求得第二转向辅助转矩。

加法部18输入有来自转向状态判定部16的输出值(即，来自第一转向辅助转矩运算部15的第一转向辅助转矩、或0)、以及来自第二转向辅助转矩运算部17的第二转向辅助转矩。加法部18将来自转向状态判定部16的输出值与第二转向辅助转矩相加，计算最终的转向辅助转矩。

电流驱动器19向电动机6提供基于由加法部18求得的转向辅助转矩的电流，从而驱动电动机6。由此，电动机6产生所需的转向辅助转矩。

接着，对本实施方式1所涉及的转向控制装置的动作进行说明。图3是表示本实施方式1所涉及的转向控制装置的动作的流程图。另外，图3的动作在每个控制周期内反复执行。

首先，在步骤S1中，控制单元11从转向角度传感器4获取转向角度，从电压传感器10获取电动机电压，从电流传感器9获取电动机电流，从转矩传感器5获取驾驶员的转向转矩，从车速传感器8获取车速。

在步骤S2中，首先，转向速度运算部12根据电动机电流和电动机电压来求得感应电压。接着，转向速度运算部12利用转向角度和感应电压来计算转向速度，并输出该转向速度。

在步骤S3中，固定转向判定部13判定车辆的转向系统是否处于固定转向状态，当判定为固定转向状态时，输出此时的转向角度。另一方面，当判定为非固定转向状态时，不更新转向角度，而输出上一次判定为固定转向时的转向角度。

在步骤S4中，目标转向速度设定部14基于步骤S1中获取到的转向角和车速、步骤S3中获得的转向角度，来计算目标转向速度，并设定目标转向速度。

步骤S5中，第一转向辅助转矩运算部15基于目标转向速度与转向速度的偏差来计算第一转向辅助转矩。

步骤S6中，转向状态判定部16判定是否需要由第一转向辅助转矩运算部15所运算得到的第一转向辅助转矩，当判定为需要时输出第一转向辅助转矩，当判定为不需要时输出0。这里，作为是否需要的判定，基于来自转矩传感器5的转向转矩来判定驾驶员是否放开了方向盘，若放开了方向盘，则输出第一转向辅助转矩，若未放开方向盘则输出0作为第一转向辅助转矩。

步骤S7中，第二转向辅助转矩运算部17基于步骤S1中获取到的转向转矩来计算对驾驶员的转向进行辅助的第二转向辅助转矩。

步骤S8中，加法部18将转向状态判定部16所输出的第一转向辅助转矩与第二转向辅助转矩运算部17所输出的第二转向辅助转矩相加，作为最终的转向辅助转矩来进行输出。

步骤S9中，电流驱动器19基于步骤S8中获得的最终的转向辅助转矩，向电动机6提供电流，从而驱动电动机6。

上述这种转向控制装置中的方向盘返回控制根据转向速度和阈值来判定固定转向状态。因此，当转向速度存在偏移误差、或者分辨率较低时，可能会误判为固定转向。此外，用于使方向盘1恢复到中间位置的第一转向辅助转矩产生转向辅助转矩，使得转向速度跟随目标转向速度的变化。因此，当转向辅助转矩含有偏移误差时，可能无法获得合适的转向辅助转矩，导致方向盘返回触感(feeling)变差。因此，本实施方式1中，通过对转向速度运算部12应用下述实施方式2和实施方式3所示的转向速度的运算处理，从而能获得高响应、高分辨率、且偏移误差得到了抑制的转向速度，并能获得与目标转向速度相对应的合适的方向盘返回触感。

如上所述，在本实施方式1中，转向控制装置包括：获取与车辆的转向系统的转向角有关的信息的转向角信息获取部；获取与转向系统的转向速度有关的第一信息的转向速度信息获取部；基于由转向角信息获取部获取到的上述与转向角有关的信息、对转向速度信息获取部所获取到的与转向速度有关的第一信息进行修正、获取与上述转向系统的转向速度有关的第二信息的修正部，因此利用与转向角度有关的信息对含有偏移误差的与转向速度有关的第一信息进行修正，因此能求得不含有偏移误差的与转向速度有关的第二信息。

尤其是在图2所示的实施方式中，包括：对车辆的转向系统即方向盘1的转向角度进行检测的转向角度传感器4；检测对转向系统提供转矩的电动机6中流过的电流(电动机电流)的电流传感器9；对电动机6的端子间电压(电动机电压)进行检测的电压传感器10；基于转向角度传感器4检测到的转向角度、电流传感器9检测到的电流、以及电压传感器10检测到的电压、来求得转向系统的转向速度的转向速度运算部12；基于转向速度运算部12所求得的转向系统的转向速度来计算转向辅助转矩、并将其作为第一转向辅助转矩来进行输出的第一转向辅助转矩运算部15；以及基于第一转向辅助转矩对电动机6进行驱动的电流驱动器19，转向速度运算部12基于电流和电压，推定转向速度来作为第一转向速度(与转向速度有关的第一信息)，并基于转向角度来计算用于修正第一转向速度的修正值(与转向角有关的信息)，并利用上述修正值对第一转向速度进行修正，以将其作为转向系统的转向速度(与转向速度有关的第二信息)来进行输出。利用该结构，在本实施方式1中，利用根据转向角度求得的修正值(与转向角有关的信息)对含有偏移误差的第一转向速度(与转向速度有关的第一信息)进行修正，因此能求得不含有偏移误差的转向速度(与转向速度有关的第二信息)。

此外，本实施方式1中，基于电流传感器9检测到的电流以及电压传感器10检测到的电压来求得电动机6的感应电压，并基于该感应电压来求得第一转向速度(与转向速度有关的第一信息)。由此，能够得到高分辨率的转向速度。

此外，本实施方式1中还包括：配置在转向系统中、对转向系统的转向转矩进行检测的转矩传感器5；以及基于转矩传感器5检测到的转向系统的转向转矩来计算第二转向辅助转矩的第二转向辅助转矩运算部17，电流驱动器19基于由加法部18对第一转向辅助转矩和第二转向辅助转矩进行求和后得到的加法值，来驱动电动机6。由此，能利用用于使方向盘1恢复到中间位置的第一转向辅助转矩、以及用于对驾驶员的转向进行辅助的第二转向辅助转矩这两者，来计算转向辅助转矩，因此能进行方向盘返回控制和转向辅助控制这两种控制。

实施方式2.

本实施方式2中，利用图4的流程图对由设置在控制单元11中的转向速度运算部12所执行的转向速度的运算进行说明。即，图4的流程图是详细表示图3的流程图的步骤S2的处理的图。

由于本实施方式2所涉及的转向控制装置的整体结构和动作与上述实施方式1相同，因此这里省略说明。此外，对于与上述实施方式1共通的结构使用相同的标号，下面主要对与实施方式1的不同点进行说明。

如图4所示，首先，在步骤S11中，转向速度运算部12利用来自电压传感器10的电动机电压EM以及来自电流传感器9的电动机电流IM来求得相当于转向速度的电动机6的感应电压EE。

这里，电动机6的感应电压EE利用电动机电压EM及电动机电流IM并由下式(1)得到。

EE＝EM-IM·RM-Eb (1)

这里，设RM为电动机6的电枢电阻，Eb为电动机6的电刷的压降电压。

接着，在步骤S12中，根据感应电压EE并利用下式(2)来计算电动机转速VM。

VM＝EE/Kp (2)

这里，Kp是感应电压系数。

接着，在步骤S13中，根据电动机转速VM推定转向速度θ_omega。另外，电动机转速与转向速度具有基于减速用齿轮、方向盘、轮胎轴的齿条以及小齿轮那样的结构机构等的关系。换言之，电动机转速与转向速度成比例。因此，基于电动机转速并利用下式(3)求得推定转向速度θ_omega。另外，由于电动机转速基于感应电压而求得，因此以下将推定转向速度θ_omega称为“基于感应电压的推定转向速度”(第一转向速度)。

θ_omega＝G_gear×VM (3)

这里，G_gear是由上述结构机构决定的比例系数。

这里，由于电动机6的电刷的压降电压Eb会因接触部氧化膜以及老化等影响而产生变化，因此感应电压EE会含有这些变化量作为偏移误差。由此，根据感应电压EE而推定出的转向速度θ_omega也含有偏移误差。

因此，在步骤S14中，转向速度运算部12利用根据转向角度得到的信息来修正转向速度θ_omega。图5表示该结构。图5中，标号21是输入有转向速度θ_omega的高通滤波器。标号22是输入有根据转向角度而计算出的转向速度sθ_h的低通滤波器。标号23是对来自高通滤波器21的输出和来自低通滤波器22的输出进行求和的加法器。

对于图5的结构，在感应电压EE的偏移误差所影响的低频区域中，利用根据转向角度θ_h求得的速度计算最终的转向速度θ_hybrid，另一方面，在高频区域中，利用基于感应电压EE的推定速度θ_omega计算最终的转向速度θ_hybrid。若将高通滤波器21的传递系数G1设为G1＝Ts/(Ts+1)，将低通滤波器22的传递系数G2设为G2＝1/(Ts+1)，则图5的结构能由下式(4)来表示。

【数学式1】

这里，T为高通滤波器21和低通滤波器22的截止频率的时间常数，s为拉普拉斯算子。

在图5的结构中，为了消除基于感应电压EE的推定转向速度θ_omega(第一转向速度)的偏移误差，利用高通滤波器21实施滤波处理。另外，高通滤波器21的截止频率设定为能消除偏移误差的值。因此，通过利用高通滤波器21进行的滤波处理，能消除转向速度θ_omega的偏移误差。然而，当转向速度是高通滤波器21的截止频率以下的低频时，该转向速度会与偏移误差一同被消除，因此无法在高通滤波器21的处理中获得。

因此，在图5的结构中，为了获得低频的转向速度，计算根据转向角度θ_h得到的转向速度sθ_h(第二转向速度)。由此，对仅根据转向角度θ_h得到的转向速度sθ_h实施利用低通滤波器22进行的滤波处理。低通滤波器22的截止频率设定为与高通滤波器21的截止频率相同的值。通过利用低通滤波器22进行滤波处理，能获得截止频率以下的低频的转向速度。

由此，将高通滤波器21和低通滤波器22的截止频率设定为相同值，并利用加法器23将来自高通滤波器21和低通滤波器22的输出结果相加。由此，当转向角度的频率大于截止频率时，利用使用了感应电压EE的转向速度，另一方面，当转向角度在截止频率以下时，利用使用了转向角度θ_h的转向速度，由此能获得不含有偏移误差的正确的转向速度θ_hybrid。

此外，上式(4)也可以如下式(5)那样进行等效变换。

【数学式2】

利用高通滤波器26对基于感应电压EE的推定转向速度θ_omega与将转向角度θ_h除以时间常数T而得的值之和(θ_omega+θ_h/T)进行滤波处理，得到最终的转向速度θ_hybrid。若将式(5)表示为框图，则为图6。图6中，标号24是将转向角度θ_h除以时间常数T的除法器。标号25是将基于感应电压EE的推定转向速度θ_omega与除法器24的输出相加的加法器。标号26是对加法器25的输出进行滤波处理的高通滤波器。T为高通滤波器22的截止频率的时间常数，s为拉普拉斯算子。高通滤波器26的传递函数G1为G1＝Ts/(Ts+1)。

式(4)中，需要利用高通滤波器21对基于感应电压EE的推定速度θ_omega实施滤波处理，并利用低通滤波器22对根据转向角度θ_h计算出的转向速度实施滤波处理。因此，在图5所示的式(4)的结构中，需要进行两次滤波处理的运算。

另一方面，在图6所示的式(5)的结构中，能利用一次滤波处理进行运算，具有减轻运算负担的效果。

接着，示出本实施方式2的效果。

由于电动机6的电刷的压降电压Eb会因接触部氧化膜以及老化等影响而产生变化，因此感应电压EE会含有这些变化量作为偏移误差。由此，存在基于感应电压EE的推定转向速度θ_omega也含有偏移误差这种现有技术的问题。

另一方面，利用转向角度传感器4检测到的转向角度的分辨率可能较低。若将转向角度传感器4的分辨率设为θ_step，将速度运算周期设为T_step，则能根据转向角度传感器4来进行运算的转向速度的分辨率为θ_step/T_step。例如，当转向角度传感器4的分辨率θ_step为1deg、速度运算周期T_step为10ms时，转向速度分辨率为100deg/s，作为转向速度的分辨率而言较低。为了提高转向速度的分辨率，考虑将速度运算周期T_step设定得较大、或者对运算得到的转向速度实施低通滤波处理的对策，但两者都会产生转向速度运算的响应发生延迟的问题。

此外，由转向角度传感器4检测到的转向角是经由CAN网络而得到的信息，因此更新周期可能会变长。该情况下，速度运算周期T_step达到更新周期以上，转向速度运算的响应会延迟。即，会产生无法提高速度运算的频带的问题。由此，产生如下权衡问题：即，在根据转向角度传感器4计算转向速度时，若提高转向速度的分辨率，则转向速度运算的响应会延迟，相反，若提高转向速度运算的响应性，则转向速度的分辨率会降低。

在本实施方式2中，转向速度运算部12能利用高通滤波器21的效果来根据基于含有偏移误差的感应电压EE的推定转向速度θ_omega，获得消除了偏移的频带的高转向速度，另一方面，能利用低通滤波器22的效果来根据转向角度θ_h，获得没有偏移误差的高分辨率的转向速度。通过使用这两者，能获得高响应及高分辨率、并且偏移误差得到了抑制的转向速度。

图7是将图5的高通滤波器21和低通滤波器22的截止频率设定为0.3Hz时的结果。图7中，标号30是本实施方式2所涉及的转向速度的曲线，标号31是基于含有偏移误差的感应电压的转向速度的曲线。由图7可知，能在转向速度为0附近排除感应电压EE的偏移影响，并且对于低频区域也能获得良好的转向速度运算结果。

如上所述，在本实施方式2中，基于与转向角有关的信息对与转向速度有关的第一信息进行修正，从而获取与转向速度有关的第二信息，因此也能获得与上述实施方式1相同的效果。

另外，在本实施方式2(图5所示的实施方式)中，基于从转向速度信息中提取出的频率分量、和从与转向速度有关的第一信息中提取出的频率分量，来获取与转向速度有关的第二信息，其中，所述转向速度信息根据与转向角有关的信息来进行计算，因此，能获得高响应及高分辨率、且偏移误差得到了抑制的转向速度。具体而言，在图5所示的实施方式中，转向速度运算部12基于转向角度传感器4检测到的转向角度θ_h，计算转向系统的转向速度作为第二转向速度，将对第二转向速度实施低通滤波处理后的值作为修正值，将对基于感应电压EE的推定转向速度θ_omega(第一转向速度)实施高通滤波处理后得到的值与该修正值相加，从而对基于感应电压EE的推定转向速度θ_omega(与转向速度有关的第一信息)进行修正，将其作为转向系统的转向速度(与转向速度有关的第二信息)进行输出。即，得到从基于含有偏移误差的感应电压EE的推定转向速度θ_omega中消除了偏移误差的高频的转向速度，另一方面，根据转向角度θ_h得到没有偏移误差的高分辨率的低频的转向速度，由此，通过使用这两个转向速度，能获得高响应、高分辨率、且偏移误差得到了抑制的转向速度。

此外，在本实施方式2(图6所示的实施方式)中，基于上述与转向角有关的信息来对与转向速度有关的第一信息的低频分量进行修正，因此能获得高响应、高分辨率、且偏移误差得到了抑制的转向速度。具体而言，在图6所示的实施方式中，转向速度运算部12将转向角度传感器4所检测到的转向角度θ_h除以时间常数T而得的值(与转向角有关的信息)作为修正值，将基于感应电压EE的推定转向速度θ_omega(与转向速度有关的第一信息)与该修正值相加而得的值进行高通滤波处理，将得到的值作为转向系统的转向速度(与转向速度有关的第二信息)来进行输出。即，得到从基于含有偏移误差的感应电压EE的推定转向速度θ_omega中消除了偏移误差的高频的转向速度，另一方面，根据转向角度θ_h得到没有偏移误差的高分辨率的低频的转向速度，由此，通过使用这两个转向速度，能获得高响应、高分辨率、且偏移误差得到了抑制的转向速度。

实施方式3.

本实施方式3中，利用图8的流程图，针对由设置在控制单元11中的转向速度运算部12所执行的转向速度的运算，说明与实施方式2不同的运算方法。即，图8的流程图是详细表示图3的流程图的步骤S2的处理的图。

在本实施方式3中，对于与上述实施方式1、2共通的结构使用相同的标号，下面主要对与实施方式1、2的不同点进行说明。本实施方式3中，采用以下结构：即，将根据转向角度的变化较小时的感应电压得到的转向速度作为修正值预先存储在存储器中，并利用该修正值对基于感应电压EE的推定转向速度θ_omega进行修正。

图8是表示本实施方式3所涉及的控制单元11的转向速度运算部12的动作的流程图。与实施方式2所示的图4的流程图的不同点在于，在图8中增加了步骤S21和步骤S22，并设置了图8的步骤S23来代替图4的步骤S14。

本实施方式3中，首先，在步骤S21中，控制单元11在能判断由转向角度传感器4获得的转向角度的变化较小时，求得基于感应电压EE的推定转向速度θ_omega，并将其作为修正值θ_ref存储在存储器28(参照图9)中。以下对该修正值θ_ref进行说明。

控制单元11在能判断由转向角度传感器4得到的转向角度θ_h的变化量小于阈值时，即转向速度θ_h在0附近的区域内(-ε＜θ_h＜ε、ε为任意数)时，求得基于此时的感应电压EE的推定转向速度θ_omega。运算方法与实施方式2所示的运算方法相同。可以将此时的推定转向速度θ_omega视作为与实际的转向速度0之间的偏移误差。因此，控制单元11将该推定转向速度θ_omega作为转向速度的修正值θ_ref存储在存储器28中。

接着，转向速度运算部12进行步骤S11～S13的处理，求得基于感应电压EE的推定转向速度θ_omega。步骤S11～S13的处理与实施方式2中说明的处理相同，因此这里省略其说明。

接着，在步骤S22中，转向速度运算部12从存储器28中读取出在步骤S21中存储到存储器28中的转向速度的修正值θ_ref。

接着，转向速度运算部12在步骤S23中利用存储在存储器28中的转向速度的修正值θ_ref，对步骤S13中求得的推定转向速度θ_omega进行修正。图9表示该结构。图9中，标号27是输入有基于感应电压EE的推定转向速度θ_omega的高通滤波器。标号28是储存有转向速度的修正值θ_ref的存储器。标号29是将来自高通滤波器27的输出与从存储器28中读取出的转向速度的修正值θ_ref相减的加法器。

如上所述，在本实施方式3中，控制单元11将根据从转向角度传感器4得到的转向角度的变化较小时的感应电压而得到的转向速度视作为偏移误差，并将其预先存储到存储器28中。由此，利用存储在存储器28中的修正用的转向速度θ_ref，对基于感应电压EE的转向速度θ_omega进行修正。由此，能消除偏移误差，并且与实施方式2同样，能获得高分辨率、高响应、且偏移误差得到了抑制的、正确的转向速度。

另外，在上述说明中，说明了使用判断转向角度θ_h的变化较小时的推定转向速度来作为转向速度的修正值θ_ref。

然而，并不限于该情况，也可以使用转向控制装置的系统启动时、由驾驶员进行转向前的、基于转向速度为0时的感应电压EE的转向速度θ_omega，来作为转向速度的修正值θ_ref。

此外，也可以利用车轮速度传感器和偏航率传感器等的检测值来判定转向角度θ_h的变化是否较小。当使用车轮速度传感器时，比较前后轮的车轮速度，当其差异较小时，能判定车辆处于直线行驶的状态。在持续为直线行驶状态时，能判断转向角度持续处于0的状态，因此能判断转向速度为0。此外，在使用偏航率传感器的情况下，兼用车速及偏航率的变化，从而能判断车辆的转弯状态没有变化，因而能判断为固定转向状态、即转向角度没有变化，能判定转向速度为0。

如上所述，在本实施方式3中，基于与转向角有关的信息对与转向速度有关的第一信息进行修正，从而获取与转向速度有关的第二信息，因此也能获得与上述实施方式1相同的效果。

另外，在本实施方式3中，将与转向角有关的信息的变化量小于阈值时与转向速度有关的第一信息作为修正值(与转向角有关的信息)来进行预先存储，并基于该修正值(与转向角有关的信息)来对转向速度信息获取部所获取到的与转向速度有关的第一信息进行修正，从而获取与转向速度有关的第二信息，因此能获得与实施方式2相同的效果。

具体而言，在上述实施方式中，判定转向角度传感器4所检测到的转向角度的变化量是否小于阈值，当该变化量小于阈值时，将转向速度运算部12所计算出的此时的转向系统的转向速度作为修正值θ_ref来进行预先存储，将基于转向角度的变化量大于阈值时的感应电压EE的推定转向速度θ_omega(第一转向速度)与该修正值相减，从而对第一转向速度进行修正，并将其作为转向系统的转向速度来进行输出。即，在本实施方式3中，判定转向速度在0附近，将基于此时的感应电压的推定转向速度θ_omega作为修正值θ_ref存储到存储器28中，并利用该修正值θ_ref对基于转向速度不在0附近时的感应电压EE的推定转向速度θ_omega进行修正，从而获得与实施方式2相同的效果。

标号说明

1 方向盘

2 转向轴

3 转向轮

4 转向角度传感器

5 转矩传感器

6 电动机

7 减速机构

8 车速传感器

9 电流传感器

10 电压传感器

11 控制单元

12 转向速度运算部

13 固定转向判定部

14 目标转向速度设定部

15 第一转向辅助转矩运算部

16 转向状态判定部

17 第二转向辅助转矩运算部

18 加法部

19 电流驱动器

Claims

1.一种转向控制装置，其特征在于，

包括向车辆的转向系统提供转向辅助转矩的电动机，

所述转向控制装置包括：

转向角信息获取部，该转向角信息获取部对所述转向系统的转向角进行检测；

转向速度信息获取部，该转向速度信息获取部根据所述电动机的感应电压来推定转向速度，并将其作为推定转向速度来进行输出；以及

修正部，该修正部根据所述转向角信息获取部所检测出的所述转向角来求出转向速度，将对该转向速度实施低通滤波处理后的值作为修正值，将对所述转向速度信息获取部所获取到的所述推定转向速度实施高通滤波处理后得到的所述推定转向速度的高频分量与所述修正值相加，从而对所述推定转向速度的低频分量进行修正，并将其作为所述转向系统的转向速度来进行输出。

2.一种转向控制装置，其特征在于，

包括向车辆的转向系统提供转向辅助转矩的电动机，

所述转向控制装置包括：

修正部，该修正部将所述转向角信息获取部所获取到的所述转向角除以高通滤波器的截止频率的时间常数而得的值作为修正值，将所述转向速度信息获取部所获取到的所述推定转向速度与所述修正值相加而进行修正后得到的值实施高通滤波处理，将实施所述高通滤波处理后的值作为所述转向系统的转向速度来进行输出。

3.如权利要求1或2所述的转向控制装置，其特征在于，还包括第一转向辅助转矩运算部，该第一转向辅助转矩运算部基于从所述修正部输出的所述转向系统的转向速度与目标转向速度之间的偏差，来计算所述转向辅助转矩。

4.一种转向速度检测方法，其特征在于，包括：

转向角信息获取步骤，该转向角信息获取步骤利用转向角度传感器来对车辆的转向系统的转向角进行检测；

转向速度信息获取步骤，该转向速度信息获取步骤根据向所述车辆的转向系统提供转向辅助转矩的电动机的感应电压来求出电动机转速，根据该电动机转速来推定转向速度，并将其作为推定转向速度来进行输出；以及

修正步骤，该修正步骤根据所述转向角信息获取步骤中所检测到的所述转向角来求出转向速度，将对该转向速度实施低通滤波处理后的值作为修正值，将对所述转向速度信息获取步骤中所获取到的所述推定转向速度实施高通滤波处理后所获得的所述推定转向速度的高频分量与所述修正值相加，从而对所述推定转向速度的低频分量进行修正，并将其作为所述转向系统的转向速度来进行输出。

5.一种转向速度检测方法，其特征在于，包括：

转向速度信息获取步骤，该转向速度信息获取步骤根据设置于所述车辆的转向系统并向所述转向系统提供转向辅助转矩的电动机的感应电压来求出电动机转速，根据该电动机转速来推定转向速度，并将其作为推定转向速度来进行输出；以及

修正步骤，该修正步骤将所述转向角信息获取步骤中所检测到的所述转向角除以高通滤波器的截止频率的时间常数而得的值作为修正值，将所述转向速度信息获取步骤中所获取到的所述推定转向速度与所述修正值相加而进行修正后得到的值实施高通滤波处理，将实施所述高通滤波处理后的值作为所述转向系统的转向速度来进行输出。

6.如权利要求4或5所述的转向速度检测方法，其特征在于，还包括第一转向辅助转矩运算步骤，该第一转向辅助转矩运算步骤基于所述修正步骤中所输出的所述转向系统的转向速度与目标转向速度之间的偏差，来计算所述转向辅助转矩。