本发明专利技术提供一种电动助力转向装置(包括矢量控制系统)。该电动助力转向装置通过衰减掉因扭矩控制系统的运算周期与电流控制系统的运算周期之间的关系而产生的功率谱，就能够准确地抑制以该功率谱为振动源的振动、异常音等。本发明专利技术的电动助力转向装置具备用于运算出电流指令值的扭矩控制系统和基于电流指令值对流经电动机的电动机电流值进行控制的电流控制系统。扭矩控制系统的运算周期与电流控制系统的运算周期相同，或者，扭矩控制系统的运算周期比电流控制系统的运算周期长；电流控制系统具备特定频率带去除单元，特定频率带去除单元衰减掉电流指令值中的扭矩控制系统的运算频率的大约一半的频率与至少一个自然数相乘后得到的频率成分；特定频率带去除单元由用于设定衰减频率的陷波滤波器来构成，或者，由陷波滤波器和截止频率被设定在低于要被陷波滤波器衰减掉的频率的低频侧的相位延迟滤波器来构成。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电动助力转向装置
本专利技术涉及一种电动助力转向装置，该电动助力转向装置具备“至少基于转向扭矩运算出电流指令值”的扭矩控制系统和“基于电流指令值对流经电动机(例如，该电动机为通过矢量控制来进行驱动控制的无刷电动机。)的电动机电流值进行控制”的电流控制系统。本专利技术尤其涉及一种电动助力转向装置，该电动助力转向装置具有“衰减掉特定的频率带成分，并且，不会导致相位延迟”的处理功能，能够准确地抑制振动和异常音的发生。
技术介绍
利用电动机的旋转力对车辆的转向系统进行辅助控制的电动助力转向装置(EPS)，将电动机的驱动力经由减速装置通过诸如齿轮或皮带之类的传送机构，将转向辅助力(辅助力)赋予给转向轴或齿条轴。为了准确地产生转向辅助力的扭矩，这样的现有的电动助力转向装置进行电动机电流的反馈控制。反馈控制通过调整电动机外加电压，以便使电流指令值与电动机电流检测值之间的差变小，一般来说，通过调整PWM(脉冲宽度调制)控制的占空比(dutyratio)来进行电动机外加电压的调整。参照图1对电动助力转向装置的一般结构进行说明。如图1所示，转向盘(方向盘)1的柱轴(转向轴或方向盘轴)2经过减速齿轮3、万向节4a和4b、齿轮齿条机构5、转向横拉杆6a和6b，再通过轮毂单元7a和7b，与转向车轮8L和8R相连接。另外，在柱轴2上设有用于检测出转向盘1的转向扭矩Th的扭矩传感器10以及用于检测出转向角θ的转向角传感器14，对转向盘1的转向力进行辅助的电动机20通过减速齿轮3与柱轴2相连接。电池13对用于控制电动助力转向装置的控制单元(ECU)100进行供电，并且，经过点火开关11，点火(IG)信号被输入到控制单元100中。控制单元100基于由扭矩传感器10检测出的转向扭矩Th和由车速传感器12检测出的车速Vs，进行辅助(转向辅助)指令的电流指令值的运算，由“通过对电流指令值实施补偿等后而得到的”电压控制指令值Vref来控制供应给EPS用电动机20的电流。此外，转向角传感器14并不是必须的，也可以不设置转向角传感器14。还有，也可以从与电动机20相连接的诸如分解器之类的旋转传感器处获得转向角。另外，用于收发车辆的各种信息的CAN(ControllerAreaNetwork，控制器局域网络)50被连接到控制单元100，车速Vs也能够从CAN50处获得。此外，用于收发CAN50以外的通信、模拟/数字信号、电波等的非CAN51也可以被连接到控制单元100。尽管控制单元100主要由MCU(MicroControllerUnit，微控制器单元)(也包含CPU(CentralProcessingUnit，中央处理单元)、MPU(MicroProcessorUnit，微处理器单元)等)来构成，但该MCU内部由程序执行的一般功能如图2所示。参照图2对控制单元100的功能和动作进行说明。如图2所示，由扭矩传感器10检测出的转向扭矩Th和由车速传感器12检测出的(或来自CAN50的)车速Vs被输入到用于运算出电流指令值Iref的电流指令值运算单元101中。电流指令值运算单元101基于被输入进来的转向扭矩Th和车速Vs并且利用辅助图(assistmap)等，来运算出作为供应给电动机20的电动机电流的控制目标值的电流指令值Iref。电流指令值Iref被输入到“根据过热保护条件来限制最大电流”的最大输出限制单元102中；被限制了最大电流的电流指令值Irefh被输入到减法单元103中；减法单元103运算出电流指令值Irefh与被反馈回来的电动机电流值Im之间的电流偏差ΔI(＝Irefh-Im)；该电流偏差ΔI被输入到用于进行转向动作的特性改善的PI(比例积分)控制单元104中。在PI控制单元104中经过特性改善后得到的电压控制指令值Vref被输入到PWM控制单元105中，再经过作为驱动单元的逆变器106来对电动机20进行PWM驱动。电动机电流检测器107检测出电动机20的电动机电流值Im，由电动机电流检测器107检测出的电动机电流值Im被反馈到减法单元103中。在逆变器106中使用作为驱动元件的场效应晶体管(FET)，并且，逆变器106由FET的电桥电路来构成。在这样的电动助力转向装置中，因为装置的组成部件和周围物体会形成共振系统，并且，因这些共振系统的共振而产生振动、异常音等，所以期待抑制这些振动、异常音等，因此在现有技术中，已经提出了各种各样的对策。例如，在日本专利第5456576号公报(专利文献1)中，提出了这样一种技术，即，其能够去除诸如柱轴、齿条之类的电动助力转向装置的组成部件或车辆前部结构的刚体部分的机械共振频率成分。在专利文献1中，通过使用“具有陡峭的衰减特性”的带切滤波器(带阻滤波器(BSF))或陷波滤波器，并且，还将其与二阶或更高阶的低通滤波器(LPF)组合起来，以便去除机械共振频率成分。还有，在日本专利第5235536号公报(专利文献2)中，提出了这样一种技术，即，在辅助控制终端中，通过使用LPF来去除“因运算而产生的”噪声。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利第5456576号公报专利文献2：日本专利第5235536号公报
技术实现思路
专利技术要解决的技术问题然而，在电动助力转向装置的控制单元100中，尽管“从转向扭矩Th以及车速Vs的输入到电流指令值Irefh的输出”的控制系统(扭矩控制系统)和“从电流指令值Irefh的输入到电动机电流值Im的输出”的控制系统(电流控制系统)均周期性地进行控制，但在扭矩控制系统的运算周期Ts_trq[sec]与电流控制系统的运算周期Ts_cur[sec]之间的关系满足Ts_trq≧Ts_cur的情况下，电流控制系统中的电流指令值的更新周期会受到扭矩控制系统中的电流指令值的更新周期的影响。例如，在电流控制系统的运算周期Ts_cur，对任意地操纵转向盘时的扭矩控制系统中的电流指令值进行FFT(快速傅里叶变换)分析的话，则在每个“扭矩控制系统的运算频率fs_trq(＝1/Ts_trq)的一半的频率”处，都会产生显著的功率谱(powerspectrum)。图3为示出了其样子的图。在图3中，横轴为频率[Hz]，纵轴为功率谱[dB]，图3示出了电流指令值的功率谱。如图3所示，在fs_trq/2的自然数倍的频率附近，如虚线所示那样，产生了陡峭的功率谱。这种现象是因为fs_trq/2相当于“针对扭矩控制系统中的电流指令值的采样的奈奎斯特频率(Nyquist频率)”，所以在电流控制系统中的电流指令值中，在fs_trq/2的自然数倍的频率处，功率谱会变大。即使在使用无刷电动机的矢量控制型电动助力转向装置的场合，也存在与上述现象完全相同的现象。当产生这样的陡峭的功率谱的时候，以与“是否存在电动助力转向装置的共振频率带(例如，从机械共振的几Hz到几千Hz的频率带)”无关的方式，陡峭的功率谱就会成为振动源，从而导致振动、异常音等。在专利文献1中，因为以“去除机械共振频率成分”为目的，从而使用了在窄频带具有陡峭的衰减特性的滤波器，所以很难衰减掉“因频率带不同的如上所述那样的扭矩控制系统的运算周期与电流控制系统的运算周期之间的关系而产生”的功率谱，从而不能准确地抑制以该功率谱为振动源的振动、异常音等。还有，在专利文献2中，因本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种电动助力转向装置，其具备“至少基于转向扭矩运算出电流指令值”的扭矩控制系统和“基于所述电流指令值对流经电动机的电动机电流值进行控制”的电流控制系统，其特征在于：所述扭矩控制系统的运算周期与所述电流控制系统的运算周期相同，或者，所述扭矩控制系统的运算周期比所述电流控制系统的运算周期长，所述电流控制系统具备特定频率带去除单元，所述特定频率带去除单元衰减掉所述电流指令值中的“所述扭矩控制系统的运算频率的大约一半的频率与至少一个自然数相乘后得到”的频率成分，所述特定频率带去除单元由“用于设定衰减频率”的陷波滤波器来构成。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.05.12 JP 2016-095924;2016.05.12 JP 2016-095921.一种电动助力转向装置，其具备“至少基于转向扭矩运算出电流指令值”的扭矩控制系统和“基于所述电流指令值对流经电动机的电动机电流值进行控制”的电流控制系统，其特征在于：所述扭矩控制系统的运算周期与所述电流控制系统的运算周期相同，或者，所述扭矩控制系统的运算周期比所述电流控制系统的运算周期长，所述电流控制系统具备特定频率带去除单元，所述特定频率带去除单元衰减掉所述电流指令值中的“所述扭矩控制系统的运算频率的大约一半的频率与至少一个自然数相乘后得到”的频率成分，所述特定频率带去除单元由“用于设定衰减频率”的陷波滤波器来构成。2.根据权利要求1所述的电动助力转向装置，其特征在于：所述特定频率带去除单元还具备相位延迟滤波器，所述相位延迟滤波器的截止频率被设定在低于要...
【专利技术属性】
技术研发人员：椿贵弘，
申请(专利权)人：日本精工株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP
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