CN109747703A - 转向操纵控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够在无旋转角传感器控制的执行中执行驾驶辅助控制的转向操纵控制装置。在开始执行无旋转角传感器控制的最初，在电机产生的感应电压为阈值电压以下的情况下，执行基于来自上位控制装置的指令值(S＊)的驾驶辅助控制时，作为第二相加角度(Δθm2)，代替基于转向操纵转矩(Trq)的第一预相加角度(β1)，使用基于指令值(S＊)的第二预相加角度(β2)。因此，在由于进行驾驶辅助等而产生无法检测转向操纵转矩(Trq)的状况的情况下，通过累计第二相加角度(Δθm2)来运算电机的推断电角度。而且，基于该运算的推断电角度来控制电机的驱动。

Description

转向操纵控制装置
相关申请的交叉引用
本申请主张于2017年11月7日提出的日本专利申请2017-215014号的优先权，并在此引用其全部内容。
技术领域
本发明涉及转向操纵控制装置。
背景技术
以往，存在对车辆的转向操纵机构作为辅助力赋予电机的转矩的EPS(电动助力转向装置)。例如，如日本特开2014－138530号公报所记载的那样，EPS的控制装置使用通过旋转角传感器检测的电机的电角度来控制电机的驱动。另外，控制装置在旋转角传感器发生一些异常时，执行代替基于旋转角传感器的检测结果的电角度，而使用基于在电机中产生的感应电压(反电动势)推断的推断电角度来控制电机的驱动的所谓的无旋转角传感器控制。控制装置通过基于感应电压来运算相加角度(在1个运算周期期间电机旋转的电角度)并累计该相加角度，来运算推断电角度。相加角度的正负例如由基于转向操纵转矩的正负推断出的电机的旋转方向来决定。
近年来，正在进行实现用于进一步提高车辆的安全性的各种驾驶辅助功能的ADAS(高级驾驶辅助系统)的开发。作为ADAS的一个例子，例如可举出自动泊车系统以及车道偏离防止辅助系统等。ADAS的控制装置基于当时的车辆的状态求出最佳的控制方法，并根据该求出的控制方法对包含EPS的控制装置在内的各车载系统的控制装置指示单独的控制。EPS的控制装置基于由ADAS的控制装置生成的指令值来控制电机的驱动。
然而，在执行基于推断电角度的无旋转角传感器控制的情况下，存在很难执行基于来自ADAS的控制装置的指令值的驾驶辅助控制的可能。即，根据驾驶辅助控制的内容，假定驾驶员仅将手搭到方向盘上的状况。在该情况下，由于驾驶员未进行积极的方向盘的操作，所以存在无法检测转向操纵转矩的可能。另外，由于电机未旋转，所以也不会产生感应电压。因此，担心无法运算适当的推断电角度。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种能够在无旋转角传感器控制的执行中执行驾驶辅助控制的转向操纵控制装置。
本发明的一个方式是一种转向操纵控制装置，至少基于转向操纵转矩来运算针对电机的电流指令值，并且基于上述电机产生的感应电压来运算上述电机的推断电角度，并使用该运算出的推断电角度来控制针对上述电机的供电，其中，上述电机是对车辆的转向操纵机构赋予的动力的产生源。
上述转向操纵控制装置具有：第一推断电角度运算电路，基于上述感应电压来运算作为1个运算周期中的推断电角度的变化量的第一相加角度；第二推断电角度运算电路，基于上述转向操纵转矩来运算作为1个运算周期中的推断电角度的变化量的第二相加角度；选择电路，在上述感应电压比阈值电压大时选择上述第一相加角度，在上述感应电压为上述阈值电压以下时选择上述第二相加角度；以及累计电路，通过累计由上述选择电路选择的上述第一相加角度或者上述第二相加角度来运算上述推断电角度。
上述第二推断电角度运算电路在基于由上位控制装置为了改变上述电流指令值而生成的指令值的驾驶辅助控制被执行时，代替基于上述转向操纵转矩的上述第二相加角度，使用基于由上述上位控制装置生成的上述指令值运算的上述第二相加角度。
根据驾驶辅助控制的内容，假定驾驶员仅将手搭在方向盘上的状况。在该情况下，由于驾驶员未进行积极的方向盘的操作，所以存在无法检测转向操纵转矩的可能。
对于这一点，根据上述结构，在电机产生的感应电压为阈值电压以下的情况下，在执行基于来自上位控制装置的指令值的驾驶辅助控制时，代替基于转向操纵转矩的第二相加角度，使用基于指令值的第二相加角度。因此，例如在由于进行驾驶辅助等而产生无法检测转向操纵转矩的状况的情况下，通过累计基于指令值的第二相加角度来运算电机的推断电角度。因此，能够基于该运算出的推断电角度来控制电机的驱动。因此，能够在基于推断电角度控制电机的所谓的无旋转角传感器控制的执行中执行驾驶辅助控制。
本发明的另一方式，在上述方式的转向操纵控制装置中，优选上述第二推断电角度运算电路具有：第一运算电路，基于上述转向操纵转矩来运算作为1个运算周期中的推断电角度的变化量的第一预相加角度；第二运算电路，基于由上述上位控制装置生成的上述指令值来运算作为1个运算周期中的推断电角度的变化量的第二预相加角度；以及预选择电路，在基于上述指令值的驾驶辅助控制的执行判定条件不成立时选择上述第一预相加角度作为上述第二相加角度，在上述执行判定条件成立时选择上述第二预相加角度作为上述第二相加角度。
根据该结构，根据基于指令值的驾驶辅助控制的执行判定条件成立与否，适当地选择第一预相加角度或者第二预相加角度作为第二相加角度。
本发明的又一方式，在上述方式的转向操纵控制装置中，上述第二推断电角度运算电路也可以具有：第一映射，规定上述转向操纵转矩与上述第一预相加角度的关系；和第二映射，规定上述指令值与上述第二预相加角度的关系。上述第二推断电角度运算电路能够使用上述第一映射来运算上述第一预相加角度，使用上述第二映射来运算上述第二预相加角度。
本发明的又一方式，在上述方式的转向操纵控制装置中，也可以还具有旋转角选择电路，该旋转角选择电路选择通过设置于上述电机的旋转角传感器检测的电角度以及通过上述累计电路运算的推断电角度的任意一个，作为为了控制针对上述电机的供电而使用的上述电机的电角度。上述旋转角选择电路在未检测出上述旋转角传感器的异常时选择通过上述旋转角传感器检测的电角度，在检测出上述旋转角传感器的异常时选择通过上述累计电路运算的推断电角度。
根据该结构，能够在旋转角传感器发生异常的情况下，使用推断电角度继续控制针对电机的供电。
附图说明
通过以下参照附图对本发明的优选实施方式进行的详细描述，本发明前述的和其它的特点和优点得以进一步明确。其中，附图标记表示本发明的要素，其中，
图1是表示搭载转向操纵控制装置的一个实施方式的电动助力转向装置的概要的结构图。
图2是表示一个实施方式的电动助力转向装置的电气结构的框图。
图3是一个实施方式的转向操纵控制装置的微型计算机的功能框图。
图4是一个实施方式的转向操纵控制装置中的旋转角推断电路的功能框图。
图5是一个实施方式的旋转角推断电路中的第二推断电角度运算电路的功能框图。
图6是表示在一个实施方式的第二推断电角度运算电路中使用的第一映射的图。
图7是表示在一个实施方式的第二推断电角度运算电路中使用的第二映射的图。
具体实施方式
以下，对本发明的转向操纵控制装置的一个实施方式进行说明。
如图1所示，电动助力转向装置1具备基于驾驶员的方向盘10的操作使转向轮15转向的转向操纵机构2、以及辅助驾驶员的转向操作的辅助机构3。另外，在电动助力转向装置1搭载有转向操纵控制装置50。
转向操纵机构2具备方向盘10以及与方向盘10固定的转向轴11。转向轴11具有与方向盘10连结的柱轴11a、与柱轴11a的下端部连结的中间轴11b以及与中间轴11b的下端部连结的小齿轮轴11c。小齿轮轴11c的下端部经由齿轮齿条机构13与齿条轴12连结。在齿条轴12的两端，经由转向横拉杆14连结有左右的转向轮15。因此，方向盘10，即转向轴11的旋转运动经由由小齿轮轴11c和齿条轴12构成的齿轮齿条机构13转换为齿条轴12的轴向(图1的左右方向)的往复直线运动。该往复直线运动经由分别与齿条轴12的两端连结的转向横拉杆14，分别传递至左右的转向轮15、15，从而转向轮15、15的转向角θt被变更。
辅助机构3具备电机40。电机40是对转向操纵机构2赋予的动力(辅助力)的产生源，例如采用基于3相(U、V、W)的驱动电力旋转的3相无刷电机。电机40的旋转轴41经由减速机构42与柱轴11a连结。减速机构42对电机40(旋转轴41)的旋转进行减速，并将该减速后的电机40的旋转力传递至柱轴11a。被传递至柱轴11a的旋转力经由齿轮齿条机构13转换为齿条轴12的轴向的力。该转换的力作为辅助力被赋予给齿条轴12，从而辅助驾驶员的转向操作。
转向操纵控制装置50基于各种传感器的检测结果，来控制电机40的驱动。作为各种传感器，例如，有转矩传感器60、旋转角传感器61以及车速传感器62。转矩传感器60被设置于柱轴11a。转矩传感器60检测通过驾驶员的转向的操作对转向轴11赋予的转向操纵转矩Trq。旋转角传感器61被设置于电机40。旋转角传感器61检测电机40的电角度(旋转角)θma。车速传感器62检测车辆的行驶速度亦即车速V。
在这里，有车辆搭载为了实现安全且更好的驾驶而辅助驾驶员的驾驶操作的ADAS(高级驾驶辅助系统)等协调控制系统的情况。在该情况下，在车辆中，进行转向操纵控制装置50和其它车载系统的控制装置的协调控制。所谓的协调控制是指多种车载系统的控制装置相互配合控制车辆的运动的技术。在车辆中，例如搭载统一控制各种车载系统的控制装置的上位控制装置100。上位控制装置100基于当时的车辆的状态求出最佳的控制方法，并根据该求出的控制方法对各种车载控制装置指示独立的控制。
上位控制装置100生成用于执行例如紧急避让控制、车道保持辅助控制或者停车辅助控制等驾驶辅助控制的指令值S＊。所谓的紧急避让控制是指为了敦促紧急时的避让操作而辅助转向操纵的控制。所谓的车道保持辅助控制是指用于在行驶中的车辆将要脱离车道时，通过辅助驾驶员的转向操纵来辅助车辆沿着车道的行驶的控制。所谓的停车辅助控制是指用于在车入库等泊车时辅助驾驶员的转向操纵的控制。转向操纵控制装置50考虑由上位控制装置100生成的指令值S＊来控制电机40。
指令值S＊根据驾驶辅助控制的内容而不同。例如，上位控制装置100生成目标转向操纵角(角度指令值)作为用于执行车道保持辅助控制或者停车辅助控制的指令值。目标转向操纵角是为了根据当时的车辆的行驶状态使车辆沿着车道行驶、或者为了将车辆泊车到规定的泊车位置所需要的转向操纵角的目标值。在转向操纵控制装置50中，通过执行使实际的转向操纵角θs追随目标转向操纵角的角度反馈控制来运算附加电流指令值。该运算出的附加电流指令值被附加给由电流指令值运算电路70运算出的电流指令值。
另外，对于实际的转向操纵角θs而言，也可以基于通过旋转角传感器61检测的电机40的电角度θma来运算。由于电机40经由减速机构42与转向轴11连结，所以在电机40的电角度θma与方向盘10(转向轴11)的旋转角度亦即转向操纵角θs之间具有相关关系。因此，能够基于电机40的电角度θma来运算转向操纵角θs。另外，若在转向轴11设置有转向传感器，则也可以通过该转向传感器来检测转向操纵角θs。
另外，上位控制装置100例如运算附加转矩指令值或者附加电流指令值作为用于执行紧急避让控制的指令值。附加转矩指令值是针对电机转矩的请求，用于使紧急避让所需要的电机转矩产生。附加转矩指令值在被转换为电流值之后，被附加给由电流指令值运算电路70运算出的电流指令值(Id＊，Iq＊)。附加电流指令值是针对电机电流的请求，是对由电流指令值运算电路70运算的电流指令值附加的电流的值。
上位控制装置100在规定的执行判定条件成立时，执行驾驶辅助控制。执行判定条件根据驾驶辅助控制的辅助内容而不同，例如作为车道保持控制的执行判定条件，具有以下的条件(A)～(C)。
(A)通过设置于驾驶座等的未图示的开关的操作打开车道保持控制功能。开关生成表示其打开关闭状态的电信号Ssw。
(B)车速V为车道保持控制功能的工作下限速度以上。例如，在车道保持控制功能将高速公路以及汽车专用道路作为对象的情况下，工作下限速度被设定为比一般道路的法定速度大的值。
(C)转向操纵转矩Trq的值小于阈值(但是，不是零。)。阈值基于判定驾驶员的积极的转向操作的观点来设定。在执行车道保持控制的情况下，在转向操纵转矩Trq的值为阈值以上时，停止车道保持控制的执行。这是为了使基于驾驶员的意思的转向操作优先。
另外，虽然车道保持控制以外的其他驾驶辅助控制的执行判定条件根据辅助内容而不同，但是在这些执行判定条件中也优选包含条件(A)，即打开用于开关驾驶辅助控制功能的开关。
接着，对转向操纵控制装置50的电气结构进行说明。
如图2所示，转向操纵控制装置50具备微机(微型计算机)51以及驱动电路52。微机51生成用于控制电机40的驱动的电机控制信号。驱动电路52基于由微机51生成的电机控制信号对电机40供给电流。驱动电路52与电机40之间通过供电线W1u～W1w连接。在供电线W1u～W1w上设置有电流传感器53u、53v、53w。微机51与驱动电路52之间通过信号线W2u、W2v、W2w连接。在信号线W2u、W2v、W2w上设置有电压传感器54u、54v、54w。电压传感器54u～54w通过分压电阻R1、R2对电机40中的各相的端子电压进行分压，并生成与那些分压值相应的检测信号Su～Sw。
微机51获取转矩传感器60、旋转角传感器61以及车速传感器62的检测结果(Trq、θma、V)。另外，微机51获取电流传感器53u、53v、53w的检测结果(Iu、Iv、Iw)以及电压传感器54u、54v、54w的检测结果(检测信号Su、Sv、Sw)。微机51基于这些获取到的检测结果生成PWM驱动信号α1～α6作为电机控制信号。PWM驱动信号α1～α6是用于使驱动电路52PWM(脉冲宽度调制)驱动的信号。但是，微机51在上位控制装置100中生成用于执行驾驶辅助控制的指令值S＊时，进一步考虑该指令值S＊来生成PWM驱动信号α1～α6。
驱动电路52是将来自车载电池等直流电源(电源电压+Vcc)的直流电压转换为交流电压并供给至电机40的PWM方式的逆变器电路。驱动电路52通过相互并联地连接将串联连接的2个开关元件作为1组的3组开关臂而成。开关元件T1、T2构成对应于U相的开关臂，开关元件T3、T4构成对应于V相的开关臂，开关元件T5、T6构成对应于W相的开关臂。另外，开关元件T1、T3、T5设置于电源侧，开关元件T2、T4、T6设置于接地侧。
开关元件T1和开关元件T2的中点Pu、开关元件T3和开关元件T4的中点Pv、以及开关元件T5和开关元件T6的中点Pw经由供电线W1u～W1w与电机40的各相的线圈连接。通过基于由微机51生成的PWM驱动信号α1～α6切换开关元件T1～T6的导通截止，而从直流电源供给的直流电压被转换为三相(U相、V相、W相)的交流电压。电机40通过该转换的三相交流电压经由供电线W1u～W1w被供给至电机40的各相的线圈而驱动。
接着，对微型计算机51(以下简称为微机51)进行详细说明。如图3所示，微机51具有电流指令值运算电路70以及控制信号生成电路71。
电流指令值运算电路70运算电流指令值。电流指令值是与应使电机40产生的辅助力对应的电流量的目标值。电流指令值运算电路70分别获取车速V和转向操纵转矩Trq。电流指令值运算电路70基于车速V和转向操纵转矩Trq，来运算d/q坐标系中的q轴上的电流指令值亦即q轴电流指令值Iq＊、以及d/q坐标系中的d轴上的电流指令值亦即d轴电流指令值Id＊。转向操纵转矩Trq的绝对值越大、另外车速V的值越小，电流指令值运算电路70运算更大的绝对值的q轴电流指令值Iq＊。但是，电流指令值运算电路70在上位控制装置100中生成指令值S＊时，进一步考虑该指令值S＊来运算电流指令值(Iq＊、Id＊)。另外，在本例中，电流指令值运算电路70将d轴电流指令值Id＊固定在零(零值)。
控制信号生成电路71生成与电流指令值对应的PWM驱动信号α1～α6。控制信号生成电路71分别获取电流指令值(Iq＊、Id＊)、各相的电流值Iu、Iv、Iw以及电角度θma。控制信号生成电路71为了使电机40的实际的电流值(q轴电流值、d轴电流值)追随电流指令值(Iq＊、Id＊)，而通过基于各相的电流值Iu、Iv、Iw以及电角度θma的电流反馈控制的执行来生成PWM驱动信号α1～α6。
另外，在控制信号生成电路71中，有代替通过旋转角传感器61检测的电角度θma，使用由后述的旋转角推断电路77运算的推断电角度θmb的情况。
控制信号生成电路71具有d/q转换电路72、反馈控制电路(以下称为F/B控制电路。)73、d/q逆转换电路74以及PWM转换电路75。d/q转换电路72分别获取各相的电流值Iu、Iv、Iw以及电角度θma。d/q转换电路72通过基于电角度θma将各相的电流值Iu、Iv、Iw映射到d/q坐标上，来运算d/q坐标系中的电机40的实际的电流值亦即d轴电流值Id和q轴电流值Iq。
F/B控制电路73分别获取通过从d轴电流指令值Id＊减去d轴电流值Id所得到的d轴电流偏差ΔId、以及通过从q轴电流指令值Iq＊减去q轴电流值Iq所得到的q轴电流偏差ΔIq。F/B控制电路73为了使d轴电流值Id追随d轴电流指令值Id＊，通过执行基于d轴电流偏差ΔId的电流反馈控制，来运算d轴电压指令值Vd＊。另外，F/B控制电路73为了使q轴电流值Iq追随q轴电流指令值Iq＊，而通过执行基于q轴电流偏差ΔIq的电流反馈控制，来运算q轴电压指令值Vq＊。
d/q逆转换电路74分别获取d轴电压指令值Vd＊和q轴电压指令值Vq＊以及电角度θma。d/q逆转换电路74通过基于电角度θma将d轴电压指令值Vd＊和q轴电压指令值Vq＊映射到三相交流坐标系上，来运算三相交流坐标系中的各相的电压指令值Vu＊、Vv＊、Vw＊。
PWM转换电路75分别获取各相的电压指令值Vu＊、Vv＊、Vw＊。PWM转换电路75通过对各相的电压指令值Vu＊、Vv＊、Vw＊进行PWM转换，来生成PWM驱动信号α1～α6。这些PWM驱动信号α1～α6分别被施加给驱动电路52所对应的开关元件T1～T6的栅极端子。
在这里，在由于一些原因旋转角传感器61发生异常的情况下，在无法检测正确的电角度θma时，存在很难适当地控制电机40的可能。因此，在本例中，在旋转角传感器61发生异常的情况下，作为备用控制，执行所谓的无旋转角传感器控制。即，微机51基于电机40产生的感应电压(反电动势)来推断电角度，并使用该推断的电角度(以下，称为推断电角度。)继续控制电机40。
如图3所示，作为用于执行无旋转角传感器控制的结构，微机51具有端子电压值运算电路76、旋转角推断电路77、异常检测电路78、旋转角选择电路79以及判定电路90。
判定电路90判定驾驶辅助控制的执行判定条件的成立与否。例如，车道保持控制基于表示用于驾驶员开关车道保持控制功能的开关的状态的电信号Ssw、车速V以及转向操纵转矩Trq，来判定上述的车道保持控制的执行判定条件(A)～(C)的成立与否。判定电路90基于执行判定条件的成立与否的判定结果来设置标志F的值。判定电路90在判定为执行判定条件成立时，将标志F设置为1。另外，判定电路90在判定为执行判定条件不成立时，将标志F设置为零。
端子电压值运算电路76分别获取电压传感器54u、54v、54w的检测结果亦即检测信号Su、Sv、Sw。端子电压值运算电路76基于检测信号Su、Sv、Sw，来运算电机40中的各相的端子电压值Vu、Vv、Vw。
旋转角推断电路77分别获取各相的端子电压值Vu、Vv、Vw、转向操纵转矩Trq以及各相的电流值Iu、Iv、Iw。旋转角推断电路77基于各相的端子电压值Vu、Vv、Vw、转向操纵转矩Trq以及各相的电流值Iu、Iv、Iw，来运算推断电角度θmb。
异常检测电路78获取电角度θma。异常检测电路78基于电角度θma来检测旋转角传感器61的异常。异常检测电路78例如在电角度θma的本次值与前一次值之差的绝对值脱离预先决定的允许范围的情况下，检测旋转角传感器61的异常。允许范围考虑微机51的控制周期或者旋转角传感器61的检测公差来设定。异常检测电路78基于检测结果生成异常检测信号Se。异常检测信号Se包含表示旋转角传感器61的异常的有无的信息。
旋转角选择电路79分别获取由旋转角推断电路77运算的推断电角度θmb、由异常检测电路78生成的异常检测信号Se、以及电角度θma。旋转角选择电路79在异常检测信号Se表示旋转角传感器61未发生异常的意思时，选择旋转角传感器61的检测结果亦即电角度θma作为电机控制用的电角度。与此相对，旋转角选择电路79在异常检测信号Se表示旋转角传感器61发生异常的意思时，选择由旋转角推断电路77运算的推断电角度θmb作为电机控制用的电角度。
接着，对旋转角推断电路77进行详细说明。如图4所示，旋转角推断电路77具有相感应电压值运算电路84、感应电压值运算电路85、角速度运算电路86、第一推断电角度运算电路80、第二推断电角度运算电路81、作为选择电路的切换电路82以及累计电路83。
相感应电压值运算电路84分别获取各相的电流值Iu、Iv、Iw以及各相的端子电压值Vu、Vv、Vw。相感应电压值运算电路84基于各相的电流值Iu～Iw以及各相的端子电压值Vu、Vv、Vw，来运算三相交流坐标系中的各相的感应电压值eu、ev、ew。相感应电压值运算电路84也可以在运算各相的感应电压值eu、ev、ew时，考虑电机40的各相的线圈的电阻值。
感应电压值运算电路85分别获取由相感应电压值运算电路84运算的各相的感应电压值eu、ev、ew以及推断电角度θmb的前一次值(在1个运算周期前运算的值)。感应电压值运算电路85使用推断电角度θmb的前一次值将各相的感应电压值eu、ev、ew转换为d/q坐标系上的2相的作为矢量成分的感应电压值(ed、eq)。感应电压值运算电路85运算2相的感应电压值(ed、eq)的平方和的平方根作为感应电压值(绝对值)E。
角速度运算电路86获取由感应电压值运算电路85运算的感应电压值E。角速度运算电路86基于感应电压值E来运算电机40的电角度θma的每单位时间的变化量亦即电机40的角速度的推断值亦即推断角速度ωe。由于感应电压E和推断角速度ωe具有比例关系，所以通过感应电压值E除以规定的感应电压常量(反电动常数)来获得推断角速度ωe。
此外，在电机40的电角度θma和方向盘10(转向轴11)的旋转角度亦即转向操纵角θs之间具有相关关系。因此，在电机40的角速度和方向盘10的转向操纵角θs的每单位时间的变化量亦即转向操纵速度(ωs)之间也具有相关关系。
第一推断电角度运算电路80获取转向操纵转矩Trq、以及由角速度运算电路86运算的推断角速度ωe。第一推断电角度运算电路80基于推断角速度ωe，来运算1个运算周期中的推断电角度θmb的变化量亦即第一相加角度Δθm1。第一推断电角度运算电路80通过对推断角速度ωe乘以控制周期来运算第一相加角度Δθm1。其中，第一推断电角度运算电路80将转向操纵转矩Trq的值的正负视为电机40的旋转方向，并设定第一相加角度Δθm1的值的正负。
第二推断电角度运算电路81获取转向操纵转矩Trq。第二推断电角度运算电路81基于转向操纵转矩Trq，来运算1个运算周期中的推断电角度θmb的变化量亦即第二相加角度Δθm2。第二推断电角度运算电路81基于转向操纵转矩Trq的值的正负，来设定第二相加角度Δθm2的值的正负。此外，对于第二推断电角度运算电路81在后面详细叙述。
切换电路82获取第一相加角度Δθm1、第二相加角度Δθm2以及感应电压值E。切换电路82通过对感应电压值E和阈值电压(正值)进行比较，在第一相加角度Δθm1和第二相加角度Δθm2之间切换向累计电路83供给的相加角度。切换电路82在感应电压值E比阈值电压大时，将第一相加角度Δθm1供给至累计电路83。切换电路82在感应电压值E为阈值电压以下时，将第二相加角度Δθm2供给至累计电路83。
阈值电压根据基于感应电压值E运算的推断电角度θmb的误差是否为基于产品规格等要求的允许范围内的值，换言之，是否能够确保基于产品规格等要求的推断电角度θmb的运算精度的观点来设定。
在感应电压值E和电机40的角速度之间、以及电机40的角速度和转向操纵速度之间具有相关关系。因此，转向操纵速度越快，感应电压值E成为越大的值。相反，转向操纵速度越慢，感应电压值E成为越小的值。因此，在为转向操纵速度更慢的状况时，感应电压值E为阈值电压以下的值。在该状况下，由于各传感器(53u～53w、54u～54w)的检测值所包含的噪声的影响容易变大，所以很难确保推断电角度θmb的运算精度。与此相对，在为电机40的角速度、进而转向操纵速度更快的状况时，感应电压值E成为比阈值电压大的值。在该状况下，能够确保推断电角度θmb的运算精度。
累计电路83获取从切换电路82供给的第一相加角度Δθm1或者第二相加角度Δθm2。累计电路83具有存储推断电角度θmb的前一次值(1个运算周期前的值)的存储电路83a。累计电路83通过对存储电路83a中存储的推断电角度θmb的前一次值累计第一相加角度Δθm1或者第二相加角度Δθm2，来运算推断电角度θmb。
因此，旋转角推断电路77在为能够确保推断电角度θmb的运算精度的状况时(感应电压值E＞阈值电压)，基于感应电压值E来运算推断电角度θmb。即，旋转角推断电路77通过累计由第一推断电角度运算电路80运算的第一相加角度Δθm1来运算推断电角度θmb。与此相对，旋转角推断电路77在为不能确保推断电角度θmb的运算精度的状况时(感应电压值E≤阈值电压)，代替感应电压值E，基于转向操纵转矩Trq来运算推断电角度θmb。即，旋转角推断电路77通过累计由第二推断电角度运算电路81运算的第二相加角度Δθm2来运算推断电角度θmb。
在这里，在执行使用推断电角度θmb控制电机40的无旋转角传感器控制的情况下，考虑到执行基于由上位控制装置100生成的指令值S＊的驾驶辅助控制很困难的状况。例如，根据驾驶辅助控制的内容，假定驾驶员仅将手搭在方向盘10上的状况。在该情况下，由于驾驶员未进行积极的方向盘10的操作，所以存在无法检测转向操纵转矩Trq的可能。另外，由于电机40未旋转，所以也不会产生感应电压。因此，担心不能运算适当的推断电角度θmb。因此，在本例中以如下的方式构成第二推断电角度运算电路81。
接下来，对第二推断电角度运算电路进行说明。如图5所示，第二推断电角度运算电路81具有第一运算电路91、第二运算电路92以及作为预选择电路的切换电路93。
第一运算电路91基于转向操纵转矩Trq来运算第一预相加角度β1。第一运算电路91具有第一映射M1，使用该第一映射M1来运算第一预相加角度β1。
如图6的曲线图所示，第一映射M1是将横轴作为转向操纵转矩Trq、将纵轴作为第一预相加角度β1的映射，规定转向操纵转矩Trq和第一预相加角度β1的关系。第一映射M1具有如下的特性。即，在转向操纵转矩Trq的绝对值为第一阈值Trq1以上时，第一预相加角度β1的绝对值随着转向操纵转矩Trq的绝对值增大而增加，以第二阈值Trq2(＞Trq1)为边界维持在一定值。第一预相加角度β1的正负与转向操纵转矩Trq的正负一致。在转向操纵转矩Trq的绝对值的零附近(更为准确而言，小于第一阈值Trq1)的区域，设置有将第一预相加角度β1的值设为零的死区。
如图5所示，第二运算电路92基于由上位控制装置100生成的指令值S＊来运算第二预相加角度β2。第二运算电路92具有第二映射M2，使用该第二映射M2来运算第二预相加角度β2。
如图7的曲线图所示，第二映射M2是将横轴作为指令值S＊，将纵轴作为第二预相加角度β2的映射，规定指令值S＊和第二预相加角度β2的关系。第二映射M2具有如下的特性。即，在指令值S＊的绝对值为阈值Sth以上时，第二预相加角度β2的绝对值随着指令值S＊的绝对值增大而增加。第二预相加角度β2的正负与指令值S＊的正负一致。在指令值S＊的绝对值的零附近(更为准确而言，小于阈值Sth)的区域，设置有将第二预相加角度β2的值设为零的死区。
如图5所示，切换电路93获取由第一运算电路91运算的第一预相加角度β1、以及由第二运算电路92运算的第二预相加角度β2作为数据输入。另外，切换电路93获取由判定电路90设置的标志F的值作为控制输入。切换电路93基于标志F的值，在第一预相加角度β1和第二预相加角度β2之间切换作为第二相加角度Δθm2对累计电路83供给的值。切换电路93在标志F的值为零时，将第一预相加角度β1作为第二相加角度Δθm2供给至切换电路82。切换电路93在标志F的值为1时(更为准确而言，在标志F的值不为零时)，将第二预相加角度β2作为第二相加角度Δθm2供给至切换电路82。
根据本实施方式，能够得到以下的作用以及效果。
(1)根据驾驶辅助控制的内容，存在因驾驶员未进行积极的方向盘10的操作等而无法检测转向操纵转矩Trq的可能。这一点，在本例中，在开始执行无旋转角传感器控制的最初，感应电压值E为阈值电压以下的情况下，在基于来自上位控制装置100的指令值S＊的驾驶辅助控制被执行时，作为第二相加角度Δθm2，代替基于转向操纵转矩Trq的第一预相加角度β1，而使用基于指令值S＊的第二预相加角度β2。因此，在无法检测转向操纵转矩Trq的状况下，通过累计第二相加角度Δθm2来运算推断电角度θmb。因此，能够基于该运算出的推断电角度θmb来控制电机40的驱动。之后，在感应电压值E比阈值电压大时，通过代替第二相加角度Δθm2，而累计第一相加角度Δθm1来运算推断电角度θmb，并且基于该运算的推断电角度θmb来控制电机40的驱动。因此，能够在执行无旋转角传感器控制的情况下，执行驾驶辅助控制。
(2)第二推断电角度运算电路81具有第一运算电路91、第二运算电路92以及作为预选择电路的切换电路93。第一运算电路91基于转向操纵转矩Trq来运算第一预相加角度β1。第二运算电路92基于指令值S＊来运算第二预相加角度β2。切换电路93在基于指令值S＊的驾驶辅助控制的执行判定条件不成立时选择第一预相加角度β1作为第二相加角度Δθm2，在执行判定条件成立时选择第二预相加角度β2作为第二相加角度Δθm2。根据该结构，基于驾驶辅助控制的执行判定条件的成立与否，来适当地选择第一预相加角度β1或者第二预相加角度β2作为第二相加角度Δθm2。
(3)转向操纵控制装置50具有旋转角选择电路79。旋转角选择电路79选择通过设置于电机40的旋转角传感器61检测的电角度θma、以及由累计电路83运算的推断电角度θmb的任意一个作为为了控制针对电机40的供电所使用的电机40的电角度。旋转角选择电路79在无法检测旋转角传感器61的异常时选择通过旋转角传感器61检测的电角度θma，在可以检测旋转角传感器61的异常时选择由累计电路83运算的推断电角度θmb。根据该结构，在旋转角传感器61发生异常的情况下，能够使用推断电角度θmb继续控制针对电机40的供电。
(4)第二推断电角度运算电路81具有规定转向操纵转矩Trq与第一预相加角度β1的关系的第一映射M1、和规定指令值S＊与第二预相加角度β2的关系的第二映射M2。第二推断电角度运算电路81能够使用第一映射M1简单地运算第一预相加角度β1，使用第二映射M2简单地运算第二预相加角度β2。
(5)在第一映射M1中，在转向操纵转矩Trq的绝对值小于第一阈值Trq1时，将第一预相加角度β1的值设定为零。通过设置这样的死区，可抑制转向操纵转矩Trq的值在零附近在正值与负值之间精细地反复切换的现象，即第一预相加角度β1的值在正值与负值之间精细地反复切换的现象的影响。因此，能够确保第一预相加角度β1的运算精度。
(6)在第二映射M2中，在指令值S＊的绝对值小于阈值Sth时，第二预相加角度β2的值被设定为零。通过设置这样的死区，可抑制因噪声等的影响而指令值S＊的值在零附近在正值与负值之间精细地反复切换的现象，即第二预相加角度β2的值在正值与负值之间精细地反复切换的现象的影响。因此，能够确保第二预相加角度β2的运算精度。
此外，本实施方式也可以以如下的方式变更来实施。
作为第一映射M1和第二映射M2，也可以采用省略死区的结构。
在本例中，作为在旋转角传感器61发生了异常的情况下的备用控制执行了基于推断电角度θmb来控制电机40的无旋转角传感器控制，但也可以不是备用控制，而是始终不使用旋转角传感器61来控制电机40。在该情况下，也可以省略旋转角传感器61。
在本例中，将转向操纵控制装置50应用于对转向轴11(柱轴11a)赋予辅助力的类型的电动助力转向装置，但也可以将转向操纵控制装置50应用于对齿条轴12赋予辅助力的类型的电动助力转向装置。在该情况下，也可以在小齿轮轴11c设置转矩传感器60。

Claims (5)

1.一种转向操纵控制装置，至少基于转向操纵转矩来运算针对电机的电流指令值，并且基于上述电机产生的感应电压来运算上述电机的推断电角度，并使用该运算出的推断电角度来控制针对上述电机的供电，上述电机是对车辆的转向操纵机构赋予的动力的产生源，上述转向操纵控制装置包括：
第一推断电角度运算电路，基于上述感应电压来运算作为1个运算周期中的推断电角度的变化量的第一相加角度；
第二推断电角度运算电路，基于上述转向操纵转矩来运算作为1个运算周期中的推断电角度的变化量的第二相加角度；
选择电路，在上述感应电压比阈值电压大时选择上述第一相加角度，在上述感应电压为上述阈值电压以下时选择上述第二相加角度；以及
累计电路，通过对由上述选择电路选择的上述第一相加角度或者上述第二相加角度进行累计来运算上述推断电角度，
上述第二推断电角度运算电路在基于由上位控制装置为了改变上述电流指令值而生成的指令值的驾驶辅助控制被执行时，代替基于上述转向操纵转矩的上述第二相加角度，而使用基于由上述上位控制装置生成的上述指令值运算出的上述第二相加角度。
2.根据权利要求1所述的转向操纵控制装置，其中，
上述第二推断电角度运算电路具有：
第一运算电路，基于上述转向操纵转矩来运算作为1个运算周期中的推断电角度的变化量的第一预相加角度；
第二运算电路，基于由上述上位控制装置生成的上述指令值来运算作为1个运算周期中的推断电角度的变化量的第二预相加角度；以及
预选择电路，在基于上述指令值的驾驶辅助控制的执行判定条件不成立时选择上述第一预相加角度作为上述第二相加角度，在上述执行判定条件成立时选择上述第二预相加角度作为上述第二相加角度。
3.根据权利要求2所述的转向操纵控制装置，其中，
上述第二推断电角度运算电路还具有：第一映射，规定上述转向操纵转矩与上述第一预相加角度的关系；和第二映射，规定上述指令值与上述第二预相加角度的关系，
上述第二推断电角度运算电路使用上述第一映射来运算上述第一预相加角度，使用上述第二映射来运算上述第二预相加角度。
4.根据权利要求1～3中的任一项所述的转向操纵控制装置，其中，
具有旋转角选择电路，该旋转角选择电路选择通过设置于上述电机的旋转角传感器检测的电角度以及由上述累计电路运算出的推断电角度中的任意一个，作为为了控制针对上述电机的供电而使用的上述电机的电角度，
上述旋转角选择电路在未检测出上述旋转角传感器的异常时选择通过上述旋转角传感器检测的电角度，在检测出上述旋转角传感器的异常时选择由上述累计电路运算出的推断电角度。
5.根据权利要求3所述的转向操纵控制装置，其中，
在上述第一映射和上述第二映射中，在包含零值的规定范围内设定有死区。
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