CN109747704A - 转向操纵控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供在无旋转角传感器控制的执行中能够使针对驾驶员的转向操纵的转向操纵辅助的响应性提高的转向操纵控制装置。在执行无旋转角传感器控制的情况下，在感应电压值(E)为阈值电压以下时，基于第二相加角度(Δθm2)控制电机的驱动。第二相加角度(Δθm2)通过将分别对基于转向操纵转矩(Trq)运算出的第一预相加角度(β1)、以及基于感应电压微分值(dE)运算出的第二预相加角度(β2)乘以基于感应电压值E的规定的使用比率后的值相加来运算。通过使用该第二相加角度，能够运算出与驾驶员的转向操纵状况对应的更适当的推断电角度。

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日申请的日本申请专利2017-215015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赋予电机的转矩作为辅助力的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出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产生了某种异常时，代替基于旋转角传感器的检测结果的电角度，而执行使用基于在电机产生的感应电压(反电动势)推断出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。控制装置基于感应电压对相加角度(在一个运算周期的期间电机旋转的电角度)进行运算，并通过累计该相加角度来对推断电角度进行运算。相加角度的正负例如根据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。
电机产生的感应电压的值的大小与电机的每个单位时间的变化量亦即角速度具有比例关系。因此，越是电机的角速度较慢时，感应电压的值越小。该情况下，有可能由于噪声的影响容易变大等而难以确保推断电角度的运算精度，进而难以确保针对驾驶员的转向操纵的转向操纵辅助的响应性。
发明内容
本发明的目的之一在于提供在无旋转角传感器控制的执行中，能够使针对驾驶员的转向操纵的转向操纵辅助的响应性提高的转向操纵控制装置。
本发明的一方式是转向操纵控制装置，至少基于转向操纵转矩来运算对电机的电流指令值，并且基于上述电机产生的感应电压对上述电机的推断电角度进行运算，并使用该运算出的推断电角度控制对上述电机的供电，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，其基于上述感应电压对作为一个运算周期的推断电角度的变化量的第一相加角度进行运算；第二推断电角度运算电路，其基于上述转向操纵转矩对作为一个运算周期的推断电角度的变化量的第二相加角度进行运算；选择电路，其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，其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对上述推断电角度进行运算。上述第二推断电角度运算电路基于反映了转向操纵状态的转向操纵状态量的微分值来补偿上述第二相加角度的相位。
根据上述的构成，在电机产生的感应电压为阈值电压以下的情况下，根据基于转向操纵转矩的第二相加角度对推断电角度进行运算时，基于转向操纵状态量(转向操纵状态变量)的微分值补偿第二相加角度的相位。转向操纵状态量的微分值相对于转向操纵状态量相位提前。因此，通过基于转向操纵状态量的微分值补偿第二相加角度的相位，从而总计上该第二相加角度的相位也提前。通过使用该第二相加角度，能够运算出与驾驶员的转向操纵状况对应的更适当的推断电角度。因此，能够使针对驾驶员的转向操纵的转向操纵辅助的响应性提高。
本发明的其它方式是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，其基于上述转向操纵转矩对作为一个运算周期的推断电角度的变化量的第一预相加角度进行运算；第二运算电路，作为用于补偿上述第二相加角度的相位的处理，其基于上述转向操纵状态量的微分值对作为一个运算周期的推断电角度的变化量的第二预相加角度进行运算；以及分配运算电路，其通过将对上述第一预相加角度以及上述第二预相加角度乘以根据上述转向操纵状态量设定的使用比率后的值相加来对上述第二相加角度进行运算。
根据该构成，通过将分别对第一预相加角度以及第二预相加角度乘以根据转向操纵状态量设定的使用比率后的值相加来作为用于补偿第二相加角度的相位的处理，能够对与转向操纵状态对应的更适当的第二相加角度进行运算。
本发明的其它方式是在上述方式的转向操纵控制装置中，也可以上述第二推断电角度运算电路具有：第一映射，其规定上述转向操纵转矩与上述第一预相加角度的关系；第二映射，其规定上述转向操纵状态量与上述第二预相加角度的关系；以及第三映射，其用于基于上述转向操纵状态量对用于决定上述第一预相加角度与上述第二预相加角度的使用比率的分配增益进行运算。上述第二推断电角度运算电路能够使用上述第一映射简单地运算上述第一预相加角度，使用上述第二映射简单地运算上述第二预相加角度，并使用第三映射简单地运算分配增益。
本发明的其它方式是在上述方式的转向操纵控制装置中，也可以具有选择电路，该选择电路选择通过设于上述电机的旋转角传感器检测出的电角度、以及通过上述累计电路运算出的推断电角度的任意一个，作为为了控制对上述电机的供电所使用的上述电机的电角度的旋转角。优选上述旋转角选择电路在未检测到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出的电角度，在检测到上述旋转角传感器的异常时选择通过上述累计电路运算出的推断电角度。
根据该构成，在旋转角传感器产生了异常的情况下，能够使用推断电角度继续控制对电机的供电。
在上述的转向操纵控制装置中，优选上述转向操纵状态量是上述感应电压以及上述转向操纵转矩的至少一个。
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是表示安装转向操纵控制装置的一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是表示一实施方式的第二推断电角度运算电路所使用的第一映射的图表。
图7是表示一实施方式的第二推断电角度运算电路所使用的第二映射的图表。
图8是表示一实施方式的第二推断电角度运算电路所使用的第三映射的图表。
具体实施方式
以下，对本发明的转向操纵控制装置的一实施方式进行说明。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安装有转向操纵控制装置50。
转向操纵机构2具备方向盘10、和与方向盘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的下端部经由齿条小齿轮机构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以及齿条轴12构成的齿条小齿轮机构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。该往复直线运动分别经由分别与齿条轴12的两端连结的转向横拉杆14传递到左右的转向轮15、15，从而变更转向轮15、15的转向角θt。
辅助机构3具备电机40。电机40是对于转向操纵机构2赋予的动力(辅助力)的产生源，例如采用基于三相(U、V、W)的驱动电力旋转的三相无刷电机。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的旋转力传递到柱轴11a。传递到柱轴11a的旋转力经由齿条小齿轮机构13，转换为齿条轴12的轴向的力。该转换后的力作为辅助力对齿条轴12赋予，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，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设于柱轴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。
接下来，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向电机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，并生成与这些分压值对应的检测信号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52进行PWM(脉冲宽度调制)驱动的信号。
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两个开关元件作为一组的三组开关臂而构成。开关元件T1、T2构成与U相对应的开关臂，开关元件T3、T4构成与V相对应的开关臂，开关元件T5、T6构成与W相对应的开关臂。另外，开关元件T1、T3、T5设置在电源侧，开关元件T2、T4、T6设置在接地侧。
开关元件T1与开关元件T2的中点Pu、开关元件T3与开关元件T4的中点Pv、以及开关元件T5与开关元件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的接通断开，从直流电源供给的直流电压转换为三相(U相、V相、W相)的交流电压。该转换后的三相交流电压经由供电线W1u～W1w供给至电机40的各相的线圈从而电机40驱动。
接下来，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对电流指令值进行运算。电流指令值是与应该使电机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以及转向操纵转矩Trq。电流指令值运算电路70基于车速V以及转向操纵转矩Trq，对d/q坐标系上的q轴上的电流指令值亦即q轴电流指令值Iq＊、以及d/q坐标系上的d轴上的电流指令值亦即d轴电流指令值Id＊进行运算。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越运算出更大的绝对值的q轴电流指令值Iq＊。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＊固定为零值(zero)。
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＊)，而通过执行基于各相的电流值Iu、Iv、Iw以及电角度θma的电流反馈控制生成PWM驱动信号α1～α6。
另外，在控制信号生成电路71中，有时代替通过旋转角传感器61检测出的电角度θma，而使用由后述的旋转角推断电路77运算出的推断电角度θmb。
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基于电角度θma将各相的电流值Iu、Iv、Iw映射到d/q坐标上，从而对d/q坐标系上的电机40的实际的电流值亦即d轴电流值Id以及q轴电流值Iq进行运算。
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而得到的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而得到的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＊，而通过执行基于d轴电流偏差ΔId的电流反馈控制来对d轴电压指令值Vd＊进行运算。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的电流反馈控制来对q轴电压指令值Vq＊进行运算。
d/q逆转换电路74分别获取d轴电压指令值Vd＊以及q轴电压指令值Vq＊、和电角度θma。d/q逆转换电路74基于电角度θma将d轴电压指令值Vd＊以及q轴电压指令值Vq＊映射到三相的交流坐标系上，从而对三相的交流坐标系上的各相的电压指令值Vu＊、Vv＊、Vw＊进行运算。
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被分别施加给驱动电路52的对应的开关元件T1～T6的栅极端子。
这里，在由于某种原因而旋转角传感器61产生了异常的情况下，在不能够检测出正确的电角度θma时，有可能难以适当地控制电机40。因此在本例中，在旋转角传感器61产生了异常的情况下，作为备用控制，执行所谓的无旋转角传感器控制。即，微机51基于在电机40产生的感应电压(反电动势)推断电角度，并使用该推断出的电角度(以下，称为推断电角度。)继续控制电机40。
如图3所示，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、以及旋转角选择电路79，作为用于执行无旋转角传感器控制的构成。
端子电压值运算电路76分别获取作为电压传感器54u、54v、54w的检测结果的检测信号Su、Sv、Sw。端子电压值运算电路76基于检测信号Su、Sv、Sw，对电机40中的各相的端子电压值Vu、Vv、Vw进行运算。
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，对推断电角度θmb进行运算。
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的这次值与上次值之差的绝对值脱离预先决定的允许范围的情况下，检测出旋转角传感器61的异常。考虑微机51的控制周期或者旋转角传感器61的检测公差设定允许范围。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运算出的推断电角度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表示在旋转角传感器61未产生异常的主旨时，选择作为旋转角传感器61的检测结果的电角度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表示在旋转角传感器61产生了异常的主旨时，选择由旋转角推断电路77运算出的推断电角度θmb作为电机控制用的电角度。
接下来，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，对三相交流坐标系上的各相的感应电压值eu、ev、ew进行运算。相感应电压值运算电路84在对各相的感应电压值eu、ev、ew进行运算时，也可以考虑电机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运算出的各相的感应电压值eu、ev、ew、以及推断电角度θmb的上次值(在一个运算周期前运算出的值)。感应电压值运算电路85使用推断电角度θmb的上次值将各相的感应电压值eu、ev、ew转换为d/q坐标系上的两相的向量成分亦即感应电压值(ed、eq)。感应电压值运算电路85对两相的感应电压值(ed、eq)的平方和的平方根进行运算来作为感应电压值(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运算出的感应电压值E。角速度运算电路86基于感应电压值E对电机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进行运算。感应电压值E与推断角速度ωe具有比例关系，所以能够通过将感应电压值E除以规定的感应电压常数(反电动势常数)来得到推断角速度ωe。
此外，由于电机40经由减速机构42与转向轴11连结，所以电机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之间有相关关系。因此，能够基于电机40的电角度θma对转向操纵角θs进行运算。电机40的角速度与方向盘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运算出的推断角速度ωe。第一推断电角度运算电路80基于推断角速度ωe对作为一个运算周期的推断电角度θmb的变化量的第一相加角度Δθm1进行运算。第一推断电角度运算电路80通过对推断角速度ωe乘以控制周期来对第一相加角度Δθm1进行运算。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，来设定第一相加角度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对作为一个运算周期的推断电角度θmb的变化量的第二相加角度Δθm2进行运算。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，设定第二相加角度Δθm2的值的正负。此外，第二推断电角度运算电路81在后面详细描述。
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通过感应电压值E与阈值电压(正值)的比较，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。
根据基于感应电压值E运算出的推断电角度θmb的误差是否为基于产品规格等要求的允许范围内的值，换句话说，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阈值电压。
在感应电压值E与电机40的角速度之间、以及电机40的角速度与转向操纵速度之间有相关关系。因此，转向操纵速度越快时，感应电压值E越成为更大的值。相反，转向操纵速度越慢时，感应电压值E越成为更小的值。因此，在转向操纵速度是更慢的状况时，感应电压值E成为阈值电压以下的值。在该状况下，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，所以难以确保推断电角度θmb的运算精度。与此相对，在电机40的角速度更快，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的上次值(一个运算周期前的值)的存储电路83a。累计电路83通过对存储于存储电路83a的推断电角度θmb的上次值累计第一相加角度Δθm1或者第二相加角度Δθm2，来对推断电角度θmb进行运算。
因此，旋转角推断电路77在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对推断电角度θmb进行运算。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运算出的第一相加角度Δθm1对推断电角度θmb进行运算。与此相对，旋转角推断电路77在不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)，代替感应电压值E，而基于转向操纵转矩Trq对推断电角度θmb进行运算。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运算出的第二相加角度Δθm2对推断电角度θmb进行运算。
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，特别是在感应电压值E是比阈值电压小的值时，也有要求使针对驾驶员的转向操纵的转向操纵辅助的响应性进一步提高的情况。
因此，在本例中如以下那样构成第二推断电角度运算电路81。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、分配运算电路93、以及微分器94。
微分器94通过对感应电压值E进行微分来对感应电压微分值dE进行运算。感应电压微分值dE的相位相对于感应电压值E提前。第一运算电路91基于转向操纵转矩Trq对第一预相加角度β1进行运算。第一运算电路91具有第一映射M1，使用该第一映射M1对第一预相加角度β1进行运算。
如图6的图表所示，第一映射M1是横轴为转向操纵转矩Trq，纵轴为第一预相加角度β1的映射，规定转向操纵转矩Trq与第一预相加角度β1的关系。第一映射M1具有以下那样的特性。即，在转向操纵转矩Trq的绝对值在第一阈值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，并以第二阈值Trq2(＞Trq1)为边界维持为恒定值。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(更正确而言，是小于第一阈值Trq1)的区域，设置有使第一预相加角度β1的值为零的死区。
如图5所示，第二运算电路92基于感应电压微分值dE对第二预相加角度β2进行运算。第二运算电路92具有第二映射M2，并使用该第二映射M2对第二预相加角度β2进行运算。
如图7的图表所示，第二映射M2是横轴为感应电压微分值dE，纵轴为第二预相加角度β2的映射，规定感应电压微分值dE与第二预相加角度β2的关系。第二映射M2具有以下那样的特性。即，在感应电压微分值dE的绝对值在第一阈值dE1以上时，第二预相加角度β2的绝对值随着感应电压微分值dE的绝对值增大而增加，并以第二阈值dE2(＞dE1)为边界维持为恒定值。第二预相加角度β2的正负与感应电压微分值dE的正负一致。在感应电压微分值dE的绝对值的零附近(更正确而言，是小于第一阈值dE1)的区域，设置有使第二预相加角度β2的值为零的死区。
如图5所示，分配运算电路93基于感应电压值E决定第一预相加角度β1和第二预相加角度β2的使用比率，并基于该决定出的使用比率对第二相加角度Δθm2进行运算。
分配运算电路93具有第三映射M3，并使用该第三映射M3对分配增益G进行运算。分配增益G为了决定第一预相加角度β1与第二预相加角度β2的使用比率而使用。
如图8的图表所示，第三映射M3是横轴为感应电压值E，纵轴为分配增益G的映射，规定感应电压值E与分配增益G的关系。第三映射M3具有以下那样的特性。即，感应电压值E越增大，分配增益G越设定为更大的值。相反，感应电压值E越减少，分配增益G越设定为更小的值。另外，分配增益G是0～1的范围的值。
分配运算电路93通过将分配增益G应用于下式(A)，对第二相加角度Δθm2进行运算。
Δθm2＝β1·G+β2·(1－G) (A)
其中，G是分配增益，也是第一预相加角度β1的使用比率。1－G是第二预相加角度β2的使用比率。
在式(A)中，分配增益G设定为0～1的值。在分配增益G为零时，第二预相加角度β2的使用比率为100％。在分配增益G为1时，第一预相加角度β1的使用比率为100％。在分配增益G为1与0之间的值时，第一预相加角度β1与第二预相加角度β2分别以与分配增益G的值对应的使用比率相加。这样一来，根据分配增益G的值调节第一预相加角度β1与第二预相加角度β2的使用比率。
如先前的图8的图表所示，感应电压值E越大，分配增益G越被设定为更大的值。因此，感应电压值E的值越大，第一预相加角度β1的使用比率越大，第二预相加角度β2的使用比率越小。相反，感应电压值E越小，分配增益G越被设定为更小的值。因此，感应电压值E越小，第二预相加角度β2的使用比率越大，第一预相加角度β1的使用比率越小。
因此，根据本实施方式，能够得到以下的作用以及效果。
(1)在执行无旋转角传感器控制的情况下，在感应电压值E为阈值电压以下时，难以确保感应电压值E的运算精度，所以代替基于感应电压值E的第一相加角度Δθm1，而基于第二相加角度Δθm2控制电机40的驱动。这里，基于反映了转向操纵状态的转向操纵状态量(状态变量)亦即感应电压值E的微分值，补偿了第二相加角度Δθm2的相位。即，如先前的式(A)所示，通过将分别对基于转向操纵转矩Trq运算出的第一预相加角度β1、以及基于感应电压微分值dE运算出的第二预相加角度β2乘以基于感应电压值E的规定的使用比率后的值相加来进行运算。感应电压微分值dE相对于感应电压值E相位提前时，由于第一预相加角度β1与基于该感应电压微分值dE的第二预相加角度β2相加，所以作为总额的第二相加角度Δθm2的相位提前。通过使用该相位补偿后的第二相加角度Δθm2，运算出与驾驶员的转向操纵状况对应的更适当的推断电角度θmb。因此，能够使针对驾驶员的转向操纵的转向操纵辅助的响应性提高。进而，也能够抑制驾驶员的转向操纵时的摩擦感。
(2)感应电压值E越小，分配运算电路93越将基于感应电压微分值dE的第二预相加角度β2的使用比率设定为更大的值。因此，第二相加角度Δθm2成为与转向操纵状态对应的更适当的值。
(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选择通过设置在电机40的旋转角传感器61检测出的电角度θma、以及通过累计电路83运算出的推断电角度θmb的任意一个，作为为了控制对电机40的供电所使用的电机40的电角度。旋转角选择电路79在未检测到旋转角传感器61的异常时选择通过旋转角传感器61检测出的电角度θma，在检测到旋转角传感器61的异常时选择通过累计电路83运算出的推断电角度θmb。根据该构成，在旋转角传感器61产生了异常的情况下，能够使用推断电角度θmb继续控制对电机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、和规定感应电压微分值dE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，并能够使用第二映射M2简单地运算第二预相加角度β2。另外，第二推断电角度运算电路81具有规定感应电压值E与分配增益G的关系的第三映射M3。第二推断电角度运算电路81能够使用第三映射M3简单地运算分配增益G。
(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，第一预相加角度β1的值设定为零。通过设置这样的死区，能够抑制转向操纵转矩Trq的值在零附近精细地在正值与负值之间反复切换的现象，即第一预相加角度β1的值精细地在正值与负值之间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，在感应电压微分值dE小于第一阈值dE1时，第二预相加角度β2的值设定为零。通过设置这样的死区，能够抑制由于噪声等的影响，而感应电压微分值dE的值在零附近精细地在正值与负值之间反复切换的现象，即第二预相加角度β2的值精细地在正值与负值之间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，也可以如以下那样变更实施本实施方式。也可以采用省去了死区的构成，作为第一映射M1以及第二映射M2。
如在图5括号内的附图标记所示，也可以第二推断电角度运算电路81代替感应电压微分值dE，而使用通过对转向操纵转矩Trq进行微分得到的转向操纵转矩微分值dTrq对第二预相加角度β2进行运算。该情况下，如先前的图7括号内的附图标记所示，使用规定转向操纵转矩微分值dTrq(绝对值)与第二预相加角度β2的关系的映射，作为第二映射M2。在转向操纵转矩Trq变化时，立即对基于转向操纵转矩微分值dTrq的第二预相加角度β2进行运算。特别是，在改善(降低)对于转向操纵转矩Trq的摩擦感的情况下，优选使用转向操纵转矩微分值dTrq。通过抑制摩擦感，也能够进一步提高转向操纵辅助的响应性。
另外，也可以第二推断电角度运算电路81使用感应电压微分值dE以及转向操纵转矩微分值dTrq双方来对第二预相加角度β2进行运算。在该情况下，通过以规定的使用比率将基于转向操纵转矩Trq的预相加角度、基于感应电压微分值dE的预相加角度、以及基于转向操纵转矩微分值dTrq的预相加角度相加，来对第二相加角度Δθm2进行运算。这样一来，针对驾驶员的转向操纵的转向操纵辅助的响应性提高，并且能够抑制对转向操纵转矩Trq的摩擦感。
第一推断电角度运算电路80基于根据感应电压值E得到的推断角速度ωe对第一相加角度Δθm1进行运算，但也可以进一步考虑感应电压微分值dE对第一相加角度Δθm1进行运算。具体而言，采用与先前的图5所示的第二推断电角度运算电路81相同的构成，作为第一推断电角度运算电路80。即，通过将分别对基于推断角速度ωe(感应电压值E)的第一预相加角度(β1)、以及基于感应电压微分值dE的第二预相加角度(β2)乘以根据感应电压值E设定的使用比率后的值相加，来对第一相加角度Δθm1进行运算。
在本例中，作为在旋转角传感器61产生了异常的情况下的备用控制执行了基于推断电角度θmb控制电机40的无旋转角传感器控制，但也可以不作为备用控制，而一直不使用旋转角传感器61控制电机40。该情况下，也可以省去旋转角传感器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。该情况下，也可以将转矩传感器60设置于小齿轮轴11c。

Claims (6)

1.一种转向操纵控制装置，至少基于转向操纵转矩来运算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一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一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基于反映了转向操纵状态的转向操纵状态量的微分值来补偿上述第二相加角度的相位。
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一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，基于上述转向操纵状态量的微分值来运算作为一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
分配运算电路，作为用于补偿上述第二相加角度的相位的处理，通过将上述第一预相加角度以及上述第二预相加角度分别乘以根据上述转向操纵状态量设定的使用比率后的值相加来运算上述第二相加角度。
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；
第二映射，规定上述转向操纵状态量与上述第二预相加角度的关系；以及
第三映射，用于基于上述转向操纵状态量对用于决定上述第一预相加角度与上述第二预相加角度的使用比率的分配增益进行运算。
4.根据权利要求1～3中的任意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出的电角度、以及由上述累计电路运算出的推断电角度的任意一个，作为为了控制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到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出的电角度，在检测到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1～3中的任意一项所述的转向操纵控制装置，其中，
上述转向操纵状态量是上述感应电压以及上述转向操纵转矩中的至少一方。
6.根据权利要求3所述的转向操纵控制装置，其中，
在上述第一映射以及上述第二映射中，在包含零值的规定范围内设定有死区。
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