CN109911002B - 转向操纵控制装置 - Google Patents

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Abstract

提供能够改善推定电角的变动对转向操纵感觉的影响的转向操纵控制装置。转向操纵控制装置具备使用通过运算进行推定的推定电角θmb对马达的驱动进行无传感器控制的微机(51)。微机(51)在对推定电角θmb进行运算时，根据通过第一加算角度Δθm1或者第二加算角度Δθm2的累计得到的值来对推定电角θmb进行运算。而且，微机(51)构成为能够通过使第一加算角度Δθm1以及第二加算角度Δθm2的变化量可变，来调整推定电角θmb的变动的振动分量。

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22日申请的日本申请专利2017-225204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
例如，在日本特开2014－138530号公报公开了基于输入到车辆的转向操纵机构的转向操纵转矩给予马达的转矩作为辅助力的电动助力转向装置。该电动助力转向装置的转向操纵控制装置代替使用基于检测马达的旋转角的旋转角传感器的检测结果得到的电角，而基于在马达产生的感应电压(反电动势)对加算角度进行运算，并使用根据通过该加算角度的累计得到的值推定的推定电角对马达的驱动进行无传感器控制。
在日本特开2014－138530号公报中，在进行无传感器控制的情况下，由于推定电角的变动而在马达产生振动，或者产生马达的失调。换句话说，有推定电角的变动给予转向操纵感觉负面影响的担心。
发明内容
本发明的目的之一在于提供能够改善推定电角的变动对转向操纵感觉的影响的转向操纵控制装置。
本发明的一方式的转向操纵控制装置具备使用通过基于为了使车辆的转向轮转向而输入到转向操纵机构的转向操纵转矩对作为基于该转向操纵机构的辅助力的产生源的马达的驱动进行运算推定的推定电角进行无传感器控制的控制电路，上述控制电路构成为在对上述推定电角进行运算时，对加算角度进行运算并根据通过该加算角度的累计得到的值对上述推定电角进行运算，使上述加算角度的变化量可变，从而能够调整上述推定电角的变动的振动分量。
根据该方式，使加算角度的变化量可变是管理推定电角的变动，能够管理由于该推定电角的变动而产生的马达的振动、马达的失调。由此，例如，对于推定电角的变动，能够调整为抑制马达的振动输入给驾驶员的转向操纵，或者调整为使马达的失调的频率减少抑制驾驶员的转向操纵的卡住感觉，而能够自由地调整转向操纵感觉。该情况下，能够改善推定电角的变动对转向操纵感觉的影响。
本发明的其它方式优选在上述方式的转向操纵控制装置中，上述控制电路在对上述推定电角进行运算时，为了提高上述振动分量的频率而使上述加算角度的变化量增大。
根据该方式，通过使加算角度的变化量增大，推定电角的变动幅度增大，能够提高上述振动分量的频率。由此，对于上述振动分量的频率，能够从驾驶员能够感受到的频率区域偏移。该情况下，对以抑制由于推定电角的变动而产生的马达的振动输入给驾驶员的转向操纵的方式改善转向操纵感觉有效。
本发明的其它方式优选在上述方式的转向操纵控制装置中，上述控制电路在对上述推定电角进行运算时，为了降低上述振动分量的频率而使上述加算角度的变化量减少。根据该方式，通过使加算角度的变化量减少，推定电角的变动幅度变小，能够降低上述振动分量的频率。由此，对于上述振动分量的频率，能够减少马达的失调。该情况下，对以抑制由于推定电角的变动而产生的驾驶员的转向操纵的卡住感觉的方式改善转向操纵感觉有效。
本发明的其它方式优选在上述方式的转向操纵控制装置中，优选上述控制电路根据上述车辆的车速值使上述加算角度的变化量增减可变，在上述车速值与预先决定的通常速度相比较高的情况下，为了提高上述振动分量的频率而使上述加算角度的变化量增大，并且在上述车速值与上述通常速度相比较低的情况下，为了降低上述振动分量的频率而使上述加算角度的变化量减少。
根据该方式，由于使用车速值作为用于使加算角度的变化量可变的指标，所以能够扩大转向操纵感觉的调整的幅度。而且，在车速值与通常速度相比较高的情况下，可以说是转向操纵的变化较少的状况，若马达进行振动等则对转向操纵感觉的负面影响较大。该情况下，提高推定电角的变动的振动分量的频率，所以能够抑制输入给驾驶员的转向操纵。另一方面，在车速值与通常速度相比较低的情况下，可以说是转向操纵的变化可能较大的状况，若有驾驶员的转向操纵的卡住感觉等则对转向操纵感觉的负面影响较大。该情况下，降低推定电角的变动的振动分量的频率，所以能够抑制驾驶员的转向操纵的卡住感觉。因此，能够根据状况使推定电角的变动的振动分量的频率的高低最佳化，能够实现更良好的转向操纵感觉。
本发明的其它方式优选在上述方式的转向操纵控制装置中，上述控制电路构成为具有在上述马达产生的感应电压的大小被设定为比规定的阈电压值大的高压值的情况下，根据通过基于根据上述感应电压运算出的推定角速度和实际电角与上述推定电角的电角误差运算出的第一加算角度的累计得到的值对上述推定电角进行运算的第一推定运算状态、和在上述马达产生的感应电压的大小被设定为规定的阈电压值以下的低压值的情况下，根据通过基于上述转向操纵转矩运算出的第二加算角度的累计得到的值对上述推定电角进行运算的第二推定运算状态，上述控制电路在以上述第一推定运算状态对上述推定电角进行运算时，使上述第一加算角度的变化量可变，并且在以上述第二推定运算状态对上述推定电角进行运算使，使上述第二加算角度可变，从而能够调整上述振动分量。
根据该方式，为了根据感应电压的大小执行适当的无传感器控制，而切换第一推定运算状态以及第二推定运算状态。对于这样的构成，如上述那样，在为了改善转向操纵感觉，例如仅使第二加算角度的变化量可变的情况下，若在该变化量较大的状态下从第二推定运算状态切换为第一推定运算状态，则容易从刚进行该切换之后推定电角相对于实际电角较大地偏移。该情况下，推定电角变得不稳定，而转向操纵感觉恶化。与此相对，在上述方式的情况下，并不仅限于第二加算角度，对于第一加算角度也能够使变化量可变，所以即使在刚从第二推定运算状态切换为第一推定运算状态之后，推定电角相对于实际电角较大地偏移，也能够进行减小这样的偏移那样的调整，能够抑制推定电角变得不稳定。因此，能够抑制转向操纵感觉的恶化，进而能够实现转向操纵感觉的改善。
附图说明
根据参照附图下述的详细记述，本公开的上述目的以及其它的目的、特征、优点变得更加明确。其中，
图1是表示电动助力转向装置的概略的图。
图2是表示上述电动助力转向装置的电构成的框图。
图3是表示上述电动助力转向装置的转向操纵控制装置的微机的功能的框图。
图4是表示上述微机的旋转角推定电路的功能的框图。
图5是表示上述旋转角推定电路的第一加算角度运算电路的功能的框图。
图6是针对表示电角误差与修正加算角度的关系的修正加算角度映射示出与车速值对应的特性的图。
图7是针对上述旋转角推定电路表示其第二加算角度运算电路的功能的框图。
图8是针对表示转向操纵转矩与转矩加算角度的关系的转矩加算角度映射示出与车速值对应的特性的图。
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。
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与作为转向轴的齿条轴12连结。此外，齿条轴12被未图示的齿条壳体支承。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传递到转向轮15，从而转向轮15的转向角θt变化。
辅助机构3具备作为给予转向操纵机构2的动力(辅助力)的产生源的马达40。例如，马达40是基于三相(U、V、W)的驱动电力旋转的三相无刷马达。马达40的旋转轴41经由减速机构42与柱轴11a连结。辅助机构3经由减速机构42将马达40的旋转轴41的旋转力转换为使齿条轴12在轴向往复直线运动的力。给予该齿条轴12的轴向的力成为动力(辅助力)，使转向轮15的转向角θt变化。
如图1所示，在马达40连接有控制该马达40的驱动的转向操纵控制装置50。转向操纵控制装置50基于各种传感器的检测结果，控制作为马达40的控制量的电流的供给，从而控制马达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。旋转角传感器61设于马达40。转矩传感器60检测通过驾驶员的转向的操作在转向轴11伴随着变化产生的操作状态量亦即转向操纵转矩Trq。旋转角传感器61检测马达40的旋转轴41的旋转角(电角)θma。车速传感器62检测车辆的行驶速度亦即车速值V。
接下来，对电动助力转向装置1的电构成进行说明。如图2所示，转向操纵控制装置50具备生成马达40的驱动所需要的马达控制信号的微机(微型计算机)51、和基于该马达控制信号向马达40供给电流的驱动电路52。微机51获取转矩传感器60、旋转角传感器61、车速传感器62的检测结果。另外，微机51获取设在驱动电路52与马达40之间的供电线W1u～W1w的电流传感器53u～53w的检测结果亦即马达40的各相电流值Iu～Iw。另外，微机51获取设在微机51与驱动电路52之间的信号线W2u～W2w上的电压传感器54u～54w的检测结果亦即马达40的各相端子电压值Vu～Vw(更正确而言，是其检测信号Su～Sw)。然后，微机51生成马达控制信号，并作为为了使驱动电路52进行PWM(脉冲宽度调制)驱动的PWM驱动信号α1～α6输出给该驱动电路52。在本实施方式中，微机51是控制电路的一个例子。
驱动电路52具备构成将车载电池等直流电源(电源电压+Vcc)的正极与马达40的端子连接的上侧臂的开关元件T1、T3、T5、和构成将直流电源的负极与马达40的端子连接的下侧臂的开关元件T2、T4、T6。即，驱动电路52由上侧臂的开关元件T1、T3、T5与下侧臂的开关元件T2、T4、T6的三组构成。开关元件T1、T2的中点Pu、开关元件T3、T4的中点Pv、以及开关元件T5、T6的中点Pw分别经由供电线W1u～W1w与马达40的各相的线圈连接。在该驱动电路52中，通过基于微机51输出的PWM驱动信号α1～α6切换开关元件T1～T6的接通断开，将从直流电源(电源电压+Vcc)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供给至马达40的各相的线圈从而驱动该马达40。
在开关元件T1～T6的各中点Pu～Pw分别连接有电压传感器54u～54w。电压传感器54u～54w分别通过分压电阻R1、R2对各相的端子电压的检测值进行分压，并将这些分压值作为检测信号Su～Sw分别经由信号线W2u～W2w输出给微机51。
接下来，对微机51的功能进行详细说明。微机51分别具备未图示的中央处理装置(CPU(Central Processing Unit))以及存储器，通过由CPU以规定的控制周期反复执行存储于存储器的程序，控制马达40的驱动。
如图3所示，微机51具有对与应该使马达40产生的辅助力对应的电流量的目标值亦即电流指令值进行运算(生成)的电流指令值运算电路70、以及生成与电流指令值对应的PWM驱动信号α1～α6的控制信号生成电路71。
在电流指令值运算电路70分别输入有车速值V以及转向操纵转矩Trq。电流指令值运算电路70基于车速值V以及转向操纵转矩Trq，运算并生成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＊。此外，转向操纵转矩Trq的绝对值越大，车速值V越小，电流指令值运算电路70越生成成为更大的绝对值的q轴电流指令值Iq＊。在本实施方式中，微机51使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＊固定为零值(zero)。
在控制信号生成电路71分别输入有由电流指令值运算电路70生成的q轴电流指令值Iq＊、d轴电流指令值Id＊(零值)、各相电流值Iu～Iw、以及电角θm(控制用的电角)。控制信号生成电路71基于各相电流值Iu～Iw以及电角θm，通过为了使马达40的实际电流值追随q轴电流指令值Iq＊的电流反馈控制的执行生成PWM驱动信号α1～α6，并输出给驱动电路52。在本实施方式中，作为电角θm，输入作为旋转角传感器61的检测结果的旋转角(电角)θma以及后述的旋转角推定电路77运算出(生成)的推定电角θmb的任意一个。
具体而言，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。在d/q转换电路72分别输入有各相电流值Iu～Iw以及电角θm。d/q转换电路72基于电角θm，将各相电流值Iu～Iw映射到d/q坐标上，从而运算并生成d/q坐标系上的马达40的实际电流值亦即d轴电流值Id以及q轴电流值Iq。
在F/B控制电路73分别输入有通过从通过电流指令值运算电路70的处理生成的d轴电流指令值Id＊以及q轴电流指令值Iq＊减去通过d/q转换电路72的处理生成的d轴电流值Id以及q轴电流值Iq得到的d轴电流偏差ΔId以及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，运算并生成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，运算并生成q轴电压指令值Vq＊。
在d/q逆转换电路74分别输入有通过F/B控制电路73的处理生成的d轴电压指令值Vd＊以及q轴电压指令值Vq＊、和电角θm。d/q逆转换电路74基于电角θm，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，从而运算并生成三相的交流坐标系上的各相电压指令值Vu＊～Vw＊。
在PWM转换电路75分别输入有通过d/q逆转换电路74的处理生成的各相电压指令值Vu＊～Vw＊。PWM转换电路75通过对各相电压指令值Vu＊～Vw＊进行PWM转换，生成PWM驱动信号α1～α6。该PWM驱动信号α1～α6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。
另外，微机51在旋转角传感器61产生了不能够检测出正常值的异常的情况下，为了代替使用基于该旋转角传感器61的检测结果得到的旋转角θma，而使用基于运算推定的推定电角θmb来继续控制马达40的驱动进行无传感器控制作为备用控制。
如图3所示，微机51具有端子电压值运算电路76、旋转角推定电路77、异常检测电路78、以及旋转角选择电路79。在端子电压值运算电路76分别输入有电压传感器54u～54w的检测信号Su～Sw。端子电压值运算电路76基于检测信号Su～Sw，运算并生成马达40的各相端子电压值Vu～Vw。
在旋转角推定电路77分别输入有通过端子电压值运算电路76的处理生成的各相端子电压值Vu～Vw、转向操纵转矩Trq、车速值V、以及各相电流值Iu～Iw。旋转角推定电路77基于各相端子电压值Vu～Vw、转向操纵转矩Trq、车速值V、以及各相电流值Iu～Iw，运算并生成推定电角θmb。
在异常检测电路78输入有旋转角θma。异常检测电路78基于旋转角θma，生成表示在旋转角传感器61产生了不能够检测出正常值的异常的意思的异常检测信号Se。例如，异常检测电路78在旋转角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到异常。允许范围考虑微机51的控制周期、旋转角传感器61的传感器公差，设定为能够检测出异常的范围。
在旋转角选择电路79分别被输入通过旋转角推定电路77的处理生成的推定电角θmb、通过异常检测电路78的处理生成的异常检测信号Se、以及旋转角θma。旋转角选择电路79在未输入异常检测信号Se，而在旋转角传感器61未产生异常的情况下(正常的情况下)，为了使用该旋转角传感器61的检测结果亦即旋转角θma作为控制用的电角，而生成该旋转角θma作为电角θm。该情况下，在控制信号生成电路71中，使用旋转角θma作为电角θm来执行各种运算。
另一方面，旋转角选择电路79在被输入异常检测信号Se，而在旋转角传感器61产生了异常的情况下(不正常的情况下)，为了代替使用该旋转角传感器61的检测结果亦即旋转角θma作为控制用的电角，而使用在旋转角推定电路77生成的推定电角θmb作为电角，生成该推定电角θmb作为电角θm。该情况下，在控制信号生成电路71中，使用推定电角θmb作为电角θm来执行各种运算。
这里，对旋转角推定电路77的功能进行更详细的说明。如图4所示，旋转角推定电路77具有基于在马达40产生的感应电压对为了运算(推定)推定电角θmb的第一加算角度Δθm1进行运算的第一加算角度运算电路80、和基于转向操纵转矩Trq对为了运算(推定)推定电角θmb的第二加算角度Δθm2进行运算的第二加算角度运算电路81。另外，旋转角推定电路77具有切换使用第一加算角度运算电路80以及第二加算角度运算电路81的哪个运算结果来对推定电角θmb进行运算的切换电路82、和通过在推定电角θmb的上次值累计第一加算角度Δθm1以及第二加算角度Δθm2的任意一个来对推定电角θmb进行运算(生成)的累计电路83。
首先，对马达40的感应电压的运算(生成)进行说明。旋转角推定电路77具有相感应电压值运算电路84。在相感应电压值运算电路84分别输入有各相电流值Iu～Iw、以及各相端子电压值Vu～Vw。相感应电压值运算电路84基于各相电流值Iu～Iw、以及各相端子电压值Vu～Vw，考虑各相的线圈的电阻值运算并生成三相交流坐标系上的各相感应电压值eu、ev、ew。
另外，旋转角推定电路77具有感应电压值运算电路85。在感应电压值运算电路85分别输入有通过各相感应电压值运算电路84的处理生成的各相感应电压值eu、ev、ew、以及推定电角θmb的上次值(一个控制周期前运算出的值)。感应电压值运算电路85为了将各相感应电压值eu、ev、ew转换为d/q坐标系上的值，基于推定电角θmb的上次值对二相的感应电压值ed、eq进行运算。然后，感应电压值运算电路85作为二相的感应电压值ed、eq的平方和的平方根运算并生成感应电压值(绝对值)E。
另外，感应电压值运算电路85基于二相的感应电压值ed、eq，运算并生成电角误差Δθm。
具体而言，若在实际电角与推定电角θmb之间有误差，则将基于推定电角θmb的两相的坐标系设为γ/δ坐标系的情况下的坐标系相对于二相的d/q坐标系偏移。该情况下，对电流进行向量控制时的电流向量相对于d/q坐标系的q轴偏移。例如，在γ/δ坐标系相对于d/q坐标系向提前方向偏移的情况下，转子相对于转矩的产生方向反转等而马达40失调。为了抑制这样的马达40的失调，构成为以γ/δ坐标系相对于d/q坐标系向延迟方向偏移的方式修正推定电角θmb。
为了推定电角θmb的修正，感应电压值运算电路85基于d/q坐标系的感应电压值eq，计算γ/δ坐标系的γ轴上的感应电压值eγ，并利用在d/q坐标系上产生感应电压值E，求出将感应电压值eγ(绝对值)除以感应电压值E后的值的正弦(sin)来运算并生成电角误差Δθm。
另外，旋转角推定电路77具有角速度运算电路86。在角速度运算电路86输入有通过感应电压值运算电路85的处理生成的感应电压值E。角速度运算电路86基于感应电压值E，运算并生成马达40的旋转角θma的变化亦即马达40的角速度，即作为旋转速度的推定值的推定角速度ωe。此外，感应电压值E与推定角速度ωe具有比例关系，将感应电压值E除以预先决定的感应电压常数(反电动势常数)得到的值是推定角速度ωe。另外，马达40的旋转角θma与方向盘10(转向轴11)的旋转角度亦即转向操纵角θs(如图1所示)相关。换句话说，马达40的角速度，即旋转速度与方向盘10的转向操纵角θs的变化量亦即转向操纵速度ωs相关。
另外，旋转角推定电路77具有保舵判定电路87。在保舵判定电路87输入有通过角速度运算电路86的处理生成的推定角速度ωe、感应电压值E、以及转向操纵转矩Trq。保舵判定电路87通过判定推定角速度ωe以及转向操纵转矩Trq是否在预先决定的保舵判定阈值的范围内，判定驾驶员是否未操作方向盘10即是否是保舵状态。保舵判定阈值设定为作为能够判断为保舵状态而在经验上求出的范围的值。此外，保舵判定电路87在感应电压值E比后述的阈电压值Eth大的情况下，使用保持原样的值作为推定角速度ωe，另一方面在感应电压值E在后述的阈电压值Eth以下的情况下，使用零值作为推定角速度ωe。而且，保舵判定电路87在推定角速度ωe以及转向操纵转矩Trq在保舵判定阈值的范围内的情况下生成表示是保舵状态的意思的保舵标志FLG。另外，保舵判定电路87在推定角速度ωe以及转向操纵转矩Trq的至少一个脱离保舵判定阈值的范围的情况下生成表示不是保舵状态的意思的保舵标志FLG。
而且，在第一加算角度运算电路80分别输入有通过保舵判定电路87的处理生成的保舵标志FLG、通过感应电压值运算电路85的处理生成的电角误差Δθm、推定角速度ωe、以及车速值V。第一加算角度运算电路80基于保舵标志FLG、推定角速度ωe、电角误差Δθm、以及车速值V，运算并生成表示一个控制周期的推定电角θmb的变化量亦即加算量的第一加算角度Δθm1。此外，后面对第一加算角度运算电路80的运算进行详细说明(如图5所示)。该情况下，在第一加算角度运算电路80也输入有转向操纵转矩Trq，将该转向操纵转矩Trq的正负视为马达40的旋转方向，来设定第一加算角度Δθm1的正负(加算以及减算)。
另外，在第二加算角度运算电路81分别输入有通过保舵判定电路87的处理生成的保舵标志FLG、转向操纵转矩Trq、以及车速值V。第二加算角度运算电路81基于保舵标志FLG、转向操纵转矩Trq、以及车速值V，运算并生成表示一个控制周期的推定电角θmb的变化量亦即加算量的第二加算角度Δθm2。此外，后面对第二加算角度运算电路81的运算进行详细说明(如图6所示)。该情况下，第二加算角度运算电路81基于转向操纵转矩Trq的正负，来设定第二加算角度Δθm2的正负(加算以及减算)。
另外，在切换电路82输入有通过感应电压值运算电路85的处理生成的感应电压值E。切换电路82基于感应电压值E，在该感应电压值E比阈电压值Eth(正值)大的情况下，设定为将第一加算角度Δθm1与推定电角θmb的上次值相加。另外，切换电路82基于感应电压值E，在该感应电压值E在阈电压值Eth以下的情况下，设定为将第二加算角度Δθm2与推定电角θmb的上次值相加。
在本实施方式中，阈电压值Eth被经验性地设定为基于该阈电压值Eth能够判定为方向盘10是低转向操纵速度状态。低转向操纵速度状态是指根据感应电压值E运算出的推定角速度ωe所对应的驾驶员的转向操纵速度ωs较低的状态。换句话说，作为感应电压值E在规定范围内亦即在阈电压值Eth以下的低转向操纵速度状态，假定感应电压值E较小，基于该感应电压值E对推定电角θmb进行推定的精度较低的状态。另一方面，作为感应电压值E为规定范围外亦即比阈电压值Eth大的通常转向操纵速度状态(非低转向操纵速度状态)，假定感应电压值E较大，基于该感应电压值E对推定电角θmb进行推定的精度较高(不低)的状态。
另外，在累计电路83输入有通过切换电路82的处理设定的第一加算角度Δθm1以及第二加算角度Δθm2的任意一个。累计电路83通过对设为存储推定电角θmb的上次值(一个控制周期前的值)的存储电路83a的内容亦即该上次值累计由切换电路82设定的加算角度，运算并生成推定电角θmb。
这样构成的微机51在控制马达40的驱动的期间，在旋转角传感器61产生了异常的情况下，为了能够通过旋转角推定电路77的处理进行无传感器控制，而以控制周期反复生成推定电角θmb。微机51构成为在运算推定电角θmb时，切换下述的第一推定运算状态和第二推定运算状态。若作为基于感应电压值E的推定电角θmb的推定的精度是能够确保较高的状态的状况，微机51则基于感应电压值E对推定电角θmb进行运算。换句话说，微机51构成为将运算状态切换为根据经由通过第一加算角度运算电路80的处理生成的加算角度的累计得到的值对推定电角θmb进行运算的第一推定运算状态。
另一方面，微机51若作为基于感应电压值E的推定电角θmb的推定的精度为较低(不能够确保较高的精度的状态)的状况，则代替感应电压值E，而基于转向操纵转矩Trq对推定电角θmb进行运算。换句话说，微机51构成为将运算状态切换为根据经由通过第二加算角度运算电路81的处理生成的加算角度的累计得到的值对推定电角θmb进行运算的第二推定运算状态。
接下来，对第一加算角度运算电路80以及第二加算角度运算电路81的功能进行更详细的说明。如图5所示，第一加算角度运算电路80具有为了运算并生成成为第一加算角度Δθm1的基本的基本加算角度Δθm1a而发挥作用的基本角度运算电路90、和为了运算并生成用于修正第一加算角度Δθm1的修正加算角度Δθm1b而发挥作用的修正角度运算电路91。
在基本角度运算电路90输入有推定角速度ωe。基本角度运算电路90运算并生成对推定角速度ωe乘以相当于控制周期的增益K得到的基本加算角度Δθm1a。
在修正角度运算电路91分别输入有保舵标志FLG、电角误差Δθm、以及车速值V。修正角度运算电路91具备规定电角误差Δθm与修正加算角度Δθm1b的关系的修正加算角度映射图91a，并将电角误差Δθm作为输入，对修正加算角度Δθm1b进行映射运算。在本实施方式中，为了以γ/δ坐标系相对于d/q坐标系向延迟方向偏移的方式修正推定电角θmb而作为转向操纵转矩Trq的正负的相反侧的分量计算修正加算角度Δθm1b，随着电角误差Δθm的绝对值变大而修正加算角度Δθm1b的绝对值变大。
另外，修正加算角度映射图91a按照是否是保舵状态，以及按照车速值V具有多个映射图，基于保舵标志FLG以及车速值V进行切换使用。修正加算角度映射图91a被分类为在保舵状态的情况下使用的保舵状态用的多个映射图、和在不是保舵状态的非保舵状态的情况下使用的非保舵状态用的多个映射图。保舵状态以及非保舵状态用的多个映射图进一步按照车速值V的值进行分类。
例如，修正角度运算电路91在保舵标志FLG表示保舵状态的情况下，从修正加算角度映射图91a中切换为保舵状态用且为此时的车速值V用的映射图。该情况下，修正角度运算电路91若车速值V较高地变化，则切换为较高地变化后的车速值V用的映射图，若车速值V较低地变化，则切换为较低地变化后的车速值V用的映射图。这在保舵标志FLG表示非保舵状态的情况也相同。
如图6所示，修正加算角度映射图91a在设为外部干扰对电动助力转向装置1的影响较小并通过实验等求出的通常速度的车速值V为V0的情况下，对于电角误差Δθm与修正加算角度Δθm1b的关系设定为实线所示那样的特性。如该图所示，修正加算角度映射图91a在与通常速度相比较高的车速值V为V1的情况下，对于电角误差Δθm与修正加算角度Δθm1b的关系设定为虚线所示那样的相对于实线修正加算角度Δθm1b的加算量增大的特性。另外，如该图所示，修正加算角度映射图91a在与通常速度相比较低的车速值V为V2的情况下，对于电角误差Δθm与修正加算角度Δθm1b的关系设定为点划线所示那样的相对于实线修正加算角度Δθm1b的加算量减少的特性。
换句话说，在本实施方式中，修正加算角度映射图91a以能够根据车速值V，使修正加算角度Δθm1b的变化量增减(大小)可变的方式，对电角误差Δθm与修正加算角度Δθm1b的关系设定特性。而且，修正加算角度映射图91a以在车速值V与通常速度相比较高的情况下，使修正加算角度Δθm1b的变化量(相对于基本加算角度Δθm1a的相对的减算量)增大的方式，设定电角误差Δθm与修正加算角度Δθm1b的关系特性。该情况下，与通常速度的情况相比较，推定电角θmb的变动幅度增大，该变动的振动分量的频率提高。作为该提高的频率，例如设定为从驾驶员能够感受到的频率区域(15～20Hz(赫兹))偏移的频率。此外，在保舵状态用的映射图和非保舵状态用的映射图中，在保舵状态用的映射图与非保舵状态用的映射图之间相同地设定在车速值V为相同值的情况下设定不同的特性的针对上述的车速值V的趋势。在各个保舵状态的条件下的电动助力转向装置1中分别独立地设定这样的保舵状态用的映射图与非保舵状态用的映射图的特性。
另外，修正加算角度映射图91a以在车速值V与通常速度相比较低的情况下，使修正加算角度Δθm1b的变化量(相对于基本加算角度Δθm1a的相对的减算量)减少的方式，对电角误差Δθm与修正加算角度Δθm1b的关系设定特性。该情况下，与通常速度的情况相比较，推定电角θmb的变动幅度变小，该变动的振动分量的频率降低。作为该降低的频率，例如设定为能够降低马达的失调的频率。
通过加法处理电路92将通过基本角度运算电路90的处理生成的基本加算角度Δθm1a、和通过修正角度运算电路91的处理生成的修正加算角度Δθm1b相加。该相加后的值作为第一加算角度Δθm1输入到切换电路82。
如图7所示，第二加算角度运算电路81具有为了运算并生成第二加算角度Δθm2而发挥作用的第二修正角度运算电路93。在第二修正角度运算电路93分别输入有保舵标志FLG、转向操纵转矩Trq、以及车速值V。第二修正角度运算电路93具备规定转向操纵转矩Trq与第二加算角度Δθm2的关系的转矩加算角度映射图93a，将转向操纵转矩Trq作为输入，对第二加算角度Δθm2进行映射运算。在本实施方式中，第二加算角度Δθm2作为转向操纵转矩Trq的正负一致的分量进行计算，随着转向操纵转矩Trq的绝对值变大而第二加算角度Δθm2的绝对值变大，并且在转向操纵转矩Trq为零值附近的情况下具有死区。此外，对于修正加算角度映射图91a、和转矩加算角度映射图93a来说，为了对于利用转矩加算角度映射图93a生成的第二加算角度Δθm2，即使在这种情况下生成的推定电角θmb的实际电角之差较大也能够减小该差而设计为彼此的正负不同。
另外，转矩加算角度映射图93a按照是否是保舵状态，以及按照车速值V具有多个映射图，基于保舵标志FLG以及车速值V进行切换使用。转矩加算角度映射图93a被分类为在保舵状态的情况下使用的保舵状态用的多个映射图、和在不是保舵状态的非保舵状态的情况下使用的非保舵状态用的多个映射图。保舵状态以及非保舵状态用的多个映射图进一步按照车速值V的值进行分类。
例如，第二修正角度运算电路93在保舵标志FLG表示保舵状态的情况下，从转矩加算角度映射图93a中切换为保舵状态用且为此时的车速值V用的映射图。该情况下，第二修正角度运算电路93若车速值V较高地变化，则切换为较高地变化后的车速值V用的映射图，若车速值V较低地变化，则切换为较低地变化后的车速值V用的映射图。这在保舵标志FLG表示非保舵状态的情况下也相同。
如图8所示，转矩加算角度映射图93a在通常速度的车速值V为V0的情况下，对于转向操纵转矩Trq与第二加算角度Δθm2的关系设定为实线所示那样的特性。如该图所示，转矩加算角度映射图93a在与通常速度相比较高的车速值V为V1的情况下，对于转向操纵转矩Trq与第二加算角度Δθm2的关系设定为虚线所示那样的相对于实线第二加算角度Δθm2的加算量增大的特性。另外，如该图所示，转矩加算角度映射图93a在与通常速度相比较低的车速值V为V2的情况下，对于转向操纵转矩Trq与第二加算角度Δθm2的关系设定为点划线所示那样的相对于实线第二加算角度Δθm2的加算量减少的特性。
换句话说，在本实施方式中，转矩加算角度映射图93a以能够根据车速值V，使第二加算角度Δθm2的变化量增减(大小)可变的方式，对转向操纵转矩Trq与第二加算角度Δθm2的关系设定特性。而且，转矩加算角度映射图93a以在车速值V与通常速度相比较高的情况下，使第二加算角度Δθm2的变化量(加算量)增大的方式，对转向操纵转矩Trq与第二加算角度Δθm2的关系设定特性。该情况下，与通常速度的情况相比较，推定电角θmb的变动幅度变大，该变动的振动分量的频率提高。作为该提高的频率，例如设定为成为从驾驶员能够感受到的频率区域(15～20Hz(赫兹))偏移的频率。此外，在保舵状态用的映射图、和非保舵状态用的映射图中，在保舵状态用的映射图与非保舵状态用的映射图之间相同地设定在车速值V为同值的情况下设定不同的特性的针对上述的车速值V的趋势。在各个保舵状态的条件下的电动助力转向装置1中分别独立地设定这样的保舵状态用的映射图、和非保舵状态用的映射图的特性。
另外，转矩加算角度映射图93a以在车速值V与通常速度相比较低的情况下，使第二加算角度Δθm2的变化量(加算量)减少的方式，对转向操纵转矩Trq与第二加算角度Δθm2的关系设定特性。该情况下，与通常速度的情况相比较，推定电角θmb的变动幅度变小，该变动的振动分量的频率变低。作为该降低的频率，例如设定为成为能够降低马达的失调的频率。
通过第二修正角度运算电路93的处理生成的第二加算角度Δθm2输入到切换电路82。这样构成的微机51在对马达40的驱动进行无传感器控制的期间，以根据保舵状态、和车速值V，通过第一加算角度运算电路80以及第二加算角度运算电路81的处理使推定电角θmb的变动的振动分量的频率变化的方式，以控制周期反复生成第一加算角度Δθm1以及第二加算角度Δθm2。
以下，对本实施方式的作用以及效果进行说明。
(1)根据本实施方式，使第一加算角度Δθm1以及第二加算角度Δθm2的变化量可变是管理推定电角θmb的变动，能够管理由于该推定电角θmb的变动而产生的马达40的振动、马达40的失调。由此，例如对于推定电角θmb的变动，能够调整为抑制马达40的振动输入给驾驶员的转向操纵，或者调整为使马达40的失调的频率减少抑制驾驶员的转向操纵的卡住感觉，而能够自由地调整转向操纵感觉。该情况下，能够改善推定电角θmb的变动对转向操纵感觉的影响。
(2)在本实施方式中，微机51在对推定电角θmb进行运算时，能够通过使第一加算角度Δθm1以及第二加算角度Δθm2的变化量增大，来增大推定电角θmb的变动幅度，提高该变动的振动分量的频率。由此，对于推定电角θmb的变动的振动分量的频率，能够使其从驾驶员能够感受的频率区域(例如，15～20HZ(赫兹))偏移。该情况下，对改善转向操纵感觉抑制由于推定电角θmb的变动而产生的马达40的振动输入给驾驶员的转向操纵有效。
(3)在本实施方式中，微机51在对推定电角θmb进行运算时，能够通过使第一加算角度Δθm1以及第二加算角度Δθm2的变化量减少，来减小推定电角θmb的变动幅度，降低该变动的振动分量的频率。由此，对于推定电角θmb的变动的振动分量的频率，能够降低马达40的失调。该情况下，对改善转向操纵感觉抑制由于推定电角θmb的变动而产生的驾驶员的转向操纵的卡住感觉有效。
(4)在本实施方式中，微机51根据车速值V，使第一加算角度Δθm1以及第二加算角度Δθm2的变化量增减可变。具体而言，如图6以及图8所示，构成为在车速值V与通常速度(V0)相比较高(在各图中，作为V1的特性以点划线示出)的情况下，为了提高推定电角θmb的变动的振动分量的频率，使第一加算角度Δθm1以及第二加算角度Δθm2的变化量增大。另外，构成为在车速值V与通常速度(V0)相比较低(在各图中，作为V2的特性以虚线示出)的情况下，为降低推定电角θmb的变动的振动分量的频率，使第一加算角度Δθm1以及第二加算角度Δθm2的变化量减少。
由此，使用车速值V作为用于使第一加算角度Δθm1以及第二加算角度Δθm2的变化量可变的指标，所以能够扩大转向操纵感觉的调整的幅度。
而且，在车速值V与通常速度相比较高的情况下，可以说是转向操纵的变化较少的状况，若马达40进行振动等则对转向操纵感觉的负面影响增大。该情况下，由于提高推定电角θmb的变动的振动分量的频率，所以能够抑制输入给驾驶员的转向操纵。
另一方面，在车速值V与通常速度相比较低的情况下，可以说是转向操纵的变化可能较大的状况，若有驾驶员的转向操纵的卡住感觉等则对转向操纵感觉的负面影响变大。该情况下，由于降低推定电角θmb的变动的振动分量的频率，所以能够抑制驾驶员的转向操纵的卡住感觉。
因此，能够根据状况使推定电角θmb的变动的振动分量的频率的高低最佳化，能够实现更良好的转向操纵感觉。
(5)在本实施方式中，微机51为了根据感应电压值E比阈电压值Eth大还是小来执行适当的无传感器控制，而切换第一推定运算状态以及第二推定运算状态。
对于这样的构成，在如上述那样，为了改善转向操纵感觉，例如仅使第二加算角度Δθm2的变化量可变的情况下，若在该变化量较大的状态从第二推定运算状态切换为第一推定运算状态，则从刚进行该切换之后推定电角θmb容易相对于实际电角较大地偏移。该情况下，推定电角θmb变得不稳定，而转向操纵感觉恶化。
与此相对，在本实施方式的情况下，不仅限于第二加算角度Δθm2，对于第一加算角度Δθm1也能够使变化量可变，所以即使在刚从第二推定运算状态切换为第一推定运算状态之后，推定电角θmb相对于实际电角较大地偏移也能够进行减小这样的偏移那样的调整。
对于这一点，在本实施方式中，对于修正加算角度映射图91a、和转矩加算角度映射图93a来说，为了对于利用转矩加算角度映射图93a生成的第二加算角度Δθm2，即使在这种情况下生成的推定电角θmb的实际电角之差较大也能够减小该差而设计为彼此的正负不同。换句话说，在本实施方式中，能够抑制推定电角θmb变得不稳定。因此，能够抑制转向操纵感觉的恶化，进而能够实现转向操纵感觉的改善。
(6)在本实施方式的情况下，将使用基于旋转角传感器61的检测结果得到的旋转角θma控制马达40的驱动作为基本构成，即使在旋转角传感器61产生异常而通过无传感器控制延长对转向操纵机构2的辅助力的给予的情况下，也能够抑制转向操纵感觉的降低。
此外，上述实施方式也能够以以下的方式实施。微机51也能够应用于将仅执行基于在马达40产生的感应电压对推定电角θmb进行运算的无传感器控制作为该马达40的控制作为基本构成的情况。
旋转角推定电路77只要构成为使第一加算角度Δθm1以及第二加算角度Δθm2的至少任意一个变化量可变即可。该情况下，也可以构成为在不使加算角度的变化量可变的一侧的加算角度运算电路不输入保舵标志FLG等为了使加算角度的变化量可变所需要的信息。
第一加算角度运算电路80也可以利用不执行基于电角误差Δθm的修正的方式实施。该情况下，只要构成为在第一加算角度运算电路80至少分别输入有推定角速度ωe以及转向操纵转矩Trq即可。
第一加算角度运算电路80以及第二加算角度运算电路81也可以构成为例如能够将推定角速度ωe、感应电压值E、以及转向操纵转矩Trq作为指标，作为与车速值V不同的参数，并基于是否是保舵状态，调整推定电角θmb的变动的振动分量的频率。具体而言，也可以构成为在保舵状态的情况下，与非保舵状态的情况相比较，使第一加算角度Δθm1以及第二加算角度Δθm2的变化量增大，从而提高推定电角θmb的变动的振动分量的频率。该情况下，能够抑制由于推定电角θmb的变动而产生的马达40的振动输入给驾驶员的转向操纵，特别是能够抑制由于在保舵状态产生的马达40的振动而不容易进行驾驶员的转向操纵。另外，也可以构成为在保舵状态的情况下，与非保舵状态的情况相比较，使第一加算角度Δθm1以及第二加算角度Δθm2的变化量减少，从而降低推定电角θmb的变动的振动分量的频率。该情况下，能够抑制由于推定电角θmb的变动而产生的马达40的失调所引起的驾驶员的转向操纵的卡住感觉，特别是能够抑制由于在保舵状态产生的马达40的失调而不容易进行驾驶员的操作。
保舵判定电路87也能够利用在保舵状态的情况下第一推定运算状态以及第二推定运算状态的切换频率变高，来判定是否是保舵状态。例如，保舵判定电路87在第一推定运算状态以及第二推定运算状态的切换频率从预先决定的阈值的范围脱离的情况下判定为保舵状态，在第一推定运算状态以及第二推定运算状态的切换频率在预先决定的阈值的范围内的情况下判定为非保舵状态即可。
在电流指令值运算电路70中，在对q轴电流指令值Iq＊进行运算时，只要至少使用转向操纵转矩Trq即可，也可以不使用车速值V。另外，在对q轴电流指令值Iq＊进行运算时，也可以使用转向操纵转矩Trq以及车速值V、和它们以外的要素。
在上述实施方式中，若车载检测基于方向盘10的旋转而变化的转向操纵角θs的舵角传感器则也可以使用该转向操纵角θs作为马达40的旋转角。
上述实施方式具体化为给予柱轴11a辅助力的类型的电动助力转向装置1，但也可以应用于给予齿条轴12动力的齿条辅助类型。该情况下，转矩传感器60例如可以设于小齿轮轴11c，也可以与上述实施方式相同，设于柱轴11a。
上述各变形例也可以相互组合进行应用，例如，也可以相互组合地应用适用于齿条辅助类型的电动助力转向装置和其它的变形例的构成。

Claims (6)

1.一种转向操纵控制装置，其中，具备：
具备控制电路，该控制电路使用通过运算推定的推定电角对基于为了使车辆的转向轮转向而输入到转向操纵机构的转向操纵转矩赋予至该转向操纵机构的辅助力的产生源亦即马达的驱动进行无传感器控制，
上述控制电路构成为在对上述推定电角进行运算时，对加算角度进行运算并根据通过该加算角度的累计得到的值对上述推定电角进行运算，使上述加算角度的变化量可变，从而能够调整上述推定电角的变动的振动分量。
2.根据权利要求1所述的转向操纵控制装置，其中，
上述控制电路在对上述推定电角进行运算时，为了提高上述振动分量的频率而使上述加算角度的变化量增大。
3.根据权利要求1或者2所述的转向操纵控制装置，其中，
上述控制电路在对上述推定电角进行运算时，为了降低上述振动分量的频率而使上述加算角度的变化量减少。
4.根据权利要求1所述的转向操纵控制装置，其中，
上述控制电路根据上述车辆的车速值使上述加算角度的变化量增减可变，在上述车速值与预先决定的通常速度相比较高的情况下，为了提高上述振动分量的频率而使上述加算角度的变化量增大，并且在上述车速值与上述通常速度相比较低的情况下，为了降低上述振动分量的频率而使上述加算角度的变化量减少。
5.根据权利要求1、2或者4所述的转向操纵控制装置，其中，
上述控制电路构成为具有：
第一推定运算状态，在上述马达产生的感应电压的大小被设定为比规定的阈电压值大的高压值的情况下，根据第一加算角度的累计得到的值对上述推定电角进行运算，所述第一加算角度通过基于根据上述感应电压运算的推定角速度和实际电角与上述推定电角的电角误差来运算；和
第二推定运算状态，在上述马达产生的感应电压的大小被设定为规定的阈电压值以下的低压值的情况下，根据第二加算角度的累计得到的值对上述推定电角进行运算，所述第二加算角度通过基于上述转向操纵转矩来运算，
上述控制电路在以上述第一推定运算状态对上述推定电角进行运算时，使上述第一加算角度的变化量可变，并且在以上述第二推定运算状态对上述推定电角进行运算时，使上述第二加算角度可变，从而能够调整上述振动分量。
6.根据权利要求1所述的转向操纵控制装置，其中，
上述控制电路构成为在检测上述马达的旋转角的旋转角传感器未产生异常的情况下使用根据该旋转角传感器的检测结果得到的电角来控制上述马达的驱动，而在上述旋转角传感器产生异常的情况下进行上述无传感器控制作为备用控制。
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