轉向控制裝置、轉向控制方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及轉向控制裝置以及轉向控制方法。
【背景技術】
[0002]在專利文獻I中記載了如下一種怠速停止技術:為了應對尾氣、提高燃料效率，在車輛停止而發(fā)動機處于怠速狀態(tài)時，使發(fā)動機自動停止，并且在起步時使發(fā)動機再次啟動。
[0003]專利文獻1:日本特開2001-173476號公報

【發(fā)明內容】

[0004]發(fā)明要解決的問題
[0005]另外，在線控轉向中，利用轉向馬達使車輪轉向，或者利用反作用力馬達產(chǎn)生轉輪反作用力，由此消耗電力。然而，在如上述以往技術那樣的怠速停止中，交流發(fā)電機也停止，因此在不是混合動力車輛的通常的發(fā)動機車輛中，能夠利用的電力有限。因而，如果在怠速停止中使線控轉向照常動作，則有可能電池的電壓降低而對其它電裝系統(tǒng)造成影響。
[0006]本發(fā)明的問題在于抑制怠速停止時的電池的電壓降低。
_7] 用于解決問題的方案
[0008]本發(fā)明的一個方式所涉及的轉向控制裝置應用于如下車輛:在滿足了預定的條件時使發(fā)動機停止，在車輛起步時使上述發(fā)動機再次啟動。而且，在由駕駛員進行轉輪操作的轉輪機構與使車輪轉向的轉向機構之間安裝能夠將轉輪機構與轉向機構連接和斷開的離合器。而且，設置能夠根據(jù)駕駛員的轉輪量對轉向機構施加轉向扭矩的轉向致動器，將離合器斷開并執(zhí)行轉向致動器的驅動控制。而且，當使發(fā)動機停止時，維持離合器斷開的狀態(tài)，并且限制轉向致動器的驅動扭矩。
[0009]發(fā)明的效果
[0010]根據(jù)本發(fā)明，當使發(fā)動機停止時，限制轉向致動器的驅動扭矩，因此能夠抑制電力消耗。因而，能夠抑制怠速停止時的電池的電壓降低。
【附圖說明】
[0011]圖1是轉向裝置的概要結構圖。
[0012]圖2是怠速停止系統(tǒng)的概要結構圖。
[0013]圖3是表示線控轉向控制處理的整體結構的框圖。
[0014]圖4是表示IS時切換控制處理的流程圖。
[0015]圖5是表示比較例I的時序圖。
[0016]圖6是表示動作例I的時序圖。
[0017]圖7是表示比較例2的時序圖。
[0018]圖8是表示動作例2的時序圖。
[0019]圖9是表示比較例3的時序圖。
[0020]圖10是表示動作例3的時序圖。
【具體實施方式】
[0021]下面，基于附圖來說明本發(fā)明的實施方式。
[0022]《第一實施方式》
[0023]《結構》
[0024]首先對線控轉向的構造進行說明。
[0025]圖1是轉向裝置的概要結構圖。
[0026]方向盤11與轉向軸12相連結，車輪(轉向輪)13L和13R依次經(jīng)由轉向節(jié)臂14、轉向橫拉桿15、齒條軸16以及行星齒輪17與第一行星軸18相連結。轉向軸12和第一行星軸18以能夠通過離合器19切換為連接或者斷開的狀態(tài)相連結。
[0027]在此，存在于離合器19的輸入側的方向盤11和轉向軸12是通過駕駛員的轉向操作使轉向軸12旋轉的轉輪輸入機構StIN。另外，存在于離合器19的輸出側的轉向節(jié)臂14、轉向橫拉桿15、齒條軸16、行星齒輪17以及第一行星軸18是通過第一行星軸18的旋轉使車輪13L和13R轉向的轉向輸出機構StQUT。
[0028]因而，當在將離合器19連接(接合)的狀態(tài)下使方向盤11旋轉時，轉向軸12、離合器19以及第一行星軸18旋轉。第一行星軸18的旋轉運動通過齒條軸16和行星齒輪17變換為轉向橫拉桿15的進退運動，并經(jīng)由轉向節(jié)臂14使車輪13L和13R轉向。
[0029]離合器19包括無勵磁接合型的電磁離合器。即，在電磁線圈為無勵磁時，例如利用凸輪輥機構在輸入軸的凸輪面與輸出軸的外輪之間嚙合輥，來將輸入軸與輸出軸相接合。另一方面，在對電磁線圈進行勵磁時，通過銜鐵的吸引而在輸入軸的凸輪面與輸出軸的外輪之間解除輥的嚙合，從而輸入軸與輸出軸之間斷開。
[0030]齒條軸16在車身左右方向(車寬方向)上延伸，在其一側(在此為車身右側)形成有齒條齒輪(齒)31，使該齒條齒輪31嚙合行星齒輪17。利用保持器機構來調整齒條齒輪31與行星齒輪17的嚙合狀態(tài)。
[0031]第一行星軸18包括離合器側的輸入軸和行星齒輪側的輸出軸，在其輸出軸上例如經(jīng)由蝸桿蝸輪32連結有第一轉向馬達Ml。在第一轉向馬達Ml中設置有用于檢測馬達旋轉角的旋轉變壓器33。
[0032]蝸桿蝸輪32包括連結于第一行星軸18的蝸輪和連結于第一轉向馬達Ml的蝸桿，使蝸桿軸相對于蝸輪軸斜交。這是為了縮小相對于第一行星軸18的軸直角方向的組件。
[0033]關于蝸桿蝸輪32，為了使蝸輪隨著蝸桿的旋轉而旋轉、并且也使蝸桿隨著蝸輪的旋轉而旋轉，即為了能夠進行反向驅動，使蝸桿的扭轉角大于休止角(摩擦角)。
[0034]在第一行星軸I8的輸入軸與輸出軸之間設置有扭矩傳感器34。
[0035]上述行星齒輪17、第一行星軸18的輸出軸、蝸桿蝸輪32、第一轉向馬達M1、旋轉變壓器34以及扭矩傳感器34構成為一體化的復合部件(組件)，將該復合部件設為第一致動器Al。第一致動器Al與電動動力轉向裝置的構成部件通用。
[0036]根據(jù)第一致動器Al，當在將離合器19斷開的狀態(tài)下驅動第一轉向馬達Ml時，通過蝸桿蝸輪32使第一行星軸18旋轉，因此車輪13L和13R的轉向角根據(jù)第一轉向馬達Ml的旋轉角而變化。因而，在將離合器19斷開時，根據(jù)駕駛員的轉向操作對第一轉向馬達Ml進行驅動控制，由此實現(xiàn)期望的轉向控制特性來作為線控轉向功能。
[0037]并且，當在將離合器19連接的狀態(tài)下驅動第一轉向馬達Ml時，馬達扭矩經(jīng)由蝸桿蝸輪32被傳遞至第一行星軸18。因而，在將離合器19連接時，根據(jù)駕駛員的轉向操作對第一轉向馬達Ml進行驅動控制，由此實現(xiàn)減輕駕駛員的操作負擔的期望的輔助特性。
[0038]在齒條軸16的另一側(在此為車身左側)經(jīng)由行星齒輪35連結有第二行星軸36。S卩，在齒條軸16的另一側(在此為車身左側)形成有齒條齒輪(齒)37，使該齒條齒輪37嚙合行星齒輪35。利用保持器機構來調整齒條齒輪37與行星齒輪35的嚙合狀態(tài)。
[0039]在第二行星軸36上例如經(jīng)由蝸桿蝸輪38連結有第二轉向馬達M2。第二轉向馬達M2是與第一轉向馬達Ml相同型號的馬達。在第二轉向馬達M2中設置有用于檢測馬達旋轉角的旋轉變壓器39。
[0040]蝸桿蝸輪38包括連結于第二行星軸36的蝸輪和連結于第二轉向馬達M2的蝸桿，使蝸桿軸相對于蝸輪軸斜交。這是為了縮小相對于第二行星軸36的軸直角方向的組件。
[0041]關于蝸桿蝸輪38，為了使蝸輪隨著蝸桿的旋轉而旋轉、并且也使蝸桿隨著蝸輪的旋轉而旋轉，即為了能夠進行反向驅動，使蝸桿的扭轉角大于休止角(摩擦角)。
[0042]上述行星齒輪35、第二行星軸36的輸出軸、蝸桿蝸輪38、第二轉向馬達M2以及旋轉變壓器39構成為一體化的復合部件(組件)，將該復合部件設為第二致動器A2。
[0043]根據(jù)第二致動器A2，當在將離合器19斷開的狀態(tài)下驅動第二轉向馬達M2時，第二行星軸36通過蝸桿蝸輪32進行旋轉，因此車輪13L和13R的轉向角根據(jù)第二轉向馬達M2的旋轉角而變化。因而，在將離合器19斷開時，根據(jù)駕駛員的轉向操作對第二轉向馬達M2進行驅動控制，由此實現(xiàn)期望的轉向控制特性來作為線控轉向功能。
[0044]在轉向軸12上連結有反作用力馬達51。反作用力馬達51具備與轉向軸12 —起旋轉的轉子和與該轉子相向地固定于外殼的定子。關于轉子，例如通過嵌入成型將在圓周方向上等間隔地排列的磁體固定形成于轉子芯。關于定子，將卷繞有線圈的鐵芯沿圓周方向等間隔地排列，并例如通過熱裝而固定形成于外殼。在反作用力馬達51中設置有檢測馬達旋轉角的旋轉變壓器52。
[0045]在轉向軸12上設置有轉輪角傳感器53。
[0046]根據(jù)反作用力馬達51，當在將離合器19斷開的狀態(tài)下驅動反作用力馬達51時，馬達扭矩被傳遞至轉向軸12。因而，在將離合器19斷開并執(zhí)行線控轉向時，根據(jù)從路面接收的反作用力對反作用力馬達51進行驅動控制，由此實現(xiàn)對駕駛員的轉向操作施加操作反作用力的期望的反作用力特性。
[0047]上述是轉向裝置的構造。
[0048]接著，對控制系統(tǒng)的結構進行說明。
[0049]在本實施方式中，具備第一轉向控制器(轉向E⑶I) 71、第二轉向控制器(轉向ECU2)72以及反作用力控制器(反作用力ECU)73。各控制器例如由微計算機構成。
[0050]第一轉向控制器71被輸入來自旋轉變壓器33、扭矩傳感器34以及轉輪角傳感器53的信號，并經(jīng)由驅動電路對第一轉向馬達Ml進行驅動控制。第二轉向控制器72被輸入來自旋轉變壓器39和轉輪角傳感器53的信號，并經(jīng)由驅動電路對第二轉向馬達M2進行驅動控制。反作用力控制器73被輸入來自旋轉變壓器52和轉輪角傳感器53的信號，并經(jīng)由驅動電路對反作用力馬達52進行驅動控制。
[0051]旋轉變壓器33檢測第一轉向馬達Ml的馬達旋轉角0ml。在對定子線圈輸入勵磁信號時，該旋轉變壓器33從轉子線圈輸出與轉子的旋轉角相應的檢測信號。第一轉向控制器71利用信號處理電路將勵磁信號輸出到定子線圈，并且基于從轉子線圈輸入的檢測信號的振幅調制來判斷第一轉向馬達Ml的馬達旋轉角0ml。此外，第一轉向控制器71將右轉彎設為正值來進行處理，將左轉彎設為負值來進行處理。
[0052]同樣地，關于第二轉向馬達M2的馬達旋轉角Θ m2，經(jīng)由旋轉變壓器39在第二轉向控制器72中進行檢測，關于反作用力馬達51的馬達旋轉角Θ r，經(jīng)由旋轉變壓器52在反作用力控制器73中進行檢測。
[0053]扭矩傳感器34檢測被輸入到第一行星軸18的扭矩Ts。該扭矩傳感器34例如用霍爾元件檢測第一行星軸18的輸入側與輸出側之間安裝的扭桿的扭轉角，將由多極磁體與磁軛的相對角度位移產(chǎn)生的磁通密度的變化變換為電信號并輸出到第一轉向控制器71。第一轉向控制器71根據(jù)被輸入的電信號來判斷扭矩Ts。此外，第一轉向控制器71將駕駛員的右轉輪設為正值來進行處理，將左轉輪設為負值來進行處理。
[0054]轉輪角傳感器53例如包括回轉式編碼器，來檢測轉向軸12的轉輪角Θ So在圓板狀的標尺與轉向軸12 —起旋轉時，該轉輪角傳感器53用兩個光電晶體管檢測透過標尺的狹縫的光，并將伴隨轉向軸12的旋轉而產(chǎn)生的脈沖信號輸出到各控制器。各控制器根據(jù)被輸入的脈沖信號來判斷轉向軸12的轉輪角θ8。此外，各控制器將右轉彎設為正值來進行處理，將左轉彎設為負值來進行處理。
[0055]此外，各控制器之間以能夠利用通信線74互相通信的方式進行連接。S卩，例如構建使用了 CSMA/CA 方式的多重通信(CAN:ControIIer Area Network)、拐射線(Flex Ray)等車載通信網(wǎng)絡(車載LAN)標準的通信路徑。
[0056]各控制器利用通信線75連接于離合器19。該通信線75是輸出用于能夠將離合器19切換為連接或者斷開的離合器控制信號的通信路徑。離合器控制信號是用于將離合器19斷開的信號，在各控制器輸出離合器控制信號時，離合器19斷開，當任一個控制器停止輸出離合器控制信號時，離合器19連接。
[0057]上述是控制系統(tǒng)的結構。
[0058]接著，對控制模式進行說明。
[0059]在本實施方式中，存在雙馬達SBW模式(2M-SBW)、雙馬達EPS模式(2M-EPS)、單馬達SBW模式(1M - SBff)、單馬達EPS模式(1M - EPS)以及手動轉向模式(MS)。
[0060]雙馬達SBW模式是用兩個馬達執(zhí)行線控轉向控制的模式，雙馬達EPS模式是用兩個馬達執(zhí)行電動動力轉向控制的模式。另外，單馬達SBW模式是僅用一個馬達執(zhí)行線控轉向控制的模式，單馬達EPS模式是僅用一個馬達執(zhí)行電動動力轉向控制的模式。而且，手動轉向模式是所有轉向控制均中止的模式。
[0061][雙馬達SBW模式]
[0062]在雙馬達SBW模式下，在輸出離合器控制信號而將離合器19斷開的狀態(tài)下，用第一轉向控制器71對第一轉向馬達Ml進行驅動控制，并且用第二轉向控制器72對第二轉向馬達M2進行驅動控制，來執(zhí)行轉向角控制。即，第一轉向馬達Ml和第二轉向馬達M2協(xié)同動作，分擔需要的轉向力并輸出。另一方面，用反作用力控制器73對反作用力馬達52進行驅動控制，來執(zhí)行反作用力控制。由此，作為線控轉向功能，實現(xiàn)期望的轉向特性，并且實現(xiàn)良好的操作體驗。
[0063]第一轉向控制器71和第二轉向控制器72設定相對于轉輪角Θ s的目標轉向角Θ w*，并且估計實際的轉向角Θ W。然后，輸入馬達旋轉角Θ ml和Θ m2，例如利用魯棒模型匹配方法等對第一轉向馬達Ml和第二轉向馬達M2進行驅動控制，以使實際的轉向角θ￥與目標轉向角0W*—致。
[0064]例如根據(jù)車速V進行目標轉向角0W*的設定。即，在靜止狀態(tài)的轉向時、低速行駛時，為了減輕駕駛員的操作負擔，以能夠以小的轉輪角9S獲得大的轉向角0￥的方式設定目標轉向角9W*。另外，在高速行駛時，為了抑制超靈敏的車輛行為而確保行駛穩(wěn)定性，以抑制相對于轉輪角Θ s的變化的轉向角Θ w的變化的方式設定目標轉向角0W*。
[0065]基于轉輪角Θ S、馬達