CN102575597A - 怠速停止控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明用于缓和怠速停止控制装置的控制下的怠速停止时的手柄的反作用力(反冲)。EPSECU(20)利用分解器(22)来检测电动机旋转角θm从而检测电动机的旋转速度，同时利用转矩传感器(23)来检测操舵转矩，并参照预先存储在存储器(27)中的表(28)来确认电动机的旋转速度和操舵转矩是否处于怠速停止过渡的区域P内，在电动机的旋转速度或操舵转矩或这两者处于怠速停止过渡区域P外的情况下，经由缆线(15)将怠速停止过渡禁止请求信号输出到怠速停止控制装置(10)。怠速停止控制装置(10)在接收到怠速停止过渡禁止请求信号时，即使在具备了怠速停止的条件的情况下也禁止过渡到怠速停止的控制。

Description

怠速停止控制装置
技术领域
本发明涉及怠速停止控制装置，尤其涉及没有电动动力转向装置的备用电源的车辆中的怠速停止控制装置。
背景技术
近年来，在使车辆停止时，通过使引擎自动地停止来实现燃油效率的提高的技术、所谓怠速停止控制被熟知。
例如，在配送用货车中，频繁地进行如下动作：在货物的投递过程中使车辆停止，从驾驶席下来，来到装货台面取出配送货物。因此，公开了一种使怠速停止控制和空气悬挂(air suspension)车身高度调节连动的技术(例如，参照专利文献1)。
此外，为了通过怠速停止控制来指示引擎的停止，车辆需要处于引擎的停止请求阶段，并且不在妨碍所述引擎的停止的预定的动作条件下。作为该妨碍引擎的停止的预定的动作条件可以列举驻车操作。公开了一种将处于驻车操作中作为预定的动作条件，从而不发出怠速停止控制所产生的引擎的停止指令的技术(例如，参照专利文献2)。
另外，在具有使用了自起动器的怠速停止控制装置并且没有电动动力转向装置(以下，记作EPS)的备用电源的车辆中，在起动(cranking)时，由于在自起动器用的电机中流过的大电流而产生电池电压下降。
图6是表示起动开始时的电源电压下降的图。在开始起动时，EPS的单元端子的电源电压VEPS，如图6的粗实线所示那样变动。此外，如图6的虚线所示，若电池发生劣化则电压进一步下降。
通常的EPS，以大约10V以下的电压难以进行辅助补偿，并且若成为大约7V以下的电压则产生CPU复位。在图6所示的区域A的期间无法由EPS进行辅助(EPS辅助关闭)。
因此，在正在进行EPS辅助的情况下，若产生引擎启动(起动)，则由于瞬间的辅助关闭(区域A)从而转向(以下，记作“手柄”)被复位，将会给用户带来很大的反作用力(反冲，kickback)。
如上所述，在没有EPS的备用电源的车辆的情况下，例如，为了缓和手柄的反作用力，有在起动时使EPS辅助停止的方法。即，只要预先停止EPS辅助，则不会产生手柄反作用力。
图7是表示用于缓和手柄反作用力的怠速停止状态和EPS辅助的控制例的图。如图7所示，停车时，仅在基于用户操作的转向速度变小时过渡到怠速停止，并同时将EPS辅助关闭。之后，在引擎完爆时使EPS辅助恢复(EPS辅助打开)。
(在先技术文献)
(专利文献)
专利文献1：JP特开2002-240528号公报
专利文献2：JP特表2008-510926号公报
(发明要解决的课题)
但是，在使EPS辅助停止的方法中，如图7所示，在转向速度为“小”时过渡到怠速停止，与用户的手柄输入转矩无关地将EPS辅助关闭。其结果，在用户进行手柄的保舵或将手柄打满轮(エンド
Figure BDA0000148256710000021
き当て)的状态下，由于EPS辅助的停止，会给用户带来很大的手柄反作用力。
图8是表示进行了图7所示的控制的情况下的手柄反作用力的图。即，在存在用户所进行的手柄的保舵、手柄打满轮的情况下，在EPS辅助关闭后立即产生手柄反作用力。
如上所述，在起动时使EPS辅助停止的方法虽然能够缓和起动所导致的手柄反作用力，但另一方面，存在有时因EPS辅助关闭而产生手柄反作用力(在用户进行手柄的保舵或将手柄打满轮的状态时)，无法完全缓和手柄反作用力的问题。
发明内容
本发明用于解决上述现有技术的课题，目的在于提供一种能够缓和怠速停止时的手柄反作用力(反冲)的怠速停止控制装置。
(解决课题的手段)
为了解决上述课题，本发明的第一方式是一种怠速停止控制装置，其在预定的条件成立时，进行过渡到使内燃机的运转停止的怠速停止状态的控制，所述怠速停止控制装置的特征在于，具备：信息传递单元，其与动力转向装置之间传递信息，其中所述动力转向装置具有向转向机构传递驱动力来进行操舵辅助的传动机构、对该转向机构的操舵转矩进行检测的操舵转矩检测单元和检测该转向机构的输出轴的旋转速度的旋转速度检测单元；和控制单元，其利用经由所述信息传递单元而取得的所述信息来进行怠速停止的控制，所述控制单元将所述操舵转矩和所述输出轴的旋转速度成为预定的值以下的状态并且所述状态持续了预定的时间作为过渡到怠速停止状态的条件之一。
根据本发明的第一方式，当操舵转矩的值和输出轴的旋转速度的值成为预定的值以下的状态并且所述状态持续了预定的时间时，解除怠速停止过渡禁止，即使将EPS辅助关闭也能够缓和(减轻)手柄反作用力。
此外，本发明的第二方式的特征在于，所述动力转向装置具备：作为对所述转向机构传递驱动力来进行操舵辅助的传动机构的电动机；和检测该电动机的电流的电动机电流检测单元，所述操舵转矩检测单元包括所述电动机电流检测单元而构成，所述操舵转矩利用了所述电动机电流检测单元所检测的检测值。
根据本发明的第二方式，应用于利用了电动机的电动动力转向装置且由操舵转矩检测单元检测出的操舵转矩，能够利用电动机电流检测单元所检测出的检测值。
此外，本发明的第三方式的特征在于，所述动力转向装置具备：作为对所述转向机构传递驱动力来进行操舵辅助的传动机构的电动机；和检测所述电动机的旋转速度的电动机旋转速度检测单元，所述旋转速度检测单元包括所述电动机旋转速度检测单元而构成，所述输出轴的旋转速度利用了所述电动机旋转速度检测单元所检测的检测值。
根据本发明的第三方式，应用于利用了电动机的电动动力转向装置且由旋转速度检测单元检测出的转向机构的输出轴的旋转速度，能够利用电动机旋转速度检测单元所检测出的检测值。
此外，本发明的第四方式的特征在于，所述动力转向装置具备对构成所述转向机构的转向盘的转舵速度进行检测的转向盘的转舵速度检测单元，所述旋转速度检测单元包括所述转舵速度检测单元而构成，所述输出轴的旋转速度利用了所述转向盘的转舵速度检测单元所检测的检测值。
根据本发明的第四方式，所述旋转速度检测单元所检测出的转向机构的输出轴的旋转速度，能够利用所述转向盘的转舵速度检测单元所检测出的检测值。
(发明的效果)
本发明能够提供一种能缓和怠速停止时的手柄反作用力(反冲)的怠速停止控制装置。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式所涉及的电动动力转向装置的概略构成的图。
图2是表示本发明的实施方式所涉及的怠速停止控制装置和EPSECU的概略构成的框图。
图3是表示存储在存储器中的为了缓和手柄反作用力而使用的表的图。
图4是用于说明怠速停止控制装置所涉及的EPSECU的控制动作的流程图。
图5是表示与操舵判定的信号相应的控制的时序图。
图6是表示起动开始时的电源电压下降的图。
图7是表示用于缓和手柄反作用力的怠速停止状态和EPS辅助的控制例的图。
图8是表示手柄反作用力的图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式所涉及的怠速停止控制装置详细地进行说明。
首先，对与本实施方式的怠速停止控制装置相关的电动动力转向装置进行说明。
图1是表示电动动力转向装置50的概略构成的图。
电动动力转向装置50的设置于转向盘2的主转向传动轴3、传动轴1、和小齿轮轴5，通过2个万向接头(universal joint)4而连结。此外，设置在小齿轮轴5的下端部的小齿轮(pinion gear)7与能够在车身宽度方向上往复运动的齿条轴8的齿条齿8a咬合，在齿条轴8的两端，经由转向横拉杆9、9而连结有左右的转舵轮40、40。
根据该构成，电动动力转向装置50在转向盘2的操舵时能够改变车辆的行进方向。在此，齿条轴8、齿条齿8a、转向横拉杆9、9构成转舵机构，包括转向盘2、主转向传动轴3、传动轴1、和小齿轮轴5而构成转向机构。
并且，小齿轮轴5相当于在权利要求书中记载的转向机构的输出轴。
另外，小齿轮轴5，其下部、中间部、上部经由轴承6a、6b、6c而被转向齿轮箱14支撑。
此外，电动动力转向装置50具备提供用于减轻转向盘2的操舵力的辅助操舵力的电动机11，设置于该电动机11的输出轴的蜗轮(worm gear)12与设置于小齿轮轴5的蜗杆齿轮(worm wheel gear)13咬合。即，由蜗轮12和蜗杆齿轮13构成了减速机构。此外，由电动机11的转子、与电动机11连结的蜗轮12、蜗杆齿轮13、小齿轮轴5、齿条轴8、齿条齿8a、和转向横拉杆9、9等构成转向系统。
电动机11是由具备多个励磁线圈的定子(未图示)和在该定子的内部转动的转子(未图示)构成的3相无刷电动机，将电能转换为机械能(PM＝ωTM)。另外，虽然在本实施方式中使用了3相无刷电动机，但也可以使用直流有刷电动机。
在此，ω是旋转速度，TM是电动机11的产生转矩。此外，产生转矩TM与实际作为输出所能够取出的输出转矩TM’之间的关系，通过下式来表现。(i：蜗轮12和蜗杆齿轮13的减速比)
TM’＝TM-(cmdθm/dt+Jmd2θm/dt2)i2          (1)
根据该式，输出转矩TM’和电动机旋转角θm的关系，由电动机11的转子的惯性矩Jm和粘度系数cm来规定，与车辆特性和车辆状态无关。
在此，设施加于转向盘2的操舵转矩为Ts，设通过经由减速机构而被助推后的电动机11的产生转矩来进行辅助的辅助量AH的系数为例如作为车速V的函数而变化的kA(V)。在此情况下，由于AH＝kA(V)×Ts，因此作为路面负载的小齿轮转矩Tp为，
Tp＝Ts+AH
  ＝Ts+kA(V)×Ts。
由此，操舵转矩Ts被表现为，
Ts＝Tp/(1+kA(V))。
因此，操舵转矩Ts被减轻至小齿轮转矩Tp(负载)的1/(1+kA(V))倍。例如，当车速V＝0时，若kA(0)＝2，则操舵转矩Ts被控制在小齿轮转矩Tp的1/3的大小，当车速V＝100km/h时，若kA(100)＝0，则操舵转矩Ts与小齿轮转矩Tp相等，被控制在与手动转向等同的可靠的轻重度的操舵感。即，通过根据车速V来控制操舵转矩Ts，在低速行驶时被赋予轻快的操舵感，在高速行驶时被赋予可靠的稳定的操舵感。
此外，电动动力转向装置50具备：电动机11；对电动动力转向装置50进行控制的EPSECU(Electric Power Steering Electronic Control Unit，电动助力转向电控单元)20；对电动机11进行驱动的电动机驱动电路21；分解器(resolver)22；检测施加于小齿轮轴5的操舵转矩的转矩传感器23(操舵转矩检测单元)；对转矩传感器23的输出进行放大的差动放大电路24；和车速传感器25。
电动机驱动电路21例如具备3相的FET桥接电路那样的多个开关元件，利用来自EPSECU20的CPU20a的DUTY(DUTY U、DUTY V、DUTY W)信号，来生成矩形波电力，并对电动机11进行驱动。此外，电动机驱动电路21具备利用未图示的分流电阻(电流传感器)来检测3相的电动机电流I(IU、IV、IW)的功能。
因此，电动机驱动电路21是权利要求书中记载的电动机电流检测单元。
分解器22对电动机11的电动机旋转角θm进行检测，例如，存在使检测磁阻变化的传感器接近在外周方向设置了等间隔的多个凹凸部的磁性旋转体而成的分解器。
转矩传感器23对施加于小齿轮轴5的操舵转矩进行检测，包括扭力杆35而构成(扭力杆式)，输出转矩检测电压VT1、VT2。差动放大电路24对来自转矩传感器23的转矩检测电压VT1、VT2进行放大，并将转矩信号(转矩检测电压)T输出到CPU20a。
车速传感器25将车辆的车速V检测为每单位时间的脉冲数，并输出车速信号VS。
EPSECU20具备进行运算处理的CPU20a，由未图示的ROM、RAM、微型计算机以及周边电路构成。
图2是表示本实施方式所涉及的怠速停止控制装置10和EPSECU20的概略构成的框图。首先，怠速停止控制装置10在使车辆(未图示)停止时，通过使未图示的引擎(内燃机)自动停止来实现燃油效率的提高。
怠速停止控制装置10经由作为传递信息的信息传递单元的缆线15与EPSECU20连接。缆线15例如使用作为车载网络用缆线的CAN(controllerarea network，控制器区域网络)缆线。EPSECU20内置计时器26，对后述的预定的时间进行计测，并内置存储器27来存储后述的表28。并且，在EPSECU20上连接有电源部30。
电源部30是恒压的直流电源，由电池或与交流发电机连接的整流器等构成。电源部30的负极侧被接地。电源部30的正极侧经由与点火键(未图示)的操作联动的点火开关(未图示)而连接。
怠速停止控制装置10是搭载于车辆的公知技术的控制装置，进行在具备了怠速停止的条件时过渡到怠速停止的控制。例如，进行当不踩踏加速踏板，车速0km/h(不限于此，也包括车速接近0km/h的状态的车速时)，并且制动器开关接通时过渡到怠速停止的控制。
在本实施方式中，在怠速停止控制装置10的控制下过渡到怠速停止时，为了避免起动时的手柄反作用力，而将电动动力转向装置50的辅助(以下，记作EPS辅助)关闭。此时，在本实施方式中，在用户进行手柄保舵的状态，或者用户进行手柄操舵的状态，或者用户将手柄打满轮的状态的情况下，禁止将EPS辅助关闭的控制，来缓和(减轻)因EPS辅助关闭而产生的手柄反作用力。
图3是表示存储在存储器27中的为了缓和手柄反作用力而使用的表28。表28示出作为电动机11的旋转速度和操舵转矩(转矩传感器的检测值)所被容许的范围(手柄反作用力被容许的范围)的区域P。即，只要纵轴所示的电动机旋转速度、和横轴所示的操舵转矩在表28的区域P内，并且处于区域P内的连续时间为T0(ms)，则能够缓和手柄反作用力。手柄反作用力被容许的范围，如图3的区域P所示，是电动机11的旋转速度m～-m[rps]、和操舵转矩Trg～-Trg[kgfcm]的范围。
接着，参照图4的流程图来说明在这样的构成中怠速停止控制装置10所涉及的EPSECU20的控制动作。
EPSECU20在开始电动动力转向装置50的控制时，开始操舵判定(S1)。
首先，EPSECU20利用分解器22来检测电动机旋转角θm从而检测电动机11的旋转速度(rps)，同时利用转矩传感器23来检测操舵转矩(kgfcm)(S2)。然后，EPSECU20参照预先存储在存储器27中的表28(参照图3)，确认电动机的旋转速度和操舵转矩是否处于怠速停止过渡的区域P内(S3)。
另外，在本实施方式中由EPSECU20检测并传递给怠速停止控制装置10的电动机的旋转速度，是作为转向机构的输出轴(小齿轮轴5)的旋转速度来使用的信息，EPSECU20相当于权利要求书中记载的旋转速度检测单元。
在步骤S3中，在电动机的旋转速度、或者操舵转矩、或者这两者处于怠速停止过渡区域P外的情况下(S3：“否”)，EPSECU20经由缆线15将怠速停止过渡禁止请求信号作为信息输出到怠速停止控制装置10(S4)。另外，怠速停止过渡禁止请求信号被持续到输出预定时间后的下一个操舵判定结果的信号(步骤S4或者后述的步骤S6)为止。
在怠速停止控制装置10接收到该怠速停止过渡禁止请求信号时，怠速停止控制装置10即使在具备怠速停止的条件的情况下也禁止过渡到怠速停止的控制。
图5是表示与怠速停止过渡禁止请求信号相应的控制的时序图。示出在步骤S4所示的怠速停止过渡禁止请求信号的情况下，例如，图5所示的时间t1时的引擎旋转速度、EPS辅助、以及手柄反作用力的状态。
此外，在步骤S3中，在电动机的旋转速度和操舵转矩这两者处于怠速停止过渡区域P内的情况下(S3：“是”)，EPSECU20用内置的计时器26对连续的时间进行计时，并确认电动机的旋转速度和操舵转矩这两者是否在怠速停止过渡区域P内持续超过了连续时间T0(ms)(S5)。
在步骤S5中，在电动机的旋转速度、或者操舵转矩、或者这两者没能在怠速停止过渡区域P内持续连续时间T0(ms)的期间(S5：“否”)，则EPSECU20经由缆线15将怠速停止过渡禁止请求信号作为信息输出到怠速停止控制装置10(S4)。另外，怠速停止过渡禁止请求信号，如上所述，持续到输出预定时间后的下一个操舵判定的信号(步骤S4或者后述的步骤S6)为止。
此外，在步骤S5中，在电动机的旋转速度和操舵转矩这两者在怠速停止过渡区域P内持续超过了连续时间T0(ms)的情况下(S5：“是”)，EPSECU20经由缆线15将解除怠速停止过渡禁止的解除信号(怠速停止过渡禁止请求信号关闭)作为信息输出到怠速停止控制装置10(S6)。在该步骤S6中所说明的怠速停止过渡禁止请求信号关闭的情况下，示出图5所示的时间t2的状态。
当在步骤S6的处理中怠速停止控制装置10接收到解除怠速停止过渡禁止的解除信号时，怠速停止控制装置10进行在具备了怠速停止的条件的情况下过渡到怠速停止的控制。
怠速停止控制装置10，在具备了怠速停止的条件时，进行过渡到怠速停止的控制。其结果，在图5所示的时间t3，引擎旋转速度成为0(rpm)从而处于怠速停止状态。
然后，当过渡到了怠速停止时，EPSECU20将电动动力转向装置50的控制(EPS辅助)关闭(图5所示的时间t4)。此时，在EPS辅助关闭的时间t4之后不立即产生手柄反作用力。
另外，在本实施方式中，利用了电动机的旋转速度和操舵转矩这两个值。这是由于，仅用电动机的旋转速度的值，则无法进行用户进行手柄的保舵时、手柄的操舵时、手柄打满轮时的判定，而仅用操舵转矩的值，则在回轮时转矩的值跨过零因此无法判定。
根据本实施方式，进行操舵判定来控制对怠速停止控制装置的怠速停止过渡禁止请求，由此即使将EPS辅助关闭也能够缓和(减轻)手柄反作用力。即，仅在可靠地成为用户停止了操舵的状态、或者用户停止操舵直到不产生手柄反作用力的辅助量为止的状态时，才解除怠速停止过渡禁止请求。
另外，在本实施方式中，虽然利用电动机的旋转速度和操舵转矩进行了操舵判定，但也可以将电动机的旋转速度变为转向盘的转舵速度(转向机构的输出轴的旋转速度所附带的值)，将操舵转矩变为电动机的电流(EPS辅助电流)来进行操舵判定。总之只要根据搭载于车辆的传感器的有无、传感器的精度来适当选择即可。
检测转向盘的转舵速度的方法没有限定，只要采用例如如下构成即可：具备由检测齿条轴的动作量的齿条位置传感器构成并检测转向盘的转舵角的舵角传感器(未图示)，EPSECU20(参照图1)对舵角传感器所检测出的转向盘的转舵角进行微分来求出转舵速度。在该构成的情况下，EPSECU20为转舵速度检测单元。
此外，在转向机构传动比可变机构(例如，VGS[Variable Gear ratioSteering)等中使用的行星齿轮、谐波传动(ハ一モニツクドライブ)(注册商标)也能够采用转向机构的输出轴的旋转速度所附带的值。
此外，转向机构的输出轴的旋转速度所附带的值，也可以直接检测输出轴的旋转速度。
另外，向怠速停止状态的过渡，不仅停车时能够进行过渡，从极低速时也能够进行过渡。
此外，在从怠速停止状态进行恢复时，利用与在怠速停止过渡禁止中使用的表不同的表。
(符号说明)
2     转向盘
5     小齿轮轴(转向机构的输出轴)
10    怠速停止控制装置(控制单元)
11    电动机(传动机构)
15    缆线(信息传递单元)
20    EPSECU(旋转速度检测单元、转舵速度检测单元)
21    电动机驱动电路(电动机电流检测单元)
22    分解器(电动机旋转速度检测单元)
23    转矩传感器(操舵转矩检测单元)
24    差动放大电路
25    车速传感器
30    电源部
50    电动动力转向装置(EPS)

Claims (4)

1.一种怠速停止控制装置，其在预定的条件成立时，进行过渡到使内燃机的运转停止的怠速停止状态的控制，
所述怠速停止控制装置的特征在于，具备：
信息传递单元，其与动力转向装置之间传递信息，其中所述动力转向装置具有向转向机构传递驱动力来进行操舵辅助的传动机构、对该转向机构的操舵转矩进行检测的操舵转矩检测单元和检测该转向机构的输出轴的旋转速度的旋转速度检测单元；和
控制单元，其利用经由所述信息传递单元而取得的所述信息来进行怠速停止的控制，
所述控制单元将所述操舵转矩和所述输出轴的旋转速度成为预定的值以下的状态并且所述状态持续了预定的时间作为过渡到怠速停止状态的条件之一。
2.根据权利要求1所述的怠速停止控制装置，其特征在于，
所述动力转向装置具备：作为对所述转向机构传递驱动力来进行操舵辅助的传动机构的电动机；和检测该电动机的电流的电动机电流检测单元，
所述操舵转矩检测单元包括所述电动机电流检测单元而构成，所述操舵转矩利用了所述电动机电流检测单元所检测的检测值。
3.根据权利要求1所述的怠速停止控制装置，其特征在于，
所述动力转向装置具备：作为对所述转向机构传递驱动力来进行操舵辅助的传动机构的电动机；和检测所述电动机的旋转速度的电动机旋转速度检测单元，
所述旋转速度检测单元包括所述电动机旋转速度检测单元而构成，所述输出轴的旋转速度利用了所述电动机旋转速度检测单元所检测的检测值。
4.根据权利要求1所述的怠速停止控制装置，其特征在于，
所述动力转向装置具备对构成所述转向机构的转向盘的转舵速度进行检测的转向盘的转舵速度检测单元，
所述旋转速度检测单元包括所述转舵速度检测单元而构成，所述输出轴的旋转速度利用了所述转向盘的转舵速度检测单元所检测的检测值。
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