CN103419839B

CN103419839B - 动力转向控制系统

Info

Publication number: CN103419839B
Application number: CN201310179757.7A
Authority: CN
Inventors: 枥原诚二; 小岩井信
Original assignee: Suzuki Motor Corp
Current assignee: Suzuki Motor Corp
Priority date: 2012-05-21
Filing date: 2013-05-15
Publication date: 2016-09-07
Anticipated expiration: 2033-05-15
Also published as: DE102013208864B4; CN103419839A; JP5974628B2; DE102013208864A1; US20130311072A1; JP2013241093A

Abstract

在安装在车辆中的动力转向控制系统中，状态判断器判断发动机是否处于该发动机被停止的状态。转向扭矩检测器检测由该车辆的驾驶者施加到转向轮的转向扭矩。如果判断为该发动机处于停止状态并且所测得的转向扭矩等于或大于第一阈值扭矩时，则控制器将该动力转向电动机保持在就绪状态以产生辅助扭矩。

Description

动力转向控制系统

技术领域

本发明涉及用于控制电动机的动力转向控制系统，该电动机用于产生扭矩以辅助驾驶者转动车辆转向轮；该扭矩将被称为辅助扭矩。

背景技术

在近来的机动车辆中，除了这种动力转向控制系统以外，还使用怠速减少控制系统以减少燃料花费、废气排放等。在这种机动车辆中，如果判断为满足将发动机的工作模式转换到怠速减少模式的条件，并且发动机在怠速减少模式下工作，则动力转向控制系统使用于产生辅助扭矩的称为动力转向电动机的电动机处于停止状态。在下文中将该条件称为怠速减少模式转换条件。具体来说，当从怠速减少控制系统接收到怠速减少信号时，该动力转向控制系统判断为怠速减少模式转换条件被满足。如果判断为怠速减少模式转换条件被满足，则从怠速减少控制系统向动力转向控制系统发送怠速减少信号。当发动机转速低于预定值时，动力转向控制系统判断为发动机在怠速减少模式下工作。

动力转向控制系统检测施加到转向轮的驾驶者的转向扭矩，并且将检测到的转向扭矩发送到怠速减少控制系统。当发动机在怠速减少模式下工作期间，如果怠速减少控制系统判断为检测到的转向扭矩等于或高于预定扭矩α，则它产生发动机重启请求，并且响应于发动机重启请求的产生而重启发动机。预定扭矩α用作用于判断是否重启发动机的阈值扭矩。

另外，日本特开2001-106107号公报公开一种当发动机在怠速减少模式下工作时逐渐降低辅助扭矩的动力转向控制系统。

发明内容

当发动机在怠速减少模式下工作期间，在发动机的转动完全停止之前，当检测到的转向扭矩等于或高于预定扭矩α时，怠速减少控制系统产生发动机重启请求。然而，因为在发动机的转动完全停止之前，怠速减少控制系统可能难以重启发动机，所以怠速减少控制系统基于发动机的转动完全停止之后的发动机重启请求重启发动机。在此情况下，当发动机转速低于该预定值时，动力转向电动机从运行状态切换到停止状态。之后，在发动机的转动完全停止之后重启发动机时，动力转向电动机从停止状态切换到运行状态。

如上所述，如果在发动机的转动完全停止之前产生发动机重启请求，那么动力转向电动机从运行状态切换到停止状态，之后从停止状态切换到运行状态。动力转向电动机频繁地运行/停止可导致不良的转向感觉。例如，车辆驾驶者可能在转动转向轮时感到一些阻力。

另一方面，如果当发动机在怠速减少模式下工作期间，动力转向控制系统控制动力转向电动机被持续启动，则驾驶者的转向感觉将保持舒适。

然而，当检测到的转向扭矩达到预定扭矩α使得发动机被重启时，该控制将产生辅助扭矩。因此，当发动机在怠速减少模式下工作时，基于该控制的转向轮的转向角度大于基于上述使动力转向电动机处于停止状态的控制的转向轮的转向角度。因此，车辆的驾驶者需要通过大于驾驶者打算的转向角度的转向角度转动转向轮，以重启发动机，这导致驾驶者难以通过驾驶者对转向轮的操作重启发动机。

另外，在日本特开2001-106107号公报中公开的动力转向控制系统用于在辅助扭矩逐渐减小时，当检测到的转向轮的转向扭矩为预定值时，重启发动机。

然而，在日本特开2001-106107号公报中公开的动力转向控制系统中，对于发动机的每次重启，转向扭矩为该预定值时转向轮的转向角度可能不同，这使得发动机每次重启时，车辆驾驶者感觉陌生。

鉴于上述情况，本发明的一方面寻求提供被设计为解决上述问题的车辆的动力转向控制系统。

特别地，本发明的另一方面旨在提供即使当发动机在怠速减少模式下工作期间出现发动机重启请求，也能够保持良好的转向感觉的动力转向控制系统。

根据本发明的示例性方面，提供一种动力转向控制系统，其安装在车辆中，用于控制动力转向电动机，所述动力转向电动机产生用于辅助驾驶者转动所述车辆转向轮的辅助扭矩。所述车辆被设计为进行怠速减少控制：如果满足预定停止条件，则使用于产生所述车辆用的驱动动力的发动机停止；并且如果满足预定重启条件，则重启所述被停止的发动机。所述动力转向控制系统包括状态判断器，所述状态判断器用于判断所述发动机是否处于所述发动机被停止的状态。所述动力转向控制系统包括转向扭矩检测器，所述转向扭矩检测器用于检测由所述车辆的驾驶者施加到所述转向轮的转向扭矩。所述动力转向控制系统包括控制器，所述控制器用于，如果判断为所述发动机处于停止状态并且所测得的转向扭矩等于或大于第一阈值扭矩时，则将所述动力转向电动机保持在就绪状态以产生所述辅助扭矩并且判断为所述驾驶者继续转动所述车辆转向轮，如果判断为所述发动机处于停止状态并且所测得的转向扭矩小于所述第一阈值扭矩时，则使所述动力转向电动机处于停止状态并且判断为所述驾驶者停止转动所述车辆转向轮。

在本发明的该示例性方面的第一例子中，所述发动机重启条件包括表示所检测到的转向扭矩等于或高于预定的第二阈值扭矩的条件。所述控制器用于：在所述发动机处于停止状态并且所测得的转向扭矩低于所述第一阈值扭矩的第一判断下，使所述动力转向电动机处于停止状态；然后即使在所述发动机处于停止状态并且所检测到的转向扭矩等于或高于所述第一阈值扭矩的第二判断下，在所述发动机被重启之前，保持所述动力转向电动机在停止状态。

在本发明的该示例性方面的第二例子中，所述第一阈值扭矩与所述第二阈值扭矩相同。

如果判断为发动机处于停止状态并且所测得的转向扭矩等于或高于第一阈值扭矩，则根据本发明的该示例性方面的动力转向控制系统将动力转向电动机保持在就绪状态以产生辅助扭矩。因此，即使在发动机处于停止状态期间发动机重启条件被满足时，也可以保持良好的转向感觉。

在该示例性方面的第一例子中，所述发动机重启条件包括表示所检测到的转向扭矩等于或高于预定的第二阈值扭矩的条件。所述控制器用于：在所述发动机处于停止状态，并且所测得的转向扭矩低于所述第一阈值扭矩的第一判断下，使所述动力转向电动机处于停止状态；然后即使在所述发动机处于停止状态，并且所检测到的转向扭矩等于或高于所述第一阈值扭矩的第二判断下，在所述发动机被重启之前，保持所述动力转向电动机在停止状态。这样，可以防止用于重启发动机的转向轮的转向角度大于驾驶者打算的转向角度，从而减小用于重启发动机的驾驶者转动的转向轮的转向角度的变化。

在本发明的该示例性方面的第二例子中，因为第一阈值扭矩等于第二阈值扭矩，所以可以在发动机处于停止状态期间，每次驾驶者将转向轮转动与等于第一阈值扭矩的第二阈值扭矩相对应的恒定角度时，重启发动机。

附图说明

本发明的其他方面将从以下参照附图对实施方式的描述而变得明显，其中：

图1是示意性示出根据本发明一实施方式的安装在车辆中的动力转向控制系统的结构例子的视图；

图2是示意性示出由图1中所示的ECU（Electronic Control Unit:电子控制单元）执行的例程的流程图。

具体实施方式

下面参照附图描述本发明的实施方式。

在本实施方式中，将描述安装在车辆中的动力转向控制系统1。

图1示意性地示出动力转向控制系统1的结构例子。

参照图1，动力转向控制系统1包括发动机转速检测器2、车辆速度检测器3、转向扭矩检测器4、ECU（电子控制单元）10和动力转向电动机5。部件2、3、4和5中的每一个可通信地连接到ECU10。

发动机转速检测器2可用于检测发动机转速，并且将表示检测到的发动机转速的信号输出到ECU10。该发动机可用于产生该车辆用的驱动动力。

车辆速度检测器3可用于检测该车辆的速度，并且将表示检测到的车辆速度的信号输出到ECU10。

转向扭矩检测器4可用于检测施加到该车辆的转向轮的转向扭矩，并且将表示检测到的转向扭矩的信号输出到ECU10。

ECU10例如包括微计算机及其外围设备。具体来说，ECU10包括CPU、ROM、RAM等。在ROM中，存储有一个或多个程序；所述一个或多个程序使CPU使用RAM执行各种任务。

ECU10可用于执行用于控制针对该车辆的驾驶者的动力转向的各种任务。在本实施方式中，ECU10可用于作为从检测器2至4输出的信号和输入给它的怠速减少信号的装置来控制动力转向电动机5。例如，如果判断为将发动机的工作模式转换到怠速减少模式的条件被满足，则从怠速减少控制系统20向ECU10发送怠速减少信号。下文中将该条件称为怠速减少模式转换条件。

例如，如果该怠速减少模式转换条件被满足，则怠速减少控制系统20关掉向发动机的压缩室的燃料供应，从而自动停止发动机。另外，如果预定的发动机重启条件被满足，则怠速减少控制系统20例如控制车辆的启动器来开动停止的发动机，从而重启发动机。

具体来说，ECU10在功能上包括怠速减少模式判断器11、辅助判断器12和用于判断是否能够启动动力转向电动机5的判断器13。

从怠速减少控制系统20输出的怠速减少信号和从发动机转速检测器2输出的表示检测到的发动机转速的信号被输入到怠速减少模式判断器11。怠速减少模式判断器11可用于基于该怠速减少信号和该检测到的发动机转速判断发动机是否在怠速减少模式下工作。

从车辆速度检测器3输出的表示检测到的车辆速度的信号和表示检测到的转向扭矩的信号被输入到辅助判断器12。另外，表示怠速减少模式判断器11的判断结果的信息被输入到辅助判断器12。辅助判断器12可用于基于检测到的车辆速度、检测到的转向扭矩和怠速减少模式判断器11的判断结果来判断是否产生用于辅助驾驶者转动转向轮的辅助扭矩。

表示辅助判断器12的判断结果的信息被输入到判断器13。判断器13可用于基于辅助扭矩判断器12的判断结果控制动力转向电动机5的工作状态，如就绪状态和停止状态。

图2示意性地示出由上述ECU10配置执行的例程。将参照图2中所示的程序描述ECU10的各功能模块11至13的具体操作。注意，ECU10被编程以在每个给定周期中执行图2中所示的例程。

参考图2，在步骤S1中，怠速减少模式判断器11判断发动机是否在怠速减少模式下工作。具体来说，如果检测到的发动机转速低于阈值并且它已经接收到怠速减少信号，则怠速减少模式判断器11判断为发动机在怠速减少模式下工作。预先通过实验、经验和/或理论确定该发动机转速阈值。例如，该阈值被设定为220rpm。当判断为发动机在怠速减少模式下工作时，图2中所示的例程前进到步骤S2。否则，当判断为发动机不在怠速减少模式下工作时，图2中所示的例程前进到步骤S9。

在步骤S2中，因为正在执行怠速停止控制，所以辅助判断器12将1赋值给代表是否已经执行怠速减少控制的怠速减少执行标志D-IS_Flag。因此，通过D-IS_Flag=1给出怠速减少执行标志D-IS_Flag。

接下来，在步骤S3中，辅助判断器12判断检测到的车辆速度V是否等于或低于阈值速度V_th。注意，阈值速度V_th是代表车辆是否停止的阈值速度。例如，预先通过实验、经验和/或理论确定阈值速度V_th。当判断为检测到的车辆速度V等于或低于阈值速度V_th时，即，V≤V_th，该例程前进到步骤S4。否则，当判断为检测到的车辆速度V高于阈值速度V_th时，即V＞V_th，该例程前进到步骤S7。

在步骤S4中，辅助判断器12判断车辆驾驶者是否正在转动转向轮。具体来说，在步骤S4中，辅助判断器12判断检测到的转向扭矩T是否低于阈值扭矩β。阈值扭矩β是代表ECU10是否将动力转向电动机5保持在就绪状态的扭矩。例如，预先通过实验、经验和/或理论确定阈值扭矩β。如果动力转向电动机5保持在就绪状态，则响应于驾驶者转动转向轮，立即启动动力转向电动机5，以产生辅助扭矩。换句话说，当动力转向电动机5被加电时，动力转向电动机5转换到就绪状态，并且在动力转向电动机5保持被加电时，动力转向电动机5保持在就绪状态。

当判断为检测到的转向扭矩T低于阈值扭矩β（T＜β）时，辅助判断器12判断为驾驶者没在转动转向轮。该例程前进到步骤S5。否则，当判断为检测到的转向扭矩T等于或高于阈值扭矩β（T≥β）时，该例程前进到步骤S7。

在步骤S5中，辅助判断器12将1赋值给转向标志S-IS_Flag，即S-IS_Flag=1；转向标志S-IS_Flag代表驾驶者是否已经停止转动转向轮。也就是说，赋值给转向标志S-IS_Flag的1代表驾驶者已经在怠速减少控制期间停止转动转向轮。之后，该例程前进到步骤S6。

在步骤S7中，辅助判断器12判断转向标志S-IS_Flag是否被设定为1。当判断为转向标志S-IS_Flag被设定为1时，辅助判断器12判断为驾驶者已经在怠速减少控制期间停止转动转向轮。然后，该例程前进到步骤S6。否则，当判断为转向标志S-IS_Flag没有被设定为1时，即，被设定为0，辅助判断器12判断为驾驶者在怠速减少控制期间继续转动转向轮。然后，该例程前进到步骤S8。

在步骤S6中，判断器13进行第一电动机控制任务，并且ECU10结束图2中所示的例程。第一电动机控制任务是停止将动力转向电动机5保持在就绪状态，即，将动力转向电动机5断电。

在步骤S8中，判断器13进行第二电动机控制任务，并且ECU10结束图2中所示的例程。

第二电动机控制任务是将动力转向电动机5保持在就绪状态，也就是说，保持动力转向电动机5加电。第二电动机控制任务使动力转向电动机5在执行怠速减少控制之前和期间连续保持在就绪状态。

另一方面，在步骤S9中，辅助判断器12判断怠速减少执行标志D-IS_Flag是否被设定为1。当判断为怠速减少执行标志D-IS_Flag被设定为1时，辅助判断器12判断为已执行了怠速减少控制，或者怠速减少控制已经停止。这是因为步骤S1中的判断是否定的。然后，该例程前进到步骤S10。

否则，当判断为怠速减少执行标志D-IS_Flag没有被设定为1时，即，被设定为0，则辅助判断器12结束图2中所示的例程。

在步骤S10中，辅助判断器12将0赋值给怠速减少执行标志D-IS_Flag，从而将其重置为零。接下来，在步骤S11中，辅助判断器12将0赋值给转向标志S-IS_Flag，从而将其重置为零。

接下来，在步骤S12中，判断器13进行第三电动机控制任务，并且ECU10结束图2中所示的例程。

第三电动机控制任务是使动力转向电动机5处于就绪状态。

接下来，描述动力转向控制系统1的操作。

如果：

发动机在怠速减少模式下工作，即，步骤S1中的判断是肯定的；

车辆停止，即，检测到的车辆速度V等于或低于预定速度V_th（步骤S3中的“是”）；并且

驾驶者没在转动转向轮，即，检测到的转向扭矩T低于阈值扭矩β（步骤S4中的“是”），则

动力转向控制系统1进行第一电动机控制任务，以停止将动力转向电动机保持在就绪状态（见步骤S6）。

如果：

发动机在怠速减少模式下工作，即，步骤S1中的判断是肯定的；并且

车辆没有停止，即，检测到的车辆速度V高于阈值速度Vth（步骤S3中的“否”），则

动力转向控制系统1判断驾驶者是否已经在怠速减少控制期间停止转动转向轮（见步骤S7）。

当判断为驾驶者在怠速减少控制期间继续转动转向轮时，即，转向标志S-IS_Flag被设定为0（步骤S7中的“否”），动力转向控制系统1进行第二电动机控制任务，以将动力转向电动机保持在就绪状态（见步骤S8）。

换句话说，如果发动机在怠速减少模式下工作，即，步骤S1中的判断是肯定的；并且

检测到的转向扭矩T保持等于或高于阈值扭矩β（步骤S4中的“否”和步骤S7中的“否”），则

动力转向控制系统1进行将动力转向电动机保持在就绪状态的第二电动机控制任务，从而产生辅助扭矩。

当判断为驾驶者已经在怠速减少控制期间停止转动转向轮时（见步骤S4中的“是”），则即使在该判断之后驾驶者转动转向轮，动力转向控制系统1也进行第一电动机控制任务，以保持动力转向电动机5的停止状态（见步骤S6）。这是因为即使步骤S4中的判断是否定的，步骤S7中的判断也是肯定的。

当判断为发动机没在怠速减少模式下工作时，即，步骤S1中的判断是否定的，如果：

辅助判断器12判断为在该例程的上次执行中由怠速减少控制系统20执行怠速减少控制，即D-IS_Flag被设定为0（见步骤S9中的“是”），则

动力转向控制系统1进行第三电动机控制任务，以将动力转向电动机5保持在就绪状态（见步骤S12）。

具体来说，第三电动机控制任务和第一电动机控制任务之间的关系表明，如果驾驶者已经在怠速减少控制期间停止转动转向轮，则动力转向控制系统1用于保持动力转向电动机5的停止状态。因此，动力转向控制系统1防止在发动机的工作模式从怠速减少模式转换到另一模式如正常行驶模式之前产生辅助扭矩。

如上所述，如果在怠速减少控制期间检测到的由驾驶者施加到转向轮的转向扭矩T连续保持等于或高于阈值扭矩β，则动力转向控制系统1进行第二电动机控制任务，以将动力转向电动机保持在就绪状态（见步骤S8）。

因此，如果在怠速减少控制期间检测到的转向扭矩T连续保持等于或高于阈值扭矩β，那么即使在怠速减少控制期间转向扭矩的检测值等于或高于预定扭矩α时存在发动机重启请求，动力转向控制系统1也将动力转向电动机5保持在就绪状态。这防止动力转向电动机5在怠速减少控制期间从运行状态切换到停止状态，然后返回到运行状态，这可以保持良好的转向感觉。注意，阈值扭矩β应当被设定为等于或低于预定扭矩α，即β≤α。

另一方面，当检测到的转向扭矩T低于阈值扭矩β时，动力转向控制系统1进行第一电动机控制任务，以使动力转向电动机5处于停止状态（见步骤S6）。

即使在使动力转向电动机5处于停止状态之后检测到的转向扭矩T等于或高于阈值扭矩β，在发动机重启之前，即，发动机从怠速减少模式转换到另一模式，动力转向控制系统1保持动力转向电动机5在停止状态（见步骤S6）。这是因为检测到的转向扭矩T低于阈值扭矩β，使得步骤S7中的判断是肯定的。

因此，阈值β可被设定为等于或高于预定扭矩α，即β≥α。相反，为了保持良好的转向感觉，阈值β可被设定为等于或低于预定扭矩α，即β≤α。基于阈值扭矩β和预定扭矩α的特征，阈值β可被设定为等于预定扭矩α，即β=α。

因此，除了发动机的工作模式转换到怠速减少模式之后立即重启发动机的有限情况以外，在怠速减少控制期间，可以尽可能早地使动力转向电动机5处于停止状态。因此，可以防止用于重启发动机的转向轮的转向角度大于驾驶者打算的转向角度，从而减小用于重启发动机的驾驶者转动的转向轮转向角度的变化。

如上所述，动力转向控制系统1用于基于怠速减少控制期间转向扭矩T的检测值判断动力转向电动机5的工作状态。因此，即使动力转向系统1不能由于怠速减少控制期间发动机重启请求的出现而重启发动机，它也能够将动力转向电动机5保持在就绪状态，从而保持良好的转向感觉。

除了发动机的工作模式转换到怠速减少模式之后立即重启发动机的有限情况以外，在怠速减少控制期间，动力转向控制系统1尽可能早地使动力转向电动机5处于停止状态。因此，可以防止用于重启发动机的转向轮的转向角度大于驾驶者打算的转向角度，从而减小用于重启发动机的驾驶者转动的转向轮转向角度的变化。

动力转向控制系统1用于在没有特殊部件的情况下控制动力转向电动机5的启动，从而在没有成本增加的情况下实现上述效果。

动力转向控制系统1可以用于使用具有不同常数值的普通逻辑选择性地进行第一电动机控制任务和第二电动机控制任务。

注意，在本实施方式中，怠速减少模式判断器11例如用作用于判断发动机是否处于发动机停止状态的状态判断器。转向扭矩检测器4用于检测由车辆驾驶者施加到转向轮的转向扭矩。辅助判断器12和判断器13例如用作控制器，该控制器用于如果判断为发动机处于所述状态并且检测到的转向扭矩等于或大于第一阈值扭矩时，则将动力转向电动机保持在就绪状态以产生辅助扭矩。该阈值扭矩例如用作第一阈值扭矩，并且该预定扭矩例如用作作为发动机重启条件的参数的第二阈值扭矩。

在本实施方式中，在步骤S3中，辅助判断器12可以通过监视检测到的车辆速度的变化判断车辆是否减速。当判断为车辆减速时（步骤S3中的“是”），图2中所示的例程前进到步骤S4。否则，当判断为车辆没有减速时（步骤S3中的“否”），该例程前进到步骤S7。因此，根据本实施方式的变形例的动力转向控制系统1可以基于怠速减少控制使车辆速度减速的同时控制动力转向电动机5的工作状态。

尽管已经在此描述了本公开的示例性实施方式，但是本公开不局限于在此描述的实施方式，而是包括本领域技术人员基于本公开能理解的具有修改、省略、（例如，跨不同实施方式的各方面的）组合、改编和/或替换的任何和所有实施方式。应基于权利要求中采用的语言宽泛地理解权利要求中的限定，并且该限定不局限于本说明书中或者申请进行期间描述的例子，这些例子应被理解为非排他性的。

Claims

1.一种动力转向控制系统，安装在车辆中，用于控制动力转向电动机，所述动力转向电动机产生用于辅助驾驶者转动所述车辆转向轮的辅助扭矩，所述车辆被设计为进行怠速减少控制：如果满足预定停止条件，则使用于产生所述车辆用的驱动动力的发动机停止；并且如果满足预定重启条件，则重启所述被停止的发动机，所述动力转向控制系统包括：

状态判断器，其用于判断所述发动机是否处于所述发动机被停止的状态；

转向扭矩检测器，其用于检测由所述车辆的驾驶者施加到所述转向轮的转向扭矩；以及

控制器，其用于如果判断为所述发动机处于停止状态并且所测得的转向扭矩等于或大于第一阈值扭矩时，则将所述动力转向电动机保持在就绪状态以产生所述辅助扭矩并且判断为所述驾驶者继续转动所述车辆转向轮，如果判断为所述发动机处于停止状态并且所测得的转向扭矩小于所述第一阈值扭矩时，则使所述动力转向电动机处于停止状态并且判断为所述驾驶者停止转动所述车辆转向轮。

2.根据权利要求1所述的动力转向控制系统，其中所述发动机重启条件包括表示所检测到的转向扭矩等于或高于预定的第二阈值扭矩的条件，并且

所述控制器用于：

在所述发动机处于停止状态并且所测得的转向扭矩低于所述第一阈值扭矩的第一判断下，使所述动力转向电动机处于停止状态；然后

即使在所述发动机处于停止状态并且所检测到的转向扭矩等于或高于所述第一阈值扭矩的第二判断下，在所述发动机被重启之前，保持所述动力转向电动机在停止状态。

3.根据权利要求2所述的动力转向控制系统，其中所述第一阈值扭矩等于所述第二阈值扭矩。