JP5679770B2 - 車両制御装置 - Google Patents

Description

この発明は、電動パワーステアリングを採用した車両を制御する車両制御装置に関し、詳しくは、コストを低減した新規構成の操舵角の認識に関する。

従来、アイドルストップ車においては、燃費の一層の改善等を図るため、走行停止を待たずにエンジンを停止することが提案されているが、この場合、減速中であることや車速が一定以下であることだけを条件にエンジンを停止すると、走行を停止するのではなく、右左折するために減速したときにも一旦エンジンが停止し、その後エンジンの再始動を待って右左折を行なうことになるので、右左折がスムーズに行なえず、ドライバに不快感を与える等の不都合が生じる。

そのため、走行停止を待たずにエンジンを停止するアイドルストップ車においては、減速中であることや車速が一定以下であることに加えて、右左折でないことを条件に、エンジンを停止する必要がある。

右左折か否かは、簡単には、舵角センサを用いてドライバのハンドル操作による操舵角を検出して認識し、設定された操舵角の大きさがしきい値以上か否かによって判断できるが、この場合は、高価な舵角センサを要し、車両のコストアップにつながる。

そこで、右左折か否かをウインカの作動状態か検出し、ウインカがオンする右左折であれば、その検出によりアイドルストップを禁止することが提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。

特開２００２−３６９５６５号公報 特開平５−２１３２２２号公報

特許文献１、２に記載のように右左折か否かをウインカの作動状態から検出する場合、ハンドル操作によっては右左折の際にウインカが自動的にオフに戻ってしまうことがあるので、右左折の際に誤ってエンジンを停止する問題がある。

そして、車両の操舵角を認識することは、アイドルストップ車における上記の右左折か否かの判断を行なう場合以外にも重要である。

本発明は、舵角センサ等を用いないコスト低減を図った構成により車両の操舵角を認識してアイドルストップ等の制御を行なうことを目的とする。

上記した目的を達成するために、本発明の車両制御装置は、所定車速以下に減速したときにアイドルストップによりエンジン停止を行う車両制御装置であって、ステアリングトルクおよびモータアシストトルクに基づいてセルフアライニングトルクを推定する推定手段と、異なる車速ごとに前記セルフアライニングトルクに比例する操舵角を記憶したテーブルマップと、車速を検出する車速センサと、前記車速センサによる検出車速における前記推定手段によるセルフアライニングトルクに対応する前記操舵角を前記マップから求めて認識する認識手段と、前記検出車速が前記所定車速以下に減速したときに、推定される前記セルフアライニングトルクの絶対値が予め定めたしきい値以上に対応する前記操舵角が前記認識手段により認識されれば、右左折の操舵と判定してアイドルストップのエンジンの自動停止を禁止する制御部とを備えたことを特徴としている（請求項１）。

請求項１に記載の発明によれば、推定手段により、ステアリングトルクおよびモータアシストトルクに基づくセルフアライニングトルクを推定し、この推定に基づき、認識手段により、車速センサによる検出車速での推定されたセルフアライニングトルクに対応する特性の操舵角をテーブルマップから求めて認識することができる。そのため、舵角センサ等を用いないコスト低減を図った構成により車両の操舵角を認識してアイドルストップ等の制御を行なうことができる。

本発明の車両制御装置の一実施形態のブロック図である。 図１のアイドルストップ車の電動パワーステアリング機構の概略の構成図である。 図１の舵角判定部における操舵角認識のメモリマップの一例の説明図である。

本発明の一実施形態について、図１〜図３を参照して説明する。

図１はアイドルストップ車１に設けられた車両制御装置の右左折時の制御を禁止する構成を示し、図中の２は電動パワーステアリング（ＥＰＳ）の直流のモータ（ＥＰＳモータ）３を制御するコンピュータ構成のＥＰＳ制御部（ＥＰＳ ＥＣＵ）、４はアイドルストップを制御するコンピュータ構成のエコラン制御部（エコラン ＥＣＵ）である。

ドライバによるアイドルストップ車１のステアリング操作トルク（ステアリングトルクＴｓｔ）は後述するトルクセンサにより検出され、検出されたステアリングトルクＴｓｔはＥＰＳ制御部２のトルク／電流の変換部２１に入力される。変換部２１は、設定された変換テーブルによりステアリングトルクＴｓｔを対応する駆動電流の指令値ｉｓｔに変換する。指令値ｉｓｔはフィードバック制御の減算器２２に入力され、減算器２２により指令値ｉｓｔからモータ３の駆動電流（モータ電流）の検出値ｉｘが減算され、その差Δｉが電流制御部２３に入力される。そして、電流制御部２３からモータ３にステアリングアシストに必要な駆動電流が給電され、モータ３により、要求されたモータアシストトルクＴｍｔが発生する。

図２はアイドルストップ車１の電動パワーステアリング機構の概略の構成を示し、ドライバが操作するステアリングホイール５の操舵によるトーションバー６のねじれ角はトルクセンサ７により検出され、トルクセンサ７がステアリングトルクＴｓｔを検出する。モータ３が回転して発生するモータアシストトルクＴｍｔは、ステアリングトルクＴｓｔに加算されて左右の車輪（図示せず）に伝わり、ステアリングホイール５の操舵力をアシストする。

モータ３の駆動電流の検出値ｉｘは、図１の増幅器２４により設定利得Ｇで増幅されてステアリングトルクＴｓｔの検出信号に対応するモータアシストトルクＴｍｔの検出信号に変換される。ステアリングトルクＴｓｔおよびモータアシストトルクＴｍｔの検出信号は加算器２５により加算され、車内通信（例えばＣＡＮ）の通信ポート２６から通信バス８に出力される。

図２の矢印線ａ、ｂはステアリングホイール５のステアリングトルクＴｓｔ、モータ３のモータアシストトルクＴｍｔを示し、同図の矢印線ｃは左右の車輪のタイヤが路面に接触して発生するセルフアライニングトルク（ＳＡＴ）Ｔｓａｔを示す。

そして、セルフアライニングトルクＴｓａｔに抗してステアリング操作が行われるので、セルフアライニングトルクＴｓａｔは、概略、つぎの数１の（１）式で示される反力であり、モータ３の回転速度ωの時間変化である回転加速度ｄω／ｄｔによって変化する。（１）式において、Ｊはステアリングホイールやモータ３の慣性の係数、Ｄはモータ３の歯車機構等の摺動抵抗や粘性抵抗の係数、ＫｔはモータアシストトルクＴｍｔの係数である。

そして、（１）式の係数Ｊ、Ｄの第１、第２項は、ステアリングトルクＴｓｔの第３項、モータアシストトルクＴｍｔの第４項に比して十分に小さく、実用上は、セルフアライニングトルクＴｓａｔがステアリングトルクＴｓｔとモータアシストトルクＴｍｔの和に等しくなる。さらに、セルフアライニングトルクＴｓａｔは車速に応じた特性でステアリングホイール５の操舵角θと比例関係にある。

図３はセルフアライニングトルクを車速に応じた特性でステアリングホイール５の操舵角θに変換するテーブルマップ（ルックアップテーブル）ＭＰの一例を示し、このテーブルマップＭＰを用いることにより、ステアリングトルクＴｓｔとモータアシストトルクＴｍｔの和から推定したセルフアライニングトルクＴｓａｔに基づき、操舵角θを求めて認識できる。

そして、通信バス８のステアリングトルクＴｓｔおよびモータアシストトルクＴｍｔの加算信号は、エコラン制御部４の通信ポート器４１から舵角判定部４２に入力され、舵角判定部４２は加算信号に基づいてセルフアライニングトルクＴｓａｔを推定する。さらに、舵角判定部４２は、基本的には図３のテーブルマップＭＰによりセルフアライニングトルクＴｓａｔを操舵角θに変換して認識し、認識した操舵角θが、０°を基準にして、正負にしきい値の角度以上になることから、ドライバが右左折の操舵を行ったことを検出して右左折判定信号を出力する。実用的には、舵角判定部４２は、通信バス８のステアリングトルクＴｓｔおよびモータアシストトルクＴｍｔの加算信号からセルフアライニングトルクＴｓａｔを推定して間接的に操舵角θを認識し、加算信号の絶対値が設定されたしきい値レベル以上になることから、ドライバが右左折の操舵を行ったことを検出して右左折判定信号を出力してもよい。

一方、アイドルストップのエンジン停止を、車速が例えば７ｋｍ／ｈ以下になってから行なうため、車速センサ（車輪速センサ）９の検出車速の信号がエコランＥＣＵ４の車速判定部４３に入力され、車速判定部４３は、検出車速がしきい値の７ｋｍ／ｈ以下であれば、車速低下中（減速中）の検出信号を出力する。

そして、舵角判定部４２の右左折判定信号と車速判定部４３の車速低下中の検出信号との同時発生がアンドゲート４４により検出される右左折時は、アンドゲート４４から通信ポート４５を介して通信バス８にエンジン停止の禁止フラグ信号が出力され、この禁止フラグ信号がアイドルストップ車１のエンジン制御部（エンジン制御ＥＣＵ）やブレーキ制御部（ブレーキ制御ＥＣＵ）に送られて、アイドルストップのエンジン自動停止が禁止される。

したがって、舵角センサ等の高価なセンサを用いないコスト低減を図った安価な構成で、ステアリングトルクＴｓｔおよびモータアシストトルクＴｍｔの加算信号から、車速センサ９による検出車速におけるアイドルストップ車１のセルフアライニングトルクＴｓａｔを推定し、アイドルストップ車１の右左折時には、推定したセルフアライニングトルクＴｓａｔからドライバの右左折操作に基づく操舵角θを認識してアイドルストップのエンジン自動停止を禁止することができ、ドライバに不快感を与えることがない。

本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行なうことが可能であり、例えば、前記実施形態では認識した操舵角θをアイドルストップの右左折時のエンジン自動停止の禁止に用いたが、舵角判定部４２により、推定したセルフアライニングトルクＴｓａｔから時々刻々の操舵角θを認識し、その認識結果を、従来の舵角センサの検出操舵角に代えて用いるようにしてもよいのは勿論である。

そして、舵角判定部４２が形成する本発明の推定手段、認識手段をアイドルストップ車１以外の車両に備え、認識手段が認識した操舵角θにより、種々の車両制御に用いるようにしてもよい。

つぎに、図１の各部の構成や処理手順等はどのようであってもよい。

そして、本発明は、電動パワーステアリングを備えた種々の車両の種々の車両制御装置に適用することができる。

１ アイドルストップ車
２ ＥＰＳ制御部
４ エコラン制御部
４２ 舵角判定部
Ｔｓｔ ステアリングトルク
Ｔｍｔ モータアシストトルク
Ｔｓａｔ セルフアライニングトルク

Claims (1)

1. 所定車速以下に減速したときにアイドルストップによりエンジン停止を行う車両制御装置であって、
   ステアリングトルクおよびモータアシストトルクに基づいてセルフアライニングトルクを推定する推定手段と、
   異なる車速ごとに前記セルフアライニングトルクに比例する操舵角を記憶したテーブルマップと、
   車速を検出する車速センサと、
   前記車速センサによる検出車速における前記推定手段によるセルフアライニングトルクに対応する前記操舵角を前記マップから求めて認識する認識手段と、
   前記検出車速が前記所定車速以下に減速したときに、推定される前記セルフアライニングトルクの絶対値が予め定めたしきい値以上に対応する前記操舵角が前記認識手段により認識されれば、右左折の操舵と判定してアイドルストップのエンジンの自動停止を禁止する制御部と
   を備えたことを特徴とする車両制御装置。

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