转向控制装置、转向控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及转向控制装置以及转向控制方法。
【背景技术】
[0002]在专利文献I中记载了如下一种怠速停止技术:为了应对尾气、提高燃料效率，在车辆停止而发动机处于怠速状态时，使发动机自动停止，并且在起步时使发动机再次启动。
[0003]专利文献1:日本特开2001-173476号公报
【发明内容】
[0004]发明要解决的问题
[0005]另外，在线控转向中，一般装载能够不通电地维持接合状态的备用的离合器，因此在关闭点火开关的发动机停止时将离合器接合。将该点火开关关闭时的离合器接合动作声音也存在下车场景这样的情况，由于离合器接合动作声音混杂在门锁的解除声音等要下车时产生的各种杂音中，因此难以引人注意。另一方面，在如上述以往技术那样的怠速停止中，认为杂音比下车场景时少或者小，因此离合器的接合动作声音有可能引人注意。
[0006]本发明的课题是使怠速停止时的驾驶室空间的肃静性提高。
_7] 用于解决问题的方案
[0008]本发明的一个方式所涉及的转向控制装置应用于具备怠速停止功能的车辆，该怠速停止功能是在满足了预定的条件时使发动机停止并且在车辆起步时使上述发动机再次启动的功能。而且，在由驾驶员进行转轮操作的转轮机构与使车轮转向的转向机构之间安装能够将转轮机构与转向机构连接和断开的离合器。而且，设置能够根据驾驶员的转轮量对转向机构施加转向扭矩的转向致动器，在通过打开点火开关使发动机处于运转状态时将离合器断开，在通过关闭点火开关使发动机处于停止状态时将离合器接合。而且，在利用怠速停止功能使发动机停止时，维持离合器断开的状态。
[0009]发明的效果
[0010]根据本发明，在使发动机停止时，维持离合器断开的状态，因此能够抑制离合器接合时的动作声音。因而，能够使怠速停止时的驾驶室空间的肃静性提高。
【附图说明】
[0011]图1是转向装置的概要结构图。
[0012]图2是怠速停止系统的概要结构图。
[0013]图3是表示线控转向控制处理的整体结构的框图。
[0014]图4是表示IS时切换控制处理的流程图。
[0015]图5是表示比较例I的时序图。
[0016]图6是表示动作例I的时序图。
[0017]图7是表示比较例2的时序图。
[0018]图8是表示动作例2的时序图。
[0019]图9是表示比较例3的时序图。
[0020]图10是表示动作例3的时序图。
【具体实施方式】
[0021]下面，基于附图来说明本发明的实施方式。
[0022]《第一实施方式》
[0023]《结构》
[0024]首先对线控转向的构造进行说明。
[0025]图1是转向装置的概要结构图。
[0026]方向盘11与转向轴12相连结，车轮(转向轮)13L和13R依次经由转向节臂14、转向横拉杆15、齿条轴16以及行星齿轮17与第一行星轴18相连结。转向轴12和第一行星轴18以能够通过离合器19切换为连接或者断开的状态相连结。
[0027]在此，存在于离合器19的输入侧的方向盘11和转向轴12是通过驾驶员的转向操作使转向轴12旋转的转轮输入机构StIN。另外，存在于离合器19的输出侧的转向节臂14、转向横拉杆15、齿条轴16、行星齿轮17以及第一行星轴18是通过第一行星轴18的旋转使车轮13L和13R转向的转向输出机构StQUT。
[0028]因而，当在将离合器19连接(接合)的状态下使方向盘11旋转时，转向轴12、离合器19以及第一行星轴18旋转。第一行星轴18的旋转运动通过齿条轴16和行星齿轮17变换为转向横拉杆15的进退运动，并经由转向节臂14使车轮13L和13R转向。
[0029]离合器19包括无励磁接合型的电磁离合器。即，在电磁线圈为无励磁时，例如利用凸轮辊机构在输入轴的凸轮面与输出轴的外轮之间啮合辊，来将输入轴与输出轴相接合。另一方面，在对电磁线圈进行励磁时，通过衔铁的吸引而在输入轴的凸轮面与输出轴的外轮之间解除辊的啮合，从而输入轴与输出轴之间断开。
[0030]齿条轴16在车身左右方向(车宽方向)上延伸，在其一侧(在此为车身右侧)形成有齿条齿轮(齿)31，使该齿条齿轮31啮合行星齿轮17。利用保持器机构来调整齿条齿轮31与行星齿轮17的啮合状态。
[0031]第一行星轴18包括离合器侧的输入轴和行星齿轮侧的输出轴，在其输出轴上例如经由蜗杆蜗轮32连结有第一转向马达Ml。在第一转向马达Ml中设置有用于检测马达旋转角的旋转变压器33。
[0032]蜗杆蜗轮32包括连结于第一行星轴18的蜗轮和连结于第一转向马达Ml的蜗杆，使蜗杆轴相对于蜗轮轴斜交。这是为了缩小相对于第一行星轴18的轴直角方向的组件。
[0033]关于蜗杆蜗轮32，为了使蜗轮随着蜗杆的旋转而旋转、并且也使蜗杆随着蜗轮的旋转而旋转，即为了能够进行反向驱动，使蜗杆的扭转角大于休止角(摩擦角)。
[0034]在第一行星轴I8的输入轴与输出轴之间设置有扭矩传感器34。
[0035]上述行星齿轮17、第一行星轴18的输出轴、蜗杆蜗轮32、第一转向马达M1、旋转变压器34以及扭矩传感器34构成为一体化的复合部件(组件)，将该复合部件设为第一致动器Al。第一致动器Al与电动动力转向装置的构成部件通用。
[0036]根据第一致动器Al，当在将离合器19断开的状态下驱动第一转向马达Ml时，通过蜗杆蜗轮32使第一行星轴18旋转，因此车轮13L和13R的转向角根据第一转向马达Ml的旋转角而变化。因而，在将离合器19断开时，根据驾驶员的转向操作对第一转向马达Ml进行驱动控制，由此实现期望的转向控制特性来作为线控转向功能。
[0037]并且，当在将离合器19连接的状态下驱动第一转向马达Ml时，马达扭矩经由蜗杆蜗轮32被传递至第一行星轴18。因而，在将离合器19连接时，根据驾驶员的转向操作对第一转向马达Ml进行驱动控制，由此实现减轻驾驶员的操作负担的期望的辅助特性。
[0038]在齿条轴16的另一侧(在此为车身左侧)经由行星齿轮35连结有第二行星轴36。S卩，在齿条轴16的另一侧(在此为车身左侧)形成有齿条齿轮(齿)37，使该齿条齿轮37啮合行星齿轮35。利用保持器机构来调整齿条齿轮37与行星齿轮35的啮合状态。
[0039]在第二行星轴36上例如经由蜗杆蜗轮38连结有第二转向马达M2。第二转向马达M2是与第一转向马达Ml相同型号的马达。在第二转向马达M2中设置有用于检测马达旋转角的旋转变压器39。
[0040]蜗杆蜗轮38包括连结于第二行星轴36的蜗轮和连结于第二转向马达M2的蜗杆，使蜗杆轴相对于蜗轮轴斜交。这是为了缩小相对于第二行星轴36的轴直角方向的组件。
[0041]关于蜗杆蜗轮38，为了使蜗轮随着蜗杆的旋转而旋转、并且也使蜗杆随着蜗轮的旋转而旋转，即为了能够进行反向驱动，使蜗杆的扭转角大于休止角(摩擦角)。
[0042]上述行星齿轮35、第二行星轴36的输出轴、蜗杆蜗轮38、第二转向马达M2以及旋转变压器39构成为一体化的复合部件(组件)，将该复合部件设为第二致动器A2。
[0043]根据第二致动器A2，当在将离合器19断开的状态下驱动第二转向马达M2时，第二行星轴36通过蜗杆蜗轮32进行旋转，因此车轮13L和13R的转向角根据第二转向马达M2的旋转角而变化。因而，在将离合器19断开时，根据驾驶员的转向操作对第二转向马达M2进行驱动控制，由此实现期望的转向控制特性来作为线控转向功能。
[0044]在转向轴12上连结有反作用力马达51。反作用力马达51具备与转向轴12 —起旋转的转子和与该转子相向地固定于外壳的定子。关于转子，例如通过嵌入成型将在圆周方向上等间隔地排列的磁体固定形成于转子芯。关于定子，将卷绕有线圈的铁芯沿圆周方向等间隔地排列，并例如通过热装而固定形成于外壳。在反作用力马达51中设置有检测马达旋转角的旋转变压器52。
[0045]在转向轴12上设置有转轮角传感器53。
[0046]根据反作用力马达51，当在将离合器19断开的状态下驱动反作用力马达51时，马达扭矩被传递至转向轴12。因而，在将离合器19断开并执行线控转向时，根据从路面接收的反作用力对反作用力马达51进行驱动控制，由此实现对驾驶员的转向操作施加操作反作用力的期望的反作用力特性。
[0047]上述是转向装置的构造。
[0048]接着，对控制系统的结构进行说明。
[0049]在本实施方式中，具备第一转向控制器(转向E⑶I) 71、第二转向控制器(转向ECU2)72以及反作用力控制器(反作用力ECU)73。各控制器例如由微计算机构成。
[0050]第一转向控制器71被输入来自旋转变压器33、扭矩传感器34以及转轮角传感器53的信号，并经由驱动电路对第一转向马达Ml进行驱动控制。第二转向控制器72被输入来自旋转变压器39和转轮角传感器53的信号，并经由驱动电路对第二转向马达M2进行驱动控制。反作用力控制器73被输入来自旋转变压器52和转轮角传感器53的信号，并经由驱动电路对反作用力马达52进行驱动控制。
[0051]旋转变压器33检测第一转向马达Ml的马达旋转角0ml。在对定子线圈输入励磁信号时，该旋转变压器33从转子线圈输出与转子的旋转角相应的检测信号。第一转向控制器71利用信号处理电路将励磁信号输出到定子线圈，并且基于从转子线圈输入的检测信号的振幅调制来判断第一转向马达Ml的马达旋转角0ml。此外，第一转向控制器71将右转弯设为正值来进行处理，将左转弯设为负值来进行处理。
[0052]同样地，关于第二转向马达M2的马达旋转角Θ m2，经由旋转变压器39在第二转向控制器72中进行检测，关于反作用力马达51的马达旋转角Θ r，经由旋转变压器52在反作用力控制器73中进行检测。
[0053]扭矩传感器34检测被输入到第一行星轴18的扭矩Ts。该扭矩传感器34例如用霍尔元件检测第一行星轴18的输入侧与输出侧之间安装的扭杆的扭转角，将由多极磁体与磁轭的相对角度位移产生的磁通密度的变化变换为电信号并输出到第一转向控制器71。第一转向控制器71根据被输入的电信号来判断扭矩Ts。此外，第一转向控制器71将驾驶员的右转轮设为正值来进行处理，将左转轮设为负值来进行处理。
[0054]转轮角传感器53例如包括回转式编码器，来检测转向轴12的转轮角Θ So在圆板状的标尺与转向轴12 —起旋转时，该转轮角传感器53用两个光电晶体管检测透过标尺的狭缝的光，并将伴随转向轴12的旋转而产生的脉冲信号输出到各控制器。各控制器根据被输入的脉冲信号来判断转向轴12的转轮角θ8。此外，各控制器将右转弯设为正值来进行处理，将左转弯设为负值来进行处理。
[0055]此外，各控制器之间以能够利用通信线74互相通信的方式进行连接。S卩，例如构建使用了 CSMA/CA 方式的多重通信(CAN:ControIIer Area Network)、拐射线(Flex Ray)等车载通信网络(车载LAN)标准的通信路径。
[0056]各控制器利用通信线75连接于离合器19。该通信线75是输出用于能够将离合器19切换为连接或者断开的离合器控制信号的通信路径。离合器控制信号是用于将离合器19断开的信号，在各控制器输出离合器控制信号时，离合器19断开，当任一个控制器停止输出离合器控制信号时，离合器19连接。
[0057]上述是控制系统的结构。
[0058]接着，对控制模式进行说明。
[0059]在本实施方式中，存在双马达SBW模式(2M-SBW)、双马达EPS模式(2M-EPS)、单马达SBW模式(1M - SBff)、单马达EPS模式(1M - EPS)以及手动转向模式(MS)。
[0060]双马达SBW模式是用两个马达执行线控转向控制的模式，双马达EPS模式是用两个马达执行电动动力转向控制的模式。另外，单马达SBW模式是仅用一个马达执行线控转向控制的模式，单马达EPS模式是仅用一个马达执行电动动力转向控制的模式。而且，手动转向模式是所有转向控制均中止的模式。
[0061][双马达SBW模式]
[0062]在双马达SBW模式下，在输出离合器控制信号而将离合器19断开的状态下，用第一转向控制器71对第一转向马达Ml进行驱动控制，并且用第二转向控制器72对第二转向马达M2进行驱动控制，来执行转向角控制。即，第一转向马达Ml和第二转向马达M2协同动作，分担需要的转向力并输出。另一方面，用反作用力控制器73对反作用力马达52进行驱动控制，来执行反作用力控制。由此，作为线控转向功能，实现期望的转向特性，并且实现良好的操作体验。
[0063]第一转向控制器71和第二转向控制器72设定相对于转轮角Θ s的目标转向角Θ w*，并且估计实际的转向角Θ W。然后，输入马达旋转角Θ ml和Θ m2，例如利用鲁棒模型匹配方法等对第一转向马达Ml和第二转向马达M2进行驱动控制，以使实际的转向角θ￥与目标转向角0W*—致。
[0064]例如根据车速V进行目标转向角0W*的设定。即，在静止状态的转向时、低速行驶时，为了减轻驾驶员的操作负担，以能够以小的转轮角9S获得大的转向角0￥的方式设定目标转向角9W*。