CN106335453B - 转向控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及转向控制装置。一种用于生态运行车辆(90)的转向控制装置对致动器进行驱动，以便转向角与实际舵角之间的传递比是可变的。转向控制装置包括：控制部(32)，其控制对致动器的驱动；生态运行确定部(33，34，35，36)，其接收生态运行信号并向控制部通知生态运行信号被接收到；以及非易失性存储器(47)，其中能够写入关于致动器的控制信息。当生态运行确定部接收到生态运行信号时，控制部执行限制对致动器进行驱动的控制限制，并且禁止在非易失性存储器上写入控制信息。

Description

转向控制装置
技术领域
本发明涉及转向控制装置。
背景技术
已知传递比可变转向装置(其可变地控制转向角与实际舵角之间的传递比)例如作为可变传动比转向(VGRS)装置。传递比可变转向装置通过控制对致动器诸如VGRS马达的驱动来改变传递比。JP 4609515B2(US 2011/0010052 A1)描述了根据电动助力转向设备的辅助马达的操作状态来对VGRS马达进行驱动控制。
从减少燃料消耗的环保角度，开发了生态运行车辆(启停***(Stop-StartSystem))。当生态运行车辆停车或减速时，使引擎暂停(suspend)。当生态运行车辆启动或加速时，通过使用启动器进行起动来启动引擎。“生态运行”是指经济和生态行驶。生态运行车辆是怠速停止车辆的代名词。
发明内容
在将传递比可变转向控制应用于生态运行车辆的情况下，电源可以共同用于启动器和致动器。在这种情况下，电源的电压在起动时间被启动器降低，使得施加到致动器的电压和施加到启动器的电压两者都被降低。
如果施加到致动器的电压变得低于阈值电压，则致动器无法被驱动，或者在控制中受限制。如果施加到启动器的电压变得低于阈值电压，则控制装置的内部存储可能会消失。因此，类似于点火装置关闭时间，有必要在非易失性存储器中写入和存储控制信息。然而，与常规车辆相比，生态运行车辆中的起动次数增加。对非易失性存储器的写入次数可能会增加并超过阈值。
本发明的目的是提供转向控制装置，其中，在与生态运行车辆的起动时间的电压降低相关地来对致动器的驱动进行适当限制时，对非易失性存储器的写入次数进行限制以不超过阈值。
根据本发明的方面，用于生态运行车辆的转向控制装置对致动器进行驱动，以便转向角与实际舵角之间的传递比是可变的，以及基于从生态运行控制装置输出的指令，在停车或减速时间，引擎被暂停，并且在启动或加速时间，通过使用启动器进行起动来重新启动引擎。将控制电压从直流电源经由与启动器并联连接的控制电压线供应到转向控制装置。将动力电压从直流电源经由与启动器并联连接的动力电压线供应到致动器。控制电压在起动期间被限制减小。
转向控制装置包括：控制部，其控制对致动器的驱动；生态运行确定部，其接收来自生态运行控制装置的生态运行信号，并且向控制部通知生态运行信号被接收到；以及非易失性存储器，其中能够写入关于致动器的控制信息。生态运行信号指示起动的开始或者正在执行起动的状态。当生态运行确定部接收到生态运行信号时，控制部执行对致动器的驱动进行限制的控制限制，并且禁止控制信息在非易失性存储器上的写入。
确保在起动时间供应至转向控制装置的控制电压不减小。因此，即使每次在通过生态运行进行起动时控制信息不被写入到非易失性存储器中，也可以限制所存储的控制信息消失。当生态运行确定部接收到生态运行信号时，控制部不执行将控制信息写入到非易失性存储器上。因此，仅在点火装置关闭时，控制信息才被写入到非易失性存储器中。因此，当传递比可变设备被应用于起动次数较大的生态运行车辆时，可以对非易失性存储器的写入次数进行限制以不超过预定值。
生态运行确定部向控制部通知接收到来自生态运行控制装置的生态运行信号。因此，控制部可以确定地获知从现在开始通过生态运行进行起动，或者现在正在执行起动。控制部可以适当地限制对致动器的驱动。
当生态运行确定部接收到生态运行信号时，并且在动力电压低于阈值电压(致动器可以以该阈值电压来驱动)时，控制部可以执行控制限制。因此，当错误地接收到生态运行信号而未执行起动时，或者当动力电压的降低并未影响对致动器的驱动时，可以避免不必要的控制限制的实施。
附图说明
根据参考附图作出的以下详细描述，本发明的以上和其它目的、特征和优点将变得更加显而易见。在附图中：
图1是图示了包括根据第一实施例的转向控制装置的生态运行车辆的示意图；
图2是图示了第一实施例的转向控制装置的框图和电路图；
图3是图示了第一实施例的转向控制装置的控制框图；
图4是通过第一实施例的转向控制装置的起动时间处理的流程图；
图5是图示了根据第二实施例的转向控制装置的控制框图；
图6是根据第二实施例的转向控制装置的起动时间处理的流程图；
图7是图示了根据第三实施例的转向控制装置的控制框图；以及
图8是比较示例的流程图。
具体实施方式
以下将参考附图来描述本发明的实施例。在实施例中，对应于在先实施例中描述的内容的部分可以被分配以相同的附图标记，并且可以省略对该部分冗余的说明。当在实施例中仅描述了配置的一部分时，可以将其它在先实施例应用于该配置的其它部分中。即使没有明确地描述这些部分可以进行结合，这些部分也可以进行结合。只要结合中没有损害，则即使没有明确地描述实施例可以进行结合，实施例也可以部分地进行结合。
(第一实施例)
转向控制装置被应用于车辆的传递比可变转向***，其中，致动器被驱动以便转向角与实际舵角之间的传递比为可变的。传递比可变转向***可以是可变传动比转向(VGRS)***。转向控制装置被安装到生态运行车辆，其中，引擎在停车或减速时间被暂停，而在启动或加速时，通过使用启动器进行起动来重新启动引擎。通常，应用于生态运行车辆的VGRS***并未被认识得太多。
参考图1和图2来对包括转向控制装置和VGRS***的生态运行车辆进行说明。VGRS-ECU(电控单元)30、VGRS马达5和生态运行ECU6分别对应于转向控制装置、致动器和生态运行控制装置。要由VGRS-ECU 30控制的致动器不限于输出转矩的马达，还可以是能够输出线性推力的致动器。
当生态运行车辆90在停车或减速之后再次启动或加速时，生态运行ECU 6通过使用启动器7进行起动来重新启动引擎8。这种起动指的是通过生态运行进行起动。生态运行信号表示指示从现在开始通过生态运行进行起动来启动的信号，或者表示现在正在执行通过生态运行进行起动的状态。生态运行ECU 6将节能驶信号发送到VGRS-ECU 30。
VGRS马达5被设置在输入轴(转向轴)93与输出轴94之间。方向盘91被连接到输入轴93的上端。小齿轮(未示出)被连接到输出轴94的下端，并且与齿轮箱96中的齿条97啮合。车轮98通过拉杆和臂(未示出)被连接到齿条97的两端。
转向角传感器92被设置在VGRS马达5的输入轴93上，并且检测方向盘91的转向角θs。VGRS马达5的角度传感器检测VGRS马达5的操作量θm。替代地，可以安装实际舵角传感器95，并且实际舵角传感器95直接检测小齿轮角(其为转向角θs与操作量θm之和)作为实际舵角θo。
VGRS-ECU 30获取由转向角传感器92检测到的转向角θs、VGRS马达5的操作量θm或者由实际舵角传感器95检测到的实际舵角θo，并且VGRS-ECU 30控制对VGRS马达5的驱动，以便转向角θs与实际舵角θo之间的传递比为可变的。当通过生态运行进行起动来操作启动器7时，VGRS-ECU 30接收来自生态运行ECU 6的生态运行信号。此外，可以将信号诸如车速信号经由车载局域网输入至VGRS-ECU 30中。
如图2所示，VGRS-ECU 30和启动器7相对于电池10(其是常规直流电源)彼此并联连接。详细地，将激活VGRS-ECU 30的控制电压VIG从电池10经由控制电压线LIG供应到VGRS-ECU 30。将驱动VGRS马达5的动力电压VPIG从电池10经由动力电压线LPIG供应到VGRS-ECU30。
电压保持电路20被设置在控制电压线LIG中，并且被定位成与电池10相邻。IG开关23被布置在电压保持电路20与VGRS-ECU 30之间，并且通过点火钥匙来接通/断开。电压保持电路20包括二极管21和电容器22。二极管21允许电流在从电池10到VGRS-ECU 30的方向上流动，并且限制电流在相反的方向上流动。电容器22能够在VGRS-ECU 30与二极管21之间的位置处积聚电荷。通过二极管21防止存储在电容器22中的电荷被发射到电池10。将动力电压线LPIG直接从电池10连接到VGRS-ECU 30。
当由于在通过生态运行进行起动时由启动器7引起的功耗而使电池电压下降时，动力电压VPIG也被降低。然而，通过电压保持电路20来限制控制电压VIG下降。由于存储在电容器22中的电荷是有限的，所以如果电池电压由于电容器电压的消耗而不能恢复，则当长时间持续进行起动时，控制电压VIG可能会下降。此处，电容器22的时间常数被设置成使得可以相对于预定的最长起动时间来确保控制电压VIG。
这个实施例的VGRS-ECU 30应该仅应用于包括电压保持电路20的VGRS***，并且电压保持电路20的规格不受限制。例如，可以将第二电池连接在VGRS-ECU 30和电压保持电路中的二极管21之间。从理论上讲，相似的电压保持电路可以设置在动力电压线LPIG中。然而，这是不现实的，因为在这种情况下有必要增大电池10的容量。
VGRS-ECU 30可以指代第一实施例中的VGRS-ECU 301、第二实施例中的VGRS-ECU302以及第三实施例中的VGRS-ECU 303。在每个实施例中，VGRS-ECU基于从生态运行ECU 6接收到的生态运行信号来进行各个控制。
参考图3和图4对第一实施例中的VGRS-ECU 301进行说明。如图3所示，VGRS-ECU301包括微型计算机311、逆变器40以及非易失性存储器47。微型计算机311具有控制部32(控制器)、高负载确定部33、温度确定部34、锁定确定部35以及角度反馈部(F/B)37。
控制电压VIG经由控制电压线LIG被供应到微型计算机311。动力电压VPIG经由动力电压线LPIG被供应到逆变器40。通过改变现有的用于车辆(非生态运行车辆)的微型计算机来配置第一实施例的微型计算机311。
控制部32基于输入信息(诸如从角度反馈部37输入的角度)来执行与VGRS马达5的驱动相关的控制操作，并且将驱动信号输出到逆变器40。逆变器40基于驱动信号来转换输入电功率，并且将马达电功率Pm供应到VGRS马达5。
角度反馈部37将信息发送到控制部32，该信息包括：从转向角传感器92获取的转向角θs、VGRS马达5的操作量θm或者从实际舵角传感器95获取的实际舵角θo。在IG开关23被接通的同时，包括操作量θm和实际舵角θo的控制信息通过微型计算机311的内部存储器来存储，该控制信息指示关于VGRS马达5的位置信息。当IG开关23被断开时，最近的控制信息被写入非易失性存储器47诸如EEPROM中，并且被存储。当IG开关23再次被接通时，控制部32从非易失性存储器47中读取控制信息，并且基于VGRS马达5的位置信息来执行控制。
作为现有的外部信息确定部，高负载确定部33、温度确定部34和锁确定部35获取相应的外部信息，并将其发送到控制部32。高负载确定部33确定应用于VGRS马达5的负载状态。温度确定部34确定从VGRS-ECU 301或VGRS马达5发出的热所导致的温度变化。锁定确定部35确定VGRS马达5的输入轴93和输出轴94的锁定状态。也可以使用具有相似功能的其它外部信息确定部。
当基于从高负载确定部33、温度确定部34或锁定确定部35发送的信息来确定应该停止对VGRS马达5的驱动时，控制部32执行对VGRS马达5的驱动进行限制的控制限制。例如，当高负载确定部33检测到施加了高于预定值的负载的高负载状态时，控制部32执行控制限制作为对于高负载状态的处理。具体地，作为控制限制的示例，输入轴93与输出轴94之间的相对旋转被机械地锁定，以使VGRS马达5在当前位置处停止。替代地，可以通过接通逆变器40的所有上臂或所有下臂来使VGRS马达5停止旋转。
在第一实施例中，现有的外部信息确定部中的至少一个对应于生态运行确定部。生态运行确定部接收来自生态运行ECU 6的生态运行信号，并且将接收到生态运行信号的信号发送到控制部32。在图3中，实线表示在高负载确定部33对应于生态运行确定部的情况下生态运行信号的输入。作为另一个示例，图3中的虚线表示在温度确定部34或锁定确定部35对应于生态运行确定部的情况下生态运行信号的输入。
与图8所示的比较示例相对照，参考图4的流程图来描述第一实施例中的起动时间处理的例程。在重复该例程期间，点火电源被接通(亦即，同时控制电压VIG从电池10经由IG开关23被供应到VGRS-ECU 301)。
首先，参考图8来描述比较示例作为电压降低时间处理的例程。在比较示例中，在共享电源的常规VGRS中，通过使用启动器进行起动而使控制电压VIG和动力电压VPIG两者降低。在比较示例中，电压保持电路没有被布置在控制电压线LIG中。此外，VGRS不具有接收来自生态运行ECU 6的生态运行信号的功能。
在图8的S91中，确定控制电压VIG和动力电压VPIG两者是否都被降低。由于假设控制电压VIG和动力电压VPIG具有相同的电势，所以这两个电压之一的检测结果可以用于另一个。此外，由于在比较示例中没有输入直接指示用启动器进行起动的信号，所以没有说明电压降低的原因。
当确定在S91中控制电压VIG和动力电压VPIG两者都被降低时，在S92中对应于动力电压VPIG的降低来限制VGRS马达(致动器)的驱动。优选地，通过接通逆变器的所有上臂或所有下臂，使VGRS马达在当前旋转位置处停止，或被机械地锁定。
在S93中，对应于控制电压VIG的下降，控制信息被存储到非易失性存储器中以针对消失作准备。S92和S93可以并行地执行。
因此，在比较示例中，在使用启动器进行起动时，始终通过非易失性存储器来存储控制信息。这在起动次数有限的传统车辆中是令人满意的。然而，对于生态运行车辆来说，由于起动次数增加，所以对非易失性存储器的写入次数可能会增加并超过预定上限值。
与此形成对照，如图4所示，在第一实施例的起动时间处理中，当高负载确定部33接收到来自生态运行ECU 6的生态运行信号时(S01：是)，高负载确定部33确定高负载状态。高负载确定部33使用标记来向控制部32通知生态运行信号被接收为高负载状态(S03)。
响应于这种情况，控制部32改变控制。换言之，从高负载确定部33到控制部32的通知充当用于改变控制的触发。具体地，控制部32执行对VGRS马达5的驱动进行限制的控制限制。在这个实施例中，执行控制限制作为针对高负载状态的处理。此外，控制部32禁止控制信息在非易失性存储器47上的写入。当高负载确定部33没有接收到生态运行信号时(S01：否)，例程结束，并且VGRS-ECU 301照常执行对VGRS马达5的驱动控制。
根据第一实施例，可以获得以下优点。只要IG开关23被接通，微型计算机311的内部存储器中的控制信息就不可能消失，而在每次通过生态运行进行起动时，控制信息未被写入到非易失性存储器47中。这是因为：通过被设置在控制电压线LIG中的电压保持电路20确保从电池10供应至VGRS-ECU 301的控制电压VIG不在起动期间减小。
因此，当高负载确定部33(其是生态运行确定部)接收到生态运行信号时，控制部32执行对VGRS马达5的控制限制，并且禁止控制信息在非易失性存储器47上的写入。因此，作为第一优点，当VGRS-ECU 301被应用于起动次数较大的生态运行车辆90时，可以对非易失性存储器47的写入次数进行限制以不超过预定限制值。
JP 2009-280162A描述了关于电动助力转向设备(其被应用于具有怠速停止功能的车辆)的EPS马达的控制的技术。当起动提前通知信号从引擎ECU被发送到EPS-ECU时，EPS-ECU逐渐减小电流指令限制值和升压电压限制值。然而，这种技术仅描述了电动助力转向设备的辅助电源在起动时被持续供应。这种技术未提到保持控制电压VIG的电压保持电路，并且这种技术也未提到VGRS的控制。
作为第二优点，由于高负载确定部33(其是生态运行确定部)向控制部32通知接收到来自生态运行ECU 6的生态运行信号，所以控制部32可以获知从现在开始启动通过生态运行进行的起动，或者获知正在执行通过生态运行进行的起动。控制部32可以适当地限制对VGRS马达5的驱动。
根据第一实施例，通过将接收生态运行信号的功能增加到高负载确定部33(其是微型计算机311的现有的外部信息确定部)来限定生态运行确定部。当接收生态运行信号时，高负载确定部33确定VGRS马达5处于高负载状态，并且通知控制部32。控制部32执行控制限制作为对高负载状态的处理。
作为第三优点，生态运行确定部可以使用经验证的现有逻辑来限定，而不用将新的逻辑增加到微型计算机311中。因此，在相同的VGRS系列中，基本控制电路可以在不具有生态运行功能的传统车辆与生态运行车辆之间是共有的。此外，由于可以避免与新的逻辑的增加伴随发生的程序错误，所以可以提高可靠性。
可以在高负载确定部33由温度确定部34或者锁定确定部35代替来作为生态运行确定部的情况下获得相似的优点，其中，温度确定部34或者锁定确定部35是其它现有的外部信息确定部。
(第二实施例)
参考图5和图6对根据第二实施例的VGRS-ECU 302进行说明。如图5所示，VGRS-ECU302包括动力电压检测器25，其被布置在动力电压线LPIG中以检测动力电压VPIG。动力电压检测器25可以是公知的检测分压的电压检测器。
高负载确定部33(其是生态运行确定部)获取由动力电压检测器25检测到的动力电压VPIG。微型计算机312与第一实施例的微型计算机311大致相同，而区别在于获取动力电压VPIG。
如图6的流程图所示，与第一实施例的图4相比，在第二实施例中起动时间处理包括S02。当确定在S01中接收到生态运行信号时，在S02处将动力电压VPIG与阈值电压Vth相互比较。事先设置阈值电压Vth作为最小电压，通过最小电压对VGRS马达5进行恰当驱动是可能的。
当动力电压VPIG低于阈值电压Vth时(S02：是)，确定不可能对VGRS马达5进行恰当驱动，并且转到S03。当动力电压VPIG大于或等于阈值电压Vth时(S02：否)，确定对VGRS马达5进行恰当驱动是可能的，并且例程结束。因此，VGRS-ECU 302照常执行对VGRS马达5的驱动控制。
如果在高负载确定部33接收到来自生态运行ECU 6的起动提前通知信号的同时没有执行启动，则高负载确定部33限制对VGRS马达5的驱动控制是无用的。这与以下情况相同：高负载确定部33错误地接收到为噪声的生态运行信号，或者在动力电压VPIG响应于起动的开始而并未被降低太多之后就立即启动引擎8。
根据第二实施例，当高负载确定部33(其是生态运行确定部)接收到生态运行信号时并且在动力电压VPIG低于阈值电压Vth的情况下，执行控制限制。因此，在对VGRS马达5进行恰当驱动是可能的情况下，可以避免实施不必要的控制限制。
另外，与第一实施例类似，代替高负载确定部33，温度确定部34或锁定确定部35(其是其它外部信息确定部)可以作为第二实施例的生态运行确定部来接收生态运行信号和动力电压VPIG。
(第三实施例)
参考图7来说明根据第三实施例的VGRS-ECU 303。除了高负载确定部33、温度确定部34和锁定确定部35之外，VGRS-ECU 303的微型计算机313还具有独有的生态运行确定部36。例如，独有的生态运行确定部36被独立地增加到且是新增加到现有的微型计算机313中的现有的外部信息确定部中。
独有的生态运行确定部36接收来自生态运行ECU 6的生态运行信号，并且将这个情况通知控制部32。替代地，如同第二实施例那样，独有的生态运行确定部36可以接收来自动力电压检测器25的动力电压VPIG。可以通知控制部32：生态运行信号被接收到，并且动力电压VPIG低于阈值电压Vth。
通过用独有的生态运行确定部36来代替第一实施例的图4中的高负载确定部或第二实施例的图6中的高负载确定部，来限定第三实施例的流程图。
第三实施例获得第一实施例的第一个优点和第二个优点。在完全改变电路***的情况下，或者在除了增加的生态运行确定部之外同时改变了其它部分的情况下，第三实施例是有利地。
(其它实施例)
被应用有转向控制装置的车辆可以进一步配备有使用转向扭矩来协助驾驶员的电动助力转向(EPS)设备。在这种情况下，连同对VPGS致动器的控制限制一起也可以对驱动EPS马达的电流值进行限制。
这种变化和改型应该被理解为在如所附权利要求所限定的本发明的范围内。

Claims (4)

1.一种用于生态运行车辆(90)的转向控制装置，在所述生态运行车辆(90)中，基于从生态运行控制装置(6)输出的指令，在停车或减速时间引擎(8)被暂停，而在启动或加速时间，通过使用启动器(7)进行起动来重新启动所述引擎，所述转向控制装置包括：
控制部(32)，其控制对致动器(5)的驱动，以便转向角与实际舵角之间的传递比是可变的；
生态运行确定部(33，34，35，36)，其接收来自所述生态运行控制装置的生态运行信号，并且向所述控制部通知所述生态运行信号被接收到，所述生态运行信号指示起动的开始，或者指示正在执行起动的状态；以及
非易失性存储器(47)，在所述非易失性存储器(47)中能够写入关于所述致动器的控制信息，其中，
将动力电压(VPIG)从直流电源(10)经由与所述启动器并联连接的动力电压线(LPIG)供应到所述致动器，而将控制电压(VIG)从所述直流电源(10)经由与所述启动器并联连接的控制电压线(LIG)供应到所述转向控制装置，所述控制电压在起动期间被限制减小，并且
当所述生态运行确定部接收到所述生态运行信号时，所述控制部执行限制对所述致动器进行驱动的控制限制，并且禁止所述控制信息在所述非易失性存储器上的写入。
2.根据权利要求1所述的转向控制装置，其中：
所述生态运行确定部确定所述动力电压是否高于或等于阈值电压，并且
当所述生态运行确定部接收到所述生态运行信号时，并且当所述动力电压低于所述阈值电压时，所述控制部执行所述控制限制。
3.根据权利要求1或2所述的转向控制装置，其中：
所述生态运行确定部是现有的转向控制装置的外部信息确定部(33，34，35)，所述外部信息确定部(33，34，35)确定预定的外部信息并将所述预定的外部信息发送到所述控制部，并且
所述外部信息确定部接收所述生态运行信号。
4.根据权利要求3所述的转向控制装置，其中：
所述外部信息确定部是高负载确定部(33)，其确定所述致动器的负载状态，
当所述高负载确定部接收到所述生态运行信号时，所述高负载确定部确定高负载状态并且向所述控制部通知高于预定值的负载被施加，并且
所述控制部执行控制限制以作为对所述现有的转向控制装置中的高负载状态的处理。
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