JP2012096572A

JP2012096572A - Vehicle control device

Info

Publication number: JP2012096572A
Application number: JP2010243486A
Authority: JP
Inventors: Koji Ozawa; 宏二小澤; Hideki Kobayashi; 秀樹小林
Original assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Current assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Priority date: 2010-10-29
Filing date: 2010-10-29
Publication date: 2012-05-24
Anticipated expiration: 2030-10-29
Also published as: JP5679770B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To recognize the steering angle of a vehicle and to perform such control as idle stop by a constitution of cost reduction without using any steering angle sensor or the like.SOLUTION: Attention is paid to the fact that the steering torque and the motor assist torque are added to obtain the self-aligning torque (SAT). The self-aligning torque is estimated based on the steering torque and the motor assist torque by a steering angle determination unit 42 of an idle-stop vehicle 1. Based on the estimated self-aligning torque, the steering angle of the idle-stop vehicle 1 is recognized without using any steering angle sensor or the like, and the engine stop of the idle stop during the right/left turn is prohibited.

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。 The present invention relates to a vehicle control apparatus that controls a vehicle that employs electric power steering, and more particularly, to recognition of a steering angle of a new configuration with reduced cost.

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。 Conventionally, in an idling stop vehicle, it has been proposed to stop the engine without waiting for the stop of driving in order to further improve the fuel consumption. In this case, the vehicle is decelerating or the vehicle speed is below a certain level. If the engine is stopped only on certain conditions, it will not stop running, but will also stop once when decelerating to turn right and left, and then will make a right and left turn after waiting for the engine to restart Therefore, the right and left turns cannot be performed smoothly, and inconveniences such as discomfort to the driver occur.

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。 Therefore, in an idle stop vehicle that stops the engine without waiting for stoppage of the vehicle, it is necessary to stop the engine on the condition that the vehicle is decelerating and the vehicle speed is not more than a certain level and that the vehicle does not turn right or left. .

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。 Whether to turn right or left can be easily determined by detecting the steering angle by the steering wheel operation of the driver using the steering angle sensor and recognizing whether the set steering angle is greater than or equal to a threshold value, In this case, an expensive steering angle sensor is required, leading to an increase in the cost of the vehicle.

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）。 Therefore, it has been proposed to detect whether the turn is a right / left turn from the operating state of the turn signal, and to prohibit the idle stop by detecting the turn if the turn signal turns on (see, for example, Patent Documents 1 and 2). .

特開２００２−３６９５６５号公報JP 2002-369565 A 特開平５−２１３２２２号公報JP-A-5-213222

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。 When detecting whether the turn is right or left as described in Patent Documents 1 and 2, depending on the steering wheel operation, the turn signal may turn off automatically when turning right or left. There is a problem of accidentally stopping the engine when making a left turn.

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。 Recognizing the steering angle of the vehicle is important in addition to determining whether the vehicle is turning left or right in an idle stop vehicle.

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。 It is an object of the present invention to recognize a steering angle of a vehicle and to control an idle stop or the like by using a configuration for reducing cost without using a steering angle sensor or the like.

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、ステアリングトルクとモータアシストトルクを加算するとセルフアライニングトルク（ＳＡＴ）になることに着目してなされたものであり、認識した操舵角に基づいて車両を制御する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、前記推定手段が推定したセルフアライニングトルクに基づいて前記操舵角を認識する認識手段とを備えたことを特徴としている（請求項１）。 In order to achieve the above-described object, the vehicle control apparatus of the present invention has been made by paying attention to the fact that adding the steering torque and the motor assist torque results in a self-aligning torque (SAT). A vehicle control device for controlling a vehicle based on the estimation means for estimating a self-aligning torque based on a steering torque and a motor assist torque, and the steering angle based on the self-aligning torque estimated by the estimation means And a recognizing means for recognizing the above (claim 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、認識手段により操舵角を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。 According to the first aspect of the present invention, the estimating means can estimate the self-aligning torque based on the steering torque and the motor assist torque, and based on this estimation, the recognition means can recognize the steering angle. For this reason, it is possible to perform control such as idling stop by recognizing the steering angle of the vehicle with a configuration for reducing cost without using a steering angle sensor or the like.

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。It is a block diagram of one embodiment of a vehicle control device of the present invention. 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。It is a schematic block diagram of the electric power steering mechanism of the idle stop vehicle of FIG. 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。It is explanatory drawing of an example of the memory map of the steering angle recognition in the steering angle determination part of FIG.

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。 An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

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（ＥＰＳＥＣＵ）、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。 FIG. 1 shows a configuration for prohibiting a right / left turn control of a vehicle control device provided in an idle stop vehicle 1, and reference numeral 2 in the figure controls a DC motor (EPS motor) 3 of an electric power steering (EPS). A computer-configured EPS control unit (EPS ECU) and 4 are a computer-configured eco-run control unit (eco-run ECU) that controls idle stop.

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。 The steering operation torque (steering torque Tst) of the idle stop vehicle 1 by the driver is detected by a torque sensor described later, and the detected steering torque Tst is input to the torque / current conversion unit 21 of the EPS control unit 2. The conversion unit 21 converts the steering torque Tst into the corresponding drive current command value ist using the set conversion table. The command value is is input to the feedback control subtracter 22, and the detected value ix of the driving current (motor current) of the motor 3 is subtracted from the command value ist by the subtractor 22, and the difference Δi is input to the current control unit 23. The Then, a drive current necessary for steering assist is supplied from the current control unit 23 to the motor 3, and the motor assist torque Tmt requested is generated by the motor 3.

図２は車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。 FIG. 2 shows a schematic configuration of the electric power steering mechanism of the vehicle idle stop vehicle 1, and the torsion angle of the torsion bar 6 due to the steering of the steering wheel 5 operated by the driver is detected by the torque sensor 7, and the torque sensor 7 detects the steering torque. Tst is detected. The motor torque Tmt generated by the rotation of the motor 3 is added to the steering torque Tst and transmitted to the left and right wheels (not shown) to assist the steering force of the steering wheel 5.

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。 The detection value ix of the drive current of the motor 3 is amplified by the setting gain G by the amplifier 24 of FIG. 1 and converted into a detection signal of the motor torque Tmt corresponding to the detection signal of the steering torque Tst. The detection signals of the steering torque Tst and the motor torque Tmt are added by the adder 25 and output to the communication bus 8 from the communication port 26 for in-vehicle communication (for example, CAN).

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。 2 indicate the steering torque Tst of the steering wheel 5 and the motor torque Tmt of the motor 3, and the arrow c in FIG. 2 indicates the self-aligning torque generated when the tires of the left and right wheels come into contact with the road surface. (SAT) Tsat is shown.

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はモータトルクＴｍの係数である。 Since the steering operation is performed against the self-aligning torque Tsat, the self-aligning torque Tsat is roughly a reaction force expressed by the following equation (1), and the rotational speed ω of the motor 3 It changes with the rotational acceleration dω / dt, which is the time change of In the equation (1), J is a coefficient of inertia of the steering wheel and the motor 3, D is a coefficient of sliding resistance and viscous resistance of the gear mechanism of the motor 3, and Kt is a coefficient of the motor torque Tm.

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。 The first and second terms of the coefficients J and D in the equation (1) are sufficiently smaller than the third term of the steering torque Tst and the fourth term of the motor torque Tmt. The torque Tsat becomes equal to the sum of the steering torque Tst and the motor torque Tmt. Further, the self-aligning torque Tsat is proportional to the steering angle θ of the steering wheel 5 with a characteristic corresponding to the vehicle speed.

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。 FIG. 3 shows an example of a table map (look-up table) MP for converting the self-aligning torque into the steering angle θ of the steering wheel 5 with a characteristic according to the vehicle speed. By using this table map MP, the steering torque Tst and Based on the self-aligning torque Tsat estimated from the sum of the motor torque Tmt, the steering angle θ can be obtained and recognized.

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のマップテーブル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。 Then, the addition signal of the steering torque Tst and the motor torque Tmt of the communication bus 8 is input from the communication port device 41 of the eco-run control unit 4 to the steering angle determination unit 42, and the steering angle determination unit 42 performs self-adjustment based on the addition signal. The lining torque Tsat is estimated. Further, the rudder angle determination unit 42 basically recognizes the self-aligning torque Tsat by converting the self-aligning torque Tsat into the steering angle θ using the map table MP of FIG. 3, and the recognized steering angle θ is based on 0 °. Since the angle is more than the threshold angle, the driver detects that the driver has made a right / left turn and outputs a right / left turn determination signal. Practically, the steering angle determination unit 42 estimates the self-aligning torque Tsat from the addition signal of the steering torque Tst and the motor torque Tmt of the communication bus 8 and indirectly recognizes the steering angle θ, and the absolute value of the addition signal Since the value is equal to or higher than the set threshold level, it may be detected that the driver has performed a right / left turn steering and a right / left turn determination signal may be output.

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。 On the other hand, since the engine stop of the idle stop is performed after the vehicle speed becomes, for example, 7 km / h or less, a signal of the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor (wheel speed sensor) 9 is input to the vehicle speed determination unit 43 of the eco-run ECU 4 to determine the vehicle speed. If the detected vehicle speed is equal to or less than the threshold value of 7 km / h, the unit 43 outputs a detection signal indicating that the vehicle speed is decreasing (decelerating).

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。 When a right / left turn is detected when the AND gate 44 detects the simultaneous occurrence of the right / left turn determination signal of the rudder angle determination unit 42 and the detection signal during the decrease in the vehicle speed of the vehicle speed determination unit 43, the communication port 45 passes through the communication port 45. Then, an engine stop prohibition flag signal is output to the communication bus 8, and this prohibition flag signal is sent to the engine control unit (engine control ECU) and brake control unit (brake control ECU) of the idle stop vehicle 1, thereby Automatic engine stop is prohibited.

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およびモータトルクＴｍｔの加算信号から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、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。 Therefore, the self-aligning torque Tsat of the idle stop vehicle 1 is estimated from the addition signal of the steering torque Tst and the motor torque Tmt with an inexpensive configuration that does not use an expensive sensor such as a rudder angle sensor, and the idle stop is performed. When the vehicle 1 turns left or right, it is possible to recognize the steering angle θ based on the driver's right / left turn operation from the self-aligning torque Tsat and prohibit automatic engine stop of the idle stop, so that the driver does not feel uncomfortable.

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。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications other than those described above can be made without departing from the spirit thereof. For example, the steering angle θ recognized in the above-described embodiment can be changed. It was used for prohibiting automatic engine stop at the time of idling stop left and right, but the steering angle determination unit 42 recognizes the steering angle θ every moment from the estimated self-aligning torque Tsat, and the recognition result is compared with the conventional steering Of course, it may be used instead of the detected steering angle of the angle sensor.

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。 Then, the estimation means and the recognition means of the present invention formed by the rudder angle determination unit 42 may be provided in a vehicle other than the idle stop vehicle 1 and used for various vehicle controls depending on the steering angle θ recognized by the recognition means. .

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。 Next, the configuration and processing procedure of each unit in FIG. 1 may be any.

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。 The present invention can be applied to various vehicle control devices for various vehicles provided with electric power steering.

１アイドルストップ車
２ＥＰＳ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モータトルク
Ｔｓａｔセルフアライニングトルク DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Idle stop vehicle 2 EPS control part 4 Eco-run control part 42 Steering angle determination part Tst Steering torque Tmt Motor torque Tsat Self aligning torque

Claims

認識した操舵角に基づいて車両を制御する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、
前記推定手段が推定したセルフアライニングトルクに基づいて前記操舵角を認識する認識手段とを備えたことを特徴とする車両制御装置。 A vehicle control device that controls a vehicle based on a recognized steering angle,
Estimating means for estimating self-aligning torque based on steering torque and motor assist torque;
Recognizing means for recognizing the steering angle based on the self-aligning torque estimated by the estimating means.