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1. JP2015143483 - VEHICLE SYSTEM

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Description

Title of Invention 車両システム 20170809 F02D 29/02 B60W 10/04 B60W 10/06 B60W 10/20 B60W 30/02 B62D 5/04 B62D 6/00 F02D 17/00 B62D 101/00 B62D 111/00 B62D 113/00 B62D 119/00 B62D 131/00 特開2007−118676(JP,A) 特開2005−206115(JP,A) 特開2001−173480(JP,A) 特開2010−215047(JP,A) 特開2006−117068(JP,A) 特開2011−143868(JP,A) 国際公開第2011/040494(WO,A1) 特開2012−136098(JP,A) 再公表特許第2008/133150(JP,A1) 特開2006−015891(JP,A) 2015143483 20150806 20160226 山村 秀政

Technical Field

0001  

Background Art

0002   0003  

Citation List

Patent Literature

0004  

Summary of Invention

Technical Problem

0005   0006  

Technical Solution

0007   0008   0009   0010   0011  

Advantageous Effects

0012  

Brief Description of Drawings

0013  

Description of Embodiments

0014   0015   0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049   0050   0051   0052   0053   0054   0055   0056   0057   0058   0059   0060   0061   0062   0063   0064   0065   0066   0067   0068   0069   0070   0071   0072   0073  

Reference Signs List

0074  

Claims

1   2  

Drawings

1   2   3   4   5   6   7    

Description

車両システム

20170809 F02D 29/02 B60W 10/04 B60W 10/06 B60W 10/20 B60W 30/02 B62D 5/04 B62D 6/00 F02D 17/00 B62D 101/00 B62D 111/00 B62D 113/00 B62D 119/00 B62D 131/00 patcit 1 : 特開2007−118676(JP,A)
patcit 2 : 特開2005−206115(JP,A)
patcit 3 : 特開2001−173480(JP,A)
patcit 4 : 特開2010−215047(JP,A)
patcit 5 : 特開2006−117068(JP,A)
patcit 6 : 特開2011−143868(JP,A)
patcit 7 : 国際公開第2011/040494(WO,A1)
patcit 8 : 特開2012−136098(JP,A)
patcit 9 : 再公表特許第2008/133150(JP,A1)
patcit 10 : 特開2006−015891(JP,A)
2015143483 20150806 20160226 山村 秀政

Technical Field

[0001]
本発明は、電動式パワーステアリング装置を備える車両システムに関する。

Background Art

[0002]
運転者によるブレーキペダルの踏込みに応じて車両を停止させる際、アイドリングストップを行う(エンジンを自動的に停止させる)ことで、燃費向上や排ガス抑制を図る技術が知られている。
[0003]
例えば、特許文献1には、運転者の操舵力を補助する電動モータの回転速度が所定値以下であり、かつ、トルクセンサによって検出される操舵トルクが所定値以下である場合、電動式パワーステアリング装置の消費電力が小さいと判定され、制御装置によってアイドリングストップへの移行が許容されることが記載されている。特許文献1に記載の発明では、運転者が操舵をやめたことが略確実である場合、制御装置がアイドリングストップを許容するようになっている。

Citation List

Patent Literature

[0004]
patcit 1 : 国際公開第2011/040494号

Summary of Invention

Technical Problem

[0005]
ところで、ヨーレートセンサ等の検出値に基づいて車両の挙動(以下、車両挙動という)を推定し、この車両挙動に応じて、電動モータによる補助操舵トルクを補正する技術が知られている。例えば、車両挙動が不安定になった場合、操向ハンドルを操作する際の負荷を大きくすることで、操向ハンドルの切過ぎを抑制するようにしている。
しかしながら、特許文献1には、電動式パワーステアリング装置を用いた車両挙動の安定化と、前記したアイドリングストップの制御と、を関連付けた技術については記載されていない。車両挙動の安定化と、アイドリングストップの制御と、を関連付けた制御を行うことで、エンジンの駆動・停止をさらに適切に行う余地がある。
[0006]
そこで本発明は、車両挙動を安定させるとともに、エンジンの駆動・停止を適切に行う車両システムを提供することを課題とする。

Technical Solution

[0007]
前記した課題を解決するための手段として、本発明は、操舵部材に作用する操舵トルクに応じた補助操舵トルクを発生させるモータを有し、転舵輪を転舵させる電動式パワーステアリング装置と、前記電動式パワーステアリング装置を制御するステア制御手段と、所定条件が成立した場合にエンジンを停止させてアイドリングストップを行うエンジン制御手段と、車両挙動を検出する車両挙動検出手段と、を備える車両システムであって、前記エンジンの駆動に伴う発電電力がバッテリに充電されるとともに、前記バッテリからの電力が前記モータに供給され、前記ステア制御手段は、前記車両挙動検出手段の検出値に基づく車両挙動が不安定である場合、通常制御から、前記補助操舵トルクに対応する電流を補正して車両挙動を安定させる車両挙動安定化制御に移行し、 路面摩擦係数が通常の路面よりも小さい低μ路の走行中、前記車両挙動安定化制御を実行する場合、前記ステア制御手段は、運転者による前記操舵部材の操舵に逆らう操舵反力を前記補助操舵トルクによって発生させ、当該補助操舵トルクに伴う前記モータの消費電流が前記通常制御時よりも大きくなる とき前記エンジン制御手段は、前記アイドリングストップを禁止 し、路面摩擦係数が通常の路面よりも大きい高μ路の走行中、前記車両挙動安定化制御の実行する場合、前記ステア制御手段は、運転者による前記操舵部材の操舵をアシストする前記補助操舵トルクを前記通常制御時よりも小さくし、当該補助操舵トルクに伴う前記モータの消費電流が前記通常制御時よりも小さくなるとき、前記エンジン制御手段は、前記アイドリングストップを許容することを特徴とする。
[0008]
このような構成によれば、車両挙動検出手段によって検出される車両挙動が不安定である場合、ステア制御手段は、通常制御から車両挙動安定化制御に移行する。したがって、車両の状態に応じて車両挙動を安定させることができる。
[0009]
また、例えば、路面摩擦係数の小さい低μ路では、運転者が転舵輪を転舵する際に必要となる操舵力が非常に小さくなる。このような低μ路で車両挙動安定化制御が実行された場合、ステア制御手段によってモータの消費電流を通常制御時よりも大きくすることで、運転者の操舵力に逆らうように操舵反力を発生させ、車両挙動の安定化を図ることがある。
本発明では、車両挙動安定化制御を行うことでモータの消費電流が通常制御時よりも大きくなる場合、エンジン制御手段はアイドリングストップを禁止する。このようにアイドリングストップを禁止することで、エンジンの発電電力がバッテリに充電され続ける。その結果、バッテリの充電量が確保されるため、車両挙動安定化制御を適切に継続できるとともに、エンジンの駆動・停止を適切に行うことができる。
[0010]
また、前記ステア制御手段は、前記補助操舵トルクに対応する電流から、前記車両挙動検出手段によって検出される車両挙動に基づく補正電流を加減算することで前記補正を実行し、前記エンジン制御手段は、前記車両挙動安定化制御によって、前記モータの消費電流が前記通常制御時よりも大きく、かつ、前記補正電流が第1閾値以上である場合、前記アイドリングストップを禁止し、前記アイドリングストップを禁止した後、前記補正電流が、前記第1閾値よりも小さい第2閾値以下になった場合、前記アイドリングストップを許容することが好ましい。
[0011]
このような構成によれば、エンジン制御手段は、モータの消費電流が通常制御時よりも大きく、かつ、補正電流が第1閾値以上である場合、アイドリングストップを禁止する。また、エンジン制御手段は、アイドリングストップを禁止した後、補正電流が第2閾値以下になった場合、アイドリングストップを許容する。
ここで、前記した第2閾値が第1閾値よりも小さい値に設定されているため、アイドリングストップの禁止・許容が繰り返し行われること(ハンチング)を防止できる。また、バッテリの充放電が頻繁に繰り返されることを抑制し、ひいてはバッテリの容量低下を抑制できる。

Advantageous Effects

[0012]
本発明によれば、車両挙動を安定させるとともに、エンジンの駆動・停止を適切に行う車両システムを提供できる。

Brief Description of Drawings

[0013]
[fig. 1] 本発明の第1実施形態に係る車両システムが備える電動式パワーステアリング装置の説明図である。
[fig. 2] 車両システムが備える各構成の接続関係を示す説明図である。
[fig. 3] EPS制御装置及びエンジン制御装置の構成を示す機能ブロック図である。
[fig. 4] 操向ハンドルの操舵角と、運転者が操向ハンドルを操舵するのに要する操舵力と、の関係を示す説明図である。
[fig. 5] 補正電流算出部の構成を示す機能ブロック図である。
[fig. 6] 制御装置が実行する処理を示すフローチャートである。
[fig. 7] 本発明の第2実施形態に係る車両システムが備える制御装置が実行する処理を示すフローチャートである。

Description of Embodiments

[0014]
≪第1実施形態≫
<車両システムの構成>
図1は、本実施形態に係る車両システムが備える電動式パワーステアリング装置の説明図である。車両システム1(図2参照)は、図1に示す電動式パワーステアリング装置10と、センサ類(車速センサ25等)と、EPS制御装置30(Electric Power Steering)と、エンジン41(図2参照)と、ACG42(Alternating Current Generator:図2参照)と、バッテリ44(図2参照)と、エンジン制御装置50(図2参照)、を備えている。
[0015]
(電動式パワーステアリング装置)
電動式パワーステアリング装置10は、操向ハンドルH(操舵部材)に作用する操舵トルクと、モータ16の駆動による補助操舵トルクと、によって転舵輪Kを転舵する装置である。電動式パワーステアリング装置10は、メインステアリングシャフト11と、連結軸12と、ピニオン軸13と、ラック軸14と、タイロッド15と、モータ16と、インバータ17と、を備えている。
[0016]
メインステアリングシャフト11は、操向ハンドルHの操舵に伴って回転するシャフトであり、その上端が操向ハンドルHに固定されている。連結軸12は、自在継手である二つのユニバーサルジョイント12a,12bを有し、メインステアリングシャフト11に連結されている。ピニオン軸13は、連結軸12に連結された軸部材であり、その下部にピニオンギア13aが形成されている。
[0017]
ラック軸14は、ピニオンギア13aに噛合するラック歯14aを有し、車幅方向に移動可能に設置されている。タイロッド15は、ラック軸14の両端と、左右の転舵輪K(前輪)に設置されたナックルアーム(図示せず)と、を連結している。
[0018]
モータ16は、操向ハンドルHの操舵に要する操舵力を軽減したり、車両挙動を安定させたりするための電動機である。モータ16として、例えば、三相ブラシレスモータを用いることができる。モータ16の回転子(図示せず)には、モータ16の駆動力をピニオン軸13に伝達するためのウォームギア18が設置されている。このウォームギア18は、ピニオン軸13に設置されたウォームホイールギア19に噛合している。
[0019]
インバータ17は、例えば、三相ブリッジ回路(図示せず)を有しており、モータ16と電気的に接続されている。インバータ17は、EPS制御装置30から入力されるPWM(Pulse Width Modulation)信号に応じた三相交流電圧を生成し、モータ16に出力する。なお、インバータ17には、モータ16の電流値を検出する電流センサ21が設置されている。
[0020]
インバータ17から入力される三相交流電圧によってモータ16が駆動すると、その駆動力がウォームギア18及びウォームホイールギア19を介してピニオン軸13に伝達される。そして、ピニオン軸13が回転することでラック軸14が車幅方向に移動し、転舵輪Kを転舵させるようになっている。
[0021]
(センサ類)
操舵角センサ22は、操向ハンドルHに関して中立位置からの操舵角を検出するセンサであり、例えば、メインステアリングシャフト11に設置されている。
操舵トルクセンサ23は、操向ハンドルHに作用する操舵トルクを検出するセンサであり、ピニオン軸13に設置されている。操舵トルクセンサ23として、例えば、操向ハンドルHの転舵に応じて磁束密度が変化するように設置される一対のコイルを用いることができる。
モータ回転速度センサ24は、モータ16の回転速度を検出するセンサであり、モータ16に内蔵されている。モータ回転速度センサ24として、ホールセンサ、レゾルバ等を用いることができる。
[0022]
その他、車両の適所には、車速を検出する車速センサ25と、車両のヨー角速度(車体の重心を通る鉛直軸まわりの角速度)を検出するヨー角速度センサ26と、車両の横加速度(車体の横方向の加速度)を検出する横加速度センサ27と、が設置されている。また、車両には、ブレーキペダル(図示せず)の踏込量を検出するブレーキセンサ28(図3参照)も設置されている。
なお、車両挙動を検出する「車両挙動検出手段」は、車速センサ25と、ヨー角速度センサ26と、横加速度センサ27と、を含んで構成される。
[0023]
(EPS制御装置)
図2は、車両システムが備える各構成の接続関係を示す説明図である。なお、図2では、前記したセンサ類の図示を省略した。
前記したように、電動式パワーステアリング装置10が備えるモータ16と、インバータ17と、は電気的に接続されている。
[0024]
EPS制御装置30(ステア制御手段)は、前記したセンサ類から入力される信号に応じてインバータ17を駆動し(図3参照)、電動式パワーステアリング装置10を制御する装置である。
EPS制御装置30は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、各種インタフェースなどの電子回路を備えて構成され、その内部に記憶したプログラムに従って各種機能を発揮する。
また、EPS制御装置30は、前記した各センサの検出値に基づく車両挙動が不安定である場合、通常制御から車両挙動安定化制御に移行し、モータ16の駆動によって車両挙動を安定化させる機能も有している。なお、車両挙動の安定化については後記する。
[0025]
エンジン41は、減速機(図示せず)及びディファレンシャルギア(図示せず)を介して車軸(図示せず)に連結される内燃機関である。エンジン制御装置50によってエンジン41を駆動し、さらにアクセルペダル(図示せず)が踏み込まれることで車両が走行する。
ACG42は、エンジン41の動力によって発電を行う交流発電機であり、コンバータ43を介してバッテリ44に接続されている。
[0026]
コンバータ43は、ACG42から入力される交流電力を直流電力に変換する電力変換器である。なお、前記したインバータ17と、コンバータ43と、を一体化してインバータ/コンバータとしてもよい。
[0027]
バッテリ44は、例えば、リチウムイオン電池であり、インバータ17及びコンバータ43と電気的に接続されている。EPS制御装置30からの指令に応じてインバータ17が駆動することで、バッテリ44に蓄えられた電力が取り出され、この電力がモータ16に供給される。
また、車両の減速中に回生制動を行ったり、アイドリングストップ中にエンジン41を駆動させたりする際、ACG42が発電駆動するようになっている。ACG42の発電電力(交流電力)は、コンバータ43によって直流電力に変換され、この直流電力がバッテリ44に充電される。
[0028]
エンジン制御装置50(エンジン制御手段)は、アクセルペダル(図示せず)の踏込量等に応じて、エンジン41の駆動を制御する装置である。具体的には、エンジン制御装置50は、エンジン41の吸気量を調整するスロットルバルブ(図示せず)、燃料ガスを噴射するインジェクタ(図示せず)、燃料の着火を行う点火プラグ(図示せず)等を制御する。
[0029]
エンジン制御装置50は、所定の停止条件(所定条件)が成立した場合にエンジン41を停止させてアイドリングストップを行う機能を有している。ここで、「停止条件」とは、例えば、車速が所定値以下であり、かつ、ブレーキペダル(図示せず)が踏み込まれたという条件である。
また、エンジン制御装置50は、所定の始動条件が成立した場合にエンジン41を再始動させる機能も有している。ここで、「始動条件」とは、例えば、アクセルペダル(図示せず)が踏み込まれたという条件や、ブレーキペダル(図示せず)から足が離されたという条件である。
[0030]
(EPS制御装置の構成)
図3は、EPS制御装置及びエンジン制御装置の構成を示す機能ブロック図である。
図3に示すように、EPS制御装置30は、目標アシスト電流算出部31と、補正電流算出部32と、モータ駆動制御部33と、フラグ設定部34と、を有している。
目標アシスト電流算出部31は、操舵トルクセンサ23によって検出される操舵トルクTsと、モータ回転速度センサ24によって検出されるモータ回転速度Nmと、車速センサ25によって検出される車速Vと、に基づいて、補助操舵トルクを発生させるための目標アシスト電流I MO(補助操舵トルクに対応する電流)を算出する。
[0031]
例えば、目標アシスト電流算出部31は、操舵トルクTsが大きくなるにつれて目標アシスト電流I MOを大きくするとともに、車速Vが大きくなるにつれて目標アシスト電流I MOを小さくするように設定されたテーブル(図示せず)を有している。目標アシスト電流算出部31は、このテーブルを参照し、各センサの検出値に応じた目標アシスト電流I MOを算出する。
[0032]
補正電流算出部32は、車速センサ25によって検出される車速Vと、ヨー角速度センサ26によって検出されるヨー角速度Yと、横加速度センサ27によって検出される横加速度Lgと、に基づいて、目標アシスト電流I MOを補正するための補正電流I Dを算出する。
例えば、路面摩擦係数が小さく滑りやすい路面(いわゆる低μ路)の走行中、一時的に車両挙動が不安定になることがある。このような場合、補正電流算出部32は、車速V、ヨー角速度Y、及び横加速度Lgに基づいて車両挙動を推定し、車両挙動を安定させるための補正電流I Dを算出する。
[0033]
後記するように、補正電流I Dは、減算器35において目標アシスト電流I MOから加減算される(この値を目標モータ電流I MTという)。すなわち、補正電流I Dが大きいほど目標モータ電流I MTは小さくなり、モータ16の補助操舵力も小さくなる(操向ハンドルHが重くなる)。これによって、操向ハンドルHを切過ぎないように運転者に警告し、ヨー角速度等を抑制して車両挙動を安定させるようになっている。
なお、車両挙動が安定している場合には補正電流I D=0であり、不安定になった車両挙動を安定させる場合には補正電流I D>0となる。
[0034]
以下では、このように補正電流I Dを発生させて車両挙動を安定させる制御を「車両挙動安定化制御」という。また、車両挙動が安定している状態で(補正電流I D=0)、補助操舵トルクを発生させる制御を「通常制御」という。
[0035]
図4は、操向ハンドルの操舵角と、運転者が操向ハンドルを操舵するのに要する操舵力と、の関係を示す説明図である。
まず、路面摩擦係数が大きい高μ路の走行中、運転者が操向ハンドルHを操舵角θ1だけ操舵する場合について考える。車両挙動が安定しており補正電流I D=0である場合、目標アシスト電流I MOがそのまま目標モータ電流I MTになる(図3参照)。この場合、操向ハンドルHの操舵に要する操舵力は、図4で「高μ時の操舵力」として示す曲線(実線)で表わされる。
[0036]
また、車両の走行中に車両挙動が不安定になった場合、操向ハンドルHの切過ぎを運転者に警告する(操向ハンドルHを重くする)ための操舵力をF Aとする。
前記したように、高μ路では路面摩擦係数が比較的大きい。したがって、通常時よりも目標モータ電流I MTを減少させ(I MT=I MO−I D>0:図3参照)、補助操舵トルクを小さくすることで、転舵に要する操舵力をF1からF Aまで引き上げることができる(矢印α)。その結果、操向ハンドルHが重くなったことに運転者が気付き、操向ハンドルHの切過ぎが抑制される。この場合、モータ16の消費電流は通常制御時よりも小さくなる。
ちなみに、この状態で仮に目標モータ電流I MT=0となるように補正電流I Dを設定した場合を、図4で「高μ時のマニュアルステアの操舵力」(破線)として示した。この場合、補助操舵力がゼロになり、操舵角θ1とするには操舵力F1を超える力が必要になる(操向ハンドルHが重すぎる)。
[0037]
次に、路面摩擦係数が小さい低μ路の走行中、運転者が操向ハンドルHを操舵角θ1だけ操舵する場合について考える。車両挙動が安定しており補正電流I D=0である場合、操向ハンドルHの操舵に要する操舵力は、図4で「低μ時の操舵力」として示す曲線(実線)で表わされる。低μ路では、操舵角θ1とするのに要する操舵力F2も、高μ時の操舵力F1と比較して非常に小さくなる。
[0038]
また、低μ路において、仮に目標モータ電流I MT=0となるように補正電流I Dを設定した場合を、図4で「低μ時のマニュアルステアの操舵力」(破線)として示した。低μ路では、目標モータ電流I MT=0としても、運転者に操向ハンドルHの切過ぎを警告するための操舵力F Aに操舵力F3が達しないことが多い。つまり、モータ16による補助操舵力が全くない状態でも、運転者の操舵力によって操向ハンドルHが切増しされ、車両挙動がさらに不安定化するおそれがある。
[0039]
このような事態を回避して車両挙動を安定させるために、補正電流算出部32は、目標アシスト電流I MTよりも補正電流I Dを大きくして、目標モータ電流I MTを負の値にする(I MT=I MO−I D<0)。そして、目標モータ電流I MTの絶対値|I MT|を通常制御時よりも大きくすることで、運転者の操舵力に逆らう操舵反力をモータ16によって発生させる。これによって、転舵輪Kの転舵に要する操舵力がF3からF Aまで引き上げられ(矢印β)、操向ハンドルHが切増しされにくくなる。この場合、モータ16の消費電流は通常制御時よりも大きくなる。
[0040]
次に、補正電流算出部32によって補正電流I Dを算出する際の処理について詳細に説明する。図5は、補正電流算出部の構成を示す機能ブロック図である。
図5に示すように、補正電流算出部32は、車速センサ25から入力される車速Vに基づき、制御ゲインマップ32aを参照して、車速Vに対応するゲインKmを取得する。この制御ゲインマップ32aは、車速Vが大きくなるにつれてゲインKmが減少するように設定されている。
そして、ヨー角速度センサ26から入力されるヨー角速度Yと、前記したゲインKmと、が乗算器32bで乗算されることによって、値X1が算出される。ヨー角速度Yが大きいほど、また、車速Vが小さいほど、値X1は大きくなる。
[0041]
また、減算器32cにおいて“1”からゲインKmが減算される。この減算値と、横加速度センサ27から入力される横加速度Lgと、が乗算器32dで乗算されることによって、値X2が算出される。横加速度Lgが大きいほど、また、車速Vが大きいほど、値X2も大きくなる。そして、加算器32eによって値X1と値X2とが加算され、値X3が算出される。この値X3が大きいほど、車両挙動の不安定さの度合いが大きい。
[0042]
また、補正電流算出部32は、オフセットマップ32gを参照し、車速Vに対応するオフセット値Ofsを取得する。そして、減算器32fによってオフセット値Ofsから値X3が減算されることで、値X4が算出される。さらに、補正電流算出部32は、基準補正電流マップ32hを参照し、値X4に対応する基準補正電流I mbを算出する。
また、補正電流算出部32は、レシオマップ32iを参照し、車速Vに対応するレシオRtoを取得する。前記した基準補正電流I mbと、レシオRtoと、が乗算器32jで乗算されることで、補正電流I Dが算出される。
[0043]
再び、図3に戻って説明を続ける。EPS制御装置30の減算器35は、目標アシスト電流I MOから補正電流I Dを加減算することで、目標モータ電流I MTを算出する。前記したように、補正電流I Dをゼロよりも大きくすることで「操向ハンドルHが重くなる」状態にし、運転者に操向ハンドルHの切過ぎを警告するようになっている。
[0044]
減算器36は、電流センサ21から入力される電流検出値I Fを、目標モータ電流I MTから減算することで偏差ΔIを算出する。
モータ駆動制御部33は、減算器36から入力される偏差ΔIをゼロとするようにPI制御を実行し、PWM信号を生成する。モータ駆動制御部33によって生成されたPWM信号がインバータ17に入力されることで、モータ16が駆動する。
このような制御を行うことで、EPS制御装置30は、運転者による操舵トルクをアシストしつつ、前記した通常制御(I D=0)又は車両挙動安定化制御(I D>0)を実行する。
[0045]
フラグ設定部34は、モータ16の消費電流が通常制御時よりも大きくなっているか否かを判定し、アイドリングストップの禁止フラグFgを停止・始動制御部51に出力する。なお、「モータ16の消費電流」として、目標モータ電流I MTの絶対値|I MT|を用いてもよいし(図3参照)、電流検出値I Fの絶対値|I F|を用いてもよい。
[0046]
前記したように、高μ路の走行中に車両挙動が不安定になった場合、通常制御時よりも目標モータ電流I MT(>0)を小さくして、操舵に要する運転者の操舵力を引き上げることが多い(図4の矢印αを参照)。この場合、エンジン41を自動停止させてアイドリングストップを行っても、バッテリ44からモータ16に供給される電流は通常制御時よりも小さくて済む。すなわち、バッテリ44の残容量(SOC:State Of Charge)が大きく低下したり、エンジン41の再始動時に不具合が生じたりするおそれはない。
[0047]
したがって、フラグ設定部34は、補正電流I Dをゼロよりも大きくして車両挙動安定化制御が実行され、かつ、モータ16の消費電流が通常制御時以下である場合、アイドリングストップの禁止フラグFgをオフにする。そして、フラグ設定部34は、この禁止フラグFgを停止・始動制御部51に出力する。
なお、車両挙動安定化制御を行っていない通常制御時(I D=0)においても、フラグ設定34部は、禁止フラグFgをオフにする。
[0048]
また、前記したように、低μ路の走行中に車両挙動が不安定になった場合、通常制御時よりも目標モータ電流I MTの絶対値|I MT|を大きくして、操舵に要する運転者の操舵力を引き上げることが多い(図4の矢印βを参照)。この場合、エンジン41を自動停止させてアイドリングストップを行うと、モータ16の消費電流は通常制御時よりも大きくなる。その結果、バッテリ44の残容量が大きく低下したり、その後にエンジン41が適切に再始動できなかったりするおそれがある。
[0049]
したがって、フラグ設定部34は、補正電流I Dをゼロよりも大きくして車両挙動安定化制御が実行され、かつ、モータ16の消費電流が通常制御時よりも大きい場合、アイドリングストップの禁止フラグFgをオンにする。
[0050]
(エンジン制御装置の構成)
図3に示すように、エンジン制御装置50は、停止・始動制御部51と、エンジン駆動制御部52と、を有している。
停止・始動制御部51は、エンジン41の停止(アイドリングストップ)と、再始動と、に関する制御を行うものであり、エンジン停止制御部51aと、エンジン始動制御部51bと、を有している。
[0051]
エンジン停止制御部51aは、車速センサ25によって検出される車速Vと、ブレーキセンサ28によって検出されるブレーキペダル(図示せず)の踏込量Sと、に基づき、前記した停止条件が成立しているか否かを判定する。
前記したフラグ設定部34から禁止フラグFg:オフの信号が入力された場合、エンジン停止制御部51aは、停止条件が成立に基づくアイドリングストップを許容する旨の信号をエンジン駆動制御部52に出力する。
一方、フラグ設定部34から禁止フラグFg:オンの信号が入力された場合、エンジン停止制御部51aは、アイドリングストップを禁止する旨の信号をエンジン駆動制御部52に出力する。
[0052]
エンジン始動制御部51bは、車速センサ25によって検出される車速Vと、ブレーキセンサ28によって検出されるブレーキペダル(図示せず)の踏込量Sと、に基づき、前記した始動条件が成立しているか否かを判定する。
始動条件が成立している場合、エンジン始動制御部51bは、アイドリングストップの状態からエンジン41を再始動する旨の信号をエンジン駆動制御部52に出力する。ちなみに、エンジン41の再始動は、前記した禁止フラグFgがオフになっている(アイドリングストップが許容されている)ことが前提になっている。
[0053]
エンジン駆動制御部52は、エンジン停止制御部51a又はエンジン始動制御部51bから入力される信号に応じて、エンジン41の停止・再始動を実行する。なお、エンジン駆動制御部52が実行する処理の詳細については説明を省略する。
以下では、EPS制御装置30とエンジン制御装置50とを併せて単に「制御装置」と記すことがあるものとする。
[0054]
<制御装置の動作>
図6は、制御装置が実行する処理を示すフローチャートである。なお、図6の「START」においてエンジン41が駆動し、電動式パワーステアリング装置10によって補助操舵トルクを発生させているものとする。
ステップS101において制御装置は、EPS制御装置30によって、車両挙動が安定しているか否かを判定する。つまり、制御装置は、補正電流算出部32(図3参照)から出力される補正電流I Dの値がゼロよりも大きいか否かを判定する。
[0055]
車両挙動が安定している、つまり、補正電流I D=0である場合(S101→Yes)、制御装置の処理はステップS102に進む。
ステップS102において制御装置は、EPS制御装置30によって、通常制御を実行する。前記したように、「通常制御」とは、車両挙動が安定している状態で(補正電流I D=0)、補助操舵トルクを発生させる制御である。通常制御の実行中、前記した停止条件・始動条件の成立に応じて、制御装置はエンジンの自動停止・再始動を適宜行う。ステップS102の処理を行った後、制御装置の処理は「START」に戻る(RETURN)。
[0056]
ステップS101において車両挙動が安定していない、つまり、補正電流I D>0である場合(S101→No)、制御装置の処理はステップS103に進む。
ステップS103において制御装置は、EPS制御装置30によって、車両挙動安定化制御を実行する。すなわち、制御装置は、車速センサ25(図3参照)、ヨー角速度センサ26、及び横加速度センサ27の検出値に応じて補正電流I Dを算出する。そして、制御装置は、モータ16の電流検出値I Fを目標モータ電流I MT(=I MO−I D)に一致させるようにフィードバック制御を行う。これによって操向ハンドルHの負荷トルクが大きくなり、車両挙動の安定化が図られる。
[0057]
ステップS104において制御装置は、フラグ設定部34(図3参照)によって、前記した通常制御の実行時よりもモータ16の消費電流(例えば、目標モータ電流I MTの絶対値|I MT|)が大きいか否かを判定する。
[0058]
通常制御時よりもモータ16の消費電流が大きい場合(S104→Yes)、制御装置の処理はステップS105に進む。なお、通常制御時よりもモータ16の消費電流が大きい場合とは、例えば、低μ路の走行中に車両挙動が不安定になり、運転者の操舵力に逆らう操舵反力をモータ16で発生させる場合である。
前記したように、低μ路では転舵輪Kが滑りやすく、モータ16を全く駆動しない状態でも運転者の操舵力のみで操向ハンドルHが切増しされる可能性がある。モータ16の消費電流を通常制御時よりも大きくして操舵反力を発生させることで、操向ハンドルHの切過ぎを防止できる。
[0059]
ステップS105において制御装置は、フラグ設定部34(図3参照)によって、アイドリングストップの禁止フラグFgをオンにする。
ステップS106において制御装置は、エンジン停止制御部51a(図3参照)によって、アイドリングストップを禁止する。つまり、制御装置は、エンジン41及びACG42を駆動しつつ、車両挙動安定化制御を行う。このようにエンジン41の駆動を継続することで、ACG42(図2参照)によってバッテリ44を充電し続けることができる。ステップS106の処理を行った後、制御装置の処理は「START」に戻る(RETURN)。
[0060]
ステップS104において通常制御時よりもモータ16の電流値が大きくない場合(S104→No)、制御装置の処理はステップS107に進む。
ステップS107において制御装置は、フラグ設定部34(図3参照)によって、アイドリングストップの禁止フラグFgをオフにする。
[0061]
ステップS108において制御装置は、アイドリングストップを許容する。つまり、制御装置は、前記した停止条件が成立した場合にエンジン41を停止してアイドリングストップを行い、その後、始動条件が成立した場合にエンジン41を再始動する。ステップS108の処理を行った後、制御装置の処理は「START」に戻る(RETURN)。
[0062]
<効果>
本実施形態によれば、車両挙動が不安定である場合(S101→No)、制御装置は車両挙動安定化制御を実行する(S103)。例えば、転舵輪Kが滑りやすい低μ路等では、各センサの検出値に応じて、運転者の操舵力に逆らう反力をモータ16によって発生させる。このように操向ハンドルHを一時的に重くすることで、運転者に操向ハンドルHを切過ぎないよう警告し、車両挙動を安定させることができる。
[0063]
また、通常制御時よりもモータ16の消費電流が大きい場合(S104→Yes)、制御装置はアイドリングストップを禁止する(S106)。これによって、運転者の操舵力に逆らう操舵反力を発生させるためにモータ16で比較的大きな電流が消費されても、バッテリ44の残容量が低下することを抑制できる。その結果、バッテリ44の容量低下を防止したり、バッテリ44の残容量が極端に低下してエンジン41を再始動できないという事態を回避したりすることができる。
[0064]
≪第2実施形態≫
第2実施形態は、アイドリングストップを禁止するか否かの判定基準となる補正電流I Dの閾値Iaと、アイドリングストップを再び許容するか否かの判定基準となる補正電流I Dの閾値Ibと、が異なる点が、第1実施形態とは異なる。したがって、第1実施形態と異なる部分について説明し、重複する部分については説明を省略する。
[0065]
図7は、本実施形態の制御装置が実行する処理を示すフローチャートである。なお、図7に示すステップS101〜S108の処理については、第1実施形態で説明したフローチャート(図6参照)のステップS101〜S108の処理と同様であるから説明を省略する。
ステップS104において通常制御時よりもモータ16の消費電流が大きい場合(S104→Yes)、制御装置の処理はステップS201に進む。
[0066]
ステップS201において制御装置は、補正電流I Dが閾値Ia以上であるか否かを判定する。ここで閾値Ia(第1閾値)は、アイドリングストップを禁止するか否かの判定基準となる値であり、予め設定されている。補正電流I Dが閾値Ia以上である場合(S201→Yes)、制御装置の処理はステップS105に進む。一方、補正電流I Dが閾値Ia未満である場合(S201→No)、制御装置の処理はステップS107に進む。
[0067]
ステップS106でアイドリングストップを禁止した後、ステップS202において制御装置は、アイドリングストップを禁止してから所定時間Δt(例えば、数msec)が経過したか否かを判定する。所定時間Δtが経過していない場合(S202→No)、制御装置はステップS202の処理を繰り返す。一方、所定時間Δtが経過した場合(S202→Yes)、制御装置の処理はステップS203に進む。
[0068]
ステップS203において制御装置は、補正電流I Dが閾値Ib以下であるか否かを判定する。ここで閾値Ib(第2閾値:>0)は、いったん禁止したアイドリングストップを許容するか否かの判定基準となる値であり、ステップS201で用いられる閾値Iaよりも小さい値に設定されている。閾値Ibを閾値Ia未満にすることで、アイドリングストップの禁止/許容が短時間のうちに繰り返されることを防止できる。
[0069]
補正電流I Dが閾値Ib以下である場合(S203→Yes)、制御装置の処理はステップS204に進む。一方、補正電流I Dが閾値Ibよりも大きい場合(S203→No)、制御装置の処理はステップS105に戻る。
ステップS204において制御装置は、アイドリングストップの禁止フラグFgをオンからオフに切り替える。
ステップS205において制御装置は、アイドリングストップを許容する。すなわち、制御装置は、前記した停止条件が成立した場合にエンジン41を停止し、その後に始動条件が成立した場合にエンジン41を再始動する。ステップS205の処理を行った後、制御装置の処理は「START」に戻る(RETURN)。
[0070]
<効果>
本実施形態では、アイドリングストップを許容する際の判定基準となる補正電流I Dの閾値Ibを、アイドリングストップを禁止する際の判定基準となる閾値Iaよりも小さい値に設定した。これによって、アイドリングストップの禁止/許容が短時間のうちに繰り返されること(ハンチング)を防止できる。したがって、バッテリ44の充放電が頻繁に繰り返されることを抑制し、ひいてはバッテリ44の容量低下を抑制できる。
[0071]
なお、エンジン41を再始動する際には、ACG42(又は別のモータ)をスタータモータとして機能させるため、比較的大きな電力が消費される。前記したハンチングの防止によって、エンジン41の無駄な再始動を抑制し、バッテリ44の充電電力を効率的に使用できる。さらに、ハンチングを防止することで、バッテリ44からモータ16への電力供給も安定的に行われるため、モータ16によって適切に車両挙動安定化制御を実行できる。
[0072]
≪変形例≫
以上、本発明に係る車両システム1について各実施形態により説明したが、本発明はこれらの記載に限定されるものではなく、種々の変更を行うことができる。
例えば、各実施形態では、車速センサ25(図3参照)及びブレーキセンサ28の検出値に基づいて、停止条件・始動条件が成立しているか否かを判定する場合について説明したが、これに限らない。すなわち、前記した各センサの検出値に加えて、アクセルペダル(図示せず)のストローク量を検出するアクセルセンサ(図示せず)の検出値に基づき、停止条件・始動条件に関する判定処理を行うようにしてもよい。
[0073]
また、各実施形態においてEPS制御装置30が、車速センサ25(図1参照)、ヨー角速度センサ26、及び横加速度センサ27の検出値に応じて、車両挙動安定化制御を実行する場合について説明したが、これに限らない。例えば、車速センサ25によって検出される車速と、操舵角センサ22によって検出される操舵角と、ヨー角速度センサ26によって検出されるヨー角速度と、に基づき、前側の転舵輪Kと後側の転舵輪Kとの滑り角差を算出する。そして、この滑り角差に基づいて、車両の状態(オーバステア/アンダステア)を検出し、その結果に応じて補正電流I Dを算出するようにしてもよい。

Reference Signs List

[0074]
1 車両システム
10 電動式パワーステアリング装置
16 モータ
17 インバータ
25 車速センサ(車両挙動検出手段)
26 ヨー角速度センサ(車両挙動検出手段)
27 横加速度センサ(車両挙動検出手段)
30 EPS制御装置(ステア制御手段)
32 補正電流算出部
41 エンジン
42 ACG
43 コンバータ
44 バッテリ
50 エンジン制御装置(エンジン制御手段)
H 操向ハンドル(操舵部材)
K 転舵輪

Claims

[1]
操舵部材に作用する操舵トルクに応じた補助操舵トルクを発生させるモータを有し、転舵輪を転舵させる電動式パワーステアリング装置と、
前記電動式パワーステアリング装置を制御するステア制御手段と、
所定条件が成立した場合にエンジンを停止させてアイドリングストップを行うエンジン制御手段と、
車両挙動を検出する車両挙動検出手段と、を備える車両システムであって、
前記エンジンの駆動に伴う発電電力がバッテリに充電されるとともに、前記バッテリからの電力が前記モータに供給され、
前記ステア制御手段は、
前記車両挙動検出手段の検出値に基づく車両挙動が不安定である場合、通常制御から、前記補助操舵トルクに対応する電流を補正して車両挙動を安定させる車両挙動安定化制御に移行し、
路面摩擦係数が通常の路面よりも小さい低μ路の走行中、前記車両挙動安定化制御を実行する場合、前記ステア制御手段は、運転者による前記操舵部材の操舵に逆らう操舵反力を前記補助操舵トルクによって発生させ、当該補助操舵トルクに伴う前記モータの消費電流が前記通常制御時よりも大きくなる とき前記エンジン制御手段は、前記アイドリングストップを禁止 し、
路面摩擦係数が通常の路面よりも大きい高μ路の走行中、前記車両挙動安定化制御の実行する場合、前記ステア制御手段は、運転者による前記操舵部材の操舵をアシストする前記補助操舵トルクを前記通常制御時よりも小さくし、当該補助操舵トルクに伴う前記モータの消費電流が前記通常制御時よりも小さくなるとき、前記エンジン制御手段は、前記アイドリングストップを許容すること
を特徴とする車両システム。
[2]
前記ステア制御手段は、
前記補助操舵トルクに対応する電流から、前記車両挙動検出手段によって検出される車両挙動に基づく補正電流を加減算することで前記補正を実行し、
前記エンジン制御手段は、
前記車両挙動安定化制御によって、前記モータの消費電流が前記通常制御時よりも大きく、かつ、前記補正電流が第1閾値以上である場合、前記アイドリングストップを禁止し、
前記アイドリングストップを禁止した後、前記補正電流が、前記第1閾値よりも小さい第2閾値以下になった場合、前記アイドリングストップを許容すること
を特徴とする請求項1に記載の車両システム。

Drawings

[ Fig. 1]

[ Fig. 2]

[ Fig. 3]

[ Fig. 4]

[ Fig. 5]

[ Fig. 6]

[ Fig. 7]