后轮转向车辆 技术领域 本发明涉及一种能够根据行驶状态而使左右后轮转向的后轮转向车辆， 尤其涉及 一种具备能够切换接通状态与断开状态的车辆行为稳定化控制系统的后轮转向车辆。
背景技术 作为后轮转向车辆例如存在如下车辆 ： 在限定转向角的连杆机构与车身之间 设置有致动器， 通过该致动器的伸缩而使车身与连杆机构之间的尺寸变化， 由此， 根据车 辆的转弯状态而使左右后轮的转向角分别变化 ( 参照专利文献 1)。在该后轮转向车辆 中， 存在下述情况 ： 作为提高车辆行为的稳定化的装置， 例如除了防止制动时的车轮的 抱 死 的 ABS(Anti-lockBreaking System)、 防 止 加 速 时 的 车 轮 的 空 转 的 TCS(Traction ControlSystem) 以 外， 还采用在它们的基础上增加有转弯时抑制侧滑功能等的 VSA(Vehicle Stability Assist ： 车辆行为稳定化控制系统 ( 車両挙動安定化制御システ ム )) 等。
在具备这种车辆行为稳定化控制系统的后轮转向车辆中， 已知有例如在后轮转向 装置发生异常而无法进行正常的后轮转向时， 禁止基于车辆行为稳定化控制系统的控制的 车辆 ( 参照专利文献 2)。
专利文献 1 ： 日本特开平 9-30438 号公报
专利文献 2 ： 日本特开平 9-123889 号公报
在上述专利文献 1 所述的后轮转向车辆中， 在后轮转向装置发生异常时， 基于车 辆行为稳定化控制系统的控制被禁止。然而， 在后轮转向控制发生异常 ( 例如， 系统故障 ) 而使左右后轮以规定的状态 ( 例如， 后束状态 ) 固定时， 可能直行时或转弯时的车辆的行驶 稳定性下降。 由此， 优选只要能够正常地执行车辆行为稳定化控制， 则在后轮转向控制发生 异常时也使车辆行为稳定化控制系统动作， 实现车辆行为的稳定化。特别是在具备能够切 换接通状态与断开状态的车辆行为稳定化控制系统的后轮转向车辆中， 需要在车辆行为稳 定化控制系统为断开状态下也强制地切换为接通状态。
发明内容 鉴于上述的现有技术的问题及发明者的想法， 本发明的主要目的在于提供一种后 轮转向车辆， 其在车辆行为稳定化控制系统处于断开状态期间后轮转向控制发生异常时， 能够可靠地使车辆行为稳定化控制系统动作， 从而抑制车辆的行驶稳定性的下降。
根据本发明， 通过提供下述后轮转向车辆来达成上述的目的， 该后轮转向车辆 (1) 具备能够切换接通状态与断开状态的车辆行为稳定化控制系统 (32)， 该后轮转向车辆 (1) 的特征在于， 具备 ： 后轮转向装置 (31)， 其具备使左右后轮转向的后轮转向致动器 (11) 及 控制该后轮转向致动器的后轮转向控制单元 (16) ； 异常时处理单元 (44)， 其在所述后轮转 向装置发生异常且所述车辆行为稳定化控制系统处于断开状态时， 将所述车辆行为稳定化 控制系统切换为接通状态。
由此， 在车辆行为稳定化控制系统处于断开状态期间后轮转向装置发生异常时， 异常时处理单元使车辆行为稳定化控制系统成为接通状态， 能够抑制后轮转向控制的异常 引起的车辆的行驶稳定性的下降。
根据本发明的优选实施例， 所述后轮转向装置还具备检测所述左右后轮的束角的 束角传感器 (26)， 所述异常时处理单元仅在所述左右后轮处于后束状态时将所述车辆行为 稳定化控制系统切换为接通状态。由于为了车辆的行为稳定尤其不优选后束状态， 因此该 特征能够有效地使车辆的行为稳定化， 并且能够使异常时处理单元对车辆行为稳定化控制 系统的动作产生影响的程度最小化。 该特征也适用于所述异常时处理单元仅在所述左右后 轮的后束量超过规定的判定阈值时将所述车辆行为稳定化控制系统切换为接通状态的情 况。
由于车速对车辆的行为稳定具有较大的影响， 因此， 所述后轮转向车辆还可以具 备检测所述车辆的车速的车速传感器 (21)， 所述异常时处理单元仅在所述车速满足规定的 条件时将所述车辆行为稳定化控制系统切换为接通状态。
根据本发明的一个方面， 所述后轮转向车辆还具备通过手动切换所述车辆行为稳 定化控制系统的接通状态与断开状态的切换开关 (27)， 在通过先行的所述切换开关的操作 使所述车辆行为稳定化控制系统为断开状态时， 所述异常时处理单元以规定的延迟时间执 行所述车辆行为稳定化控制系统向接通状态的切换。或者， 也可以使切换开关相对于异常 时处理单元完全优先、 即作为超控 ( オ一バ一ライド ) 部件， 从而在通过先行的所述切换开 关的操作而使所述车辆行为稳定化控制系统成为断开状态时， 异常时处理单元也可以完全 不执行所述车辆行为稳定化控制系统向接通状态的切换。 由此， 在驾驶员由于驾驶情况而希望暂时将车辆行为稳定化控制系统变为断开状 态时， 能够不阻碍在此期间的驾驶操作而起动车辆行为稳定化控制系统。
附图说明
图 1 是表示具备实施方式的后轮转向装置的机动车的简要结构的示意图。 图 2 是实施方式的后轮转向装置的功能框图。 图 3 是表示实施方式的 VSA 的强制动作控制的顺序的流程图。 图 4 是表示在 VSA 的强制动作控制中使用的 VSA 接通条件的判定用图的图。 符号说明 ： 1 机动车 5 后轮 11 致动器 16STG-ECU 17VSA-ECU 21 车速传感器 22 转向角传感器 23 横摆角速度传感器 ( ヨ一レイトセンサ ) 24 横向加速度传感器 ( 横 G 传感器 ) 25 前后加速度传感器 ( 前后 G 传感器 )26 束角传感器 27VSA 开关 31 后轮转向装置 32VSA 44 异常时处理部 45 计时器具体实施方式
以下， 参照附图说明本发明的实施方式。 在说明中， 对车轮或相对于车轮配置的构 件， 即轮胎和悬架等， 分别在数字符号后标注表示左右的附加符号 (L 或 R)， 例如， 记为左后 轮 5L、 右后轮 5R( 但是， 在总称时为后轮 5)。
图 1 为表示具备实施方式的后轮转向装置的机动车的简要结构的示意图， 图2是 后轮转向装置的功能框图。
如图 1 所示， 机动车 ( 后轮转向车辆 )1 具备安装有轮胎 2L、 2R 的前轮 3L、 3R 和 安装有轮胎 4L、 4R 的后轮 5L、 5R， 所述前轮 3 及后轮 5 通过由悬臂臂、 弹簧和减震器等 构成的前轮悬架 6L、 6R 及后轮悬架 7L、 7R 分别悬置于车身上。并且， 在机动车 1 中设置 有： 前轮转向装置 9， 其通过转向盘 8 的转向使左右前轮 3L、 3R 直接转向 ； EPS(Electric PowerSteering)15， 其对前轮转向装置 9 提供动力辅助 ； 以及左右致动器 11L、 11R， 其通过 与左右后轮悬架 7L、 7R 的左右转向节 10L、 10R 连结而分别伸缩， 使后轮 5L、 5R 的转向角分 别变化。在前轮 3 的制动器 12L、 12R 及后轮 5 的制动器 13L、 13R 上， 根据需要连接有对各 制动器 12、 13 供给压力油的油压单元 14。
此外， 在机动车 1 中， 作为控制装置， 设置有为了控制 EPS15 的动作而内置于 EPS15 中的未图示的 EPS-ECU(Electronic Control Unit)、 如以下说明那样用于后轮转向装置的 控制的 STG-ECU16、 用于 VSA(VehicleStability Assist) 控制的 VSA-ECU17 及用于发动机 E 的控制的 ENG-ECU18。在所述 ECU16 ～ 18 上适当地连接有检测车速的车速传感器 21、 检 测转向盘 8 的转向角的转向角传感器 22、 检测车辆的横摆角速度的横摆角速度传感器 23、 检测车辆的横向加速度的横向加速度传感器 24、 检测车辆的前后加速度的前后加速度传感 器 25、 根据各致动器 11L、 11R 的变位量来分别检测各后轮 5L、 5R 的束角的左右束角传感器 26L、 26R 等各种传感器， 所述传感器 21 ～ 26 的检测信号提供到各 ECU16 ～ 18 的控制中。 并且， 在未图示的驾驶席的附近设置有能够手动来切换 VSA-ECU17 的接通状态 ( 动作状态 ) 和断开状态 ( 停止状态 ) 的 VSA 开关 27。
STG-ECU16、 VSA-ECU17 及 ENG-ECU18 分别由微型电子计算机或 ROM、 RAM、 周边电 路、 输入输出接口以及各种驱动器等构成， 通过规定的通信线路互相连接。在机动车 1 中， STG-ECU16 与多个传感器 21 ～ 26 及致动器 11L、 11R 等一起构成后轮转向装置 31， 另外， VSA-ECU17 与多个传感器 21 ～ 25 及 VSA 开关 27 等一起构成 VSA32。
如图 2 所示， STG-ECU16 主要由下述构件构成 ： 输入接口 41， 其与各传感器 21 ～ 26 连接并使各传感器 21 ～ 26 的检测值输入 ； 目标动作位置设定部 42， 其基于从传感器获 取的信息， 设定致动器的目标动作位置 ； 驱动信号生成部 43， 其基于该设定的目标动作位 置及束角传感器 26 的检测值 ( 实际动作位置 ) 的信息， 生成用于控制致动器 11 的驱动的驱动信号 ； 异常时处理部 44， 其如以下说明所示， 在后轮转向控制发生异常且 VSA32 处于断 开状态时将 VSA 切换为接通状态 ； 计时器 45， 其作为计时机构 ； 以及输出接口 46， 其与致动 器 11 连接。
目标动作位置设定部 42 根据机动车的行驶状态 ( 在本实施方式中， 根据车速传感 器 21 和转向角传感器 22 等的检测值 ) 来设定致动器 11 的目标动作位置， 将该目标动作位 置的信息对驱动信号生成部 43 适当地输出。在该情况下， 目标动作位置可以例如根据以与 机动车的行驶状态相关的车速、 转向角等为变量的算式进行设定， 或从预先设定有与车速、 转向角等对应的目标动作位置的图中检索。
此外， 详细情况后续叙述， 异常时处理部 44 在检测到后轮转向控制的异常时， 判 定是否满足需要使 VSA32 强制地变为接通状态的规定的条件 ( 以下， 称 “VSA 接通条件” )， 在判定为满足该 VSA 接通条件时， 通过对 VSA-ECU17 送出强制动作信号来将 VSA32 从断开 状态切换为接通状态。在此， 后轮转向控制的异常包括例如系统失灵等引起的后轮的束角 在某一角度固定 ( 不能变更束角 ) 的情况和与束角传感器 26 关联的故障等引起的不能检 测出后轮的束角的情况等。此外， 在 VSA 接通条件中例如包括根据束角传感器 26 的检测值 算出的后轮的后束量和由车速传感器 21 检测出的车速的大小等。 VSA-ECU17 根据各传感器 21 ～ 25 的检测值等设定油压单元 14 和 ENG-ECU18 的各 控制量， 并将设定的控制量作为规定的控制信号分别向油压单元 14 和 ENG-ECU18 输出。通 过该 VSA-ECU17 的控制 ( 以下， 称 “VSA 控制” )， VSA32 除了防止制动时的车轮的抱死的 ABS、 防止加速时的车轮的空转的 TCS 以外， 还能够实现转弯时的侧滑的公知的抑制功能等， 有 助于车辆行为的稳定化。 另一方面， 例如在机动车的轮胎陷入由雨或雪产生的泥泞中时， 驾 驶员能够对 VSA 开关 27 进行断开操作而使 VSA 控制暂时停止， 由此， 机动车容易从泥泞中 出来。另外， 在后轮转向控制发生异常时， VSA-ECU17 即使在处于断开状态的情况下， 也能 够通过接收来自 STG-ECU16 的异常时处理部 44 的强制动作信号来强制地切换为接通状态。
图 3 是表示图 2 所示的后轮转向控制发生异常时的 VSA 的强制动作控制的顺序的 流程图。
首先， 在检测到后轮转向控制的异常时 (ST101 ： YSE)， 异常时处理部 44 判定该异 常的原因是否为束角传感器 26 的异常 ( 包括无法得到后轮束角的检测值的断线等异常 ) (ST102)。 在束角传感器 26 中没有异常时 (NO)， 异常时处理部 44 根据该检测值算出后轮的 后束量 (ST103)， 判定该算出值是否超过了规定的判定阈值 (ST104)。该判定阈值可以考虑 后轮的后束量对车辆的行驶稳定性产生的影响而设定。另一方面， 在束角传感器 26 存在异 常时 (102 ： YSE)， 异常时处理部 44 不能算出后轮的后束量， 而将用于向安全侧控制的后束 量设定为预先确定的最大值 (ST105)， 并进入 ST104。
在 ST104 中， 在后束量的算出值超过规定的判定阈值时 (YES)， 异常时处理部 44 判定车速传感器 21 的车速的检测值是否超过了规定的判定阈值 (ST106)。该判定阈值可 以考虑车速对车辆的行驶稳定性产生的影响而设定。在此应当注意的是， 根据发明人的研 究， 发现后束状态在将车辆的行为维持为稳定的方面特别有害。在车速的检测值超过判定 阈值时 (YSE)， 异常时处理部 44 判定 VSA 控制是否处于断开状态 (ST107)， 在处于断开状态 时 (YES)， 进一步判定是否执行了 VSA 开关 27 的断开操作 (ST108)。在该 ST108 中的判定 例如通过下述方式进行 ： VSA-ECU17 将发动机起动后的 VSA 开关 27 的操作信息存储到规定
的存储器中， 异常时处理部 44 取得该操作信息。
另一方面， 在 ST104 中后束量的算出值在规定的判定阈值以下时 (NO)、 在 ST106 中 车速传感器 21 的车速的检测值在规定的判定阈值以下时 (NO) 或在 ST107 中 VSA 控制未形 成断开状态时 (NO)， 处理流程返回到 ST101。
在 ST108 中， 在发动机起动后， 在没有执行 VSA 开关 27 的断开操作时 (NO)， 异常 时处理部 44 对 VSA-ECU17 送出强制动作信号， 由此立即将 VSA32 从断开状态切换到接通状 态 (ST110)。另一方面， 在 ST108 中， 在发动机起动后， 在执行了 VSA 开关 27 的断开操作时 (YES)， 异常时处理部 44 在计时器 45 的计测值 (VSA 开关 27 的断开操作后经过的时间 ) 超 过预先设定的判断阈值之前待机 (ST109 ： YES)， 然后， 将 VSA32 从断开状态切换到接通状态 (ST110)。
此时， 若在发动机起动后执行 VSA 开关 27 的断开操作， 则用于计测该断开操作后 的经过时间的计时器 45 开始计时， 计时持续到通过手动使 VSA 开关 27 再次变为接通状态 而计时器重置为止。
在上述 VSA 的强制动作控制中， 在后轮转向控制发生异常时固定的后轮的后束量 越大， 车辆的行驶稳定性越下降， 因此， 需要在比较低的车速下将 VSA 切换为接通状态。因 此， 代替图 3 中的 ST104 及 ST106， 例如使用图 4 所示的表示后轮的后束量与车速的关系的 VSA 接通条件的判定用图， 能够判定是否满足 VSA 接通条件。 此时， 如图 4 中的斜线区域所示， 在后束量比较小时， 由于对车辆的行驶稳定性的 不良影响较小， 因此设定为在比较高的车速下满足 VSA 接通条件， 并且在后束量比较大时， 由于对车辆的行驶稳定性的不良影响变大， 因此设定为在比较低的车速下满足 VSA 接通条 件。 由此， 作为 ST104 及 ST106 的替代处理， 异常时处理部 44 根据取得的后轮的后束量和车 速的信息， 检索图 4 的图， 在后束量和车速位于满足 VSA 接通条件的区域 ( 斜线区域 ) 时， 可以执行进入 ST107 的处理。
如此， 在上述结构的机动车中， 在后轮转向控制发生异常时， 即使 VSA 处于断开状 态时， 也能够强制地切换为接通状态， 因此即使在后轮束角以规定的状态固定时， 也能够抑 制车辆的行驶稳定性的下降。尤其通过仅在后轮处于后束状态时将 VSA 切换为接通状态， 能够适当地使 VSA 动作， 从而更加可靠地抑制车辆的行驶稳定性的下降。此外， 通过根据后 轮的后束量及车速来将 VSA 切换为接通状态， 能够更加适当地使 VSA 动作。并且， 在驾驶员 执行了 VSA 开关的断开操作时， 通过在一定时间内不执行向 VSA 的接通状态的切换， 能够在 不阻碍驾驶员在 VSA 的断开状态下执行的驾驶操作的情况下抑制车辆的行驶稳定性的下 降。
基于特定的实施方式详细地说明了本发明， 但上述的实施方式仅为例示， 本发明 不局限于上述的实施方式。 例如， 将 VSA 从断开状态切换为接通状态的异常时处理部 ( 计时 器也同样 ) 不必设置于 STG-ECU， 例如还可以为在 VSA-ECU 中设置同样的处理部的结构。 此 外， 可以使 EPS-ECU 也包含在上述的系统中， 使其功能作为与车辆的控制相关的一个选项。
以本申请的基于巴黎条约的优先权主张的基础申请的全部内容及本申请中引用 的现有技术的全部内容中提到的内容作为本申请说明书的一部分。