專利名稱：用于車輛的四輪操縱系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于車輛的四輪操縱系統(tǒng)，特別是涉及這樣一種四輪操縱系統(tǒng)，其中，確定一個(gè)目標(biāo)值以隨著前輪的轉(zhuǎn)向而控制后輛的轉(zhuǎn)向，該目標(biāo)值考慮到代表車輛的行駛狀態(tài)(除車速之外)如前輪轉(zhuǎn)向角度、偏轉(zhuǎn)率或類似物的一個(gè)數(shù)值。(在下文，這樣的數(shù)值被稱為“行駛狀態(tài)值”)。
在這樣一種四輪操縱系統(tǒng)中，在低車速范圍內(nèi)后輪一般以與前輪轉(zhuǎn)向相反的方向轉(zhuǎn)向(反相)以便于改善車輛的導(dǎo)向而在高車速范圍內(nèi)后輪一般以與前輪相同的方向轉(zhuǎn)向以便于改善行駛穩(wěn)定性。
進(jìn)而，在公知的四輪操縱系統(tǒng)中，通過根據(jù)車速所決定的基本項(xiàng)同根據(jù)行駛狀態(tài)值(除車速之外)如前輪轉(zhuǎn)向角度、前輪轉(zhuǎn)向速度和偏轉(zhuǎn)率所決定的多個(gè)校正項(xiàng)的相加和相減來確定一個(gè)目標(biāo)值，用于隨著前輪的轉(zhuǎn)向來控制后輪的轉(zhuǎn)向(例如，目標(biāo)后輪轉(zhuǎn)向角度或后輪轉(zhuǎn)向角對(duì)前輪轉(zhuǎn)向角的比率)，由此，在相互協(xié)調(diào)一致中轉(zhuǎn)向期間改善車輛的導(dǎo)向和定向的穩(wěn)定性。(參見，例如，日本未審查專利公開NO.4(1992)-108079)。每個(gè)校正項(xiàng)是相應(yīng)行駛狀態(tài)值的函數(shù)同控制增益的乘積，而該控制增益是由車速所決定的。例如，在低車速范圍內(nèi)該增益被置為0而在高車速范圍內(nèi)其被置為一正的常數(shù)。
然而，傳統(tǒng)的四輪操縱系統(tǒng)包含下列問題。即，當(dāng)轉(zhuǎn)向期間車輛急劇減速時(shí)，基本項(xiàng)變成反相側(cè)而偏轉(zhuǎn)率校正項(xiàng)變成0，因此，后輪轉(zhuǎn)向角從同相變?yōu)榉聪?，其發(fā)生過度轉(zhuǎn)向狀態(tài)并使行駛穩(wěn)定性變壞。
當(dāng)轉(zhuǎn)向期間車輛急劇減速時(shí)可以通過固定用于控制后輪轉(zhuǎn)向的目標(biāo)值來克服該問題。但該方法是不好的，因?yàn)楫?dāng)目標(biāo)值被固定時(shí)，行駛狀態(tài)值都忽略不計(jì)，就不能實(shí)現(xiàn)優(yōu)良的后輪轉(zhuǎn)向控制。例如，當(dāng)由于轉(zhuǎn)向期間在急劇減速中方向盤以相同的方向進(jìn)一步轉(zhuǎn)向或由于轉(zhuǎn)向期間在急劇減速中旋轉(zhuǎn)的發(fā)生而使偏轉(zhuǎn)率增加時(shí)，根據(jù)一個(gè)目標(biāo)值來實(shí)現(xiàn)后輪轉(zhuǎn)向控制，該目標(biāo)值是在考慮到偏轉(zhuǎn)率所決定的目標(biāo)值的反相側(cè)上，因此，就不能充分地控制車輛的狀態(tài)。進(jìn)而，當(dāng)轉(zhuǎn)向期間在急劇減速中以相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤時(shí)，根據(jù)一個(gè)目標(biāo)值實(shí)現(xiàn)后輪轉(zhuǎn)向控制，該目標(biāo)值是在考慮到前輪轉(zhuǎn)向角和前輪轉(zhuǎn)向速度所決定的目標(biāo)值的同相側(cè)上，因而車輛不能迅速充分地轉(zhuǎn)向。
鑒于上面的觀察和說明，本發(fā)明的首要目的是提供一種用于車輛的四輪操縱系統(tǒng)，其中能夠?qū)崿F(xiàn)具有穩(wěn)定性和相互協(xié)調(diào)一致的車輛導(dǎo)向性能的優(yōu)良后輪轉(zhuǎn)向控制。
根據(jù)本發(fā)明的四輪操縱系統(tǒng)包括一目標(biāo)值決定裝置，其通過根據(jù)除車速之外的行駛狀態(tài)值所決定的多個(gè)校正項(xiàng)同根據(jù)車速所決定的基本項(xiàng)相加和相減來確定一目標(biāo)值用于隨前輪的轉(zhuǎn)向而控制后輪的轉(zhuǎn)向，根據(jù)車速來設(shè)立該基本項(xiàng)以使在低車速范圍內(nèi)后輪以反相轉(zhuǎn)向而在高車速范圍內(nèi)后輪以同相轉(zhuǎn)向，每個(gè)所述的校正項(xiàng)是相應(yīng)的行駛狀態(tài)值的函數(shù)同根據(jù)車速所決定的控制增益的乘積，其特征在于，具有一決定裝置和一校正裝置，所述決定裝置決定車輛急劇減速，所述校正裝置使目標(biāo)值決定裝置把基本項(xiàng)和至少一個(gè)校正項(xiàng)的控制增益固定為各預(yù)定值并根據(jù)基本項(xiàng)和當(dāng)決定裝置決定車輛急劇減速時(shí)所獲得的校正項(xiàng)來確定目標(biāo)值。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，根據(jù)除車速之外的行駛狀態(tài)值所決定的所述校正項(xiàng)包括分別把偏轉(zhuǎn)率、前輪轉(zhuǎn)向角和前輪轉(zhuǎn)向速度作為行駛狀態(tài)值的基于偏轉(zhuǎn)率的校正項(xiàng)、基于前輪轉(zhuǎn)向角的校正項(xiàng)和基于前輪轉(zhuǎn)向速度的校正項(xiàng)，基于偏轉(zhuǎn)率的校正項(xiàng)的控制增益在低車速范圍內(nèi)被置為0，在中車速范圍內(nèi)被置為一正的常數(shù)值，并且在高車速范圍內(nèi)被置為一正的常數(shù)值;基于前輪轉(zhuǎn)向角的校正項(xiàng)的控制增益在低車速范圍內(nèi)被置為一正的常數(shù)值，在中車速范圍內(nèi)被置為0而在高車速范圍內(nèi)被置為一正的常數(shù)值;基于前輪轉(zhuǎn)向速度的校正項(xiàng)的控制增益在低車速范圍內(nèi)被置為一正的常數(shù)值，在中車速范圍內(nèi)被置為0而在高車速范圍內(nèi)被為一正的常數(shù)值。
基本項(xiàng)和控制增益可以被固定為轉(zhuǎn)向期間決定車輛急劇減速時(shí)的值，或被固定為比決定車輛急劇減速時(shí)的那些值稍小或稍大的值。
“用于控制后輪轉(zhuǎn)向的目標(biāo)值”可以是目標(biāo)后輪轉(zhuǎn)向角、目標(biāo)后輪轉(zhuǎn)向角度比率(后輪轉(zhuǎn)向角同前輪轉(zhuǎn)向角的比率)，或類似物，只要被用于控制后輪的轉(zhuǎn)向。
在本發(fā)明的四輪操縱系統(tǒng)中，當(dāng)車輛急劇減速時(shí)，隨車速而變化的那些值是固定的，而依賴于除車速之外的行駛狀態(tài)值的那些值不是固定的，因此，即使由車速傳感器檢測(cè)出的車速較低，用于控制后輪轉(zhuǎn)向的目標(biāo)值也不會(huì)以同相突然變成反相，由此就能防止過度轉(zhuǎn)向的發(fā)生，并且在同時(shí)，由于目標(biāo)值能夠隨其它行駛狀態(tài)值的變化而變化，就能確保導(dǎo)向性能。


圖1是表示根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的四輪操縱系統(tǒng)的示意圖;
圖2是用于說明具有控制單元的目標(biāo)值決定裝置的方框圖;
圖3是用于說明在校正目標(biāo)后輪轉(zhuǎn)向角度比率中控制單元的工作的流程圖;
圖4表示出圖3所示的用于校正目標(biāo)后輪轉(zhuǎn)向角度比率的流程圖的一個(gè)變型;
圖5表示出圖3所示的用于校正目標(biāo)后輪轉(zhuǎn)向角度比率的流程圖的另一個(gè)變型。
在圖1中，根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的四輪操縱系統(tǒng)包括轉(zhuǎn)動(dòng)車輛前輪1和2的前輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)11;后輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)13，其通過傳遞軸12機(jī)械地聯(lián)結(jié)到前輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)11上并且隨著前輪1和2的轉(zhuǎn)向而使后輪3和4轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)目標(biāo)后輪轉(zhuǎn)向角度QR，根據(jù)從前輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)11輸入的一個(gè)給定的前輪轉(zhuǎn)向角度QF來決定該目標(biāo)后輪轉(zhuǎn)向角度QR;和控制單元15，其通過建立在后輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)13中的后輪轉(zhuǎn)向角度比率變化機(jī)構(gòu)14來控制后輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)13。后輪轉(zhuǎn)向角度比率變化機(jī)構(gòu)14建立并變化后輪轉(zhuǎn)向角度比率Qs，該后輪轉(zhuǎn)向角度比率Qs是后輪轉(zhuǎn)向角度QR對(duì)前輪轉(zhuǎn)向角度QF的比率。
代表車速V、偏轉(zhuǎn)率ψ′，后輪轉(zhuǎn)向角度比率QS和前輪轉(zhuǎn)向角度QF的信號(hào)從車速傳感器21、偏轉(zhuǎn)率傳感器22、后輪轉(zhuǎn)向角度比率傳感器23和前輪轉(zhuǎn)向角度傳感器24輸入控制單元24。后輪轉(zhuǎn)向角度比率傳感器23檢測(cè)由后輪轉(zhuǎn)向角度比率變化機(jī)構(gòu)14所設(shè)立的后輪轉(zhuǎn)向角度比率Qs并且前輪轉(zhuǎn)向角度傳感器24檢測(cè)前輪轉(zhuǎn)向角度QF，例如，通過前輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)11的操縱軸的旋轉(zhuǎn)角。
控制單元15根據(jù)下列公式(1)計(jì)算目標(biāo)后輪轉(zhuǎn)向角度比率TGQsTGQS＝G1.f1(V).Qs.st+G2.k2(QF2).J2(IQ′F2I).f2(V).QVAW-G3.K3(QF2).f3(V).QstD+G4.f4(V)……(1)根據(jù)車速V、偏轉(zhuǎn)率ψ′、前輪轉(zhuǎn)向角度QF和通過求出前輪轉(zhuǎn)向角度QF導(dǎo)數(shù)所獲得的前輪轉(zhuǎn)向角度QF的變化率Q′F2，控制單元15決定運(yùn)算量，即上述公式的右側(cè)各項(xiàng)。當(dāng)由公式(1)所得到的目標(biāo)后輪轉(zhuǎn)向角度比率TGQs的值超出了根據(jù)車速V所設(shè)定的預(yù)定允許范圍時(shí)，控制單元15將其校正成該范圍內(nèi)的值。然后控制單元15根據(jù)下列公式(2)計(jì)算目標(biāo)后輪轉(zhuǎn)向角度QRTGQR＝QF.TGQS1……(2)其中，TGQS1代表目標(biāo)后輪轉(zhuǎn)向角度比率TGQS正如根據(jù)上述運(yùn)算量計(jì)算其或其被校正為所需要。
公式(1)右側(cè)第一項(xiàng)是基于前輪轉(zhuǎn)向角度的校正項(xiàng)，其中Qs.st是基于前輪轉(zhuǎn)向角度QF的校正值。第二項(xiàng)是基于偏轉(zhuǎn)率的校正項(xiàng)，其中QVAW是基于偏轉(zhuǎn)率ψ′的校正值。第三項(xiàng)是基于前輪轉(zhuǎn)向速度的校正項(xiàng)，其中Qs.sto是基于變化率Q′F2的校正值。第四項(xiàng)是基于根據(jù)車速V所控制的后輪轉(zhuǎn)向的基本項(xiàng)。通過設(shè)置如公式(1)所代表的目標(biāo)后輪轉(zhuǎn)向角度比率TGQs，當(dāng)后輪轉(zhuǎn)向控制基本上由車速所實(shí)現(xiàn)時(shí)就能夠完成相位轉(zhuǎn)換控制，其中在車輛直行時(shí)前輪轉(zhuǎn)向，則后輪在轉(zhuǎn)向開始時(shí)以與前輪相反的方向被轉(zhuǎn)向，由此改善了導(dǎo)向性能，然后由于產(chǎn)生了偏轉(zhuǎn)率后輪就以與前輪相同的方向被轉(zhuǎn)向，由此改善定向穩(wěn)定性。
在公式(1)中的G1，G2，G3和G4是常數(shù)，而公式(1)中的變量是根據(jù)如圖2所示的車速V、偏轉(zhuǎn)率ψ′和前輪轉(zhuǎn)向角度QF以下列方式所計(jì)算的。
變量f1(V)、f2(V)、f3(V)和f4(V)是車速敏感控制增益并且分別根據(jù)建立在車速V基礎(chǔ)上的圖形M10、M5、M13和M1(圖2)所計(jì)算出的。根據(jù)圖形M10和M13，變量f1(V)和f3(V)在低和高車速范圍內(nèi)是0而在中和高車速范圍內(nèi)是正常數(shù)值。根據(jù)圖形M5，變量f2(V)在低車速范圍內(nèi)是0而在中和高車速范圍內(nèi)是正常數(shù)值。根據(jù)圖形M1，變量f4(V)在低車速范圍內(nèi)是具有大絕對(duì)值的負(fù)值，隨著車速升到中車速范圍內(nèi)其從負(fù)值升到正值，在高車速范圍內(nèi)其為大正值。
第一項(xiàng)的校正值Qs.st以下列方式從前輪轉(zhuǎn)向角度QF得來。即，前輪轉(zhuǎn)向角度QF根據(jù)具有偏移的圖形M8被變換成QF1，然后QF1根據(jù)具有滯后作用的圖形M11被變換成QF2。然后根據(jù)以QF2的絕對(duì)值(IQF2I)為基礎(chǔ)的圖形M9計(jì)算校正值Qs.st。圖形M8的偏移是為了通過在方向盤的中間位置提供一個(gè)死區(qū)來防止必要的控制。圖形M11的滯后作用是為了防止控制的振蕩。根據(jù)圖形M9，校正值QS.ST在小的前輪轉(zhuǎn)向角度范圍內(nèi)是0，隨著前輪轉(zhuǎn)向角度在中等前輪轉(zhuǎn)向角度范圍內(nèi)的增加其也升高，并且在大的前輪轉(zhuǎn)向角度范圍內(nèi)其為正常數(shù)值。當(dāng)前輪轉(zhuǎn)向角度QF超過預(yù)定值時(shí)，校正值Qs.st被取消，認(rèn)為其是不正常的值。
第二項(xiàng)的校正值QS.VAW以下列方式從偏轉(zhuǎn)率ψ′得來。即，偏轉(zhuǎn)率ψ′根據(jù)具有偏移的圖形M2被變換成ψ′1，然后ψ′1根據(jù)具有滯后作用的圖形M3被變換成ψ′2，而后根據(jù)以ψ′2為基礎(chǔ)的圖形M4計(jì)算校正值QS.VAW。圖形M2的偏移和圖形M3的滯后作用是為了與校正值Qs.st相同的原因而采用的。根據(jù)圖形M4，校正值QS.VAW在小偏轉(zhuǎn)率范圍內(nèi)同ψ′2成比例而在中偏轉(zhuǎn)率范圍內(nèi)其是常數(shù)值。當(dāng)偏轉(zhuǎn)率ψ′超出預(yù)定值時(shí)，校正值QS.VAW被取消，其是不正常的值。
第二項(xiàng)的變量K2(QF2)是前輪轉(zhuǎn)向角度敏感控制增益，并且其是根據(jù)以從圖形M11所獲得的QF2為基礎(chǔ)的圖形M6計(jì)算出的。根據(jù)圖形M6，變量K2(QF2)在小前輪轉(zhuǎn)向角度范圍內(nèi)是基本上與QF2成比例的值，變量K2(QF2)的值的增加率隨前輪轉(zhuǎn)向角度的升高而減少。
第二項(xiàng)的變量J2(IQ′F2I)是敏感于前輪轉(zhuǎn)向速度的控制增益，其是根據(jù)以從圖形M11所獲得的QF2的導(dǎo)數(shù)值的絕對(duì)值IQ′F2I為基礎(chǔ)的圖形M7計(jì)算出的。根據(jù)圖形M7，變量J2(IQ′F2I)在IQ′F2I即前輪轉(zhuǎn)向速度低的范圍內(nèi)是一個(gè)小的數(shù)值，在前輪轉(zhuǎn)向速度中等范圍內(nèi)其是一個(gè)大的數(shù)值，而在前輪轉(zhuǎn)向速度高的范圍內(nèi)其是最小值。
變量Qs.stD是敏感于前輪轉(zhuǎn)向速度的校正值，其是根據(jù)以從圖形M11獲得的QF2的導(dǎo)數(shù)值Q′F2為基礎(chǔ)的圖形M12而計(jì)算出的。根據(jù)圖形M12，變量Qs.stD在前輪轉(zhuǎn)向速度低的范圍內(nèi)是一個(gè)與Q′F2成比例的值，在前輪轉(zhuǎn)向速度中等的范圍內(nèi)是一個(gè)正常數(shù)值，而在前輪轉(zhuǎn)向速度高認(rèn)為其為不正常值的范圍內(nèi)是0。
第三項(xiàng)的變量K3(QF2)是前輪轉(zhuǎn)向角度敏感控制增益，其是根據(jù)以從圖形M11所獲得的QF2為基礎(chǔ)的圖M14而計(jì)算出的。根據(jù)圖形M14，變量K3(QF2)在小的前輪轉(zhuǎn)向角度范圍內(nèi)是一個(gè)基本上與QF2成比例的值，變量K3(QF2)的值的增加率隨前輪轉(zhuǎn)向角度增加而減小。
由于通過由常數(shù)同變量相乘作為公式(1)的每項(xiàng)所獲得的運(yùn)算對(duì)象相加和相減來決定目標(biāo)后輪轉(zhuǎn)向角度比率TGQs，當(dāng)相加和相減的結(jié)果是不正常值時(shí)則目標(biāo)后輪轉(zhuǎn)向角度比率TGQs就是不正常的值。因此，當(dāng)這樣獲得的目標(biāo)后輪轉(zhuǎn)向角度比率TGQs超出了根據(jù)車速V設(shè)置的允許范圍(圖形M15中由陰影部分所代表的)時(shí)，目標(biāo)后輪轉(zhuǎn)向角度比率TGQs被校正為允許范圍的上限或下限(圖形M15中由虛線所代表的)。圖形M15中的實(shí)線表示圖形M1所示的變量f4(V)。
圖2所示的結(jié)構(gòu)形成了目標(biāo)值決定裝置31，而且在控制單元15中設(shè)置該目標(biāo)值決定裝置31。
在該實(shí)施例中，當(dāng)轉(zhuǎn)向期間車輛急劇減速時(shí)，由上述方式所決定的目標(biāo)后輪轉(zhuǎn)向角度比率TGQs由圖3所示的流程圖所校正。
首先讀出由車速傳感器21所檢測(cè)的車速V和由前輪轉(zhuǎn)向角度傳感器24所檢測(cè)的前輪轉(zhuǎn)向角度QF(步驟SI)，然后計(jì)算車輛的減速度-V′(步驟S2)。車輛的減速度-V′是通過由周期時(shí)間除車速V的以前值和現(xiàn)在值的差所獲得的。
然后在步驟S3中，確定是否車速V不低于預(yù)定值V0，并在步驟S4中，確定是否車輛的減速度-V′不小于預(yù)定值-V′0(-V′≤-V′0)，而在步驟S5中，確定是否前輪轉(zhuǎn)向角度QF大于預(yù)定值QFO。一旦確定了車速V不低于預(yù)定值V0，車輛的減速-V′不小于預(yù)定值-V′0(-V′≤-V′0)并且前輪轉(zhuǎn)向角度QF大于預(yù)值QFO，在步驟S6中標(biāo)志F被置為1。然后在步驟S7中，公式(1)的第四項(xiàng)(基本項(xiàng))和第二項(xiàng)(基于偏轉(zhuǎn)率的校正項(xiàng))的車速敏感控制增益f4(V)和f2(V)被分別固定為時(shí)刻f4(Vn)和f2(V0)的值上。然后用通過把它們同1.2相乘所獲得的值代替固定的控制增益f4(V)和f2(V)(步驟S8和S9)。然后程序返回。
當(dāng)在步驟S3中如確定出車速V低于預(yù)定值V0，程序直接返回。當(dāng)在步驟S4中確定出車輛的減速度-V′小于預(yù)定值-V′0(-V′≤-V′0)或在步驟S5中確定出前輪轉(zhuǎn)向角度QF不大于預(yù)定值QF0時(shí)，在步驟S10中確定是否標(biāo)志F是1。如果確定出標(biāo)志F是1，就在步驟S11中確定是否時(shí)間是否已到并在步驟S12中確定車速是0。一旦在步驟S11中確定時(shí)間未到并在同時(shí)在步驟S12中確定車速不是0，程序立即返回。
一旦在步驟S10中確定標(biāo)志F不是1，當(dāng)在步驟S11中確定出時(shí)間已到或當(dāng)在步驟S12中確定車速是0時(shí)，在步驟S13中標(biāo)志F被重新置為0并且在步驟S14中釋放所固定的控制增益f4(V)和f2(V)。
即，在步驟S1至S5中確定是否轉(zhuǎn)向期間車輛急劇減速，并且當(dāng)在步驟S1至S5中確定出車輛在轉(zhuǎn)向期間急劇減速，在步驟S6至S14中以所固定的控制增益f4(V)和f2(V)為基礎(chǔ)校正目標(biāo)后輪轉(zhuǎn)向角度比率TGQs。由于基本項(xiàng)是控制增益f4(V)和一個(gè)常數(shù)的乘積，則在控制增益f4(V)被固定時(shí)基本項(xiàng)也被固定。
在正常轉(zhuǎn)向中，控制單元15在公式(1)的基礎(chǔ)上決定目標(biāo)后輪轉(zhuǎn)向角度比率TGQs并且如果需要就把目標(biāo)后輪轉(zhuǎn)向角度比率TGQs校正為處于允許范圍內(nèi)。然后控制單元15控制后輪轉(zhuǎn)向角度比率變化機(jī)構(gòu)14把實(shí)際的后輪轉(zhuǎn)向角度比率Qs設(shè)置為這樣獲得的目標(biāo)后輪轉(zhuǎn)向角度比率TGQSI。然后后輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)13把后輪轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度，該角度是在控制單元15反饋控制下的目標(biāo)后輪轉(zhuǎn)向角度比率TGQS1同前輪轉(zhuǎn)向角度QF的乘積。由于根據(jù)公式(1)，目標(biāo)后輪轉(zhuǎn)向角度比率TGQs是由校正項(xiàng)和基本項(xiàng)的相加和相減所決定的，該校正項(xiàng)是根據(jù)除車速之外行駛狀態(tài)值，即前輪轉(zhuǎn)向角度、前輪轉(zhuǎn)向速度和偏轉(zhuǎn)率所決定的，而基本項(xiàng)是根據(jù)車速變化，則在轉(zhuǎn)向期間導(dǎo)向性能穩(wěn)定性都能改善。
當(dāng)在轉(zhuǎn)向期間車輛急劇減速時(shí)，基本項(xiàng)(在此更精確地說是控制增益f4(V))和基于偏轉(zhuǎn)率的校正項(xiàng)的控制增益f2(V)被固定在公式(1)中。因此，即使在車速較低時(shí)，目標(biāo)后輪轉(zhuǎn)向角度比率TGQs也不能急劇地從同相變成反相，由此能防止過度轉(zhuǎn)向狀態(tài)的發(fā)生。
進(jìn)而，當(dāng)轉(zhuǎn)向期間車輛急劇減速時(shí)進(jìn)一步在同一方向上轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤時(shí)，或者當(dāng)車輛開始旋轉(zhuǎn)時(shí)，目標(biāo)后輪轉(zhuǎn)向角度比率TGQs隨著提高偏轉(zhuǎn)率ψ′或基于偏轉(zhuǎn)率的校正值QS.VAW而向著同相變化，由此就能防止車輛有不穩(wěn)定狀態(tài)。特別是在上述實(shí)施例中，由于控制增益f4(V)和f2(V)在轉(zhuǎn)向期間車輛急劇減速的決定時(shí)間被固定為數(shù)值1.2乘這些控制增益的值，即，向著同相校正在轉(zhuǎn)向期間車輛急劇減速的決定時(shí)間的這些控制增益的值，進(jìn)而向著同相校正后輪的轉(zhuǎn)向，因此，就能更好地防止車輛的不穩(wěn)定狀態(tài)。
圖4表示出圖3所示的流程圖的一個(gè)變型，用于校正目標(biāo)后輪轉(zhuǎn)向角度比率TGQs。
在該變型中，首先讀入車速V和前輪轉(zhuǎn)向角QF(步驟S21)，然后象上述實(shí)施例那樣計(jì)算車輛的減速度-V′(步驟S22)。然后在步驟S23中確定是否車速V不低于預(yù)定值V0，在步驟S24中確定是否車輛的減速度-V′不小于預(yù)定值-V′0(-V′≤-V′0)，在步驟S25中確定是否前輪轉(zhuǎn)向角度QF大于預(yù)定值QF0。當(dāng)在這些步驟中對(duì)上述問題的回答都是YES時(shí)，在步驟S26中標(biāo)志F被置為1，然后在步驟S27中，公式(1)中的車速敏感控制增益f1(V)至f4(V)分別被固定為那時(shí)刻的值f1(V0)至f4(V0)。然后，所固定的第三項(xiàng)(基于前輪轉(zhuǎn)向速度的校正項(xiàng))的控制增益f3(V)被1.2同其相乘所得到的值所代替(步驟S28)。然后程序返回。
當(dāng)步驟S23中對(duì)所述問題的回答是NO時(shí)，程序直接返回。當(dāng)步驟S24或步驟S25中對(duì)所述問題的回答是NO時(shí)，在步驟S30中確定是否標(biāo)志F是1。如果確定出標(biāo)志F是1，則在步驟S31中確定是否時(shí)間已到并且在步驟S32中確定是否車速是0。當(dāng)在步驟S31和S32中對(duì)所述問題的回答都是NO時(shí)，程序立即返回。
如果步驟S30中對(duì)所述問題的回答是NO或在步驟S31或S32中對(duì)所述問題的回答是YES時(shí)，在步驟S33中把標(biāo)志F置0并在步驟S34中釋放所固定的控制增益f1(V)至f4(V)。
即，在步驟S21至S25中確定是否轉(zhuǎn)向期間車輛急劇減速，并且當(dāng)步驟S21至S25確定出轉(zhuǎn)向期間車輛急劇減速時(shí)，在步驟S26至S28和S30至S34中在所固定的控制增益f1(V)至f4(V)的基礎(chǔ)上校正目標(biāo)后輪轉(zhuǎn)向角度比率TGQs。
在該變型中，與上述實(shí)施例一樣，通過當(dāng)轉(zhuǎn)向期間車輛急劇減速時(shí)把基本項(xiàng)的控制增益f4(V)和基于偏轉(zhuǎn)率的校正項(xiàng)的控制增益f2(V)固定為預(yù)定值，目標(biāo)后輪轉(zhuǎn)向角度比率TGQs就不會(huì)從同相突然變成反相，由此就能防止過度轉(zhuǎn)向的發(fā)生和防止車輛的不穩(wěn)定狀態(tài)。
進(jìn)而由于除了控制增益f4(V)和f2(V)之外又固定了基于前輪轉(zhuǎn)向角度的校正項(xiàng)和基于前輪轉(zhuǎn)向角度速度的校正項(xiàng)的控制增益f1(V)和f3(V)，當(dāng)轉(zhuǎn)向期間車輛急劇減速時(shí)方向盤以相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，目標(biāo)后輪轉(zhuǎn)向角度比率TGQs隨著提高前輪轉(zhuǎn)向角度和前輪轉(zhuǎn)向速度而向著反相變化，由此就能改善車輛導(dǎo)向性能。特別是在上述變型中，由于基于前輪轉(zhuǎn)向速度的校正項(xiàng)的控制增益f3(V)在轉(zhuǎn)向期間車輛急劇減速的決定時(shí)間被固定為數(shù)值1.2乘以控制增益的值，即，在轉(zhuǎn)向期間車輛急劇減速的決定時(shí)間的控制增益值向著反相校正，進(jìn)而向著反相校正后輪轉(zhuǎn)向，由此，就能更好地改善車輛的導(dǎo)向性能。
雖然，在上述實(shí)施例和變型中，當(dāng)轉(zhuǎn)向期間車輛急劇減速時(shí)控制增益被固定，當(dāng)車輛急劇減速時(shí)不管車輛是否轉(zhuǎn)向最好都使控制增益被固定，以使在轉(zhuǎn)向期間車輛開始劇減速時(shí)和在車輛急劇減速期間車輛開始轉(zhuǎn)向時(shí)都校正目標(biāo)值。
圖5表示出圖3所示的流程圖的另一個(gè)變型，用于校正目標(biāo)后輪轉(zhuǎn)向角度比率TGQs。
當(dāng)車速不低于預(yù)定值V0(如50至60km/n)時(shí)(步驟S41)，在步驟S42中確定是否車輛的減速度-V′不小于預(yù)定值-V′0(-V′≤-V′0)。當(dāng)確定了車輛的減速度-V′不小于預(yù)值-V′0(-V′≤-V′0)時(shí)，即，當(dāng)確定了車輛的減速時(shí)，在步驟S42中把標(biāo)志F置為1。然后在步驟S44中，公式(1)的第四項(xiàng)(基本項(xiàng))的車速敏感控制增益f4(V)被固定為那時(shí)間的值f4(Vn)。然后基于偏轉(zhuǎn)率的校正項(xiàng)和基于前輪轉(zhuǎn)向速度的校正項(xiàng)的常數(shù)G2和G3上升到1.2乘以正常值(步驟S45和S46)。
當(dāng)在步驟S42中確定了車輛的減速度-V′小于預(yù)定值-V′0(-V′≤-V′0)時(shí)，在步驟S47中確定是否標(biāo)志F是1。當(dāng)確定了標(biāo)志F是1時(shí)，然后在步驟S48中確定是否時(shí)間已到并且在步驟S49中確定是否車速是0。當(dāng)在步驟S48中確定了時(shí)間未到并在同時(shí)在步驟S49中確定了車速不是0時(shí)，程序立即返回。
當(dāng)在步驟S47中確定了標(biāo)志F不是1時(shí)，當(dāng)在步驟S48中確定了時(shí)間已到時(shí)或在步驟S49中確定了車速為0時(shí)，標(biāo)志F在步驟S50中被置0并且釋放所固定的控制增益f4(V)并使常數(shù)G2和G3恢復(fù)到正常值(步驟S51)。
當(dāng)車輛急劇減速時(shí)，例如在高速行駛中進(jìn)行制動(dòng)，由于車輪或類似物的鎖定而使由車速傳感器所檢測(cè)代表車速的車速信號(hào)相對(duì)于實(shí)際車速度得很小。如果象其這樣的車速信號(hào)被用在控制增益f1(V)至f4(V)的計(jì)算中，基本項(xiàng)的控制增益f4(V)向著負(fù)數(shù)非常大地變化，因而，基本項(xiàng)向著負(fù)數(shù)非常大地變化，由此，后輪的轉(zhuǎn)向控制所重視的是方向性能而不是車輛的定向穩(wěn)定性，不管高的實(shí)際車速，就會(huì)導(dǎo)致車輛的不穩(wěn)定狀態(tài)。
在該變型中，由于當(dāng)車輛急劇減速時(shí)車速敏感控制增益f4(V)被固定并且基本項(xiàng)被固定，就能防止在目標(biāo)后輪轉(zhuǎn)向角度比率TGQs的決定中使用非正常值，由此就能保證車輛的定向穩(wěn)定性。
基于偏轉(zhuǎn)率的校正項(xiàng)是一個(gè)參數(shù)，其在目標(biāo)后輪轉(zhuǎn)向角度比率TGQs的計(jì)算中被加上并且被用于改善車輛的定向穩(wěn)定性，在另一方面，基于前輪轉(zhuǎn)向角度的校正項(xiàng)和基于前輪轉(zhuǎn)向速度的校正項(xiàng)是這樣的參數(shù)，其在目標(biāo)后輪轉(zhuǎn)向角度比率TGQs的計(jì)算中被減去而被用于改善車輛的導(dǎo)向性能。
由于前輪轉(zhuǎn)向角度信號(hào)和前輪轉(zhuǎn)向速度信號(hào)同車速信號(hào)一樣是前饋型信號(hào)，因而其被立即反映給目標(biāo)后輪轉(zhuǎn)向角度比率TGQs的決定。在另一方面，偏轉(zhuǎn)率信號(hào)是反饋型信號(hào)，其被反映給目標(biāo)后輪轉(zhuǎn)向角度比率TGQs的決定有一定的延遲。因此，比起偏轉(zhuǎn)率ψ′來，前輪轉(zhuǎn)向角度QF和前輪轉(zhuǎn)向速度Q′F2在急劇減速開始后立即影響目標(biāo)后輪轉(zhuǎn)向角度比率TGQs值的決定，然后偏轉(zhuǎn)率ψ′才開始大大在影響其決定。這樣，在急劇減速開始后導(dǎo)向性能就能立即被改善，此后車輛的定向穩(wěn)定性才能被改善。例如，就象一個(gè)行人突然出現(xiàn)在車輛前面那樣在隨著突然進(jìn)行的制動(dòng)的同時(shí)快速地轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤的情況下，由于在急劇減速開始后立即改善導(dǎo)向性能并隨后保證車輛的穩(wěn)定性而能夠容易地避開行人。
在該特別的變型中，由于迅速響應(yīng)方向盤的急劇轉(zhuǎn)動(dòng)的基于前輪轉(zhuǎn)向速度的校正項(xiàng)的常數(shù)G3提高到1.2倍，進(jìn)而在急劇減速開始后導(dǎo)向性能立即被改善。而且由于基于偏轉(zhuǎn)率的校正項(xiàng)的常數(shù)G2也提高到1.2倍，車輛的定向穩(wěn)定性較好地被改善。
目標(biāo)后輪轉(zhuǎn)向角度比率TGQs的校正在預(yù)定時(shí)間間隔內(nèi)持續(xù)進(jìn)行或者持續(xù)到車速降到0為止，以為車輛的下一個(gè)急劇減速作準(zhǔn)備(步驟S47至S51)。
盡管在上述變型中基本項(xiàng)的控制增益f4(V)被固定在那時(shí)的值f4(Vn)上，其也可以被固定在稍微小于那時(shí)值f4(Vn)的值上(如f4(Vn)-0.03)。
權(quán)利要求
1.一種用于車輛的四輪操縱系統(tǒng)，包括目標(biāo)值決定裝置，該裝置通過由車速所決定的基本項(xiàng)加上或減去在除車速之外的行駛狀態(tài)值的基礎(chǔ)上所決定的多個(gè)校正項(xiàng)來決定一個(gè)目標(biāo)值用于隨著前輪的轉(zhuǎn)向來控制后輪的轉(zhuǎn)向，根據(jù)車速來設(shè)置基本項(xiàng)以使后輪在低速范圍內(nèi)反相轉(zhuǎn)向并且在高速范圍內(nèi)同相轉(zhuǎn)向，每個(gè)所述的校正項(xiàng)都是相應(yīng)于行駛狀態(tài)值的函數(shù)同由車速?zèng)Q定的控制增益的乘積，所述系統(tǒng)的特征在于，具有一個(gè)決定裝置，其決定車輛急劇減速；和一個(gè)校正裝置，其使目標(biāo)值決定裝置把基本項(xiàng)和至少一個(gè)校正項(xiàng)的控制增益分別固定為預(yù)定值，并且當(dāng)決定裝置決定車輛急劇減速時(shí)在這樣獲得的基本項(xiàng)和校正項(xiàng)的基礎(chǔ)上決定目標(biāo)值。
2.如權(quán)利要求1所述的四輪操縱系統(tǒng)，其中，在除車速之外的行駛狀態(tài)值的基礎(chǔ)上所決定的所述校正項(xiàng)包括，分別具有偏轉(zhuǎn)率、前輪轉(zhuǎn)向角度和前輪轉(zhuǎn)向速度作為行駛狀態(tài)值的基于偏轉(zhuǎn)率的校正項(xiàng)、基于前輪轉(zhuǎn)向角的校正項(xiàng)和基于前輪轉(zhuǎn)向速度的校正項(xiàng)，基于偏轉(zhuǎn)率的校正項(xiàng)的控制增益在低車速范圍內(nèi)被置為0、在中車速范圍內(nèi)被置為一正的常數(shù)值并且在高車速范圍內(nèi)被置為一正的常數(shù)值，基于前輪轉(zhuǎn)向角度的校正項(xiàng)的控制增益在低車速范圍內(nèi)被置為一正的常數(shù)值、在中車速范圍內(nèi)被置為0并且在高車速范圍內(nèi)被置為一正的常數(shù)值，基于前輪轉(zhuǎn)向速度的校正項(xiàng)的控制增益在低車速范圍內(nèi)被置為一正的常數(shù)值、在中車速范轉(zhuǎn)內(nèi)被置為0并且在高車速范圍內(nèi)被置為一正的常數(shù)值。
3.如權(quán)利要求2所述的四輪操縱系統(tǒng)，其中，所述的校正項(xiàng)使目標(biāo)值決定裝置分別把基本項(xiàng)和基于偏轉(zhuǎn)率的校正項(xiàng)的控制增益固定為預(yù)定值并且當(dāng)決定裝置決定車輛急劇減速時(shí)在這樣獲得的基本項(xiàng)和校正項(xiàng)的基礎(chǔ)上決定目標(biāo)值。
4.如權(quán)利要求3所述的四輪操縱系統(tǒng)，其中，基本項(xiàng)和基于偏轉(zhuǎn)率的校正項(xiàng)的控制增益被固定為等于車輛急劇減速的決定時(shí)的值。
5.如權(quán)利要求3所述的四輪操縱系統(tǒng)，其中，基本項(xiàng)和基于偏率的校正項(xiàng)的控制增益被固定為通過在車輛急劇減速的決定時(shí)向著正相位側(cè)校正基本項(xiàng)和基于偏轉(zhuǎn)率的校正項(xiàng)的控制增益的值所獲得的值。
6.如權(quán)利要求2所述的四輪操縱系統(tǒng)，其中，所述的校正裝置使目標(biāo)值決定裝置把基本項(xiàng)和基于偏轉(zhuǎn)率的校正項(xiàng)、基于前輪轉(zhuǎn)向角度的校正項(xiàng)及基于前輪轉(zhuǎn)向速度的校正項(xiàng)的控制增益分別固定為預(yù)定值并且當(dāng)決定裝置車輛急劇減速時(shí)在這樣獲得的基本項(xiàng)和校正項(xiàng)的基礎(chǔ)上決定目標(biāo)值。
7.如權(quán)利要求6所述的四輪操縱系統(tǒng)，其中，基本項(xiàng)和校正英的控制增益被固定為等于在車輛急劇減速的決定時(shí)的值。
8.如權(quán)利要求6所述的四輪操縱系統(tǒng)，其中，基本項(xiàng)和校正項(xiàng)的控制增益被固定為通過在車輛急劇減速的決定時(shí)向著負(fù)相位側(cè)校正基本項(xiàng)和校正項(xiàng)的控制增益的值所獲得的值。
9.一種用于車輛的四輪操縱系統(tǒng)，包括一目標(biāo)值決定裝置，其通過在反饋型檢測(cè)信號(hào)和前饋型檢測(cè)信號(hào)的基礎(chǔ)上所獲得的許多項(xiàng)的相加和相減來決定一個(gè)目標(biāo)值用于隨著前輪的轉(zhuǎn)向而控制后輪的轉(zhuǎn)向，所述系統(tǒng)的特征在于，所述目標(biāo)值決定裝置使用一個(gè)固定值來代替在前饋型檢測(cè)信號(hào)的基礎(chǔ)上所獲得的項(xiàng)中的一個(gè)預(yù)定項(xiàng)并且當(dāng)決定裝置決定車輛急劇減速時(shí)在這樣獲得的項(xiàng)的基礎(chǔ)上決定目標(biāo)值。
10.如權(quán)利要求9所述的四輪操縱系統(tǒng)，其中，所述的反饋型檢測(cè)信號(hào)包括偏轉(zhuǎn)率信號(hào)而前饋型檢測(cè)信號(hào)包括車速信號(hào)和前輪轉(zhuǎn)向角度信號(hào)，目標(biāo)值決定裝置只用一個(gè)固定值來代替在車速信號(hào)基礎(chǔ)上所獲得的項(xiàng)。
11.如權(quán)利要求9所述的四輪操縱系統(tǒng)，其中，所述反饋型檢測(cè)信號(hào)包括偏轉(zhuǎn)率信號(hào)而前饋型檢測(cè)信號(hào)包括車速信號(hào)、前輪轉(zhuǎn)向角度信號(hào)和前輪轉(zhuǎn)向速度信號(hào)，目標(biāo)值決定裝置只用一個(gè)固定值來代替在車速信號(hào)的基礎(chǔ)上所獲得的項(xiàng)。
12.如權(quán)利要求11所述的四輪操縱系統(tǒng)，其中，進(jìn)一步包括一校正裝置，其當(dāng)決定裝置決定車輛急劇減速時(shí)提高在前輪轉(zhuǎn)向速度信號(hào)的基礎(chǔ)上所獲得的項(xiàng)。
13.如權(quán)利要求9所述的四輪操縱系統(tǒng)，進(jìn)一步包括一校正裝置，其當(dāng)決定裝置決定車輛減速時(shí)提高在反饋型檢測(cè)信號(hào)的基礎(chǔ)上所獲得的項(xiàng)。
14.如權(quán)利要求9所述的四輪操縱系統(tǒng)，其中，所述的固定值等于在車輛急劇減速的決定時(shí)的項(xiàng)的值。
15.如權(quán)利要求9所述的四輪操縱系統(tǒng)，其中，所述的固定值等于通過向著負(fù)相位側(cè)校正車輛急劇減速的決定時(shí)的項(xiàng)的值所獲得的值。
16.一種用于車輛的四輪操縱系統(tǒng)，包括一目標(biāo)值決定裝置，其通過根據(jù)車速所決定的基本項(xiàng)加上或減去在除車速之外的行駛狀態(tài)值的基礎(chǔ)上所決定的多個(gè)校正項(xiàng)以決定一個(gè)目標(biāo)值用于隨著前輪的轉(zhuǎn)向而控制后輪的轉(zhuǎn)向，根據(jù)車速設(shè)置基本項(xiàng)以使后輪在低車速范圍內(nèi)反相轉(zhuǎn)向而在高車速范圍內(nèi)同相轉(zhuǎn)向，每個(gè)所述的校正項(xiàng)都是相應(yīng)于行駛狀態(tài)值的函數(shù)同根據(jù)車速所決定的控制增益的乘積，所述系統(tǒng)特征在于，具有一個(gè)決定裝置，其決定隨著轉(zhuǎn)向的同時(shí)車輛急劇減速，和一個(gè)校正裝置，其使目標(biāo)值決定裝置把基本項(xiàng)和至少一個(gè)校正項(xiàng)分別固定為預(yù)定值并且當(dāng)決定裝置決定隨著轉(zhuǎn)向同時(shí)車輛急劇減速時(shí)在這樣獲得的基本項(xiàng)和校正項(xiàng)的基礎(chǔ)上決定目標(biāo)值。
全文摘要
在用于車輛的四輪操縱系統(tǒng)中，通過根據(jù)車速所決定的基本項(xiàng)加上和減去在除車速之外的行駛狀態(tài)值的基礎(chǔ)上所決定的多個(gè)校正項(xiàng)來決定一個(gè)目標(biāo)值用于隨著前輪的轉(zhuǎn)向而控制后輪的轉(zhuǎn)向。根據(jù)車速設(shè)置基本項(xiàng)以使后輪在低車速范圍內(nèi)反向轉(zhuǎn)向而在高車速范圍內(nèi)同向轉(zhuǎn)向，每個(gè)校正項(xiàng)都是相應(yīng)于行駛狀態(tài)值的函數(shù)同根據(jù)車速所決定的控制增益值的乘積?；卷?xiàng)和至少一個(gè)校正項(xiàng)的控制增益被分別固定為預(yù)定值，并且當(dāng)決定車輛急劇減速時(shí)在這樣獲得的基本項(xiàng)和校正項(xiàng)的基礎(chǔ)上決定目標(biāo)值。
文檔編號(hào)B62D7/15GK1093663SQ9312113
公開日1994年10月19日 申請(qǐng)日期1993年12月10日 優(yōu)先權(quán)日1992年12月10日
發(fā)明者隈部重文, 細(xì)田浩司 申請(qǐng)人:馬自達(dá)汽車株式會(huì)社