專利名稱：后輪轉向車輛的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種具有后輪束角可變控制裝置的后輪轉向車輛，尤其涉及一種在安 裝有動力轉向裝置的后輪轉向車輛中，根據后輪束角將轉向助力適當化的技術。
背景技術：
已知有如下技術(例如，參照專利文獻1)在使后輪的束角分別變化的車輛的后 輪束角可變控制裝置中，相對于左右后輪分別設置連結車身和支承車輪的轉向節的致動 器，并驅動致動器伸縮，由此使后輪的束角分別變化。另一方面，在大多數的車輛中，以減輕駕駛員的轉向力為目的而搭載有具有產生 助力的電動機的電動助力轉向裝置。在該電動助力轉向裝置中，通常通過將電動機產生的 助力控制為車輛的變動(偏行率)越大其越增大，從而提高車輛的行駛穩定性(例如，參照 專利文獻2)。專利文獻1 日本特開平9-30438號公報專利文獻2 日本特許第3110891號公報然而，在同時具有專利文獻1所述的后輪束角可變控制裝置和專利文獻2所述的 電動助力轉向裝置的車輛中，由于通過后輪轉向會產生與通常的車輛不同的轉向感覺，因 此存在對駕駛員帶來不適感的問題。
發明內容
本發明鑒于上述背景而提出，其目的在于提供一種車輛，其具有后輪束角可變控 制裝置，且進行即使后輪轉向也不使轉向感覺惡化的轉向輔助。為了解決上述問題，本發明提供一種后輪轉向車輛，其具有對左右前輪進行轉向 的轉向盤；根據所述轉向盤的動作，賦予輔助所述左右前輪的轉向的助力的動力轉向裝置； 以及后輪束角可變控制裝置，其通過分別驅動控制相對于左右后輪設置的致動器，能夠使 該左右后輪的束角與所述左右前輪的轉向方向同相或反相地變化，或使該左右后輪的束角 變化為前束或后束，所述動力轉向裝置根據所述左右后輪的束角而增減所述助力。并且，在上述后輪轉向車輛中，在所述后輪束角可變控制裝置使所述左右后輪的 束角與所述左右前輪的轉向方向同相地變化的情況下，所述動力轉向裝置使所述助力比未 對所述左右后輪賦予束角的情況時增大，在所述后輪束角可變控制裝置使所述左右后輪的 束角與所述左右前輪的轉向方向反相地變化的情況下，所述動力轉向裝置使所述助力比未 對所述左右后輪賦予束角的情況時減小。在這種情況下，所述左右后輪的束角的絕對值越大，所述動力轉向裝置可以越增 大所述助力的增減量。并且，在上述后輪轉向車輛中，在所述后輪束角可變控制裝置使所述左右后輪的 束角變化為前束的情況下，所述動力轉向裝置使所述助力比未對所述左右后輪賦予束角的 情況時增大，在所述后輪束角可變控制裝置使所述左右后輪的束角變化為后束的情況下，所述動力轉向裝置使所述助力比未對所述左右后輪賦予束角的情況時減小。在這種情況下，所述左右后輪的束角的絕對值的和越大，所述動力轉向裝置可以 越增大所述助力的增減量。發明效果根據本發明，由于動力轉向裝置根據左右后輪的束角增減助力，因此即使在轉向 操作中后輪的束角變化也能夠防止轉向感覺的惡化。并且，通過在后輪的束角與前輪的轉 向角同相地變化的情況下使助力增大，在后輪的束角與前輪的轉向角反相地變化的情況下 使助力減小，或者通過在后輪的束角變化為前束的情況下使助力增加，在后輪的束角變化 為后束的情況下使助力減少，能夠實現轉向感覺的提高。進而，在后輪的束角同相或反相變 化的情況下，左右后輪的束角的絕對值越大則越增大助力的增減值，或著，在后輪的束角變 化為前束或后束的情況下， 左右后輪的束角的絕對值的和越大則越增大助力的增減量，由 此，能夠得到與未使后輪的束角變化的情況同樣的轉向感覺。
圖1是后輪轉向式的機動車的簡要結構圖。圖2是表示后輪轉向式的機動車的框圖。圖3是表示前輪轉向輔助處理的步驟的流程圖。圖4是后輪束角的說明圖。符號說明1機動車2 車身4 前輪6 后輪10前輪轉向裝置11轉向盤12轉向軸16電動助力轉向裝置17電動機18動力傳遞機構19EPS控制單元20后輪束角可變控制裝置22后輪束角控制單元
具體實施例方式以下，參照附圖詳細說明本發明所涉及的后輪束角可變控制裝置的一實施方式。 在說明時，對于車輪和相對于車輪配置的構件，即輪胎和伸縮致動器等，分別在數字的符號 上附加表示左右的腳標L或R，例如，記為后輪6L(左)、后輪6R(右)，并且，在總稱時例如 記為后輪6。圖1是表示適用了實施方式所涉及的后輪束角可變控制單元20的后輪轉向式的機動車1的簡要結構圖。機動車1具有前輪4L、4R和后輪6L、6R，其中前輪4L、4R通過左右 前懸架7L、7R分別懸置于車身2且安裝有輪胎3L、3R，后輪6L、6R通過左右后懸架8L、8R分 別懸置于車體2且安裝有輪胎5L、5R。所述前輪4L、4R及后輪6L、6R分別通過轉向節7aL、 7aR及轉向節8aL、8aR支承為旋轉自如。機動車1具有通過轉向盤11的轉向而使左右前輪4L、4R直接轉向的前輪轉向裝 置10。該前輪轉向裝置10由齒輪齒條機構構成，該齒輪齒條機構具有小齒輪13和齒條軸 14，小齒輪13與轉向盤11連結且與被支承為能夠旋轉的轉向軸12 —體地形成，齒條軸14 設置成與小齒輪13嚙合且在車寬方向上能夠往復移動。齒條軸14的兩端通過橫拉桿15 與轉向節7a連結，通過轉向盤11的旋轉操作使左右前輪4轉向。在前輪轉向裝置10中裝備有輔助前輪4的轉向的電動助力轉向(EPS)裝置16，以 減輕手動轉向力。電動助力轉向裝置16的主要構成要素包括產生與轉向操作對應的助力 (以下稱“EPS轉矩”)的電動機17 ；將電動機17產生的EPS轉矩傳遞到轉向軸12的動力 傳遞機構18 ；以及進行電動機17的驅動控制的EPS控制單元19。 在轉向軸12上設置有檢測轉向盤11的轉向角的轉向角傳感器26，來算出前輪4 的轉向角，且在小齒輪13的附近設置有檢測作用在小齒輪13上的手動轉向轉矩的轉向轉 矩傳感器27。來自轉向轉矩傳感器27的檢測信號輸入到EPS控制單元19中從而提供到轉 向輔助控制中。具體來說，根據由轉向轉矩傳感器27得出的轉向轉矩及由后述的車速傳感 器24得出的車速算出電動機17的基極電流( 一 7電流)。EPS控制單元19由微型電子 計算機、ROM、RAM、周邊電路、輸入輸出接口以及各種驅動器等構成，根據算出的電流值來驅 動控制電動機17。并且，機動車1具有后輪束角可變控制裝置20，該后輪束角可變控制裝置20通過 驅動左右伸縮致動器21L、21R伸縮，使后輪6L、6R的束角分別變化，其中左右伸縮致動器 21L、21R的基端與車身2連結，前端與轉向節8a的后部連結。除了左右伸縮致動器21L、21R 以外，后輪束角可變控制裝置20還具有驅動控制左右伸縮致動器21L、21R的后輪束角控制 單元22、檢測左右伸縮致動器21L、21R的行程量的行程傳感器23L、23R。通過將行程傳感 器23L、23R的檢測信號輸入到后輪束角控制單元22，從而由后輪束角控制單元22進行伸縮 致動器21L、21R的反饋控制。此外，除了總括控制各種系統的ECU (Electronic Control Unit) 28，在機動車1中 還設置有檢測車速的車速傳感器24、檢測車輛的偏行率(車輛變動)的偏行率傳感器25以 及其它未圖示的各種傳感器。E⑶28通過通信線路與各傳感器23 27、EPS控制單元19、 后輪束角控制單元22等連接。各傳感器23 27的檢測信號輸入到ECU28中從而提供到 車輛的各種控制中。ECU28根據上述輸入的各種信號算出作為目標的后輪束角，在確定各伸縮致動器 21L、21R的行程量的基礎上對后輪束角控制單元22輸出驅動控制信號，從而進行后輪6的 束角控制。后輪束角控制單元22由微型電子計算機、周邊電路及各種驅動器等構成，并根 據從ECU28輸出的驅動控制信號來驅動控制伸縮致動器21。由此，各伸縮致動器21L、21R 朝著由ECU28確定的行程量伸縮移動，使左右后輪6L、6R變化為期望的束角。根據這樣構成的機動車1，通過使左右伸縮致動器21L、21R同時地對稱變位，能夠 將兩后輪6L、6R的束角在適當的條件下自由地控制為前束或后束，此外，若使左右伸縮致動器21L、21R的一方伸長、使另一方縮短，則能夠使兩后輪6L、6R的束角向與前輪4的轉向 方向同相或反相地轉向。例如，在機動車1中，根據利用各種傳感器而掌握的車輛的運動狀 態，在加速時使后輪6變化為后束，在制動時使后輪6變化為前束，在高速轉彎行駛時使后 輪6與前輪轉向方向同相，在低速轉彎行駛時使后輪6與前輪轉向方向反相，通過這樣進行 束角控制從而提高操縱性。圖2是表示適用了實施方式所涉及的后輪束角可變控制裝置20的后輪轉向式的 機動車1的框圖。如圖2所示，機動車1具有由電動機17、EPS控制單元19、轉向轉矩傳感 器27、車速傳感器24、E⑶28等構成的電動助力轉向裝置16，并且具有由左右伸縮致動器 21L、21R、后輪束角控制單元22、E⑶28及各種傳感器構成的后輪束角可變控制裝置20。E⑶28包括車速傳感器24、偏行率傳感器25、轉向角傳感器26等連接的輸入接 口 29 ；根據所述各種傳感器的信號算出后輪束角的后輪束角算出部30 ；根據后輪束角算出 部30的算出結果及各種傳感器的信號算出對EPS控制單元19的補正附加轉矩的EPS補正 量算出部31 ；以及將各種算出結果作為電信號輸出的輸出接口 32。EPS控制單元19基于轉向轉矩傳感器27及車速傳感器24的檢測信號和EPS補正 量算 出部31的補正附加轉矩信號，算出電動機17的控制電流從而驅動控制電動機17。接下來，參照圖3說明基于機動車1的電動助力轉向裝置16的前輪轉向輔助方 法。圖3是表示前輪轉向輔助處理的步驟的流程圖。在機動車1中，首先根據車速傳感器 24的檢測結果求出車速V (步驟1)，然后根據轉向角傳感器26的檢測結果求出由駕駛員產 生的前輪轉向角Sf(步驟2)。接下來，機動車1在后輪束角算出部30中，根據車速V和前 輪轉向角\算出后輪6的束角(步驟3)，通過后輪束角控制單元22驅動左右伸縮致動器 21從而將束角賦予后輪6 (步驟4)。然后，機動車1在EPS控制單元19中，根據轉向轉矩傳感器27的檢測結果算出由 駕駛員轉向產生的轉向轉矩(步驟5)，算出對應車速V的輔助率(步驟6)，根據所述轉向 轉矩及輔助率算出需要由電動助力轉向裝置16產生的基礎輔助轉矩(《一 7 τ·〉7卜卜 “)(步驟7)。然后，機動車1在EPS補正量算出部31中算出在后面詳細說明的補正附 加轉矩(步驟8)，在EPS控制單元19中，驅動電動機17，來輸出在基礎輔助轉矩上加上補 正附加轉矩之后的EPS轉矩(步驟9)，反復進行上述步驟。接下來說明根據后輪6的束角算出的補正附加轉矩。后輪轉向角δ ^對車身滑動角β及偏行率Υ產生的影響如下式。{mVs+ (Kf+Kr)} β + {mV (LfKf-LrKr) /V} γ = Kr δ r... (1)(LfKf-LrKr) β+{Is+ (Lf2Kf+Lr2Kr)/V} γ = -LrKr δ r ... (2)其中，m 車輛質量，V 車速，s 拉普拉斯算子，Kf 前輪側抗剛度，Kr 后輪側抗剛 度，β 車身滑動角，Lf、k:前后輪距重心的距離，γ 偏行率，δ"后輪轉向角，I 車輛橫擺 慣性旋轉質量。此外，如圖4(A)所示，后輪轉向角δ ^是指在使左右后輪6的束角相對于車 身2的軸線2a向同一方向變化時，與前輪轉向方向同相為“ + ”、與前輪轉向方向反向為“_” 時的左右后輪6L、6R與車身2的軸線2a所成的角度θ。θ 平均值，其定義為以5r = (0e+0l)/2 表示。若為了簡化上式(1)、(2)而對恒定值進行求解，則可以如下表示。β = {!/(1+AV2)} {l+(m/L) (Lr/LfKf)V2} (Lr/L) δΓ ... (3)
γ = {1/(1+AV2)} (V/L) (- δ r)…⑷其中，A 穩定系數，L 軸距。因此，后輪轉向角δ^對前輪滑動角i3f產生的影響可以如下表示。β+(Lf/V) γ = {1/(1+AV2)} (Lr/L)m(l/LKf)V2 δ r... (5)轉向力(ξ · Kf · β f)可以如下表示。ξ {1/(1+AV2)} (Lr/L)m(l/L)V2 5r...(6)其中ξ 輪胎拖距+后傾拖距。接下來，說明總束角(卜一夕 > 卜一角)θ對車身滑動角β及偏行率Y產生的 影響。總束角θ具有產生由下式表示的附加橫擺力矩的效果。-K · Kr · α y · Lr · θ ... (7)其中，K:負載移動系數(若需要詳細說明，請參照本申請人申請的日本特開 2008-055921), ay:橫向加速度，θ 總束角。另外，如圖4 (B)所示，總束角θ是指在將左 右后輪6的束角向相對于車身2的軸線2a不同的方向、即變化為前束或后束時，向車輛行 駛方向內向為“ + ”、向車輛行駛方向外向為“_”時的左右后輪6L、6R與車身2的軸線2a所 成的角度9\及θ ’ 總計值，其定義為以θ = θ’κ+θ\表示。S卩，式(7)表示總束角θ具有使后輪6產生由(-K · Kr · a y · θ )表示的橫向力 的效果。若將該式與式(1)、(2)比較，則可知等同于將(δ』置換為(K· ay· Θ)。整理以上式子，可以將補正附加轉矩如下表示。ξ X {1/(1+AV2)} {(Lr/L)m} (1/L) 5r …(8)ξ X {1/(1+AV2)} {(Lr/L)m} (l/L)Kay θ ...(9)BP, EPS控制單元19相對于后輪轉向角δ ^以由式⑶表示的對應于后輪轉向角、的補正附加轉矩(與后輪轉向角、成比例的補正附加轉矩)來補正基礎輔助轉矩，并 且，相對于總束角θ以由式(9)表示的對應于總束角θ的補正附加轉矩(與總束角θ成 比例的補正附加轉矩)來補正基礎輔助轉矩，由此，即使在使后輪6的束角變化的情況下， 也能夠將與未使后輪6的束角變化的通常的車輛(以下，稱通常車輛)同樣的轉向感覺賦 予機動車1。另外，當然，即使補正附加轉矩不與所述后輪轉向角、及總束角θ成比例， 只要以大致成比例的關系增減，也能夠將機動車1的轉向感覺提高到與通常車輛的轉向感 覺同樣。如此，在左右后輪6的束角(后輪轉向角δ》與左右前輪4的轉向方向同相地變 化的情況下，電動助力轉向裝置16通過增加正的補正附加轉矩從而使EPS轉矩比未對左右 后輪6賦予束角的情況時增大，而在左右后輪6的束角(后輪轉向角δ》與左右前輪4的 轉向方向反相地變化的情況下，電動助力轉向裝置16通過增加負的補正附加轉矩從而使 EPS轉矩比未對左右后輪6賦予束角的情況時減小，由此，能夠使機動車1的轉向感覺接近 通常車輛。并且，在左右后輪6的束角變化為前束的情況下，電動助力轉向裝置16通過增 加正的補正附加轉矩從而使助力比未對左右后輪6賦予束角的情況時增大，而在左右后輪 6的束角變化為后束的情況下，電動助力轉向裝置16通過增加負的補正附加轉矩從而使助 力比未對左右后輪6賦予束角的情況時減小，由此，能夠使機動車1的轉向感覺接近通常車 輛。進而，左右后輪6的束角越大，即后輪轉向角的絕對值δ^或總束角θ的絕對值越大， 則電動助力轉向裝置16越增大EPS轉矩的增減量(補正附加轉矩的絕對值)，由此，能夠對機動車1賦予與通常車輛同樣的轉向感覺
權利要求
一種后輪轉向車輛，其特征在于，具有對左右前輪進行轉向的轉向盤；根據所述轉向盤的動作，賦予輔助所述左右前輪的轉向的助力的動力轉向裝置；以及后輪束角可變控制裝置，其通過分別驅動控制相對于左右后輪設置的致動器，能夠使該左右后輪的束角與所述左右前輪的轉向方向同相或反相地變化，或使該左右后輪的束角變化為前束或后束，所述動力轉向裝置根據所述左右后輪的束角使所述助力增減。
2.根據權利要求1所述的后輪轉向車輛，其特征在于，在所述后輪束角可變控制裝置使所述左右后輪的束角與所述左右前輪的轉向方向同 相地變化的情況下，所述動力轉向裝置使所述助力比未對所述左右后輪賦予束角的情況時 增大，在所述后輪束角可變控制裝置使所述左右后輪的束角與所述左右前輪的轉向方向反 相地變化的情況下，所述動力轉向裝置使所述助力比未對所述左右后輪賦予束角的情況時 減小。
3.根據權利要求2所述的后輪轉向車輛，其特征在于，所述左右后輪的束角的絕對值越大，所述動力轉向裝置越增大所述助力的增減量。
4.根據權利要求1所述的后輪轉向車輛，其特征在于，在所述后輪束角可變控制裝置使所述左右后輪的束角變化為前束的情況下，所述動力 轉向裝置使所述助力比未對所述左右后輪賦予束角的情況時增大，在所述后輪束角可變控 制裝置使所述左右后輪的束角變化為后束的情況下，所述動力轉向裝置使所述助力比未對 所述左右后輪賦予束角的情況時減小。
5.根據權利要求4所述的后輪轉向車輛，其特征在于，所述左右后輪的束角的絕對值的和越大，所述動力轉向裝置越增大所述助力的增減量。
全文摘要
本發明提供一種動力轉向裝置安裝車輛，其具有后輪束角可變控制裝置，且即使后輪轉向，轉向感覺也不惡化。在后輪轉向式的機動車(1)中，具有對左右前輪(4L、4R)進行轉向的轉向盤(11)；電動助力轉向裝置(16)，其根據轉向盤(11)的動作，賦予輔助左右前輪的轉向的EPS轉矩；以及后輪束角可變控制裝置(20)，其通過分別控制相對于左右后輪(6R、6L)設置的左右伸縮致動器(21L、21R)，使左右后輪(6)的束角與前輪(4)的轉向方向同相或反相地變化，或者使左右后輪(6)的束角變化為前束或后束，其中，電動助力轉向裝置(16)根據左右后輪(6)的束角而增減EPS轉矩。
文檔編號B62D137/00GK101873960SQ20088011699
公開日2010年10月27日 申請日期2008年8月22日 優先權日2007年11月26日
發明者堀內泰 申請人:本田技研工業株式會社