专利名称：用于通过判定异常减小控制量的车辆用控制系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及在具有用于操作用于调节车辆行为(举动，behavior)的部件的操作装置(作动装置)和用于计算控制所述操作装置的操作(工作，作动)的控制量的计算装置的车辆的控制系统中，判定和处理所述操作装置的异常和所述控制量的异常。
背景技术：
作为用于处理在诸如汽车等车辆的控制系统中发生的异常的现有技术之一，日本专利公报特开平11-208492中记载了当发生异常使得不能适当地控制转向助力时减小该转向助力。
发明内容
当控制系统中发生异常时，通常适当地以一定的延迟逐渐停止控制而不是立即停止控制。但是，在操作部中发生的异常作为控制结果在较早阶段出现，而在控制该操作部的操作的控制量的生成中发生异常时，判定异常需要一定时间。鉴于此，考虑采取不同的措施处理操作部的异常和控制量的异常。
鉴于控制系统中的上述情况，本发明的一个主要目的是提供一种控制系统，该控制系统用于特别是在处理控制系统异常的时间很重要的车辆行为控制中适当地处理操作部的异常和关于停止控制系统的操作的控制量的异常。
为了实现上述目的，本发明提出一种控制系统，所述控制系统包括用于操作用于调节车辆行为的部件的操作装置，和用于计算控制所述操作装置的操作的控制量的计算装置，其特征在于，判定所述操作装置的异常和所述控制量的异常，当判定出所述控制量的异常时，以比在判定出所述操作装置的异常时所述操作装置的操作的减小速度大的速度减小所述控制量。
当在控制系统-特别是如上所述用于控制车辆行为的控制系统-中分别判定出用于操作用于调节车辆行为的部件的操作装置异常和用于计算控制该操作装置的操作的控制量的计算装置异常，从而当判定出操作装置的异常时该控制系统的操作通过减小该操作装置的操作而停止，而当判定出控制量的异常时该控制系统的操作通过减小控制量而停止时，通过这样的布置，即控制量的减小速度大于操作装置的操作的减小速度，控制系统的操作的停止方式根据由操作装置中发生的异常和由控制该操作装置的操作的控制量中发生的异常所导致的控制结果出现的不同延迟时间被适当地设定。
在上述控制系统中，所述计算装置可以包括用于计算所述控制量的第一计算部和第二计算部，以便通过将所述第一计算部和所述第二计算部计算出的控制量互相比较而判定所述控制量的异常。通过这种布置，可以准确地判定控制量中发生的异常。
在这种情况下，即使在判定出由所述第一计算部和所述第二计算部计算出的控制量中的任意一个出现异常时，此后也可以通过减小在所述操作装置的操作控制中一直在使用的控制量来执行所述操作装置的操作控制。通过这样的布置，控制量的异常可以仅通过将第一计算部和第二计算部计算出的控制量互相比较，看它们之间是否存在超过预定基准值的差异而判断，而无需判断这两个控制量中的哪一个异常，从而异常判定更容易。
但是，可选地，在判定出由所述第一计算部和所述第二计算部计算出的控制量中的哪一个异常时，此后可以通过使用未被判定为异常的控制量并减小该控制量来控制所述操作装置的操作。在这种情况下，尽管由于在判定控制量的异常中需要异常评估，判定操作将变得略微复杂，但不管控制量的异常如何发生，随后通过减小控制量停止控制的过程将更适当地进行。
在上述控制系统中，当未判定所述操作装置异常时，可以执行所述控制量的异常判定。通过这样的布置，控制量的异常判定可以有更高的精度。
此外，在任何情况下，在上述控制系统中，所述操作装置可以是用于相对于转向盘的转向量调节转向轮的转向角的转向角调节装置，且所述控制量和所述操作装置的操作的减小可以是将所述转向轮的转向调节量减小为0。
图1是示出与根据本发明的控制系统相关的主要部分的车辆的示意图；图2是用于在控制系统中执行控制的系统的框图；图3是示出根据本发明的控制系统的操作的流程图。
具体实施例方式
下面将参考附图以一些优选实施例的形式更详细地说明本发明。
在图1中，10FL和10FR分别是左前轮和右前轮，它们是非驱动转向轮。10RL和10RR分别是左后轮和右后轮，它们由图中未示出的动力源驱动。这些车轮分别通过图中未示出的悬架装置悬挂到车身12上。左前转向轮10FL和右前转向轮10FR根据转向盘14的操作，由齿轮齿条式动力转向装置16通过齿条18和横拉杆20L和20R转向。
转向盘14通过上转向轴22、转向角调节装置24、下转向轴26和万向节28与动力转向装置16的齿轮轴30相连。转向角调节装置24在壳体24A的一侧与上转向轴22的下端相连，并包括在转子24B的一侧与下转向轴26的上端相连的用于辅助转向的电动机32，从而为了实现相对于转向盘14而使左右前轮10FL和10FR转向的行为控制，当下转向轴26通过转向角调节装置24相对于上转向轴22转动时，左前转向轮10FL和右前转向轮10FR的转向角与转向盘14的旋转角的比率，即转向机构传动比，可变地被调节。
转向角调节装置24由包括微型计算机的转向角控制用电子控制装置34控制，尤其是由如图2中所示的转向控制部34A控制。
就此而言，当发生使得下转向轴26不能相对于上转向轴22转动的异常时，图1中未示出的锁止装置工作，使得壳体24A和转子24B之间的相对转动被禁止，从而使得上转向轴22和下转向轴26束缚在一起，不彼此相对转动。
虽然动力转向装置16可以是油压式或电动式，但其优选是一个具有螺杆式变换机构的同轴型电动式动力转向装置，其中螺旋式变换机构用于将电动机的旋转运动变换为齿条18的往复运动，使得由转向调节装置24的辅助转向作用产生并传递至转向盘14的反作用力矩减小。
各车轮的制动力由受油压回路38控制的各轮缸40FL、40FR、40RL和40RR中的压力Pi(i＝FL，FR，RL，RR)控制。虽然在图中未示出，但该油压回路38可以是本领域公知的类型，包括储油装置、油泵和各种阀等，并适于根据驾驶员对制动踏板42的下压通常地控制各轮缸中的压力，同时，在需要时，根据如下文所述的包括微型计算机的行为控制用电子控制装置46的指令独立地控制各轮缸的压力。
在上转向轴22上设有用于检测转向角θ的转向角传感器50，且如图2所示，转向角控制用电子控制装置34和行为控制用电子控制装置46通过车辆信息基础结构52提供有由转向角传感器50检测的表示转向角θ的信号，由横向加速度传感器54检测的表示横向加速度Gy的信号，由横摆率传感器56检测的表示横摆率γ的信号，由车速传感器58检测的表示车速V的信号，由车轮速度传感器64检测的表示各车轮转速Vwi的信号，由节气门传感器66检测的表示发动机节气门开度α的信号，和由发动机转速传感器68检测的表示发动机转速Ne的信号，同时电子控制装置46还提供有由压力传感器60检测的表示主缸压力Pm的信号和由压力传感器62FL-62RR检测的表示各轮缸压力Pi的信号。
就此而言，由转向角传感器50、横向加速度传感器54和横摆率传感器56检测出的转向角θ、横向加速度Gy和横摆率γ在车辆左转弯时为正，而在车辆右转弯时为负。
如图2所示，行为控制用电子控制装置46具有判定车辆的行为的行为判定部46A，该行为判定部用于基于车辆行驶状况，例如根据车辆行驶状况改变的车辆的横向加速度Gy，产生表示车辆旋出(spin)趋势的旋出状态量SS或表示车辆漂移(drift out)趋势的漂移状态量DS；以及目标控制量计算部46B，该目标控制量计算部基于所述旋出状态量SS和所述漂移状态量DS计算车辆的目标横摆力矩Mt和目标减速度Gxbt，用于以汽车技术中各种形式的已知方式来稳定车辆行为。目标控制量计算部46B将目标横摆力矩Mt以确定比率分为由左前轮和右前轮的转向角控制引起的目标横摆力矩Mts及由制动力控制引起的目标横摆力矩Mtb，从而基于目标横摆力矩Mts计算向转向角控制用电子控制装置34输出的用于左前轮和右前轮的目标转向角δt，同时基于目标减速度Gxbt和目标横摆力矩Mtb计算向制动力控制部46C输出的各车轮的目标制动压力Pti，从而将各车轮的制动压力Pi控制为目标制动压力Pti。
电子控制装置46还包括异常判定部46D，该异常判定部用于基于目标转向角δt和来自转向角传感器50的信号的比较来判断是否发生使左前轮和右前轮的转向角不受转向角调节装置24正确控制的异常，且当判定发生了这种异常时，向目标控制量计算部46B和转向控制部34A发送表示该异常的信号，从而通过以相对适中的速度减小目标转向角，使转向角调节装置24停止控制，同时暂时维持其操作，直到所述减小完成。
转向角控制用电子控制装置34具有用于基于由行为控制用电子控制装置46提供的目标转向角δt来控制转向角调节装置24的转向控制部34A；用于基于来自转向角传感器50、横向加速度传感器54、横摆率传感器56、车速传感器58等的信号来计算用于左前轮和右前轮的估计目标转向角δth的估计目标转向角计算部34B；以及比较部34C，该比较部用于比较从行为控制用电子控制装置46输入的用于左前轮和右前轮的目标转向角δt与估计目标转向角δth，以在它们之间的差异超过基准值时，判定是否δt和δth中的任一个异常，或者根据来自于上述各个传感器的信息进一步判定δt和δth中的哪一个异常。
比较部34C通常基于由目标控制量计算部46B计算出的目标转向角δt使转向控制部34A控制转向角调节装置24的操作，但当判定δt和δth中的任一个异常，或进一步具体判定出δt和δth中的哪一个异常时，其作用于转向控制部34A，从而使转向角调节装置24继续根据从目标控制量计算部46B提供的δt操作，或者当判定δt异常时用δth代替δt，但通过以较大的速度减小δt或δth，从而当目标转向角变为零时，停止转向角调节装置24的控制操作。
换句话说，当判定δt或δth异常时，即使在仍然使用异常的δt时，或当异常的δt被δth代替时，目标转向角以大于转向角调节装置24中发生异常时目标转向角减小速度的速度减小。
就此而言，用于包括通过控制转向角和制动力而进行的旋出抑制控制和漂移抑制控制在内的车辆行为控制的车辆行驶控制本身不构成本发明的要点，且可以以本领域已知的任何方式进行。
下面参考图3所示的流程图说明根据本发明的控制系统关于车辆行为控制的控制程序的操作。根据这种流程图的控制可以由图中未示出的点火开关的闭合开始，并以10-100毫秒量级的时间周期循环重复。
当控制开始时，在步骤10中，读入来自上述各个传感器的信号。
然后，控制前进到步骤20，根据本领域已知的可选的车辆行驶控制计算目标横摆力矩Mt和目标减速度Gxbt。然后，在步骤30中，计算目标转向角δt(用于为车辆行为控制相对于转向盘的转向角调节转向轮的转向角的转向角目标值)和各车轮的目标制动压力Pti。
然后控制前进到步骤40，并判断标记F2是否为1。标记F2在控制开始的时刻复位为0，并在该控制到达下面所述的步骤150时设为1，从而，在那个时刻之前步骤40的结果为否定，且当前控制前进到步骤50。
在步骤50中判断标记F3是否为1。标记F3也在控制开始的时刻复位为0，并在该控制到达下面所述的步骤200时设为1，从而，在那个时刻之前步骤50的结果为否定，且当前控制前进到步骤60。
在步骤60中，判断诸如转向角调节装置24的转向装置是否异常。通过判断即使在考虑到基于转向控制状态的控制的过渡延迟时，目标转向角δt和由转向角传感器50检测到的转向角之间的差异是否过大，而进行该判断。当转向装置中不存在异常，从而步骤60的结果为否定时，控制前进到步骤70。
在步骤70中，判断标记F1是否为1。标记F1也在控制开始的时刻复位为0，并在该控制到达下面所述的步骤110时设为1，从而，在那个时刻之前步骤70的结果为否定，且当前控制前进到步骤80。
在步骤80中，基于来自转向角传感器50、横向加速度传感器54、横摆率传感器56、车速传感器58等的信号，通过转向角控制用电子控制装置34的估计目标转向角计算部34B计算用于左前轮和右前轮的估计目标转向角δth。
然后，控制前进到步骤90，且由转向角控制用电子控制装置34的比较部34C比较目标转向角δt和估计目标转向角δth，然后在步骤100中，判断δt和δth中的任意一个是否异常。当δt和δth之间不存在超过预定值的差异时，δt和δth中的任意一个均无异常，从而步骤100的结果为否定，控制前进到步骤180，而当由于δt和δth之间存在超过预定值的差异而判定存在异常时，控制前进到步骤110，在该步骤110中标记F1设为1，然后控制前进到步骤120。
在步骤120中，关于δt或δth的异常参考多个传感器的输出信号来判定，并通过推定δt和δth中的哪一个异常，选择δt和δth中未推定为异常的一个作为在下面的程序中经受减小控制的目标转向角。但是，步骤120可以省略，且无论δt和δth中的哪一个异常，均可以将在目标控制量计算部46B中计算出的δt作为在下面的程序中经受减小控制的目标转向角。
然后，控制前进到步骤130，每当控制到达该步骤时，目标转向角δt以较大的速度减小，或迅速减小。该迅速减小操作可以通过转向控制部34A进行。此后，控制前进到步骤140。就此而言，当标记F1被设为1时，只要转向系统保持正常，就通过跳过步骤80至120进行从步骤70至步骤130的接下来的和随后的控制，以快速地减小δt。
然后，在步骤140中，判断δt是否达到0。当结果为否定时，控制前进到步骤170，跳过步骤150和160，并改变各车轮的目标制动压力Pti，从而实现在步骤20中计算出的与减小的δt有关的目标横摆力矩Mt和目标减速度Gxbt。
然后，在步骤180中，根据减小的δt的值执行转向控制，并在步骤190中根据目标制动压力Pti执行各车轮的制动压力控制，这里的目标制动压力Pti是在步骤170中改变了的Pti，或者是当目标转向角没有异常且控制没有经过步骤170而进行到该步骤时在步骤30中计算出的Pti。
当目标转向角δt在步骤130中的减小已经完成使得δt变为0时，步骤140的结果变为肯定，然后控制前进到步骤150，且标记F2设为1，然后在步骤160中δt变为0。在标记F2设为1后，控制从步骤40直接进行到步骤160，且根据目标制动压力Pti执行各车轮的制动压力控制，同时保持δt为0。
另一方面，当在转向装置中发生异常，且步骤60中的结果变成肯定时，则控制前进到步骤200，且当在该步骤200标记F3设为1后，控制进一步前进到步骤210，并判断标记F1是否为1。当在转向装置中发生异常，而在目标转向角δt的计算中未发生异常时，标记F1保持为0，从而步骤210的结果为否定，然后控制前进到步骤220，且在这种情况下，目标转向角δt以相对适中的速度减小。当步骤60的结果一旦变成肯定，由于标记F3设定为1，其后控制继续从步骤50进行到步骤210，而跳过步骤60和200。
当转向装置中没有异常，而在目标转向角δt的计算中有异常时，控制前进到步骤110，且标记F1设为1，从而，如果在δt的快速减小期间在转向装置中发生异常，则步骤60的结果从否定变成肯定，由于步骤210的结果为肯定，在该情况下，控制前进到步骤130，且δt继续以较大的速度减小。
从上文可以理解，当在车辆行为控制中诸如转向角调节装置24的操作装置发生异常时，通过以相对适中的速度减小控制量而停止控制，该相对适中的速度优选调节为与异常作为控制的结果而发生的速度相适应，而当由于计算部--例如目标控制量计算部46B或为检查目标控制量计算部46B的异常而设置的估计目标转向角计算部34B--的异常而在控制量中发生异常时，控制以较大的速度停止，以解决在判定出现异常时已经经过了大量时间的问题。
虽然上面已经参考特定实施例对本发明进行了详细说明，但显然对于本领域的技术人员来说，可在本发明的范围内进行各种修改。
权利要求
1.一种控制系统，所述控制系统包括用于操作用于调节车辆行为的部件的操作装置，和用于计算控制所述操作装置的操作的控制量的计算装置，其特征在于，判定所述操作装置的异常和所述控制量的异常，当判定出所述控制量的异常时，以比在判定出所述操作装置的异常时所述操作装置的操作的减小速度大的速度减小所述控制量。
2.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述计算装置包括用于计算所述控制量的第一计算部和第二计算部，以便通过将所述第一计算部和所述第二计算部计算出的控制量互相比较而判定所述控制量的异常。
3.根据权利要求2所述的控制系统，其特征在于，即使在判定出由所述第一计算部和所述第二计算部计算出的控制量中的任意一个出现异常时，此后也通过减小在所述操作装置的操作控制中一直在使用的控制量来执行所述操作装置的操作控制。
4.根据权利要求2所述的控制系统，其特征在于，在判定出由所述第一计算部和所述第二计算部计算出的控制量中的哪一个异常时，此后通过使用未被判定为异常的控制量并减小该控制量来控制所述操作装置的操作。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的控制系统，其特征在于，当未判定所述操作装置异常时，执行所述控制量的异常判定。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的控制系统，其特征在于，所述操作装置是用于相对于转向盘的转向量调节转向轮的转向角的转向角调节装置，且所述控制量和所述操作装置的操作的减小是将所述转向轮的转向调节量减小为0。
全文摘要
本发明涉及用于通过判定异常减小控制量的车辆用控制系统。当在控制系统中发生异常时逐渐终止控制时，作为控制系统的控制结果在操作部中发生的异常在较早阶段出现。而在控制操作部的操作的控制量的生成中发生异常时，判定异常需要一定时间。在处理控制系统的异常的时间很重要的车辆行为控制中，当判定出控制量的异常时，以与比判定出操作装置的异常时操作装置的操作的减小速度大的速度减小控制量。
文档编号B62D5/04GK1993261SQ200580025688
公开日2007年7月4日 申请日期2005年10月18日 优先权日2004年10月18日
发明者小城隆博, 铃村将人, 土屋义明, 浅野宪司 申请人:丰田自动车株式会社