BRPI0513156B1

BRPI0513156B1 - Control device for a vehicle equipped with a variable output device manipulated to drive ??

Info

Publication number: BRPI0513156B1
Application number: BRPI0513156-1A
Authority: BR
Inventors: Takenaka Toru
Original assignee: Honda Motor Co., Ltd.
Priority date: 2004-08-06
Filing date: 2005-08-04
Publication date: 2017-12-26
Also published as: CN101005981A; CA2568220A1; CA2568220C; RU2389625C2; KR101172670B1; EP1775188A4; US7702442B2; EP1775188B1; BRPI0513156A; RU2007108384A; JPWO2006013922A1; DE602005027845D1; US20080133066A1; KR20070043702A; CN101005981B; JP4143104B2; EP1775188A1; WO2006013922A1

Abstract

dispositivo de controle para veículo trata-se de um dispositivo de controle para um veículo que possui o dispositivo de movimento do modelo de veículo (94) e o dispositivo de controle (96) responsivo ao desvio de soma de estados. o dispositivo de movimento do modelo de veículo (94) determina o movimento do veículo (movimento do modelo de veículo), representando as características dinâmicas de um veículo (1), em um modelo de veículo (72) de acordo com uma quantidade de operação, tal como um ângulo de direção, por um motorista. o dispositivo de controle (96) determina entradas para o dispositivo de controle de atuador (92) (dispositivo para operar um dispositivo atuador (3) do veículo real (70)) do veículo real (1) e para o dispositivo de determinação de movimento do modelo de veículo (94) baseado em uma regra de realimentação e de acordo com o desvio (desvio de soma de estados) entre as somas de estados (somas de estados do modelo, tal como posição e altitude do veículo) do movimento do modelo de veículo e as somas de estados do movimento do veículo real (1). não somente o movimento do veículo real mas também o movimento do modelo de veículo são operados dependendo do desvio de soma de estados, de modo que a robustez em relação aos fatores de perturbação ou variação nos fatores, pode ser acentuada, enquanto o controle de operação para os atuadores adequado até uma extensão máxima para o comportamento de um veículo real, é executado.

Description

"DISPOSITIVO DE CONTROLE PARA UM VEÍCULO EQUIPADO COM UM DISPOSITIVO DE SAÍDA VARIÁVEL MANIPULADA DE ACIONAMENTO" CAMPO TÉCNICO A presente invenção relaciona-se com um dispositivo de controle para um veículo possuindo uma pluralidade de rodas, tal como um automóvel (automóvel motorizado), um carro híbrido, um carro elétrico e uma motocicleta.

TÉCNICA DE FUNDAMENTO

Um veículo, tal como um automóvel, é proporcionado com sistemas, incluindo um sistema de acionamento/freio que transmite uma força impulsora a partir de uma fonte de geração de força de propulsão, tal como um motor, para uma roda, ou transmite uma força de freio, um sistema de direção (sistema de controle de direção) para controlar as rodas de controle de direção de um veículo, e um sistema de suspensão que elasticamente suporta a carroceria de um veículo sobre as rodas, como mecanismos principais. Adicionalmente, em anos recentes, tem sido conhecido um veículo proporcionado com uma variedade de atuadores elétricos e hidráulicos para ativamente (positivamente) controlar as operações dos atuadores de acordo com uma condição de viagem ou uma condição ambiental ou similar ao invés de somente passivamente operar os sistemas mencionados acima em resposta às operações (operações causadas pelo homem) de um volante (volante do motorista), de um pedal acelerador (gasolina), um pedal de freio ou similar executada por um motorista. Por exemplo, consulte o item 6.8.1 da página 220 de "Automotive Engineering Handbook - Basics and Theory (Vol. 1)/The Society of Automotive Enginners of Japan (publicado em 15 de junho de 1992" (doravante referido como documento não patentário 1).

Com respeito, por exemplo, a um sistema de direção, um método de controle chamado de um método acompanhante de modelo é apresentado na Figura 6-99(a) na página 225 do documento não patentário 1 supramencionado. De acordo com este método de controle, um ângulo de controle de direção de um volante operado por um motorista é informado para um modelo de referência no qual as características de resposta de controle de direção de velocidades angulares de guinada e de acelerações laterais foram estabelecidas antecipadamente. Então, uma informação de um modelo de veículo é determinada de modo fazer o modelo de veículo seguir uma saída do modelo de referência e a entrada determinada é adicionalmente informada para um veículo real (um sistema de direção real), desse modo operando a direção real do veículo.

Entretanto, a tecnologia apresentada no documento não patentário 1 tem sofrido das seguintes inconveniências. Os comportamentos de um veículo real são sujeitos a uma variedade de fatores de perturbação, incluindo alterações em um coeficiente de fricção de uma superfície da estrada. Entretanto, é virtualmente difícil construir um modelo de veículo expressando comportamentos do veículo por considerar cada fator de perturbação e não existe outra escolha além de construir o mesmo por assumir uma certa condição ambiental padrão. Adicionalmente, mesmo se um modelo de veículo for construído considerando uma variedade de fatores de perturbação, vários parâmetros definindo um comportamento do modelo do veiculo irão desenvolver erros (erros de modelagem). Portanto, de acordo com a tecnologia apresentada na Figura 6-99(a) na página 225 no documento não patentário 1, vários fatores de perturbação atuando sobre um veiculo real ou alterações nos mesmos, causam uma diferença significativa (divergência) entre um comportamento do veiculo real e um comportamento de um modelo de veiculo em alguns casos. Em tais casos, uma entrada de controle (variável manipulada) que não combina com um comportamento do veiculo real irá controlar uma operação de um atuador do veiculo ou a operação do atuador será restrita por um limitador, tornando difícil controlar de forma ideal a operação do atuador.

Em um veículo convencional, onde um sistema de propulsão/freio, um sistema de direção ou um sistema de suspensão é ativamente controlado através do intermédio de atuadores, geralmente, somas de estados (velocidade de um veículo, velocidade do motor e assim por diante) do veículo e um ambiente de percurso do veículo (um coeficiente de fricção de uma superfície da estrada e assim por diante) são detectados através de sensores ou estimados por observadores ou similar e baseado nos valores de detecção e nos valores estimados, as variáveis manipuladas dos atuadores (entradas de controle para os atuadores) são determinadas utilizando um mapa ou similar que foi estabelecido antecipadamente baseado nos experimentos de percurso ou similar. Entretanto, com tal tecnologia, freqüentemente acontece que um erro de detecção ou um erro de estimativa em uma soma de estados ou em um ambiente de percurso de um veículo causa uma entrada de controle (variável manipulada) que não se adapta a um comportamento do veiculo real para controlar uma operação de um atuador ou restringir uma operação do atuador por um limitador. Isto torna difícil de forma ideal controlar as operações dos atuadores. A presente invenção foi implementada em vista do fundamento descrito acima e é um objetivo da mesma proporcionar um dispositivo de controle para um veículo que seja capaz de acentuar a robustez em relação aos fatores de perturbação ou às alterações nos mesmos enquanto realizando o controle das operações de atuadores que ajustam comportamentos de um veiculo real o máximo possível.

REVELAÇÃO DA INVENÇÃO

Para realizar tal objetivo, de acordo com uma primeira modalidade de um dispositivo de controle para um veículo, é proporcionado um dispositivo de controle para um veículo que é equipado com um dispositivo de saída variável manipulada de acionamento para emitir uma variável de acionamento manipulada que indica um estado de manipulação de acionamento de um veículo acionado por um motorista do veículo possuindo uma pluralidade de rodas, um dispositivo atuador proporcionado no veículo de modo a estar apto a executar a manipulação de um movimento predeterminado do veículo e um dispositivo de controle do dispositivo atuador para controlar uma operação do dispositivo atuador, o dispositivo de controle para um veículo compreendendo: um dispositivo de captação de somas de estados real para detectar ou estimar uma soma de estados real, a qual é uma soma de estados predeterminada relacionada com um movimento real do veiculo; um dispositivo de determinação de movimento de modelo do veiculo para determinar um movimento de modelo do veiculo, o qual é um movimento do veiculo em um primeiro modelo de veiculo expressando características dinâmicas do veículo, baseado pelo menos na variável manipulada de acionamento; e um dispositivo de controle de reação de erro de soma de estados para determinar uma entrada de controle real de manipulação do atuador do veículo para manipular o dispositivo atuador de um veiculo real e uma entrada de controle de manipulação de modelo de veículo para manipular o movimento do modelo de veículo de acordo com uma lei de controle de realimentação predeterminada baseado em um primeiro erro de soma de estados, o qual é a diferença entre uma soma de estados real que foi detectada ou estimada e uma soma de estados do modelo, a qual é a soma de estados predeterminada relacionada com o movimento do modelo de veículo, onde o dispositivo de controle do dispositivo atuador compreende um dispositivo para controlar o dispositivo atuador baseado pelo menos na entrada de controle real de manipulação do atuador do veículo, e o dispositivo de determinação de movimento do modelo de veículo compreende um dispositivo para determinar o movimento do modelo de veículo baseado pelo menos na variável de acionamento manipulada e na entrada de controle de manipulação do modelo de veículo.

De acordo com a primeira modalidade, a entrada de controle de manipulação do atuador do veículo real e a entrada de controle de manipulação do modelo de veículo são determinadas de acordo com a lei de controle de realimentação predeterminada baseado no primeiro erro de soma de estados. Por conseqüência, estas entradas de controle são determinadas de modo que o primeiro erro de soma de estados seja levado para próximo de zero. Além disso, o dispositivo de controle do dispositivo atuador controla o dispositivo atuador baseado pelo menos na entrada de controle de manipulação do atuador do veículo real. Adicionalmente, o dispositivo de determinação de movimento do modelo de veículo determina o movimento do modelo de veículo baseado pelo menos na variável de acionamento manipulada e na entrada de controle de manipulação do modelo de veículo. Portanto, de acordo com a primeira modalidade, um movimento de um veículo real e um movimento de modelo de veículo são ambos manipulados de modo a fazer com que a soma de estados real relacionada com um movimento do veículo real (doravante referido como veículo real na presente descrição) e uma soma de estados relacionada com um movimento veicular (movimento do modelo de veículo) no modelo de veículo se aproximem. Em outras palavras, um movimento do veículo real é controlado de modo que o movimento do veículo real siga um movimento de modelo de veículo fazendo uma correção de modo a impedir o movimento do modelo de veículo de se desviar do movimento do veículo real.

Esta disposição torna possível impedir o primeiro erro de soma de estados de se tornar excessivo mesmo se um fator de perturbação não assumido em um modelo de veículo atue sobre um veículo real ou um erro de modelagem do modelo de veículo se acumule em uma soma de estados de um movimento de modelo de veículo.

Como resultado, a robustez do controle de veículo em relação aos fatores de perturbação ou às suas alterações pode ser acentuada enquanto realizando o controle de operação de um dispositivo atuador adequado para comportamentos de um veículo real.

Na presente descrição, as posições e posturas de um veículo e as alterações temporais do mesmo será genéricamente referidas como movimentos do veículo. Uma posição do veículo significa uma posição espacial de um certo ponto representativo (o centro de gravidade ou similar) de forma fixa estabelecido em uma certa parte (uma carroceria do veículo ou similar) de um veículo. Uma postura do veículo significa uma orientação espacial de uma certa parte (uma carroceria do veículo ou similar) do veículo e ela é composta de uma postura em uma direção de oscilação longitudinal (um ângulo de inclinação ao redor do eixo geométrico na direção da largura do veículo (direção lateral)), uma postura em uma direção de rolamento (um ângulo de inclinação ao redor do eixo geométrico na direção do comprimento do veículo (direção longitudinal)), e uma postura na direção de guinada (um ângulo de rotação ao redor do eixo geométrico vertical). Os ângulos de oscilação longitudinal ou ângulos rotacionais relacionados com as posturas são geralmente referidos como ângulos de postura. Adicionalmente, as somas de estados relacionadas com os movimentos do veiculo significam posições ou posturas de um veiculo ou velocidades que se alteram ou acelerações que se alteram do mesmo. A soma de estados inclui tanto uma soma de estados relacionada com uma posição de um veiculo como com uma soma de estados relacionada com uma postura do mesmo ou ela inclui uma soma de estados de qualquer uma das mesmas. A soma de estados não tem que incluir todos os componentes espaciais relacionados com uma posição ou uma postura; ela pode incluir um certo componente ou dois componentes.

Na primeira modalidade, a entrada de controle de manipulação de modelo de veiculo compreende, por exemplo, uma força externa virtual a ser aplicada junto a um veiculo no primeiro modelo de veiculo ou uma variável manipulada de um dispositivo atuador no primeiro modelo de veiculo (uma segunda modalidade e uma terceira modalidade). Em qualquer caso, um movimento do veiculo no modelo de veiculo pode ser manipulado pela entrada de controle de modelo de veiculo. Se uma entrada de controle de manipulação de modelo de veiculo for uma força externa virtual, então, a força externa virtual de preferência é aplicada junto à carroceria do veiculo (uma assim chamada parte acima de uma mola) no veiculo no primeiro modelo de veiculo. A força externa virtual pode incluir pelo menos qualquer um dentre um componente de força translacional e um componente de momento. Adicionalmente, o componente de força translacional ou o componente de momento não necessariamente tem que ser uma quantidade de vetor tridimensional; ele pode ser composto de somente um ou dois componentes axiais.

Adicionalmente, na primeira modalidade, de preferência, o dispositivo de controle do dispositivo atuador é proporcionado com um dispositivo para determinar uma entrada de controle básica do veículo real, a qual é um valor básico de uma entrada de controle especificando uma operação do dispositivo atuador baseado pelo menos na variável de acionamento manipulada, a entrada de controle de manipulação do atuador do veiculo real compreende uma soma de correção para corrigir a entrada de controle básica do veiculo real e o dispositivo de controle do dispositivo atuador controla o dispositivo atuador baseado em uma entrada de controle obtida por se corrigir a entrada de controle básica do veículo real determinada pele entrada de controle de manipulação do atuador do veículo real (uma quarta modalidade).

Com esta disposição, a entrada de controle básica do veículo real funciona como uma soma de alimentação direta (entrada de controle de alimentação direta) para o dispositivo atuador e baseado na soma de alimentação direta, uma entrada de controle do dispositivo atuador é ajustada por uma entrada de controle de manipulação do atuador do veículo real servindo como a soma de correção. Isto torna possível acentuar a estabilidade de controle do dispositivo atuador.

Adicionalmente, na primeira modalidade, de preferência, o dispositivo de controle do dispositivo atuador é proporcionado com um dispositivo para determinar um parâmetro básico desejado da força de reação da superfície da estrada que define o valor básico desejado de uma força de reação da superfície da estrada (uma força de reação que um veículo recebe a partir da superfície de uma estrada) a ser aplicada junto ao veículo baseado pelo menos na variável de acionamento manipulada, a entrada de controle do atuador do veículo real compreende um parâmetro de correção para corrigir o parâmetro básico desejado da força de reação da superfície da estrada e o dispositivo de controle do dispositivo atuador controla o dispositivo atuador baseado em um valor desejado de uma força de reação da superfície da estrada definida por um parâmetro corrigido obtido por se corrigir o parâmetro básico desejado determinado da força de reação da superfície da estrada pelo parâmetro de correção (uma quinta modalidade).

De acordo com a quinta modalidade, o parâmetro básico desejado da força de reação da superfície da estrada funciona como uma soma de alimentação direta (entrada de controle de alimentação direta) para o dispositivo atuador e baseado no valor básico desejado de uma força de reação da superfície da estrada, definido pela soma de alimentação direta, um valor desejado de uma força de reação da superfície da estrada definido por uma entrada de controle (o parâmetro corrigido) do dispositivo atuador é ajustado por uma entrada de controle de manipulação do atuador do veiculo real servindo como o parâmetro de correção. Isto torna possível acentuar a estabilidade do controle do dispositivo atuador, como com a quarta modalidade descrita acima. Além disso, neste caso, uma entrada de controle do dispositivo atuador irá definir um valor desejado de uma força de reação da superfície da estrada, de modo que uma força de reação da superfície da estrada atuando sobre um veículo real pode ser controlada para uma força de reação da superfície da estrada desejada enquanto levando o primeiro erro de soma de estados para próximo de zero. A quinta modalidade corresponde a uma modalidade na qual o parâmetro básico desejado da força de reação da superfície da estrada é utilizado como uma entrada de controle básica do veículo real na quarta modalidade mencionada acima, e o parâmetro de correção é utilizado como uma soma de correção na quarta modalidade mencionada acima. Uma força de reação da superfície da estrada na quinta modalidade pode incluir pelo menos qualquer um dentre um componente de força translacional e um componente de momento. Adicionalmente, o componente de força translacional ou o componente de momento não necessariamente tem que ser uma quantidade de vetor tridimensional; ele pode ser composto somente de um ou dois componentes axiais.

Adicionalmente, a quarta modalidade mencionada acima, de preferência, o dispositivo de determinação de movimento do modelo de veículo é proporcionado com um dispositivo para determinar uma entrada de controle básica do modelo, a qual é um valor básico de uma entrada de controle que define uma operação do dispositivo atuador no primeiro modelo de veiculo baseado pelo menos na variável de acionamento manipulada, a entrada de controle de manipulação de modelo de veiculo compreende uma soma de correção para corrigir a entrada de controle básica do modelo, o dispositivo de determinação de movimento do modelo de veiculo é um dispositivo para determinar o movimento do modelo de veiculo por operar o dispositivo atuador no primeiro modelo de veiculo baseado em uma variável manipulada obtida por se corrigir uma entrada de controle básica do modelo determinada pela entrada de controle de manipulação do modelo de veiculo, e a entrada de controle básica do modelo concorda com a entrada de controle básica do veiculo real (uma sexta modalidade).

Com esta disposição, o dispositivo atuador do veiculo real e o dispositivo atuador do primeiro modelo de veiculo utilizam o mesmo tipo de entradas de controle. Adicionalmente, uma entrada de controle básica do veiculo real, servindo como uma soma de alimentação direta de uma entrada de controle do dispositivo atuador do veiculo real e uma entrada de controle básica do modelo, servindo como uma soma de alimentação direta de uma entrada de controle do dispositivo atuador do primeiro modelo de veiculo, são estabelecidas para concordar uma com a outra, assim permitindo que as entradas de controle básicas sejam determinadas por um dispositivo comum. Isto torna possível simplificar um algoritmo do dispositivo de controle de acordo com a presente modalidade. Além disso, se o primeiro erro de soma de estados se aproximar de zero, então substancialmente a mesma entrada de controle será fornecida para o dispositivo atuador do veiculo real e para o dispositivo atuador do primeiro modelo de veiculo, de modo que um movimento apropriado do modelo de veiculo que combina com um movimento do veiculo real pode ser determinado.

Adicionalmente, na quinta modalidade mencionada acima, de preferência, a entrada de controle de manipulação de modelo de veiculo é uma força externa virtual a ser aplicada junto a um veiculo no primeiro modelo de veiculo, o dispositivo de determinação de movimento do modelo de veiculo é proporcionado com um dispositivo para determinar um parâmetro de força de reação da superfície da estrada do modelo que define uma força de reação da superfície da estrada a ser aplicada junto a um veículo no primeiro modelo de veículo baseado pelo menos na variável de acionamento manipulada, e um dispositivo para determinar um movimento do primeiro modelo de veículo pela aplicação pelo menos de uma força de reação da superfície da estrada definida pelo parâmetro determinado de força de reação da superfície da estrada e a força virtual externa, a qual é a entrada de controle de manipulação do modelo de veículo, para o veículo no primeiro modelo de veículo, e uma força de reação da superfície da estrada definida pelo parâmetro de força de reação da superfície da estrada do modelo concorda com o valor básico desejado da força de reação da superfície da estrada definida pelo parâmetro básico desejado da força de reação da superfície da estrada (uma sétima modalidade).

De acordo com a sétima modalidade, o parâmetro de força de reação da superfície da estrada do modelo funciona como uma soma de alimentação direta (entrada de controle de alimentação direta) para o primeiro modelo de veículo. Além disso, a força de reação da superfície da estrada definida pelo parâmetro de força de reação da superfície da estrada do modelo é estabelecida para concordar com o valor básico desejado de uma força de reação da superfície da estrada definido pelo parâmetro básico desejado da força de reação da superfície da estrada servindo como uma soma de alimentação direta para o dispositivo atuador de um veículo real, assim permitindo que o parâmetro de força de reação da superfície da estrada do modelo e o parâmetro básico desejado de força de reação da superfície da estrada sejam determinados por um dispositivo comum. Isto torna possível simplificar um algoritmo do dispositivo de controle de acordo com a presente modalidade, como com a sexta modalidade citada acima. Além disso, se o primeiro erro de soma de estados se aproximar de zero, então a força de reação da superfície da estrada atuando sobre o veículo real e uma força de reação da superfície da estrada atuando sobre o veículo no primeiro modelo de veículo substancialmente concorda uma com a outra, de modo que um movimento apropriado do modelo de veículo que combina com um movimento do veículo real pode ser determinado. Quando determinando um movimento do primeiro modelo de veículo, uma resistência ao ar pode ser aplicada junto ao veículo no primeiro modelo de veículo em adição a uma força de reação da superfície da estrada definida por um parâmetro de força de reação da superfície da estrada do modelo e a uma força externa virtual.

Adicionalmente, na quinta modalidade ou na sétima modalidade descritas acima, de preferência, o dispositivo de controle de reação de erro de soma de estados é equipado com um dispositivo para estabelecer uma faixa permissível de força de reação de superfície da estrada e determina uma entrada de controle de manipulação de atuador servindo como o parâmetro de correção, de modo que uma condição de faixa permissível na qual um valor desejado de uma força de reação de superfície da estrada definida por um parâmetro corrigido obtido por se corrigir um valor básico desejado de uma força de reação de superfície de estrada definido pelo parâmetro básico desejado de reação da superfície da estrada pelo parâmetro de correção cai dentro da faixa permissível seja satisfeita (uma oitava modalidade).

De acordo com a oitava modalidade, a entrada de controle de manipulação do atuador é determinada de modo que um valor desejado de uma força de reação de superfície de estrada definida pelo parâmetro corrigido caia dentro da faixa permissível. Assim, um movimento de um veículo real pode ser apropriadamente controlado enquanto mantendo uma força de reação de superfície de estrada atuando sobre o veículo real em uma força de reação de superfície de estrada apropriada (uma força de reação de superfície de estrada que torna possível impedir derrapagem ou similar das rodas do veículo).

Uma faixa permissível de uma força de reação de superfície de estrada pode ser uma faixa permissível de um componente de força translacional de uma força de reação de superfície de estrada (isto é, um componente de força de fricção) em uma direção paralela a uma superfície da estrada ou em uma direção horizontal, ou uma faixa permissível de um componente de força translacional de uma força de reação de superfície de estrada em uma direção vertical ou em uma direção perpendicular a uma superfície de estrada. A faixa permissível pode ser uma faixa permissível para cada roda do veículo ou uma faixa permissível de uma força resultante das forças de reação de superfície de estrada das rodas. Alternativamente, as rodas do veículo podem ser divididas em alguns grupos e uma faixa permissível de uma força de reação de superfície de estrada pode ser estabelecida para cada grupo.

Na oitava modalidade mencionada acima, de preferência, o parâmetro de correção compreende um parâmetro que define uma quantidade de correção de uma força de reação da superfície da estrada atuando sobre cada roda de um veículo, o parâmetro básico desejado da força de reação da superfície da estrada compreende um parâmetro que define um valor básico desejado de uma força de reação de superfície de estrada atuando sobre cada roda mencionada acima e a faixa permissível compreende uma faixa permissível de uma força de reação da superfície da estrada atuando sobre cada roda mencionada acima (uma nona modalidade).

Além disso, na nona modalidade, de preferência, o dispositivo de controle de reação de erro de soma de estados é equipado com um dispositivo para determinar uma quantidade de compensação de cancelamento de erro, a qual é uma força externa a ser aplicada junto a um veiculo de modo a levar o primeiro erro de soma de estados para próximo de zero, baseado no primeiro erro de soma de estados e ele determina o parâmetro de correção de modo que uma força resultante das quantidades de correção das forças de reação da superfície da estrada atuando sobre as rodas individuais definidas pelos parâmetros de correção se aproximem da quantidade de compensação de cancelamento de erro enquanto satisfazendo a condição de faixa permissível (uma décima modalidade).

De acordo com a décima modalidade, uma entrada de controle de manipulação do atuador (o parâmetro de correção) para o dispositivo atuador de um veículo real pode ser determinada de modo que o primeiro erro de soma de estados se aproxime de zero o máximo possível dentro de uma faixa que permite que o veículo real satisfaça uma condição de faixa permissível de uma força de reação da superfície da estrada. Isto torna possível reduzir a manipulação de um movimento do modelo de veículo que proporciona uma referência do movimento o máximo possível, a manipulação sendo baseada no primeiro erro de soma de estados. Por conseqüência, um movimento do veículo real pode ser apropriadamente controlado até um movimento próximo de um movimento ideal dentro de uma faixa que permite que o veículo real satisfaça uma condição de faixa permissível de uma força de reação de superfície de estrada. A quantidade de compensação de cancelamento de erro na décima modalidade pode incluir pelo menos um componente de força translacional ou um componente de momento. Adicionalmente. 0 componente de força translacional ou o componente de momento não necessariamente tem que ser uma quantidade de vetor tridimensional; ele pode ser formado somente de um ou dois componentes axiais.

Na décima modalidade, de preferência, a entrada de controle de manipulação de modelo de veiculo compreende uma força externa virtual a ser aplicada junto ao veiculo no primeiro modelo de veiculo e o dispositivo de controle de reação de erro de soma de estados é equipado com um dispositivo para determinar a força externa virtual como a entrada de controle de manipulação de modelo de veiculo baseado em uma diferença entre a força resultante das quantidades de correção das forças de reação de superfície da estrada e as quantidades de compensação de cancelamento de erro (uma décima primeira modalidade).

Alternativamente, é preferido que a entrada de controle de manipulação de modelo de veículo compreenda uma variável manipulada de um dispositivo atuador no primeiro modelo de veículo, e o dispositivo de controle de reação de erro de soma de estados é equipado com um dispositivo para determinar a variável manipulada como a entrada de controle de manipulação do modelo de veículo baseado em uma diferença entre a força resultante das quantidades de correção das forças de reação da superfície de estrada e a quantidade de compensação de cancelamento de erro (uma décima segunda modalidade).

De acordo com esta décima primeira modalidade ou décima segunda modalidade, a entrada de controle de manipulação de modelo de veiculo é determinada baseado em uma diferença entre a força resultante das quantidades de correção das forças de reação da superfície da estrada e a quantidade de compensação de cancelamento de erro. Por conseqüência, em um caso onde o primeiro erro de soma de estados não pode ser levado próximo a zero enquanto satisfazendo uma condição de faixa permissível de força de reação da superfície da estrada simplesmente por controlar o dispositivo atuador de um veículo real, um movimento do modelo de veículo é manipulado de modo a levar o primeiro erro de soma de estados para próximo de zero. Portanto, mesmo em uma situação onde uma força de reação da superfície da estrada de um veículo real é provável de se desviar de uma faixa permissível, é possível impedir um primeiro erro de soma de estados de tornarse excessivo, de modo que o controle apropriado de um movimento do veículo real pode ser continuado.

Casualmente, na décima até a décima segunda invenções descritas acima, se um componente predeterminado da quantidade de compensação de cancelamento de erro for suficientemente de zero (dentro de uma faixa predeterminada nas vizinhanças de zero), então a entrada de controle de manipulação de atuador pode ser estabelecida para zero. Isto torna possível impedir o dispositivo atuador de um veículo real de ser freqüentemente controlado baseado em um primeiro erro de soma de estados.

Adicionalmente, na quarta modalidade mencionada acima (ou uma modalidade incluindo isto como um requerimento da mesma), o dispositivo de controle é equipado com um dispositivo de determinação de variável de acionamento futuro manipulada para determinar uma variável de acionamento futuro manipulada, a qual é uma variável de acionamento manipulada para um período predeterminado, incluindo um período até após um tempo predeterminado a partir do tempo presente, baseado pelo menos na variável de acionamento manipulada antes do tempo presente e um dispositivo de prognóstico de comportamento futuro do veículo para prognosticar um comportamento futuro do primeiro modelo de veículo baseado pelo menos na variável de acionamento futuro manipulada, utilizando um valor mais recente de uma soma de estados do primeiro modelo de veículo como um ponto inicial, onde o dispositivo de controle de dispositivo atuador determina a entrada de controle básica do veículo real baseado em um comportamento futuro do primeiro modelo de veículo (uma décima terceira modalidade).

De acordo com a décima terceira modalidade, em um instante (tempo presente) quando uma nova entrada de controle de um dispositivo atuador é para ser determinada, a variável de acionamento futuro manipulada (isto significa um valor prognosticado de uma variável de acionamento futuro manipulada) é determinada. Além disso, utilizando um valor mais recente (uma soma de estados mais recente no tempo presente) da soma de estados do primeiro modelo de veiculo como o ponto inicial, um comportamento futuro do primeiro modelo de veiculo é prognosticado baseado pelo menos na variável de acionamento futuro manipulada. Neste caso, de acordo com a presente modalidade, uma soma de estados do primeiro modelo de veiculo e uma soma de estados de um veiculo real são controladas de modo que elas se aproximem uma da outra, de modo que um comportamento futuro do primeiro modelo de veiculo será o que prognostica um comportamento futuro do veiculo real. Por conseqüência, por determinar uma entrada de controle básica do veiculo real (uma quantidade de alimentação direta de uma entrada de controle do dispositivo atuador do veiculo real) baseado em um comportamento futuro do primeiro modelo de veiculo, a entrada de controle básica do veiculo real pode ser determinada, prognosticando um comportamento futuro do veiculo real. Como resultado, um movimento do veiculo real pode ser controlado enquanto impedindo a entrada de controle de manipulação de atuador de veiculo real de instantaneamente tornarse excessiva devido a uma alteração ou similar em um comportamento futuro do veiculo real o máximo possível.

Adicionalmente, na primeira modalidade mencionada acima (ou a primeira até a décima segunda modalidade), de preferência, o dispositivo de controle para um veículo é equipado com: um dispositivo de determinação de variável de acionamento futuro manipulada para determinar uma variável de acionamento futuro manipulada, a qual é uma variável de acionamento manipulada para um período de tempo predeterminado incluindo um período até após um tempo predeterminado a partir do tempo presente, baseado pelo menos na variável de acionamento manipulada antes do tempo presente e um dispositivo de prognóstico de comportamento futuro do veículo para prognosticar comportamentos futuros de um segundo modelo de veículo e de um terceiro modelo de veículo enquanto determinando uma entrada de controle do modelo, a qual é uma entrada de controle definindo uma operação de um dispositivo atuador no terceiro modelo de veículo baseado pelo menos em uma diferença entre uma soma de estados do segundo modelo de veículo e uma soma de estados do terceiro modelo de veículo e na variável de acionamento futuro manipulada em cada tempo até após o tempo predeterminado a partir do tempo presente, pegando um valor mais recente de uma soma de estados do primeiro modelo de veículo como o ponto de partida da soma de estados do segundo modelo de veículo que representa as características dinâmicas do veículo e por pegar um valor mais recente de uma soma de estados real do veículo como o ponto de partida da soma de estados do terceiro modelo de veículo que representa as características dinâmicas do veículo. onde o dispositivo de controle de dispositivo atuador determina a entrada de controle de manipulação de atuador de veículo real baseado pelo menos em um comportamento futuro do terceiro modelo de veículo (uma décima quarta modalidade).

De acordo com a décima quarta modalidade, em um instante (tempo presente) quando uma nova entrada de controle de um dispositivo atuador é para ser determinada, a variável de acionamento futuro manipulada (um valor prognosticado de uma variável de acionamento futuro manipulada) é determinada. Além disso, um comportamento futuro do segundo modelo de veiculo e do terceiro modelo de veiculo é prognosticado. Neste caso, o comportamento futuro do segundo modelo de veiculo é um comportamento futuro cujo ponto inicial é uma soma de estados mais recente do primeiro modelo de veiculo e o comportamento futuro do terceiro modelo de veiculo é um comportamento futuro cujo ponto inicial é uma soma de estados mais recente do automóvel real (uma soma de estados reais mais recente) . Além disso, os comportamentos futuros do segundo modelo de veiculo e do terceiro modelo de veiculo são determinados baseado pelo menos em uma diferença entre uma soma de estados do segundo modelo de veiculo e uma soma de estados do terceiro modelo de veiculo e na variável de acionamento futuro manipulada mencionada acima, incluindo uma entrada de controle de modelo do dispositivo atuador no terceiro modelo de veiculo. Mais especificamente, assumindo que uma variável de acionamento real futuro manipulada é a variável de acionamento futuro manipulada determinada que foi mencionada acima, os comportamentos futuros do segundo modelo de veiculo e do terceiro modelo de veiculo são determinados, incluindo uma entrada de controle de modelo do dispositivo atuador no terceiro modelo de veículo, de modo que a diferença entre uma soma de estados do segundo modelo de veículo e uma soma de estados do terceiro modelo de veículo (isto correspondendo a um valor futuro estimado do primeiro erro de soma de estados) se aproxime de zero. Por conseqüência, um comportamento futuro do segundo modelo de veículo prediz um comportamento futuro do primeiro modelo de veículo e um comportamento futuro do terceiro modelo de veículo prediz um comportamento futuro do veículo real. Assim, determinar a entrada de controle de manipulação do atuador de veículo real baseado em um comportamento futuro do terceiro modelo de veículo torna possível determinar uma entrada de controle de manipulação de atuador do veículo real, predizendo os comportamentos futuros do veículo real e do primeiro modelo de veículo. Como resultado um movimento do veículo real pode ser apropriadamente controlado enquanto impedindo o máximo possível a entrada de controle de manipulação de atuador de veículo real de instantaneamente se tornar excessiva devido a uma alteração ou similar em um comportamento futuro do veículo real.

De forma suplementar, na décima quarta modalidade, um comportamento futuro do segundo modelo de veículo é um comportamento futuro cujo ponto inicial é uma soma de estados mais recente do primeiro modelo de veículo, e um comportamento futuro do terceiro modelo de veículo é um comportamento futuro cujo ponto inicial é uma soma de estados mais recente do veículo real (uma soma de estados real mais recente), de modo que uma diferença entre uma soma de estados do segundo modelo de veículo e uma soma de estados do terceiro modelo de veiculo nos pontos iniciais dos mesmos corresponde a um primeiro erro de soma de estados na primeira modalidade mencionada acima.

Adicionalmente, na quarta modalidade mencionada acima (ou uma modalidade incluindo isto como um requerimento da mesma), de preferência, o dispositivo de controle para um veiculo é equipado com: um dispositivo de determinação de variável de acionamento futuro manipulada para determinar uma variável de acionamento futuro manipulada, a qual é uma variável de acionamento manipulada para um período predeterminado incluindo um período até após um tempo predeterminado a partir do tempo presente, baseado pelo menos na variável de acionamento manipulada antes do tempo presente; um dispositivo de determinação de soma de estados de movimento de referência para seqüencialmente determinar uma soma de estados de um movimento de referência que o primeiro modelo de veículo deve seguir por um modelo de características dinâmicas de referência representando as características dinâmicas do veículo baseado pelo menos na variável de acionamento manipulada; e um dispositivo de prognóstico de comportamento futuro do veículo para prognosticar comportamentos futuros de um segundo modelo de veículo e de um terceiro modelo de veículo, enquanto determinando uma entrada de controle de modelo, a qual é uma entrada de controle definindo uma operação de um dispositivo atuador no terceiro modelo de veículo baseado pelo menos em uma diferença entre uma soma de estados do segundo modelo de veículo e uma soma de estados do terceiro modelo de veículo e na variável de acionamento futuro manipulada em cada tempo até após o tempo predeterminado a partir do tempo presente, um valor mais recente de uma soma de estados do movimento de referência sendo o ponto inicial de uma soma de estados do segundo modelo de veículo que representa as características dinâmicas do veículo e um valor mais recente de uma soma de estados do primeiro modelo de veículo sendo o ponto inicial de uma soma de estados do terceiro modelo de veículo que representa as características dinâmicas do veículo, onde o dispositivo de controle de dispositivo atuador determina a entrada de controle básica do veículo real baseado pelo menos em um comportamento futuro do terceiro modelo de veículo (uma décima quinta modalidade).

De acordo com a décima quinta modalidade, uma soma de estados de um movimento de referência que o primeiro modelo de veículo deve seguir é seqüencialmente determinada. Adicionalmente, em um instante (tempo presente), quando uma nova entrada de controle de um dispositivo atuador é para ser determinada, a variável de acionamento futuro manipulada (um valor prognosticado de uma variável de acionamento futuro manipulada) é determinada. Além disso, um comportamento futuro do segundo modelo de veículo e do terceiro modelo de veículo é prognosticado. Neste caso, o comportamento futuro do segundo modelo de veículo é um comportamento futuro cujo ponto inicial é uma soma de estados mais recentes do movimento de referência e o comportamento futuro do terceiro modelo de veículo é um comportamento futuro cujo ponto inicial é uma soma de estados mais recente do primeiro modelo de veículo. Além disso, os comportamentos futuros do segundo modelo de veículo e do terceiro modelo de veículo são determinados baseado pelo menos em uma diferença entre uma soma de estados do segundo modelo de veiculo e uma soma de estados do terceiro modelo de veiculo e na variável de acionamento futuro manipulada mencionada acima, incluindo uma entrada de controle de modelo do dispositivo atuador no terceiro modelo de veículo. Mais especificamente, assumindo que uma variável de acionamento futuro real manipulada é a variável de acionamento futuro manipulada determinada mencionada acima, os comportamentos futuros do segundo modelo de veículo e do terceiro modelo de veículo são determinadas, incluindo uma entrada de controle de modelo do dispositivo atuador no terceiro modelo de veículo, de modo que a diferença entre uma soma de estados do segundo modelo de veículo e uma soma de estados do terceiro modelo de veículo (isto correspondendo a um valor estimado de uma diferença entre uma soma de estados de um movimento de referência futuro e uma soma de estados de um futuro primeiro modelo de veículo) se aproxima de zero. Por conseqüência, um comportamento futuro do terceiro modelo de veículo é determinado de modo que uma soma de estados prognosticada de um futuro primeiro modelo de veículo seja levada para próximo de uma soma de estados prognosticada de um movimento de referencia futuro. Assim, determinar a entrada de controle de manipulação de atuador de veículo real baseado em um comportamento futuro do terceiro modelo de veículo torna possível controlar um movimento do veículo real de modo que uma soma de estados do veículo real seja levada para próximo de uma soma de estados do primeiro modelo de veículo enquanto levando a soma de estados do primeiro modelo de veículo para próximo de uma soma de estados de um movimento de referência (enquanto impedindo uma soma de estados do primeiro modelo de veículo de se mover separada de uma soma de estados de um movimento de referência), prognosticando um comportamento futuro do primeiro modelo de veículo. Como resultado, um movimento do veiculo real pode ser apropriadamente controlado enquanto impedindo ao máximo a entrada de controle de manipulação de atuador de veículo real de instantaneamente se tornar excessiva devido a uma alteração ou similar em um comportamento futuro do veículo real.

Na décima quinta modalidade, o dispositivo de terminação de soma de estados de movimento de referência de preferência determina uma nova soma de estados do movimento de referência baseado pelo menos em uma diferença entre a soma de estados do primeiro modelo de veículo e a soma de estados do movimento de referência e na variável de acionamento manipulada (uma décima sexta modalidade). Esta disposição torna possível impedir uma soma de estados de um movimento de referência de significativamente se desviar de uma soma de estados do primeiro modelo de veículo sujeita a uma influência de um movimento do veículo real.

Adicionalmente, na quinta modalidade mencionada acima (ou uma modalidade incluindo isto como um requerimento da mesma), o dispositivo de controle para um veiculo é equipado com: um dispositivo de determinação de movimento de referência para determinar um movimento de referência, o qual é um movimento de referência para o movimento do modelo de veiculo, baseado pelo menos na variável de acionamento manipulada; e um dispositivo para determinar uma quantidade de compensação de restauração de modelo, a qual é uma força externa a ser aplicada junto a um veiculo para levar o segundo erro de soma de estados, o qual é uma diferença entre uma segunda soma de estados predeterminada relacionada com o movimento de referência determinado e uma segunda soma de estados predeterminada relacionada com o movimento do primeiro modelo de veiculo determinado, para próximo de zero, onde o dispositivo para determinar o parâmetro básico desejado de força de reação da superfície da estrada determina o parâmetro básico desejado de força de reação da superfície da estrada baseado pelo menos na quantidade de compensação de restauração de modelo (uma décima sétima modalidade).

Esta décima sétima modalidade torna possível determinar um parâmetro básico desejado de força de reação de superfície da estrada para o dispositivo atuador de um veículo real de modo que o primeiro erro de soma de estados e o segundo erro de soma de estados sejam levados para próximo de zero. Assim, a segunda soma de estados do movimento do modelo de veículo pode ser levada para próximo de uma segunda soma de estados de um movimento de referência, enquanto reduzindo uma manipulação baseada no primeiro erro de soma de estados de um movimento do modelo de veículo que proporciona uma referência de um movimento do veículo real. Por conseqüência, um movimento do veículo real pode ser apropriadamente controlado para um movimento que está próximo de um movimento ideal.

Adicionalmente, na sexta modalidade (ou uma modalidade incluindo isto como um requerimento da mesma), de preferência, o dispositivo de controle para um veículo é equipado com um dispositivo de determinação de movimento de referência para determinar um movimento de referência, o qual é um movimento de referência para o movimento do modelo de veículo, baseado pelo menos na variável de movimento manipulada, onde o dispositivo para determinar a entrada de controle básica do modelo determina a entrada de controle básica do modelo baseado pelo menos em um segundo erro de soma de estados, o qual é uma diferença entre uma segunda soma de estados predeterminada relacionada com o movimento de referência determinado e uma segunda soma de estados predeterminada relacionada com o movimento do primeiro modelo de veículo determinado, de modo que a diferença seja levada para próximo de zero (uma décima oitava modalidade).

Esta décima oitava modalidade torna possível determinar uma entrada de controle básica do modelo para o dispositivo atuador no modelo de veículo de modo que o primeiro erro de soma de estados e o segundo erro de soma de estados sejam levados para próximo de zero. Portanto, como com a décima sétima modalidade mencionada acima, a segunda soma de estados do movimento do modelo de veiculo pode ser levada para próximo de uma segunda soma de estados de um movimento de referência, enquanto reduzindo uma manipulação baseada no primeiro erro de soma de estados de um movimento do modelo de veiculo que proporciona uma referência de um movimento do veiculo real. Por conseqüência, um movimento de um veículo real pode ser apropriadamente controlado para um movimento que seja próximo de um movimento ideal.

Incidentemente, na décima sétima modalidade na décima oitava modalidade, descritas acima, a segunda soma de estados pode ser uma soma de estados diferente da soma de estados na primeira modalidade mencionada acima ou ela pode ser a mesma.

Adicionalmente, na décima sétima modalidade e na décima oitava modalidade, como com a décima primeira modalidade ou a décima segunda modalidade, descritas acima, o dispositivo de controle de reação de erro de soma de estados pode determinar a entrada de controle de manipulação de modelo de veículo (a força virtual externa ou a variável manipulada do dispositivo atuador no primeiro modelo de veículo) baseado em uma diferença entre a força resultante das quantidades de correção das forças de tração da superfície da estrada e a quantidade de compensação de cancelamento de erro.

MELHOR MODO PARA REALIZAR A INVENÇÃO 0 dito a seguir irá explicar as modalidades do dispositivo de controle para um veiculo de acordo com a presente invenção.

Primeiro, uma explicação esquemática de um veículo nas modalidades da presente descrição será fornecida. Um veículo ilustrado nas modalidades na presente descrição é um carro proporcionado com quatro rodas (duas rodas, cada uma na frente e na traseira do veículo). A própria construção do carro pode ser uma publicamente conhecida, de modo que a ilustração detalhada e a explicação serão omitidas na presente descrição, a vista geral do mesmo sendo como se segue. A Figura 1 é um diagrama de blocos apresentando a construção esquemática do veículo.

Como apresentado na Figura 1, um veículo 1 (carro) é proporcionado com um dispositivo de acionamento/freio 3A (um sistema de acionamento/freio) que transmite uma força de acionamento rotativa (uma força rotativa que proporciona uma força de impulso para um veículo) para acionar rodas dentre as quatro rodas Wl, W2, W3 e W4, ou transmitir uma força de frenagem para cada uma das rodas Wl até W4, um dispositivo de direção 3B (um sistema de direção) para controlar as rodas de controle de direção (normalmente as rodas frontais Wl e W2) entre as quatro rodas Wl até W4, e um dispositivo de suspensão 3C (um sistema de suspensão) que de forma elástica suporta uma carroceria do veiculo 1B nas quatro rodas Wl até W4, como com um carro normal publicamente conhecido.

Estes dispositivos 3A, 3B e 3C possuem funções para manipular os movimentos do veiculo 1. Por exemplo, o dispositivo de acionamento/freio 3A possui uma função para manipular primariamente uma posição, uma velocidade, e a aceleração em uma direção de avanço do veiculo 1. 0 dispositivo de direção 3B possui uma função para manipular primariamente uma postura do veiculo 1 na direção de guinada. 0 dispositivo de suspensão 3C possui uma função para manipular as posturas na direção de oscilação longitudinal e na direção de rolamento da carroceria do veiculo 1B do veiculo 1 ou um peso da carroceria do veiculo 1B a partir de uma superfície da estrada (uma posição vertical da carroceria do veículo 1B em relação às rodas W1 até W4). Incidentemente, "postura" significa uma orientação espacial.

Apesar de não detalhadamente ilustrado, o dispositivo de acionamento/freio 3A é equipado com um motor (um motor de combustão interna) servindo como uma fonte de geração de força motriz (uma fonte de geração propulsora do veículo 1), um sistema de transmissão de força motriz para transmitir uma saída (uma força de acionamento rotativa) do motor para as rodas de acionamento entre as rodas Wl até W4, e um dispositivo de freio que transmite forças de frenagem para as rodas Wl até W4. 0 sistema de transmissão de força motriz inclui uma transmissão, uma engrenagem diferencial, etc. As rodas de acionamento podem ser as duas rodas frontais Wl e W2 ou as duas rodas traseiras W3 e W4, ou tanto as rodas frontais Wl e W2 como as rodas traseira W3 e W4 (as quatro rodas Wl até W4). 0 veículo 1 explicado nas modalidades é equipado com um motor como uma fonte de geração de força motriz; entretanto, ela pode alternativamente ser um veiculo equipado com um motor e com um motor elétrico como as fontes de geração de força motriz (um assim chamado veiculo híbrido do tipo paralelo) ou um veículo equipado com um motor elétrico como uma fonte de geração de força motriz (um assim chamado carro elétrico ou veículo em série tipo híbrido).

Adicionalmente, um volante (volante do motorista), um pedal acelerador (gasolina), um pedal de freio, uma alavanca de marchas e assim por diante funcionando como os dispositivos de manipulação 5 (dispositivos de manipulação artificial) operados por um motorista para dirigir o veículo 1 (carro) são proporcionados em um compartimento do veículo do veículo 1. 0 volante entre os dispositivos de manipulação 5 está relacionado com uma operação do dispositivo de direção 3B. Como o volante é rotativamente manipulado, as rodas de controle de direção (normalmente as duas rodas frontais Wl e W2) entre as rodas Wl até W4 são controladas para direção de acordo com o dispositivo de direção 3B. 0 pedal do acelerador (gasolina), o pedal de freio e a alavanca de marchas entre os dispositivos de manipulação 5 estão relacionados com as operações do dispositivo de acionamento/freio 3A. Mais especificamente, a abertura de uma válvula reguladora proporcionada em um motor se altera de acordo com uma variável manipulada (uma quantidade de depressão) do pedal do acelerador (gasolina) e um volume de ar de admissão e uma quantidade de injeção de combustível (eventualmente uma saída do motor) são ajustados. Adicionalmente, o dispositivo de freio é atuado de acordo com uma variável manipulada (uma quantidade de depressão) de um pedal de freio e uma força de frenagem baseada na variável manipulada do pedal de freio é transmitida para as rodas Wl até W4. Adicionalmente, manipular a alavanca de marchas altera um estado de operação da transmissão, tal como uma proporção de alteração de engrenagem da transmissão, assim ajustando o torque transmitido a partir do motor para as rodas de acionamento.

Os estados de manipulação de acionamento dos dispositivos de manipulação 5, tal como do volante, operados pelo motorista (o condutor do veículo 1) são detectados por sensores apropriados, os quais não são apresentados. Doravante, os valores de detecção (saídas de detecção dos sensores) dos estados de manipulação de acionamento serão referidos como entradas de manipulação de acionamento. As entradas de manipulação de acionamento especificamente incluem um ângulo de direção, o qual é um ângulo rotativo do volante, uma variável manipulada de pedal do acelerador (gasolina), a qual é uma variável manipulada do pedal do acelerador (gasolina), uma variável manipulada do pedal de freio, a qual é uma variável manipulada do pedal de freio e uma posição da alavanca de marcha, a qual é uma posição de manipulação da alavanca de marchas. As entradas de manipulação de acionamento correspondem às variáveis de acionamento manipuladas na presente invenção e os sensores que emitem as entradas de manipulação de acionamento correspon- dem ao dispositivo de saída variável manipulada de acionamento.

Nas modalidades na presente descrição, o dispositivo de acionamento/freio 3A, o dispositivo de direção 3B e o dispositivo de suspensão 3C descritos acima são adaptados para permitir o controle ativo das operações dos mesmos (eventualmente os movimentos do veículo 1) em resposta às somas de estados (velocidade do veículo, uma taxa de guinada, etc.) do veículo 1 diferentes das entradas de manipulação de acionamento mencionadas acima.

Mais especificamente, o dispositivo de acionamento /freio 3A torna possível controlar, por exemplo, a distribuição de uma força de acionamento rotativa transmitida a partir do motor para as rodas de acionamento quando o veículo 1 se desloca ou a distribuição de uma força de frenagem a ser transmitida para as rodas Wl até W4 quando o veículo 1 desacelera para as distribuições de força motriz desejada através do intermédio de atuadores, tal como um atuador hidráulico, um motor elétrico e uma válvula de controle eletromagnética. Daqui para frente, o dispositivo de acionamento/freio 3A possuindo tal função para controlar a distribuição de forças motriz será referido como o dispositivo de acionamento/freio 3A com a função de controle de distribuição de força motriz. 0 dispositivo de acionamento/freio 3A com a função de controle de distribuição de força motriz inclui um atuador para acionar uma válvula reguladora do motor, um atuador para acionar a válvula de injeção de combustível, um atuador para executar o acionamento de troca de velocidade da transmissão e um atuador do dispositivo de frenagem em adição aos atuadores para controlar a distribuição da força motriz.

Adicionalmente, o dispositivo de direção 3B é equipado com um mecanismo de controle de direção para as rodas traseiras W3 e W4 em adição às rodas frontais Wl e W2, e ele é adaptado para controle de direção das rodas frontais Wl e W2 e também controle de direção das rodas traseiras W3 e W4 (assim chamadas 4WS) à medida que necessário através do intermédio de atuadores, incluindo uma bomba hidráulica, um motor elétrico e uma válvula de controle eletromagnético, como apropriado, em resposta à manipulação rotativa do volante. Neste caso, o dispositivo de direção 3B torna possível controlar os ângulos de controle de direção das rodas frontais Wl e W2 até os ângulos de controle de direção desejados pelos atuadores, incluindo motores elétricos, como com as rodas traseiras W3 e W4.

Entretanto, o dispositivo de direção 3B pode ser aquele que é adaptado para mecanicamente controlar a direção das rodas frontais Wl e W2 através do intermédio de um mecanismo de controle de direção, tal como uma cremalheira e pinhão, em resposta a uma manipulação rotativa do volante (o único não proporcionado com um atuador para controle de direção das rodas frontais), ou o único adaptado para ajudar a controlar a direção das rodas frontais Wl e W2 por um atuador, tal como um motor elétrico, à medida que necessário, em adição ao controle mecânico de direção. Alternativamente, o dispositivo de direção 3B pode ser o único que não é equipado com uma função para controle de direção das rodas traseiras W3 e W4, mas capaz de controlar somente os ângulos de controle de direção das rodas frontais Wl e W3 até os ângulos de controle de direção desejados por um atuador, tal como um motor elétrico. Doravante, o dispositivo de direção 3B capaz de controlar os ângulos de controle de direção das rodas frontais Wl e W2, ou os ângulos de controle de direção das rodas traseiras W3 e W4, ou os ângulos de controle de direção tanto das rodas frontais Wl, W2, como das rodas traseiras W3, W4 por atuadores será referido como o dispositivo de direção ativo 3B.

No dispositivo de direção ativo adaptado para subsidiariamente controlar a direção das rodas de controle de direção pelos atuadores em adição a mecanicamente controlar a direção das rodas de controle de direção, tal como as rodas frontais Wl e W2, em resposta à manipulação rotativa do volante, um ângulo composto de um ângulo de controle de direção de uma roda de controle de direção mecanicamente determinado em resposta a uma manipulação rotativa do volante e ângulo de controle de direção baseado em uma operação de um atuador (uma quantidade de correção de um ângulo de controle de direção) será um ângulo de controle de direção de uma roda de controle de direção. Em um dispositivo de direção ativo adaptado para controle de direção de uma roda de controle de direção simplesmente por uma força de acionamento de um atuador, um valor desejado de um ângulo de controle de direção da roda de controle de direção é determinado baseado pelo menos em um valor de detecção de um ângulo de controle de direção e o atuador é controlado de modo que um ângulo de direção real da roda de controle de direção alcance o valor desejado.

Adicionalmente, o dispositivo de suspensão 3C torna possível variavelmente controlar, por exemplo, uma força de amortecimento, dureza ou similar de um amortecedor proporcionado entre a carroceria do veículo 1B e as rodas Wl até W4 através do intermédio de um atuador, tal como uma válvula de controle eletromagnético ou um motor elétrico. Alternativamente, o dispositivo de suspensão 3C é adaptado para ser capaz de diretamente controlar um curso (uma quantidade de deslocamento vertical entre a carroceria do veículo 1B e as rodas Wl até W4) de uma suspensão (uma parte mecânica, tal como uma mola, do dispositivo de suspensão 3C) ou a força de expansão/contração vertical da suspensão gerada entre a carroceria do veículo 1B e as rodas Wl até W4 por um cilindro hidráulico ou um cilindro pneumático (uma assim chamada, suspensão eletronicamente controlada). Daqui para frente, o dispositivo de suspensão 3C possuindo estas funções de controle será referido como o dispositivo de suspensão ativa 3C. No dispositivo de suspensão ativa 3C, a força de amortecimento ou similar do amortecedor é controlada através do intermédio de um atuador, de modo a manipular uma força de atuação entre as rodas Wl até W4 e a carroceria do veículo 1B, desse modo manipulando as cargas de contato com a terra das rodas Wl até W4 (um componente vertical de uma força translacional de uma força de reação da superfície da estrada atuando sobre as rodas Wl até W4 ou um componente da mesma perpendicular a uma superfície da estrada). Alternativamente, um curso da suspensão (ou seja, a posição vertical da carroceria do veiculo 1B em relação às rodas Wl até W4) é manipulado através do intermédio de um atuador.

Daqui para frente, o dispositivo de acionamento/ freio 3A com a função de controle de distribuição de força motriz, o dispositivo de direção ativa 3B e o dispositivo de suspensão ativa 3C serão freqüentemente referidos genéricamente como dispositivos atuadores 3A, 3B, 3C para significar dispositivos que são capazes de ativamente controlar suas operações através do intermédio de um atuador apropriado. 0 veiculo 1 nas modalidades na presente descrição é proporcionado com o dispositivo de acionamento/freio 3A com a função de controle de distribuição de força motriz, o dispositivo de direção ativa 3B e o dispositivo de suspensão ativa 3C como os dispositivos atuadores 3A, 3B, 3C.

Incidentemente, não é requerido que todos estes atuadores 3A, 3B, 3C sejam proporcionados; alternativamente, somente um ou dois dentre os dispositivos atuadores 3A, 3B, 3C podem ser proporcionados. Adicionalmente, alternativamente, um dispositivo atuador diferente dos acima pode ser proporcionado. Os dispositivos atuadores 3A, 3B, 3C são requeridos simplesmente para serem capazes de ativamente controlar suas operações em resposta a uma entrada de manipulação de acionamento ou a uma soma de estados (uma velocidade do veículo, uma taxa de guinada, etc.) ou similar do veículo 1, e capazes de ativamente manipular um certo movimento do veiculo 1 pelo controle.

Adicionalmente, o veiculo 1 é proporcionado com um controlador 10 que determina uma variável manipulada de um atuador (uma entrada de controle para o atuador; daqui para frente referida como variável manipulada do atuador) proporcionada em cada dispositivo atuador 3A, 3B, 3C baseado nas entradas de manipulação de acionamento mencionadas acima ou similar e controla a operação de cada dispositivo atuador 3A, 3B, 3C baseado na variável manipulada do atuador. Este controlador 10 é constituído de uma unidade de circuito eletrônico que inclui um microcomputador e implementa cada dispositivo na presente invenção pela função de processamento aritmético do mesmo. Incidentemente, o controlador 10 recebe as entradas de manipulação de acionamento mencionadas acima a partir dos sensores dos dispositivos de manipulação 5 e também valores de detecção de somas de estado do veículo 1, tal como uma velocidade do veículo ou uma taxa de guinada, a partir de vários sensores, os quais não são apresentados. 0 dito acima é a vista geral do veículo 1 (carro) nas modalidades da presente descrição. Baseado na vista geral do veículo 1 explicada acima, o controlador 10 do veículo 1 nas modalidades será explicado em detalhes abaixo. A construção do veículo 1 será a mesma em qualquer modalidade, exceto para uma segunda modalidade a ser discutida posteriormente.

Primeira Modalidade Primeiro, um modelo de veículo utilizado no processamento aritmético (processamento de controle) do controlador 10 em uma primeira modalidade da presente invenção será explicado com referência à Figura 2 e à Figura 3. A Figura 2 é um diagrama de blocos apresentando uma construção funcional de um modelo de veiculo 72 da presente modalidade e a Figura 3 é um fluxograma apresentando o processamento do modelo de veiculo 72.

Na explicação seguinte, os subscritos i (i = 1, 2, 3, 4) que são os mesmos números das rodas Wl até W4 serão anexados às variáveis correspondendo ás rodas Wl até W4. As rodas Wl até W4 denotam a roda frontal esquerda, a roda frontal direita, a roda traseira esquerda e a roda traseira direita, respectivamente, do veiculo 1, como apresentado na Figura 1 mencionada acima. Na explicação seguinte, o pneumático proporcionado na periferia externa (uma parte a ficar em contato direto com a superfície da estrada e sujeita a uma força de fricção) de cada roda Wi será considerado como idêntico para a roda e a roda Wi será freqüentemente referida como o pneumático Wi. A direção longitudinal ou uma direção de avanço da carroceria do veículo 1B será denotada pelo eixo geométrico X, a direção vertical da mesma será denotada pelo eixo geométrico Z e o eixo geométrico ortogonal ao eixo geométrico X e ao eixo geométrico Z será denotado por eixo geométrico Y e os subscritos x, y, e z, respectivamente, serão anexados aos componentes do eixo geométrico de coordenadas de quantidades de vetor. Na presente modalidade, o processamento aritmético (processamento de controle) do controlador 10, incluindo o processamento aritmético do modelo de veiculo 72, é seqüen-cialmente realizado em um ciclo de processamento aritmético predeterminado (ciclo de controle). Na explicação das modalidades na presente descrição, um valor de uma variável recém calculado em cada ciclo de processamento aritmético do controlador 10 será acompanhado pela "tempo atual" e um valor de uma variável calculada no ciclo de processamento aritmético imediatamente precedente (último tempo) será acompanhado pelo "último tempo".

Referindo-se à Figura 2, o modelo de veiculo 72 é um modelo apresentando as características dinâmicas do veículo 1, incluindo os dispositivos atuadores 3A, 3B, 3C mencionados acima (o dispositivo de acionamento/freio 3A com a função de controle de distribuição de força motriz, o dispositivo de direção ativa 3B e o dispositivo de suspensão ativa 3C). Mais especificamente, o modelo de veículo 72 é um modelo que inclui um modelo de fricção de pneumático 50 apresentando uma relação entre o deslizamento das rodas W1 até W4 e as forças de reação da superfície da estrada atuando nas rodas W1 até W4, um modelo cinemático apresentando uma relação entre os movimentos do veículo 1 e o deslizamento das rodas W1 até W4, um modelo dinâmico apresentando uma relação entre os movimentos do veículo 1 e as forças de reação da superfície da estrada (mais geralmente, forças externas (incluindo as forças de reação da superfície da estrada) atuando sobre o veículo 1), e um modelo apresentando as características dinâmicas dos dispositivos atuadores 3A, 3B, 3C (entradas de manipulação de acionamento e variáveis manipuladas do atuador, ou as características de operação dos dispositivos atuadores 3A, 3B, 3C em resposta às forças externas).

Mais especificamente, o modelo de veículo 72 é proporcionado com o modelo de fricção 50, um modelo de sistema de acionamento/freio 52, um modelo de características de dinâmica da suspensão 54, um modelo de movimento da carroceria do veículo 56, um modelo de movimento rotativo do pneumático 58, um modelo de sistema de controle de direção 60, um calculador de ângulo de deslize lateral 62, um calculador de proporção de deslizamento 64 e um calculador de vetor de velocidade de avanço do pneumático 66. O modelo de movimento da carroceria do veículo 56 é formado do modelo dinâmico e do modelo cinemático. 0 modelo de fricção do pneumático 50 calcula e emite uma força de acionamento/freio Fmdl_x_i, uma força lateral Fmdl_y_i, e um torque de auto-alinhamento Mmdl_z_i que são produzidos em cada Wi em resposta a um movimento relativo entre cada pneumático Wi (i = 1, 2, 3, 4) e uma superfície da estrada no modelo de veículo 72. Estes Fmdl_x_i, Fmdl_y_i e Mmdl_z_i são calculados por processamento aritmético publicamente conhecido mencionado, por exemplo, no documento não patentário 1 mencionado acima.

Para ser mais específico, a força de acionamento/ freio Fmdl_x_i, de cada pneumático Wi é determinada pelas seguintes expressões 01 e 02 baseado na proporção de deslizamento Smdl_i de cada Wi, como apresentado, por exemplo, nas expressões (26) e (27) na página 183 do docu- mento não patentário 1. Incidentemente, as expressões 01 e 02 tomam as mesmas formas de expressões para todos os pneumático Wl até W4, de modo que o subscrito i (i = 1, 2, 3 ou 4) será omitido. ..... Expressão 02 Nestas expressões 01 e 02, Kx denota uma constante de proporcionalidade chamada de rigidez de acionamento (quando os pneumáticos são acionados) ou rigidez de freio (quando os pneumáticos são freados), L denota o comprimento de contato com o solo de cada pneumático, με denota um coeficiente máximo de fricção, μά denota um coeficiente de fricção de deslizamento, Lh denota um comprimento de contato com o solo de cada pneumático no começo do deslizamento, ε denota um valor indicando um grau de alteração de um coeficiente de fricção quando o coeficiente de fricção se altera de μβ para μά, exp() denota uma função exponencial de uma base e de um logaritmo natural, Fmdl_z denota uma carga de contato com o solo (uma força de reação da superfície da estrada na direção vertical) de cada pneumático, e Smdl denota uma proporção de deslizamento de cada pneumático. Smdl é determinado pelo calculador de proporção de deslizamento 64, o qual será discutido posteriormente a carga de contato com o solo Fmdl_z é determinada pelo modelo de características dinâmicas da suspensão 54, o qual será discutido posteriormente, μβ e μά são determinados baseado em um coeficiente de fricção de superfície da estrada estimado μβε^ (um valor estimado de um coeficiente de fricção de uma superfície da estrada em contato com um pneumático) ou similar determinado por um estimador μ 80, o qual será discutido posteriormente. Kx, L, Lh, e ε são estabelecidos, por exemplo, para valores predeterminados decididos antecipadamente. Alternativamente, ε e assim por diante podem ser estimados por um método publicamente conhecido, como com um coeficiente de fricção. Incidentemente, como apresentado na Figura 6-17 na página 183 do documento não patentário 1 mencionado acima, a relação entre as proporções de deslizamento Smdl dos pneumáticos individuais e as cargas de contato com o solo Fmdl_z pode ser estabelecida em termos de um mapa ou de uma tabela de dados e Fmdl_z pode ser determinado por utilizar o mesmo. O torque de auto-alinhamento Mmdl_z_i de cada pneumático Wi é determinado de acordo com as expressões 03 e 04 dadas abaixo baseado em um ângulo de deslize lateral (ângulo de deslizamento) OCmdl_i, como apresentado, por exemplo, nas expressões (4) e (5) na página 180 do documento não patentário 1 mencionado acima. Incidentemente, as expressões 03 e 04 tomam as mesmas formas de expressões para todos os pneumático Wl até W4, de modo que o subscrito i (i = 1, 2, 3 ou 4) será omitido. ..... Expressão 04 Incidentemente, na expressão 03, um resultado obtido por se dividir Mmdl_z por (L^.Fmdl_z) é definido como M_z*.

Nestas expressões 03 e 04, Ky denota uma constante de proporcionalidade chamada de rigidez de boleamento de canto, L denota um comprimento de contato com o solo de cada pneumático e μ denota um coeficiente de fricção. O ângulo de deslize lateral Omdl de cada pneumático é determinado pelo calculador de ângulo de deslize lateral 62, o qual será discutido posteriormente e a carga de contato com o solo Fmdl_z de cada pneumático é determinada pelo modelo de características dinâmicas da suspensão 54, o qual será discutido posteriormente. Adicionalmente, μ é determinado baseado em um coeficiente de fricção da superfície da estrada estimado μβ3^ determinado pelo estimador μ 80, o qual será discutido posteriormente. Ky e L são estabelecidos, por exemplo, para valores predeterminados decididos antecipadamente ou estimados por um método publicamente conhecido.

Incidentemente, como apresentado na Figura 6-10 na página 180 don documento não patentário 1 mencionado acima, a relação entre Φ e M_z* pode ser estabelecida em termos de um mapa ou de uma tabela de dados e Mmdl_z_i pode ser determinado por utilizar os mesmos. A força lateral Fmdl_y_i de cada pneumático Wi é determinada de acordo com as expressões 05 dadas abaixo baseado em um ângulo de deslize lateral ccmdl_i, como apresentado na expressão (03) na página 180 do documento não patentário 1 mencionado acima. Incidentemente, a expressão 05 toma a mesma forma de expressão para todos os pneumáticos Wl até W4, de modo que o subscrito i (i = 1, 2, 3 ou 4) será omitido.

Incidentemente, na expressão 05, um resultado obtido por se dividir Fmdl_y por (μ.ΡπκΙ1_ζ) é definido como F_z*. Φ nesta expressão 05 é um valor definido de acordo com a expressão 04 mencionada acima baseado no ângulo de deslize lateral ocmdl. O ângulo de deslize lateral ocmdl de cada pneumático é determinado pelo calculador de ângulo de deslize lateral 62, o qual será discutido posteriormente e a carga de contato com o solo Fmdl_z de cada pneumático é determinada pelo modelo de características dinâmicas da suspensão 54, o qual será discutido posteriormente. Adicionalmente, μ é decidido baseado no coeficiente de fricção de superfície da estrada estimado determinado pelo estimador μ 80, o qual será discutido posteriormente.

Incidentemente, como apresentado na Figura 6-10 na página 180 do documento não patentário 1 mencionado acima, a relação entre Φ e F y* pode ser estabelecida antecipadamente em termos de um mapa ou de uma tabela de dados e Fmdl y i pode ser determinar por se utilizar os mesmos. Adicionalmente, a força lateral Fmdl y i de cada pneumático Wi pode ser corrigida de acordo com a proporção de deslizamento Smdl_i. Mais especificamente, uma relação entre as forças laterais e as proporções de deslizamento, como apresentado na Figura 6-20 na página 184 do documento não patentário 1 mencionado acima, pode ser estabelecida em termos de um mapa ou de uma tabela de dados antecipadamente e a força lateral Fmdl_y_i determinada de acordo com a expressão 05 pode ser corrigida por se utilizar os mesmos. Alternativamente, a força lateral Fmdl_y_i pode ser diretamente determinada por se utilizar um mapa a partir do ângulo de deslize lateral Omdl_i e da proporção de deslizamento Smdl_i. Adicionalmente, se uma inércia (um momento inercial) dos pneumáticos puder ser ignorada, então a relação apresentada na Figura 6-21 na página 184 do documento não patentário 1 mencionado acima pode ser utilizada par corrigir a força lateral Fmdl_y_i baseado na força de acionamento/freio Fmdl_x_i atuando sobre cada pneumático Wi ao invés de corrigir a força lateral Fmdl y i baseado na proporção de deslizamento Smdl_i.

Adicionalmente, as características de conformidade relacionadas com uma geometria da suspensão podem ser de forma equivalente incluídas em um modelo de fricção de pneumático.

Como descrito acima, de modo a calcular a força de acionamento/freio Fmdl_x_i, a força lateral Fmdl_y_i, e o torque de auto-alinhamento Mmdl_z_i, no modelo de veículo 72 apresentado na Figura 2, a proporção de deslizamento Smdl_i, o ângulo de deslize lateral Omdl_i, a carga de contato com o solo Fmdl_z_i, e o coeficiente de fricção de superfície da estrada estimado de cada pneumático Wi são informados para o modelo de fricção de pneumático 50. Então, o modelo de fricção de pneumático 50 determina e emite Fmdl_x_i, Fmdl_y_i e Mmdl_z_i a partir das entradas de acordo com as expressões 01 até 05 mencionadas acima.

De forma suplementar, para ser mais preciso, a força de acionamento/freio Fmdl_x_i determinada de acordo com as expressões 01 ou 02 mencionadas acima, é uma força na direção de uma linha de interseção entre um plano central de uma roda Wi (um plano ortogonal ao eixo geométrico de rotação de uma roda Wi) e uma superfície de estrada e a força lateral Fmdl_y_i determinada de acordo com a expressão 05 é uma força na direção de uma linha de interseção entre um plano que inclui o eixo geométrico de rotação da roda Wi e que é perpendicular a uma superfície de estrada e a superfície da estrada. Por conseqüência, se as direções das linhas de interseção não concordarem nas direções do eixo geométrico X (a direção longitudinal da carroceria do veículo 1B) e o eixo geométrico Y (a direção da largura do veículo da carroceria do veiculo 1B) (quando o veículo está virando ou similar), então Fmdl_x_i e Fmdl_y_i são determinados por se realizar a conversão de coordenada baseado no ângulo de deslize lateral amdl_i mencionado acima ou em similar. Incidentemente, em um caso onde as direções das linhas de interseção não concordam no eixo geométrico X e no eixo geométrico Y, uma força Fmdl_x_i na direção do eixo geométrico X é referida como um arrasto de boleamento de canto e uma força Fmdl_y_i na direção do eixo geométrico Y é referida como uma força de boleamento de canto.

Como descrito acima, o modelo de sistema de acionamento/freio 52 é um modelo apresentando as características dinâmicas do dispositivo de acionamento/freio 3A constituído do motor, do sistema de transmissão de força motriz e do dispositivo de frenagem e ele calcula um torque de acionamento/freio Tqmdl_i a ser transmitido para cada pneumático Wi baseado pelo menos nas variáveis manipuladas dos atuadores do sistema de acionamento/freio (principalmente as variáveis manipuladas de atuadores para acionar uma válvula de injeção de combustível do motor e mudar a marcha da transmissão), as quais são as variáveis manipuladas dos atuadores proporcionados no dispositivo de acionamento/freio 3A. As variáveis manipuladas do atuador do sistema de acionamento/freio são informadas a partir de um modelo controlador de acionamento do atuador 76, o qual será discutido posteriormente (doravante, as variáveis manipuladas do atuador do sistema de acionamento/freio serão referidas como variáveis manipuladas do atuador do modelo de sistema de acionamento/freio em alguns casos). Neste caso, o torque de acionamento/freio Tqmdl_i (para ser preciso, um conjunto de um torque de acionamento e de um torque de frenagem) a ser transmitido para cada pneumático Wi a partir do dispositivo de acionamento/freio 3A varia com uma velocidade rotacional awmdl_i de cada pneumático Wi, de modo que a velocidade rotacional cowmdl_i do pneumático Wi também é informada para o modelo de sistema de acionamento/freio 52. Adicionalmente, na presente modalidade, as entradas para modelo controlador de acionamento de atuador 76 incluem os comandos em relação à distribuição de torques de acionamento/freio ou os valores desejados das forças de acionamento/freio Fmdl_x_i atuando sobre os pneumáticos Wi. Os torques de acionamento/freio Tqmdl_i a serem transmitidos para os pneumáticos Wi são calculados de modo a seguir os comandos de distribuição ou aos valores desejados. 0 modelo de características dinâmicas da suspensão 54 é um modelo apresentando as características dinâmicas do dispositivo de suspensão ativa 3C, o qual é o dispositivo de suspensão na presente modalidade. 0 modelo de características dinâmicas da suspensão 54 recebe as somas de estados dos movimentos carroceria do veículo (os ângulos de postura e as velocidades angulares da carroceria do veículo 1B e as posições e velocidades da carroceria do veículo 1B) em relação ao modelo de veículo 72 a partir do modelo de movimento da carroceria do veículo 56, o qual será descrito em detalhes posteriormente e as variáveis manipuladas do atuador de suspensão que são variáveis manipuladas dos atuadores proporcionados no dispositivo de suspensão ativa 3C, (doravante, referidas como variáveis manipuladas do atuador do modelo de sistema de suspensão em alguns casos) a partir do modelo controlador de acionamento de atuador, o qual será discutido posteriormente. Incidentemente, as somas de estado dos movimentos da carroceria do veículo informadas para o modelo de características dinâmicas da suspensão 54 são as somas de estados da última vez do controlador 10 (os valores da última vez das somas de estados dos movimentos da carroceria do veículo).

Então, o modelo de características dinâmicas da suspensão 54 calcula as cargas de contato com o solo Fmdl_z_i atuando sobre os pneumáticos Wi baseado nas variáveis manipuladas do atuador da suspensão e nas somas de estados (valores da última vez) dos movimentos da carroceria do veículo que foram informados e na configuração de superfície de estrada estimada (suposta de ser plana para tornar a explicação fácil neste caso).

Se o dispositivo de suspensão 3C for um dispositivo de suspensão passiva não proporcionado com um atuador ativo, então o modelo de características dinâmicas da suspensão 54 pode ser o modelo que expressa as características de amortecedor de massa elástica do dispositivo de suspensão 3C ou os pneumáticos Wi. Neste caso, o modelo de características dinâmicas da suspensão 54 pode calcular as cargas de contato com o solo Fmdl_z_i atuando sobre os pneumáticos Wi baseado nas somas de estados da última vez dos movimentos da carro-ceria do veiculo (os ângulos de postura e as velocidades angulares da carroceria do veiculo 1B e a posição e a velocidade da carroceria do veiculo 1B) e na configuração assumida da superfície da estrada. 0 modelo de movimento de carroceria do veículo 56 inclui um modelo dinâmico apresentando uma relação entre as forças atuando sobre o veículo 1 e os movimentos da carroceria do veículo 1B. 0 modelo de movimento da carroceria do veículo 56 recebe as forças de reação da superfície da estrada (a força lateral Fmdl y i, a força de acionamento/ freio Fmdl_x_i, a carga de contato com o solo Fmdl_z_i, o torque de auto-alinhamento Mmdl_z_i e assim por diante) dos pneumáticos Wi determinadas pelo modelo de fricção de pneumático 50 e pelo modelo de características dinâmicas da suspensão 54 e as forças externas Fvirt e Mvirt. As forças externas virtuais Fvirt e Mvirt são informadas a partir de um distribuidor 88, o qual será discutido posteriormente. Então, o modelo de movimento da carroceria do veículo 56 calcula as somas de estados do tempo atual (os valores de tempo atual das somas de estados) do movimento da carroceria do veículo baseado nestas entradas e nas somas de estados da última vez (os ângulos de postura e as velocidades angulares da carroceria do veículo 1B e a posição e a velocidade da carroceria do veículo 1B). O modelo de movimento da carroceria do veículo 56 é especificamente descrito em termos, por exemplo, de expressões nas quais as forças externas virtuais são adicionadas para as expressões dos lados direitos (122} até (127) na página 211 do documento não patentário 1 mencionado acima. Mais especificamente, as dinâmicas relacionadas com os movimentos trans1acionais da carroceria do veículo 1B (os movimentos transiacionais nas direções dos eixos geométricos de coordenadas dos eixos geométricos X, Y e Z} são descritas pelas expressões 10a até 1 Oc dadas abaixo, enquanto as dinâmicas relacionadas com os movimentos rotativos da carroceria do veículo 1B (movimentos rotativos na direção de giro (ao redor do eixo geométrico X), na direção de oscilação longitudinal (ao redor do eixo geométrico Y) e a direção de guinada (ao redor do eixo geométrico Z) > são descritas pelas expressões 11a até 11c dadas abaixo. Aqui, as influências das forças aerodinâmicas atuando sobre o veiculo 1 são ignoradas. Entretanto, as influências das forças aerodinâmicas podem ser consideradas.

[Expressão Matemática 11 Aqui, os significados das variáveis destas expressões são definidos pela tabela 6-7 na página 210 do documento não patentário 1. Mais especificamente, u, v e w denotam componentes de velocidade nas direções longitudinal, lateral e vertical (direções do eixo geométrico X, eixo geométrico Y e eixo geométrico Z), respectivamente, da parte acima da mola (carroceria do veículo 1B) do veículo 1, p, q e r denotam as velocidades angulares na direção de giro (ao redor do eixo geométrico x), na direção de oscilação longitudinal (ao redor do eixo geométrico Y) e na direção de guinada (ao redor do eixo geométrico Z), respectivamente, da parte acima da mola (carroceria do veiculo 1B), Ix e Iy denotam momentos inerciais ao redor do eixo geométrico X e do eixo geométrico Y, respectivamente, da parte acima da mola (carroceria do veículo 1B), Iz denota um momento inercial ao redor do eixo geométrico Z do veículo, Ixz denota uma momento sinérgico inercial relacionado com o eixo geométrico X e com o eixo geométrico Z da parte acima da mola (carroceria do veículo 1B), hf e hr denotam os pesos centrais de giro do eixo geométrico frontal e do eixo geométrico traseiro, respectivamente, do veiculo 1, hs denota o comprimento da normal traçada sobre o eixo de giro a partir do centro de gravidade da parte acima da mola (carroceria do veículo 1B) (braço de giro), hRc denota a altura do eixo de giro na posição do centro de gravidade da parte acima da mola (carroceria do veículo 1B) , Lf e Lr denotam as distâncias entre o eixo geométrico frontal e o eixo geométrico traseiro, respectivamente e o centro de gravidade da parte acima da mola (carroceria do veículo 1B), bf e br denotam uma banda de rodagem da roda frontal e uma banda de rodagem da roda traseira, respectivamente, m e ms denotam a massa do veículo 1 e da parte acima da mola (carroceria do veículo 1B) , respectivamente, g denota uma aceleração gravitacional e ax e ay denotam acelerações na direção longitudinal (na direção do eixo geométrico x) e na direção lateral (direção do eixo geométrico Y) do veiculo 1, respectivamente.

Fvirt denota um componente de força translacional (vetor) de uma força externa virtual e Fvirt_x, Fvirt_y, e Fvirt_z denotam os componentes do eixo geométrico de coordenadas do componente de força translacional. Mvirt denota um componente de momento (vetor) de uma força externa virtual e Mvirt_x, Mvirt_y e Mvirt_z denotam os componentes de eixo geométrico de coordenadas do componente de momento.

De acordo com um procedimento aritmético especifico do modelo de movimento da carroceria do veiculo 56, as velocidades da carroceria do veiculo 1B nas direções do eixo geométrico X, Y e Z (u, v e w nas expressões 10a até 10c) e as velocidades angulares na direção de giro, na direção de oscilação longitudinal e na direção de guinada da carroceria do veiculo 1B (p, q, e r nas expressões 11a até 11c) são determinados de acordo com as expressões do modelo das expressões 10a até 10c e 11a até 11c dadas acima. Então, as velocidades e velocidades angulares determinadas da carroceria do veiculo 1B são individualmente integradas desse modo para determinar a posição e os ângulos de postura (os ângulos na direção de giro, na direção de oscilação longitudinal e na direção de guinada) da carroceria do veiculo 1B. Depois disso, os movimentos da carroceria do veiculo 1B (as posições, as velocidades (velocidades translacionais), ângulos de postura e velocidades angulares dos ângulos de postura da carroceria do veiculo 1B) determinados pelo modelo de movimento da carroceria do veículo 56 como descrito acima podem ser referidos como os movimentos modelo da carroceria do veículo.

Incidentemente, nas expressões para o modelo de movimento da carroceria do veículo 56 descritas acima, é assumido que os deslocamentos verticais dos pneumáticos Wi são constantes (ou a altura a partir da superfície da estrada é constante) ; entretanto, eles não têm que ser constantes).

Adicionalmente, nos modelos mencionados acima, os momentos Mmdl_x_i e Mmdl_y_i ao redor do eixo geométrico horizontal que atua sobre os pneumáticos Wi são ignorados; entretanto, eles podem ser considerados. Adicionalmente, os modelos podem ser descritos pelas expressões que não utilizam o centro de giro. 0 modelo de movimento rotativo do pneumático 58 é um modelo que recebe a força de acionamento/freio Fmdl_x_i dos pneumáticos Wi e o torque de acionamento/freio Tqmdl_i de cada pneumático Wi e emite a velocidade rotacional <awmdl_i de cada pneumático Wi. A Fmdl_x_i e a Tqmdl_i são informadas a partir do modelo de fricção do pneumático 50 e do modelo de sistema de acionamento/freio 52, respectivamente .

Especificamente, no modelo de movimento rotativo do pneumático 58, primeiro, um valor obtido por se multiplicar a força de acionamento/freio Fmdl_x_i de cada pneumático Wi por um raio efetivo rw do pneumático Wi é subtraído do torque de acionamento/freio Tqmdl_i de cada pneumático Wi de modo a determinar o torque de aceleração rotativa de cada pneumático Wi. Além disso, um valor obtido por se dividir o torque de aceleração rotativa por uma inércia rotativa (momento inercial) Iw de cada pneumático Wi é integrado, desse modo determinando na velocidade rotacional <awmdl_i de cada pneumático Wi.

Incidentemente, em um sistema separado cujo ciclo de controle (ciclo de processamento aritmético) é At, de modo a determinar a velocidade rotacional <awmdl_i de um pneumático Wi por integração, o torque de aceleração rotativa de cada pneumático Wi é dividido pela inércia rotativa Iw do pneumático Wi. Então, um valor obtido por se multiplicar o valor que é o resultado da divisão por At é adicionado para um valor da última vez da velocidade rotacional do pneumático Wi, desse modo determinando um valor do tempo atual (o valor no ciclo de controle do tempo atual) da velocidade rotacional <awmdl_i do pneumático Wi. 0 modelo do sistema de controle de direção 60 é um modelo apresentando as operações do dispositivo de direção (dispositivo de direção ativa) 3B da presente modalidade e ele calcula um ângulo de controle de direção õmdl_i de cada pneumático Wi. O modelo de sistema de controle de direção 60 recebe principalmente um ângulo de direção 0s, o qual é um elemento das entradas de manipulação de acionamento mencionadas acima. Para ser mais especifico, o modelo de sistema de controle de direção 60 recebe, em adição ao ângulo de direção 0s, uma variável manipulada do atuador de direção õa_i (doravante referida como variável manipulada do atuador do modelo de sistema de controle de direção), a qual é uma variável manipulada de um atuador proporcionado no dispositivo de direção ativa 3B, a partir do modelo de controlador de acionamento de atuador 76, o qual será discutido posteriormente. A variável manipulada do atuador de direção õa_i é uma variável manipulada que especifica o ângulo de controle de direção de cada roda Wi por um atuador do dispositivo de direção 3B ou uma variável manipulada que especifica uma quantidade de correção de um ângulo de controle de direção mecânico baseado na manipulação da roda de direção. Além disso, o modelo de sistema de controle de direção 60 calcula o ângulo de controle de direção õmdl_i de cada pneumático Wi baseado nestas entradas. Por exemplo, se o dispositivo de direção 3B ajudar ao controle mecânico de direção das rodas frontais Wl e W2 baseado na manipulação rotativa da roda de direção por um atuador e o controle de direção das rodas traseiras W3 e W4 for realizado por uma força de acionamento de um atuador, então os ângulos de controle de direção das rodas frontais Wl e W2 que são dependentes das características mecânicas do sistema de controle de direção das rodas frontais Wl e W2 podem ser determinados a partir do ângulo de direção 0s e os ângulos de direção podem ser corrigidos baseado nas variáveis manipuladas do atuador de direção 5a_l e 5a_2 para as rodas frontais Wl e W2, desse modo para calcular os ângulos de controle de direção õmdl_l e 5mdl_2 das rodas frontais Wl e W2. Adicionalmente, os ângulos de controle de direção õmdl_3 e õmdl_4 das rodas traseiras W3 e W4 podem ser determinados a partir das variáveis manipuladas do atuador de direção õa_3 e õa_4 para as rodas traseiras W3 e W4. Neste caso, o ângulo de controle de direção õmdl_i pode ser determinado, considerando as características, tal como transmissão retardada a partir de um atuador do dispositivo de direção 3B para uma roda de controle de direção.

Se o dispositivo de direção ativa 3B não for adaptado para controle de direção das rodas traseiras W3 e W4, então os ângulos de controle de direção das rodas traseiras W3 e W4 são sempre estabelecidos para zero (o ângulo em relação à direção longitudinal da carroceria do veiculo 1B é zero) independente do ângulo de direção 0s. Se o dispositivo de direção 3B não for equipado com um atuador ativo, então o modelo de sistema de controle de direção 60 pode calcular o ângulo de controle de direção õmdl_i de cada pneumático (cada um dentre as rodas frontais Wl e W2) a partir do ângulo de direção Os baseado em uma característica mecânica (uma característica indicando uma relação entre o ângulo de direção Os e os ângulos de controle de direção das rodas de controle de direção (as rodas frontais Wl e w2)) do dispositivo de direção 3B. Se o dispositivo de direção 3B for adaptado para controle de direção das rodas de controle de direção somente pelas forças de acionamento de atuadores, então somente a variável manipulada do atuador de direção 5a_i pode ser informada para o modelo de sistema de controle de direção 60 e o ângulo de controle de direção õmdl_i pode ser calculado a partir da entrada. Adicionalmente, o ângulo de controle de direção 5mdl_i pode ser calculado, conside- rando uma alteração de curso da suspensão ou uma alteração de geometria devido a uma alteração de carga. 0 calculador de vetor de velocidade de avanço do pneumático 66 mencionado acima calcula um vetor de velocidade de avanço de cada pneumático Wi (a direção e a velocidade de avanço de cada pneumático Wi) Vmdl_i por cálculos cinemá-ticos baseado nas somas de estado de um movimento modelo de carroceria de veiculo fornecido a partir do modelo de movimento de carroceria de veiculo 56. 0 calculador de proporção de deslizamento 64 mencionado acima calcula uma proporção de deslizamento Smdl_i de cada pneumático Wi. 0 calculador de proporção de deslizamento 64 recebe o vetor de velocidade de avanço Vmdl_i de cada pneumático Wi, o ângulo de controle de direção 5mdl_i de cada pneumático Wi e a velocidade rotacional mwmdl_i de cada pneumático Wi. 0 vetor de velocidade de avanço Vmdl_i, o ângulo de controle de direção 5mdl_i e a velocidade rotacional <awmdl_i são fornecidos a partir do calculador de vetor de velocidade de avanço do pneumático 66, do modelo de sistema de controle de direção 60 e do modelo de movimento rotativo do pneumático 58, respectivamente. Além disso, baseado nestas entradas, o calculador de proporção de deslizamento 64 calcula a proporção de deslizamento Smdl_i de cada pneumático Wi de acordo, por exemplo, com as expressões (17) e (18) na página 182 do documento não patentário 1 mencionado acima. Especificamente, a proporção de deslizamento Smdl_i de cada pneumático Wi é calculada de acordo com a expressão 12a dada abaixo quando o pneumático Wi é acionado, ao passo que ela é calculada de acordo com a expressão 12b dada abaixo, quando o pneumático Wi é freado, onde V nestas expressões 12a e 12b denota um componente na direção da linha de interseção entre o plano central do pneumático Wi e uma superfície da estrada fora do vetor de velocidade de avanço Vmdl_i baseado na direção (direção do eixo geométrico X) da carroceria do veículo 1B. Este componente é determinado a partir de Vmdl_i e do ângulo de controle de direção õmdl_i. Adicionalmente, nas expressões 12a e 12b, rw denota um raio efetivo de cada pneumático Wi. Incidentemente, as expressões 12a e 12b tomam as mesmas formas de expressões para todos os pneumáticos Wl até W4, de modo que o subscrito i (i = 1, 2, 3 ou 4) será omitido.

Quando acionado: Smdl = (V-rw.cowmdl) / (rw.cowmdl) .... Expressão 12a Quando freado: Smdl = (V-rw.Wwmdl)/V.......Expressão 12b 0 calculador de ângulo de deslize lateral 62 mencionado acima calcula o ângulo de deslize lateral Omdl_i de cada pneumático Wi. 0 calculador de ângulo de deslize lateral 62 recebe o vetor de velocidade de avanço Vmdl_i de cada pneumático Wi e o ângulo de controle de direção õmdl_i de cada pneumático Wi. 0 vetor de velocidade de avanço Vmdl_i e o ângulo de controle de direção õmdl_i são informados a partir do calculador de vetor de velocidade de avanço do pneumático 6 6 e do modelo de sistema de controle de direção 60. Então, o calculador de ângulo de deslize lateral 62 determina, como o ângulo de deslize lateral Omdl_i, uma diferença entre o ângulo de direção (um ângulo relativo à direção do eixo geométrico X) de cada pneumático Wi e um azimute (um ângulo relativo à direção do eixo geométrico X) do vetor de velocidade de avanço Vmdl_i de cada pneumático Wi, como apresentado, por exemplo, na Figura 6-13 na página 181 do documento não patentário 1 mencionado acima. 0 processamento aritmético do modelo de veículo explicado acima será explicado abaixo com referência ao fluxograma da Figura 3. Este processamento aritmético é um processamento realizado em ciclos de processamento aritmético predeterminados (ciclos de controle). Na explanação seguinte, "última vez" significa o ciclo de processamento aritmético da última vez e "tempo atual" significa um ciclo de processamento aritmético atual.

Primeiro, em S110, o torque de acionamento/freio Tmdl_i de cada pneumático é calculado como descrito acima pelo modelo de sistema de acionamento/freio 52 baseado em uma variável manipulada do atuador do modelo de sistema de acionamento/freio.

Subseqüentemente, o procedimento continua para S112, onde a velocidade rotacional cowmdl_i de cada pneumático é calculada como descrito acima pelo modelo de movimento rotativo do pneumático 58 baseado no torque de acionamento/ freio Tqmdl_i de cada pneumático e na força de acionamento/ freio da última vez Fmdl_i de cada pneumático.

Subseqüentemente, o procedimento continua para S114, onde o ângulo de controle de direção õmdl_i de cada pneumático é determinado como descrito acima pelo modelo de sistema de controle de direção baseado no ângulo de direção 0s e na variável manipulada do atuador do modelo de sistema de controle de direção õa_i.

Subseqüentemente, o procedimento continua para S116, onde a carga de contato com o solo Fmdl_i atuando sobre cada pneumático Wi é calculada como descrito acima pelo modelo de características dinâmicas da suspensão 54 baseado em uma variável manipulada do atuador do modelo de sistema de suspensão, nas somas de estados da última vez (ângulo de postura/velocidade angular da carroceria do veículo e posição/velocidade da carroceria do veículo) de um movimento modelo da carroceria do veículo e na configuração de superfície de estrada assumida (assumida como sendo plana aqui para tornar a explanação fácil de entender).

Subseqüentemente, o procedimento continua para S118, onde o vetor de velocidade de avanço Vmdl_i (direção e velocidade de avanço) de cada pneumático Wi é calculado como descrito acima pelo calculador de vetor de velocidade de avanço do pneumático 66 baseado nas somas de estado da última vez (uma velocidade e ângulo de postura/velocidade angular da carroceria do veículo) do movimento modelo da carroceria do veículo.

Subseqüentemente, o procedimento continua para S120, onde a proporção de deslizamento Smdl_i de cada pneumático Wi é calculada no calculador de proporção de deslizamento 64 como descrito acima baseado no ângulo de controle de direção õmdl_i de cada pneumático Wi, na velocidade rotacional mwmdl_i de cada pneumático Wi e no vetor de velocidade de avanço Vmdl_i de cada pneumático Wi.

Subseqüentemente, o procedimento continua para S122, onde o ângulo de deslize lateral amdl_i é determinado no calculador de ângulo de deslize lateral 62 baseado no ângulo de controle de direção 5mdl_i de cada pneumático Wi e no vetor de velocidade de avanço Vmdl_i de cada pneumático Wi.

Subseqüentemente, o procedimento continua para S124, onde a força de acionamento/freio Fmdl_x_i, a força lateral Fmdl_y i e o torque de auto-alinhamento Mmdl_z_i de cada pneumático Wi são determinadas pelo modelo de fricção de pneumático 50 baseado no ângulo de deslize lateral Omdl_i, na proporção de deslizamento Smdl_i e na carga de contato com o solo Fmdl_i de cada pneumático Wi.

Finalmente, o procedimento continua para S126, onde as forças de reação da superfície da estrada força (a força lateral Fmdl_y_i, a força de acionamento/freio Fmdl_x_i, a carga de contato com o solo Fmdl_z_i, o torque de auto-alinhamento Mmdl_z_i, etc.) determinados como descrito acima, são informados para o modelo de movimento de carroceria do veículo 56, e as somas de estados do tempo atual do movimento modelo da carroceria do veículo são calculadas baseado nestas entradas e nas somas de estados da última vez (o ângulo de postura/velocidade angular da carro-ceria do veículo 1B e a posição/velocidade da carroceria do veículo 1B) do movimento modelo da carroceria do veículo. 0 processamento aritmético do modelo de veículo 72 é realizado como descrito acima. Incidentemente, a ordem do cálculo do modelo de veículo 72 pode ser alterada á medida que apropriado. Adicionalmente, as expressões utilizadas para o cálculo do modelo de veículo 72 podem ser aproximadas ou modificadas. O modelo de veículo 72 e o processamento aritmético do mesmo, explicado acima, será o mesmo em todas as modalidades, exceto para a segunda modalidade, a qual será discutida posteriormente. De forma suplementar, o modelo de veículo 72 explicado acima corresponde a um primeiro modelo de veiculo na presente invenção e um movimento modelo da carroceria do veículo determinado pelo modelo de veículo 72 como descrito acima corresponde a um movimento do modelo de veículo na presente invenção.

De forma suplementar, o modelo de veículo 72 pode ser dito como sendo um modelo dinâmico em um sentido amplo. Em contaste com isto, o modelo dinâmico apresentando a relação entre os movimentos do veículo 1 e as forças de reação da superfície da estrada (mais geralmente, forças externas (incluindo as forças de reação da superfície da estrada) atuando sobre o veículo 1) descrito acima pode ser dito como sendo um modelo dinâmico em um sentido estreito. 0 processamento de controle do controlador 10 na primeira modalidade será agora explicado com referência à Figura 4. A Figura 4 é um diagrama de blocos apresentando a função de processamento de controle do controlador 10 do veiculo 1 na primeira modalidade. Na Figura 3, a parte excluindo um automóvel real 70 (para ser mais preciso, a parte excluindo o automóvel real 70 e os sensores incluídos em um observador de sensor 82, o qual será discutido posteriormente) proporciona função de processamento de controle do controlador 10. A função de processamento de controle é implementada por um programa ou similar instalado no controlador 10. O automóvel real 70 significa um veículo real e ele é equipado com o dispositivo atuador 3A, 3B, 3C mencionado acima (o dispositivo de acionamento/freio 3A com a função de controle de distribuição de força motriz, o dispositivo de direção ativa 3B e o dispositivo de suspensão ativa 3C). O controlador 10 do veículo 1 da presente modalidade é proporcionado, da mesma forma que a função de processamento de controle do mesmo, com um determinador de variável manipulada de alimentação direta 74, com um modelo de controlador de acionamento de atuador 76, com um controlador de acionamento de atuador 78, com um estimador μ 80, com o observador de sensor 82, com um calculador de erro 84, com uma lei de controle de cancelamento de erro 86, com o distribuidor 88 e com um indicador de realimentação sensorial 90 em adição ao modelo de veículo 72 mencionado acima. O determinador de variável manipulada de alimentação direta 74 e o controlador de acionamento de atuador 78 constituem um dispositivo de controle de dispositivo atuador 92. Adicionalmente, o determinador de variável manipulada de alimentação direta 74, o modelo de controlador de acionamento de atuador 76 e o modelo de veiculo 72 constituem o dispositivo de determinação de movimento de modelo de veiculo 94 na presente invenção. Adicionalmente, a lei de controle de cancelamento de erro 86 e o distribuidor 88 constituem o dispositivo de controle de resposta de erro de soma de estados 96. 0 observador de sensor 82 constitui um dispositivo de captação de soma de estados real na presente invenção. 0 dito a seguir irá explicar o processamento de controle do controlador 10 na presente modalidade. O processamento de controle é seqüencialmente realizado em ciclos de processamento aritmético predeterminados (ciclos de controle).

Primeiro, entradas de manipulação de acionamento, incluindo um ângulo de direção, uma variável manipulada do acelerador, uma variável manipulada de freio e uma posição de alavanca de mudança, somas de estado do veiculo, tal como uma velocidade do veiculo ou uma velocidade rotacional do motor, e um coeficiente de fricção de superfície da estrada estimado são informados para o determinador de variável manipulada de alimentação direta 74. Então, baseado na entradas, a variável manipulada de alimentação direta é determinada pelo determinador de variável manipulada de alimentação direta 74. As somas de estados do veículo informadas para o determinador de variável manipulada de alimentação direta 74 incluem pelo menos um dentre uma soma de estados (uma soma de estados do automóvel real 70) detectada ou estimada pelo observador de sensor 82, o qual será discutido posteriormente, e uma soma de estados determinada no modelo de veiculo 72 (uma soma de estados do veiculo 1 no modelo de veiculo 72). Na presente modalidade, como será discutido posteriormente, uma soma de estados do automóvel real 71 e uma soma de estados do veiculo 1 no modelo de veiculo 71 são controladas de modo que elas se aproximem uma da outra, de modo que qualquer uma das somas de estados pode ser informada para o determinador de variável manipulada de alimentação direta 74. Adicionalmente, o coeficiente de fricção de superfície de estrada estimado μβΒίιη é determinado pelo estimador μ 80, o qual será discutido posteriormente. Incidentemente, na presente modalidade, uma soma de estados do veiculo 1 e um coeficiente de fricção de superfície de estrada estimado μββίπι utilizados pelo determinador de variável manipulada de alimentação direta 74 para determinar uma variável manipulada de alimentação direta são valores da última vez (valores determinados em um ciclo de processamento aritmético da última vez).

Uma variável manipulada de alimentação direta determinada pelo determinador de variável manipulada de alimentação direta 74 é uma variável manipulada informada para o controlador de acionamento de atuador 78 e para o modelo de controlador de acionamento de atuador 76, cujos detalhes serão discutidos posteriormente. A variável manipulada de alimentação direta é constituída, por exemplo, de um torque de roda de alimentação direta Tqff_l como uma quantidade de alimentação direta de distribuição de força motriz de cada roda Wi para o dispositivo de acionamento/freio 3A com a função de distribuição de força motriz (um valor básico requerido de torque de acionamento/freio), um ângulo de controle de direção de alimentação direta õff_i como uma quantidade de alimentação direta do ângulo de controle de direção de cada roda de controle de direção Wi para o dispositivo de direção ativa 3B (um valor básico requerido de um ângulo de controle de direção), uma carga de contato com o solo de alimentação direta Fff_z_i como uma quantidade de um carga de contato com o solo de alimentação direta de cada roda Wi para o dispositivo de suspensão ativa 3C (um valor básico requerido de uma carga de contato com o solo) e um curso da suspensão de alimentação direta como uma quantidade de alimentação direta de um curso da suspensão para o dispositivo de suspensão ativa 3C (um valor básico requerido de um curso da suspensão). A carga de contato com o solo de alimentação direta Fff_z_i não inclui um compartilhamento de compensação por realimentação (uma quantidade de compensação de força de reação da superfície Fcmpn_i, a qual será discutida posteriormente). Incidentemente, em vez do torque da roda de alimentação direta Tqff_i, um valor básico requerido de uma força de acionamento/freio de cada roda Wi pode ser utilizado como uma quantidade de alimentação direta para o dispositivo de acionamento/freio 3A. Alternativamente, uma combinação de um valor básico requerido de uma força de acionamento de uma roda de acionamento de cada roda Wi e um valor básico requerido de uma pressão de freio, podem ser utilizados como uma quantidade de alimentação direta para o dispositivo de acionamento/freio 3A.

Estas variáveis manipuladas de alimentação direta são determinadas de modo a satisfazer um requerimento pelo qual as características de resposta de um movimento do veículo 1, em resposta a uma entrada de manipulação de acionamento, são aperfeiçoadas e as forças de reação da superfície da estrada (Fx, Fy e Fz) a serem produzidas no automóvel real 70, não se desviam de faixas permissiveis.

Com respeito ao aperfeiçoamento das características de resposta dos movimentos do veículo 1, para ser mais específico, a distribuição é executada de modo que o torque das rodas externas seja maior do que o torque das rodas internas ao virar, baseado em um ângulo de direção e em uma velocidade do veículo. Além disso, uma operação diferencial pode ser adicionada para uma operação proporcional de modo a acentuar a resposta do torque de acionamento das rodas de acionamento em relação a uma variável manipulada do acelerador. Mais especificamente, os torques de acionamento das rodas de acionamento podem ser determinados baseado em uma variável manipulada do acelerador e em uma taxa temporal de alteração (valor diferencial) da mesma.

Como processamento aritmético específico, uma relação entre conjunto de entradas de manipulação de acionamento, somas de estados do veículo 1, coeficiente de fricção de superfície da estrada e variáveis manipuladas de alimentação direta (torque da roda de alimentação direta Tqff_i, ângulo de direção de alimentação direta õff_i, carga de contato com o solo de alimentação direta Fff_z_i e um curso da suspensão de alimentação direta) que satisfaça o requerimento mencionado acima em relação ao mesmo, é determinado antecipadamente por experimentos de percurso e é mapeado e armazenado no controlador 10. Então, baseado no mapa, o determinador de variável manipulada de alimentação direta 74 pode determinar uma variável manipulada de alimentação direta a partir de uma entrada de manipulação de acionamento recebida, de uma soma de estados do veiculo 1, e de um coeficiente de fricção de superfície da estrada estimado Alternativamente, uma variável manipulada de alimentação direta pode ser determinada como se segue. Por exemplo, uma variável manipulada de alimentação direta é determinada por um sistema de controle similar à seção de sistema de controle indicada por uma linha tracejada na Figura 6-99(a) na página 225 do documento não patentário 1 mencionado acima. Mais especificamente, primeiro, uma entrada de manipulação de acionamento é fornecida para um modelo de referência (um modelo expressando as características de resposta do veiculo desejadas por um motorista) para determinar as somas de estados (uma velocidade angular na direção guinada, um ângulo de postura na direção de rolamento e assim por diante) de um movimento desejado a ser seguido por um modelo de veiculo (o mesmo modelo de veículo que o modelo de veículo 72). Então, baseado em uma diferença entre uma soma de estados do movimento desejado e uma soma de estados do modelo de veículo, uma entrada para o modelo de veículo é determinada de modo que o veículo 1 siga o movimento desejado e a entrada determinada é definida como a variável manipulada de alimentação direta. Incidentemente, neste caso, quando determinado a variável manipulada de alimentação direta, uma soma de estados real do veículo 1 não é diretamente realimentada (em outras palavras, a variável manipulada não é determinada baseado em uma diferença entre uma soma de estados real do veículo 1 e um valor desejado da mesma); portanto, a variável manipulada é chamada de uma variável manipulada de alimentação direta.

Incidentemente, na presente modalidade, uma variável manipulada de alimentação direta informada para o controlador de acionamento de atuador 78 e uma variável manipulada de alimentação direta informada para o modelo de controlador de acionamento de atuador 76 foram determinadas pelo determinador de variável manipulada de alimentação direta 74; alternativamente, entretanto, o determinador de variável manipulada de alimentação direta 74 pode ser dividido em um determinador de variável manipulada de alimentação direta para o controlador de acionamento de atuador e em um determinador de variável de alimentação direta para o modelo de controlador de acionamento de atuador. Entretanto, neste caso, o determinador de variável manipulada de alimentação direta para o controlador de acionamento de atuador e o determinador de variável manipulada de alimentação direta para o modelo de controlador de acionamento de atuador determinam a mesma variável manipulada de alimentação direta, de modo que o mesmo determinador de variável manipulada de alimentação direta é de forma desejável compartilhado, como com a presente modalidade, de modo a reduzir o volume de cálculo.

Adicionalmente, em vez das variáveis manipuladas de alimentação direta (torque de roda de alimentação direta Tqff_i, ângulo de direção de alimentação direta õff_i, carga de contato com o solo de alimentação direta Fff_z_i e curso da suspensão de alimentação direta), as variáveis manipuladas (valores desejados) dos atuadores do dispositivo atuador, as quais são equivalentes para o mesmo, podem ser determinadas como as variáveis manipuladas de alimentação direta. Por exemplo, as variáveis manipuladas dos atuadores do dispositivo de acionamento/freio 3A que são requeridas para o torque de roda transmitido para cada roda Wi pelo dispositivo de acionamento/freio 3A para concordar com o toque de roda de alimentação direta Tqff_i podem ser determinadas e as variáveis manipuladas determinadas do atuador podem ser decididas como as variáveis manipuladas de alimentação direta para o dispositivo de acionamento/freio 3A. Neste caso, o determinador de variável manipulada de alimentação direta 74 pode ser omitido e as variáveis manipuladas de alimentação direta podem ser determinadas pelo processamento interno do controlador de acionamento de atuador 78 ou modelo de controlador de acionamento de atuador 76.

Subseqüentemente, as variáveis manipuladas de alimentação direta determinadas como descrito acima, são informadas para o modelo de controlador de acionamento de atuador 76. 0 modelo de controlador de acionamento de atuador 76 modela a função de processamento aritmético e uma característica (uma relação entre as entradas e saídas do controlador de acionamento de atuador real 78) do controlador de acionamento de atuador 78 (doravante referido como controlador de acionamento de atuador real 78 em alguns casos) que emite as variáveis manipuladas dos atuadores dos dispositivos atuadores reais 3A, 3B, 3C do veículo 1 (controla os dispositivos atuadores reais 3A, 3B, 3C) . 0 modelo de controlador de acionamento de atuador 76 determina as variáveis manipuladas do atuador modelo (uma variável manipulada do atuador do sistema de acionamento/freio, uma variável manipulada do atuador da suspensão e uma variável manipulada do atuador da direção õa_i apresentada na Figura 1), as quais são variáveis manipuladas para o dispositivo atuador no modelo de veículo 72 (o modelo de sistema de acionamento/freio 52, o modelo de características dinâmicas da suspensão 54 e o modelo de sistema de controle de direção 60), baseado nas variáveis manipuladas de informação direta e emite as variáveis manipuladas de atuador de modelo determinadas para cada um dos dispositivos atuadores 3A, 3B, 3C no modelo de veículo 72. Uma quantidade de compensação de força de reação da superfície da estrada Fcmpn_i, a qual será discutida posteriormente, é adicionalmente informada para o controlador de acionamento de atuador real 78, ao passo que a quantidade de compensação de força de reação da superfície da estrada Fcmpn_i não é informada para o modelo de controlador de acionamento de atuador 76. Em outras palavras, o modelo de controlador de acionamento de atuador 76, na presente modalidade, determina as variáveis manipuladas do atuador do modelo com a quantidade de compensação de força de reação da superfície da estrada Fcmpn_i regularmente estabelecida para zero e controla os dispositivos atuadores 3A, 3B, 3C no modelo de veículo 72 por utilizar as variáveis manipuladas determinadas. 0 modelo de controlador de acionamento de atuador 76 determina as variáveis manipuladas do atuador do modelo como se segue. Utilizando as variáveis manipuladas de alimentação direta (torque de roda de alimentação direta Tqff_i, ângulo de controle de direção de alimentação direta õff_i, carga de contato com o solo de alimentação direta Fff_z_i, e curso da suspensão de alimentação direta) informadas para o modelo de controlador de acionamento de atuador 76 como valores desejados, as variáveis manipuladas do atuador do modelo são determinadas de modo que uma condição do modelo de veículo 72 concorde com os valores desejados. Neste caso, normalmente, uma variável manipulada do atuador do modelo 52 pode ser determinada por se utilizar o torque de roda de alimentação direta Tqff_i como o valor desejado, uma variável manipulada do atuador do modelo para o modelo de sistema de controle de direção 60 pode ser determinada por se utilizar o ângulo de controle de direção de alimentação direta õff_i como o valor desejado, e uma variável manipulada do atuador do modelo para o modelo de características dinâmicas da suspensão 54 pode ser determinada por se utilizar a carga de contato com o solo de alimentação direta Fff_z_i como o valor desejado. Entretanto, se existirem interferências dinâmicas entre os atuadores dos modelos de dispositivo atuador 52, 60 e 54, então, se é desejável determinar as variáveis manipuladas dos atuadores dos respectivos modelos de dispositivos atuadores 52, 60 e 54 de uma maneira integrada. Na presente modalidade, as operações dos respectivos dispositivos atuadores 3A, 3B, 3C influenciam uma à outra para fazer as forças de reação da superfície da estrada atuando sobre as rodas Wi situarem-se dentro de uma faixa permissível, de modo que as variáveis manipuladas dos atuadores dos modelos de atuador 52, 60 e 54 sejam determinadas de uma maneira integrada no modelo de controlador de acionamento de atuador 76.

Subseqüentemente, o observador de sensor 82 detecta ou estima uma soma de estados real, a qual é a soma de estados real do automóvel real 70. 0 observador de sensor 82 é equipado com vários sensores, tal como um sensor de aceleração para detectar uma aceleração do automóvel real 70, um sensor de ritmo para detectar uma velocidade angular (taxa de guinada) do automóvel real 70, um sensor de velocidade do veículo para detectar a velocidade de um veículo (velocidade no solo) do automóvel real 70, um sensor de curso da suspensão para detectar um curso (uma quantidade de deslocamento vertical) da suspensão, um sensor de altura do veículo para detectar uma altura da carroceria do veículo 1B (uma posição vertical em relação à superfície da estrada), sensores de força para detectar a cargas de contato com o solo (forças de reação da superfície da estrada) das rodas Wl até W4 ou forças de fricção entre as rodas e a superfície da estrada, sensores do torque para detectar os torques de acionamento das rodas Wl até W4, um sensor visual ou um radar para detectar um objeto existindo ao redor (em frente ou similar) do automóvel real 70, e um GPS ou sistema de navegação inercial para detectar uma posição do automóvel real 70. Baseado nas saídas destes sensores, uma soma de estados real do automóvel real 70 e uma condição ambiente, incluindo um obstáculo, do automóvel real 70.

Adicionalmente, com respeito a uma soma de estados real (por exemplo, um ângulo de deslize lateral) do automóvel real 70 que não pode ser diretamente detectado por um sensor, o observador de sensor 82 estima uma soma de estados real do automóvel real 70 por um observador baseado, por exemplo, nas entradas de manipulação de acionamento mencionadas acima, nas variáveis manipuladas de atuador dos dispositivos atuadores 3A, 3B, 3C e nos valores de detecção de sensores. A soma de estado real do automóvel real 70 diretamente detectadas pelos sensores ou estimada pelo observador, como descrito acima, é uma soma de estados real. Nas modalidades na presente descrição, somas de estado reais detectadas ou estimadas incluem uma velocidade do veículo, uma taxa de guinada (uma velocidade angular ao redor do eixo de guinada), um ângulo de deslize lateral, uma posição, uma velocidade rotacional do motor e assim por diante do automóvel real 70.

Subseqüentemente, um erro de soma de estados, o qual é uma diferença entre uma soma de estados real corrente (um valor de tempo corrente de uma soma de estados real) do veículo 1 e a soma de estados da última vez do modelo de veículo 72 (valor da última vez de uma soma de estados do veículo 1 no modelo de veículo 72), é determinada pelo calculador de erro 84. Erros específicos de soma de estados incluem um erro de ângulo de rolagem 0err_x, o qual é um erro de um ângulo de postura da carroceria do veículo 1B na direção de rolagem (ao redor do eixo geométrico X), um erro de velocidade angular de rolagem <aerr_x, o qual é um erro da velocidade angular do ângulo de postura na direção de rolagem, um erro de ângulo de oscilação longitudinal 0err_y, o qual é um erro de um ângulo de postura da carroceria do veículo na direção de oscilação longitudinal (ao redor do eixo geométrico Y), um erro de velocidade angular de oscilação longitudinal <aerr_y, o qual é um erro da velocidade angular do mesmo na direção de oscilação longitudinal, um erro de ângulo de guinada 0err_z, o qual é um erro de um ângulo de postura da carroceria do veículo 1B na direção de guinada (ao redor do eixo geométrico Z), um erro de velocidade angular de guinada aerr_z, o qual é um erro de uma velocidade angular (taxa de guinada) do ângulo de postura do mesmo na direção de guinada, componentes axiais XYZ Pberr_x, Pberr_y e Pberr_z de um erro posicionai da carroceria do veículo e componentes axiais XYZ Vberr_x, Vberr_y e Vberr_z de um erro de uma velocidade translacional da carroceria do veículo 1B. Daqui para frente, as velocidades angulares na direção de rolagem (ao redor do eixo geométrico X), na direção de oscilação longitudinal (ao redor do eixo geométrico Y) e na direção de guinada (ao redor do eixo geométrico Z) da parte acima da mola (carroceria do veiculo 1B) serão descritos por ω seguido pelos subscritos indicando eixos geométricos de rotação, como ωχ, ωγ e ωζ, ao invés de p, q e r, respectivamente.

Na presente modalidade, a diferença entre a soma de estados real corrente, do automóvel real 70 e a soma de estados da última vez, do veiculo 1, no modelo de veiculo 72, foi definida como erro de soma de estados; alternativamente, entretanto, uma diferença entre uma soma de estados real do automóvel real 70, detectada ou estimada pelo observador de sensor 82 em um ciclo de processamento aritmético de um número n (n = 1, 2, ...) de vezes antes de uma soma de estados da última vez do veiculo 1, no modelo de veiculo 72, pode ser definida como um erro de soma de estados. Adicionalmente, em cada ciclo de processamento aritmético, o procedimento do processamento aritmético pode ser alterado de modo que uma soma de estados do tempo corrente do veiculo 70 no modelo de veiculo 72 seja calculada antes de se detectar ou estimar a soma de estados real corrente do automóvel real 70 (processamento do observador de sensor 82), desse modo determinando a diferença entre a soma de estados real corrente e a soma de estados da última vez do veiculo 1 no modelo de veiculo 72 ou a diferença entre a soma de estados real corrente e uma soma de estados do veiculo 1 no modelo de veiculo 72 um número n de vezes antes (a soma de estados no ciclo de processamento aritmético um número n de vezes antes). Quais dentre os métodos é o ótimo, depende de um retardo na transmissão de um sistema de controle.

Subseqüentemente, o erro de soma de estados é informado para a lei de controle de cancelamento de erro 86, onde quantidades de compensação de cancelamento de erro Fstab, Mstab para convergir o erro para zero, são determinadas . A quantidade de compensação de cancelamento de erro Fstab significa um componente de força translacional de um valor requerido de uma força externa (vetor) a ser aplicada junto ao automóvel real 70 (mais especificamente, o centro de gravidade total do veiculo 1 ou o centro de gravidade da carroceria do veiculo 1B no automóvel real) de modo a levar um erro de pelo menos uma dentre uma posição e uma velocidade (velocidade translacional) do veiculo 1 dentro do erro de soma de estados mencionado acima para próximo de zero. Adicionalmente, a quantidade de compensação de cancelamento de erro Mstab significa um componente de momento de um valor requerido de uma força externa (vetor) a ser aplicado junto ao automóvel real 70 de modo a levar um erro de pelo menos um dentre um ângulo de postura e uma velocidade angular do mesmo dentro do erro de soma de estados mencionado acima para próximo de zero.

Para ser especifico, estas quantidades de compensação de cancelamento de erro Fstab e Mstab são determinadas de acordo com as expressões seguintes 15a até 15f. Em outras palavras, elas são determinadas a partir de um erro de soma de estados de acordo com uma lei de controle PD como uma lei de controle de realimentação.

Fstab_x=Kpx.Pberr_x+Kvx.Verr_x ..... Expressão 15a Fstab_y=Kpy. Pberr_y+Kvy. Verr_y+K9zy. 9err y+Kωzy. coe rr y ..... Expressão 15b Fstab_z=Kpz.Pberr_z+Kvz.Verr_z ..... Expressão 15c Mstab_x=K9x. 9err_x+Kcox. aerr_x ..... Expressão 15d Mstab_y=K9y. 9err_y+Kcoy. coerr_y ..... Expressão 15e Mstab_x=K9z . 9err_z+Kcoz . ωerr_z+Kpyz . Pberr y+Kvyz .Ve rr_y ..... Expressão 15f onde Kpx, Kvx, Kpy, Kvy, Kpz, Kvz, Κθχ, Κωχ, K9y, Kmy, Κθζ, Κωζ, Kpyz, Kvyz, K9zy e Kmzy denotam ganhos predeterminados e pelo menos um destes é estabelecido para um valor que não é zero. 0 componente Pberr_y na direção do eixo geométrico Y de um erro de posição significa o desvio de uma trajetória de movimento do automóvel real 70 a partir de uma trajetória de movimento do veiculo 1 no modelo de veiculo 72, ou seja, desvio de curso. O componente Pberr y na direção do eixo geométrico Y do erro de posição se altera com um produto do erro de ângulo de guinada 6err_z (erro de um ângulo de postura na direção de guinada) do veiculo 1 com uma velocidade (velocidade translacional) do veiculo 1. Isto significa que um movimento de um ângulo de postura na direção de guinada do veiculo 1 influencia o componente na direção do eixo geométrico Y de um erro de posição. KGzy, Κωζγ, Kpyz e Kvyz são ganhos para acentuar a estabilidade de controle e a agilidade de resposta, levando as influências acima em consideração. Especialmente, estabelecendo Kpyz e Kvyz para valores que não são zero fazem com que surja uma operação para reduzir um desvio de curso por manipular um ângulo de controle de direção se o desvio de curso do veiculo 1 acontecer.

Em uma terceira modalidade e nas modalidades depois desta, as quais serão discutidas daqui para frente, uma operação para reduzir um desvio de curso por manipular um ângulo de direção se o desvio de curso do veiculo 1 acontecer, pode ser gerada como cenário em um preparador de cenário. Neste caso, mesmo se Kpyz, Kvyz, KGzy e Κωζγ forem estabelecidos para zero, os dispositivos atuadores 3A, 3B, 3C do automóvel real 70 operam para reduzir um desvio de curso por manipular um ângulo de direção se o desvio de curso acontecer.

Os ganhos acima podem ter valores fixos, de prefe- rência, entretanto, eles são estabelecidos de forma variável de acordo com um coeficiente estimado de fricção de superfície da estrada μβείπι e com uma velocidade do veículo, um ângulo de deslize lateral, uma taxa de deslizamento e assim por diante do automóvel real 70 ou veículo 1 no modelo de veículo 72, de modo a acentuar a estabilidade e a agilidade da resposta de controle.

Subseqüentemente, as quantidades de compensação de cancelamento de erro Fstab, Mstab, os valores da última vez Fmdl i p das forças de reação da superfície da estrada (especialmente, a força de acionamento/freio Fmdl_x_i, a força lateral Fmdl y i e a carga de contato com o solo Fmdl_z_i) dos pneumáticos Wi e o coeficiente estimado de fricção da superfície da estrada μββ^ no modelo de veículo 72 são informados para o distribuidor 88. Então, baseado nestas entradas, o distribuidor 88 determina uma quantidade de compensação de força de reação da superfície da estrada Fcmpn_i e as forças externas virtuais Fvirt e Mvirt. Uma força de reação da superfície da estrada definida pela variável manipulada do atuador do modelo (valor da última vez) informada para o modelo de veículo 72, pode ser fornecida para o distribuidor 88 em vez de Fmdl_i_p. Por exemplo, o valor da última vez da carga de contato com o solo de alimentação direta Fff_z_i incluído em uma variável manipulada do atuador do modelo de suspensão para o modelo de características dinâmicas da suspensão 54 pode ser utilizado em vez da carga de contato com o solo Fmdl_z_i (valor da última vez) fora do Fmdl_i_p. Em um caso onde as forças de reação da superfície da estrada são detectadas pelo observador de sensor 82, os valores de detecção dos mesmos podem ser fornecidos em vez de Fmdl_i_p para o distribuidor 88. A quantidade de compensação de força de reação de superfície de estrada Fcmpn_i determinada pelo distribuidor 88 significa uma quantidade de correção de uma força de reação da superfície da estrada a ser gerada no automóvel real 70 (uma quantidade de correção para uma força de reação da superfície da estrada em relação a uma variável manipulada de alimentação direta) para levar um erro de soma de estados para próximo de zero. Adicionalmente, as forças virtuais externas Fvirt e Mvirt significam forças externas a serem adicionalmente aplicadas junto ao veículo 1 (mais especificamente, à carroceria do veículo 1B (a parte acima da mola) ) no modelo de veículo 72, para levar um erro de soma de estados para próximo de zero. Fvirt das forças virtuais externas Fvirt e Mvirt significam um componente de força translacional, enquanto Mvirt significa um componente de momento. O processamento aritmético do distribuidor 88, o qual determina esta quantidade de compensação de força de reação da superfície da estrada Fcmpn_i e as forças virtuais externas Fvirt e Mvirt, será explicado em detalhes abaixo.

Primeiro, uma faixa permissível (assim chamado, ciclo de fricção) de uma força de fricção da superfície da estrada (uma força de fricção entre cada pneumático Wi e uma superfície de estrada) é estabelecida baseado no coeficiente estimado de fricção de superfície da estrada e em cada carga de contato com o solo do pneumático do modelo de veículo Fmdl_z_i_p, a qual é o valor da última vez da carga de contato com o solo Fmdl_z_i de cada pneumático Wi no modelo de veículo 72. Entretanto, a faixa permissível é estabelecida para ser ligeiramente menor do que um valor de fricção limite. Especificamente, um valor de limite superior Fhmax da magnitude de um vetor de força de fricção de cada pneumático Wi é estabelecido. A faixa permissível estabelecida como descrito acima ser doravante referida como uma faixa permissível de força de fricção. A faixa permissível de força de fricção é uma faixa permissível que restringe o valor limite superior da magnitude de uma força resultante de uma força de acionamento/freio e de uma força lateral atuando sobre cada pneumático Wi a partir de uma superfície da estrada. Incidentemente, a faixa permissível de força de fricção pode ser estabelecida para ser elíptica.

Adicionalmente, como outra faixa permissível, uma faixa permissível de uma carga de contato com o solo de cada pneumático Wi (doravante referida como faixa permissível de carga de contato com o solo) é estabelecida para impedir as rodas Wi de flutuarem e funcionarem inativas. Especificamente, um valor limite inferior Fzmin_i de uma carga de contato com o solo de cada pneumático Wi é estabelecida. A faixa permissível de carga de contato com o solo estabelecida como descrito acima é um faixa permissível que restringe um valor limite inferior de uma carga de contato com o solo de cada pneumático Wi. O valor limite inferior Fzmin_i da faixa permissível de carga de contato com o solo pode ser estabelecido para cada roda Wi, ou o mesmo valor pode ser estabelecido para todas as rodas Wl até W4.

Subseqüentemente, as quantidades de compensação de força de reação da superfície da estrada Fcmpn_i são determinadas de modo que as forças resultantes (uma força e um momento translacional) das quantidades de compensação de força de reação da superfície da estrada Fcmpn_i de todos os pneumáticos Wl até W4 que atuam sobre o centro de gravidade total do veículo 1 ou o centro de gravidade da carroceria do veículo 1B concordem ou se aproximem das quantidades de compensação de cancelamento de erro Fstab e Mstab o máximo possível, enquanto a soma (soma de vetores) da força de reação da superfície da estrada do pneumático do modelo de veículo da última vez Fmdl_i_p, a qual é o valor da última vez da força de reação da superfície da estrada de cada pneumático Wi no modelo de veículo 72, e a quantidade de compensação de força de reação da superfície da estrada Fcmpn_i satisfaz a faixa permissível de força de fricção e a faixa permissível de carga de contato com o solo (mais especificamente, satisfaz as desigualdades 16 e 17 seguintes).

Mais especificamente, a força de compensação de força de reação da superfície da estrada Fcmpn_i é determinada de modo que uma função de performance E (Ferr_x, Ferr_y, Ferr_z, Merr_x, Merr_y e Merr_z) definida pela expressão 20, a qual inclui os componentes axiais XYZ Ferr_x, Ferr_y, Ferr_z de um erro de quantidade de compensação de componente de força translacional da força de reação da superfície da estrada definidos pela expressão 18a, expressão 18b e expressão 18c e os componentes axiais XYZ Merr_x, Merr y e Merr_z de um erro de quantidade de compensação de componente de momento da força de reação da superfície da estrada definidos pela expressão 19a, expressão 19b e expressão 19c, é minimizada, enquanto satisfazendo as desigualdades da expressão 16 e da expressão 17. Em geral, a quantidade de compensação de força de reação da superfície da estrada Fcmpn_i que satisfaz tal condição não pode ser analiticamente determinada, de modo que ela é determinada por uma técnica de pesquisa.

Incidentemente, £ nas expressões 18a até 18c e 19b significa a soma total em relação a i(=l, 2, 3, 4) (a soma total em relação a todas as rodas Wl até W4). Adicionalmente, hf, hr, hRC, Lf, Lr, bf e br são os mesmos que apresentados nas expressões 10a até 10c e 11a até 11c mencionadas acima.

Subseqüentemente, o erro de quantidade de compensação de componente de força translacional da força de reação da superfície da estrada Ferr (vetor) e o erro de quantidade de compensação do componente do momento da força de reação da superfície da estrada Merr (vetor) determinados como descrito acima são definidos como um componente de força translacional Fvirt de uma força virtual externa e um componente de momento Mvirt da força virtual externa. Mais especificamente, o componente de forma translacional da força virtual externa Fvirt e o componente de momento da força virtual externa Mvirt são determinados de acordo com as expressões 21 e 22 seguintes.

Fvirt - Fferr .... Expressão 21 Mvirt - Mferr..... Expressão 22 Subseqüentemente, a variável manipulada de alimentação direta e a quantidade de compensação de força de reação da superfície da estrada Fcmpn_i são informadas para o controlador de acionamento de atuador (o controlador de acionamento de atuador real) 78. Então, o controlador de acionamento de atuador real 78 pega a força de reação da superfície da estrada obtida pela adição da quantidade de compensação de força de reação da superfície da estrada Fcmpn_i com a força de reação da superfície da estrada correspondendo a uma variável manipulada de alimentação direta (uma força de reação da superfície da estrada esperada de ser produzida pela variável manipulada de alimentação direta. Isto significa um valor básico requerido de uma força de reação da superfície da estrada (uma força de reação da superfície da estrada obtida por se corrigir uma força de reação da superfície da estrada correspondendo a uma variável manipulada de alimentação direta pela quantidade de compensação de força de reação da superfície da estrada Fcmpn_i) como um valor desejado de modo a determinar as variáveis manipuladas para os atuadores dos dispositivos atuadores 3A, 3B, 3C (dispositivo de acionamento/freio 3A, com a função de controle de distribuição de força motriz, dispositivo de direção ativa 3B e dispositivo de suspensão ativa 3C) do automóvel real 70, de modo que uma força de reação da superfície da estrada realmente produzida concorde com ou se aproxime do valor desejado e controle os dispositivos atuadores 3A, 3B, 3C com base nas variáveis manipuladas.

Alternativamente, a força de reação da superfície da estrada Fmdl_i e a quantidade de compensação de força de reação da superfície da estrada Fcmpn_i podem ser informadas para o controlador de acionamento de atuador 78 e os dispositivos atuadores (dispositivo de acionamento/freio 3A com a função de controle de distribuição de força motriz, dispositivo de direção ativa 3B, e dispositivo de suspensão ativa 3C) do automóvel real 70 podem ser controlados de modo que uma força de reação da superfície da estrada que é a soma da força de reação da superfície da estrada Fmdl_i com a quantidade de compensação de força de reação da superfície da estrada Fcmpn_i do modelo de veículo 72 seja realmente gerada.

Em qualquer caso, a força lateral Fy_i, a força de acionamento/freio Fx_i, a carga de contato com o solo Fz_i e assim por diante mutuamente interferem uma com a outra, por exemplo, a força lateral Fy_i de cada pneumático Wi é influenciada pela força de acionamento/freio Fx_i como apresentado na Figura 6-19 na página 184 do documento não patentário 1 mencionado acima e o grau de interferência se altera com um coeficiente de fricção (um coeficiente de fricção entre uma superfície da estrada e um pneumático). Portanto, é desejável integralmente controlar (manipular) os atuadores de todos os dispositivos atuadores 3A, 3B e 3C baseado no coeficiente estimado de fricção da superfície da estrada estimado pelo estimador μ 80.

Subseqüentemente, a entrada de manipulação de acionamento, a variável manipulada do atuador do modelo, o componente de força translacional da força virtual externa Fvirt, o componente de momento da força virtual externa Mvirt e o coeficiente estimado de fricção da superfície da estrada μεβ^ são informados para o modelo de veículo 72 e o processamento aritmético do modelo de veículo 72 é realizado como descrito acima. Assim, a soma de estados de movimento da carroceria do veículo do modelo corrente, a qual é o valor do tempo corrente de uma soma de estados do modelo de movimento da carroceria do veículo 56 (uma soma de estados do movimento da carroceria do veículo do modelo) e uma força de reação da superfície da estrada do modelo corrente, a qual é o valor atual de uma força de reação da superfície da estrada atuando sobre o veículo 1 no modelo de veículo 72, são determinadas.

Subseqüentemente, os coeficientes de fricção estimados μθβίιη (valores atuais), os quais são os valores estimados dos coeficientes de fricção entre as rodas W1 até W4 e a superfície da estrada, são calculados pelo estimador μ 80. Estes estimador μ 80 recebe, por exemplo, as somas de estados reais do automóvel real 70 (por exemplo, as acelerações do automóvel real 70 nas direções longitudinal e lateral, as velocidades rotacionais das rodas Wl até W4 e a taxa de guinada do automóvel real 70) detectadas ou estimadas pelo observador de sensor 82 e os ângulos de controle de direção (valores passados, tal como os valores da última vez) das rodas de controle de direção Wl até W4 e as variáveis manipuladas do atuador (valores passados, tal como os valores da última vez) que especificam as forças de acionamento/freio além das variáveis manipuladas do atuador determinadas pelo controlador de acionamento de atuador 78, as quais serão discutidas posteriormente em detalhes e os coeficientes estimados de fricção da superfície da estrada μβε^ (valores atuais) são calculados a partir das entradas acima. Neste caso, várias técnicas são publicamente conhecidas como as técnicas para estimar os coeficientes de fricção, de modo que tais técnicas publicamente conhecidas podem ser utilizadas para determinar μθ3^. Por exemplo, um coeficiente de fricção pode ser estimado baseado em um valor de pico de uma aceleração da carroceria do veículo 1B. Na presente modalidade, um valor atual do coeficiente estimado de fricção da superfície da estrada μθβίιη determinado como descrito acima é utilizado no próximo ciclo de processamento aritmético do controlador 10. O coeficiente de fricção estimado μθβίιη é de forma desejável determinado separadamente para cada roda dentre Wl até W4; alternativamente, entretanto, ele pode ser, por exemplo, um valor estimado representativo em relação ao conjunto de todas as rodas Wl até W4, ou um valor estimado representativo de cada conjunto dentre o conjunto de rodas frontais Wl, W2 e o conjunto de rodas traseiras W3, W4, ou um valor estimado representativo em relação a cada conjunto dentre o conjunto de rodas esquerdas Wl, W3 e o conjunto de rodas direitas W2, W4. Adicionalmente, o coeficiente estimado de fricção da superfície da estrada μεβ^ pode ser atualizado em um intervalo de tempo fixo que é mais longo do que um ciclo de processamento aritmético (ciclo de controle) do controlador 10 de modo a impedir seu valor de freqüente-mente se alterar, ou o coeficiente estimado de fricção da superfície da estrada μβε^ pode ser obtido através de um filtro, tal como um filtro passa-baixa, a partir de um valor instantâneo estimado de um coeficiente de fricção em cada ciclo de processamento aritmético. Adicionalmente, a suavidade das alterações nos coeficientes estimados de fricção da superfície da estrada informados para o modelo de veículo 72, e a suavidade de alterações nos coeficientes estimados de fricção da superfície da estrada informados para o distribuidor 88, podem ser estabelecidas para serem diferentes.

Adicionalmente, as forças virtuais externas Fvirt e Mvirt são informadas para o indicador de realimentação sensorial 90. Uma correção de um movimento do veículo 1 do modelo de veículo 72 pelas forças virtuais externas Fvirt e Mvirt não é pretendida pelo próprio motorista do veículo 1; portanto, se as magnitudes das forças virtuais externas Fvirt e Mvirt excederem a valores predeterminados, então o motorista é de forma desejável informado disto por algum dispositivo. O indicador de realimentação sensorial 90 é adaptado para realizar o processamento para o anúncio. Por exemplo, uma variável manipulada adicional é adicionada para um atuador de direção hidráulica do dispositivo de direção 3B ou para um atuador de auxílio de freio do dispositivo de acionamento/freio 3A, baseado em uma quantidade de alteração de uma variável manipulada de alimentação direta, baseado em uma força virtual externa (uma quantidade de alteração de uma variável manipulada de alimentação direta que é equivalente à força virtual externa) e o motorista é informado da correção do movimento do veículo 1 do modelo de veículo 72, baseado nas forças virtuais externas Fvirt e Mvirt. Para ser mais específico, por exemplo, um torque que é proporcional a um componente vertical do momento Mvirt_z de uma força virtual externa pode ser adicionalmente gerado na direção hidráulica.. O anúncio pode ser audível ou visualmente executado .

De acordo com a primeira modalidade explicada acima, os movimentos do automóvel real 70 e do veiculo no modelo de veiculo 72 são manipulados de modo que uma diferença de soma de estados entre o automóvel real 70 e o veiculo no modelo de veiculo 72 se aproxime de zero, e uma força de reação da superfície da estrada se situe dentro de uma faixa permissível, assim impedindo erros de soma de estados de se tornarem excessivos. Isto reduz uma situação na qual uma variável manipulada de atuador para cada dispositivo atuador 3A, 3B, 3C do automóvel real 70 seja restrita por um limitador, assim tornando possível apropriadamente controlar os movimentos do automóvel real 70 enquanto efetivamente restringindo as influências de fatores de perturbação, tal como ondulação e uma superfície da estrada ou uma alteração no coeficiente de fricção no automóvel real 70. Além disso, a robustez do controle do veículo 1 em relação aos parâmetros do modelo de veículo 72 ou os erros do coeficiente estimado de fricção da superfície da estrada, podem ser aperfeiçoados.

Na primeira modalidade mencionada acima, as forças virtuais externas foram informadas para o modelo de veículo 72; entretanto, alternativamente, as forças virtuais externas determinadas pelo distribuidor 88 como descritas acima, podem ser definidas como as quantidades de compensação de força de reação da superfície da estrada para corrigir uma força de reação da superfície da estrada no modelo de veículo 72 e podem ser informadas para o modelo de contro- lador de acionamento de atuador 76 em vez do modelo de veículo 72, como apresentado na Figura 5. Neste caso, o modelo de controlador de acionamento de atuador 76 pode determinar uma variável manipulada de atuador do modelo para o modelo de veículo 72, como no caso onde o controlador de acionamento de atuador real 78 determina uma variável manipulada do atuador. 0 modelo de veículo 72 pode ser equipado com um atuador e um controlador de acionamento do mesmo que não são proporcionados no automóvel real 70. Operando o atuador, o qual não é proporcionado no automóvel real 70, no modelo de veículo 72, torna possível obter um equivalente de operação a este obtido no caso onde uma força virtual externa é transmitida para o veículo 1 no modelo de veículo 72.

De forma suplementar, a primeira modalidade explicada acima é uma modalidade da primeira modalidade, da segunda modalidade e da quarta até a décima primeira modalidade descritas acima. Neste caso, as forças externas virtuais Fvirt e Mvirt correspondem às entradas de controle de manipulação de modelo de veículo, a quantidade de compensação de força de reação da superfície da estrada Fcmpn_i corresponde a uma entrada de controle de manipulação de atuador do automóvel real e um erro de soma de estados determinado pelo calculador de erro 84 corresponde a um primeiro erro de soma de estados. Adicionalmente, os movimentos modelo do corpo do veículo correspondem aos movimentos do veículo do modelo. Adicionalmente, as variáveis manipuladas de alimentação direta emitidas pelo determinador de variável manipulada de alimentação direta 74 correspondem às entradas básicas de controle do automóvel real ou aos parâmetros básicos desejados de força de reação da superfície da estrada. Adicionalmente, as variáveis manipuladas do atuador do modelo emitidas pelo modelo de controlador de acionamento de atuador 76 correspondem às entradas básicas de controle do modelo ou aos parâmetros de força de reação de superfície da estrada do modelo. Incidentemente, em vez das forças virtuais externas Fvirt e Mvirt, as variáveis manipuladas para um dispositivo atuador no modelo de veículo 72 que proporcionam uma vantagem equivalente a esta obtida pela aplicação das forças externas virtuais junto ao veículo 1 no modelo de veículo 72 (isto é, quantidades de correção das variáveis manipuladas do atuador do modelo) podem ser determinadas e as variáveis manipuladas determinadas podem ser informadas para o modelo de veículo 72 como as entradas de controle de manipulação do modelo de veículo. As entradas de controle de manipulação do modelo de veículo neste caso podem ser determinadas por se converter as forças virtuais externas Fvirt e Mvirt para variáveis manipuladas da dimensão das variáveis manipuladas do atuador do modelo. Isto torna possível configurar uma modalidade da terceira modalidade ou da décima segunda modalidade descritas acima. Incidentemente, ao invés das forças virtuais externas Fvirt e Mvirt, as variáveis manipuladas do atuador do modelo, as quais serão equivalentes às forças virtuais externas Fvirt e Mvirt, podem ser diretamente determinadas.

Segunda Modalidade Uma segunda modalidade do controlador para um veículo de acordo com a presente invenção será agora explicada. A segunda modalidade difere da primeira modalidade somente em uma parte da construção do veículo 1 e em uma parte do processamento de controle do controlador 10; por conseqüência, para a mesma parte da configuração ou mesma parte de função que esta da primeira modalidade, os mesmos números de referência que estes na primeira modalidade serão utilizados e a explicação detalhada dos mesmos será omitida. A segunda modalidade utiliza um modelo de veículo que mais simples do que este na primeira modalidade e controla somente um dispositivo de direção ativa 3B entre os dispositivos atuadores 3A, 3B, 3C de um veículo 1 para levar uma diferença de soma de estados entre o modelo de veículo e o veículo real 1 para próximo de zero.

Neste caso, na presente modalidade, o dispositivo de direção ativa 3B permite somente aos ângulos de controle de direção das rodas dianteiras W1 e W2 serem ativamente manipulados através do intermédio de um atuador, tal como um motor elétrico. Por conseqüência, na presente modalidade, as rodas traseiras W3 e W4 não têm a direção controlada.

Na presente modalidade, um dispositivo de aciona-mento/freio 3A pode ser um dispositivo de acionamento/freio com função de controle de distribuição de força motriz, como com a primeira modalidade, ou ele pode não ser proporcionado com a função de controle de distribuição de força motriz. Adicionalmente, uma força de acionamento pode ser transmitida somente para duas rodas de acionamento (as rodas frontais W1 e W2 ou para as rodas traseiras W3 e W4) (assim chamado 2WD). Adicionalmente, um dispositivo de suspensão 3C pode ser um dispositivo de suspensão ativa, como com a primeira modalidade, ou ele pode ser um dispositivo de suspensão passiva não possuindo atuador. Em qualquer caso, na presente modalidade, a manipulação ativa de atuadores baseado na diferença de soma de estados entre o modelo de veiculo e o veiculo real 1 é realizada no dispositivo de direção 3B, como descrito acima. Na explicação seguinte, para conveniência de entendimento da presente modalidade, o dispositivo de acionamento/freio 3A é suposto de ser um dispositivo padrão de acionamento/freio sem a função de controle de distribuição de força motriz. Além disso, o controle de operação do dispositivo de acionamento/freio 3A é suposto de ser realizado por um controlador separado do controlador 10 por processamento de controle normal publicamente conhecido baseado em uma variável manipulada do acelerador, em uma variável manipulada do freio e em uma posição da alavanca de marchas entre as entradas de manipulação de acionamento. O dispositivo de suspensão 3C é suposto de ser um dispositivo de suspensão passiva não possuindo atuador. A construção básica para a função de processamento de controle do controlador 10 na presente modalidade é a mesma que esta apresentada no diagrama de blocos da Figura 4 mencionado acima. Entretanto, na presente modalidade, o processamento de um modelo de veiculo 72, de uma lei de controle de cancelamento de erro 86, e de um distribuidor 88 é diferente deste na primeira modalidade. Em adição, o processamento de um determinador de variável manipulada de alimentação direta 74, de um controlador de acionamento de atuador 78, e de um modelo de controlador de acionamento de atuador 76 é diferente deste na primeira modalidade.

Antes de explicar o processamento de controle do controlador 10 na presente modalidade, o modelo de veiculo 72 na presente modalidade será explicado com referência à Figura 6. A Figura 6 é um diagrama de blocos apresentando a construção funcional do modelo de veículo 72 na presente modalidade. Na presente modalidade, o modelo de veículo 72 é proporcionado com um modelo de sistema de controle de direção 61 e com um modelo de duas rodas 63. O modelo de sistema de controle de direção 61 é um modelo expressando as características dinâmicas do dispositivo de direção ativa 3B na presente modalidade, como com este na primeira modalidade. Mais especificamente, o modelo de sistema de controle de direção 61 recebe um ângulo de direção 0s e uma variável manipulada de atuador de direção õa_i (õa_l e õa_2 na presente modalidade) entre as entradas de manipulação de acionamento, então, ele determina, baseado nestas entradas, os ângulos de controle de direção 5mdl_l e õmdl_2 das rodas frontais \wl e W2, as quais são rodas de controle de direção e emite os mesmos. Incidentemente, os ângulos de controle de direção õmdl_l e 5mdl_2 das rodas frontais Wl e W2 são substancialmente iguais, de modo que qualquer um destes ângulos de controle de direção 5mdl_l e õmdl_2 ou um valor médio dos mesmos pode ser emitido a partir do modelo de sistema de controle de direção 61.. O modelo· de duas rodas 63 é, por exemplo, um modelo publicamente conhecido possuindo dois graus de liberdade apresentados na Figura 6-6 3 do documento· não· patentário 1 mencionado acima ou na Figura 3.5 de "Motions and Control of automobiles (2nd edition}" (escrito por Masato Abe e publicado pela Sankaido em 23 de julho· de 2004) . Mais especificamente/ como apresentado na Figura 7, o modelo de duas rodas é um modelo que aproximadamente expressa os comportamentos do veículo real 1 em termos de comportamentos de um veículo possuindo uma única roda frontal Wf e uma única roda traseira Wr (ou seja, um veículo de duas rodas). Na Figura 7, "curso de referência" e "taxa de guinada de referência" se relacionam com uma modalidade a ser descrita posteriormente, de modo que eles podem ser ignorados aqui. Neste caso, de acordo com a presente modalidade, uma força virtual externa para levar uma soma de estados do modelo de duas rodas 63 para próximo de uma soma de estados do automóvel real 70 é adicionada e as dinâmicas do modelo de duas rodas 63 são descritas pelas equações dinâmicas de expressões 50a até 50d dadas abaixo.

Expressão Matemática 3 Aqui, m, I, V β, ωζ e õf nas expressões 50a até 50d denotam uma massa do veículo 1, um momento inercial ao redor de um eixo geométrico de guinada do veículo 1, uma velocidade de movimento (uma velocidade do veículo; para ser preciso, a velocidade do centro do ponto de gravidade do veículo 1), um ângulo de deslize lateral do centro do ponto de gravidade do veículo 1 (um ângulo formado por um vetor de velocidade do centro do ponto de gravidade do veículo 1 e a direção no eixo geométrico X), uma taxa de guinada do veículo 1 (uma velocidade angular de um ângulo de postura ao redor do eixo geométrico de guinada), e um valor médio de um ângulo de controle de direção da roda frontal W e um ângulo de controle de direção da roda frontal W2 ( o ângulo de controle de direção da roda frontal Wf na Figura 7), respectivamente. Adicionalmente, Lf denota uma distância entre o centro do ponto de gravidade do veículo 1 e um eixo frontal, Lr denota uma distância entre o centro do ponto de gravidade do veículo 1 e eixo traseiro, Kf denota uma força de boleamento de canto por roda das rodas frontais W1 e W2 do veículo 1 (metade da força de boleamento de canto das rodas frontais Wf na Figura 7) e Kr denota uma força de boleamento de canto por roda das rodas traseiras W3 e W4 do veículo 1 (metade da força de boleamento de canto das rodas traseiras Wr na Figura 7) . Adicionalmente, Yf denota uma força de boleamento de canto por roda das rodas frontais Wl e W2, e Yr denota uma força de boleamento de canto por roda das rodas traseiras W3 e W4. Adicionalmente Fvirt e Mvirt denotam um componente de força translacional e um componente de momento, respectivamente, da força virtual externa mencionada acima. 0 modelo de duas rodas 63 descrito por meio das expressões 50a até 50d acima recebe os ângulos de controle de direção õmdl_l e õmdl_2 a partir do modelo de sistema de controle 61 e também recebe uma variável manipulada do acelerador, uma variável manipulada do freio e uma posição da alavanca de marchas entre as entradas de manipulação de acionamento supramencionadas e um coeficiente estimado de fricção da superfície da estrada μβε^, as forças virtuais externas Fvirt, Mvirt e uma velocidade do veículo V. Neste caso, o coeficiente estimado de fricção da superfície da estrada μββ^ é informado a partir do estimador μ 80 e as forças virtuais externas Fvirt, Mvirt são informadas a partir de um distribuidor 88. Adicionalmente, a velocidade do veículo V é informada a partir de um observador de sensor 82. Baseado nestas entradas, o modelo de duas rodas 63 seqüencialmente calcula o ângulo de deslize lateral β, a taxa de guinada ωζ, uma força de acionamento/freio Fmdl_x_i e uma força lateral Fmdl_y_i de cada roda Wi em cada ciclo de processamento aritmético do controlador 10.

Especificamente, o modelo de duas rodas 63 determina qualquer um dos ângulos de controle de direção de entrada õmdl_l e õmdl_2 ou um valor médio dos mesmos como õf nas expressões 50a até 50d acima. Em um caso onde o modelo de sistema de controle de direção 61 emite qualquer um dos ângulos de controle de direção õmdl_l e õmdl_2 ou um valor médio dos mesmos, o ângulo de controle de direção de saída pode ser determinado como õf. Adicionalmente, o modelo de duas rodas 63 determina as forças de boleamento de canto Kf e Kr a partir do coeficiente estimado de fricção da superfície da estrada μββίιη baseado em uma tabela de dados preestabelecida ou similar. Então, baseado nos valores da última vez destes õf e Kf, Kr, na velocidade do veículo de entrada V e no ângulo de deslize lateral β e na taxa de guinada ωζ, o modelo de duas rodas 63 calcula os valores atuais do ângulo de deslize lateral β, da taxa de guinada ωζ, dβ/dt, a qual é uma taxa de alteração (um valor diferencial) do ângulo de deslize lateral β e dcoz/dt, a qual é uma taxa de alteração (um valor diferencial) da taxa de guinada ωζ, de acordo com as expressões 50a e 50b acima (mais especificamente, as expressões obtidas por se fragmentar as mesmas por um ciclo de controle).

Adicionalmente, o modelo de duas rodas 63 determina Yf e Yr baseado nos valores da última vez e nos valores atuais do ângulo de deslize lateral β e na taxa de guinada az determinada como descrito acima por se solucionar uma equação simultânea das expressões 50c e 50d acima. Assim, Yf será as forças laterais Fmdl y 1 e Fmdl_y_2 das rodas frontais Wl e W2 (Fmdl_y_l = Fmdl_y_2 = Yf) ) e Yr será as forças laterais Fmdl y 3 e Fmdl y 4 das rodas traseiras W3 e W4 (Fmdl y 3 = Fmdl_y_4 = Yr).

Incidentemente, Yf e Yr podem ser determinadas de acordo com as expressões 51a e 51b seguintes: Adicionalmente, o modelo de duas rodas 63 calcula a força de acionamento/f reio Fmdl_x_i de cada roda Wi a partir de uma velocidade do veiculo informada (velocidade do veiculo de um automóvel real 70) e de uma variável manipulada do acelerador, de uma variável manipulada do freio e de uma posição da alavanca de marchas entre as entradas de manipulação de acionamento. Neste caso, Fmdl_x_l = Fmdl_x_2 e Fmdl_x_3 = Fmdl_x_4.

Na presente modalidade, a partir do ângulo de deslize lateral β e da taxa de guinada ωζ calculados pelo modelo de duas rodas 63, a taxa de guinada ωζ é emitida como uma soma de estados de um movimento do veiculo 1 no modelo de veiculo 72. Adicionalmente, Fmdl_x_i e Fmdl_y_i calculadas pelo modelo de duas rodas 63 são emitidas como as forças de reação da superfície da estrada (forças de reação da superfície da estrada do modelo) no modelo de veículo 72. 0 processamento mais específico do controlador 10 na presente modalidade será agora explicado, focando principalmente o processamento que é diferente do processamento na primeira modalidade. Primeiro, um determinador de variável manipulada de alimentação direta 74 determina uma variável manipulada de alimentação direta para o dispositivo de direção 3B a partir da entrada de manipulação de acionamento, do coeficiente estimado de fricção de superfície da estrada e de uma soma de estados do veículo 1 que foram recebidos. Neste caso, na presente modalidade, uma variável manipulada de alimentação direta determinada pelo determinador de variável manipulada de alimentação direta 74 é, por exemplo, o ângulo de controle de direção de alimentação direta õff_i (o valor básico requerido de um ângulo de controle de direção das rodas frontais Wl e W2) explicado na primeira modalidade. O ângulo de controle de direção de alimentação direta õff_i é determinado baseado em uma expressão aritmética predeterminada ou em uma mapa preesta-belecido ou similar a partir do ângulo de direção 0s dentre as entradas de manipulação de acionamento e as somas de estados do veículo 1 que foram informadas para o determinador de variável manipulada de alimentação direta 74. Por exemplo, o ângulo de controle de direção de alimentação direta õff_i é determinado por se multiplicar um ângulo de direção 0s por um coeficiente predeterminado que foi estabelecido baseado na velocidade de um veículo. O coeficiente neste caso é de forma desejável estabelecido para ser, por exemplo, um valor menor a medida que a velocidade de um veiculo aumenta. Incidentemente, o coeficiente pode assumir um valor constante.

Subseqüentemente, a variável manipulada de alimentação direta (ângulo de controle de direção de alimentação direta õff_i) determinada como descrito acima é fornecida para o modelo de controlador de acionamento de atuador 76. Então, baseado no ângulo de controle de direção de alimentação direta õff_i recebido, o modelo de controlador de acionamento de atuador 76 determina uma variável manipulada de atuador do modelo como uma variável manipulada para o dispositivo de direção ativa 3B (modelo de sistema de controle de direção 61) no modelo de veiculo 72 (modelo de veiculo na Figura 6) e emite a variável manipulada determinada de atuador do modelo para o modelo de veiculo 72. Neste caso, o ângulo de controle de direção de alimentação direta õff_i é utilizado como um valor desejado de um valor médio ou como um dentre os ângulos de controle de direção das rodas frontal Wl e W2 (saídas do modelo de sistema de controle de direção 61) para determinar a variável manipulada do atuador do modelo 5a_i para o modelo de sistema de controle de direção 61 de modo que uma saída do modelo de sistema de controle de direção 61 siga um ângulo de controle de direção deste valor desejado.

Subseqüentemente, o observador de sensor 82 detecta ou estima uma soma de estados (soma de estados real) do automóvel real 70. Este processamento é o mesmo que na primeira modalidade.

Subseqüentemente, um calculador de erro 84 determina, como um erro de soma de estados, a diferença entre uma taxa de guinada entre as somas de estado atuais do automóvel real 70 e uma taxa de guinada ωζ calculada no ciclo de processamento aritmético da última vez pelo modelo de veiculo 72 (modelo de veiculo na Figura 6). Depois disso, o erro de soma de estados será referido como o erro de taxa de guinada aerr_z.

Subseqüentemente, o erro de taxa de guinada coerr_z é informado para uma lei de controle de cancelamento de erro 86. Esta lei de controle de cancelamento de erro 86 determina uma quantidade de compensação de cancelamento de erro Fstab, Mstab como uma força externa a ser aplicada junto ao automóvel real 70 de modo a levar o erro de taxa de guinada cúerr_z para zero. Entretanto, na presente modalidade, Fstab, o qual é um componente de força translacional da quantidade de compensação de cancelamento de erro Fstab, Mstab, é estabelecido para zero (estabelecido para Fstab_x = Fstab y = Fstab_x = 0) . Adicionalmente, um componente na direção de oscilação longitudinal Mstab_x e um componente na direção de rolagem Mstab y além do componente de momento Mstab da quantidade de compensação de cancelamento de erro Fstab, Mstab, também são estabelecidos para zero. Por conseqüência, somente o componente na direção de guinada Mstab_z de Mstab é determinado por uma lei de realimentação baseado no erro de taxa de guinada coerr_z. Este componente na direção de guinada Mstab_z (daqui para frente referido como componente de guinada da quantidade de compensação de cancelamento de erro Mstab_z) é determinado a partir do erro de taxa de guinada coerr_z de acordo com uma lei de controle proporcional na presente modalidade. Mais especificamente, Mstab_z é determinado de acordo com a expressão 51 dada abaixo.

Mstab_z = Ktúz.(úerr_z. . . Expressão 51 Κωζ na expressão 51 denota um ganho proporcional e é estabelecido, por exemplo, para um valor predeterminado. Entretanto, alternativamente, Κωζ pode ser variavelmente estabelecido de acordo com o coeficiente estimado de fricção de superfície da estrada μββ^, com a velocidade do veículo do automóvel real 70, ou assim por diante. O componente de guinada da quantidade de compensação de cancelamento de erro Mstab_z pode ser determinado a partir de coerr_z de acordo com uma lei de realimentação diferente, tal como uma lei de controle PD.

Subseqüentemente, o componente de guinada da quantidade de compensação de cancelamento de erro Mstab_z, os valores da última vez Fmdl_i_p da força de reação da superfície da estrada (a força de acionamento/freio Fmdl_x_i e a força lateral Fmdl y i) de cada pneumático Wi no modelo de veículo 72 e o coeficiente estimado de fricção da superfície da estrada é informado para o distribuidor 88. Então, baseado nestas entradas, o distribuidor 88 determina a quantidade de compensação da força de reação da superfície da estrada Fcmpn_i (especificamente, Fcmpn_x_i e Fcmpn_y_i) e a força externa virtual Fvirt, Mvirt.

Na presente modalidade, esta quantidade de compensação de força de reação da superfície da estrada Fcmpn_i e a força virtual externa Fvirt, Mvirt são determinadas como se segue.

Primeiro, uma quantidade de compensação de força de reação da superfície da estrada Fcmpn_i (Fcmpn_x_i, Fcmpn_y_i) é determinada por uma técnica de pesquisa de modo que uma função de performance E (Ferr_x, Ferr y, Ferr_z) da expressão 20' dada abaixo que inclui os erros de quantidade de compensação de força de tração da superfície da estrada Ferr_x, Ferr y, Ferr_Z e Merr_z definidos pelas expressões 18a, 18b, 19c, dadas abaixo, é minimizada, enquanto satisfazendo a desigualdade da expressão 16 dada acima.

Neste caso, uma carga de contato com o solo de cada pneumático Wi é estabelecida para um valor predeterminado estabelecido antecipadamente, e a partir deste valor predeterminado e do coeficiente estimado de fricção da superfície da estrada Fhmax_i (um valor limite superior de uma força de fricção de cada pneumático Wi) da desigualdade 16 acima é estabelecido. nFstab_x e Fstab_y nas expressões 18a e 18b acima são ambos zero. As quantidades de compensação de força de reação da superfície da estrada Fcmpn_l e Fcmpn_2 das rodas frontais Wl e W2 são iguais uma a outra e as quantidades de compensação de força de reação da superfície da estrada Fcmpn_3 e Fcmpn_4 das rodas traseiras W3 e W4 são iguais uma a outra. Em outras palavras, Fcmpn_x_l = Fcmpn_x_2, Fcmpn_y_l = Fcmpn_y_2, Fcmpn_x_3 = Fcmpn_x_4 e Fcmpn_y_3 = Fcmpn_y_4. Portanto, um terceiro termo e uma quarto termo do lado direito da expressão 19c acima serão sempre zero, de modo que estes terceiro termo e quarto termo podem ser apagados da expressão 19c. Adicionalmente, na expressão 20', Kferrx e Kferry podem ser estabelecidos para zero. Em outras palavras, na função de performance, Ferr_x e Ferr_y podem ser ignorados.

Subseqüentemente, o componente de força transla-cional Fvirt e o componente de momento Mvirt de uma força virtual externa são determinados de acordo com a expressão 21 e a expressão 22 mencionadas acima. Mais especificamente, Ferr_x e Ferr y são determinadas como o componente de força translacional da força virtual externa e Merr_z é determinado como o componente de momento da força virtual externa. Neste caso, na presente modalidade, Ferr_x (= componente axial X de Fvirt) é igual à força resultantes dos componentes axiais X Fcmpn_x_i das quantidades de compensação da força de reação da superfície da estrada Fcmpn_i das rodas Wi e Ferr y (= componente axial Y de Fvirt) é igual à força resultante dos componentes axiais Y Fcmpn_y_i das quantidades de compensação de força de reação da superfície da estrada Fcmpn_i das rodas Wi. 0 dito acima é o processamento do distribuidor 88 na presente modalidade.

Incidentemente, a definição pode ser Fcmpn_x_l = Fcmpn_x_2 = F cmpn_x_3 = Fcmpn_x_4 = 0, Fcmpn y 1 = Fcmpn_y_2 = Fcmpn y 3 = Fcmpn_y_4 = 0 e Kferrx e Kferry podem ser estabelecidos para zero na expressão 20'.

Subseqüentemente, a variável manipulada de alimentação direta (ângulo de direção de alimentação direta õff_i) e a quantidade de compensação de força de reação da superfície da estrada Fcmpn_i (Fcmpn_x_i, Fcmpn y i) são fornecidas para o controlador de acionamento de atuador (controlador de acionamento de atuador real) 78. Então, o controlador de acionamento de atuador real 78 determina a variável manipulada de um atuador do dispositivo de direção ativa 3B de um automóvel real 70 por utilizar, como um valor desejado, uma força de reação da superfície da estrada que é obtida pela adição da quantidade de compensação de força de reação da superfície da estrada Fcmpn_i com uma força de reação da superfície da estrada produzida em cada roda Wi (mais precisamente, uma força de acionamento/freio e uma força lateral de uma força de reação da superfície da estrada) em resposta a uma variável manipulada e a um estado de controle atual do dispositivo de acionamento/freio 3A, de modo que uma força de reação da superfície da estrada realmente produzida concorde com o valor desejado ou se aproxime do valor desejado, assim controlando o dispositivo de direção ativa 3B por utilizar a variável manipulada determinada do atuador. Nesta hora, um dispositivo de freio do dispositivo de acionamento/freio 3A pode ser controlado em adição a controlar o dispositivo de direção ativa 3B.

Subseqüentemente, a entrada de manipulação de acionamento, a variável manipulada do atuador do modelo õa_i, a força virtual externa Fvirt, Mvirt, a velocidade do veiculo (a velocidade do veiculo do automóvel real 70) e o coeficiente estimado de fricção da superfície da estrada μθείιη são fornecidos para o modelo de veículo 72 (o modelo de veículo na Figura 6). Então, os valores atuais da força de reação da superfície da estrada Fmdl_x_i, Fmdl_y_i, o ângulo de deslize lateral β e a taxa de guinada ωζ em relação ao modelo de veículo 72 são calculados como descrito acima pelo modelo de veículo 72.

Subseqüentemente, como com a primeira modalidade supramencionada, o processamento do estimador μ 80 e de um indicador sensorial de alimentação direta 90 é realizado.

No processamento de controle do controlador 10 na presente modalidade, o processamento de controle diferente deste explicado acima é o mesmo que este na primeira modalidade supramencionada. O dito acima é a explicação detalhada do processamento de controle do controlador 10 na segunda modalidade. A presente modalidade proporciona operações e vantagens que são similares a estas da primeira modalidade supracitada.

De forma suplementar, a segunda modalidade é uma modalidade da primeira modalidade, da segunda modalidade e da quarta modalidade até a décima primeira modalidade da presente invenção. Neste caso, a relação de correspondência entre a segunda modalidade e a presente modalidade é a mesma que a relação de correspondência entre a primeira modalidade e a presente modalidade. Além disso, na segunda modalidade, como no caso explicado em relação à primeira modalidade, em vez da força virtual externa Fvirt, Mvirt, a variável manipulada para um dispositivo atuador no modelo de veiculo 72 (isto é, uma quantidade de correção da variável manipulada do atuador do modelo), a qual proporciona o efeito que é equivalente a aplicar a força virtual externa junto ao veiculo 1 no modelo de veiculo 72, pode ser determinada, e isto pode ser informado para o modelo de veiculo 72 como uma entrada de controle de manipulação do modelo de veículo. Isto torna possível construir uma modalidade da terceira modalidade ou da décima segunda modalidade.

Terceira Modalidade Uma terceira modalidade da presente invenção será agora explicada com referência à Figura 8 até a Figura 14. A Figura 8 é um diagrama de blocos apresentando uma construção funcional de um controlador para um veículo de acordo com a terceira modalidade. Como apresentado na Figura 8, a terceira modalidade é proporcionada com um preparador de cenário 98 em vez do determinador de variável manipulada de alimentação direta 74 na primeira modalidade. Adicionalmente, um indicador de realimentação sensorial 90 recebe saídas a partir de um distribuidor 88, e a informação é transmitida a partir do preparador de cenário 98 para o indicador de realimentação sensorial 90. O resto da construção é a mesma que esta da primeira modalidade. 0 dito a seguir explica uma vista geral do preparador de cenário 98. 0 preparador de cenário 98 gera uma série cronológica das somas de estados de referência de movimentos futuros de um veiculo 1 esperados de serem desejados por um motorista após o tempo atual baseado em uma série cronológica de entradas de manipulação de acionamento (ângulos de direção, variáveis manipuladas do acelerador, variáveis manipuladas do freio, posições da alavanca de marchas, etc.) até o momento atual (tempo corrente) em cada ciclo de processamento de controle do controlador 10. Adicionalmente, o preparador de cenário 98 prepara uma série cronológica de somas de estados dos movimentos futuros do veiculo 1 até após o tempo predeterminado a partir do tempo presente de modo que uma força de reação da superfície da estrada atuando sobre o veículo 1 não exceda uma faixa permissível enquanto seguindo a série cronológica das somas de estados de referência geradas pelos movimentos do veículo 1. Nesta hora, uma série cronológica de variáveis manipuladas (entradas de controle) fornecidas para um controlador de acionamento de atuador e uma série cronológica e uma série cronológica de forças de reação da superfície da estrada do veiculo 1 no futuro até o tempo presente até o tempo predeterminado são preparadas em adição à série cronológica das somas de estados de movimentos do veículo 1. Então, o preparador de cenário 98 emite uma variável manipulada para o tempo presente fora da série cronológica preparada das variáveis manipuladas para o controlador de acionamento de atuador como o valor de tempo corrente de uma variável manipulada de alimentação direta para um controlador real de acionamento de atuador 78. Doravante, uma série cronológica de somas de estados ou similar preparada pelo preparador de cenário 98 será genericamente referida como um cenário ou como uma série cronológica de cenário. 0 preparador de cenário 98 prepara um cenário por utilizar um modelo de veículo do cenário. 0 modelo de veiculo do cenário calcula uma soma de estados no tempo ta a partir de uma soma de estados no tempo arbitrário ta-At (onde At denota um ciclo de processamento aritmético (ciclo de controle)) e informa no tempo ta (informa para o modelo de veículo do cenário) e emite a soma de estados calculada.

Neste caso, no preparador de cenário 98, o tempo que é um ciclo de controle antes do tempo presente (o tempo do ciclo de controle do tempo corrente do controlador 10) é definido como "tempo inicial", uma entrada para calcular uma soma de estados determinada no tempo presente (uma soma de estados do tempo presente) é definida como "uma entrada do tempo presente" e uma soma de estados da última vez para calcular uma soma de estados determinada no tempo presente (uma soma de estados do tempo presente) é definida como uma soma de estados inicial. Então, um valor após o tempo de At a partir do tempo inicial (isto é, um valor associado com o tempo presente) fora da série cronológica de uma entrada para um controlador de acionamento de atuador do cenário, o qual é um controlador de acionamento de atuador para preparar um cenário (entrada de controle), é emitido como um valor de tempo atual de uma variável manipulada de alimentação direta.

Um cenário é novamente gerado para cada ciclo de controle. Se uma força virtual externa for zero, o estado do modelo de veiculo 72 (o modelo de veiculo 72 para o qual a força virtual externa é informada) se altera de acordo com o cenário gerado imediatamente antes, de modo que um cenário a ser novamente gerado irá proporcionar o mesmo comportamento que este do cenário que foi gerado imediatamente antes. Se uma força virtual externa não for zero, então um estado inicial de um cenário é corrigido para o que combina com um estado do veiculo 1 obtido como resultado de ter sido sujeito à força virtual externa. 0 dito a seguir irá explicar os detalhes do preparador de cenário 9 8 com referência à Figura 9 até à Figura 14. A Figura 9 é um diagrama de blocos apresentando uma construção funcional do preparador de cenário 98 e a Figura 10 e a Figura 11 são fluxogramas apresentando o processamento do preparador de cenário 98. Na explicação seguinte, o tempo exato de uma série cronológica de cenário será denotado por At (na presente modalidade, At é idêntico a um ciclo de controle do controlador 10) e cada tempo t da série cronológica será expresso por k.At (k = 0, 1, 2, ..., kmax). Além disso, um valor de uma soma de estados ou similar no tempo k,At na série cronológica do cenário será referido como um k-ésimo valor. Um 0-ésimo valor é um valor no tempo inicial de uma série cronológica do cenário e um primeiro valor no tempo presente (tempo At na série cronológica do cenário). Adicionalmente, o tempo após um tempo predeterminado (kmax-1).At a partir do tempo presente, ou seja, o tempo kmax.At é definido como o tempo Te. 0 preparador de cenário 98 é equipado com um determinador de série cronológica de entrada futura 100, com um modelo de características dinâmicas de referência do cenário 102, com uma lei de controle de continuação 106, com um modelo de controlador de acionamento de atuador de cenário 108, e com um modelo de veículo do cenário 110, como apresentado na Figura 9. Em adição, o preparador de cenário 98 também é equipado com um avaliador de cenário e com um dispositivo de troca de lei de controle de acompanhamento de cenário, os quais não são apresentados. O dito a seguir irá explicar em detalhes o processamento do preparador de cenário 98, junto com a explicação do processamento de cada seção do preparador de cenário 98.

Referindo-se aos fluxogramas da Figura 10, primeiro, em S210, baseado em uma série cronológica de entradas de manipulação de acionamento (valores do tempo atual e valores passados, tal como os valores da última vez, das entradas de manipulação de acionamento) até o tempo presente (o tempo de um ciclo de controle do tempo atual), uma série cronológica de entradas futuras de manipulação de acionamento, as quais são as entradas de manipulação de acionamento em um tempo predeterminado Te a partir do tempo presente, (a série cronológica de K=1 até k=kmax), é determinada. O processamento nesta S210 é o processamento por um determinador de série cronológica de entrada futura 100.

Especificamente, a série cronológica de entradas futuras de manipulação de acionamento é preparada como se segue. Um ângulo de direção (doravante referido como ângulo de direção futuro em alguns casos) entre as entradas de manipulação de acionamento será pego como um exemplo na explicação seguinte. É assumido que a série cronológica do ângulo de direção 0s até o tempo presente é como apresentada, por exemplo, pelas linhas tracejadas no gráfico da Figura 12. Nesta hora, a série cronológica do ângulo de direção futuro 0s (a série cronológica até o tempo Te no futuro (tempo após o tempo predeterminado a partir do tempo presente)), é determinada como apresentado pelas linhas continuas no gráfico da Figura 12. Neste caso, se um ambiente (um ambiente de percurso do automóvel real 70) não puder ser reconhecido, então uma série cronológica do ângulo de direção 0s de uma entrada futura de manipulação de acionamento é determinada de modo que o ângulo de direção futuro 0s se torne constante a partir do tempo no que algum tempo decorreu a partir do tempo presente.

Para ser mais específico, a série cronológica do ângulo de direção futuro 0s é determinada a partir de um valor do ângulo de direção 0s no tempo presente (um valor de tempo atual) e um valor (um valor de tempo atual) de uma velocidade angular do ângulo de direção 0s de modo a indicar um comportamento, por exemplo, de um sistema de retardo primário. Mais especificamente, se um valor do ângulo de direção 9s no tempo presente for denotado 0sl e um valor de uma velocidade angular for denotado por d0sl/dt, ,então a série cronológica do ângulo de direção futuro 0s é determinada de modo que uma forma de onda de retardo primário seja obtida, a qual é estabilizada para 0sl + Ts.d0sl/dt, 0sl sendo o ponto inicial e Ts denotando uma constante de tempo predeterminada. Neste caso, um valor (um primeiro valor) no tempo t=At da série cronológica do ângulo de direção futuro é estabelecido para concordar com um valor detectado do ângulo de direção 0s no tempo presente, isto é, um valor do tempo atual de 0s. A velocidade angular d0sl/dt pode ser determinada por se dividir uma diferença entre o valor do tempo atual e o valor da última vez de um valor detectado do ângulo de direção 0s por um ciclo de processamento de controle At; entretanto, alternativamente, isto pode ser determinado por um filtro FIR ou por um filtro IIR baseado no valor de tempo atual e em uma série cronológica de uma pluralidade de valores passados de valores detectados do ângulo de direção 0s de modo a remover os ruídos.

Uma série cronológica de entradas de manipulação de acionamento (uma variável manipulada do pedal do acelerador (gasolina) e uma variável manipulada do pedal de freio) diferente do ângulo de direção 0s entre as entradas futuras de acionamento de movimento também é determinada da mesma maneira que esta para a série cronológica do ângulo de direção futuro 0s. Incidentemente, das entradas futuras de acionamento de movimento, uma série cronológica de posições da alavanca de marchas é determinada de modo que, por exemplo, ela seja mantida em uma posição de alavanca de marcha (um valor do tempo atual) no tempo presente.

De forma suplementar, se um ambiente de percurso do automóvel real 70 puder ser reconhecido por um sensor visual, um radar, um GPS, um dispositivo de navegação inercial, dados de mapa e assim por diante, é desejável preparar uma série cronológica de entradas futuras de manipulação de acionamento baseado na informação ambiental. Por exemplo, se um motorista repentinamente virar o volante quando o automóvel real 70 está andando em uma via expressa, isto pode ser interpretado como se o motorista estivesse trocando de pista para evitar um obstáculo ou similar e uma série cronológica de entradas futuras de manipulação de acionamento pode ser preparada. De forma desejável, a série cronológica de entradas futuras de manipulação de acionamento basicamente proporciona entradas de manipulação de acionamento que tornam possível obter um comportamento do veículo 1 que se aproxima de um comportamento futuro do automóvel real 70 pretendido pelo motorista.

Subseqüentemente, o procedimento continua para S212 para preparar uma série cronológica de soma de estados de referência do cenário, a qual é uma série cronológica de somas de estados de referência em um cenário, uma série cronológica de entrada do controlador de acionamento do atuador do cenário, a qual é uma série cronológica de entradas (entradas de controle) para um controlador de acionamento de atuador do cenário 108, uma série cronológica de soma de estados do cenário, a qual é uma série cronológica de somas de estados de movimento do veiculo 1 em um modelo de veiculo do cenário 110 e uma série cronológica de força de reação da superfície da estrada do cenário, a qual é uma série cronológica de forças de reação da superfície da estrada no modelo de veículo do cenário 110. O processamento de S212 é o processamento realizado por um modelo de características dinâmicas de referência do cenário 102, por uma lei de controle de continuação do cenário 106, pelo modelo de controlador de acionamento de atuador do cenário 108 e pelo modelo de veículo do cenário 110. O processamento de S212 é realizado pelo processamento de sub-rotina apresentado pelo fluxograma da Figura 11.

Primeiro, em S1002, uma soma de estados inicial (uma soma de estados no tempo t=0) do modelo de características dinâmicas de referência do cenário 102 é estabelecida para concordar com a última soma de estados (um valor da última vez na presente modalidade) do modelo de veículo 72. Mais especificamente, a última soma de estados do modelo de veículo 72 é substituída dentro de uma 0-ésima soma de estados da série cronológica das somas de estados do modelo de características dinâmicas de referência do cenário 102 para iniciar o modelo de características dinâmicas de referência do cenário.

Aqui, na presente modalidade, por exemplo, o modelo de duas rodas 63 explicado na segunda modalidade supracitada (o modelo possuindo as características dinâmicas descritas nas expressões 50a e 50b supracitadas) é utilizado como o modelo de características dinâmicas de referência do cenário 102. Entretanto, no modelo de características dinâmicas de referência do cenário 102, Fvirt e Mvirt nas expressões 50a e 50b são constantemente estabelecidos para zero. Além disso, em S1002, os valores das somas de estado inicias (um ângulo de deslize lateral β, uma taxa de guinada ωζ, uma posição do centro de gravidade do veículo 1 (uma posição em um plano XY) e um ângulo de postura (um ângulo de postura ao redor do eixo de guinada) do veículo 1) do modelo de características dinâmicas de referência do cenário 102 são estabelecidos para serem os mesmos que os valores das últimas somas de estados no modelo de veículo 72. Por exemplo, como apresentado na Figura 13, é assumido que, independente da taxa de guinada ωζ entre as somas de estados do modelo de características dinâmicas de referência do cenário 102, a série cronológica da taxa de guinada ωζ de uma soma de estados de referência em um cenário passado até o tempo inicial (o tempo do ciclo de controle da última vez) (mais especificamente, a série cronológica de uma taxa de guinada no tempo de cada ciclo de controle determinada pelo modelo de características dinâmicas de referência do cenário 102 em cada ciclo de controle na passado até o ciclo de controle da última vez) é como apresentada pelas linhas contínuas no gráfico da Figura 13. Também é assumido que uma série cronológica da taxa de guinada entre as somas de estado do modelo de veículo 72 até o tempo inicial é como apresentada pelas linhas tracejadas no gráfico da Figura 13. Nesta hora, na série cronológica da taxa de guinada ωζ das somas de estados de referência a ser novamente preparada em um ciclo de controle do tempo atual, o valor do tempo inicial (o 0-ésimo valor) é estabelecido para o mesmo valor que este da taxa de guinada nas somas de estados do modelo de veiculo 72 (a taxa de guinada nas somas últimas somas de estados) independente dos cenários passados. 0 mesmo se aplica a outras somas de estados do modelo de características dinâmicas de referência do cenário 102. Assim, o modelo de características dinâmicas de referência do cenário 102 prepara a série cronológica das somas de estados de referência por utilizar as últimas somas de estados do modelo de veículo 72 como os pontos iniciais em cada ciclo de controle.

De forma suplementar, a Figura 13 ilustra um caso onde um cenário não foi atualizado a partir do tempo na extremidade esquerda até o tempo inicial no eixo de tempo. Se um cenário for atualizado em cada ciclo de controle, então a série cronológica da taxa de guinada das somas de estados de referência em um cenário passado é estabelecida para concordar com a série cronológica de uma taxa de guinada nas somas de estados do modelo de veículo 72 antes do tempo inicial; portanto, os valores para ambas séries cronológicas são normalmente diferentes somente no tempo presente. O ângulo de deslize lateral β no modelo de características dinâmicas de referência do cenário 102 é o ângulo de deslize lateral no centro de gravidade do veículo 1 e uma soma de estados inicial do mesmo é determinada a partir das somas de estados do movimento da carroceria do veículo do modelo supracitado do modelo de veículo 72 (especificamente, uma velocidade da carroceria do veículo na direção do eixo geométrico X e uma velocidade da mesma na direção do eixo geométrico Y entre as somas de estados do movimento da carroceria do veículo do modelo).

De forma suplementar, no modelo de características dinâmicas de referência do cenário 102, o valor de um coeficiente de fricção da superfície da estrada é estabelecido, por exemplo, para um valor predeterminado estabelecido antecipadamente (um coeficiente de fricção de uma superfície de estrada seca ou similar) e os valores das forças de arqueamento de canto Kf e Kr nas expressões 50a e 50 supracitadas baseado nos valores do coeficiente de fricção da superfície da estrada. Entretanto, o valor do coeficiente de fricção da superfície da estrada no modelo de características dinâmicas de referência do cenário 102 não tem necessariamente que ser fixo; o coeficiente de fricção da superfície da estrada no modelo de características dinâmicas de referência do cenário 102 pode ser determinado baseado, por exemplo, no coeficiente estimado de fricção da superfície da estrada supracitado μββίπι. Neste caso, o coeficiente de fricção da superfície da estrada no modelo de características dinâmicas de referência do cenário 102 de forma desejável não se altera repentinamente ou se altera freqüen-temente. Por conseqüência, o coeficiente de fricção da superfície da estrada no modelo de características dinâmicas de referência do cenário 102 pode ser determinado baseado no resultado obtido, por exemplo, por se passar o coeficiente estimado de fricção de superfície da estrada μβείπι através de um filtro da passa baixa.

Subseqüentemente, o procedimento continua para S1004, onde a soma de estados inicial (a soma de estados no tempo t=0) do modelo de veículo do cenário 110 é estabelecida de modo a concordar com a última soma de estados (o valor da última vez na presente modalidade) do modelo de veículo 72. Mais especificamente, a última soma de estados do modelo de veículo 72 é substituída dentro da 0-ésima soma de estados da série cronológica das somas de estados do modelo de veículo do cenário 110 para iniciar o modelo de veículo do cenário 110.

Aqui, o modelo de veículo do cenário 110 na presente modalidade é um modelo possuindo a mesma estrutura que o modelo de veículo 72 supracitado. Além disso, em S1004, as somas de estados iniciais do modelo de veículo do cenário 110 (as somas de estados de um movimento do veículo 1 no modelo de veículo do cenário 110 (as somas de estados de um movimento da carroceria do veículo do modelo) e uma força de reação da superfície da estrada) são estabelecidas para serem as mesmas que as últimas somas de estados do modelo de veículo 72. Portanto, o modelo de veículo do cenário 110 irá preparar a série cronológica das somas de estados e das forças de reação da superfície da estrada dos movimentos (movimento da carroceria do veículo do modelo) do veículo 1 no modelo de veículo do cenário 110 em cada ciclo de controle, uma última soma de estados do modelo de veículo 72 sendo o ponto inicial.

Subseqüentemente, o procedimento continua para S1006, onde 1 é substituído por k, então o processamento da repetição de S1008 até S1032 é realizado.

Em S1008, um k-ésimo valor (um valor no tempo t=k.At) da série cronológica das entradas futuras de manipulação de acionamento determinadas na S210 mencionada acima é informado para o modelo de características dinâmicas de referência do cenário 102 e novas somas de estados de referência são determinadas pelo modelo de características dinâmicas de referência do cenário 102. O processamento neste S1108 é o processamento realizado pelo modelo de características dinâmicas de referência do cenário 102.

Aqui, na presente modalidade, o modelo de características dinâmicas de referência do cenário 102 determina uma taxa de guinada de referência, a qual é um valor de referência da taxa de guinada do veículo 1 e um curso de referência como uma referência de uma rota de viagem do veículo 1, como somas de estados de referência, como ilustrado, por exemplo, na Figura 7 mencionada acima e emite as somas de estados de referência determinadas. O curso de referência é uma rota espacial especificada pela série cronológica de posições do veículo 1 no modelo de características de referência do cenário 102. Estas somas de estados de referência são determinadas, por exemplo, como se segue. A partir do ângulo de direção 0s entre as entradas futuras de manipulação de acionamento fornecidas para o modelo de características dinâmicas de referência do cenário 102, os ângulos de controle de direção (õf nas expressões 50a e 50b supracitadas) das rodas de controle de direção (as rodas frontais Wl e W2 na presente modalidade) são determinados baseado em uma correlação predeterminada (por exemplo, uma proporção de um ângulo de controle de direção para um ângulo de direção) entre o ângulo de direção e os ângulos de controle de direção das rodas de controle de direção (as rodas frontais Wl e W2) do veículo 1. Então, baseado no ângulo de controle de direção 5f e nas somas de estados ((k-l)-ésima somas de estados) do modelo de características dinâmicas de referência do cenário 102 no tempo t = (k-l).At, a taxa de guinada ωζ e o ângulo de deslize lateral β no tempo t = k.At são determinados de acordo com as expressões 50a e 50b mencionadas acima (mais especificamente, as expressões representando estas expressões 50a e 50b por um sistema separado). Então, a taxa de guinada determinada ωζ é obtida como uma nova taxa de guinada de referência.

Adicionalmente, no modelo de características dinâmicas de referência do cenário 102, uma taxa de guinada de referência ωζ é integrada a partir do tempo (k-l).At até o tempo t = k.At, e o valor integrado é adicionado para um ângulo de postura ao redor do eixo geométrico de guinada do veículo 1 entre as somas de estados do modelo de características dinâmicas de referência do cenário 102 no tempo (k-l).At. Assim, o ângulo de postura (o azimute do veículo 1) ao redor do eixo geométrico de guinada do veículo 1 no tempo t = k.At, é determinado. Então, baseado no ângulo de postura determinado e no ângulo de deslize lateral β calculado como descrito acima, a velocidade do veiculo V e a posição (mais precisamente, a posição do centro de gravidade do veiculo no plano XY) no tempo t = (k-1) .At, a posição do veiculo 1 (mais precisamente, a posição do centro de gravidade do veiculo 1 no plano XY) no tempo t = k.At, é determinada. Uma rota especificada pela série cronológica desta posição é obtida como um curso de referência.

Como a velocidade do veiculo V requerida para determinar a soma de estados de referência no tempo k.At, a velocidade do veiculo (uma (k-l)-ésima velocidade do veiculo) no tempo (k-1).At fora da série cronológica (série cronológica da soma de estados do cenário) das somas de estados dos movimentos do veiculo 1 no modelo de veiculo do cenário 110, é utilizada. Neste caso, a 0-ésima velocidade do veiculo na série cronológica de soma de estados do cenário concorda com o último valor (o valor da última vez na presente modalidade) da velocidade do veiculo no modelo de veiculo 72. Adicionalmente, uma velocidade do veiculo após a 0-ésima é determinada pelo cálculo de integração seqüencial da mesma maneira que no procedimento para determinar os ângulo de postura a partir de uma variável manipulada do pedal do acelerador (gasolina), de uma variável manipulada do pedal de freio e de uma posição da alavanca de marchas ou similar entre as entradas futuras de manipulação de acionamento para o modelo de características dinâmicas de referência do cenário 102 e do ângulo de postura e do ângulo de deslize lateral β ou similar que foram determinados como descrito acima.

Subseqüentemente, o procedimento continua para S1010, onde as novas somas de estados de referência determinadas em S1008 são armazenadas e retidas como os k-ésimos valores da série cronológica das somas de estados de referência no cenário.

Subseqüentemente, o processamento a partir de S1012 até S1024 é realizado pela lei de controle de acompanhamento de cenário 106. A lei de controle de acompanhamento de cenário 106 determina uma variável manipulada (entrada de controle) para o modelo de controlador de acionamento de atuador do cenário 108 de modo que uma força de reação da superfície da estrada produzida no modelo de veículo do cenário 110 não exceda a uma faixa permissível predeterminada, enquanto levando as somas de estados de um movimento do veículo 1 no modelo de veículo do cenário para próximo das somas de estados de referência. A construção funcional da lei de controle de acompanhamento de cenário 106 é apresentada pelo diagrama de blocos na Figura 14. Como ilustrado, a lei de controle de acompanhamento de cenário 106 é proporcionada com uma lei de controle de alimentação direta de acompanhamento de cenário 106a, um processador de subtração 106b, uma lei de realimentação de acompanhamento de cenário 106c, um processador de adição 106d e um limitador de força de reação da superfície da estrada do cenário 106e. Adicionalmente, um conversor de variável manipulada 106f pode ser adicionado, à medida que necessário. Entretanto, na presente modalidade, o conversor de variável manipulada 106f é omitido. 0 dito a seguir irá explicar em detalhes o processamento da lei de controle de acompanhamento de cenário 106 com referência aos fluxogramas da Figura 14 e da Figura 11.

Primeiro, em S1012, baseado nos k-ésimos valores da série cronológica das entradas futuras de manipulação de acionamento, uma força de reação da superfície da estrada de alimentação direta, como o valor básico requerido da força de reação da superfície da estrada a ser produzida no veículo 1, é determinada pela lei de alimentação direta de acompanhamento de cenário 106a. Na presente modalidade, como apresentado na Figura 14, a lei de alimentação direta de acompanhamento de cenário 106a recebe não somente as entradas futuras de manipulação de acionamento mas também uma velocidade do veículo (um (k-l)-ésimo valor) entre as somas de estados do modelo de veículo do cenário 110. Então, a partir da lei de alimentação direta de acompanhamento de cenário 106a, uma força de reação da superfície da estrada de alimentação direta é determinada baseado nestas entradas.

Neste caso, a força de reação da superfície da estrada de alimentação direta é determinada, por exemplo, como se segue. Baseado nas entradas futuras de manipulação de acionamento e na velocidade do veículo, fornecidas para a lei de alimentação direta de acompanhamento de cenário 106a, o mesmo processamento que este do determinador de variável manipulada de alimentação direta 74, do modelo de controlador de acionamento de atuador 76 e do modelo de veículo 72 explicados na primeira modalidade supramencionadas, é realizado para determinar as forças de reação da superfície da estrada Fmdl_i, Mmdl_i das rodas Wi. As forças de reação da superfície da estrada determinadas Fmdl_i, Mmdl_i são decididas como as forças de reação da superfície da estrada de alimentação direta. Neste caso, o valor da última vez do coeficiente estimado de fricção da superfície da estrada determinado pelo estimador μ 80 citado acima, ,é utilizado como o valor do coeficiente de fricção da superfície da estrada.

De forma suplementar, em vez da força de reação da superfície da estrada de alimentação direta, uma variável manipulada de alimentação direta pode ser determinada, como com o determinador de variável manipulada de alimentação direta 74 na primeira modalidade mencionada acima. Neste caso, a variável manipulada de alimentação direta pode ser determinada, considerando uma soma de estados do modelo de veículo do cenário 110. Por exemplo, a proporção de um ângulo de controle de direção de alimentação direta (um ângulo de controle de direção das rodas frontais W1 e W2) em relação a um ângulo de direção na variável manipulada de alimentação direta pode ser estabelecido baseado em uma velocidade do veículo entre as somas de estados do modelo de veículo do cenário 110 (a proporção acima é reduzida a medida que a velocidade do veículo aumenta), e o ângulo de controle de direção de alimentação direta (o ângulo de controle de direção das rodas frontais Wl e W2) pode ser determinado baseado na proporção estabelecida a partir de um ângulo de direção entre as entradas futuras de manipulação de acionamento.

Subseqüentemente, o procedimento continua para S1014, onde uma força requerida de restauração do modelo é determinada pela lei de realimentação de acompanhamento de cenário 106c baseado em uma diferença entre o (k-l)-ésimo valor da série cronológica de soma de estados do cenário e o k-ésimo valor da série cronológica de soma de estados de referência. Neste caso, a diferença entre a soma de estados do cenário e a soma de estados de referência é calculada pelo processador de subtração 106b na Figura 14 e é informada para a lei de realimentação de continuação do cenário 106c. A força de restauração requerida do modelo determinada pela lei de realimentação de continuação do cenário 106c e uma força de reação da superfície da estrada a ser aplicada junto ao veículo 1 de modo a levar ama série cronológica de soma de estados do cenário para próximo de uma série cronológica de soma de estados de referência do cenário, isto tem um significado de uma quantidade de correção para corrigir a força de reação da superfície da estrada mencionada acima na presente modalidade. A força requerida de restauração de modelo é determinada de acordo, por exemplo, com uma lei de controle proporcional a partir de uma diferença entre uma soma de estados do cenário (um (k-l)-ésimo valor) e uma soma de estados de referência do cenário (o k-ésimo valor). Para ser mais específico, a força requerida de restauração do modelo é determinada por se multiplicar uma diferença entre uma taxa de guinada (o (k-l)-ésimo valor) do veículo 1 no modelo de veículo do cenário 110 por uma taxa de guinada de referência (o k-ésimo valor) por um ganho proporcional predeterminado. Ao invés da força requerida de restauração do modelo, as quantidades de correção de um ângulo de controle de direção e uma força de acionamento/freio correspondendo a uma força de reação da superfície da estrada de alimentação direta (ou uma variável manipulada de alimentação direta) determinada em S1010 pode ser determinada. Adicionalmente, como a lei de realimentação de acompanhamento de cenário, a lei de controle PD ou similar pode ser utilizada. Adicionalmente, a força requerida de restauração do modelo pode ser determinada baseada não somente em um erro de taxa de guinada mas também em uma quantidade de desvio de uma posição do veículo 1 no modelo de veículo do cenário 110 a partir de um curso de referência (a distância entre uma posição do veículo 1 e um curso de referência).

Subseqüentemente, o procedimento continua para S1016, onde uma soma da força de reação da superfície da estrada de alimentação direta com a força requerida de restauração do modelo determinada como descrito acima é determinada como uma variável manipulada provisória. Este processamento é o processamento do processador de adição 106d na Figura 14. A variável manipulada provisória possui um significado de um valor provisório de uma entrada de controle para o modelo de controlador de acionamento de atuador do cenário 108 (uma entrada do controlador de acionamento de atuador do cenário) na presente modalidade.

Subseqüentemente, o procedimento continua para S1018 onde uma força de reação da superfície da estrada esperada de ser gerada no modelo de veículo do cenário 110 se a variável manipulada provisória mencionada acima for informada como desejado para o modelo de controlador de acionamento de atuador do cenário 108, é determinada. Aqui, na presente modalidade, o modelo de controlador de acionamento de atuador do cenário 108 recebe um valor desejado de uma força de reação da superfície da estrada e determina entradas (variáveis manipuladas do atuador para os dispositivos atuadores 3A, 3B, 3C (o modelo de sistema de acionamento/freio 52, o modelo de características dinâmicas da suspensão 54 e o modelo de sistema de controle de direção 60 na Figura 2) no modelo de veículo do cenário 110) para o modelo de veículo do cenário 110 de modo a gerar a força de reação da superfície da estrada do valor de entrada desejado nas rodas Wl até W4. Além disso, em S1018, uma variável manipulada do atuador para o modelo de veículo do cenário 110 é determinada a partir da variável manipulada provisória mencionada acima pelo mesmo processamento que este para o modelo de controlador de acionamento de atuador do cenário 108 e baseado na variável manipulada do atuador, o mesmo processamento aritmético que este para o modelo de veículo 72 para determinar uma força de reação da superfície da estrada no modelo de veículo do cenário 110. Este processamento em S1018 e o processamento em S1020 e S1022, os quais serão discutidos posteriormente, são os processamentos do limitador de força de reação da superfície da estrada 106e na Figura 14.

Subseqüentemente, o procedimento continua para S1020, onde se é determinado se a força de reação da superfície da estrada determinada como descrito acima excede uma faixa permissível. Neste caso, a faixa permissível de forças de reação da superfície da estrada é estabelecida de acordo com o mesmo procedimento como o procedimento para estabelecer as faixas permissíveis (a faixa permissível de força de fricção e a faixa permissível de carga de contato com o solo mencionadas acima) no distribuidor supramen-cionado.

Além disso, se um resultado da determinação em S1020 for SIM, então o procedimento continua para S1022, onde a variável manipulada provisória supramencionada é corrigida, de modo que a força de reação da superfície da estrada não exceda a faixa permissível (uma força de reação da superfície da estrada gerada no modelo de veículo do cenário 110 se situa dentro da faixa permissível em S1020).

Se o resultado da determinação em S1020 for NÃO ou após o processamento em S1022, o procedimento continua para S1024, onde uma variável manipulada provisória atual (a variável manipulada provisória determinada em S1016 ou a variável manipulada provisória corrigida em S1022) é determinada como uma variável manipulada (entrada de controle) para o modelo de controlador de acionamento de atuador do cenário 108.

De forma suplementar, o processamento de S1016 até S1024 pode ser o mesmo processamento, por exemplo, como o processamento para determinar uma quantidade de compensação de força de reação da superfície da estrada no distribuidor 88 e o processamento para determinar uma entrada (um valor desejado) para o controlador de acionamento de atuador real 76 pela adição de uma quantidade de compensação de força de reação da superfície da estrada para uma variável manipulada de alimentação direta posteriormente. Entretanto, o processamento não tem que ser o mesmo.

Entretanto, se uma entrada de controle para o modelo de controlador de acionamento de atuador do cenário 108 não for um valor desejado de uma força de reação da superfície da estrada (se a entrada de controle for um ângulo de controle de direção de alimentação direta ou similar), então, em S1024, a variável manipulada provisória supracitada da dimensão de uma força de reação da superfície da estrada (uma saída do limitador de força de reação da superfície da estrada 106e na Figura 14) pode ser convertida para uma entrada de controle para o modelo de controlador de acionamento de atuador do cenário 108 e a entrada de controle pode ser determinada como uma variável manipulada. O conversor de variável manipulada 106f na Figura 14 realiza o processamento de conversão neste caso. O processamento de S1012 até S1024 descrito acima é o processamento da lei de controle de acompanhamento de cenário 106. Assim, a lei de controle de acompanhamento de cenário 106 determina uma entrada de controle (variável manipulada) para o modelo de controlador de acionamento de atuador do cenário 108 de modo que uma soma de estados de um movimento do veículo 1 no modelo de veículo do cenário 110 (uma taxa de guinada na presente modalidade) seja levada para próximo de uma soma de estados de referência do cenário (uma taxa de guinada de referência) enquanto ao mesmo tempo, uma força de reação da superfície da estrada no modelo de veículo do cenário 110 não excede a uma faixa permissível predeterminada.

Subseqüentemente, o procedimento continua para S1026, onde uma força de reação da superfície da estrada a ser produzida no modelo de veículo do cenário 110, se a variável manipulada supramencionada determinada em S1024 for informada para o modelo de controlador de acionamento de atuador do cenário 108, e uma soma de estados do cenário, a qual é uma soma de estados de um movimento do veículo 1 no modelo de veículo do cenário 110, são determinadas. Este processamento é o processamento realizado pelo modelo de controlador de acionamento de atuador do cenário 108 e pelo modelo de veículo do cenário 110. Mais especificamente, a variável manipulada determinada em S1024 é informada como uma entrada do controlador de acionamento de atuador do cenário para o modelo de controlador de acionamento de atuador do cenário 108 e uma variável manipulada do atuador para um dispositivo atuador 3A, 3B, 3C do modelo de veículo do cenário 110 é determinada pelo modelo 108. Subseqüentemente, a variável manipulada do atuador e um ângulo de direção (o k-ésimo valor) das entradas futuras de manipulação de acionamento são fornecidos para o modelo de veículo do cenário 110. Então, o modelo de veículo do cenário 110 calcula uma força de reação da superfície da estrada e uma soma de estados do cenário (uma soma de estados correspondendo a uma soma de estados de movimento da carroceria do veiculo do modelo na Figura 2).pelo mesmo processamento que este do modelo de veiculo 72.

Subseqüentemente, o processamento continua para S1028, onde a variável manipulada determinada em S1024 e a soma de estados do cenário e a força de reação da superfície da estrada determinada em S1026 são armazenados e retidos como o k-ésimo valor da série cronológica de entrada do controlador de acionamento de atuador do cenário, o k-ésimo valor da série cronológica de soma de estados do cenário e o k-ésimo valor da série cronológica da força de reação da superfície da estrada do cenário, respectivamente. Assim, a entrada do controlador de acionamento de atuador do cenário, a soma de estados do cenário e a força de reação da superfície da estrada do cenário no tempo t=k.At são estabelecidos .

Subseqüentemente, o procedimento continua para S1030, onde se é determinado se um valor de k alcançou kmax. Além disso, se o resultado da determinação for NÃO, então o valor de k é incrementado de 1 em S1032 e o processamento a partir de S1008 é repetido. Se o resultado da determinação em S1030 for SIM, então a sub-rotina na Figura 11 é terminada . 0 dito acima são dos detalhes do processamento em S212 da Figura 10.

Retornando para a explicação da Figura 10, o procedimento então continua para S214, onde se é determinado se um desvio de curso, o qual é a quantidade de um desvio de uma rota de viagem do veiculo 1 especificada pela série cronológica de soma de estados do cenário a partir de um curso de referência da série cronológica de soma de estados de referência do cenário, satisfaz uma faixa permissivel predeterminada (se a quantidade de um desvio é menor do que um valor predeterminado). Neste caso, o desvio de curso é determinado como a distância entre uma posição do veiculo 1 em cada tempo na série cronológica de soma de estados do cenário e um curso de referência. Este processamento é realizado em um avaliador de cenário (não apresentado) proporcionado no preparador de cenário 98. Além disso, se o resultado da determinação em S214 for NÃO, então o procedimento continua para S216, onde a série cronológica de entrada do controlador de acionamento de atuador do cenário, a série cronológica de força de reação da superfície da estrada do cenário e a série cronológica de soma de estados do cenário são corrigidas de modo que o desvio de curso satisfaça uma faixa permissivel associada com o mesmo. Por exemplo, se o desvio de curso se desviar de uma faixa permissivel (por exemplo, em um caso onde o deslocamento para fora de um curso é provável de acontecer quando se fazendo uma volta uniforme), então, a série cronológica das entradas do controlador de acionamento de atuador do cenário é estabelecida na lei de controle de acompanhamento de cenário 106 de modo que, mesmo se a série cronológica de uma variável manipulada de freio fora da série das entradas futuras de manipulação de acionamento seja mantida em zero, um acionamento/freio negativo, isto é, uma força de frenagem, seja gerada na primeira metade de um cenário de modo a desacelerar o veiculo antes de fazer a volta. Este processamento é realizado no dispositivo de alteração da lei de controle de acompanhamento de cenário no preparador de cenário 98. Adicionalmente, uma série cronológica de força de reação da superfície da estrada do cenário e uma série cronológica de soma de estados do cenário são novamente determinadas através do intermédio do modelo de controlador de acionamento de atuador do cenário 108 e do modelo de veículo do cenário 110, baseado na série cronológica de entrada do controlador de acionamento de atuador do cenário que foi estabelecida como descrito acima. Assim, um desvio de curso em um cenário pode ser restrito.

Incidentemente, pode ser determinado em S214 se uma força de reação de superfície da estrada do cenário satisfaz uma faixa permissível predeterminada. Neste caso, a faixa permissível da força de reação da superfície da estrada é estabelecida, por exemplo, para uma faixa permissível que é mais estreita do que a faixa permissível em S1222 da Figura 18.

Após o processamento de S216 ou se o resultado da determinação em S214 for SIM, então o procedimento continua para S218, onde um valor no tempo t=At, ou seja, um valor correspondendo ao tempo presente, na série cronológica das entradas do modelo de controlador de acionamento de atuador do cenário é emitido como o valor de tempo atual da variável manipulada de alimentação direta (uma variável manipulada de alimentação direta como uma saida do preparador de cenário na Figura 8). 0 dito acima são os detalhes do preparador de cenário 98.

Na presente modalidade, o controlador de acionamento de atuador 78 do veiculo real 1 recebe a variável manipulada de alimentação direta e a quantidade de compensação de força de reação da superfície da estrada Fcmpn_i determinada como descrito acima e pega a força resultante da mesma (mais especificamente, a força resultante de uma força de reação de superfície da estrada de alimentação direta correspondendo a uma variável manipulada de alimentação direta e a quantidade de compensação de força de reação da superfície da estrada Fcmpn_i) como o valor desejado de uma força de reação da superfície da estrada, e determina uma variável manipulada de um atuador de cada dispositivo atuador 3A, 3B, 3C (um dispositivo de acionamento/freio 3A com função de controle de distribuição de força motriz, um dispositivo de direção ativa 3B e um dispositivo de suspensão ativa 3C) do automóvel real 70, de modo que uma força de reação da superfície da estrada real concorde com ou se aproxime do valor desejado. Além disso, o atuador de cada dispositivo atuador 3A, 3B, 3C é operado baseado na variável manipulada.

Adicionalmente, um indicador de realimentação sensorial 90 na presente modalidade informa a um motorista não somente, por exemplo, de uma quantidade de alteração de uma variável manipulada de alimentação direta (uma força de reação da superfície da estrada de alimentação direta) baseado em uma força virtual externa, mas também uma alteração pela adição de uma variável manipulada adicional para um atuador da direção hidráulica ou de um dispositivo de auxílio ao freio em resposta ao desvio de curso no preparador de cenário 98. 0 processamento de controle do controlador 10, diferente deste explicado acima, é o mesmo que este na primeira modalidade supracitada. A terceira modalidade explicada acima proporciona as mesmas operações e vantagens que estas da primeira modalidade e determina uma variável manipulada de alimentação direta de acordo com um cenário enquanto criando o cenário. Esta disposição controla um movimento do veículo 1 de modo que a força de reação da superfície da estrada se situe dentro de uma faixa permissível, enquanto prognosticando um comportamento futuro do veículo 1, assim tornando possível adicionalmente acentuar a robustez do controle do veículo. Além disso, um cenário é determinado de modo que a força requerida de restauração do modelo supracitada cause que uma série cronológica de soma de estados do cenário siga uma série cronológica de soma de estados de referência do cenário, assim tornando possível impedir uma soma de estados de um movimento de carroceria de veículo do modelo do modelo de veículo 72 de escapar de uma soma de estados de referência que está próxima de uma soma de estados ideal. Isto permite que os movimentos do automóvel real 70 se aproximem dos movimentos ideais.

De forma suplementar, a terceira modalidade é uma modalidade da primeira modalidade, da segunda modalidade, da quarta modalidade até a décima primeira modalidade e da décima terceira modalidade da presente invenção. Neste caso, as variáveis manipuladas de alimentação direta emitidas pelo preparador de cenário 98 correspondem às entradas básicas de controle para um automóvel real. O determinador de série cronológica de entrada futura 100 corresponde a um dispositivo de determinação de variável manipulada de acionamento futuro na décima terceira modalidade (uma entrada futura de manipulação de acionamento corresponde a uma variável manipulada de acionamento futuro). O modelo de características dinâmicas de referência do cenário 102 corresponde a um dispositivo de determinação de movimento de referência em uma décima sétima modalidade ou em uma décima oitava modalidade. A força requerida de restauração de modelo supracitada corresponde a uma quantidade de compensação de restauração de modelo e uma diferença na soma de estados para determinar a força requerida de restauração de modelo (uma diferença na taxa de guinada na terceira modalidade) corresponde a um segundo erro de soma de estados. Na terceira modalidade, como com o caso explicado em relação à primeira modalidade, em vez das forças virtuais externas Fvirt, Mvirt, uma variável manipulada para um dispositivo atuador no modelo de veículo 72 (isto é, uma quantidade de correção da variável manipulada do atuador do modelo supracitada), a qual proporciona uma vantagem equivalente a esta obtida por se aplicar a força virtual externa junto ao veículo 1 no modelo de veículo 72, pode ser determinada e a variável manipulada determinada pode ser fornecida para o modelo de veículo 72 como uma entrada de controle de manipulação do modelo de veículo. Isto torna possível construir a terceira modalidade ou a décima segunda modalidade.

Quarta Modalidade Uma quarta modalidade de acordo com a presente invenção será agora explicada com referência à Figura 15 até a Figura 20. A presente modalidade difere da terceira modalidade supramencionada somente em uma parte do processamento de controle do controlador 10, de modo que os mesmos números de referência que estes da terceira modalidade serão utilizados para os mesmos componentes ou para as mesmas partes funcionais e a explicação detalhada dos mesmos será omitida. A Figura 15 é um diagrama de blocos apresentando a construção funcional de um controlador 10 na quarta modalidade. Como ilustrado, a presente modalidade é equipada, em adição à construção funcional do controlador 10 na terceira modalidade, com um modelo de características dinâmicas de referência 120 que prepara uma soma de estados de referência de um movimento de um veículo 1 para cada ciclo de controle baseado em uma entrada de manipulação de acionamento (um ângulo de direção na presente modalidade). Este modelo de características dinâmicas de referência 120 é um modelo possuindo a mesma estrutura que esta do modelo de características dinâmicas de referência do cenário 102 explicado na terceira modalidade. Além disso, uma soma de estados de referência (uma última soma de estados de referência) emitida a partir do modelo de características dinâmicas de referência 120 é informada para o preparador de cenário 98 como uma soma de estados inicial do modelo de características dinâmicas de referência do cenário supramencionado do preparador de cenário 98.

Adicionalmente, na quarta modalidade, o preparador de cenário 98 determina uma variável manipulada de aceitação de estado atual como uma entrada de controle para levar uma soma de estados do modelo de características dinâmicas de referência 120 para próximo de uma soma de estados de um modelo de veículo 72, e fornece a variável manipulada determinada para o modelo de características dinâmicas de referência 120.

Da construção funcional de um controlador 10, o processamento de seções diferentes do modelo de características dinâmicas de referência 120 e do preparador de cenário 98 é o mesmo que na terceira modalidade. O dito a seguir irá explicar o processamento do modelo de características dinâmicas de referência 120 e do preparador de cenário 98 na quarta modalidade. A Figura 16 é um diagrama de blocos apresentando a construção funcional do preparador de cenário 98 na quarta modalidade. Como ilustrado, o preparador de cenário 98 é equipado com um determinador de série cronológica de entrada futura 100, com um modelo de características dinâmicas de referência do cenário 102, com uma lei de controle de conti- nuação 106, com um modelo de controlador de acionamento de atuador de cenário 108, e com um modelo de veiculo do cenário 110, como com a terceira modalidade supramencionada. Entretanto, de acordo com a quarta modalidade, na lei de controle de continuação 106, uma variável manipulada de aceitação de estado atual do cenário, a qual é uma variável manipulada de aceitação de estado atual em um cenário, é gerada em cada tempo do cenário, e a variável manipulada de aceitação de estado atual do cenário é informada para o modelo de características dinâmicas de referência do cenário 102, como será discutido doravante. 0 dito a seguir irá explicar os detalhes do processamento do preparador de cenário 98 e do modelo de características dinâmicas de referência 120 na presente modalidade. A Figura 17 e a Figura 18 são fluxogramas apresentando o processamento do modelo de características dinâmicas de referência 120 e do preparador de cenário 98 na presente modalidade. 0 dito a seguir irá proporcionar a explicação. Em S310, uma série cronológica de entradas futuras de manipulação de acionamento é determinada. Este processamento é o mesmo que o processamento em S120 da Figura 10 descrito acima e ele é realizado pelo determinador de série cronológica de entrada futura de acionamento 100.

Subseqüentemente, em S312, uma variável manipulada de aceitação de estado atual determinada em um ciclo de controle da última vez e uma entrada de manipulação de acionamento atual (um valor atual de um ângulo de direção) são informadas para oi modelo de características dinâmicas de referência 12 0 de modo a determinar uma nova soma de estados de referência. Este processamento é o processamento no modelo de características dinâmicas de referência 120.

Aqui, na presente modalidade, a variável manipulada de aceitação de estado atual é, por exemplo, uma entrada de controle da dimensão de um momento ao redor do eixo geométrico de guinada e ela é informada para o modelo de características dinâmicas de referência 120 como Mvirt na expressão 50b supramencionada. Adicionalmente, Fvirt na expressão 50a supramencionada no modelo de características dinâmicas de referência 120 é estabelecida de forma constante para zero. A variável manipulada de aceitação de estado atual pode incluir um componente de força transla-cional, tal como uma força lateral. Além disso, o modelo de características dinâmicas de referência 120 determina uma taxa de guinada de referência e um curso de referência como novas somas de estado de referência pelo processamento do mesmo procedimento que este no modelo de características dinâmicas de referência do cenário 102 na terceira modalidade supracitada. Entretanto, neste caso, quando calculado um ângulo de deslize lateral β e uma taxa de guinada ωζ de acordo com as expressões 50a e 50b, a variável manipulada de aceitação de estado atual informada para o modelo de características dinâmicas de referência 120 é estabelecida como o valor de Mvirt na expressão 50b. Somente este aspecto é diferente do processamento do modelo de características dinâmicas de referência do cenário 102 na terceira modalidade.

Subseqüentemente, em S314, o preparador de cenário 98 determina uma série cronológica de soma de estados de referência do cenário, uma série cronológica de entrada do controlador de acionamento de atuador do cenário, uma série cronológica de variável manipulada de aceitação de estado atual do cenário, uma série cronológica de força de reação da superfície da estrada do cenário e uma série cronológica de soma de estados do cenário. Este S314 é o processamento que corresponde ao S212 da Figura 10 descrita cima e os significados da série cronológica de soma de estados de referência do cenário, da série cronológica de entrada do controlador de acionamento de atuador de cenário, da série cronológica de força de reação da superfície da estrada do cenário e da série cronológica de soma de estados do cenário são os mesmos que estes em S212. A série cronológica de variável manipulada de aceitação de estado atual do cenário é uma entrada de controle para levar uma soma de estados do modelo de características dinâmicas de referência do cenário 102 para próxima de uma soma de estados do modelo de veículo do cenário 110 em um cenário (para impedir as somas de estados dos dois de ficarem separadas uma da outra) e ela corresponde a uma variável manipulada de aceitação de estado atual informada para o modelo de características dinâmicas de referência 120 supracitado. 0 processamento após S314 é o processamento realizado pelo preparador de cenário 98. O processamento em S314 é realizado pelo processamento de sub-rotina apresentado pelo fluxograma da Figura 17. Este processamento na Figura 17 difere do processamento na Figura 11 supracitado somente em uma parte do processamento; portanto, o processamento do mesmo que é diferente do processamento na Figura 11 será principalmente explicado.

Primeiro, em S1202, as somas de estados iniciais (as somas de estados no tempo t = 0) do modelo de características dinâmicas de referência do cenário 102 são estabelecidas para concordarem com as últimas somas de estados do modelo de características dinâmicas de referência 120 supra mencionado. Mais especificamente, na presente modalidade, os 0-ésimos valores da série cronológica das somas de estados do modelo de características dinâmicas de referência do cenário 102 são iniciados com as últimas somas de estados do modelo de características dinâmicas de referência 120. As últimas somas de estados do modelo de características dinâmicas de referência 120 são as somas de estados determinadas em S312 supracitado e são somas de estados atuais do modelo de características dinâmicas de referência 120.

De forma suplementar, na terceira modalidade supramencionada, as somas de estados do modelo de características dinâmicas de referência do cenário 102 foram iniciadas com as últimas somas de estados do modelo de veículo.

Subseqüentemente, em S1204, o mesmo processamento que este em S1004 da Figura 11 descrito acima é realizado para iniciar o modelo de veículo do cenário 110.

Subseqüentemente, o procedimento continua para S1206, onde as variáveis manipuladas de aceitação de estado atual emitidas a partir do preparador de cenário 98 no ciclo de controle da última vez (os primeiros valores da série cronológica de variáveis manipuladas de aceitação de estado atual do cenário determinados no ciclo de controle da última vez) são armazenadas e retidas como os 0-ésimos valores das variáveis manipuladas de aceitação de estado atual do cenário no ciclo de controle atual. Este processamento é um processamento adicionado na presente modalidade.

Subseqüentemente, após o valor de k ser estabelecido para 1 em S1208, o processamento da repetição de S1210 até S1236 é realizado.

Em S1210, os k-ésimos valores da série cronológica de entrada futura de manipulação de acionamento (os valores em t=k.At) e os (k-l)-ésimos valores da série cronológica de variável manipulada de aceitação de estado atual do cenário (os valores em t=(k-l).At) são informados para o modelo de características dinâmicas de referência do cenário 102 de modo a determinar novas somas de estados de referência. Este processamento é realizado pelo modelo de características dinâmicas de referência do cenário 102 na presente modalidade. 0 processamento é realizado de acordo com o mesmo procedimento que este para determinar as somas de estados de referência pelo modelo de características dinâmicas de referência 120 supracitado. Entretanto, como Mvirt da expressão 50b supramencionada, neste caso, os (k-l)-ésimos valores da série cronológica de variável manipulada de aceitação de estado atual do cenário são utilizadas. Pelo processamento em S1210, uma taxa de guinada de referência e um curso de referência são determinados como novas somas de estados de referência.

Subseqüentemente, o procedimento continua para S1212, onde novas somas de estados de referência determinadas em S1210 são armazenadas e retidas como os k-ésimos valores da série cronológica das somas de estados de referência no cenário. Este processamento é o mesmo que este em S1010 da Figura 11.

Subseqüentemente, o processamento a partir de S1214 até S1228 é realizado pela lei de controle de acompanhamento de cenário 106 na presente modalidade. Na presente modalidade, o processamento para determinar as variáveis manipuladas de aceitação de estado atual do cenário em cada tempo do cenário é realizado em adição a realizar o processamento similar a este da lei de controle de acompanhamento de cenário 106 na terceira modalidade. A construção funcional da lei de controle de acompanhamento de cenário 106 na presente modalidade é ilustrada pelo diagrama de blocos da Figura 19. A lei de controle de acompanhamento de cenário 106 possui um determinador de variável manipulada de aceitação de estado atual do cenário 106g em adição à construção funcional da Figura 14 descrita acima. O dito a seguir irá explicar em detalhes o processamento pela lei de controle de acompanhamento de cenário 106 na presente modalidade com referência à Figura 19 e ao fluxograma da Fig, 18.

Primeiro, a partir de S1214 até S1226, o mesmo processamento que este de S1012 até S1024 na Figura 11 é realizado. Este processamento é o processamento pela lei de alimentação direta de acompanhamento de cenário 106a, pelo processador de subtração 106b, pela lei de realimentação de acompanhamento de cenário 106c, pelo processador de adição 106d, pelo limitador de força de reação de superfície da estrada do cenário 106e e pelo conversor de variável manipulada 106f, como explicado na terceira modalidade supracitada. Entretanto, como com a terceira modalidade, o processamento pelo conversor de variável manipulada 106f é omitido na presente modalidade.

Subseqüentemente, o procedimento continua para S1228, onde a variável manipulada de aceitação de estado atual do cenário é determinada de acordo com uma lei de realimentação, tal como a lei de controle PD baseado na diferença entre o (k-l)-ésimo valor da série cronológica de soma de estados do cenário e no k-ésimo valor da série cronológica da soma de estados de referência (a série cronológica emitida a partir do modelo de características dinâmicas de referência do cenário 102) (isto é determinado pelo processador de subtração 106b da Figura 19). Este processamento é o processamento realizado pelo determinador de variável manipulada de aceitação de estado atual do cenário 106g da Figura 19.

Pelo processamento em S1228, uma variável manipulada de aceitação de estado atual do cenário é determinada como uma quantidade de momento ao redor do eixo geométrico de guinada de acordo com a lei de controle PD, por exemplo, a partir da diferença entre uma taxa de guinada entre as somas de estados de referência do cenário e uma taxa de guinada entre as somas de estados de referência. Alternativamente, uma variável manipulada de aceitação de estado atual do cenário pode ser determinada baseado não somente em uma diferença na taxa de guinada mas também na quantidade de desvio da posição do veiculo 1 a partir de um curso de referência entre as somas de estados de referência do cenário. 0 processamento de S1214 até S1228 descrito acima é o processamento pela lei de controle de acompanhamento de cenário 106 na presente modalidade.

Subseqüentemente, o procedimento continua para S1230, onde o mesmo processamento que este em S1026 da Figura 11 descrito acima é realizado para determinar uma força de reação da superfície da estrada e uma soma de estados do cenário gerada em um modelo de veículo do cenário.

Subseqüentemente, o procedimento continua para S1232, onde a variável manipulada determinada em S1226, a variável manipulada de aceitação de estado atual do cenário determinada em S1228 e a soma de estados do cenário e a força de reação da superfície da estrada determinadas em S1230 são armazenadas e retidas como o k-ésimo valor da série cronológica de entrada do controlador de acionamento de atuador do cenário, o k-ésimo valor da série cronológica de variável manipulada de aceitação de estado atual do cenário, o k-ésimo valor da série cronológica de soma de estados do cenário e o k-ésimo valor da série cronológica de força de reação da superfície da estrada do cenário, respectivamente. Assim, a entrada do controlador de aciona- mento de atuador do cenário, a variável manipulada de aceitação de estado atual do cenário, a soma de estados do cenário e a força de reação da superfície da estrada do cenário no tempo t=k.At são determinadas.

Subseqüentemente, o processamento da repetição de S1210 até S1236 é realizado até que os valores de k alcancem kmax via o processamento em S1234, o qual é o mesmo processamento que este em S1030 e S1032 da Figura 11. 0 dito acima são os detalhes do processamento em S314 da Figura 17. Na presente modalidade, as somas de estados iniciais do modelo de características dinâmicas de referência do cenário 102 são estabelecidas para as últimas somas de estados do modelo de características dinâmicas de referência 120 para o qual as variáveis manipuladas de aceitação de estado corrente determinadas como descrito acima são informadas. Assim, a série cronológica de uma soma de estados de referência (por exemplo, uma taxa de guinada de referência) emitida a partir do modelo de características dinâmicas de referência do cenário 102 em cada ciclo de controle é diferente do caso da terceira modalidade supracitada, e ela é criada com um valor intermediário entre o último valor de uma taxa de guinada no cenário passado até o tempo inicial e um último valor de uma taxa de guinada no modelo de veículo 72 até o tempo inicial como o ponto de partida da mesma como apresentado, por exemplo, pelas linhas continuas no gráfico após o tempo inicial na Figura 20.

Retornando para a explicação da Figura 17, os processamentos em S316 e S318 são então realizados. Estes processamentos são os mesmos que os processamentos em S214 e S216 da Figura 10.

Subseqüentemente, o procedimento continua para S320, onde o valor da série cronológica de variável manipulada de aceitação de estado atual do cenário no tempo t=At determinada em S314 é emitida como a variável manipulada de aceitação de estado atual (uma variável manipulada de aceitação de estado atual a ser informada para o modelo de características dinâmicas de referência 120 supracitado). De forma suplementar, este valor é utilizado para o processamento em S1210 no próximo ciclo de controle, como descrito acima.

Subseqüentemente, o mesmo processamento que este em S218 da Figura 10 é realizado em S322 e um valor atual da variável manipulada de alimentação direta (uma variável manipulada de alimentação direta como uma saída do preparador de cenário 98 da Figura 15) é emitido. O processamento de controle pelo controlador 10 diferente deste explicado acima é o mesmo que este na terceira modalidade supracitada. A quarta modalidade descrita acima proporciona as mesmas vantagens que estas das terceira modalidade e também gradualmente leva a soma de estados de referência criada pelo modelo de características dinâmicas de referência 120 para próximo de uma soma de estados do modelo de veículo 72 pela variável manipulada de aceitação de estado atual supracitada. Isto torna possível fazer um movimento do automóvel real seguir um movimento do veículo 1 no modelo de veículo 72 enquanto levando uma soma de estados de um movimento da carroceria do veículo do modelo 72 para próxima de uma soma de estados de referência. Como resultado, a robustez do controle do automóvel real 70 pode ser adicionalmente acentuada relativamente facilmente.

De forma suplementar, a quarta modalidade é uma modalidade da primeira modalidade, da segunda modalidade, da quarta modalidade até a décima primeira modalidade, da décima terceira modalidade e da décima quinta modalidade até a décima oitava modalidade na presente invenção. Neste caso, uma variável manipulada de alimentação direta emitida pelo preparador de cenário 98 corresponde a uma entrada básica de controle para um automóvel real. O determinador de série cronológica de entrada futura 100 corresponde a um dispositivo de determinação de variável manipulada de acionamento futuro na décima terceira modalidade (uma entrada de manipulação de acionamento futuro correspondente a uma variável manipulada de acionamento futuro). 0 modelo de características dinâmicas de referência 120 corresponde a um dispositivo de determinação de movimento de referência na décima quinta modalidade ou na décima sétima modalidade. 0 modelo de características dinâmicas de referência do cenário 102 corresponde a um segundo modelo de veículo na décima quinta modalidade e o modelo de veículo do cenário 110 corresponde a um terceiro modelo de veículo na décima quinta modalidade. Adicionalmente, a lei de controle de acompanhamento de cenário 106, o modelo de controlador de acionamento de atuador do cenário 108 e o modelo de veículo do cenário 110 correspondem a um dispositivo de prognóstico de comportamento futuro do veiculo. Além disso, uma série cronológica de força de reação da superfície da estrada do cenário e uma soma de estados do cenário finalmente emitida a partir do modelo de veículo do cenário 110, correspondem a um comportamento futuro do primeiro modelo de veículo ) o modelo de veículo 72) . A quarta modalidade, como com o caso explicado em relação à primeira modalidade, em vez das forças virtuais externas Fvirt, Mvirt, uma variável manipulada para um dispositivo atuador 72 (isto é, uma quantidade de correção da variável manipulada do atuador do modelo supracitada), a qual proporciona uma vantagem equivalente a esta obtida pela aplicação da força virtual externa junto ao veículo 1 no modelo de veículo 72, pode ser determinada e a variável manipulada determinada pode ser fornecida para o modelo de veículo 72 como uma entrada de controle de manipulação de modelo de veículo. Isto torna possível construir a terceira modalidade ou a décima segunda modalidade.

Quinta Modalidade Uma quinta modalidade, de acordo com a presente invenção, será agora descrita com referência à Figura 21 até à Figura 24. A presente modalidade difere da quarta modalidade somente em uma parte do processamento do controlador 10, de modo que os mesmos números de referência que estes na quarta modalidade serão utilizados para os mesmos componentes ou para as mesmas partes funcionais na quarta modalidade e a explicação detalhada dos mesmos será omitida. A Figura 21 é um diagrama de blocos apresentando a construção funcional de um controlador 10 na presente modalidade. Na presente modalidade, o modelo de controlador de acionamento de atuador 76 e o modelo de veiculo 72 proporcionados na quarta modalidade são omitidos. Adicionalmente, o controlador de erro 84, a lei de controle de cancelamento de erro 86 e o distribuidor 88 são omitidos fora do preparador de cenário 98, ao passo que as funções equivalentes aos mesmos são incorporadas no preparador de cenário 98. Além disso, na presente modalidade, um controlador de acionamento de atuador 78 controla cada dispositivo atuador 3A, 3B, 3C de um automóvel real 70 baseado nas variáveis manipuladas (entradas de controle) emitidas a partir do preparador de cenário 98 para o controlador de acionamento de atuador 78. A construção funcional do controlador 10 diferente desta descrita acima é a mesma que esta apresentada na Figura 15.

Uma construção funcional esquemática do preparador de cenário 98 é a mesma que esta apresentada na Figura 16 descrita acima. Entretanto, na presente modalidade, o processamento de uma lei de controle de acompanhamento de cenário 106 é diferente desta explicada na quarta modalidade. A Figura 22 e a Figura 23 são fluxogramas apresentando o processamento do preparador de cenário 98 e de um modelo de características dinâmicas de referência 120 na presente modalidade. O dito a seguir irá explicar os mesmos. Primeiro, o processamento em S410 e S412 são realizados. Estes processamento são os mesmos que os processamentos em S310 e S312 da Figura 17.

Subseqüentemente, o procedimento continua para S414, onde o preparador de cenário 98 determina uma série cronológica de soma de estados de referência do cenário, uma série cronológica de entrada de controlador de acionamento de atuador de cenário, uma série cronológica de variável manipulada de aceitação de estado atual do cenário, uma série cronológica de força de reação da superfície da estrada do cenário, e uma série cronológica de soma de estados do cenário. Este S414 é o processamento que corresponde ao S314 na Figura 17 mencionado acima. 0 processamento após este S414 é o processamento realizado pelo preparador de cenário 98. 0 processamento em S414 é realizado pelo processamento de sub-rotina apresentando pelo fluxograma na Figura 23. Este processamento na Figura 23 difere do processamento supracitado na Figura 18 somente em uma parte do processamento, de modo que a explicação será focada no processamento que é diferente do processamento na Figura 18.

Primeiro, em S1402, o mesmo processamento que em S1202 na Figura 18 é realizado para iniciar um modelo de características dinâmicas de referência do cenário.

Subseqüentemente, o procedimento continua para S1404, onde um modelo de veiculo do cenário 110 é iniciado. Neste caso, de acordo com a presente modalidade, quando iniciando o modelo de veículo do cenário 110, uma soma de estados do modelo de veículo do cenário 110 é estabelecida para concordar com uma soma de estados real de um automóvel real 1 obtida pelo observador de sensor 82 supracitado.

Subseqüentemente, o procedimento continua para S1406 e S1408, onde o mesmo processamento em S1206 e S1208, respectivamente, da Figura 18, são realizados.

Subseqüentemente, o processamento da repetição de S1410 até S1436 é realizado. No processamento da repetição, primeiro, em S1410 e S1412, o mesmo processamento que em S1210 e em S1212 da Figura 18 (o processamento pelo modelo de características dinâmicas de referência cenário 102) é realizado para determinar novas somas de estados de referência no tempo t=k.At.

Subseqüentemente, o processamento de S1414 até S1428 é realizado por uma lei de controle de acompanhamento de cenário 106 na presente modalidade. A construção funcional da lei de controle de acompanhamento cenário funcional 106 na presente modalidade é apresentada pelo diagrama de blocos na Figura 24. A lei de controle de acompanhamento de cenário 106 é equipada com uma lei de alimentação direta de acompanhamento de cenário 106a, com um processador de subtração 106b, com uma lei de controle de cancelamento de erro 106h, com um distribuidor 106i e com um processador de adição 106j. Neste caso, a lei de alimentação direta de acompanhamento de cenário 106a e o processador de subtração 106b são seções funcionais que executam o mesmo processamento supracitado como estes apresentados na Figura 19. Entretanto, a lei de controle de cancelamento de erro 106h, o distribuidor 106i e o processador de adição 106j são seções funcionais que são peculiares à lei de controle de acompanhamento de cenário 106 na presente modalidade. O dito a seguir irá explicar em detalhes o processamento pela lei de controle de acompanhamento de cenário 106 na presente modalidade com referência à Figura 24 e ao fluxograma da Figura 23.

Primeiro, em S1414, o processamento pela lei de alimentação direta de acompanhamento de cenário 106a é realizado para determinar a força de reação da superfície da estrada de alimentação direta. Este processamento é o mesmo que o processamento supracitado em S1214 da Figura 18.

Subseqüentemente, o procedimento continua para S1416, onde a lei de controle de cancelamento de erro 106h determina uma quantidade de compensação de cancelamento de erro baseado na diferença entre um (k-l)-ésimo valor de uma série cronológica de soma de estados do cenário e um k-ésimo valor de uma série cronológica de soma de estados de referência (uma série cronológica a partir do modelo de características dinâmicas de referência do cenário 102) (isto é determinado pelo processador de subtração 106b). Esta quantidade de compensação de cancelamento de erro corresponde a uma quantidade de compensação de cancelamento de erro na primeira até a quarta modalidades descritas acima e isto significa uma entrada de controle para levar uma soma de estados de um movimento do veículo 1 em relação ao modelo de veículo do cenário 110 para próximo de uma soma de estados de referência (uma saída do modelo de características dinâmicas de referência do cenário 102). Na presente modalidade, por exemplo, a partir de uma diferença entre uma taxa de guinada do veículo 1 no modelo de veículo do cenário 110 e uma taxa de guinada fora das somas de estados de referência, uma quantidade de compensação de cancelamento de erro é determinada por uma lei de realimentação, tal como a lei de controle PD. Neste caso, a quantidade de compensação de cancelamento de erro é, por exemplo, uma entrada de controle da dimensão de um momento ao redor de um eixo de guinada.

Incidentemente, uma quantidade de compensação de cancelamento de erro pode ser determinada baseada não somente em uma diferença na taxa de guinada mas também na quantidade de desvio da posição do veículo 1 no modelo de veículo do cenário 110 a partir de um curso de referência entre as somas de estados de referência (desvio de curso).

Subsequentemente, o processamento a partir de SI418 até S1428 é realizado pelo distribuidor 106i e pelo processador de adição 106j. Primeiro, em S1418, o distribuidor 106i pega a soma de uma força de reação da superfície da estrada de alimentação direta e uma quantidade de compensação de cancelamento de erro como uma variável manipulada provisória (um valor provisório de uma entrada de controle para o modelo de controlador de acionamento de atuador do cenário 108). Mais especificamente, uma força de reação da superfície da estrada, esperada de ser obtida quando uma força de reação da superfície da estrada é adicionalmente gerada baseada em uma variável manipulada do atuador para satisfazer uma quantidade de compensação de cancelamento de erro é definida como a força de reação da superfície da estrada associada com a quantidade de compensação de cancelamento de erro e a soma desta com a força de reação da superfície da estrada de alimentação direta é definida como uma variável manipulada provisória.

Subseqüentemente, o procedimento continua para S1420, onde o distribuidor 106i determina uma força de reação da superfície da estrada esperada de ser gerada no modelo de veículo do cenário 110 quando a variável manipulada provisória é informada como um valor desejado para o modelo de controlador de acionamento de atuador do cenário 108. Este processamento é realizado de acordo com o mesmo procedimento que este em S1220 da Figura 18 descrito acima.

Subseqüentemente, o procedimento continua para S1422, onde se é determinado se a força de reação da superfície da estrada determinada em S1420 excede a uma faixa permissível predeterminada. Neste caso, a faixa permissível da força de reação da superfície da estrada é estabelecida da mesma maneira que no caso do processamento pelo distribuidor 88 explicado na primeira modalidade supracitada, baseado em uma força de reação da superfície da estrada (carga de contato com o solo) no tempo t=(k-l).At no modelo de veículo do cenário 110 e em um coeficiente estimado de fricção da superfície da estrada μβεΡπι (um valor da última vez na presente modalidade) informado para o preparador de cenário 98 a partir de um estimado μ 80.

Nesta hora, se o resultado da determinação em S1422 for SIM, então o procedimento continua para S1424, onde a variável manipulada provisória citada acima é corrigida de modo que a força de reação da superfície da estrada não exceda à faixa permissivel (de modo que a força de reação da superfície da estrada gerada no modelo de veículo do cenário 110 se situe dentro da faixa permissivel em S1420).

Mais especificamente, o distribuidor 106i determina uma quantidade de compensação de força de reação da superfície da estrada Fcmpn_i, Mcpn_i pelo mesmo processamento que o processamento pelo distribuidor 88 explicado na primeira modalidade supracitada. Então, no processador de adição 106j, um resultado obtido pela adição da quantidade de compensação de força de reação da superfície da estrada Fcmpn_i, Mcmpn_i para a força de reação da superfície da estrada de alimentação direta é obtido como a variável manipulada após a correção da variável manipulada provisória supracitada. Neste caso, a quantidade de compensação de força de reação da superfície da estrada Fcmpn_i, Mcmpn_i é determinada de modo que a soma da mesma com a força de reação da superfície da estrada de alimentação direta se situe dentro da faixa permissivel supracitada em S1420 e que a diferença entre a soma e a variável manipulada provisória (= a diferença entre a quantidade de compensação de força de reação da superfície da estrada e a quantidade de compensação de cancelamento de erro supracitada determinada em S1416) seja minimizada.

Se o resultado da determinação em S1420 for NÃO, ou após o processamento em S1244, o procedimento continua para S1426, onde a variável manipulada provisória atual ( a variável manipulada provisória determinada em S1418 ou a variável manipulada provisória corrigida em S1424) é determinada como a variável manipulada (entrada de controle) para o modelo de controlador de acionamento de atuador do cenário 108. Incidentemente, se uma entrada de controle a ser realmente informada para o modelo de controlador de acionamento de atuador do cenário 108 não fora uma entrada de controle da dimensão de uma força de reação da superfície da estrada, então a variável manipulada determinada em S1420 é convertida (na Figura 24, um conversor de variável manipulada não é apresentado).

Subseqüentemente, o procedimento continua para S1428, onde uma variável manipulada de aceitação de estado atual do cenário é determinada baseada na diferença entre a variável manipulada determinada em S1426 e a variável manipulada provisória supracitada. Este processamento é realizado pelo distribuidor 106i. Especificamente, a diferença entre a variável manipulada e a variável manipulada provisória é multiplicada por um ganho predeterminado kmdl para se determinar a variável manipulada de aceitação de estado atual do cenário. Antes de determinar a diferença entre a variável manipulada e a variável manipulada provisória, a variável manipulada e a variável manipulada provisória são respectivamente convertidas em forças atuando sobre o centro de gravidade total do veículo 1 e então a diferença é determinada.

De forma suplementar, o ganho kmdl pode assumir um valor constante, mas se k for 2 ou mais, então o ganho kmdl pode ser estabelecido para zero. Se o ganho kmdl for sempre estabelecido para zero independente do valor de k, então a variável manipulada de aceitação de estado atual do cenário será sempre zero, de modo que no modelo de características dinâmicas de referência 120 e o modelo de características dinâmicas de referência do cenário não serão influenciados pelas somas de estados reais do automóvel real 70. O processamento de S1414 até S1428 descrito acima é o processamento pela lei de controle de acompanhamento de cenário 106 na presente modalidade.

Subseqüentemente, em S1430, o mesmo processamento supracitado como S1230 e S1232 na Figura 18 é realizado. Adicionalmente, o processamento da repetição de S1410 até S1436 é realizado até que um valor de k alcance kmax via S1434 e S1436, os quais são os mesmos processamentos que estes em S1234 e S1236 da Figura 18. 0 dito acima são os detalhes do processamento em S414 da Figura 22.

Retornando para a explicação da Figura 22, subse-qüentemente, os processamentos em S416, S418 e S420 são realizados. Estes processamento são os mesmos que os processamentos em S316, S318 e S420 da Figura 17.

Subseqüentemente, o procedimento continua para S422, onde o preparador de cenário 98 emite o valor no tempo t=At da série cronológica de entrada do controlador de acionamento de atuador do cenário (ou seja, o valor associado com o tempo presente) como a variável manipulada (entrada de controle) para o controlador de acionamento de atuador real 78.

Neste caso, de acordo com a presente modalidade, o controlador de acionamento de atuador 78 controla a operação de cada dispositivo atuador 3A, 3B, 3C do automóvel real 70 baseado na variável manipulada (a variável manipulada emitida em S422). O processamento de controle pelo controlador 10 diferente deste explicado acima é o mesmo que este na quarta modalidade supracitada.

De acordo com a quinta modalidade, um movimento do automóvel real 70 é controlado baseado em uma variável manipulada de aceitação de estado atual de modo que uma soma de estados de um movimento do automóvel real 70 siga uma soma de estados de referência enquanto restringindo o desvio de uma soma de estados de referência emitida a partir do modelo de características dinâmicas de referência 120 a partir da soma de estados do movimento do automóvel real 70. Adicionalmente, um movimento do automóvel real 70 é controlado de modo que uma força de reação da superfície da estrada se situe dentro de uma faixa permissível, ao mesmo tempo em que prognosticando um comportamento futuro do veículo 1. Assim, como com a terceira modalidade, a robustez do controle do veículo pode ser acentuada enquanto levando um movimento do automóvel real 70 para próximo de um movimento ideal.

De foram suplementar, a quinta modalidade é uma modalidade da primeira modalidade, da segunda modalidade, da quarta modalidade até a décima primeira modalidade, da décima terceira modalidade e da décima quarta modalidade. Neste caso, de acordo com a modalidade, o modelo de características dinâmicas de referência 120 corresponde a um primeiro modelo de veículo, o modelo de características dinâmicas de referência do cenário 102 corresponde a um segundo modelo de veículo e o modelo de veículo do cenário 110 corresponde a um terceiro modelo de veículo. Adicionalmente, na presente modalidade, o preparador de cenário 98 inclui um dispositivo de determinação de movimento do modelo de veículo e um dispositivo de controle de reação de erro da soma de estados. Mais especificamente, na presente modalidade, uma soma de estados inicial de um modelo de veículo do cenário é estabelecida para concordar com última soma de estados do automóvel real 70, de modo que a diferença entre uma soma de estados do cenário e uma soma de estados de referência determinada em S1416 quando k-1, irá corresponder a um primeiro erro de soma de estados. Além disso, uma variável manipulada e uma variável manipulada de aceitação de estado atual determinada baseada nesta diferença pelo processamento de S1418 até S1428 corresponde a uma entrada de controle para manipular um atuador de automóvel real e uma entrada de controle para manipular um modelo de veículo, respectivamente. Adicionalmente, a lei de controle de acompanhamento de cenário 106, o modelo de controlador de acionamento de atuador do cenário 108 e o modelo de veículo do cenário 110, no preparador de cenário 98, correspondem a um dispositivo de prognóstico de comportamento futuro do veículo. Em adição, uma série cronológica de força de reação da superfície da estrada do cenário e uma soma de estados do cenário finalmente emitida a partir do modelo de veículo do cenário 110 correspondem a um comportamento futuro do terceiro modelo de veículo (o modelo de veículo do cenário 110). Na quinta modalidade, uma entrada de controle (variável manipulada) para o modelo de controlador de atuador do cenário 108 foi uma entrada de controle da dimensão de uma força de reação da superfície da estrada; entretanto, adicionalmente, uma entrada de controle da dimensão de uma variável manipulada de um dispositivo atuador 3A, 3B, 3C no modelo de veículo do cenário 110 pode ser determinada. Várias modificações relacionadas com as modalidades explicadas acima serão agora explicadas.

Na primeira modalidade até a quinta modalidade descritas acima, uma força virtual externa foi aplicada junto à carroceria do veículo 1B (a parte acima da mola do veículo 1) do veículo 1 do modelo de veículo 72; entretanto, também é possível aplicar uma força virtual externa junto às rodas Wl até W4 no modelo de veiculo 72. Entretanto, isto causa que os comportamentos das forças de reação da superfície da estrada das rodas Wl até W4 no modelo de veículo 72 de forma significativa se desviem dos comportamentos ou das forças de reação da superfície da estrada das rodas Wl até W4 do automóvel real 70; portanto, uma força virtual externa é de forma desejável aplicada junto à carroceria do veículo 1B no modelo de veículo 72. O mesmo se aplica ao modelo de veículo do cenário 110.

Adicionalmente, nas modalidades, ao invés de aplicar uma força virtual externa junto à carroceria do veiculo 1B, uma carga de contato com o solo adicional correspondendo à força virtual externa pode ser aplicada junto às rodas W1 até W4 no modelo de veiculo 72. Em outras palavras, uma carga de contato com o solo correspondendo a uma força virtual externa a ser aplicada junto à carroceria do veiculo 1B do modelo de veiculo 72 pode ser gerada por se operar um atuador de um modelo de sistema de suspensão. Com esta disposição, se o veículo real 1 for sujeito a uma força de reação da superfície da estrada inesperada devido a uma ondulação inesperada de uma superfície de estrada e o veículo real 1 desenvolver um comportamento de uma postura ou peso não esperado, uma força virtual externa será determinada de modo que o veículo 1 do modelo de veículo 72 siga o comportamento. Além disso, a aplicação de uma carga de contato com o solo adicional junto ao modelo de veículo 72 por conseqüência irá causar que a força de reação da superfície da estrada (especialmente uma carga de contato com o solo) do modelo de veículo 72 substancialmente concorde com uma força de reação de superfície da estrada real. 0 mesmo se aplica ao modelo de veículo do cenário 110.

Adicionalmente, na primeira até a quarta modalidades descritas acima, se um dispositivo atuador real 3A, 3B, 3C for incapaz de independentemente manipular todos os componentes de uma força de reação da superfície da estrada, então esta restrição pode ser adicionada como uma condição do processamento pelo distribuidor 88 para determinar uma quantidade de compensação de força de reação da superfície da estrada Fcmpn_i. Por exemplo, se o veículo real 1 não tiver o dispositivo de suspensão ativa 3C, então a expressão 28 seguinte pode ser adicionada como uma condição do processamento aritmético pelo distribuidor 88.

Fcmpn_z_i = 0 (i = 1, 2, 3, 4).......Expressão 28 Adicionalmente, se, por exemplo, o dispositivo de direção 3B não ativamente controlar a direção das rodas traseiras W3 e W4, então a expressão 29 seguinte pode ser adicionada como uma condição do processamento aritmético pelo distribuidor 88.

Fcmpn_y_3 = Fcmpn_y_4 = 0...... Expressão 29 Adicionalmente, se, por exemplo, o dispositivo de acionamento/freio 3A não for capaz de ativamente controlar a distribuição de torque entre as duas rodas frontais Wl e W2, então a expressão 30 seguinte pode ser adicionada como uma condição do processamento aritmético pelo distribuidor 88.

Fcmpn_x_l = Fcmpn_x_2 = 0....... Expressão 30 As mesmas modificações relacionadas com o distribuidor 88 como descritas acima se aplicam ao distribuidor 106i na quinta modalidade.

Nas modalidades supracitadas, as explicações foram dadas pegando um automóvel equipado com um motor como um exemplo; entretanto, como anteriormente mencionado, a presente modalidade pode ser obviamente aplicada junto a carros híbridos e carros elétricos. Adicionalmente, a presente modalidade pode ser também aplicada junto a um veículo possuindo uma pluralidade de rodas, tal como um veículo com duas rodas ou com três rodas, em adição aos de quatro rodas. 0 método para determinar (o método para distribuir) uma quantidade de compensação de força de reação da superfície da estrada e uma força virtual externa no distribuidor 88 e o método para preparar um cenário no preparador de cenário 98 na primeira até a quarta modalidades descritas acima podem utilizar o dispositivo de seleção, tal como interruptores, os quais são operados para fazer alterações seletivas, ou eles podem adotar uma disposição para alteração automática de acordo com as situações, ou eles podem adotar uma disposição por meio da qual as características de direção de um motorista são aprendidas e alterações são feitas de acordo com as mesmas. 0 mesmo se aplica ao distribuidor 106i na quinta modalidade.

No distribuidor 88 da primeira até a quarta modalidades descritas acima, alguns componentes de uma quantidade de compensação de cancelamento de erro podem ser realimentados somente para um dentre o automóvel real 70 (especificamente, o controlador de acionamento de atuador real 78) e o modelo de veículo 72. Por exemplo, se o dispositivo de suspensão 3C do automóvel real 70 não for um dispositivo de suspensão ativa, então todos os componentes ao redor do eixo geométrico na direção de rolagem (o eixo geométrico X) do componente de momento Mstab de uma quantidade de compensação de cancelamento de erro podem ser realimentados para o modelo de veiculo 72.

Adicionalmente, se um componente predeterminado de uma quantidade de compensação de cancelamento de erro estiver dentro de uma faixa predeterminada (uma zona morta) (se ele estiver próximo de zero), então um resultado obtido por se multiplicar o componente predeterminado de uma quantidade de compensação de cancelamento de erro por (-1) pode ser definido como o componente predeterminado de uma força virtual externa, e uma variável manipulada do atuador (uma saída do controlador de acionamento de atuador real 78) do automóvel real 70, em relação ao componente predeterminado da quantidade de compensação de cancelamento de erro, pode ser estabelecida para zero. Em outras palavras, se um componente predeterminado de uma quantidade de compensação de cancelamento de erro se situar em uma zona morta predeterminada, então, a variável manipulada do atuador do automóvel real 70 relacionada com o componente predeterminado, é estabelecida para zero de modo a restringir o atuador de ser freqüen-temente atuado. Isto torna possível restringir o consumo esbanjador de energia ou prolongar a vida útil do atuador.

Como o modelo de veículo 72, modelos diferentes destes nas modalidades descritas acima podem ser utilizados. Por exemplo, na primeira modalidade, e na terceira modalidade até a quinta modalidades descritas acima, se uma inclinação da carroceria do veículo (um ângulo de postura na direção de rolagem e um ângulo de postura na direção de oscilação longitudinal) for ignorado, então o modelo com duas rodas, mencionado acima, pode ser utilizado em vez do modelo de veículo 72. Neste caso, uma faixa permissível para uma força resultante de forças de reação da superfície da estrada atuando sobre as duas rodas frontais e uma faixa permissível para uma força resultante de forças de reação da superfície da estrada atuando sobre as duas rodas traseiras pode ser estabelecida como a faixa permissível de forças de reação da superfície da estrada.

Adicionalmente, o modelo de veículo 72 pode ser um modelo de perturbação (modelo de linearização) para perturbação a partir de um estado predeterminado (por exemplo, um estado atual presente).

Adicionalmente, o modelo de veículo 72 pode ser um modelo que produz resistências ao ar baseado nas velocidades do veículo.

Com respeito ao modelo de controlador de acionamento de atuador 76 e aos modelos (o modelo de acionamento/ freio e assim por diante supracitados) dos dispositivos atuadores 3A, 3B, 3C, os atuadores do controlador de acionamento de atuador real e de um dispositivo atuador real que são modelados, geralmente possuem retardos de resposta ou não linearidade. Entretanto, estes modelos podem ser adaptados para indicar respostas ideais (respostas que estão livres de retardos ou de linearidades) em relação às entradas desejadas (uma força de reação da superfície da estrada desejada, um torque do eixo do veículo e assim por diante). Neste caso, uma função de transferência a partir de uma entrada desejada para uma saída de um atuador é 1. Em outras palavras, o modelo neste caso é um fio reto.

Como um dispositivo para detectar ou estimar uma condição de uma superfície da estrada, um dispositivo para detectar ou estimar uma inclinação de uma superfície da estrada pode ser proporcionado em adição ao estimador μ 80. Além disso, uma variável manipulada de alimentação direta ou um movimento de um modelo de veículo, podem ser determinados, também levando em consideração a inclinação da superfície da estrada. Isto torna possível adicionalmente de forma precisa controlar os movimentos do veículo.

Adicionalmente, um atuador fictício, o qual não existe como um atuador real, e seu controlador de acionamento, pode ser incluído em um modelo de veículo e em um modelo de controlador de acionamento de atuador.

Os parâmetros do veículo, incluindo o raio eficaz de cada pneumático, as características do pneumático, tal como inércias, e a distribuição de peso de uma carroceria do veículo (a posição do centro de gravidade total e uma inércia ao redor do centro de gravidade), utilizados para calcular movimentos de um modelo de veículo não necessáriamente tem que ser estabelecidos para valores fixos predeterminados. Os valores dos parâmetros podem ser identificados e corrigidos enquanto um veículo está em movimento.

No processamento pelo preparador de cenário 98 na terceira até a quinta modalidades descritas acima, se um coeficiente de fricção estimado for baixo, então uma proporção da curvatura de um curso de referência para um ângulo de direção é de forma desejável estabelecida para ser pequena. Isto torna possível restringir uma curva causada por super-dirigibilidade por um motorista.

Na terceira até a quinta modalidade, descritas acima, um cenário foi preparado baseado nas entradas de manipulação de acionamento; alternativamente, entretanto, um destino pode ser estabelecido por um sistema de navegação e um cenário pode ser preparado baseado no mesmo. Neste caso, o sistema de navegação é um dispositivo de manipulação operado por um motorista para dirigir um veículo. 0 dispositivo de manipulação pode ser colocado separado do veículo e o veículo pode ser remotamente dirigido através do intermédio de um sistema de comunicação por rádio.

Aplicabilidade Industrial Como descrito acima, a presente invenção é de forma útil aplicada para permitir o controle apropriado de somas de estados de movimento, tal como taxa de guinada e um curso de viagem, de um veículo com alta robustez de controle.

Breve Descrição dos Desenhos A Figura 1 é um diagrama de blocos apresentando uma construção esquemática de um veículo em uma modalidade da presente invenção. A Figura 2 é um diagrama de blocos apresentando uma construção funcional de um modelo de veículo em uma modalidade da presente invenção. A Figura 3 é um fluxograma apresentando o proces- sarnento aritmético do modelo de veiculo da Figura 2. A Figura 4 é um diagrama de blocos apresentando uma construção funcional de todo um controlador de um veiculo em uma primeira modalidade. A Figura 5 é um diagrama de blocos apresentando uma construção funcional de todo um controlador de um veiculo relacionado com uma modificação da primeira modalidade . A Figura 6 é um diagrama de blocos apresentando uma construção funcional de um modelo de veiculo em uma segunda modalidade. A Figura 7 é um diagrama para explicar um modelo de duas rodas (um modelo com dois graus de liberdade) na segunda modalidade ou na terceira modalidade até uma quinta modalidade. A Figura 8 é um diagrama de blocos apresentando uma construção funcional de todo um controlador de um veiculo em uma terceira modalidade. A Figura 9 é um diagrama de blocos apresentando uma construção funcional de um preparador de cenário proporcionado no controlador da terceira modalidade. A Figura 10 é um fluxograma apresentando o processamento pelo preparador de cenário na terceira modalidade. A Figura 11 é um fluxograma apresentando o processamento da sub-rotina em S212 do fluxograma na Figura 10. A Figura 12 é um gráfico para explicar o processamento pelo preparador de cenário na terceira modalidade. A Figura 13 é um gráfico para explicar o processa- mento pelo preparador de cenário na terceira modalidade. A Figura 14 é um diagrama de blocos apresentando uma construção funcional de uma lei de controle de acompanhamento de cenário apresentada na Figura 9. A Figura 15 é um diagrama de blocos apresentando uma construção funcional de todo um controlador de um veiculo em uma quarta modalidade. A Figura 16 é um diagrama de blocos apresentando uma construção funcional de um preparador de cenário no controlador da quarta modalidade. A Figura 17 é um fluxograma apresentando o processamento pelo preparador de cenário na quarta modalidade. A Figura 18 é um fluxograma apresentando o processamento da sub-rotina em S314 do fluxograma da Figura 17. A Figura 19 é um diagrama de blocos apresentando uma construção funcional de uma lei de controle de acompanhamento de cenário na quarta modalidade. A Figura 20 é um gráfico para explicar o processamento pelo preparador de cenário na quarta modalidade. A Figura 21 é um diagrama de blocos apresentando uma construção funcional de todo um controlador de um veiculo em uma quinta modalidade. A Figura 22 é um fluxograma apresentando o processamento pelo preparador de cenário na quinta modalidade. A Figura 23 é um fluxograma apresentando o processamento da sub-rotina em S414 do fluxograma da Figura 22. A Figura 24 é um diagrama de blocos apresentando uma construção funcional de uma lei de controle de acom- panhamento de cenário na quinta modalidade.

REIVINDICAÇÕES

Claims

1. Dispositivo de controle para um veiculo (1) equipado com um dispositivo de saida variável manipulada de acionamento para emitir uma variável de acionamento manipulada que indica um estado de manipulação de acionamento de um veiculo acionado por um motorista do veiculo possuindo uma pluralidade de rodas (Wl, W2, W3, W4), um dispositivo atuador (3A, 3B, 3C) proporcionado no veiculo de modo a estar apto a executar a manipulação de um movimento predeterminado do veículo (1) e um dispositivo de controle de dispositivo atuador (10) para controlar uma operação do dispositivo atuador, o dispositivo de controle para um veículo compreendendo: um dispositivo de captação de quantidade de estado real para detectar ou estimar uma quantidade de estado real, a qual é uma quantidade de estado predeterminada relacionada com um movimento real do veículo (1); um dispositivo de determinação de movimento de modelo do veículo para determinar um movimento de modelo do veículo, o qual é um movimento do veículo em um primeiro modelo de veículo (72) expressando características dinâmicas do veículo (1), baseado pelo menos na variável manipulada de acionamento; e um dispositivo de controle de reação de erro de quantidade de estado para determinar uma entrada de controle de manipulação do atuador do veículo real para manipular o dispositivo atuador (3A, 3B, 3C) de um veículo (1) real e uma entrada de controle de manipulação de modelo de veículo para manipular o movimento do modelo de veiculo (72) de acordo com uma lei de controle de realimentação predeterminada com base em um primeiro erro de quantidade de estado, o qual é a diferença entre uma quantidade de estado real que foi detectada ou estimada e uma quantidade de estado do modelo, a qual é a quantidade de estado predeterminada relacionada com o movimento do modelo de veiculo, o dispositivo de controle sendo CARACTERIZADO pelo fato de que: o dispositivo de controle do dispositivo atuador (10) compreende um dispositivo para controlar o dispositivo atuador (3A, 3B, 3C) com base pelo menos na entrada de controle de manipulação do atuador do veiculo real, e o dispositivo de determinação de movimento do modelo de veiculo compreende um dispositivo para determinar o movimento do modelo de veiculo (72) baseado pelo menos na variável de acionamento manipulada e na entrada de controle de manipulação do modelo de veiculo.

2. Dispositivo de controle para um veiculo (1), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a entrada de controle de manipulação de modelo de veiculo (72) é uma força externa virtual a ser aplicada a um veiculo no primeiro modelo de veiculo.

3. Dispositivo de controle para um veiculo (1), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a entrada de controle de manipulação do modelo de veiculo (72) compreende uma variável manipulada de um dispositivo atuador (3A, 3B, 3C) no primeiro modelo de veiculo.

4. Dispositivo de controle para um veiculo (1), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o dispositivo de controle do dispositivo atuador (10) compreende um dispositivo para determinar uma entrada de controle básica do veiculo real, a qual é um valor básico de uma entrada de controle especificando uma operação do dispositivo atuador (3A, 3B, 3C) com base pelo menos na variável de acionamento manipulada, a entrada de controle de manipulação do atuador do veiculo real compreende uma quantidade de correção para corrigir a entrada de controle básica do veiculo real, e o dispositivo de controle do dispositivo atuador (10) controla o dispositivo atuador (3A, 3B, 3C) com base em uma entrada de controle obtida ao se corrigir a entrada de controle básica do veiculo real pela entrada de controle de manipulação do atuador do veiculo real.

5. Dispositivo de controle para um veiculo (1), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o dispositivo de controle do dispositivo atuador (10) compreende um dispositivo para determinar um parâmetro básico desejado da força de reação da superfície da estrada que define o valor básico desejado de uma força de reação da superfície da estrada a ser aplicada ao veículo com base pelo menos na variável de acionamento manipulada, a entrada de controle do atuador do veículo real compreende um parâmetro de correção para corrigir o parâmetro básico desejado da força de reação da superfície da estrada, e o dispositivo de controle do dispositivo atuador (10) controla o dispositivo atuador (3A, 3B, 3C) com base em um valor desejado de uma força de reação da superfície da estrada definida por um parâmetro corrigido obtido ao se corrigir o parâmetro básico desejado determinado da força de reação da superfície da estrada pelo parâmetro de correção.

6. Dispositivo de controle para um veículo (1), de acordo com a reivindicação 4, CARACTERIZADO pelo fato de que o dispositivo de determinação de movimento do modelo de veículo compreende um dispositivo para determinar uma entrada de controle básica do modelo, a qual é um valor básico de uma entrada de controle que define uma operação do dispositivo atuador no primeiro modelo de veículo (72) baseado pelo menos na variável de acionamento manipulada, a entrada de controle de manipulação de modelo de veículo compreende uma quantidade de correção para corrigir a entrada de controle básica do modelo, o dispositivo de determinação de movimento do modelo de veículo compreende um dispositivo para determinar o movimento do modelo de veículo ao operar o dispositivo atuador (3A, 3B, 3C) no primeiro modelo de veículo com base em uma variável manipulada obtida ao se corrigir uma entrada de controle básica do modelo determinada pela entrada de controle de manipulação do modelo de veículo, e a entrada de controle básica do modelo concorda com a entrada de controle básica do veículo real.

7. Dispositivo de controle para um veículo (1), de acordo com a reivindicação 5, CARACTERIZADO pelo fato de que a entrada de controle de manipulação de modelo de veiculo compreende uma força externa virtual a ser aplicada a um veiculo no primeiro modelo de veiculo (72), o dispositivo de determinação de movimento do modelo de veiculo compreende um dispositivo para determinar um parâmetro de força de reação da superfície da estrada do modelo que define uma força de reação da superfície da estrada a ser aplicada a um veículo no primeiro modelo de veículo baseado pelo menos na variável de acionamento manipulada, e um dispositivo para determinar um movimento do primeiro modelo de veículo pela aplicação de pelo menos uma força de reação da superfície da estrada definida pelo parâmetro determinado de força de reação da superfície da estrada e a força virtual externa, a qual é a entrada de controle de manipulação do modelo de veículo, para o veículo no primeiro modelo de veículo, e uma força de reação da superfície da estrada definida pelo parâmetro de força de reação da superfície da estrada do modelo concorda com um valor básico desejado da força de reação da superfície da estrada definida pelo parâmetro básico desejado da força de reação da superfície da estrada.

8. Dispositivo de controle para um veículo (1), de acordo com a reivindicação 5, CARACTERIZADO pelo fato de que o dispositivo de controle de reação de erro de quantidade de estado compreende um dispositivo para estabelecer uma faixa permissível de força de reação de superfície da estrada e determina uma entrada de controle de manipulação de atuador servindo como o parâmetro de correção, de modo que uma condição de faixa permissivel, na qual um valor desejado de uma força de reação de superfície da estrada definido por um parâmetro corrigido obtido ao se corrigir um valor básico desejado de uma força de reação de superfície de estrada definido pelo parâmetro básico desejado de reação da superfície da estrada pelo parâmetro de correção se situa dentro da faixa permissivel, é satisfeita.

9. Dispositivo de controle para um veículo (1), de acordo com a reivindicação 8, CARACTERIZADO pelo fato de que o parâmetro de correção compreende um parâmetro que define uma quantidade de correção de uma força de reação da superfície da estrada atuando sobre cada roda (Wl, W2, W3, W4) de um veículo, o parâmetro básico desejado da força de reação da superfície da estrada compreende um parâmetro que define um valor básico desejado de uma força de reação de superfície de estrada atuando sobre cada roda, e a faixa permissivel compreende uma faixa permissí-vel de uma força de reação da superfície da estrada atuando sobre cada uma das rodas.

10. Dispositivo de controle para um veículo (1), de acordo com a reivindicação 9, CARACTERIZADO pelo fato de que o dispositivo de controle de reação de erro de quantidade de estado compreende um dispositivo para determinar uma quantidade de compensação de cancelamento de erro, a qual é uma força externa a ser aplicada a um veículo de modo a levar o primeiro erro de quantidade de estado para próximo de zero, com base no primeiro erro de quantidade de estado e determina o parâmetro de correção de modo que uma força resultante das quantidades de correção das forças de reação da superfície da estrada atuando sobre as rodas individuais (Wl, W2, W3, W4) definidas pelos parâmetros de correção se aproximem da quantidade de compensação de cancelamento de erro enquanto satisfazendo a condição de faixa permissível.

11. Dispositivo de controle para um veículo (1), de acordo com a reivindicação 10, CARACTERIZADO pelo fato de que a entrada de controle de manipulação de modelo de veículo compreende uma força externa virtual a ser aplicada a um veículo no primeiro modelo de veículo (72), e o dispositivo de controle de reação de erro de quantidade de estado compreende um dispositivo para determinar a força externa virtual como a entrada de controle de manipulação de modelo de veículo com base em uma diferença entre a força resultante das quantidades de correção das forças de reação de superfície da estrada e a quantidade de compensação de cancelamento de erro.

12. Dispositivo de controle para um veículo (1), de acordo com a reivindicação 10, CARACTERIZADO pelo fato de que a entrada de controle de manipulação de modelo de veículo compreende uma variável manipulada de um dispositivo atuador (3A, 3B, 3C) no primeiro modelo de veículo (72), e o dispositivo de controle de reação de erro de quantidade de estado compreende um dispositivo para determinar a variável manipulada como a entrada de controle de manipulação do modelo de veiculo com base em uma diferença entre a força resultante das quantidades de correção das forças de reação da superfície de estrada e a quantidade de compensação de cancelamento de erro.

13. Dispositivo de controle para um veículo (1), de acordo com a reivindicação 4, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende um dispositivo de determinação de variável de acionamento futuro para determinar uma variável manipulada de acionamento futuro, a qual é uma variável de acionamento manipulada para um período predeterminado, incluindo um período até após um tempo predeterminado a partir do tempo presente, baseado pelo menos na variável de acionamento manipulada antes do tempo presente, e um dispositivo de prognóstico de comportamento futuro do veículo para prognosticar um comportamento futuro do primeiro modelo de veículo (72) baseado pelo menos na variável manipulada de acionamento futuro, utilizando um valor mais recente de uma quantidade de estado do primeiro modelo de veículo como um ponto inicial, onde o dispositivo de controle de dispositivo atuador (10) determina a entrada de controle básica do veículo real com base em um comportamento futuro do primeiro modelo de veículo.

14. Dispositivo de controle para um veículo (1), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: um dispositivo de determinação de variável de acionamento futuro manipulada para determinar uma variável de acionamento futuro manipulada, a qual é uma variável manipulada de acionamento para um período predeterminado incluindo um período até após um tempo predeterminado a partir do tempo presente, baseado pelo menos na variável de acionamento manipulada antes do tempo presente; e um dispositivo de prognóstico de comportamento futuro do veículo para prognosticar comportamentos futuros de um segundo modelo de veículo e de um terceiro modelo de veículo enquanto determinando uma entrada de controle do modelo, a qual é uma entrada de controle definindo uma operação de um dispositivo atuador (3A, 3B, 3C) no terceiro modelo de veículo com base pelo menos em uma diferença entre uma quantidade de estado do segundo modelo de veículo e uma quantidade de estado do terceiro modelo de veículo e na variável manipulada de acionamento futuro em cada tempo até após o tempo predeterminado a partir do tempo presente, tomando um valor mais recente de uma quantidade de estado do primeiro modelo de veículo (72) como o ponto de partida da quantidade de estado do segundo modelo de veículo que representa as características dinâmicas do veículo e tomando um valor mais recente de uma quantidade de estado real do veículo como o ponto de partida da quantidade de estado do terceiro modelo de veículo que representa as características dinâmicas do veículo, onde o dispositivo de controle do dispositivo atuador (10) determina a entrada de controle de manipulação de atuador de veículo real com base pelo menos em um comporta-mento futuro do terceiro modelo de veículo.

15. Dispositivo de controle para um veiculo (1), de acordo com a reivindicação 4, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: um dispositivo de determinação de variável manipulada de acionamento futuro para determinar uma variável manipulada de acionamento futuro, a qual é uma variável manipulada de acionamento para um período predeterminado incluindo um período até após um tempo predeterminado a partir do tempo presente, baseado pelo menos na variável manipulada de acionamento antes do tempo presente; um dispositivo de determinação de quantidade de estado de movimento de referência para seqüencialmente determinar uma quantidade de estado de um movimento de referência que o primeiro modelo de veículo (72) deve seguir por um modelo de características dinâmicas de referência representando as características dinâmicas do veículo com base pelo menos na variável manipulada de acionamento; e um dispositivo de prognóstico de comportamento futuro do veiculo para prognosticar comportamentos futuros de um segundo modelo de veículo e de um terceiro modelo de veículo, enquanto determinando uma entrada de controle de modelo, a qual é uma entrada de controle definindo uma operação de um dispositivo atuador (3A, 3B, 3C) no terceiro modelo de veículo baseado pelo menos em uma diferença entre uma quantidade de estado do segundo modelo de veículo e uma quantidade de estado do terceiro modelo de veículo e na variável manipulada de acionamento futuro em cada tempo até após o tempo predeterminado a partir do tempo presente, um valor mais recente de uma quantidade de estado do movimento de referência sendo o ponto inicial de uma quantidade de estado do segundo modelo de veiculo que representa as características dinâmicas do veículo e um valor mais recente de uma quantidade de estado do primeiro modelo de veículo (72) sendo o ponto inicial de uma quantidade de estado do terceiro modelo de veículo que representa as características dinâmicas do veículo, onde o dispositivo de controle do dispositivo atuador (10) determina a entrada de controle básica do veículo real com base pelo menos em um comportamento futuro do terceiro modelo de veículo.

16. Dispositivo de controle para um veículo (1), de acordo com a reivindicação 15, CARACTERIZADO pelo fato de que o dispositivo de determinação de quantidade de estado de movimento de referência determina uma nova quantidade de estado do movimento de referência com base pelo menos em uma diferença entre a quantidade de estado do primeiro modelo de veículo (72) e a quantidade de estado do movimento de referência e na variável de acionamento manipulada.

17. Dispositivo de controle para um veículo (1), de acordo com a reivindicação 5, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: um dispositivo de determinação de movimento de referência para determinar um movimento de referência, o qual é um movimento de referência em relação ao movimento do modelo de veículo, com base pelo menos na variável manipulada de acionamento; e um dispositivo para determinar uma quantidade de compensação de restauração de modelo, a qual é uma força externa a ser aplicada a um veiculo, para levar o segundo erro de quantidade de estado, o qual é uma diferença entre uma segunda quantidade de estado predeterminada relacionada com o movimento de referência determinado e uma segunda quantidade de estado predeterminada relacionada com o movimento do primeiro modelo de veiculo determinado, para próximo de zero, com base no segundo erro de quantidade de estado, onde o dispositivo para determinar o parâmetro básico desejado de força de reação da superfície da estrada determina o parâmetro básico desejado de força de reação da superfície da estrada com base pelo menos na quantidade de compensação de restauração de modelo.

18. Dispositivo de controle para um veículo (1), de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende um dispositivo de determinação de movimento de referência para determinar um movimento de referência, o qual é um movimento de referência em relação ao movimento do modelo de veiculo, com base pelo menos na variável manipulada de acionamento, onde o dispositivo para determinar a entrada de controle básica do modelo determina a entrada de controle básica do modelo baseado pelo menos em um segundo erro de quantidade de estado, o qual é uma diferença entre uma segunda quantidade de estado predeterminada relacionada com o movimento de referência determinado e uma segunda quantidade de estado predeterminada relacionada com o movimento do primeiro modelo de veiculo determinado, de modo que a diferença seja levada para próximo de zero.