CN101193785B - 车辆控制装置 - Google Patents

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Abstract

一种车辆的控制装置,根据由车辆模型(16)决定的标准状态量与实际车辆(1)实际状态量之间的差(状态量偏差),按照使得该状态量偏差接近于0的方式通过FB分配则(20)来决定实际车辆执行操作用控制输入和车辆模型操作用控制输入,通过这些控制输入,来分别操作实际车辆(1)的执行装置(3)和车辆模型(16)。在FB分配则(20),推定起因于车辆模型操作用控制输入而作用于实际车辆(1)上的外力,并依据该推定值和使状态量偏差接近于0的车辆模型操作用控制输入的基本值,来决定模型车辆操作用控制输入。据此,可以一面进行与实际车辆的动作尽可能相适称的执行装置的动作控制,一面提高针对主要干扰因素或其变化而言的鲁棒性。

Description

车辆控制装置
技术领域
本发明涉及一种汽车(发动机汽车)、混合动力汽车、两轮摩托车等具有多个车轮的车辆的控制装置。
背景技术
在汽车等车辆上,作为主要机构,设置有:将驱动力从发动机等传动力产生源传递给车轮或者将制动力施加给车轮的驱动·制动系统、操舵车辆的转向轮用的转向系统(操舵系统)、以及弹性地将车身支撑在车轮上的悬架系统等系统。另外,众所周知,近年来,例如由特开2000-41386号公报(以下称专利文献1)可知,这些系统不仅仅是根据驾驶者对驾驶盘(方向盘)、油门踏板、刹车踏板等的操作(人为的操作)而被动地动作,而且还通过设置各种式样的电动式或油压式的执行装置,根据车辆的行驶状态或环境条件等主动地(积极地)来控制其执行装置的动作。
在专利文献1中提出过有下述的技术方案,即,根据前轮舵角来决定后轮舵角的前馈目标值,而且同时根据标准状态量(标准横摆比率和标准横向加速度)与实际状态量(横摆比率的检测值和横向加速度的检测值)之间的偏差来决定后轮舵角的反馈目标值,并使后轮舵角跟踪这些目标值之和。这种场合,根据前轮舵角,设定标准状态量。另外,根据路面的摩擦系数的推定值,来调整前馈控制部、反馈控制部、标准状态量决定部的传递函数的参数或增益。
然而,在由所述专利文献1获知的技术中,有下述的问题。即,实际车辆的动作受到路面的摩擦系数的变化等各种主要干扰因素的影响。
另一方面,事实上也很难做到使用车辆模型等,在考虑所有主要干扰因素的基础之上来逐步生成最佳的标准状态量。例如专利文献1,虽然根据路面的摩擦系数的推定值,调整了标准状态量决定部的传递函数的参数等,但是,实际车辆的动作除了路面的摩擦系数以外,还受到车轮轮胎的特性的偏差、操舵系统等装置的特性的偏差、摩擦系数的推定误差、标准状态量生成用模型的模型化误差等各种主要因素的影响。
由此,在由专利文献1获知的技术中,有时因为各种主要干扰因素,标准状态量相对于实际车辆的运动状态会产生比较大的背离。并且,这种场合,车辆的执行装置的动作被与实际车辆的动作不相适称的控制输入所控制,或者执行装置的动作被限制器所限制,以致难以将该执行装置的动作控制在适当。
本发明是鉴于上述的问题而完成的,目的在于,提供一种可以一面进行与实际车辆的动作尽可能相适称的执行装置的动作控制,一面提高针对主要干扰因素或其变化而言的鲁棒性的车辆的控制装置。
发明内容
为达到上述目的,本发明的车辆的控制装置,其具有:驾驶操作量检测机构,其检测驾驶操作量,而该驾驶操作量是表示由操纵者操纵具有多个车轮的车辆时的该车辆的驾驶操作状态的量;执行装置,其设置于该车辆上,可操作所述车辆的规定的运动;执行装置控制机构,其逐步控制所述执行装置的动作;其特征在于,
设置有:
实际状态量掌握机构,其检测或推定第1实际状态量,该第1实际状态量是指与实际车辆的规定的运动有关的规定的第1状态量的值;
模型状态量决定机构,其至少根据前述所检测出的驾驶操作量,来决定第1模型状态量,该第1模型状态量是指与车辆模型下的车辆的规定的运动有关的所述第1状态量的值,而该车辆模型又是作为表示所述车辆的动态特性的模型而预先决定的;
状态量偏差计算机构,其计算出第1状态量偏差,该第1状态量偏差是指前述所检测或推定出的第1实际状态量与前述所决定的第1模型状态量之间的偏差;以及
实际车辆侧状态量偏差应动控制机构及模型侧状态量偏差应动控制机构,其至少根据前述所计算出的第1状态量偏差,按照使该第1状态量偏差接近于0的方式,来分别决定用于操作实际车辆的所述执行装置的实际车辆执行操作用控制输入、和用于操作所述车辆模型下的车辆的规定的运动的车辆模型操作用控制输入;
所述执行装置控制机构是如下所述的机构,即,至少根据前述所决定的实际车辆执行操作用控制输入,来控制所述执行装置的动作;
所述模型状态量决定机构是如下所述的机构,即,至少根据前述所检测出的驾驶操作量和前述所决定的车辆模型操作用控制输入,来决定所述第1模型状态量;
所述模型侧状态量偏差应动控制机构是如下所述的机构,即,至少根据前述所计算出的第1状态量偏差,按照使得该状态量偏差接近于0的方式,来决定所述车辆模型操作用控制输入的基本值;并按照使得下述关系2比下述关系1线性更高的方式来最终决定所述车辆模型操作用控制输入,即该关系1是指下述外力间的差与所述第1状态量偏差之间的关系,该外力间的差是指在根据所决定的基本值而操作了所述车辆模型时作用于该车辆模型下的车辆上的外力、与在根据前述所决定的实际车辆执行操作用控制输入而操作了所述执行装置时起因于该实际车辆执行操作用控制输入而作用于实际车辆上的外力间的差,该关系2是指下述外力间的差与所述第1状态量偏差之间的关系,该外力间的差是指在根据最终所决定的车辆模型操作用控制输入而操作了所述车辆模型时作用于该车辆模型下的车辆上的外力、与在根据前述所决定的实际车辆执行操作用控制输入而操作了所述执行装置时起因于该实际车辆执行操作用控制输入而作用于实际车辆上的外力间的差(第1发明)。
根据该第1发明,基本上是,通过所述实际车辆执行操作用控制输入,以使得所述第1状态量偏差接近于0地,来反馈控制实际车辆的执行装置的动作,而且同时通过所述车辆模型操作用控制输入,以使得所述第1状态量偏差接近于0地,来操作所述车辆模型下的车辆运动,进而操作第1模型状态量。由此,实际车辆的运动和车辆模型下的车辆的运动不会因为主要干扰因素等的影响而产生较大的背离。
这种场合,在实际车辆一方,一般情况下,会有所述第1状态量偏差与实际车辆执行装置操作控制输入之间的非线性或相对于实际车辆执行操作用控制输入而言的实际的执行装置的动作的非线性、从路面作用于实际车辆的车轮上的路面反向力的饱和特性等的影响。由此,起因于实际车辆执行操作用控制输入而作用于车辆上的外力(操作车辆运动的力矩或并进力)就不一定是使第1状态量偏差接近于0的所希望的外力,以致相对于该所希望的外力会过于不足。
另一方面,在本发明中,以使得第1状态量偏差接近于0地,通过实际车辆执行操作用控制输入,来控制实际车辆的执行装置的动作,而且同时通过车辆模型操作用控制输入,来操作车辆模型下的车辆的运动,因此起因于实际车辆执行操作用控制输入而作用于实际车辆上的外力、与起因于车辆模型操作用控制输入而作用于车辆模型下的车辆上的外力间的差值会起到使第1状态量偏差接近于0的作用。
因此,在第1发明中,所述模型侧状态量偏差应动控制机构是如下所述的机构,即,至少按照使得该状态量偏差接近于0的方式来决定所述车辆模型操作用控制输入的基本值,并以使得下述关系2的线性高于下述关系1的线性地来最终决定所述车辆模型操作用控制输入,即该关系1是指下述外力间的差、与所述第1状态量偏差之间的关系,该外力间的差是指在根据所决定的基本值而操作了所述车辆模型时作用于该车辆模型下的车辆上的外力、与在根据所述实际车辆执行操作用控制输入而操作了所述执行装置时起因于该实际车辆执行操作用控制输入而作用于实际车辆上的外力间的差,该关系2是指下述外力间的差、与所述第1状态量偏差之间的关系,该外力间的差是指在根据最终所决定的车辆模型操作用控制输入而操作了所述车辆模型时作用于该车辆模型下的车辆上的外力、与在根据所述实际车辆执行操作用控制输入而操作了所述执行装置时起因于该实际车辆执行操作用控制输入而作用于实际车辆上的外力间的差。在此,下述外力间的差、与所述第1状态量偏差之间的关系成为线性更高的关系是意味着该关系能够高精度地以线形微分方程式来近似表示,该外力间的差是指在根据最终所决定的车辆模型操作用控制输入而操作了所述车辆模型时作用于该车辆模型下的车辆上的外力、与在根据前述所决定的实际车辆执行操作用控制输入而操作了所述执行装置时起因于该实际车辆执行操作用控制输入而作用于实际车辆上的外力间的差。
这样的话,在车辆模型一方,可以补偿实际车辆的前面所述的非线性和饱和特性等的影响,从而可以提高使第1状态量偏差接近于0的车辆的控制的稳定性。进而,可以一面进行与实际车辆的动作尽可能相适称的执行装置的动作控制,一面提高针对主要干扰因素或其变化而言的鲁棒性。
另外,为达到上述目的,本发明的车辆的控制装置进一步具体而言,其具有:驾驶操作量检测机构,其检测驾驶操作量,而该驾驶操作量是表示由操纵者操纵具有多个车轮的车辆时的该车辆的驾驶操作状态的量;执行装置,其设置于该车辆上,可操作所述车辆的规定的运动;执行装置控制机构,其逐步控制所述执行装置的动作;其特征在于,
设置有:
实际状态量掌握机构,其检测或推定第1实际状态量,该第1实际状态量是指与实际车辆的规定的运动有关的规定的第1状态量的值;
模型状态量决定机构,其至少根据前述所输出的驾驶操作量,来决定第1模型状态量,该第1模型状态量是指与车辆模型下的车辆的规定的运动有关的所述第1状态量的值,而该车辆模型又是作为表示所述车辆的动态特性的模型而预先决定的;
状态量偏差计算机构,其计算出第1状态量偏差,该第1状态量偏差是指前述所检测或推定出的第1实际状态量与前述所决定的第1模型状态量之间的偏差;以及
实际车辆侧状态量偏差应动控制机构及模型侧状态量偏差应动控制机构,其至少根据前述所计算出的第1状态量偏差,按照使该第1状态量偏差接近于0的方式,来分别决定用于操作实际车辆的所述执行装置的实际车辆执行操作用控制输入、和用于操作所述车辆模型下的车辆的规定的运动的车辆模型操作用控制输入;
所述执行装置控制机构是如下所述的机构,即,至少根据前述所决定的实际车辆执行操作用控制输入,来控制所述执行装置的动作;
所述模型状态量决定机构是如下所述的机构,即,至少根据前述所检测出的驾驶操作量和前述所决定的车辆模型操作用控制输入,来决定所述第1模型状态量;
所述模型侧状态量偏差应动控制机构是如下所述的机构,即,根据前述所决定的实际车辆执行操作用控制输入,来求出:在根据该实际车辆执行操作用控制输入而操作了所述执行装置时起因于该实际车辆执行操作用控制输入而作用于实际车辆上的外力的推定值;并至少根据所求得的推定值和前述所计算出的第1状态量偏差,来决定所述车辆模型操作用控制输入(第2发明)。
根据该第2发明,模型侧状态量偏差应动控制机构,根据所述实际车辆执行操作用控制输入,来求出:在根据该实际车辆执行操作用控制输入而操作了所述执行装置时起因于该实际车辆执行操作用控制输入而作用于实际车辆上的外力的推定值。并且,至少根据所求得的推定值和前述所计算出的第1状态量偏差,来决定所述车辆模型操作用控制输入。据此,决定车辆模型操作用控制输入,以在车辆模型一方,能够补偿所述推定值相对于使第1状态量偏差接近于0的所希望的外力而言的过于不足部分。其结果,可以提高下述外力间的差与所述第1状态量偏差之间的线性,该外力间的差是指在根据车辆模型操作用控制输入而操作了所述车辆模型时作用于该车辆模型下的车辆上的外力、与在根据所述实际车辆执行操作用控制输入而操作了所述执行装置时起因于该实际车辆执行操作用控制输入而作用于实际车辆上的外力间的差。因此,可以提高使第1状态量偏差接近于0的车辆控制的稳定性,进而,可以一面进行与实际车辆的动作尽可能相适称的执行装置的动作控制,一面提高针对主要干扰因素或其变化而言的鲁棒性。
另外,在所述第1发明及第2发明中,所述第1状态量没有必要就是1种状态量,也可以是多种的状态量。另外,作为实际车辆执行操作用控制输入,可以列举有:规定所述执行装置的动作的目标值(目标操作量)等。另外,作为车辆模型操作用控制输入,可以列举有:附加性地作用于车辆模型下的车辆上的假想性的外力(力矩或并进力,或者其两者)等。
在所述第2发明中,进一步具体而言,优选是,所述模型侧状态量偏差应动控制机构由下述机构构成,即,机构1:至少根据前述所计算出的第1状态量偏差,按照使该第1状态量偏差接近于0的方式来决定所述车辆模型操作用控制输入的基本值,机构2:根据前述所决定的实际车辆执行操作用控制输入,来求出所述推定值,机构3:依据前述所决定的基本值与前述所求得的推定值,来决定所述车辆模型操作用控制输入(第3发明)。
根据该第3发明,依据为使第1状态量偏差接近于0而所要求的车辆模型操作用控制输入的基本值、以及起因于所述实际车辆执行操作用控制输入而作用于实际车辆上的外力的推定值,来决定车辆模型操作用控制输入。由此,可以适当决定能对该推定值的过于不足部分予以补偿的车辆模型操作用控制输入。
进一步具体而言,在所述第2发明中,优选是,所述实际车辆侧状态量偏差应动控制机构是如下所述的机构,即,至少根据前述所计算出的第1状态量偏差,来决定外力要求量,而该外力要求量是为使该第1状态量偏差接近于0而规定应作用于实际车辆上的外力的量,并根据所决定的外力要求量,来决定所述实际车辆执行操作用控制输入;所述模型状态量偏差应动控制机构由下述机构构成,即,机构1:至少根据前述所计算出的第1状态量偏差,按照使该第1状态量偏差接近于0的方式来决定所述车辆模型操作用控制输入的基本值,机构2:根据前述所决定的实际车辆执行操作用控制输入,来求出所述推定值,机构3:根据前述所求得的推定值与通过前述所决定的外力要求量而规定的外力间的差,对前述所决定的基本值进行修正,由此来决定所述车辆模型操作用控制输入(第4发明)。
根据该第4发明,根据起因于所述实际车辆执行操作用控制输入而作用于实际车辆上的外力的推定值、与为使该第1状态量偏差接近于0而规定应作用于实际车辆上的外力的外力要求量之间的差,来对为使第1状态量偏差接近于0的车辆模型操作用控制输入的基本值进行修正,由此来决定车辆模型操作用控制输入。这种场合,所述差是表示:所述推定值相对于为使第1状态量偏差接近于0而应作用于实际车辆上的所希望的外力(通过所述外力要求量被规定的外力)而言的过于不足部分。因此,根据该差,而对车辆模型操作用控制输入的基本值进行修正,由此来决定车辆模型操作用控制输入,从而可以适当决定能对所述过于不足部分予以补偿的车辆模型操作用控制输入。
该第4发明最好是,所述实际车辆侧状态量偏差应动控制机构是如下所述的机构,即,当前述所决定的外力要求量处于规定的不灵敏区时,替换该外力要求量而使用该不灵敏区内的规定值,来决定所述实际车辆执行操作用控制输入(第5发明)。
在该第5发明中,当所述外力要求量处于所述不灵敏区时,替换该外力要求量而使用该不灵敏区内的规定值,来决定所述实际车辆执行操作用控制输入。由此,可以防止实际车辆的执行装置的动作过于频繁变化这一问题,还能提高车辆的控制的稳定性。其中,在所述外力要求量处于所述不灵敏区的状况下,起因于实际车辆执行操作用控制输入而作用于实际车辆上的外力相对于通过该外力要求量规定的外力也即为使第1状态量偏差接近于0的适当的外力会出现过于不足。但是,通过适用所述第4发明,则可以在车辆模型一方适当补偿该过于不足部分。
另外,当所述外力要求量从所述不灵敏区脱离出来时,例如可以根据其脱离量,来决定所述实际车辆执行操作用控制输入。
另外,在所述第2~第5发明中,所述推定值是下述外力间的差的推定值,即,该外力间的差是指在所述执行装置控制机构根据前述所决定的实际车辆执行操作用控制输入来控制所述执行装置的动作时作用于实际车辆上的外力、与在将该实际车辆执行操作用控制输入置于0且所述执行装置控制机构控制所述执行装置的动作时作用于实际车辆上的外力间的差(第6发明)。
或者,所述执行装置控制机构是如下所述的机构,即,根据所述实际车辆执行操作用控制输入、与至少根据驾驶操作量而决定的前馈控制输入的合成值,来控制所述执行装置的动作;在这种情况下,所述推定值是下述外力间的差的推定值,即,该外力间的差是指在所述执行装置控制机构根据前述所决定的实际车辆执行操作用控制输入与所述前馈控制输入的合成值来控制所述执行装置的动作时作用于实际车辆上的外力、与在所述执行装置控制机构使用替换所述合成值的所述前馈控制输入来控制所述执行装置的动作时作用于实际车辆上的外力间的差(第7发明)。
即,根据该第6发明及第7发明,可以适当求解起因于实际车辆执行操作用控制输入而作用于实际车辆上的外力的推定值。
另外,在所述第2~第7发明中,所述模型侧状态量偏差应动控制机构由下述机构构成,即,机构1:一面抑制下述限制对象量脱离出规定的容许范围,一面以使得所述第1状态量偏差接近于0地来决定所述车辆模型操作用控制输入的基本值,该限制对象量是根据与实际车辆的运动有关的第2状态量、和与所述车辆模型下的车辆的运动有关的第2状态量之中的至少任意一方来确定其值的;机构2:根据前述所决定的实际车辆执行操作用控制输入,来求出所述推定值;机构3:依据前述所决定的基本值和前述所求得的推定值,来决定所述车辆模型操作用控制输入(第8发明)。
根据该第8发明,在车辆模型一方,除补偿所述外力的推定值的过于不足部分之外,还可以一面抑制所述限制对象量从容许范围脱离出,一面以使得第1状态量偏差接近于0地来决定车辆模型操作用控制输入。其结果,可以决定第1模型状态量,以使得车辆模型下的车辆的运动变为容易跟踪实际车辆运动的运动(限制对象量收纳在容许范围内的运动)。
或者,在所述第2~第7发明中,所述实际车辆侧状态量偏差应动控制机构也可以由下述机构构成,即,机构1:一面抑制下述限制对象量脱离出规定的容许范围,一面来决定下述外力要求量,该限制对象量是根据与实际车辆的运动有关的第2状态量、和与所述车辆模型下的车辆的运动有关的第2状态量之中的至少任意一方来确定其值的,而该外力要求量是为使该第1状态量偏差接近于0而规定应作用于实际车辆上的外力的量;机构2:根据所决定的外力要求量,来决定所述实际车辆执行操作用控制输入(第9发明)。
根据该第9发明,一面抑制所述限制对象量从容许范围脱离出,一面以使得第1状态量偏差接近于0地来决定所述外力要求量。由此,可以决定实际车辆执行操作用控制输入,以使得在实际的车辆一方,所述限制对象量不会从容许范围脱离出。
另外,所述第8发明及第9发明中的第2状态量虽然可以是与所述第1状态量相同种类的状态量,但也可以是与第1状态量不相同种类的状态量。该第2状态量最好是经微分方程式而与第1状态量有关联的状态量。另外,限制对象量没有必要就是1种状态量,也可以是多种的状态量。另外,可以组合第8发明和第9发明。
在所述第8发明中,优选是,所述模型侧状态量偏差应动控制机构是如下所述的机构,即,根据所述限制对象量从所述容许范围脱离出的脱离量和所述第1状态量偏差,按照使得该脱离量和第1状态量偏差接近于0的方式,来决定所述车辆模型操作用控制输入的基本值(第10发明)。
根据该第10发明,可以一面抑制限制对象量从容许范围脱离出,一面适当决定使第1状态量偏差接近于0的车辆模型操作用控制输入的基本值。
同样,在所述第9发明中,优选是,所述实际车辆侧状态量偏差应动控制机构是如下所述的机构,即,根据所述限制对象量从所述容许范围脱离出的脱离量和所述第1状态量偏差,按照使得该脱离量和第1状态量偏差接近于0的方式,来决定所述外力要求量(第11发明)。
根据该第11发明,可以一面抑制限制对象量从容许范围脱离出,一面适当决定使第1状态量偏差接近于0的外力要求量。
另外,在所述第8发明或第10发明中,优选是,所述第1状态量包含有与车辆的横摆方向转动运动有关的状态量;所述限制对象量至少包含有下述状态量的值之中的任意一个,即,其1状态量的值是指:实际车辆或所述车辆模型下的车辆的与横向并进运动有关的状态量的最新值、或者对该状态量施以了滤波处理的值、或者该状态量的将来的预测值,其2状态量的值是指:实际车辆或所述车辆模型下的车辆的与横摆方向转动运动有关的状态量的最新值、或者对该状态量施以了滤波处理的值、或者该状态量的将来的预测值(第12发明)。而且,所述第9发明或第11发明最好也采用与第12发明同等的技术事项(第13发明)。
在这些第12发明、第13发明中,至少包含有下述状态量的值之中的任意一个,即,其1的状态量的值是指:实际车辆或所述车辆模型下的车辆的与横向并进运动有关的状态量的最新值、或者对该状态量施以了滤波处理的值、或者该状态量的将来的预测值,其2的状态量的值是指:实际车辆或所述车辆模型下的车辆的与横摆方向转动运动有关的状态量的最新值、或者对该状态量施以了滤波处理的值、或者该状态量的将来的预测值。由此,可以一面使得从路面作用于实际车辆或所述车辆模型下的车辆的各车轮上的路面反向力之中的与路面平行的成分或水平分量、或者作用于该车辆上的离心力(通过作用于各车轮上的路面反向力的合力而作用于该车辆上的向心力)不会变得过大,一面决定所述第1模型状态量。其结果,决定所述第1模型状态量,以能够适当进行使实际车辆的横摆方向转动运动的第1状态量(例如横摆比率)接近于车辆模型下的车辆的横摆方向转动运动的第1状态量(例如横摆比率)的执行装置的动作控制(以使得与实际车辆的运动有关的限制对象量难以从容许范围脱离出来)。
另外,第1状态量不仅包含与车辆的横摆方向转动运动有关的状态量,也可以包含与车辆的横向并进运动有关的状态量。另外,作为第12发明或第13发明中的执行装置,可以列举出车辆的驱动系统或者制动系统的执行装置、操舵系统的执行装置。在控制车辆的驱动系统或者制动系统的执行装置的动作时,关于实际车辆的至少一组左右车轮,只要控制执行装置的动作,以操控从路面作用于其左侧车轮上的驱动·制动力与从路面作用于右侧车轮上的驱动·制动力间的差或者比率即可。据此,可以操控实际车辆的横摆方向转动运动的状态量。
在所述第12发明中,优选是,在所述限制对象量包含:实际车辆或所述车辆模型下的车辆的横摆比率的最新值、或者对该横摆比率施以了滤波处理的值、或者该横摆比率的将来的预测值,以这些值作为与所述横摆方向转动运动有关的状态量时,针对于该横摆比率的所述容许范围是如下所述地来设定的容许范围,即,以作为实际车辆的行车速度的值的实际行车速度越高则该范围越小的方式,并至少根据该实际行车速度来设定的(第14发明)。而且,所述第13发明最好也采用与第14发明同等的技术事项(第15发明)。
即,在横摆比率为一定时,产生在车辆上的离心力随着车辆的行车速度越高则越大。因此,根据所述第14发明或第15发明,可以决定所述第1模型状态量,以使得在实际车辆或车辆模型下的车辆上产生的离心力不会变得过大。
另外,在该第14发明或第15发明中,使得车辆模型下的车辆的行车速度与实际车辆的行车速度一致。另外,所述容许范围不仅仅根据实际行车速度,也可以根据实际车辆的车轮和路面间的摩擦特性(摩擦系数的推定值等)来设定。
另外,所述第12发明或第14发明,优选是,在所述限制对象量包含:实际车辆或所述车辆模型下的车辆的与横向并进运动有关的状态量的最新值、或者对该状态量施以了滤波处理的值、或者该状态量的将来的预测值时,所述车辆模型操作用控制输入至少包含围绕车辆模型下的车辆的重心点而产生横摆方向的力矩的控制输入成分(第16发明)。而且,所述第13发明或第15发明最好也采用与第16发明同等的技术事项(第17发明)。
据此,可以适当进行用于抑制所述限制对象量从容许范围脱离出的车辆模型下的车辆的操作。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式中的车辆的概略构成的方框图。
图2是表示与本发明关连的参考例及第1实施方式中的车辆所具有的控制装置的全体控制处理功能的概略的功能方框图。
图3是表示参考例及第1实施方式中的标准动态特性模型(车辆模型)下的车辆构成的示意图。
图4是表示参考例及第1实施方式中的标准操作量决定部的详细处理功能的功能方框图。
图5是用于说明参考例及第1实施方式中的标准操作量决定部所具有的离心力过大防止限制器的处理的图表。
图6是用于说明参考例及第1实施方式中的离心力过大防止限制器的处理的其它例子的图表。
图7是用于说明参考例及第1实施方式中的离心力过大防止限制器的处理的其它例子的图表。
图8是用于说明通过参考例及第1实施方式中的标准节操量决定部来决定第2限制完毕前轮舵角δf_ltd2的处理的其它例子的功能方框图。
图9是表示参考例中的FB分配则的处理功能的功能方框图。
图10是表示参考例中的假想外力决定部的处理的其它例子的功能方框图。
图11是用于说明参考例中的γβ限制器的处理的其它例子的图表。
图12是表示参考例及表示第1实施方式中的执行动作FB目标值决定部的处理的功能方框图。
图13是用于说明在参考例及第1实施方式的执行动作FB目标值决定部的处理中所使用的变量的图。
图14(a)、(b)是表示在参考例及第1实施方式的执行动作FB目标值决定部的处理中所使用的分配增益的设定例的图表。
图15(a)~(e)是例举了在参考例及第1实施方式的执行动作FB目标值决定部的处理的其它例子中所使用的图表。
图16(a)~(e)是例举了在参考例及第1实施方式的执行动作FB目标值决定部的处理的其它例子中所使用的图表。
图17是表示参考例及第1实施方式中的FF则的处理的功能方框图。
图18是表示参考例及第1实施方式中的执行动作目标合成部的处理的功能方框图。
图19是表示参考例及第1实施方式中的执行动作目标合成部所具有的最佳目标第n轮驱动·制动力决定部的处理的流程图。
图20是表示参考例及第1实施方式中的执行动作目标合成部所具有的最佳目标自动舵角决定部的处理的功能方框图。
图21是表示第1实施方式的FB分配则的假想外力决定部的处理的功能方框图。
图22是表示第2实施方式的执行动作FB目标值决定部的处理的功能方框图。
图23是表示第2实施方式的执行动作目标值合成部的处理的功能方框图。
图24是表示第2实施方式的执行动作目标合成部所具有的最佳目标第n轮驱动·制动力决定部的处理的流程图。
图25是表示第3实施方式的执行动作目标合成部所具有的最佳目标第n轮驱动·制动力决定部的处理的流程图。
图26是用于说明图25中S304处理的一个例子的图。
图27是表示第4实施方式中的执行动作目标合成部所具有的最佳目标第n轮驱动·制动力决定部的处理的流程图。
图28是表示本发明的实施方式的变形例1中的标准动态特性模型的处理的功能方框图。
具体实施方式
下面,说明本发明的车辆的控制装置的实施方式。
首先,参照图1,说明本说明书实施方式中的车辆的概略构成。图1是表示其车辆的概略构成的方框图。另外,说明书实施方式中所例举的车辆是具有4个车轮(车辆前后各2个车轮)的汽车。由于汽车构造本身是公知技术即可,因此在本说明书中省略其详细图示及说明,
如图1所示,车辆1(汽车)与公知的普通汽车相同,具有:驱动·制动装置3A(驱动·制动系统),其将转动驱动力(作为车辆1传动力的转动力)施加给4个车轮W1、W2、W3、W4中的驱动轮,或者将制动力(作为车辆1制动力的转动力)施加给各车轮W1~W4;操舵装置3B(转向系统),其操舵4个车轮W1~W4中的操舵轮(通常为前轮W1、W2);以及悬架装置3C(悬架系统),其弹性地将车身1B支撑在4个车轮W1~W4上。车轮W1、W2、W3、W4分别是车辆1的左前方、右前方、左后方、右后方的车轮。另外,驱动轮和操舵轮在本说明书所说明的实施方式中是2个前轮W1、W2。因此,后轮W3、W4是从动轮,且是非操舵轮。
其中,驱动轮可以是2个后轮W3、W4,或者也可以是前轮W1、W2及后轮W3、W4两者(4个车轮W1~W4)。另外,操舵轮也可以不仅是2个前轮W1、W2,还可以包括后轮W3、W4。
这些装置3A、3B、3C具有操作车辆1的运动的功能。例如,驱动·制动装置3A,主要具有操作车辆1行进方向的运动(车辆1行进方向的位置、速度、加速度等)的功能。操舵装置3B主要具有操作车辆1横摆方向的转动运动(车辆1横摆方向的姿势、角速度、角加速度等)的功能。悬架装置3C,主要具有操作车辆1车身1B的前后方向及左右方向的运动(车辆1车身1B的前后方向及左右方向的姿势等)、或者车身1B的上下方向上的运动(距离路面的高度(相对于车轮W1~W4的车身1B的上下方向上的位置))的功能。另外,在本说明书中,“姿势”是表示空间性的朝向。
作为补充,一般情况下,车辆1在转弯等时,会产生车轮W1~W4侧滑。而且,该侧滑受到车辆1操舵轮的舵角、车辆1横摆比率(横摆方向的角速度)、各车轮W1~W4驱动·制动力等影响。由此,驱动·制动装置3A和操舵装置3B也具有操作车辆1横向(左右方向)的并进运动的机能。另外,车轮的“驱动·制动力”是表示:在从路面作用于该车轮的路面反向力之中,该车轮前后方向(具体而言,该车轮的转动面(通过车轮中心点而与该车轮的转轴正交的面)与路面或水平面间的交线的方向)的并进力成分。另外,将路面反向力之中车轮的宽度方向(与车轮的转轴平行的方向)的并进力成分称为“横向力”,将路面反向力之中与路面或水平面垂直的方向的并进力成分称为“着地负荷”。
驱动·制动装置3A虽省略了详细图示,但进一步具体而言,其具有:由作为车辆1动力产生源(车辆1传动力产生源)的发动机(内燃机)和将该发动机的输出(转动驱动力)传递给车轮W1~W4中的驱动轮的动力传递系统构成的驱动系统、以及将制动力施加给各车轮W1~W4的刹车装置(制动系统)。动力传递系统中包括有变速装置、差动齿轮装置等。
另外,实施方式中所说的车辆1虽然是以发动机作为动力产生源的车辆,但也可以是以发动机和电动机作为动力产生源的车辆(所谓并行型的混合动力车),或者是以电动机作为动力产生源的车辆(所谓电动汽车、或者系列型的混合动力车)。
另外,作为供驾驶者操纵车辆1(汽车)所操作用的操作器5(人为操作的操作器),在车辆1的驾驶室内设置了驾驶盘(方向盘)、油门踏板、刹车踏板、变速杆等。
操作器5中的驾驶盘与所述操舵装置3B的动作相关连。即,通过转动操作该驾驶盘,与之对应地操舵装置3B进行动作,来操舵车轮W1~W4中的操舵轮W1、W2。
操作器5中的油门踏板、刹车踏板、以及变速杆与所述驱动·制动装置3A的动作相关连。即,根据油门踏板的操作量(踩入量),发动机所具有的调节阀的开度发生变化,调整发动机的空气吸入量及燃料喷射量(进而调整发动机的输出)。另外,根据刹车踏板的操作量(踩入量),刹车装置进行动作,与刹车踏板的操作量对应的制动力矩被施加给各车轮W1~W4。另外,通过操作变速杆,变速装置的变速比等该变速装置的动作状态发生变化,进行从发动机传递给驱动轮的转矩的调整等。
另外,由驾驶者(车辆1操作者)操作的驾驶盘等各操作器5的驾驶操作状态通过省略图示的适当的传感器被检测出。以下,称该驾驶操作状态的检测值(传感器的检测输出)为驾驶操作输入。该驾驶操作输入具体包含有:作为驾驶盘的转角的转向角、作为油门踏板的操作量的油门踏板操作量、作为刹车踏板的操作量的刹车踏板操作量、以及作为变速杆的操作位置的换档位置的检测值。检测该驾驶操作输入的传感器相当于本发明中的驾驶操作量检测机构。
在本说明书的实施方式中,不仅仅是根据所述驾驶操作输入,还可以根据该驾驶操作输入以外的主要因素(车辆1运动状态或环境状态等),能主动地控制所述驱动·制动装置3A、操舵装置3B的动作(进而控制车辆1的运动)。在此,“能主动地控制”,是表示可以将装置3A、3B的动作控制在:对与所述驾驶操作输入对应的基本动作进行修正后而成的动作(对应于驾驶操作输入而决定的基本目标动作)。
具体而言,驱动·制动装置3A是具有下述功能的驱动·制动装置,即,该功能:关于前轮W1、W2一组和后轮W3、W4一组中的至少任意一组,可以经该驱动·制动装置3A所具有的油压执行装置、电动机、电磁控制阀等执行装置,而主动地控制左侧车轮W1、W3的驱动·制动力和右侧车轮W2、W4的驱动·制动力间的差或比率(以下,将该控制功能称为左右动力分配控制功能)。
进一步具体而言,在本说明书的实施方式中,驱动·制动装置3A是下述的驱动·制动装置(在通过刹车踏板的操作量而被决定的基本的驱动·制动力的基础之上增加或减少地,来控制通过刹车装置而作用于各车轮W1~W4上的驱动·制动力的驱动·制动装置)。因此,驱动·制动装置3A是下述这样的驱动·制动装置(关于前轮W1、W2一组和后轮W3、W4一组的两组,具有左右动力分配控制功能的驱动·制动装置),即,关于前轮W1、W2一组和后轮W3、W4一组的两组,经执行装置可以主动地控制由刹车装置决定的左侧车轮W1、W3的驱动·制动力和右侧车轮W2、W4的驱动·制动力间的差或比率。
另外,驱动·制动装置3A,除了具有能主动地控制由刹车装置的动作决定的各车轮W1~W4的驱动·制动力的功能之外,还可以具有:经该驱动系统所具备的执行装置,主动地控制通过驱动·制动装置3A的驱动系统的动作而作用于作为驱动轮的前轮W1、W2上的驱动·制动力差或比率的功能。
作为具有这种左右动力分配控制功能的驱动·制动装置3A,可以使用公知的技术。
作为补充,如上所述具有左右动力分配控制功能的驱动·制动装置3A也可以具有:根据其控制功能,主动地操作车辆1的横摆方向上的转动运动或横向上的并进运动的功能。
另外,该驱动·制动装置3A除了包括与左右动力分配控制功能有关的执行装置以外,还包括:刹车装置的制动转矩产生用的执行装置、驱动发动机的调节阀的执行装置、驱动燃料喷射阀的执行装置、进行变速装置的变速驱动的执行装置等。
另外,操舵装置3B如下构成,即,除了具有根据驾驶盘的转动操作,经齿轮齿条传动等操舵机构,机械性地操舵前轮W1、W2的功能之外,还是具有下述功能的操舵装置,即,根据需要,通过电动机等执行装置,可以辅助性地操舵前轮W1、W2(该操舵装置可以从根据驾驶盘的转动角而机械地确定的舵角,来增加或减少地控制前轮W1、W2的舵角)。或者,操舵装置3B是只使用执行装置的驱动力来操舵前轮W1、W2的操舵装置(所谓线控转向的操舵装置)。因此,操舵装置3B可以是经执行装置而主动地控制前轮W1、W2的舵角的操舵装置(以下称作自动操舵装置)。
当操舵装置3B是除了根据驾驶盘的转动操作而机械地操舵操舵轮之外,还通过执行装置辅助性地操舵操舵轮的自动操舵装置(以下,将这种自动操舵装置称为执行装置辅助型的操舵装置)的场合时,通过驾驶盘的转动操作而机械性地决定的操舵轮的舵角、与通过执行装置的动作决定的舵角(舵角的补正量)的合成角为操舵轮的舵角。
另外,当操舵装置3B是只使用执行装置的驱动力而进行操舵轮W1、W2操舵的自动操舵装置(以下,将这种自动操舵装置称为执行装置驱动型的操舵装置)的场合时,至少根据操舵角的检测值,来决定操舵轮的舵角的目标值,以使得操舵轮的实际的舵角达到其目标值地来控制执行装置。
作为这种经执行装置而能主动地控制操舵轮W1、W2的舵角的操舵装置3B(自动操舵装置),可以使用公知的技术。
另外,本说明书的实施方式中的操舵装置3B,虽然是经执行装置而能主动地控制前轮W1、W2的舵角的自动操舵装置,但是,也可以是下述的操舵装置,即,根据驾驶盘的转动操作,只进行前轮W1、W2的机械性的操舵(以下称为机器式操舵装置)。另外,在以所有车轮W1~W4作为操舵轮的车辆中,操舵装置可以是经执行装置而能主动地控制前轮W1、W2及后轮W3、W4两者的舵角的操舵装置。或者,该操舵装置也可以是下述的操舵装置,即,只通过齿轮齿条传动等机械性的机构来进行与驾驶盘的转动操作相对应的前轮W1、W2的操舵,而且同时经执行装置主动地只控制后轮W3、W4的舵角。
所述悬架装置3C在本说明书的实施方式中,是例如根据车辆1的运动而被动性地做动作的悬架装置。
其中,悬架装置3C可以是下述的悬架装置,即,例如经电磁控制阀或电动机等执行装置,可变性地来控制设置在车身1B和车轮W1~W4之间的减振器的衰减力和硬度等。或者悬架装置3C也可以是下述的悬架装置,即,通过油压缸或气压缸直接地控制悬架(悬架装置3C的弹簧等机构部分)的冲程(车身1B和各车轮W1~W4之间的上下方向上的位移量)或者在车身1B和车轮W1~W4之间产生的悬架的上下方向上的伸缩力(所谓电子控制悬架)。当悬架装置3C是如上所述的可以控制减振器的衰减力和硬度、悬架的冲程或伸缩力的悬架装置(以下称作自动悬架装置)的场合时,该悬架装置3C可以主动地控制其动作。
在以后的说明中,在驱动·制动装置3A、操舵装置3B、悬架装置3C之中,有时将如前所述那样可以主动地控制动作的装置统称作执行装置3。在本说明书的实施方式中,该执行装置3包括驱动·制动装置3A、操舵装置3B。另外,当悬架装置3C是自动悬架装置3C时,执行装置3也包括该自动悬架装置3C。
另外,车辆1具有下述的控制装置10,该控制装置10根据所述驾驶操作输入等,来决定所述各执行装置3所具有的执行装置的操作量(针对执行装置的控制输入。以下称作执行操作量),并通过其执行操作量来控制各执行装置3的动作。该控制装置10是由包括微机等在内的电路单元构成,从操作器5的传感器被输入所述驾驶操作输入,而且同时还有车辆1的行驶车速、横摆比率等车辆1的状态量的检测值和车辆1的行驶环境的信息从未图示的各种传感器被输入。而且,该控制装置10,依据这些输入,在规定的控制处理周期逐步决定执行操作量,逐步控制各执行装置3的动作。
以上,是本说明书的实施方式中的车辆1(汽车)的整体概要构成。该概要构成在以下说明的任意实施方式中均相同。
作为补充,在本说明书的实施方式中,所述驱动·制动装置3A、操舵装置3B、以及悬架装置3C之中的相当于本发明中执行装置(适用本发明而进行动作控制的执行装置)的是驱动·制动装置3A、或者该驱动·制动装置3A及操舵装置3B。而且,控制装置10相当于本发明中的执行装置控制机构。
另外,控制装置10根据其控制处理功能实现本发明中的各种功能。
[参考例子]
下面,在说明本发明的第1实施方式之前,为便于理解第1实施方式,以下说明与第1实施方式有关的参考例。图2是表示本参考例中的控制装置10的全体控制处理功能的概略的方框图。另外,在以后的说明中,实际车辆1称作实际车辆1。作为补充,在本参考例子中,只有后面说明的FB分配则部20的假想外力决定部20a的处理与后述的第1实施方式不同。而且,该不同以外的部分则与第1实施方式相同。因此,关于本参考例以下的大部分说明又兼是第1实施方式的说明。
去掉图2中实际车辆1后的部分(更准确地说,是指除去实际车辆1与后述的传感器·推定器12所包含的传感器之后的部分)就是控制装置10的主要控制处理功能。图2中的实际车辆1具有所述的驱动·制动装置3A、操舵装置3B、以及悬架装置3C。
如图所示,控制装置10,作为主要的处理功能部具有传感器·推定器12、标准操作量决定部14、标准动态特性模型16、减法器18、反馈分配则部(FB分配则)20、前馈则部(FF则)22、执行动作目标值合成部24、以及执行驱动控制装置26。另外,图2中实线的箭头符号表示针对各处理功能部的主要输入,虚线的箭头符号表示针对各处理功能部的辅助性输入。
控制装置10在规定的控制处理周期执行这些处理功能部的处理,在每一该控制处理周期,逐步决定执行操作量。而且,根据其执行操作量,来逐步控制实际车辆1的执行装置3的动作。
以下,说明控制装置10的各处理功能部的概要和整体处理的概要。另外,以后,关于控制装置10的在各控制处理周期决定的变量值,将在现在(最新的)控制处理周期的处理中最终得到的值称作此次值,将在上次控制处理周期的处理中最终得到的值称作上次值。
控制装置10在各控制处理周期,首先,通过传感器·推定器12,检测或推定出实际车辆1的状态量和实际车辆1的行驶环境的状态量。在本参考例中,传感器·推定器12的检测对象或推定对象包括例如:作为实际车辆1横摆方向的角速度的横摆比率γact、实际车辆1行驶速度Vact(对地速度)、作为实际车辆1重心点的侧滑角的车辆重心点侧滑角βact、作为实际车辆1前轮W1、W2的侧滑角的前轮侧滑角βf_act、作为实际车辆1后轮W3、W4的侧滑角的后轮侧滑角βr_act、作为从路面作用于实际车辆1各车轮W1~W4上的反向力的路面反向力(驱动·制动力、横向力、着地负荷)、实际车辆1各车轮W1~W4的打滑比、实际车辆1前轮W1、W2的舵角δf_act。
这些检测对象或推定对象中的车辆重心点侧滑角βact,是从上方观看实际车辆1时(水平面上)的该实际车辆1的行驶速度Vact的矢量相对于实际车辆1前后方向所成的角度。另外,前轮侧滑角βf_act,是从上方观看实际车辆1时(水平面上)的前轮W1、W2的行进速度矢量相对于前轮W1、W2前后方向所成的角度。另外,后轮侧滑角βr_act,是从上方观看实际车辆1时(水平面上)的后轮W3、W4的行进速度矢量相对于后轮W3、W4前后方向所成的角度。另外,舵角δf_act,是从上方观看实际车辆1时(水平面上)的前轮W1、W2的转动面相对于实际车辆1前后方向所成的角度。
另外,前轮侧滑角βf_act,虽然可以针对每一前轮W1、W2来检测或推定出,但是,也可以有代表性地检测或推定任意一方的前轮W1或W2的侧滑角作为βf_act,或者也可以检测或推定两者的侧滑角的平均值作为βf_act。关于后轮侧滑角βr_act也同样。
此外,作为传感器·推定器12的推定对象,包括有实际车辆1车轮W1~W4和与之接触的实际路面之间的摩擦系数(以下,将该摩擦系数的推定值称为推定摩擦系数μestm)。另外,为不产生推定摩擦系数μestm的频繁的变动,摩擦系数的推定处理中最好是具有低通特性的滤波处理等。另外,推定摩擦系数μestm在本实施方式中,是例如各车轮W1~W4和路面之间的摩擦系数的代表值或者平均值的推定值。其中,可以针对每一车轮W1~W4求出推定摩擦系数μestm,或者,分别针对前轮W1、W2一组与后轮W3、W4一组,或者,分别针对左侧前轮W1及后轮W3一组、和右侧前轮W2及后轮W4一组,来求出推定摩擦系数μestm的推定值。
为了检测或推定出上述的检测对象或推定对象,传感器·推定器12具有搭载在实际车辆1上的各种传感器。作为该传感器,例如包括:检测实际车辆1角速度的比率传感器、检测实际车辆1前后方向及左右方向的加速度的加速度传感器、检测实际车辆1行驶速度(对地速度)的速度传感器、检测实际车辆1各车轮W1~W4的转速的转速传感器、检测从路面作用于实际车辆1各车轮W1~W4上的路面反向力的力传感器等。
这种场合,传感器·推定器12,关于其检测对象或推定对象之中的通过搭载在实际车辆1上的传感器而不能直接检测到的推定对象,则依据与其推定对象相关的状态量的检测值、或者控制装置10所决定的执行操作量的值或对之规定的目标值,通过推定器等来进行推定。例如,依据搭载实际车辆1上的加速度传感器的检测值等,来推定车辆重心点侧滑角βact。另外,例如,依据加速度传感器的检测值等,根据公知的手法,来推定摩擦系数。
作为补充,传感器·推定器12具有作为本发明中的实际状态量掌握机构的功能。在本参考例中,作为与车辆的运动有关的第1状态量的种类,使用了车辆的横摆比率和车辆重心点侧滑角。这种场合,横摆比率具有作为与车辆的横摆方向的转动运动有关的状态量的意思,车辆重心点侧滑角具有作为与车辆的横向的并进运动有关的状态量的意思。而且,所述横摆比率γact及车辆重心点侧滑角βact作为本发明中的第1实际状态量,通过传感器·推定器12被检测或推定。
以后,在通过传感器·推定器12检测或推定出的实际车辆1的状态量等名称中添加‘实’字。例如,将实际车辆1的横摆比率γact、实际车辆1的行驶速度Vact、实际车辆1的车辆重心点侧滑角βact分别称为实横摆比率γact、实行驶速度Vact、实际车辆辆重心点侧滑角βact。
接着,控制装置10,通过标准操作量决定部14,来决定作为输入给后述的标准动态特性模型16的输入的标准模型操作量。这种场合,由所述操作器5的传感器检测出的驾驶操作输入被输入给标准操作量决定部14,该标准操作量决定部14至少依据该驾驶操作输入,来决定标准模型操作量。
进一步具体而言,在本参考例中,标准操作量决定部14所决定的标准模型操作量就是后述的标准动态特性模型16下的车辆的前轮的舵角(以下,称作模型前轮舵角)。为了决定该模型前轮舵角,所述驾驶操作输入之中的操舵角θh(此次值)被作为主要的输入量输入给标准操作量决定部14,而且同时由传感器·推定器12检测或推定出的实际行驶速度Vact(此次值)及推定摩擦系数μestm(此次值)、和标准动态特性模型16下的车辆的状态量(上次值)被输入给标准操作量决定部14。而且,标准操作量决定部14依据这些输入,决定模型前轮舵角。另外,模型前轮舵角基本上是只要根据操舵角θh就能被决定。但是,在本参考例中,对输入给标准动态特性模型16的模型前轮舵角加以了所需要的限制。为了施加该限制,标准操作量决定部14中除了操舵角θh以外还有Vact、μestm等被输入。
作为补充,标准模型操作量的种类一般情况下是依靠标准动态特性模型16的形态、或者通过该标准动态特性模型16而想要决定的状态量的种类。另外,标准动态特性模型16也可以包含标准操作量决定部14。在标准动态特性模型16是以驾驶操作输入作为必要输入来构成的场合时,可以省略标准操作量决定部14。
然后,控制装置10通过标准动态特性模型16,来决定标准状态量并予以输出,而该标准状态量是指作为实际车辆1的标准的运动(以后称为标准运动)的状态量。标准动态特性模型16是表示车辆的动态特性且是预先确定的模型,其依据包含所述标准模型操作量在内的所需要的输入,来逐步决定标准运动的状态量(标准状态量)。该标准运动是表示:基本上是驾驶者所希望的实际车辆1的理想运动或与之接近的运动。
这种场合,由标准操作量决定部14决定的标准模型操作量、和由后述的FB分配则部20决定的标准动态特性模型16的操作用控制输入(反馈控制输入)Mvir、Fvir等被输入给标准动态特性模型16,标准动态特性模型16依据这些输入,来决定标准运动(进而决定标准状态量的时序)。
进一步具体而言,在本参考例中,通过标准动态特性模型16决定并输出的标准状态量,是指与车辆的横摆方向的转动运动有关的标准状态量、和与车辆的横向的并进运动有关的标准状态量的一组。与车辆的横摆方向的转动运动有关的标准状态量例如是横摆比率的标准值γd(以后,有时称作标准横摆比率γd),与车辆的横向的并进运动有关的标准状态量例如是车辆重心点侧滑角的标准值βd(以后,有时称标准车辆重心点侧滑角βd)。为在每一控制处理周期逐步决定这些标准状态量γd、βd,而输入作为标准模型操作量的所述模型前轮舵角(此次值)、和所述反馈控制输入Mvir、Fvir(上次值)。这种场合,在本参考例中,使标准动态特性模型16下的车辆的行驶速度与实行驶速度Vact一致。由此,由传感器·推定器12检测或推定出的实行驶速度Vact(此次值)也被输入给标准动态特性模型16。而且,标准动态特性模型16这些输入依据,来决定该标准动态特性模型16下的车辆的横摆比率及车辆重心点侧滑角,并将之作为标准状态量γd、βd而予以输出。
另外,因为实际车辆1行驶环境(路面状态等)的变化(在标准动态特性模型16没有考虑的变化)、标准动态特性模型16的模型化误差、或者传感器·推定器12的检测误差或推定误差等原因,会导致实际车辆1运动与标准运动相背离,为了防止这一问题发生(使标准运动接近于实际车辆1的运动),输入给标准动态特性模型16的反馈控制输入Mvir、Fvir是附加性地输入给标准动态特性模型16的反馈控制输入。该反馈控制输入Mvir、Fvir在本参考例中,是假想性地作用于标准动态特性模型16下的车辆上的假想外力。该假想外力Mvir、Fvir中的Mvir,是围绕标准动态特性模型16下的车辆1重心点而作用的横摆方向的假想性的力矩,Fvir是作用于该重心点的横向的假想性的并进力。
作为补充,所述标准状态量γd、βd相当于本发明中的第1模型状态量,标准动态特性模型16相当于本发明中的车辆模型。而且,根据标准操作量决定部14及标准动态特性模型16的处理,来构成本发明中的模型状态量决定机构。
此后,控制装置10通过减法器18,计算出状态量偏差,而该状态量偏差是指由传感器·推定器12检测或推定出的实际状态量(与标准状态量相同种类的实际状态量)、与由标准动态特性模型16决定的标准状态量间的差。
进一步具体而言,在减法器18,作为状态量偏差,求出实横摆比率γact及实际车辆辆重心点侧滑角βact的各自的值(此次值)、与由标准动态特性模型16决定的标准横摆比率γd及标准车辆重心点侧滑角βd的各自的值(此次值)之间的差γerr(=γact-γd)、βerr(=βact-γd)。
作为补充,根据减法器18的处理,构成本发明中的状态量偏差计算机构。而且,由该减法器18求得的状态量偏差γerr、βerr相当于本发明中的第1状态量偏差。
之后,控制装置10将如上所述求得的状态量偏差γerr、βerr输入给FB分配则部20,通过该FB分配则部20,来决定:作为标准动态特性模型16的操作用的反馈控制输入的所述假想外力Mvir、Fvir、和作为实际车辆1的执行装置3的操作用的反馈控制输入的执行动作反馈目标值(执行动作FB目标值)。
另外,在本参考例中,执行动作FB目标值包括:与驱动·制动装置3A的刹车装置的动作有关的反馈控制输入(进一步具体而言,是指操作通过该刹车装置的动作而作用于各车轮W1~W4上的驱动·制动力的反馈控制输入)。或者,执行动作FB目标值除了包括与驱动·制动装置3A的动作有关的反馈控制输入之外,还包括:与操舵装置3B的动作有关的反馈控制输入(进一步具体而言,是指操作通过操舵装置3B的动作而产生的前轮W1、W2的横向力的反馈控制输入)。该执行动作FB目标值,换言之,是用于操作(修正)作为作用于实际车辆1上的外力的路面反向力的反馈控制输入。
FB分配则部20,基本上是,以使得输入的状态量偏差γerr、βerr接近于0地来决定假想外力Mvir、Fvir和执行动作FB目标值。但是,FB分配则部20在决定假想外力Mvir、Fvir时,不仅仅是为了使状态量偏差γerr、βerr接近于0,还是为了抑制实际车辆1或标准动态特性模型16下的车辆的规定的限制对象量从规定的容许范围脱离出,来决定假想外力Mvir、Fvir。另外,FB分配则部20,为了围绕实际车辆1重心点而产生能使状态量偏差γerr、βerr接近于0的所需要的横摆方向的力矩(再一般一点,是为了使得能让状态量偏差γerr、βerr接近于0的所需要的外力(路面反向力)作用于实际车辆1),决定与驱动·制动装置3A的刹车装置的动作有关的反馈控制输入,或者决定该反馈控制输入和与操舵装置3B的动作有关的反馈控制输入,来作为执行动作FB目标值。
为了决定所述假想外力Mvir、Fvir和执行动作FB目标值,不仅仅是状态量偏差γerr、βerr,还有作为标准动态特性模型16的输出的标准状态量γd、βd、以及由传感器·推定器12检测或推定出的实际状态量γact、βact中的至少任意一方被输给入FB分配则部20。此外,由传感器·推定器12检测或推定出的实行驶速度Vact、实前轮侧滑角βf_act、实后轮侧滑角βr_act等等实际状态量也被输入给FB分配则部20。而且,FB分配则部20依据这些输入,决定假想外力Mvir、Fvir、和执行动作FB目标值。
另一方面,与以上说明的标准操作量决定部14、标准动态特性模型16、减法器18以及FB分配则部20的控制处理同时进行(或者根据时间分割处理)地,控制装置10将所述驾驶操作输入输入给FF则部22,通过该FF则部22,来决定作为执行装置3动作的前馈目标值(基本目标值)的执行动作FF目标值。
在本参考例中,执行动作FF目标值包括:与由驱动·制动装置3A的刹车装置的动作决定的实际车辆1各车轮W1~W4的驱动·制动力有关的前馈目标值、和与由驱动·制动装置3A的驱动系统的动作决定的实际车辆1驱动轮W1、W2的驱动·制动力有关的前馈目标值、和与驱动·制动装置3A的变速装置的减速比(变速比)有关的前馈目标值、和与由操舵装置3B的实际车辆1操舵轮W1、W2的舵角有关的前馈目标值。
为了决定这些执行动作FF目标值,所述驾驶操作输入被输入给FF则部22,而且同时由传感器·推定器12检测或推定出的实际状态量(实行驶速度Vact等)也被输入给FF则部22。并且,FF则部22依据这些输入,决定执行动作FF目标值。该执行动作FF目标值是不依靠所述状态量偏差γerr、βerr(第1状态量偏差)被决定的,是执行装置3的动作目标值。
作为补充,当悬架装置3C为主动悬架装置时,执行动作FF目标值在一般情况下,还包含与该悬架装置3C的动作有关的前馈目标值。
接着,控制装置10将由FF则部22决定的执行动作FF目标值(此次值)和由所述FB分配则部20决定的执行动作FB目标值(此次值)输入给该执行动作目标值合成部24。而且,控制装置10通过该执行动作目标值合成部24,合成执行动作FF目标值和执行动作FB目标值,来决定作为规定执行装置3的动作的目标值的执行动作目标值。
在本参考例中,执行动作目标值包括:实际车辆1各车轮W1~W4的驱动·制动力的目标值(由驱动·制动装置3A的驱动系统及刹车装置的动作决定的总驱动·制动力的目标值)、实际车辆1各车轮W1~W4的打滑比的目标值、由操舵装置3B决定的实际车辆1操舵轮W1、W2的舵角的目标值、由驱动·制动装置3A的驱动系统的动作决定的实际车辆1各驱动轮W1、W2的驱动·制动力的目标值、以及驱动·制动装置3A的变速装置的减速比的目标值。
为了决定这些执行动作目标值,不仅仅是所述执行动作FF目标值及执行动作FB目标值,还有由传感器·推定器12检测或推定出的实际状态量(前轮W1、W2的实侧滑角βf_act、推定摩擦系数μestm等)也被输入给执行动作目标值合成部24。而且,执行动作目标值合成部24依据这些输入,来决定执行动作目标值。
作为补充,执行动作目标值,不仅仅限于上述种类的目标值,也可以替换这些目标值,例如来决定对应于该目标值的各执行装置3的执行操作量的目标值。执行动作目标值基本上是只要能规定执行装置的动作即可。例如,作为与刹车装置的动作有关的执行动作目标值,可以决定刹车压的目标值,或者决定与之对应的刹车装置的执行操作量的目标值。
接着,控制装置10将由执行动作目标值合成部24决定的执行动作目标值输入给执行驱动控制装置26,并通过该执行驱动控制装置26,来决定实际车辆1各执行装置3的执行操作量。而且,通过所决定的执行操作量,来控制实际车辆1各执行装置3的执行装置。
这种场合,执行驱动控制装置26,以满足所输入的执行动作目标值地,或者按照该执行动作目标值地,来决定执行操作量。并且,为了该决定,除了执行动作目标值以外,由传感器·推定器12检测或推定出的实际车辆1的实际状态量也被输入给执行驱动控制装置26。另外,在执行驱动控制装置26的控制功能中,与驱动·制动装置3A的刹车装置有关的控制功能最好组装有所谓防抱死制动系统。
以上是控制装置10的每一控制处理周期的控制处理的概要。
另外,关于控制装置10的各控制处理功能部的处理,可以适当地变更这些顺序。例如,可以在各控制处理周期的最后,执行传感器·推定器12的处理,在下次的控制处理周期的处理中使用由此得到的检测值或推定值。
下面,说明本参考例中控制装置10的控制处理功能部的更加详细的处理。
[关于标准动态特性模型]
首先,参照图3,说明本参考例中的所述标准动态特性模型16。图3是表示本参考例中的标准动态特性模型16下的车辆的构造图。该标准动态特性模型16是通过下述的特性来表示车辆动态特性的模型(所谓2轮模型),即,该特性是指在前后具有1个前轮Wf和1个后轮Wr的车辆的水平面上的动态特性(动力学特性)。以后,将标准动态特性模型16下的车辆(标准动态特性模型16下的对应于实际车辆1的车辆)称为模型车辆。该模型车辆的前轮Wf相当于把实际车辆1的2个前轮W1、W2进行了一体化之后的车轮,即是模型车辆的操舵轮。后轮Wr相当于把实际车辆1的后轮W3、W4进行了一体化之后的车轮,在本参考例中属于非操舵轮。
该模型车辆的重心点Gd的水平面上的速度矢量Vd相对于模型车辆的前后方向所成的角度βd(即,模型车辆的车辆重心点侧滑角βd)、和模型车辆的围绕竖直轴的角速度γd(即,模型车辆的横摆比率γd)是标准状态量,并分别作为所述标准车辆重心点侧滑角、标准横摆比率,通过标准动态特性模型16而被逐步决定。另外,模型车辆的前轮Wf的转动面和水平面间的交线相对于模型车辆的前后方向所成的角度δf_d是标准模型操作量,并作为所述模型前轮舵角被输入给标准动态特性模型16。另外,附加性地作用于模型车辆的重心点Gd的横向(模型车辆左右方向)的并进力Fvir、和附加性地围绕该模型车辆的重心点Gd而作用的横摆方向的(围绕竖直轴的)力矩Mvir是反馈控制输入,并作为所述假想外力,被输入给标准动态特性模型16。
另外,图3中,Vf_d是模型车辆前轮Wf的水平面上的行进速度矢量,Vr_d是模型车辆后轮Wr的水平面上的行进速度矢量,βf_d是前轮Wf的侧滑角(前轮Wf的行进速度矢量Vf_d相对于前轮Wf的前后方向(前轮Wf的转动面和水平面间的交线的方向)所成的角度。以下,称为前轮侧滑角βf_d),βr_d是后轮Wr的侧滑角(后轮Wr的行进速度矢量Vr_d相对于后轮Wr的前后方向(后轮Wr的转动面和水平面间的交线的方向)所成的角度。以下,称为后轮侧滑角βr_d),βf0是模型车辆的前轮Wf的行进速度矢量Vf_d相对于模型车辆前后方向所成的角度(以下,称为车辆前轮位置侧滑角)。
作为补充,在本说明书的参考例及实施方式中,关于车辆或者车轮的侧滑角、车轮的舵角、车辆的横摆比率、横摆方向的力矩,从车辆上方观看,是以逆时针方向为正方向。另外,假想外力Mvir、Fvir中的并进力Fvir,是以车辆的左向朝向为正的方向。另外,车轮的驱动·制动力,是以在车轮的转动面和路面或水平面间的交线方向上、使车辆朝向行进方向加速的力(路面反向力)的方向为正的方向。换言之,当是驱动力时,相对于车辆的行进方向的朝向的驱动·制动力为正值,当是制动力时,相对于车辆的行进方向的朝向的驱动·制动力为负值。
该模型车辆的动态特性(连续性的动态特性)具体而言,由下式01表述。另外,去掉该式子01右边第3项(含Fvir、Mvir的项)之后的式子与例如题名为“汽车的运动与控制”的公知文献(作者:安部正人,发行社:株式会社山海堂,平成16年7月23日第2版第2次印刷发行。以后,称为非专利文献1)记载的公知的式子(3.12)、(3.13)相同。
【数1】
d dt β d γ d = a 11 a 12 a 21 a 22 · β d γ d + b 1 b 2 · δf _ d + b 11 0 0 b 22 · Fvir Mvir ……式01
其中
a 11 = - 2 · ( Kf + Kr ) m · Vd a 12 = - m · V d 2 + 2 · ( Lf · Kf - Lr · Kr ) m · V d 2
a 21 = - 2 · ( Lf · Kf - Lr · Kr ) I a 22 = - 2 · ( L f 2 · Kf + L r 2 · Kr ) I · Vd
b 1 = 2 · Kf m · Vd b 2 = 2 · Lf · Kf I b 11 = 1 m · Vd b 22 = 1 I
在该式子01的‘其中’部分,m是模型车辆的总质量,Kf是将模型车辆前轮Wf视为2个左右前轮的连结体时的1个轮的回转率,Kr是将模型车辆后轮Wr视为2个左右前轮的连结体时的1个轮的回转率,Lf是模型车辆的前轮Wf中心和重心点Gd的前后方向上的距离(前轮Wf的舵角为0时的该前轮Wf的转轴和重心点Gd在前后方向上的距离。参照图3),Lr是模型车辆的后轮Wr的中心和重心点Gd的前后方向上的距离(后轮Wr的转轴和重心点Gd在前后方向上的距离。参照图3),I是模型车辆的重心点Gd的围绕横摆轴的惯性(惯性力矩)。这些参数值是预先设定的值。这种场合,例如,m、I、Lf、Lr设定成与实际车辆1时的这些值相同,或者大体上相同。另外,Kf、Kr是分别考虑实际车辆1前轮W1、W2、后轮W3、W4的轮胎特性(或者该轮胎所要求的特性)来设定的。另外,根据Kf、Kr的值(再一般一点是指a11、a12、a21、a22的值)的设定方法,可以设定转向不足、转向过度、转向中性等转向特性。另外,也可以在实际车辆1的行驶中,同定实际车辆1的m、I、Kf、Kr的值,使用所同定的值作为模型车辆的m、I、Kf、Kr的值。
作为补充,模型车辆的βf0、βd、βf_d、βr_d 、γd、δf_d之间的关系由下式02a、02b、02c表示。
βf_d=βd+Lf·γd/Vd-δf_d    ……02a
βr_d=βd-Lr·γd/Vd          ……02b
βf0=βf_d+δf_d=βd+Lf·γd/Vd    ……02c
另外,如图3所示,模型车辆前轮Wf的回转力(≈前轮Wf的横向力)设为Ffy_d,模型车辆后轮Wr的回转力(=后轮Wr的横向力)设为Fry_d,Ffy _d和βf_d的关系、以及Fry_d和βr_d的关系由下式03a、03b表示。
Ffy_d=-2·Kf·βf_d    ……03a
Fry_d=-2·Kr·βr_d    ……03b
在本参考例中的标准动态特性模型16的处理中,以上述式子01的δf_d、Fvir、Mvir为输入,在控制装置10的控制处理周期,逐步执行该式子01的演算处理(具体而言,用离散时间系列来表述式子01后的式子的演算处理),由此时序性地逐步计算出βd、γd。这种场合,在各控制处理周期,作为模型车辆的行驶速度Vd的值,可以使用由所述传感器·推定器12检测或推定出的实行驶速度Vact的最新值(此次值)。即,使得模型车辆的行驶速度Vd一直与实行驶速度Vact一致。另外,作为Fvir、Mvir的值,可以使用如后面所述由FB分配则部20决定的假想外力的最新值(上次值)。另外,作为δf_d的值,可以使用如后面所述由标准操作量决定部14决定的模型前轮舵角的最新值(此次值)。另外,为计算出新的βd、γd(此次值),也可以用βd、γd的上次值。
作为补充,模型车辆的动态特性,比较一般的情况是,可以由下式(4)表示。
【数2】
d dt β d γ d = f 1 ( γd , βd , δf _ d ) f 2 ( γd , βd , δf _ d ) + b 11 0 0 b 22 · Fvir Mvir ……式04
在此,f1(γd、βd、δf_d)、与f2(γd、βd、δf_d)分别是γd、βd、δf_d的函数。上述式子01是由γd、βd、δf_d的线性组合(一次结合)来表示函数f1、f2的值的例子。函数f1、f2没有必要是由算式表示的函数,它也可以是其函数值根据γd、βd、δf_d的值并由图表来决定的函数。
另外,本参考例中的实际车辆1的动作特性,是表示没有适用本发明时的实际车辆1的开放特性(所述执行装置FB动作目标值一直维持在0时的实际车辆1的动作特性)、与假想外力Mvir、Fvir一直维持在0时的标准动态特性模型16的动作特性的中间的动作特性。由此,标准动态特性模型16,一般情况下,与实际车辆1开放特性相比,最好是设定在能够表示出驾驶者更加希望的响应动作的模型。具体而言,标准动态特性模型16最好是设定在线性高于实际车辆1的模型。例如,最好使得模型车辆的车轮的侧滑角或打滑比、与从路面作用于该车轮上的路面反向力(横向力或驱动·制动力)之间的关系为线性关系或者与之接近的关系地来设定标准动态特性模型16。通过上述式子01表示动态特性的标准动态特性模型16,是满足这些要求的模型例子。
但是,标准动态特性模型16也可以具有作用于模型车辆的各车轮Wf、Wr上的路面反向力相对于侧滑角或打滑比的变化而饱和的特性。例如,不使所述回转率Kf、Kr的值为一定值,而是分别根据前轮侧滑角βf_d、后轮侧滑角βr_d来设定。而且,此时,当前轮侧滑角βf_d的绝对值大到某种程度时,使得根据βf_d而产生的前轮Wf的横向力Ffy_d(参照上述式子03a)随着βf_d的增加而饱和地,根据βf_d的值来设定Kf。同样,当后轮侧滑角βr_d的绝对值大到某种程度时,使得根据βr_d而产生的后轮Wr的横向力Fry_d(参照上述式子03b)随着βr_d的增加而饱和地,根据βr_d的值来设定Kr。这样,就具有了作用于模型车辆的各车轮Wf、Wr上的横向力Ffy_d、Fry_d相对于侧滑角βf_d或βr_d而言的饱和特性。
[关于标准操作量决定部]
下面,参照图4及图5,说明所述标准操作量决定部14的详细处理。图4是表示所述标准操作量决定部14的具体处理功能的功能方框图,图5是用于说明标准操作量决定部14所具有的防止离心力过大的限制器14f的处理的图表。
参照图4,标准操作量决定部14,首先,在处理部14a,通过所输入的驾驶操作输入中的操舵角θh(此次值)除以总转向比is,来决定无限制时前轮舵角δf_unltd。该无限制时前轮舵角δf_unltd具有:作为与操舵角θh对应的模型前轮舵角δf_d的基本要求值的意思。
在此,总转向比is是操舵角θh与模型车辆前轮Wf的舵角的比率,例如,是对照实际车辆1的操舵角θh、和与之对应的实际车辆1前轮W1、W2的舵角的前馈值之间的关系,而被设定的。
另外,也可以不使总转向比is为一定值(固定值),而根据由传感器推定器12检测或推定出的实际车辆1行驶速度Vact,可变性地设定。这种场合,最好是总转向比is随着实际车辆1行驶速度Vact变大而变大地,来设定is。
接着,通过βf0计算部14b,求出标准动态特性模型16下的模型车辆的车辆前轮位置侧滑角βf0。由标准动态特性模型16决定的标准横摆比率γd和标准车辆重心点侧滑角βd的上次值被输入给该βf0计算部14b,根据这些值,通过上述式子02c的演算(式子02c第2个等号右边的演算),求出βf0的上次值。因此,由βf0计算部14b计算出的βf0就是上次的控制处理周期中的模型车辆的车辆前轮位置侧滑角βf0的值。
另外,也可以根据γd、βd的上次值、由标准操作量决定部14决定的模型前轮舵角δf_d的上次值、实行驶速度Vact的上次值,通过上述式子02a的演算,求出模型车辆的前轮侧滑角βf_d的上次值,并将由标准操作量决定部14决定的模型前轮舵角δf_d的上次值加上所求得的βf_d(进行式子02c第1个等号右边的演算),从而来求出βf0。另外,在各控制处理周期,也可以通过标准动态特性模型16的处理来执行βf0的计算,将所计算出的βf0的上次值输入给标准操作量决定部14。这种场合,不需要标准操作量决定部14的βf0计算部14b的演算处理。
此后,通过减法器14c,从上述所求得的车辆前轮位置侧滑角βf0减去无限制时前轮舵角δf_unltd,由此来求得无限制时前轮侧滑角。该无限制时前轮侧滑角,是表示将模型车辆的模型前轮舵角δf_d从上次值瞬间地控制在无限制时前轮舵角δf_unltd(此次值)时,所产生的模型车辆的前轮侧滑角βf_d的瞬间预测值。
之后,标准操作量决定部14,使该无限制时前轮侧滑角通过前轮侧滑角限制器14d,来决定限制完毕前轮侧滑角。在此,图中所示的前轮侧滑角限制器14d的图是表示无限制时前轮侧滑角与限制完毕前轮侧滑角之间关系的图表,该图表的横轴方向的值为无限制时前轮侧滑角的值,纵轴方向的值为限制完毕前轮侧滑角的值。
该前轮侧滑角限制器14d是用于抑制模型车辆的前轮侧滑角βf_d变得过大(进而使得对实际车辆1所要求的前轮W1、W2的横向力不会变得过大)的限制器。
在本参考例中,前轮侧滑角限制器14d根据从传感器·推定器12输入给标准操作量决定部14的推定摩擦系数μestm(此次值)与实行驶速度Vact(此次值),来设定前轮侧滑角βf_d的容许范围(具体而言,是指该容许范围的上限值βf_max(>0)及下限值βf_min(0<))。这种场合,基本上是,推定摩擦系数μestm越小,或者实行驶速度Vact越高,越使得容许范围[βf_min、βf_max]越窄(接近于0βf_max、βf_min)地来设定该容许范围。此时,该容许范围[βf_min、βf_max]例如设定在:实际车辆1前轮W1、W2侧滑角与横向力或回转力之间的关系大致被维持在线性关系(正比关系)下的侧滑角的值的范围内。
另外,该容许范围[βf_min、βf_max]可以根据μestm和Vact中任意一方来设定,或者也可以不根据μestm和Vact而是预先设定在固定的容许范围。
而且,在所输入的无限制时前轮侧滑角是如上所述那样设定的容许范围[βf_min、βf_max]内的值时(βf_min≤无限制时前轮侧滑角≤βf_max之时),前轮侧滑角限制器14d则直接将无限制时前轮侧滑角的值作为限制完毕前轮侧滑角来输出。另外,在所输入的无限制时前轮侧滑角的值脱离出容许范围时,该前轮侧滑角限制器14d则将容许范围[βf_min、βf_max]的下限值βf_min或上限值βf_max作为限制完毕前轮侧滑角来输出。具体而言,当无限制时前轮侧滑角>βf_max时,βf_max作为限制完毕前轮侧滑角被输出,当无限制时前轮侧滑角<βf_min时,βf_min作为限制完毕前轮侧滑角被输出。据此,限制完毕前轮侧滑角在容许范围[βf_min、βf_max]内,被决定在与无限制时前轮侧滑角一致,或者最接近于该无限制时前轮侧滑角的值。
而后,通过减法器14e,从由所述βf0计算部14b求得的车辆前轮位置侧滑角βf0减去如上所述求得的限制完毕前轮侧滑角,来求出第1限制完毕前轮舵角δf_ltd1。如此求得的第1限制完毕前轮舵角δf_ltd1具有作为下述模型前轮舵角δf_d的意思,即该模型前轮舵角δf_d是以使得模型车辆的前轮侧滑角βf_d不从容许范围[βf_min、βf_max]脱离出而对无限制时前轮舵角δf_unltd加以限制而成的。
然后,标准操作量决定部14,使该第1限制完毕前轮舵角δf_ltd1通过离心力过大防止限制器14f,由此来决定第2限制完毕前轮舵角δf_ltd2。该δf_ltd2是作为输入给标准动态特性模型16的模型前轮舵角δf_d的值被使用的。在此,图中所示的离心力过大防止限制器14f的表是表示第1限制完毕前轮舵角δf_ltd1和第2限制完毕前轮舵角δf_ltd2之间关系的图表,该图表的横轴方向的值为δf_ltd1的值,纵轴方向的值为δf_ltd2的值。
该离心力过大防止限制器14f是用于使得模型车辆产生的离心力不会变得过大(进而使得对实际车辆1所要求的离心力不会变得过大)的限制器。
在本参考例中,离心力过大防止限制器14f根据输入给标准操作量决定部14的推定摩擦系数μestm(此次值)与实行驶速度Vact(此次值),来设定模型前轮舵角δf_d的容许范围(具体而言,是指该容许范围的上限值δf_max(>0)及下限值δf_min(0<))。该容许范围[δf_min、δf_max],是在假想外力Mvir、Fvir一直被保持在0时,模型车辆不超越与路面间的摩擦界限地就可进行正常转弯的模型前轮舵角δf_d的容许范围。
具体而言,首先,依据输入给标准操作量决定部14的Vact、μestm的值(此次值),求出满足下式05的作为横摆比率的正常转弯时最大横摆比率γmax(>0)。
m·γmax·Vact=C1·μestm·m·g    ……05
在此,式子05中的m如前所述,是模型车辆的总质量。另外,g是重力加速度,C1是1以下的正的系数。该式子05左边表示离心力,该离心力,是在将模型车辆的横摆比率γd和行驶速度Vd分别保持在γmax、Vact而进行该模型车辆的正常转弯时,在该模型车辆上产生的离心力(进一步具体而言,是该离心力的收敛预想值)。另外,式子05右边演算结果的值是系数C1乘上由μestm确定的路面反向力(具体而言,是从路面经车轮Wf、Wr而作用于模型车辆的总摩擦力(路面反向力的并进力水平成分的总和))大小的界限值之后的值(≤界限值)。因此,正常转弯时最大横摆比率γmax以下述方式被决定,即,在将作用于模型车辆上的假想外力Mvir、Fvir保持在0,而且同时将模型车辆的横摆比率γd和行驶速度Vd分别保持在γmax、Vact,进行该模型车辆的正常转弯的场合时,在该模型车辆上会产生离心力,使得该离心力不会超过对应于推定摩擦系数μestm而作用于模型车辆的总摩擦力(路面反向力的并进力水平成分的总和)的界限值。
另外,式子05中系数C1值,可以根据μestm、Vact中的至少任意一方的值,可变性地来设定。这种场合,最好是μestm越小,或Vact越高,使C1的值越小。
接着,模型车辆的正常转弯时的与γmax对应的模型前轮舵角δf_d的值是作为正常转弯时限界舵角δf_max_c(>0)被求得。在此,在由上述式子01表示的标准动态特性模型16方面,在正常转弯时的模型车辆的横摆比率γd和模型前轮舵角δf_d之间,下式06的关系成立。
【数3】
γd = 1 1 - m 2 · L 2 · Lf · Kf - Lr · Kr Kf · Kr · d 2 · Vd L · δf _ d ……式06
其中、L=Lf+Lr
另外,当Vd足够小时(认为Vd2≈0时),式子06可以近似为下式07。
γd=(Vd/L)·δf_d    ……07
因此,在本参考例中,式子06或式子07中的γd、Vd各个值为γmax、Vact,求解δf_d,由此求出与γmax对应的正常转弯时限界舵角δf_max_c。
用于使得产生于模型车辆的离心力不会变得过大的模型前轮舵角δf_d的容许范围[δf_min、δf_max],基本上是只要设定在容许范围[-δf_max_c,δf_max_c]即可。但是,这种场合,在实际车辆1的逆向操舵状态(朝着与实际车辆1的横摆比率的极性相反的极性的方向操舵前轮W1、W2的状态),有时模型前轮舵角δf_d受到不必要的限制。
因此,在本参考例中,根据模型车辆的横摆比率γd和γmax,通过下式08a、08b,对δf_max_c、-δf_max_c进行修正,由此设定模型前轮舵角δf_d的容许范围的上限值δf_max及下限值δf_min。
δfmax=δf_max_c+fe(γd、γmax)     ……08a
δfmin=-δf_max_c-fe(-γd、-γmax)  ……08b
式子08a、08b中的fe(γd、γmax)、fe(-γd、-γmax)是γd、γmax的函数,其函数值例如如图5(a)、(b)的图表所示,是根据γd、γmax的值而变化的函数。在该例子中,函数fe(γd、γmax)的值如图5(a)的图表所示,当γd是比0稍微大些的规定值且是γ1以下的值时(包含γd<0时),则为正的一定值fex。而且,fe(γd、γmax)的值在γd>γ1时,随着γd变大,而单调减少,在γd达到γmax以下的规定值的γ2(>γ1)时,则变为0。此外,fe(γd、γmax)的值在γd>γ2时(包含γd≥γmax时),则被维持在0。
另外,因为函数fe(-γd、-γmax)是使函数fe(γd、γmax)的变量γd、γmax的极性反转了的函数,该函数fe(-γd、-γmax的)值相对于图5(b)的图表所示的γd而变化。即,在γd是比0稍微小些的规定的负值且是-γ1以上的值时(包含γd>0时),则为正的一定值fex。而且,fe(-γd、-γmax的)值在γd<-γ1时,随着γd变小,而单调减少,在γd达到-γmax以上的规定值的-γ2时,则变为0。此外,fe(-γd、-γmax)的值在γd<-γ2时(包含γd≤-γmax时),则被维持在0。
另外,作为决定函数fe(γd、γmax)、fe(-γd、-γmax)的值所必要的γd的值,使用由标准动态特性模型16决定的标准横摆比率γd的上次值即可。
另外,函数fe(γd、γmax)在图中拐点处的γd的值γ1、γ2、或者所述正的一定值fex,也可以根据推定摩擦系数μestm和实行驶速度Vact,可变性地变更。
如上所述,通过函数fe的值,对δf_max_c进行补正,设定模型前轮舵角δf_d的容许范围[δf_min、δf_max],由此,与γd朝向相反方向的模型前轮舵角δf_d的界限值δf_max或δf_min的大小(绝对值),与正常转弯时限界舵角δf_max_c相比被较大地设定,而该正常转弯时限界舵角δf_max_c是指与产生在模型车辆上的离心力的界限对应的舵角。由此,在实际车辆1的逆向操舵状态中,可以防止模型前轮舵角δf_d受到不必要的限制。另外,实行驶速度Vact越高,或者推定摩擦系数μestm越小,该容许范围[-δf_min、δf_max]也就变得越窄。
如上所述,在设定模型前轮舵角δf_d的容许范围之后,当所输入的第1限制完毕前轮舵角δf_ltd1为容许范围[δf_min、δf_max]内的值时(δf_min≤δf_ltd1≤δf_max时),离心力过大防止限制器14f则将δf_ltd1值作为第2限制完毕前轮舵角δf_ltd2(=输入给标准动态特性模型16的模型前轮舵角δf_d)来输出。另外,当所输入的δf_ltd1值脱离出容许范围[δf_min、δf_max]时,该离心力过大防止限制器14f则将强制地限制其输入值之后而得到的值作为第2限制完毕前轮舵角δf_ltd2来输出。具体而言,当δf_ltd1>δf_max时,δf_max作为第2限制完毕前轮舵角δf_ltd2被输出,当δf_ltd1<δf_min时,δf_min作为第2限制完毕前轮舵角δf_ltd2被输出。据此,δf_ltd2在容许范围[δf_min、δf_max]内,被决定在与第1限制完毕前轮舵角δf_ltd1一致,或者最接近于第1限制完毕前轮舵角δf_ltd1的值。
另外,在上述式子01所表示的标准动态特性模型16,在模型车辆的正常转弯时,βd和γd之间有下式09的关系成立。
【数4】
βd = ( 1 - m 2 · L · Lf Lr · Kr · V d 2 ) · Lr Vd · γd ……式09
另外,当Vd足够小时(认为Vd2≈0时),式子09可以近似为下式10。
βd=(Lr/Vd)·γd    ……10
因此,模型车辆的正常转弯时的γd或者γmax的值,可以通过式子09或式子10,转换为βd的值(其中Vd=Vact)。由此,如上所述根据横摆比率γd、γmax的值来设定模型前轮舵角δf_d的容许范围,对此可以进行替换,即,可以根据与横摆比率γd、γmax对应的车辆重心点侧滑角βd的值来设定模型前轮舵角δf_d的容许范围。
以上是标准操作量决定部14的详细处理。
通过以上说明的标准操作量决定部14的处理,标准动态特性模型16下的模型车辆的前轮侧滑角βf_d的瞬间值不会变得过大,而且使得产生在模型车辆上的离心力不会变得过大,同时根据驾驶操作输入中的操舵角θh,第2限制完毕前轮舵角δf_ltd2在每一控制处理周期被决定为输入给标准动态特性模型16的模型前轮舵角δf_d。
作为补充,在离心力过大防止限制器14f,如上所述地对输入给所述限制标准动态特性模型16的模型前轮舵角δf_d进行限制,产生在模型车辆上的离心力不会变得过大,这与使得模型车辆的车辆的重心点侧滑角βd(或后轮侧滑角βr_d)不会变得过大地来限制模型前轮舵角δf_d的说法是一样的。另外,一般情况下,由于车辆的离心力和车辆重心点侧滑角(或者后轮侧滑角)相对于操舵操作会产生延迟,因此,由离心力过大防止限制器14f进行的模型前轮舵角δf_d的限制处理,可以说成是依据车辆的离心力和车辆重心点侧滑角(或者后轮侧滑角)的收敛预想值来限制模型前轮舵角δf_d的处理。对此,前轮侧滑角限制器14d的限制处理,可以说成是为了使得模型车辆的前轮侧滑角βf_d的瞬间值不会变得过大而来限制模型前轮舵角δf_d的处理。
另外,在本参考例中,在由离心力过大防止限制器14f来设定容许范围[δf_min、δf_max]时所使用的函数fe,虽然是如所述图5(a)、(b)所示那样来设定的,但是,并不仅限于此。
例如,也可以如图6中实线所示那样来设定函数fe(γd、γmax)。在该例子中,fe(γd、γmax)的值随着γd值的增加(从负值向正值增加)而单调减少,而且当γd=γmax时则变成0。另外,此时,函数fe(-γd、-γmax)则为图6中虚线所示。这种场合,一旦γd超过γmax,随着γd的增加,由上述式子08a决定的模型前轮舵角δf_d的容许范围上限值δf_max则比正常转弯时限界舵角δf_max_c更接近于0。同样,一旦γd在负向一侧超过-γmax,随着γd的减少(在值的大小上属于增加),由上述式子08b决定的模型前轮舵角δf_d的容许范围下限值δf_min比-δf_max更接近于0。
另外,也可以替换上述式子08a、08b,通过下式11a、11b,来设定δf_d的容许范围的上限值δf_max及下限值δf_min,而且同时例如如图7实线、虚线所示那样来分别设定函数fe(γd、γmax)、fe(-γd、-γmax)。
δf_max=δf_max_c·fe(γd、γmax)    ……11a
δf_min=-δf_max_c·fe(-γd、-γmax)    ……11b
在该例子中,fe(γd、γmax)、fe(-γd、-γmax)的值一直处于1以上,并以与图5(a)、(b)相同的形态,根据γd而变化。而且,通过分别将这些fe(γd、γmax)、fe(-γd、-γmax的)的值乘上δf_max_c、δf_min_c,来设定上限值δf_max和下限值δf_min。
另外,通过函数fe的值来补正δf_max_c,以设定模型前轮舵角δf_d的容许范围[δf_min、δf_max],也可以对之替换,例如通过下述的处理,来决定第2限制完毕前轮舵角δf_ltd2。图8是用于说明其处理功能的功能方框图。
即,在处理部14g,根据模型车辆的横摆比率γd(上次值),来决定前轮舵角补正部分Δδf,而该前轮舵角补正部分Δδf是用于对由所述前轮侧滑角限制器14d决定的第1限制完毕前轮舵角δf_ltd1进行补正。此时,Δδf如处理部14g内的图所示地决定,基本上是,随着γd在正向一侧的增加,Δδf的值在正向一侧呈单调增加,而且,随着γd在负向一侧的减少,Δδf的值在负向一侧呈单调减少。另外,在处理部14g内的图中,Δδf的值设置了上限值(>0)及下限值(<0)。这种场合,上限值及下限值被设定为例如其绝对值是与所述图5(a)、(b)所示的一定值fex相同的值。
接着,通过加法器14h将如上所述决定的前轮舵角补正部分Δδf加上由所述减法器14e(参照图4)计算出的第1限制完毕前轮舵角δf_ltd1,来决定附带有输入补正的第1限制完毕前轮舵角。这种场合,在δf_ltd1方向与γd的方向相互反向时,附带有输入补正的第1限制完毕前轮舵角的大小小于δf_ltd1的大小。但是,在δf_ltd1方向与γd的方向相同时,附带有输入补正的第1限制完毕前轮舵角的大小大于δf_ltd1的大小。
此后,使该附带有输入补正的第1限制完毕前轮舵角通过离心力过大防止限制器14f,由此来决定附带有输入补正的第2限制完毕前轮舵角,而该附带有输入补正的第2限制完毕前轮舵角是用于将附带有输入补正的第1限制完毕前轮舵角限制在模型前轮舵角δf_d的容许范围[δf_min、δf_max]内的值的轮舵角。即,当附带有输入补正的第1限制完毕前轮舵角是容许范围内的值时,该附带有输入补正的第1限制完毕前轮舵角直接就那样被决定为附带有输入补正的第2限制完毕前轮舵角。另外,当附带有输入补正的第1限制完毕前轮舵角从容许范围脱离出时,δf_max及δf_min之中的接近于附带有输入补正的第1限制完毕前轮舵角的值被决定为附带有输入补正的第2限制完毕前轮舵角。
这种场合,离心力过大防止限制器14f的模型前轮舵角δf_d的容许范围的上限值δf_max(>0)被设定为下述的值,即,预测δf_ltd1方向与γd的方向相同场合时的δf_ltd1的补正部分,且比所述正常转弯时舵角界限值δf_max_c大的值(例如δf_max_c+fex)。同样,模型前轮舵角δf_d的容许范围的下限值δf_min(<0)被设定为其绝对值比δf_max_c大的值。
此后,通过减法器14i,从所述决定的附带有输入补正的第2限制完毕前轮舵角之中减去所述前轮舵角补正部分Δδf,由此来决定第2限制完毕前轮舵角δf_ltd2。
即使如上所述地决定第2限制完毕前轮舵角δf_ltd2,也可以一面使得产生在模型车辆上的离心力不会变得过大地,且防止在实际车辆1逆向操舵状态下受到不必要的限制,一面决定输入给标准动态特性模型16的模型前轮舵角δf_d(=δf_ltd2)。
另外,在本参考例中,虽然为了决定输入给标准动态特性模型16的模型前轮舵角δf_d,进行了所述前轮侧滑角限制器14d和离心力过大防止限制器14f的处理,但是,也可以省略任意一方或者两者的处理。即,将由处理部14a决定的无限制时前轮舵角δf_unltd、或者将该δf_unltd输入给离心力过大防止限制器14f之后得到的值、或者由所述减法器14e决定的第1限制完毕前轮舵角δf_ltd1决定为输入给标准动态特性模型16的模型前轮舵角δf_d。
如上所述由标准操作量决定部14决定的模型前轮舵角δf_d的此次值(=δf_ltd2的此次值)被输入给标准动态特性模型16,根据其输入值与如后面所述由FB分配则部20决定的假想外力Fvir、Mvir(上次值),通过该标准动态特性模型16(按上述式子01),来重新决定标准横摆比率γd和标准车辆重心点侧滑角βd的此次值。另外,因为该处理实际上是通过用离散时间系列表述式子01后的式子来进行的,因此为决定γd、βd的此次值,也使用γd、βd的上次值。
这种场合,因为输入给标准动态特性模型16的模型前轮舵角δf_d受到所述以标准操作量决定部14限制,因此可防止发生模型车辆的自转和极端性的侧滑。
[关于FB分配则]
下面,参照图9~图16,说明FB分配则部20的详细处理。
图9是表示FB分配则部20的处理功能的功能方框图。如图所示的FB分配则部20,若大致区分其处理功能,则是由进行决定假想外力Mvir、Fvir的处理的假想外力决定部20a、和进行决定执行动作FB目标值的处理的执行动作FB目标值决定部20b构成。
首先,参照图9,说明假想外力决定部20a,该假想外力决定部20a的处理功能被大致分成假想外力暂定值决定部201和γβ限制器202。
在假想外力决定部20a的处理中,首先,根据从所述减法器18输入的状态量偏差γerr(=γact-γd)、βerr(=βact-βd),通过假想外力暂定值决定部201,来决定假想外力的暂定值Mvirtmp、Fvirtmp。暂定值Mvirtmp、Fvirtmp中的Mvirtmp是表示为使状态量偏差γerr、βerr接近于0而附加性地围绕标准动态特性模型16的模型车辆重心点Gd产生的力矩(横摆方向的力矩),Fvirtmp是表示为使状态量偏差γerr、βerr接近于0而附加性地作用于标准动态特性模型16的模型车辆重心点Gd的并进力(模型车辆的横向并进力)。
具体而言,如下式15所示,将规定的增益矩阵Kfvir乘上由所输入的状态量偏差γerr、βerr组成的矢量(γerr、βerr)T(添加字符T表示倒数),来决定假想外力的暂定值Mvirtmp、Fvirtmp(以下,称作假想外力暂定值Mvirtmp、Fvirtmp)。
【数5】
Fvirtmp Mvirmp = Kfvir · β err γ err ……式15
其中
Kfvir ≡ Kfvir 11 Kfvir 12 Kfvir 21 Kfvir 22
根据该式子15,为使状态量偏差γerr、βerr接近于0,作为反馈于标准动态特性模型16的控制输入的暂定值的假想外力暂定值Mvirtmp、Fvirtmp,根据状态量偏差γerr、βerr,并通过反馈控制则被决定。
另外,以下详细说明的γβ限制器202最好具有下述功能,即,只有在模型车辆的车辆重心点侧滑角βd或实际车辆1的实际车辆辆重心点侧滑角βact快要超过规定的容许范围时,以及越过了规定的容许范围时,如果强烈想要产生使βd或βact返回到容许范围的作用,则通过与时间常数较小的1次延迟特性接近的特性来使βerr收敛0。由此,例如只要将增益矩阵Kfvir成分中的Kfvir12设定为0,而Kfvir11的绝对值为较大地设定Kfvir11即可。
接着,通过γβ限制器202,执行修正假想外力暂定值Mvirtmp、Fvirtmp的处理,以抑制标准动态特性模型16下的模型车辆的横摆比率γd和车辆重心点侧滑角βd分别从规定的容许范围脱离出。
具体而言,γβ限制器202,首先执行预测演算部203的处理,预测规定时间后(1个以上规定数的控制处理周期的时间后)的模型车辆的横摆比率γd和车辆重心点侧滑角βd,并将这些预测值分别作为预测横摆比率γda、预测车辆重心点侧滑角βda进行输出。
此时,由标准动态特性模型16决定的标准横摆比率γd(此次值)及标准车辆重心点侧滑角βd(此次值)、由传感器·推定器12检测或推定出的实行驶速度Vact(此次值)、由标准操作量决定部14决定的第2限制完毕前轮舵角δf_ltd2(此次值)、以及由假想外力暂定值决定部201如上所述那样决定的假想外力暂定值Mvirtmp、Fvirtmp(此次值)被输入给预测演算部203。而且,该预测演算部203,暂定地将模型前轮舵角δf_d保持在所输入的δf_ltd2,并将作用于模型车辆的假想外力Mvir、Fvir保持在所输入的Mvirtmp、Fvirtmp,且将模型车辆的行驶速度Vd保持在所输入的Vact,然后依据上述式子01,来计算出预测横摆比率γda及预测车辆重心点侧滑角βda。
接着,γβ限制器202,使如上所述由预测演算部203计算出的γda、βda分别通过γ不灵敏区处理部204、β不灵敏区处理部205,由此来求出γda、βda的分别从规定的容许范围脱离出来的脱离量γover、βover。图中所示的γ不灵敏区处理部204的图是例举γda和γover关系的图表,该图表的横轴方向的值为γda的值,纵轴方向的值为γover的值。同样,图中所示的β不灵敏区处理部205的图是例举βda和βover关系的图表,该图表的横轴方向的值为βda的值,纵轴方向的值为βover的值。
在此,γ不灵敏区处理部204的容许范围,是以γdamin(<0)、γdamax(0>)分别为其下限值、上限值的容许范围(横摆比率γd的容许范围);β不灵敏区处理部205的容许范围,是以βdamin(<0)、βdamax(0>)分别为其下限值、上限值的容许范围(车辆重心点侧滑角βd的容许范围)。
在本参考例中,关于横摆比率γd的容许范围[γdamin、γdamax]如下所述地设定,例如在将模型车辆的行驶速度Vd保持在Vact(此次值),同时将模型车辆的横摆比率γd保持在γdamin或γdamax,进行了正常转弯时,产生在模型车辆上的离心力不超过与推定摩擦系数μestm(此次值)对应的摩擦力的界限值。即,以满足下式16a、16b,根据Vact(此次值)和μestm(此次值),来设定γdamax、γdamin。
m·Vact·γdamax<μestm·m·g     ……16a
m·Vact·γdamin>-μestm·m·g    ……16b
例如只要使得各自的绝对值是与由上述式子05决定的正常转弯时最大横摆比率γmax相同的值,来设定γdamax、γdamin即可(作为γdamax=γmax、γdamin=-γmax)。但是,也可以使得γdamax、γdamin的绝对值是与γmax不同的值(例如小于γmax的值)地来设定γdamax、γdamin。
另外,实行驶速度Vact越高,或者推定摩擦系数μestm越小,如上所述设定的容许范围[γdamin、γdamax]变得越窄。
另外,关于车辆重心点侧滑角βd的容许范围[βdamin、βdamax]被设定在:例如将实际车辆1车辆重心点侧滑角和作用于实际车辆1重心点的横向的并进力之间的关系大致维持在线性关系(正比关系)的车辆重心点侧滑角的范围内。这种场合,最好是根据Vact(此次值)和μestm(此次值)中的至少任意一方,来设定βdamin、βdamax。
而且,γ不灵敏区处理部204的处理,具体而言,当所输入的γda为规定的容许范围[γdamin、γdamax]内的值时(γdamin≤γda≤γdamax时),则γover=0,当γda<γdamin时,则γover=γda-γdamin,当γda>γdamax时,则γover=γda-γdamax。据此,可以求得预测横摆比率γda从容许范围[γdamin、γdamax]脱离出来的脱离量γover。
同样,β不灵敏区处理部205的处理,当所输入的βda的值为规定的容许范围[βdamin、βdamax]内的值时(βdamin≤βda≤βdamax时),则βover=0,当βda<βdamin时,则βover=βda-βdamin,当βda>βdamax时,则βover=βda-βdamax。据此,可以求得预测车辆重心点侧滑角βda从容许范围[βdamin、βdamax]脱离出来的脱离量βover。
接着,γβ限制器202以使这些脱离量γover、βover接近于0,在处理部206,计算出作为假想外力暂定值Mvirtmp、Fvirtmp的补正量的暂定值操作量Mvir_over、Fvir_over。
具体而言,如下式17所示,将规定的增益矩阵Kfov乘上由γover、βover组成的矢量(γover、βover)T,由此来决定Mvir_over、Fvir_over。
【数6】
Fvir _ over Mvir _ over = Kfov · β over γ over ……式17
其中
Kfov ≡ Kfov 11 Kfov 12 Kfov 21 Kfov 22
此后,γβ限制器202,通过减法器207,分别从假想外力暂定值Mvirtmp、Fvirtmp减去该暂定值操作量Mvir_over、Fvir_over,由此来决定假想外力Mvir、Fvir的此次值。即,通过下式18a、18b,来决定假想外力Mvir、Fvir。
Mvir=Mvirtmp-Mvir_over    ……18a
Fvir=Fvirtmp-Fvir_over    ……18b
通过执行如上所述的假想外力决定部20a的处理,可以一面抑制预测横摆比率γda及预测车辆重心点侧滑角βda分别从容许范围[γdamin、γdamax]、[βdamin、βdamax]脱离出来,一面使得状态量偏差γerr、βerr接近于0地决定假想外力Mvir、Fvir。
另外,以上说明的假想外力决定部20a的γβ限制器202,虽然是通过暂定值操作量Mvir_over、Fvir_over对假想外力暂定值Mvirtmp、Fvirtmp进行补正,由此来决定假想外力Mvir、Fvir(更一般点说,是通过Mvir_over和Mvirtmp的线性组合、和Fvir_over和Fvirtmp的线性组合,来分别决定Mvir、Fvir),但是,也可以如下所述地来决定假想外力Mvir、Fvir。图10是用于说明其处理的功能方框图。
参照同图,在该例子中,假想外力暂定值决定部201、预测演算部203、γ不灵敏区处理部204、β不灵敏区处理部205、处理部206的处理与图9中的处理相同。另一方面,在本例子中,由处理部206求得的暂定值操作量Fvir_over、Mvir_over被分别输入给处理部208、209,在该处理部208、209中,决定用于分别补正假想外力暂定值Mvirtmp、Fvirtmp的补正系数Katt1(≥0)、Katt2(≥0)。这些补正系数Katt1、Katt2是分别乘以假想外力暂定值Mvirtmp、Fvirtmp的补正系数。另外,与图中所示的处理部208有关的表是例举Mvir_over和Katt1关系的图表,该图表的横轴方向的值为Mvir_over的值,纵轴方向的值为Katt1值。同样,与图中所示的处理部209有关的表是例举Fvir_over和Katt2关系的图表,该图表的横轴方向的值为Fvir_over的值,纵轴方向的值为Katt2的值。
在处理部208的处理中,如图中的图表所示地来设定Katt1的值,即,当Mvir_over为0时,Katt1=1,随着Mvir_over的绝对值从0开始增加,Katt1的值从1到0地单调减少。而且,一旦Mvir_over的绝对值超过规定值(Katt1达到0的值),Katt1值则被维持在0。
同样,在处理部209的处理中,如图中的图表所示地来设定Katt2的值,即,当Fvir_over为0时,Katt2=1,随着Fvir_over的绝对值从0开始增加,Katt2的值从1到0地单调减少。而且,一旦Fvir_over的绝对值超过规定值(Katt2达到0的值),Katt2的值被维持在0。
接着,如上所述决定的补正系数Katt1、Katt2分别在乘法器210、211,与假想外力暂定值Mvirtmp、Fvirtmp进行乘法运算,据此,决定假想外力Mvir、Fvir的此次值。
这样,在图10的例子中,随着脱离量Mvir_over的绝对值变大,使得假想外力Mvir的大小相对于假想外力暂定值Mvirtmp而减小(使之接近于0)地,来决定假想外力Mvir。同样,随着脱离量Fvir_over的绝对值变大,使得假想外力Mvir的大小相对于假想外力暂定值Mvirtmp而减小(使之接近于0)地,来决定假想外力Fvir。如此决定假想外力Mvir、Fvir就是说,认为γda、βda从容许范围脱离出的起因是在于假想外力Mvir、Fvir,一面抑制γda、βda从容许范围[γdamin、γdamax]、[βdamin、βdamax]脱离出,一面使得状态量偏差γerr、βerr接近于0地,来决定假想外力Mvir、Fvir。这种场合,在标准操作量决定部14,最好是如前所述,对输入给标准动态特性模型16的模型前轮舵角δf_d进行限制。
另外,在以上说明的γβ限制器202,通过预测演算部203,并使用如上所述的式子01,来求出的预测横摆比率γda及预测车辆重心点侧滑角βda分别作为限制对象量,并将这些γda、βda输入γ不灵敏区处理部204、β不灵敏区处理部205,来求出以脱离量γover、βover。其中,也可以替换γda、βda,而使用标准横摆比率γd、标准车辆重心点侧滑角βd的此次值、或者实横摆比率γact、实际车辆辆重心点侧滑角βact的此次值、或者对这些值施以了滤波处理的值作为限制对象量。
例如,可以在各控制处理周期,将替换γda的γd的此次值输入给γ不灵敏区处理部204,同时将替换βda的下述值输入给β不灵敏区处理部205,即该值是指对通过标准动态特性模型16逐步计算出的βd施以滤波处理(T1、T2为某时间常数,s为拉普拉斯运算符)之后而得到的值,且该滤波处理是以(1+T1·s)/(1+T2·s)形式表示传递函数的滤波处理。这种场合,例如,若以T1>T2的方式设定时间常数T1、T2,该滤波处理则作为相位推移补偿要素而作用。此时,推移某种程度的高频领域中的βd的频率成分的相位,提高该频率成分的增益,由此可以在各控制处理周期决定的βd的值自身从容许范围[βdamin、βdamax]脱离出之前,根据βover,来限制假想外力Mvir、Fvir。
另外,如下所述,可以求出作为限制对象量的γda、βda。即,在预测演算部203,可以如下式19a、19b所示,使用适当的系数cij,对γd、βd的此次值进行线性组合,由此得到的值作为γda、βda。
γda=c11·γd+c12·βd    ……19a
βda=c21·γd+c22·βd    ……19b
或者,也可以如下式20a、20b所示,使用适当的系数cij,对γd、βd、Mvirtmp、Fvirtmp、以及δf_ltd2的此次值进行线性组合,由此得至的值作为γda、βda。
γda=c11·γd+c12·βd+c13·Mvirtmp+c14·Fvirtmp+c15·δf_ltd2    ……20a
βda=c21·γd+c22·βd+c23·Mvirtmp+c24·Fvirtmp+c25·δf_ltd2    ……20b
另外,这些式子20a、20b是对如前所述的预测演算部203的处理进行更加一般化了的表述。
或者,也可以如下式21a、21b所示,使用适当的系数cij,对γact、βact的此次值进行线性组合,由此得到的值作为γda、βda。
γda=c11·γact+c12·βact    ……21a
βda=c21·γact+c22·βact    ……21b
作为补充,由式子02b可知,如果c21=-Lr/Vd、c22=1(在此,Vd为模型车辆的行驶速度(=实行驶速度Vact)),βda则相当于后轮的侧滑角。
或者,也可以如下式22a、22b所示,使用适当的系数cij,对γd、βd、βd的时间微分值dβd/dt、γact、βact、βact的时间微分值dβact/dt、Mvirtmp、Fvirtmp、以及δf_ltd2的此次值进行线性组合,由此得到的值作为γda、βda。
γda=c11·γd+c12·βd+c13·dβd/dt+c14·γact+c15·βact+c16·dβact/dt+c17·Mvirtmp+c18·Fvirtmp+c19·δf_ltd2    ……22a
γda=c21·γd+c22·βd+c23·dβd/dt+c24·γact+c25·βact+c26·dβact/dt+c27·Mvirtmp+c28·Fvirtmp+c29·δf_ltd2    ……22b
或者,也可以将式子20a右边演算结果的值与式子21a右边演算结果的值的加权平均值、以及式子20b右边演算结果的值与式子21b右边演算结果的值的加权平均值分别作为γda、βda来求解。另外,这是根据式子22a、式子22b来求解γda、βda的一个例子。另外,可以省略式子20a、式子20b、或者式子22a、式子22b中的Mvirtmp、Fvirtmp的项。
或者,可以依据上述式子01,求出到规定时间之后的各控制处理周期的γd、βd的预测值,并将所求得的γd、βd中的峰值决定为γda、βda。
此外,即使是使用式子20a、式子20b、或者式子21a、式子21b、或者式子22a、式子22b中的任意一个,来求解γda、βda的场合时,也可以使这些式子的系数cij具有频率特性(换言之,对乘上cij之后的变量值施以低通滤波器等的滤波处理)。或者,也可以对乘上系数cij之后的变量值加以该变量的时间性变化率的限制。
作为补充,在根据上述式子21a、式子21b、或者式子22a、式子22b来决定γda、da时,最好是,使得该γda、βda具有作为某规定时间之后的实际车辆1的实横摆比率γact、实际车辆辆重心点侧滑角βact的预测值的意思地,来设定各系数cij。
另外,在标准动态特性模型16如上述式子01所示为线形的模型时,即使使用式子20a、式子20b、或者式子21a、式子21b、或者式子22a、式子22b中的任意一个,也可以适当地求出作为实际车辆1或模型车辆的某规定时间之后的横摆比率及车辆重心点侧滑角的预测值的γda、da。
另外,替换γda、βda,而使用γact、βact的此次值、或者对γact、βact施以了滤波处理而得到的值时,或者根据上述式子21a、式子21b、或式子22a、式子22b来决定γda、da时,一面抑制实际车辆1的实横摆比率γact及实际车辆辆重心点侧滑角  act的此次值、或者滤波值或预测值分别从容许范围[γdamin、γdamax]、[βdamin、βdamax]脱离出,一面使得状态量偏差γerr、βerr接近于0地来决定假想外力Mvir、Fvir。
作为补充,在假想外力决定部20a的处理中,再一般点说,也可以根据下式200来决定假想外力Mvir、Fvir。
【数7】
Fvir Mvir = Kfb 11 Kfb 12 Kfb 13 Kfb 14 Kfb 15 Kfb 16 Kfb 21 Kfb 22 Kfb 23 Kfb 24 Kfb 25 Kfb 26 · β d γ d β act γ act β over γ over
+ Kfb _ δ 1 Kfb _ δ 2 · δf _ ltd 2 ……式200
另外,虽然在所述γβ限制器202的γ不灵敏区处理部204及β不灵敏区处理部205,各自分别设定γda、βda的容许范围[γdamin、γdamax]、[βdamin、βdamax],来决定脱离量γover、βover,但是,考虑到γda和βda之间的相关性,也可以针对γda、βda一组来设定容许范围(容许领域),决定脱离量γover、βover。
例如如图11所示,在以γda为横轴,以βda为纵轴的坐标平面上,由直线1~4围起来的区域A设定为γda、βda一组的容许区域A(平行四边形的区域)。这种场合,直线1、3是分别规定γda的下限值、上限值的直线。其下限值、上限值被设定为例如与所述γ不灵敏区处理部204的容许范围[γdamin、γdamax]的下限值γdamin、上限值γdamax相同。另外,直线2、4是分别规定βda的下限值、上限值的直线。在该例子中,该下限值及上限值分别根据γda而呈线性变化地设定。而且,例如,如下所述地决定脱离量γover、βover。即,γda、βda一组如图11中点P1所示,处于容许区域A内时,γover=βover=0。另一方面,例如图11中点P2所示,当γda、βda一组从容许区域A脱离出来时,则决定下述的点,即该点是指,在穿过点P2并具有规定倾斜度的直线5上的点之中距离点P2最近的容许区域A 临界的点P3(在直线5上且处于容许区域A内的点中,与P2最近的点P3)。而且,将点P2的γda的值和点P3的γda的值之间的差决定为脱离量γover,同时将点P2的βda的值和点P3的βda的值之间的差决定为脱离量βover。另外,当与γda、βda一组对应的点例如是图11所示的点P4时,即,当穿过与γda、βda一组对应的点P4且具有规定的倾斜度(与直线5相同的倾斜度)的直线6与容许区域A不相交时(在直线6上没有容许范围A内的点时),则决定下述的点,即该点是指,距离该直线6最近的容许区域A临界的点P5。而且,只要将点P4的γda的值和点P5的γda的值之间的差决定为脱离量γover,将点P4的βda的值和点P5的βda的值之间的差决定为脱离量βover即可。
作为补充,γda、βda一组的容许区域没有必要是平行四边形的区域,例如,如图11中虚线所示,也可以是光滑地形成临界部(形成为不具有角部)的区域A’。
另外,在所述γβ限制器202,虽然关于γda、βda两者,求出从[γdamin、γdamax]、[βdamin、βdamax的]脱离出来的脱离量γover、βover,与之对应地对暂定值Mvirtmp、Fvirtmp进行了补正,但是,也可以只根据γover、βover的任意一方,对暂定值Mvirtmp、Fvirtmp进行补正。这种场合,在所述处理部206处理中,只要将γover、βover的任意一方值固定为0,来求解暂定值操作量Mvir_over、Fvir_over即可。
作为补充,后述的第1实施方式中的假想外力决定部,是将附加性的处理追加给本参考例中的如上所述的假想外力决定部20a的处理中的,假想外力暂定值决定部201及γβ限制器202的处理可以与本参考例相同。但是,在后述的第1实施方式中,γβ限制器202的输出被进一步修正,据此,决定作为车辆模型操作用控制输入的假想外力Mvir、Fvir。
下面,参照图12~图14,说明执行动作FB目标值决定部20b的处理。另外,在以后的说明中,各车轮W1~W4有时称作第n轮Wn(n=1、2、3、4)。
图12是表示该执行动作FB目标值决定部20b的处理的功能方框图。参照同图,执行动作FB目标值决定部20b,首先,在处理部220,根据所输入的状态量偏差γerr、βerr,将反馈横摆力矩基本要求值Mfbdmd决定为针对实际车辆1执行装置3而言的反馈控制输入的基本要求值,而该反馈横摆力矩基本要求值Mfbdmd是指,为了使该状态量偏差γerr、βerr接近于0而围绕实际车辆1重心点G产生横摆方向的力矩的基本要求值。
Mfbdmd是根据状态量偏差γerr、βerr,并通过反馈控制则而被决定的反馈要求量。具体而言,如下式23所示,将规定的增益矩阵Kfbdmd(βerr、γerr)乘上由βerr、γerr组成的矢量(对βerr、γerr进行线性组合)T,来决定Mfbdmd。
【数8】
Mfbdmd = Kfbdmd · β err γ err ……式23
其中
Kfbdmd ≡ Kfbdmd 1 Kfbdmd 2
另外,也可以根据βerr、γerr、和βerr的1阶微分值dβerr/dt,来决定Mfbdmd。例如,可以将适当的增益矩阵乘上由βerr、γerr、dβerr/dt组成的矢量(根据适当的系数,对βerr、γerr、dβerr/dt进行线性组合),来决定Mfbdmd。
另外,可以将以(1+Tc1·s)/(1+Tc2·s)形式表示传递函数的相位补偿要素乘上增益矩阵Kfbdmd的要素Kfbdmd1及Kfbdmd2之中的至少任意一方。例如,乘以βerr的Kfbdmd1又被乘上所述相位补偿要素,而且,以Tc1>Tc2的方式设定时间常数Tc1,Tc2值。这种场合下,Kfbdmd1乘上βerr而得到的项与下述的值等价,该值是指对βerr及其微分值进行线性组合后的项又被通过高截止滤波器之后的值。
接着,执行动作FB目标值决定部20b,使该Mfbdmd通过不灵敏区处理部221,由此来决定不灵敏区超过反馈横摆力矩要求值Mfbdmd_a。另外,图中的不灵敏区处理部221的图是例举Mfbdmd和Mfbdmd_a之间关系的图表,该图表中的横轴方向的值为Mfbdmd的值,纵轴方向的值为Mfbdmd_a的值。
在本参考例,在实际车辆1的执行装置3反馈控制中,为了使状态量偏差γerr、βerr接近于0,主要操作执行装置3之中的驱动·制动装置3A的刹车装置。这种场合,若根据如上所述决定的Mfbdmd,来操作刹车装置,则该刹车装置有可能被频繁操作。在本参考例中,为了防止该频繁操作,使Mfbdmd通过不灵敏区处理部221,并根据由此得到的不灵敏区超过反馈横摆力矩要求值Mfbdmd_a,来操作刹车装置。
该不灵敏区处理部221的处理的执行具体如下所述。即,该不灵敏区处理部221,当Mfbdmd的值是处于在0附近决定的规定的不灵敏区时,则使得Mfbdmd_a=0。另外,当Mfbdmd大于该不灵敏区的上限值(0>)时,则使得Mfbdmd_a=Mfbdmd-上限值,当Mfbdmd小于该不灵敏区的下限值(0<)时,则使得Mfbdmd_a=Mfbdmd-下限值。换言之,将从Mfbdmd的不灵敏区超出的超过部分(脱离量)决定为Mfbdmd a。根据如此决定的Mfbdmd_a,来操作驱动·制动装置3A的刹车装置,由此可以一面抑制与状态量偏差γerr、βerr对应的刹车装置的频繁操作,一面使得该状态量偏差γerr、βerr接近于0地来操作刹车装置。
然后,根据该不灵敏区超过反馈横摆力矩要求值Mfbdmd_a,决定所述执行动作FB目标值(针对执行装置3的反馈控制输入)的处理是通过执行动作FB目标值分配处理部222被执行。
该执行动作FB目标值分配处理部222,若概略性地说明其处理,即,为使得围绕实际车辆1的重心点产生Mfbdmd_a(进而使γerr、βerr接近于0),来决定FB目标第n轮刹车驱动·制动力Fxfbdmd_n(n=1、2、3、4),而该FB目标第n轮刹车驱动·制动力Fxfbdmd_n是指由驱动·制动装置3A的刹车装置的动作而产生的各车轮W1~W4的驱动·制动力的反馈目标值(为使γerr、βerr接近于0的刹车装置的反馈控制输入)。或者,除了决定Fxfbdmd_n(n=1、2、3、4)之外,还决定自动操舵用FB目标横向力Fyfbdmd_f,而该自动操舵用FB目标横向力Fyfbdmd_f是指由操舵装置3B的动作而产生的前轮W1、W2的横向力的反馈目标值。
这种场合,在本参考例中,当不灵敏区超过反馈横摆力矩要求值Mfbdmd_a为正向的力矩(从实际车辆1上方观看时,逆时针转动方向的力矩)时,基本上是,在制动方向上增加实际车辆1左侧车轮W1、W3的驱动·制动力,据此,决定FB目标第n轮刹车驱动·制动力Fxfbdmd_n(n=1、2、3、4),以使得围绕实际车辆1重心点G产生Mfbdmd_a。此外,此时,为围绕实际车辆1重心点G产生Mfbdmd_a的与左侧车轮W1、W3有关的FB目标第1轮刹车驱动·制动力Fxfbdmd_1及FB目标第3轮刹车驱动·制动力Fxfbdmd_3,是以其各自的变化、和与Mfbdmd_a间的变化的两变化间关系成正比关系的方式来决定的。以后,该正比关系中的相对于Mfbdmd_a变化而言的Fxfbdmd_1、Fxfbdmd_3的各自变化比例分别称作前轮侧增益GA1、后轮侧增益GA3。在本实施方式中,当Mfbdmd_a为正向的力矩时,Fxfbdmd_1、Fxfbdmd_3分别被决定为GA1、GA3乘上Mfbdmd_a之后的值(与Mfbdmd_a成正比的值)。
另外,当Mfbdmd_a为负向的力矩(从实际车辆1上方观看时,顺时针方向的力矩)时,基本上是,在制动方向上增加实际车辆1右侧车轮W1、W3的驱动·制动力,据此,决定FB目标第n轮刹车驱动·制动力Fxfbdmd_n(n=1、2、3、4),以使得围绕实际车辆1重心点G产生Mfbdmd_a。此外,此时,为围绕实际车辆1重心点G产生Mfbdmd_a的与右侧车轮W2、W4有关的FB目标第2轮刹车驱动·制动力Fxfbdmd_2及FB目标第4轮刹车驱动·制动力Fxfbdmd_4,是以其各自的变化、和与Mfbdmd_a间的变化的两变化间关系成正比关系的方式来决定的。以后,该正比关系中的相对于Mfbdmd_a变化而言的Fxfbdmd_2、Fxfbdmd_4的各自变化比例分别称作前轮侧增益GA2、后轮侧增益GA4。在本实施方式中,当Mfbdmd_a为负向的力矩时,Fxfbdmd_2、Fxfbdmd_4分别被决定为GA2、GA4乘上Mfbdmd_a之后的值(与Mfbdmd_a成正比的值)。
在以后的说明中,如图13所示,实际车辆1前轮W1、W2的间隔(即前轮W1、W2的轮距)设为df,后轮W3、W4的间隔(即后轮W3、W4的轮距)设为dr,前轮W1、W2的实舵角(实前轮舵角)设为δf_act。另外,从上方观看实际车辆1时,在与第n轮Wn的前后方向正交的方向(在水平面上正交的方向)上的该第n轮Wn与实际车辆1重心点G之间的距离设为Ln(n=1、2、3、4)。另外,在本参考例中,后轮W3、W4是非操舵轮,省略了图示,但将后轮W3、W4实舵角(实后轮舵角)设为δr_act。在本参考例中,δr_act=0,L3=L4=dr/2。
另外,图13中的Lf是实际车辆1重心点G与前轮W1、W2车轴之间的前后方向距离,Lr是实际车辆1重心点G与后轮W1、W2车轴之间的前后方向距离。这些Lf、Lr的值与所述图3所示的模型车辆所相关的Lf、Lr的值相同。
下面具体说明执行动作FB目标值分配处理部222的处理。首先,设想实际车辆1的前进行驶状态(δf_act=0时的行驶状态),在该前进行驶状态,分别通过处理部222a_n(n=1、2、3、4),来决定第n轮驱动·制动力最大要求值Fxfullfbdmd_n,而该第n轮驱动·制动力是指为了围绕实际车辆1重心点G产生与Mfbdmd_a相等的横摆方向的力矩而所必要的第n轮Wn(n=1、2、3、4)的驱动·制动力。
具体而言,Fxfullfbdmd_n(n=1、2、3、4)在各处理部222a_n,通过下式24a~24d的乘法演算被决定。
Fxfullfbdmd_1=-(2/df)·Mfbdmd_a    ……24a
Fxfullfbdmd_2=(2/df)·Mfbdmd_a     ……24b
Fxfullfbdmd_3=-(2/dr)·Mfbdmd_a    ……24c
Fxfullfbdmd_4=(2/dr)·Mfbdmdva    ……24d
接着,执行动作FB目标值分配处理部222,根据实前轮舵角δf_act,分别在处理部222b_1、222b_2,来决定第1轮分配比率补正值K1_str及第2轮分配比率补正值K2_str,而且同时根据实后轮舵角δr_act,分别在处理部222b_3、222b_4,来决定第3轮分配比率补正值K3_str及第4轮分配比率补正值K4_str。这些第n轮分配比率补正值Kn_str(n=1、2、3、4)是分别乘上Fxfullfbdmd_n的补正系数。
在此,实前轮舵角δf_act一旦从0开始变化,围绕实际车辆1重心点G产生与Mfbdmd_a相等的横摆方向的力矩的第1轮W1及第2轮W2的驱动·制动力则分别从由上述式子24a、24b决定的Fxfullfbdmd_1、Fxfullfbdmd_2开始变化。同样,当后轮W3、W4为操舵轮时,实后轮舵角δr_act一旦从0开始变化,围绕实际车辆1重心点G产生与Mfbdmd_a相等的横摆方向的力矩的第3轮W3及第4轮W4的驱动·制动力则分别从由上述式子24c、24d决定的Fxfullfbdmd_3、Fxfullfbdmd_4开始变化。第n轮分配比率补正值Kn_str,基本上是,考虑到这种舵角的影响而对Fxfullfbdmd_n进行补正(n=1、2、3、4),是用于决定下述第n轮Wn的驱动·制动力的补正系数,即该第n轮Wn的驱动·制动力是指围绕实际车辆1重心点G产生与Mfbdmd_a相等或与之接近的横摆方向的力矩的驱动·制动力。
但是,在本参考例中,因为后轮W3、W4是非操舵轮,一直是δr_act=0。由此,K3_str及K4_str实际一直被设定在“1”。因此,可以省略处理部222b_3、222b_4。
另一方面,与前轮W1、W2有关的K1_str、k2_str分别在处理部222b_1、222b_2如下所述地被决定。即,首先,图13所示的L1、L2值根据预先设定的df、Lf的值和δf_act的值,并通过下式25a、25b的几何学演算被计算出。另外,作为该演算中的δf_act的值,虽然可以使用由传感器·推定器12检测或推定出的值(此次值),但是,也可以使用实际车辆1前轮W1、W2的舵角的目标值(在各控制处理周期最终决定的目标值)的上次值。另外,当操舵装置3B是机器式操舵装置时,也可以根据该机器式操舵装置的总转向比和所述驾驶操作输入中的操舵角θh来决定。或者,也可以使用由所述标准操作量决定部14的处理部14a决定的无限制时前轮舵角δf_unltd的此次值。
L1=(df/2)·cosδf_act-Lf·sinδf_act
……25a
L2=(df/2)·cosδf_act+Lf·sinδf_act
……25b
在此,由于L1、L2分别乘上前轮W1、W2的各自驱动·制动力之后的值是围绕实际车辆1重心点G产生的横摆方向的力矩,因此,基本上是,使得K1_str=(df/2)/L1,K2_str=(df/2)/L2,并通过这两值分别乘上Fxfullfbdmd_1、Fxfullfbdmd_2,来决定用于围绕重心点G产生与Mfbdmd_a相等的横摆方向的力矩的前轮W1、W2驱动·制动力。
但是,这样的话,当L1或L2较小时,K1_str或K2_str则变得过大,与状态量偏差γerr、βerr对应的实际车辆1整体的反馈环增益变得过大,容易产生控制系统的振荡等。
因此,在本参考例中,通过下式26a、26b来决定K1_str、k2_str。
K1_str=(df/2)/max(L1,Lmin)    ……26a
K2_str=(df/2)/max(L2,Lmin)    ……26b
在此,在式子26a、式子26b中,max(a、b)(a、b为一般变量)是输出变量a、b中较大的值的函数,Lmin是比df/2小的正的常数。据此,防止了K1_str、k2_str变得过大。换言之,在本参考例中,以(df/2)/Lmin(>1)为K1_str、k2_str的上限值,在该上限值以下,根据实前轮舵δf_act,设定K1_str、k2_str。
另外,在本参考例中,因为后轮W3、W4是非操舵轮,如前所述,K3_str=K4_str=1。但是,当后轮W3、W4为操舵轮时,最好是与根据实前轮舵角δf_act,设定如上所述的K1_str、k2_str的场合同样地,根据实后轮舵角δr_act,来设定K3_str、k4_str。
然后,执行动作FB目标值分配处理部222,在处理部222c_n(n=1、2、3、4),根据实前轮侧滑角βf_act(此次值)或者实后轮侧滑角βr_act(此次值),来决定第n轮分配增益Kn。该Kn,是通过将它乘上第n轮驱动·制动力最大要求值Fxfullfbdmd_n,对Fxfullfbdmd_n进行补正的补正系数(比1小的正值)。
这种场合,第n轮分配增益Kn在各处理部222c_n,如下所述地被决定。
与在实际车辆1左侧前后配置的第1轮W1及第3轮W3有关的第1轮分配增益K1和第3轮分配增益K3分别如图14(a)、(b)中实线图所示。是根据βf_act、βr_act而实质上连续变化地被决定的。另外,与在实际车辆1右侧前后配置的第2轮W2及第4轮W4有关的第2轮分配增益K2和第4轮分配增益K4分别图14(a)、(b)中虚线图所示,是根据βf_act、βr_act而实质上连续变化地被决定的。另外,Kn的任意一个均是比1小的正值。另外,所谓“实质上连续”是表示:在用离散时序来表示模拟量时,所必然产生的值的跳跃不会损坏模拟量的连续性。
这种场合,进一步详细而言,关于第1轮分配增益K1及第3轮分配增益K3,K1如图14(a)中实线图所示,是根据βf_act的值来决定的,即,随着βf_act从负的值增加到正的值,K1从规定的下限值单调地增加到规定的上限值。因此,K1是以其值在βf_act为正的值时比βf_act为负的值时大的方式来决定的。
另一方面,K3如图14(b)中实线图所示,是根据βr_act的值来决定的,即,随着βr_act从负的值增加到正的值,K3从规定的上限值单调地减少到规定的下限值。因此,K3是以其值在βr_act为负的值时比βr_act为正的值时大的方式来决定的。
另外,图14(a)、(b)中的实线图以下述方式来设定,即,当βf_act、βr_act相互一致或者大体上一致时,与这些βf_act、βr_act对应的K1、k3值之和几乎为1。
另外,关于第2轮分配增益K2及第4轮分配增益K4,K2如图14(a)中虚线图所示,是根据βf_act的值来决定的,即,随着βf_act从负的值增加到正的值,K2从规定的上限值单调地减少到规定的下限值。这种场合,表示K2和βf_act关系的虚线图,是与将表示K1和βf_act关系的实线图以纵轴(βf_act=0线)为中心进行左右翻转而成的图相同。因此,与βf_act的各值对应的K2值被决定为:与翻转βf_act的正负值之后的值对应的K1值相等。
另外,K4如图14(b)中虚线图所示,是根据βr_act的值被来决定的,即,随着βr_act从负的值增加到正的值,K4从规定的下限值单调地增加到规定的上限值。这种场合,表示K4和βr_act关系的虚线图,是与将表示K3和βr_act关系的实线图以纵轴(βr_act=0线)为中心进行左右翻转而成的图相同。因此,与βr_act的各值对应的K4值被决定为:与翻转βr_act的正负值之后的值对应的K3值相等。
通过如上所述地决定第n轮分配增益Kn(n=1、2、3、4),在实际车辆1正常行驶时等βf_act和βr_act为大体上相同值的状况下,与前轮W1对应的第1轮分配增益K1、和与该前轮W1正后面的后轮W3对应的第3轮分配增益K2之间的比率,一面将K1和K3的和几乎保持在一定,一面相对于βf_act及βr_act的变化而单调变化。同样,与前轮W2对应的第2轮分配增益K2、和与该前轮W2正后面的后轮W4对应的第4轮分配增益K4之间的比率,一面将K2和K4的和几乎保持在一定,一面相对于βf_act及βr_act的变化而单调变化。
关于根据βf_act、βr_act如上所述地来决定第n轮分配增益Kn(n=1、2、3、4)的理由将在后面说明。
作为补充,在本参考例中,作为前轮侧增益调整参数、后轮侧增益调整参数,分别使用βf_act、βr_act,与之对应地如上所述使第n轮分配增益Kn变化。而且,据此,如后面所述,根据作为前轮侧增益调整参数的βf_act,使所述前轮侧增益GA1、GA2变化,另外,根据作为后轮侧增益调整参数的βr_act,使后轮侧增益GA3、GA4变化。这种场合,βf_act具有作为与前轮W1、W2横向运动有关的状态量的意思,βr_act具有作为与后轮W3、W4横向运动有关的状态量的意思。另外,为了分别决定与前轮W1、W2有关的第n轮分配增益Kn(n=1、2),虽然可以使用针对每一前轮W1、W2而检测或推定出的βf_act,但是,也可以将关于任意一方的前轮W1或W2而检测或推定出的βf_act作为实前轮侧滑角的代表值,或者将针对每一前轮W1、W2而检测或推定出的βf_act的平均值作为实前轮侧滑角的代表值,根据该代表值来决定分配增益K1、k2两者。关于这一点在决定与后轮W3、W4有关的分配增益K3,k4时也一样。
在如上所述决定Kn_str、Kn(n=1、2、3、4)之后,执行动作FB目标值分配处理部222,通过在处理部222b_n、222c_n将Kn_str、Kn分别乘上各第n轮驱动·制动力最大要求值Fxfullfbdmd_n(n=1、2、3、4),来决定第n轮分配驱动·制动力基本值Fxfb_n。即,通过下式27a~27d,来决定第n轮分配驱动·制动力基本值Fxfb_n(n=1、2、3、4)。
Fxfb_1=Fxfullfbdmd_1·K1_str·K1    ……27a
Fxfb_2=Fxfullfbdmd_2·K2_str·K2    ……27b
Fxfb_3=Fxfullfbdmd_3·K3_str·K3    ……27c
Fxfb_4=Fxfullfbdmd_4·K4_str·K4    ……27d
另外,在如此地决定Fxfb_n(n=1、2、3、4)时,当Mfbdmd_a>0时,与左侧车轮W1、W3有关的Fxfb_1、Fxfb_3为制动方向的驱动·制动力(负的驱动·制动力),与右侧车轮W2、W4有关的Fxfb_2、Fxfb_4为驱动方向的驱动·制动力(正的驱动·制动力)。另外,当Mfbdmd_a<0时,与左侧车轮W1、W3有关的Fxfb_1、Fxfb_3为驱动方向的驱动·制动力(正的驱动·制动力),与右侧车轮W2、W4有关的Fxfb_2、Fxfb_4为制动方向的驱动·制动力(负的驱动·制动力)。此外,第n轮分配驱动·制动力基本值Fxfb_n的任意一个均与Mfbdmd_a成正比。
此后,执行动作FB目标值分配处理部222,使如上所述决定的第n轮分配驱动·制动力基本值Fxfb_n分别通过与第n轮Wn对应的限制器222d_n(n=1、2、3、4),来分别决定FB目标第n轮刹车驱动·制动力Fxfbdmd_n,而该FB目标第n轮刹车驱动·制动力Fxfbdmd_n是指由驱动·制动装置3A的刹车装置的动作而产生的第n轮Wn的驱动·制动力的反馈目标值。
在此,图12中的各限制器222d_n(n=1、2、3、4)的图是表示Fxfb_n和Fxfbdmd_n关系的图表,该图表的横轴方向的值为Fxfb_n的值,纵轴方向的值为Fxfbdmd_n的值。
该限制器222d_n只有在输入给它的Fxfb_n的值为0或为负的值时,将Fxfb_n就那样地作为Fxfbdmd_n进行输出,当Fxfb_n为正的值时,使不是根据Fxfb_n值而进行输出的Fxfbdmd_n的值为0。换言之,以0为上限值,对Fxfb_n加以限制,由此来决定0Fxfbdmd_n。
通过如上所述地分别决定FB目标第n轮刹车驱动·制动力Fxfbdmd_n,如上所述,当Mfbdmd_a>0时,在制动方向上增加实际车辆1左侧车轮W1、W3的驱动·制动力(Fxfbdmd_1<0,Fxfbdmd_3<0),据此,以使得围绕实际车辆1重心点G产生Mfbdmd_a,来决定FB目标第n轮刹车驱动·制动力Fxfbdmd_n(n=1、2、3、4)。另外,这种场合,关于右侧车轮W2、W 4,在本参考例中,使得Fxfbdmd_2=Fxfbdmd_4=0。
而且,这种场合下的与左侧车轮W1、W3有关的Fxfbdmd_1、Fxfbdmd_3分别与由上述式子27a、27c决定的Fxfb_1、Fxfb_3相等。因此,当Mfbdmd_a>0时,与左侧车轮W1、W3有关的Fxfbdmd_1、Fxfbdmd_3分别与Mfbdmd_a成正比。进而,Mfbdmd_a的变化和Fxfbdmd_1、Fxfbdmd_3的各自变化的关系成正比关系。此外,这种场合,由上述式子24a和式子27a可知,与前轮W1有关的前轮侧增益GA1为GA1=-(2/df)·K1_str·K1,与K1成正比。而且,因为该K1如上所述是以根据作为前轮侧增益调整参数的实前轮侧滑角βf_act而变化的方式来决定的,因此前轮侧增益GA1也根据βf_act而变化。这样,Fxfbdmd_1、Mfbdmd_a的变化与Fxfbdmd_1的变化之间的关系成正比关系,而且其正比关系中的前轮侧增益GA1是以根据作为前轮侧增益调整参数的βf_act而变化的方式来决定的。同样,由上述式子24c和式子27c可知,与后轮W3有关的后轮侧增益GA3为GA3=-(2/dr)·K3_str·K3,与K3成正比。而且,因为该K3如上所述是以根据作为后轮侧增益调整参数的实后轮侧滑角βr_act而变化的方式来决定的,因此后轮侧增益GA3也根据βr_act而变化。这样,Fxfbdmd_3、Mfbdmd_a的变化与Fxfbdmd_3的变化之间的关系成正比关系,而且其正比关系中的后轮侧增益GA3是以根据作为后轮侧增益调整参数的βr_act而变化的方式来决定的。
另外,当Mfbdmd_a<0时,在制动方向上增加实际车辆1右侧车轮W2、W4的驱动·制动力(Fxfbdmd_2<0,Fxfbdmd_4<0),据此,以使得围绕实际车辆1重心点G产生Mfbdmd_a,来决定FB目标第n轮刹车驱动·制动力Fxfbdmd_n(n=1、2、3、4)。另外,这种场合,关于左侧车轮W1、W3,在本参考例中,使得Fxfbdmd_1=Fxfbdmd_3=0。
而且,这种场合下的与右侧车轮W2、W4有关的Fxfbdmd_2、Fxfbdmd_4分别与由上述式子27b、27d决定的Fxfb_2、Fxfb_4相等。因此,当Mfbdmd_a<0,与右侧车轮W2、W4有关的Fxfbdmd_2、Fxfbdmd_4分别与Mfbdmd_a成正比。进而,Mfbdmd_a的变化和Fxfbdmd_2,Fxfbdmd 4的各自变化的关系成正比关系。此外,这种场合,由上述式子24b和式子27b可知,与前轮W2有关的前轮侧增益GA2为GA2=(2/df)·K2_str·K2,与K2成正比。而且,因为该K2如上所述是以根据作为前轮侧增益调整参数的实前轮侧滑角βf_act而变化的方式来决定的,因此前轮侧增益GA2也根据βf_act而变化。这样,Fxfbdmd_2、Mfbdmd_a的变化与Fxfbdmd_2的变化之间的关系成正比关系,而且其正比关系中的前轮侧增益GA2是以根据作为前轮侧增益调整参数的βf_act而变化的方式来决定的。同样,由上述式子24d和式子27d可知,与后轮W4有关的后轮侧增益GA4为GA4=(2/dr)·K4_str·K4,与K4成正比。而且,因为该K4如上所述是以根据作为后轮侧增益调整参数的实后轮侧滑角βr_act而变化的方式来决定的,因此后轮侧增益GA4也根据βr_act而变化。这样,Fxfbdmd_4、Mfbdmd_a的变化与Fxfbdmd_4的变化之间的关系成正比关系,而且其正比关系的后轮侧增益GA4是以根据作为后轮侧增益调整参数的βr_act变化的方式来决定的。
另外,在任意一场合下,因为所述第n轮分配增益Kn(n=1、2、3、4)是根据βf_act或βr_act而实质上连续变化地被决定的,因此防止了Fxfbdmd_n不连续变化的问题。
另外,当Mfbdmd_a>0时,在实际车辆1正常行驶时等βf_act和βr_act为大体上相同值的状况下,与左侧前轮W1及后轮W3对应的第1轮分配增益K1和第3轮分配增益K2之间的比率,进而是指作为前轮侧增益GA1和后轮侧增益GA3之间的比率的前后车轮比率,相对于βf_act及βr_act的值的变化而单调变化。同样,当Mfbdmd_a<0时,在实际车辆1正常行驶时等βf_act和βr_act为大体上相同值的状况下,与右侧前轮W2及后轮W4对应的第2轮分配增益K2和第4轮分配增益K4之间的比率,进而是指作为前轮侧增益GA2和后轮侧增益GA4之间的比率的前后车轮比率,相对于βf_act及βr_act的值的变化而单调变化。
在此,关于根据βf_act、βr_act,以如前所述的倾向来决定第n轮分配增益Kn(n=1、2、3、4)的理由将在以下进行说明。
首先,当Mfbdmd_a>0时,如前所述,以使得在制动方向上增加作为实际车辆1左侧车轮的第1轮W1及第3轮W3的驱动·制动力地来决定FB目标第n轮刹车驱动·制动力Fxfbdmd_n。
而且,在这种场合下,设想βf_act<0、βr_act<0时的状况。在这种状况下,暂时较大地设定K1值(进而使得Fxfbdmd_1在制动方向上变大),同时较小地设定K3值(进而抑制Fxfbdmd_3在制动方向上变大),这样第1轮W1的横向力(其作用在于使得围绕该实际车辆1重心点产生与Mfbdmd_a相同方向的力矩)变小,另外,第3轮W3的横向力(其作用在于使得围绕实际车辆1重心点产生与Mfbdmd_a相反方向的力矩)变大。由此,有可能难以围绕实际车辆1重心点G,通过Mfbdmd_a充分产生所要求的正向的力矩(围绕横摆轴的力矩)。所以,在βf_act<0、βr_act<0的状况下,将第1轮分配增益K1决定在了较小的值,同时将第3轮分配增益K3决定在了较大的值。
此外,当Mfbdmd_a>0时,设想βf_act>0、βr_act>0时的状况。在这种状况下,暂时较小地设定K1值(进而抑制Fxfbdmd_1在制动方向上变大),同时较大地设定K3值(进而使得Fxfbdmd_3在制动方向上变大),这样第1轮W1的横向力(其作用在于使得围绕该实际车辆1重心点产生与Mfbdmd_a相反方向的力矩)变大,另外,第3轮W3的横向力(其作用在于使得围绕该实际车辆1重心点产生与Mfbdmd_a相同方向的力矩)变小。由此,有可能难以围绕实际车辆1重心点G,通过Mfbdmd_a充分产生所要求的正向的力矩(围绕横摆轴的力矩)。所以,在βf_act>0、βr_act>0的状况下,将第1轮分配增益K1决定在了较大的值,同时将第3轮分配增益K3决定在了较小的值。
另外,当Mfbdmd_a<0时,如前所述,以使得在制动方向上增加实际车辆1右侧车轮的第2轮W2及第4轮W4的驱动·制动力地来决定FB目标第n轮刹车驱动·制动力Fxfbdmd_n。
而且,在这种场合下,设想βf_act<0、βr_act<0时的状况。在这种状况下,暂时较小地设定K2值(进而抑制Fxfbdmd_2在制动方向上变大),同时较大地设定K4值(进而使得Fxfbdmdd_4在制动方向上变大),这样第2轮W2的横向力(其作用在于使得围绕该实际车辆1重心点产生与Mfbdmd_a相反方向的力矩)变大,另外,第4轮W4的横向力(其作用在于使得围绕该实际车辆1重心点产生与Mfbdmd_a相同方向的力矩)变小。由此,有可能难以围绕实际车辆1重心点G,通过Mfbdmd_a充分产生所要求的负向的力矩(围绕横摆轴的力矩)。所以,在βf_act<0、βr_act<0的状况下,将第2轮分配增益K2决定在了较大的值,同时将第4轮分配增益K4决定在了较小的值。
此外,当Mfbdmd_a<0时,设想βf_act>0、βr_act>0时的状况。在这种状况下,暂时较大地设定K2值(进而使得Fxfbdmd_2在制动方向上变大),同时较小地设定K4值(进而抑制Fxfbdmd_4在制动方向上变大),这样第2轮W2的横向力(其作用在于使得围绕该实际车辆1重心点产生与Mfbdmd_a相同方向的力矩)变小,另外,第4轮W4的横向力(其作用在于使得围绕实际车辆1重心点产生与Mfbdmd_a相反方向的力矩)变大。由此,有可能难以围绕实际车辆1重心点G,通过Mfbdmd_a充分产生所要求的负向的力矩(围绕横摆轴的力矩)。所以,在βf_act>0、βr_act>0的状况下,将第2轮分配增益K2决定在了较小的值,同时将第4轮分配增益K4决定在了较大的值。
如上所述,通过前述那样决定第n轮分配增益Kn(n=1、2、3、4),可以一面围绕实际车辆1重心点G产生Mfbdmd_a的横摆方向力矩基础上使得有用的横向力不是变得过小,一面围绕实际车辆1重心点G产生Mfbdmd_a的横摆方向力矩基础之上使得干扰的横向力不是变得过大。
另外,通过前所述那样决定第n分配增益Kn(n=1、2、3、4),犹如实际车辆1正常转弯时或正常前进时那样,在βf_act与βr_act一致或大体上一致的状况下,K1值与K3值之和、以及K2值与K4值之和分别几乎为1。这就意味着,如果驱动·制动装置3A的刹车装置依照FB目标第n轮刹车驱动·制动力Fxfbdmd_n,忠实地进行动作的话,则从Mfbdmd_a到实际上围绕实际车辆1重心点G产生的力矩(横摆方向的力矩)的传递函数的增益大致为1(实际产生的横摆方向的力矩几乎等于Mfbdmd_a)。
作为补充,在实际车辆1的过渡性的运动状况等时,βf_act与βr_act间的差有时变大。而且,这种场合下,K1值与K3值之和、以及K2值与K4值之和分别较大地偏离于1。为了解决这个问题,最好是在如前所述那样决定K1、k3值之后,一面将这些值的比保持在一定,一面对K1、k3值进行修正,其修正后的K1、k3值之和或者大致为1,或者比修正前的K1、k3值之和更接近于1。同样,最好是在如前所述那样决定K2、k4值之后,一面将这些值的比保持在一定,一面对K2、k4值进行修正,其修正后的K2、k4值之和或者大致为1,或者比修正前的K2、k4值之和更接近于1。具体而言,例如,只要在依照所述图14(a)、(b)的图表决定第n分配增益Kn(n=1、2、3、4)之后,通过K1’=K1/(K1+K3)、K3’=K3/(K1+K3)、k2’=K2/(K2+K4)、K4’=K4/(K2+K4),求出K1’、K2’、K3’、K4’,将它们分别重新决定为K1、k2、k3、k4的值即可。
另外,在该例子中,K1与K3之和、以及K2与K4之和虽然一直被维持在1,但是,没有必要一定与1一致,只要使得这些和是在1附近范围内的值,来修正K1~K4的值即可。或者也可以使得K1与K3之和、以及K2与K4之和更接近于1地来修正K1~K4。
另外,本参考例中的执行动作FB目标值分配处理部222,除了如上所述那样地决定FB目标第n轮刹车驱动·制动力Fxfbdmd_n之外,还将所述反馈横摆力矩要求值Mfbdmd输入给处理部222e,通过该处理部222e,来决定自动操舵用FB目标横向力Fyfbdmd_f,而该自动操舵用FB目标横向力Fyfbdmd_f是指由操舵装置3B的动作而产生的前轮W1、W2横向力的反馈目标值。在此,图中的处理部222e的图是表示Mfbdmd和Fyfbdmd_f关系的图表,该图表中的横轴方向的值为Mfbdmd的值,纵轴方向的值为Fyfbdmd_f的值。由该图表可知,在处理部222e,基本上是,随着Mfbdmd的增加,Fyfbdmd_f单调增加地,来决定Fyfbdmd_f。这种场合,Fyfbdmd_f是根据输入给处理部222e的Mfbdmd的值,例如使用图表来被决定的。
另外,Fyfbdmd_f也可以通过将规定的增益乘以Mfbdmd来决定。另外,Fyfbdmd_f还可以在规定的上限值(>0)与下限值(0<)间的范围内根据Mfbdmd来决定。
作为补充,无论操舵装置3B是自动操舵装置还是机械式操舵装置,均可以省略处理部222e的处理。在通过处理部222e的处理,决定自动操舵用FB目标横向力Fyfbdmd_f,与之对应地操作操舵装置3B的动作的场合时,更好方案是,使得下述两力矩之和与所述反馈横摆力矩基本要求值Mfbdmd大致相等地来决定Fxfbdmd_n(n=1、2、3、4)及Fyfbdmd_f,即,力矩1是指:希望通过FB目标第n轮刹车驱动·制动力Fxfbdmd_n(n=1、2、3、4),围绕实际车辆1重心点G产生的横摆方向的力矩,力矩2是指:通过自动操舵用FB目标横向力Fyfbdmd_f而围绕实际车辆1重心点G产生的横摆方向的力矩。例如,也可以根据Mfbdmd与Mfbdmd_a之差来决定自动操舵用FB目标横向力Fyfbdmd_f。这种场合下,最好是,当Mfbdmd_a=0时,通过Fyfbdmd_f,围绕实际车辆1重心点G产生与Mfbdmd大致相等的横摆方向的力矩地来决定Fyfbdmd_f。
以上是本参考例中的执行动作FB目标值决定部20b的详细处理。通过该处理,如上所述,使得Mfbdmd接近于0地(进而使得状态量偏差γerr、βerr接近于0),将FB目标第n轮刹车驱动·制动力Fxfbdmd_n(n=1、2、3、4)、或者将Fxfbdmd_n(n=1、2、3、4)和自动操舵用FB目标横向力Fyfbdmd_f决定为执行动作FB目标值。
另外,所述限制器222d_n(n=1、2、3、4)也可以将下述值作为Fxfbdmd_n进行输出,该值是指将输入给所述限制器222d_n的Fxfb_n限制在比0稍微大的规定的正上限值以下而得到的值。例如,当Fxfb_n是该上限值以下的值时,将Fxfbdmd_n就那样地作为Fxfb_n进行输出,当Fxfb_n是比上限值大的正的值时,将该上限值作为Fxfbdmd_n进行输出。这种场合下,正的值Fxfbdmd_n是起到下述作用的反馈控制输入,该作用在于使得由刹车装置产生的第n轮Wn的制动方向的驱动·制动力的大小减少。
另外,针对各车轮Wn(n=1、2、3、4)有下述这些处理,即:从处理部222a_n到限制器222d_n的处理(是依据Mfbdmd_a、δf_act或δr_act、βf_act或βr_act,来决定Fxfbdmd_n的处理),或者从处理部222b_n到限制器222d_n的处理(是依据Fxfullfbdmd_n、δ f_act或δr_act、βf_act或βr_act,来决定Fxfbdmd_n的处理),或者从处理部222c_n到限制器222d_n的处理(是依据处理部222b_n的输出、βf_act或βr_act,来决定Fxfbdmd_n的处理),或者从处理部222a_n到限制器222d_n的处理;可以按下述方式来变更将这些处理之中的2个以上部分进行组合之后的处理(例如从处理部222b_n到处理部222c_n的处理),即,根据这些处理所必要的输入值,并使用图表或函数式来决定输出。
例如,在使用图表进行从处理部222c_n到限制器222d_n的处理时,例如可以如图15(a)~(e)所示那样设定第1轮用的图表,如图16(a)~(e)所示那样设定第3轮用的图表。这种场合,图15(a)~(e)的各自图表是,分别对应于βf_act的有代表性的各种值,并以各自的值作为图表的横轴方向的值、纵轴方向的值,来表示处理部222b_1输出(=Fxfullfbdmdv1·k1_str)与Fxfbdmd_1的关系。另外,图16(a)~(e)的各自图表是,分别对应于βr_act的有代表性的各种值,并以各自的值作为图表的横轴方向的值、纵轴方向的值,来表示处理部222b_3输出(=Fxfullfbdmd_3·k3_str)与Fxfbdmd_3的关系。另外,在图15中,关于βf_act的值,“βf--”是表示绝对值较大的负的值,“βf-”是表示绝对值较小的负的值,“βf+”是表示绝对值较小的正的值,“βf++”是表示绝对值较大的正的值。同样,在图16中,关于βr_act的值,“βr--”是表示绝对值较大的负的值,“βr-”是表示绝对值较小的负的值,“βr+”是表示绝对值较小的正的值,“βr++”是表示绝对值较大的正的值。
另外,第2轮用的图表虽省略了图示,但是,处理部222b_2的输出(=Fxfullfbdmd_2·k2_str)和Fxfbdmd_2的关系只要是与下述这样的第1轮用图表相同地来设定即可,即该第1轮用图表是指βf_act的各值符号翻转后的值所对应的图表(例如βf_act=βf-时的处理部222b_2的输出(=Fxfullfbdmd_2·k2_str)和Fxfbdmd_2的关系,与βf_act=βf+时的处理部222b_1的输出和Fxfbdmd_1的关系(图15(c)的图表所示的关系)相同)。同样,第4轮用的图表虽省略了图示,但是,处理部222b_4的输出(=Fxfullfbdmd_4·k4_str)和Fxfbdmd_4的关系只要是与下述这样的第3轮用图表相同地来设定即可,即该第3轮用图表是指βr_act的各值符号翻转后的值所对应的第3轮用图表(例如βr_act=βr-时的处理部222b_4的输出(=Fxfullfbdmd_4·k4_str)和Fxfbdmd_4的关系,与βr_act=βr+时的处理部222b_3的输出和Fxfbdmd_3的关系(图16(c)的图表所示的关系)相同)。
另外,在该例子中,当处理部222b_n(n=1、2、3、4)的输出为0以下的值时,与所述图12所示的同样地来决定Fxfbdmd_n。另一方面,当处理部222b_n(n=1、2、3、4)的输出为正的值时,与将如上所述的限制器222d_n的上限值设定为正的值的场合相同,Fxfbdmd_n在较小值的范围内为正的值。
作为补充,在与第3轮W3和第4轮W4有关的所述处理部222b_3、222b_4,由于它们的输入值和输出值均相等,关于第3轮W3和第4轮W4,使用如上所述的图表进行从处理部223c_3到限制器222d_3的处理、以及从处理部222c_4到限制器222d_4的处理,这与使用图表进行从处理部222b_3到限制器222d_3的处理、以及从处理部222b_4到限制器222d_4的处理是相同的。
另外,作为决定与前轮W1、W2有关的第n轮分配增益Kn(n=1、2)(进而操作前轮侧增益GA1、GA2)用的前轮侧增益调整参数,除了βf_act以外,也可以使用下述值。
例如,替换βf_act,作为前轮侧增益调整参数,可以使用实际车辆1前轮W1、W2的侧滑速度(前轮W1、W2的行进速度矢量之中的前轮W1、W2的转轴方向成分)的检测值或推定值、或者前轮W1、W2的横向加速度(前轮W1、W2的加速度矢量的横向成分)的检测值或推定值。另外,前轮W1、W2的侧滑速度或横向加速度,与βf_act同样,是与该前轮W1、W2的横向运动有关的状态量的例子。另外,这些侧滑速度或横向加速度可以是每一前轮W1、W2的检测值或推定值,但也可以是它们的平均值或者是关于任意一方的前轮W1、W2的检测值或推定值。
或者,作为前轮侧增益调整参数,可以使用实际车辆1前部的规定位置(例如,前轮W1、W2的车轴上的中央位置)的实侧滑角的检测值或推定值、或者该规定位置的侧滑速度(该规定位置的行进速度矢量的横向成分)的检测值或推定值、或者该规定位置的横向加速度(该规定位置的加速度矢量的横向成分)的检测值或推定值。另外,该规定位置的侧滑角、侧滑速度、横向加速度是与该规定位置的横向运动有关的状态量的例子。
或者,作为前轮侧增益调整参数,可以使用前轮W1、W2的横向力的检测值或推定值。另外,该横向力可以是每一前轮W1、W2的检测值或推定值,但也可以是它们的平均值或者关于任意一方的前轮W1、W2的检测值或推定值。
即使是使用上述的任意一个前轮侧增益调整参数的场合时,只要该前轮侧增益调整参数与第n轮分配增益Kn(n=1、2)间的关系,与βf_actK1、k2的关系相同地来设定即可。
或者,作为前轮侧增益调整参数,可以使用与下述三个参量之中的任意一个有相关性的参数,该三个参量为:如上所述的与实际车辆1前轮W1、W2的横向运动有关的状态量(βf_act等)、与实际车辆1前部的规定位置的横向运动有关的状态量、前轮W1、W2的横向力。例如,作为前轮侧增益调整参数,可以使用同与该横向运动有关的状态量或者横向力的检测值或推定值大致成正比的任意参数。另外,作为前轮侧增益调整参数,可以使用规定与该横向运动有关的状态量或者横向力值的1个以上的参数。例如,基本上是可以根据实际车辆辆重心点侧滑角βact、实横摆比率γact、实行驶速度Vact、以及实前轮舵角δf_act来规定βf_act(参照上述式子02a),βf_act作为βact、γact、Vact、δf_act的函数来表示。因此,这些βact、γact、Vact、δf_act可以作为前轮侧增益调整参数来使用,并根据该前轮侧增益调整参数,通过图表或函数式,可以决定与前轮W1、W2有关的第n轮分配增益Kn(n=1、2)。进一步具体而言,例如,依据将与所述模型车辆有关的上述式子02a中的βf_d、βd、γd、Vd、δf_d分别置换成βf_act、βact、γact、Vact、δf_act之后的式子,而将前述的βf_act与第1轮分配增益K1及第2轮分配增益K2之间的关系(所述图14(a)的图表所示的关系)转换成βact、γact、Vact、δf_act、与K1及K2之间的关系。而且,只要依据该转换而成的关系,根据βact、γact、Vact、δf_act,来决定K1及K2即可。
与上述同样,作为用于决定与后轮W3、W4有关的第n轮分配增益Kn(n=3、4)(进而操作后轮侧增益GA3、GA4)的前轮侧增益调整参数,除了βr_act之外,也可以使用如下所述的。
例如,替换βr_act,作为后轮侧增益调整参数,可以使用实际车辆1后轮W3、W4的侧滑速度(后轮W3、W4的行进速度矢量中的后轮W3、W4的转轴方向成分)的检测值或推定值、或者后轮W3、W4的横向加速度(后轮W3、W4的加速度矢量的横向成分)的检测值或推定值。另外,后轮W3、W4的侧滑速度或横向加速度,与βr_act同样,是与该后轮W3、W4的横向运动有关的状态量的例子。另外,这些侧滑角、侧滑速度或横向加速度虽然也可以是每一后轮W3、W4的检测值或推定值,但是,也可以是这些平均值或关于任意一方的后轮W3、W4的检测值或推定值。
或者,作为后轮侧增益调整参数,可以使用实际车辆1后部的规定位置(例如,后轮W3、W4的车轴上的中央位置)的侧滑角的检测值或推定值、或者该规定位置的侧滑速度(该规定位置的行进速度矢量的横向成分)的检测值或推定值、或者该规定位置的横向加速度(该规定位置的加速度矢量的横向成分)的检测值或推定值。另外,该规定位置的侧滑角、侧滑速度、横向加速度,是与该规定位置的横向运动有关的状态量的例子。
或者,作为后轮侧增益调整参数,可以使用实际车辆1后轮3、W4的横向力的检测值或推定值。另外,该横向力虽然可以是每一后轮W3、W4的检测值或推定值,但是,也可以是这些平均值或关于任意一方的后轮W3、W4的检测值或推定值。
即使是在使用上述任意一个后轮侧增益调整参数的场合时,该后轮侧增益调整参数与第n轮分配增益Kn(n=3、4)间的关系只要与βr_act和K3、k4的关系相同地设定即可。
或者,作为后轮侧增益调整参数,可以使用与下述三个参量之中的任意一个有相关性的参数,该三个参量是指:上述的与实际车辆1后轮W3、W4的横向运动有关的状态量(βr_act等)、与实际车辆1后部的规定位置的横向运动有关的状态量、与后轮W3、W4横向力。例如,作为后轮侧增益调整参数,可以使用同与该横向运动有关的状态量或横向力的检测值或推定值大致成正比的任意参数。另外,作为后轮侧增益调整参数,可以使用规定与该横向运动有关的状态量或横向力值的1个以上的参数。例如,基本上是可以根据实际车辆辆重心点侧滑角βact、实横摆比率γact、实行驶速度Vact来规定βr_act(参照上述式子02b),βr_act作为βact、γact、Vact的函数来表示。因此,这些βact、γact、Vact可以作为后轮侧增益调整参数来使用,并根据该后轮侧增益调整参数,通过图表或函数式,可以决定与后轮W3、W4有关的第n轮分配增益Kn(n=3、4)。进一步具体而言,例如,依据将与所述模型车辆有关的上述式子02b中的βr_d、βd、γd、Vd分别置换成βr_act、βact、γact、Vact之后的式子,而将前述的βr_act与第3轮分配增益K3及第4轮分配增益K4之间的关系(所述图14(b)的图表所示的关系)转换成βact、γact、Vact、与K3及K4之间的关系。而且,只要依据该转换而成的关系,根据βact、γact、Vact,来决定K3及K4即可。
此外,如上所述,作为前轮侧增益调整参数,使用了与实际车辆1前轮W1、W2的横向运动有关的状态量、与实际车辆1前部的规定位置的横向运动有关的状态量、实际车辆1前轮W1、W2的横向力、以及与这些状态量及横向力的任意一个有相关性的参数,然而代替这个,也可以使用与这些相对应的标准动态特性模型16下的模型车辆的状态量或横向力、参数来作为前轮侧增益调整参数。例如,替换βf_act,可以使用模型车辆的βf_d作为前轮侧增益调整参数,来决定第1轮分配增益K1及第2轮分配增益K2。同样,如上所述,作为后轮侧增益调整参数,使用了与实际车辆1后轮W3、W4的横向运动有关的状态量、与实际车辆1后部的规定位置的横向运动有关的状态量、实际车辆1后轮W3、W4的横向力、与这些状态量及横向力的任意一个有相关性的参数,然而代替这个,也可以使用与这些相对应的标准动态特性模型16下的模型车辆的状态量或横向力、参数来作为后轮侧增益调整参数。例如,替换βr_act,可以使用模型车辆的βr_d作为后轮侧增益调整参数,来决定第3轮分配增益K3及第4轮分配增益K4。
或者,作为前轮侧增益调整参数,可以使用与实际车辆1前轮W1、W2或前部的规定位置的横向运动有关的状态量、和与模型车辆的前轮Wf或前部的规定位置的横向运动有关的状态量(与实际车辆1一侧的状态量相同种类的状态量)之间的合成值、或者实际车辆1前轮W1、W2的横向力和模型车辆的前轮Wf的横向力之间的合成值。同样,作为后轮侧增益调整参数,可以使用与实际车辆1后轮W3、W4或后部的规定位置的横向运动有关的状态量、和与模型车辆的后轮Wr或后部的规定位置的横向运动有关的状态量(与实际车辆1一侧的状态量相同种类的状态量)之间的合成值、或者实际车辆1后轮W3、W4的横向力和模型车辆的后轮Wr的横向力之间的合成值。例如,可以根据实际车辆1的βf_act和模型车辆的βf_d的加权平均值,来决定第1轮分配增益K1及第2轮分配增益K2,而且同时根据实际车辆1βr_act和模型车辆的βr_d的加权平均值,来决定第3轮分配增益K3及第4轮分配增益K4。这种场合,可以使与该加权平均值有关的权重具有频率特性(例如作为相位补偿要素而作用的频率特性)。
或者,也可以根据与实际车辆1前轮W1、W2或前部的规定位置的横向运动有关的状态量、或者实际车辆1前轮W1、W2的横向力,来决定与前轮W1、W2有关的第n轮分配增益Kn(n=1、2)的各自的第1暂定值,而且同时根据与模型车辆的前轮Wf或前部的规定位置的横向运动有关的状态量、或者模型车辆的前轮Wf的横向力,来决定与前轮W1、W2有关的第n轮分配增益Kn(n=1、2)的各自的第2暂定值,并将这些第1暂定值及第2暂定值的加权平均值或者加权平均值等的合成值决定为第n轮分配增益Kn(n=1、2)。例如,如所述图14(a)的图表所示,根据βf_act,决定与第1轮W1有关的K1的第1暂定值,而且同时根据βf_d,与第1暂定值同样地决定K1的第2暂定值。这种场合,相对于βf_d的第2暂定值的变化倾向也可以与相对于βf_act的第1暂定值的变化倾向相同。而且,将这些第1暂定值和第2暂定值的加权平均值决定为第1轮分配增益K1。关于第2轮分配增益K2也同样。
同样,也可以根据与实际车辆1后轮W3、W4或后部的规定位置的横向运动有关的状态量、或者实际车辆1后轮W3、W4的横向力,来决定与后轮W3、W4有关的第n轮分配增益Kn(n=3、4)的各自的第1暂定值,而且同时根据与模型车辆后轮Wr或后部的规定位置的横向运动有关的状态量、或者模型车辆的后轮Wr的横向力,来决定与后轮W3、W4有关的第n轮分配增益Kn(n=3、4)的各自的第2暂定值,并将这些第1暂定值及第2暂定值的加权平均值或加权平均值等的合成值决定为第n轮分配增益Kn(n=3、4)。例如,如所述图14(b)的图表所示,根据βr_act,决定与第3轮W3有关的K3的第1暂定值,而且同时根据βr_d,与第1暂定值同样地决定K3的第2暂定值。这种场合,相对于βr_d的第2暂定值的变化倾向也可以与相对于βr_act的第1暂定值的变化倾向相同。而且,将这些第1暂定值和第2暂定值的加权平均值决定为第3轮分配增益K3。关于第4轮分配增益K4也同样。
此外,更好方案是,不仅仅根据βf_act、βr_act等前轮侧增益调整参数或后轮侧增益调整参数使之变化,还根据推定摩擦系数μestm使之变化地来决定第n轮分配增益Kn(n=1、2、3、4)的值。例如,在本参考例中,如上所述,在根据βf_act、βr_act来决定第n轮分配增益Kn时,最好是,μestm越小,使得在βf_act是绝对值较大的负值时的第1轮分配增益K1越小地,来决定K1。另外,最好是,μestm越小,使得在βr_act是绝对值较大的正值时的第3轮分配增益K3越小地,来决定K3。同样,最好是,μestm越小,使得在βf_act是绝对值大的正值时的第2轮分配增益K2越小地,来决定K2。另外,最好是,μestm变得越小,使得在βr_act是绝对值大的负值时的第4轮分配增益K4越小地,来决定K4。这是因为μestm越小,使第n轮Wn(n=1、2、3、4)的制动方向的驱动·制动力增加时的该第n轮Wn的横向力的降低越变得显著。
另外,也可以根据第n轮的实着地负荷(作用于第n轮上的路面反向力中的竖直方向或与路面垂直方向的并进力的检测值或推定值),来调整第n轮分配增益Kn(n=1、2、3、4)的值(根据βf_act、βr_act等前轮侧增益调整参数或后轮侧增益调整参数,设定的值)。这种场合,最好是,第n轮Wn的实着地负荷越小,越较小地决定第n轮分配增益Kn的值。
或者,在各第n轮Wn的实着地负荷设为Fzact_n(n=1、2、3、4),而这些总和为∑Fzact(=Fzact_1+Fzact_2+Fzact_3+Fzact_4)时,可以根据各前轮W1、W2的实着地负荷之和(=Fzact_1+Fzact_2),来调整与前轮W1、W2有关的第n轮分配增益K1、k2值,或者可以根据针对其和∑Fzact的比例(=(Fzact_1+Fzact_2)/∑Fzact)来调整。同样,根据各后轮W3、W4的实着地负荷之和(=Fzact_3+Fzact_4),来调整与后轮W3、W4有关的第n轮分配增益K3、k4,或者可以根据针对其和∑Fzact的比例(=(Fzact_3+Fzact_4)/∑Fzact)来调整。或者可以分别根据针对第n轮Wn的实着地负荷的∑Fzact的比例(=Fzact_n/∑Fzact),来调整第n轮分配增益Kn(n=1、2、3、4)的值。
另外,在本参考例中,作为针对于驱动·制动装置3A的刹车装置而言的反馈控制输入(作为执行动作FB目标值),来决定FB目标第n轮刹车驱动·制动力Fxfbdmd_n(n=1、2、3、4),但是,替换Fxfbdmd_n,可以决定由刹车装置产生的各车轮Wn(n=1、2、3、4)的目标打滑比,或者决定该目标打滑比与Fxfbdmd_n两者。
另外,为了决定Fxfbdmd_n等执行动作FB目标值,可以不决定作为中间变量的Mfbdmd和Mfbdmd_a,而是根据状态量偏差γerr、βerr,使用图表等来直接决定执行动作FB目标值。例如,可以使用将γerr、γd(或γact)、βd(或βact)、Vact、μestm等变量作为输入的多次元的图表,来决定执行动作FB目标值。
另外,不仅仅使状态量偏差γerr、βerr接近于0地来决定反馈横摆力矩基本要求值Mfbdmd,还可以使由所述假想外力决定部20a的γβ限制器202求得的脱离量γover、βover接近于0地(进而抑制所述γda、βda从各自的容许范围[γdamin、γdamax]、[βdamin、βdamax]脱离出来地)来决定Mfbdmd。例如,可以使用适当的系数Kfbdmd1~Kfbdmd4,通过下式28a,决定Mfbdmd。
Mfbdmd=Kfbdmd1·γerr+Kfbdmd2·βerr-Kfbdmd3·γover-Kfbdmd4·βover    ……28a
另外,通过该式子28a决定Mfbdmd就是等同于:通过使脱离量γover、βover接近于0地对Mfbdmd的暂定值进行修正,来决定Mfbdmd,其中该Mfbdmd的暂定值是通过使状态量偏差γerr、βerr接近于0的反馈控制则来决定的(式子28a右边第1项及第2项之和)。
或者,可以通过上述式子23,使状态量偏差γerr、βerr接近于0地来决定Mfbdmd,并将所决定的Mfbdmd通过不灵敏区处理部221,通过下式28b(替换上述式子28a右边第1项及第2项之和的值而使用了Mfbdmd_a的式子),对由此得到的值也即所述不灵敏区超过反馈横摆力矩要求值Mfbdmd_a进行修正,且将由该修正得到的值Mfbdmd_a’重新作为Mfbdmd_a使用。换言之,可以将Mfbdmd通过不灵敏区处理部221之后得到的值作为Mfbdmd_a的暂定值,使脱离量γover、βover接近于0地对该暂定值进行修正,由此来决定Mfbdmd_a。
Mfbdmd_a’=Mfbdmd_a-Kfbdmd3·γover-Kfbdmd4·βover
……28b
作为补充,在本参考例中,如上所述,通过γβ限制器202,使γover、βover接近于0地操控假想外力暂定值Mvirtmp、Fvirtmp,来决定假想外力Mvir、Fvir。即使仅此而已,模型车辆的γd、βd也是分别不脱离出容许范围[γdamin、γdamax]、[βdamin、βdamax]地变化。而且,伴随与此,使得实际车辆1的γact、βact分别接近于γd、βd地,执行动作FB目标值发生变化。由此,即使是只使得γerr、βerr接近于0地来决定执行动作FB目标值的场合下,其结果,也可以抑制γact、βact从容许范围[γdamin、γdamax]、[βdamin、βdamax]脱离出来。但是,如上所述,除了γerr、βerr之外,通过使γover、βover接近于0地决定Mfbdmd或Mfbdmd_a(进而决定执行动作FB目标值),可以进一步地有效抑制γact、βact分别从容许范围[γdamin、γdamax]、[βdamin、βdamax]脱离出来。
另外,在除了如上所述的γerr、βerr之外,使γover、βover接近于0地决定Mfbdmd或Mfbdmd_a的场合时,不一定非要使γover、βover接近于0地来决定假想外力Mvir、Fvir,也可以仅仅使γerr、βerr接近于0地来决定假想外力Mvir、Fvir。这种场合,只要将由所述假想外力暂定值决定部201求得的假想外力暂定值Mvirtmp、Fvirtmp就那样地分别决定为假想外力Mvir、Fvir即可。而且,除了决定Mfbdmd或Mfbdmd_a的处理、以及决定假想外力Mvir、Fvir的处理以外,其它与本实施方式相同。这样,可以抑制γact、βact分别从容许范围[γdamin、γdamax]、[βdamin、βdamax]脱离出来地来决定执行动作FB目标值。另外,即使是在这种场合,因为使状态量偏差γerr、βerr接近于0地来决定假想外力Mvir、Fvir,因此,其结果是,以抑制模型车辆的γd、βd分别从容许范围[γdamin、γdamax]、[βdamin、βdamax]脱离出来地,决定γd、βd。
[关于FF则]
下面,参照图17,进一步详细说明所述FF则部22的处理。图17是表示FF则部22处理的功能方框图。
如上所述,在本参考例中,FF则部22所决定的前馈目标值(对应于驾驶操作输入的执行装置3的基本目标值)包括:由驱动·制动装置3A的刹车装置而产生的实际车辆1各车轮W1~W4的驱动·制动力的前馈目标值(以后,称作FF目标第n轮刹车驱动·制动力(n=1、2,3、4))、由驱动·制动装置3A的驱动系统而产生的实际车辆1驱动轮W1、W2的驱动·制动力的前馈目标值(以后,称作FF目标第n轮驱动系统驱动·制动力(n=1、2)、驱动·制动装置3A的变速装置的减速比(变速比)的前馈目标值(以后,称作FF目标变速减速比)、以及由操舵装置3B产生的实际车辆1操舵轮W1、W2的舵角的前馈目标值(以后,称作FF目标前轮舵角δf_ff)。
如图17所示,根据驾驶操作输入之中的操舵角θh(或根据θh和Vact),并通过处理部230,决定FF目标前轮舵角δf_ff。图17中,设想操舵装置3B为所述执行装置驱动型的操舵装置的情形。这种场合,处理部230,通过与所述标准操作量决定部14的处理部14a的处理相同的处理,来决定FF目标前轮舵角δf_ff。即,用操舵角θh除以规定的总转向比is或者根据Vact设定的总转向比is,来决定δf_ff。这样所决定的δf_ff的值,与通过所述标准操作量决定部14的处理部14a决定的无限制时前轮舵角δf_unltd的值相同。
另外,在操舵装置3B为所述执行装置辅助型的操舵装置时,或者为机械式操舵装置时,不需要决定δf_ff。或者也可以将δf_ff一直设定在0。但是,在操舵装置3B为执行装置辅助型的操舵装置,并具有:根据Vact,而对根据操舵角θh机械地确定的前轮W1、W2的舵角进行补正的功能时,可以根据Vact来决定其补正部分,并将它决定为δf_ff。
作为补充,在操舵装置3B为执行装置辅助型的操舵装置时,因为前轮W1、W2的基本的舵角(δf_act的基本值)是根据操舵角θh而机械地来确定的,故而δf_ff具有作为由执行装置确定的前轮W1、W2的舵角补正量的前馈目标值的意思。
另外,根据驾驶操作输入之中的刹车踏板操作量,分别通过处理部231a_n(n=1、2、3、4),来决定FF目标第n轮刹车驱动·制动力(n=1、2、3、4)。图中各处理部231a_n所示的图表是分别例举刹车踏板操作量与FF目标第n轮刹车驱动·制动力(n=1、2、3、4)之间关系的图表,该图表中的横轴方向的值为刹车踏板操作量的值,纵轴方向的值为FF目标第n轮刹车驱动·制动力。如图中的图表所示,FF目标第n轮刹车驱动·制动力(<0)基本上是随着刹车踏板操作量的增加,其大小(绝对值)呈单调增加地被决定的。另外,在图示的例子中,以使得FF目标第n轮刹车驱动·制动力的大小不变得过大,一旦刹车踏板操作量超过规定量(相对于刹车踏板操作量的增加而言的FF目标第n轮刹车驱动·制动力的绝对值的增加率接近于0或变为0),FF目标第n轮刹车驱动·制动力即呈现饱和。
根据驾驶操作输入之中的油门踏板操作量及变速杆位置和Vact,并通过驱动系执行动作FF目标值决定部232,来决定FF目标第n轮驱动系驱动·制动力(n=1、2)和FF目标变速减速比。因为该驱动系执行动作FF目标值决定部232的处理可以与下述的手法相同,故而本说明书省略其详细说明,该手法是指,在公知的一般汽车的场合下,根据油门踏板操作量和Vact和变速装置的变速杆位置,来决定从发动机传递给驱动轮的驱动力和变速装置的减速比。
以上是本参考例中的FF则部22的具体处理的内容。
[关于执行动作目标值合成部]
下面,详细说明所述执行动作目标值合成部24的处理。图18是表示该执行动作目标值合成部24的处理的功能方框图。
参照同图,执行动作目标值合成部24,关于第1轮W1,用加法器240来求出所述执行动作FF目标值之中的FF目标第1轮刹车驱动·制动力与FF目标第1轮驱动系统驱动·制动力之和。而且,将该之和作为FF综合目标第1轮驱动·制动力FFtotal_1输入给最佳目标第1驱动·制动力决定部241a_1。此外,用加法器242来求出该FFtotal_1与所述执行动作FB目标值之中的FB目标第1轮刹车驱动·制动力Fxfbdmd_1之和。而且,将该之和作为无限制目标第1轮驱动·制动力Fxdmd_1输入给最佳目标第1驱动·制动力决定部241a_1。
另外,执行动作目标值合成部24,关于第2轮W2,用加法器243求出所述执行动作FF目标值之中的FF目标第2轮刹车驱动·制动力与FF目标第2轮驱动系统驱动·制动力之和。而且,将该之和作为FF综合目标第2轮驱动·制动力FFtotal_2输入给最佳目标第2驱动·制动力决定部241a_2。此外,用加法器244来求出该FFtotal_2与所述执行动作FB目标值之中的FB目标第2轮刹车驱动·制动力Fxfbdmd_2之和。而且,将该之和作为无限制目标第2轮驱动·制动力Fxdmd_2输入给最佳目标第2驱动·制动力决定部241a_2。
另外,执行动作目标值合成部24,关于第3轮W3,将所述执行动作FF目标值之中的FF目标第3轮刹车驱动·制动力就那样地作为FF综合目标第3轮驱动·制动力FFtotal_3输入给最佳目标第3驱动·制动力决定部241a_3。此外,用加法器245来求出该FFtotal_3与所述执行动作FB目标值之中的FB目标第3轮刹车驱动·制动力Fxfbdmd_3之和。而且,将该之和作为无限制目标第3轮驱动·制动力Fxdmd_3输入给最佳目标第3驱动·制动力决定部241a_3。
另外,执行动作目标值合成部24,关于第4轮W4,将所述执行动作FF目标值中的FF目标第4轮刹车驱动·制动力就那样地作为FF综合目标第4轮驱动·制动力FFtotal_4输入给最佳目标第4驱动·制动力决定部241a_4。此外,用加法器246来求出该FFtotal_4与所述执行动作FB目标值之中的FB目标第4轮刹车驱动·制动力Fxfbdmd_4之和。而且,将该之和作为无限制目标第4轮驱动·制动力Fxdmd_4输入给最佳目标第4驱动·制动力决定部241a_4。
在此,所述FF综合目标第n轮驱动·制动力FFtotal_n(n=1、2、3、4)一般来说,是表示由驱动·制动装置3A的驱动系统动作产生的第n轮Wn的驱动·制动力的前馈目标值(FF目标第n轮驱动系统驱动·制动力)与由刹车装置动作产生的第n轮Wn的驱动·制动力的前馈目标值(FF目标第n轮刹车驱动·制动力)之总和。这种场合,在本说明书的实施方式中,因为使得前轮W1、W2为实际车辆1的驱动轮,后轮W3、W4为从动轮,故而关于后轮W3、W4,FF目标第n轮刹车驱动·制动力(n=3、4)就那样地被决定为FF综合目标第n轮驱动·制动力FFtotal_n。
另外,所述无限制目标第n轮驱动·制动力Fxdmd_n(n=1、2、3、4)由于是所述FF综合目标第n轮驱动·制动力FFtotal_n与所述FB第n轮刹车驱动·制动力之和,故而是表示被驱动·制动装置3A的前馈控制动作(至少与驾驶操作输入对应的前馈控制动作)和反馈控制动作(至少与状态量偏差γerr、βerr对应的反馈控制动作)所要求的第n轮的总驱动·制动力。
而且,执行动作目标值合成部24,通过最佳目标第n驱动·制动力决定部241a_n(n=1、2、3、4),分别决定作为第n轮Wn的驱动·制动力最终目标值的目标第n轮驱动·制动力Fxcmd_n,而且同时决定作为第n轮的打滑比最终目标值的目标第n轮打滑比。
这种场合,除了FFtotal_n和Fxdmd_n之外,还有第n轮Wn的实侧滑角(具体而言,当n=1、2时,为实前轮侧滑角βf_act,当n=3、4时,为实后轮侧滑角βr_act)的最新值(此次值)和推定摩擦系数μestm的最新值(此次值)被输入给最佳目标第n驱动·制动力决定部241a_n(n=1、2、3、4)。另外,虽省略图示,但是,实前轮舵角δf_act的最新值(此次值)也被输入给与前轮W1、W2有关的最佳目标第n驱动·制动力决定部241a_n(n=1、2)。而且,最佳目标第n驱动·制动力决定部241a_n(n=1、2、3、4)依据送给各决定部的输入,如后面所述地决定目标第n轮驱动·制动力Fxcmd_n和目标第n轮打滑比。
另外,执行动作目标值合成部24,将所述执行动作FB目标值之中的自动操舵用FB目标横向力Fyfbdmd_f、和所述执行动作FF目标值之中的FF目标前轮舵角δf_ff输入给最佳目标自动舵角决定部247,通过该最佳目标自动舵角决定部247,来决定作为前轮W1、W2最终舵角目标值的目标前轮舵角δfcmd。另外,当操舵装置3B为所述执行装置驱动型的操舵装置时,该δfcmd是表示由执行动作产生的前轮W1、W2的舵角本身(以实际车辆1前后方向为基准的舵角)的最终目标值。另一方面,当操舵装置3B为所述执行装置辅助型的操舵装置时,是表示由执行动作产生的前轮W1、W2的舵角的补正量的最终目标值。
另外,执行动作目标值合成部24,将所述执行动作FF目标值之中的FF目标第n轮驱动系统驱动·制动力(n=1、2)就那样地作为目标第n轮驱动系统驱动·制动力予以输出,该目标第n轮驱动系统驱动·制动力是指由驱动·制动装置3A的驱动系统动作产生的第n轮Wn的驱动·制动力的最终目标值。此外,执行动作目标值合成部24,将所述执行动作FF目标值之中的FF目标变速减速比就那样地作为目标变速减速比予以输出,该目标变速减速比是指驱动·制动装置3A的变速装置的减速比(变速比)的最终目标值。
以下详细说明所述最佳目标第n驱动·制动力决定部241a_n(n=1、2、3、4)的处理。图19是表示各最佳目标第n驱动·制动力决定部241a_n的处理的流程图。
参照同图,首先,在S100,当第n轮Wn(n=1、2、3、4)的侧滑角为实侧滑角(具体而言,当n=1、2时,为实前轮侧滑角βf_act,当n=3、4时,为实后轮侧滑角βr_act),路面摩擦系数(第n轮Wn和路面之间的摩擦系数)为推定摩擦系数μestm,以此时为前提条件。而且,在该前提条件基础之上,求出:作为与无限制目标第n轮驱动·制动力Fxdmd_n最接近(包括一致之时)的第n轮Wn的驱动·制动力值的第n轮驱动·制动力候补Fxcand_n、以及作为与之对应的第n轮Wn的打滑比值的第n轮打滑比候补Scand_n。
在此,一般情况下,在各车轮的侧滑角、路面反向力(驱动·制动力、横向力、以及着地负荷)、打滑比、和路面摩擦系数之间,具有与该车轮轮胎的特性或悬架装置的特性对应的一定的相关关系。例如,在各车轮的侧滑角、路面反向力(驱动·制动力、横向力、以及着地负荷)、打滑比、和路面摩擦系数之间,具有由所述非专利文献1中的式子(2.57)、(2.58)、(2.72)、(2.73)表示的相关关系。另外,例如,当使着地负荷及路面摩擦系数为一定的场合时,在各车轮的侧滑角、驱动·制动力、横向力、和打滑比之间,具有所述非专利文献1中的图2.36所示的相关关系。因此,在侧滑角及路面摩擦系数分别为某值时的各车轮的路面反向力和打滑比不是分别采用独立的值,而是各自的值按照所述相关关系(以下,称作车轮特性关系)而变化。另外,打滑比在驱动·制动力是驱动方向的驱动·制动力(>0)时为负的值,而在驱动·制动力是制动方向的驱动·制动力(0<)时为正的值。
所以,在本参考例的S100处理中,依据表示第n轮Wn的侧滑角、路面摩擦系数、驱动·制动力、和打滑比之间关系且是预先制作的图表,并根据第n轮Wn的实侧滑角βf_act或βr_act(最新值)和推定路面摩擦系数μestm(最新值),来求出:与无限制目标第n轮驱动·制动力Fxdmd_n最接近或与之一致的驱动·制动力(与Fxdmd_n之差的绝对值为最小时的驱动·制动力)、以及与该驱动·制动力对应的打滑比。而且,将如此求得的驱动·制动力和打滑比分别决定为第n轮驱动·制动力候补Fxcand_n、和第n轮打滑比候补Scand_n。
另外,在该处理中使用的图表,只要是例如通过各种实验等,或者依据车轮W1~W4的轮胎特性或悬架装置3C的特性,预先特定或者推定所述车轮特性关系,或者依据所特定或推定的车轮特性关系,来制作即可。另外,其图表也可以加入第n轮Wn的着地负荷作为变量参数。这种场合,只要将第n轮Wn的实着地负荷Fzact_n输入给最佳目标第n驱动·制动力决定部241a_n,根据第n轮Wn的实侧滑角βf_act或βr_act、和推定摩擦系数μestm、和实着地负荷Fzact_n,来决定Fxcand_n、Scand_n即可。但是,由于实着地负荷Fzact_n的变动一般情况下比较小,故而可以将该实着地负荷Fzact_n视为一定值。
作为补充,对应于第n轮Wn的实侧滑角βf_act或βr_act、与推定路面摩擦系数μestm一组,或者对应于它们与实着地负荷Fzact_n一组,当Fxdmd_n是处于在第n轮Wn可能产生(可从路面作用来的)的驱动·制动力(按照所述车轮特性关系可能产生的驱动·制动力)值的范围内时,可以将Fxdmd_n就那样地决定为Fxcand_n。而且,当Fxdmd_n脱离出该范围时,可以将该范围中的上限值(>0)及下限值(<0)之中的与Fxcand_n接近的一方决定为Fxdmd_n。
另外,对应于第n轮Wn的实侧滑角βf_act或βr_act、与推定路面摩擦系数μestm一组,或者对应于它们与着地负荷Fzact_n一组,在第n轮Wn可能产生的打滑比与驱动·制动力的关系(按照所述车轮特性关系可能产生的打滑比与驱动·制动力的关系)一般情况下,是驱动·制动力相对于该打滑比的变化而具有峰值(极限值)的关系(是指在以打滑比为横轴的值而以驱动·制动力的大小为纵轴的值时,向上凸起的图表)。由此,有时与绝对值小于其峰值的驱动·制动力值对应的打滑比的值有2种。当这种与Fxcand_n对应的打滑比的值存在有2种时,只要将这2种打滑比的值之中更接近于0的一方的打滑比的值决定为第n轮打滑比候补Scand_n即可。换言之,在第n轮Wn的打滑比和驱动·制动力的关系(依照所述车轮特性关系的关系)中,只要是在驱动·制动力为峰值时的打滑比的值和0之间的范围内,决定第n轮打滑比候补Scand_n即可。
作为补充,在驱动·制动力为峰值时的打滑比的值和0之间的范围内,随着打滑比的绝对值从0开始增加,驱动·制动力的绝对值呈单调增加。
接着,进入S102,在与S100相同的前提条件基础之上,决定最大力矩产生时第n轮驱动·制动力Fxmmax_n、和作为与之对应的打滑比的最大力矩产生时第n轮打滑比Smmax_n。在此,最大力矩产生时第n轮驱动·制动力Fxmmax_n是指:当第n轮Wn的侧滑角为实侧滑角βf_act或βr_act而路面摩擦系数为推定摩擦系数μestm时,在第n轮Wn可能产生的路面反向力(具体而言,按照所述车轮特性关系,从路面可能作用于第n轮Wn上的驱动·制动力和横向力之合力)之中,通过该路面反向力而围绕实际车辆1重心点G产生的横摆方向的力矩朝着与所述反馈横摆力矩基本要求值Mfbdmd的极性相同的极性(朝向)而为最大时的路面反向力的驱动·制动力成分的值。另外,这种场合,Fxmmax_n、Smmax_n是在第n轮Wn的驱动·制动力和打滑比的关系(按照所述车轮特性关系的关系)中,并在驱动·制动力的绝对值随着打滑比的绝对值从0开始增加而呈单调增加的区域内被决定的。因此,Smmax_n是在驱动·制动力为峰值时的打滑比的值与0之间被决定的。
在S102,关于前轮W1、W2(n=1或2时),例如根据实前轮侧滑角βf_act、推定摩擦系数μestm、以及实前轮舵角δf_act,依据预先制作的图表(表示前轮侧滑角、路面摩擦系数、前轮舵角、最大力矩产生时驱动·制动力、和最大力矩产生时打滑比之间关系(按照所述车轮特性关系的关系)的图表),来决定最大力矩产生时第n轮驱动·制动力Fxmmax_n和与之对应的最大力矩产生时第n轮打滑比Smmax_n。或者,依据表示前轮侧滑角、路面摩擦系数、打滑比、驱动·制动力、和横向力之间关系的图表、以及实前轮舵角δf_act,从对应于βf_act和μestm一组而可能产生的第n轮Wn(n=1或2)的驱动·制动力和横向力的组中,探索性地来决定这些合力围绕实际车辆1重心点G产生的横摆方向的力矩为最大时的驱动·制动力和横向力的一组。而且,可以将与该组对应的驱动·制动力和打滑比分别决定为Fxmmax_n、Smmax_n。
另外,关于后轮W3、W4(n=3或4时),例如,根据实后轮滑动角βr_act和推定摩擦系数μestm,预先制作的图表(表示后轮侧滑角、路面摩擦系数、最大力矩产生时驱动·制动力、和最大力矩产生时打滑比之间关系(依照所述车轮特性关系的关系)的图表),来决定最大力矩产生时第n轮驱动·制动力Fxmmax_n和与之对应的最大力矩产生时第n轮打滑比Smmax_n。或者,依据表示后轮侧滑角、路面摩擦系数、打滑比、驱动·制动力、和横向力之间关系的图表,从对应于βr_act和μestm一组而可能产生的第n轮Wn(n=3或4)的驱动·制动力和横向力组中,探索性地来决定这些合力围绕实际车辆1重心点G产生的横摆方向的力矩为最大时的驱动·制动力和横向力一组。而且,可以将与该组对应的驱动·制动力和打滑比分别决定为Fxmmax_n、Smmax_n。
另外,在S102的处理中,与就所述S100的处理进行说明的场合同样,也可以包括第n轮Wn的实着地负荷Fzact_n作为变量参数的情形。
接着,如后面所述地执行S104~S112的处理,决定目标第n轮驱动·制动力Fxcmd_n。这种场合,以满足下述条件(1)~(3)的方式来决定目标第n轮驱动·制动力Fxcmd_n。其中,条件(1)~(3)是按条件(1)、(2)、(3)的顺序作为优先顺序高低的条件。而且,当不能决定出满足全部条件(1)~(3)的目标第n轮驱动·制动力Fcmd_n时,则先满足优先顺序高的条件地来决定目标第n轮驱动·制动力Fxcmd_n。
条件(1):当FF综合目标第n轮驱动·制动力FFtotal_n和目标第n轮驱动·制动力Fxcmd_n为制动方向的驱动·制动力时,使得目标第n轮驱动·制动力Fxcmd_n的大小(绝对值)不小于FF综合目标第n轮驱动·制动力FFtotal_n的大小(绝对值)。换言之,不会有0>Fxcmd_n>FFtotal_n。
条件(2):当目标第n轮驱动·制动力Fxcmd_n变为与最大力矩产生时第n轮驱动·制动力Fxmmax_n相同极性时,使得Fxcmd_n的大小(绝对值)不会超过Fxmmax_n的大小(绝对值)。换言之,不会有Fxcmd_n>Fxmmax_n>0,或者Fxcmd_n<Fxmmax_n<0。
条件(3):使得目标第n轮驱动·制动力Fxcmd_n尽可能与第n轮驱动·制动力候补Fxcand_n一致(更加准确地,是使得Fxcmd_n和Fxcand_n的差的绝对值为最小)
在此,条件(1),是为了使得目标第n轮驱动·制动力Fxcmd_n不会小于实际车辆1驾驶者操作刹车踏板所要求的实际车辆1的第n轮Wn的制动方向的驱动·制动力(其相当于FFtotal_n)的条件。作为补充,在本说明书的实施方式中,因为后轮W3、W4是从动轮,故而与后轮W3、W4有关的FF综合目标第n轮驱动·制动力FFtotal_n(n=3、4)及目标第n轮驱动·制动力Fxcmd_n(n=3、4),一直是0以下的值。因此,关于后轮W3、W4,条件(1)与“使得目标第n轮驱动·制动力Fxcmd_n的大小(绝对值)不小于FF综合目标第n轮驱动·制动力FFtotal_n的大小(绝对值)。”的条件相同。
另外,条件(2),是为了使得对应于目标第n轮驱动·制动力Fxcmd_n而在第n轮Wn产生的横向力不过于太小的条件。
另外,条件(3),是为了尽可能满足通过所述执行动作FB目标值决定部20b和FF则部22来决定的执行装置3的动作的控制要求(目标)的条件。另外,Fxcand_n如上所述是:按照所述车轮特性关系(当第n轮Wn的侧滑角为实侧滑角βf_act或βr_act而路面摩擦系数为推定摩擦系数μestm时,以此时为前提条件的车轮特性关系),在第n轮Wn可能产生的驱动·制动力的值的范围内,与所述无限制目标第n轮驱动·制动力Fxdmd_n最接近(包括一致之时)的驱动·制动力的值。因此,条件(3)若换种说法,与下述的条件等同,即该条件为:目标第n轮驱动·制动力Fxcmd_n,是按照所述车轮特性关系(以下述之时为前提条件的车轮特性关系,即,是指第n轮Wn的侧滑角为实侧滑角βf_act或βr_act而路面摩擦系数为推定摩擦系数μestm时),在第n轮Wn可能产生的驱动·制动力的值的范围内的值;而且,尽可能与无限制目标第n轮驱动·制动力Fxdmd_n(依照控制要求的驱动·制动力)一致或接近(与Fxdmd_n之差的绝对值为最小)的条件。
所述S104~S112的处理具体而言,按如下所述地执行。首先,进入S104,判断在S100决定的Fxcand_n和在S102决定的Fxmmax_n的大小关系是否为0>Fxmmax_n>Fxcand_n或0<Fxmmax_n<Fxcand_n。当该判断结果为NO时,进入S106,将Fxcand_n的值代入目标第n轮驱动·制动力Fxcmd_n。即,当Fxcand_n与Fxmmax_n为相互不同的极性时,或者当Fxcand_n与Fxmmax_n为相同极性,且Fxcand_n的大小(绝对值)在Fxmmax_n的大小(绝对值)以下时,将Fxcand_n的值就那样地代入Fxcmd_n。另外,当Fxcand_n=0时(此时,Fxdmd_n也为0),也将Fxcand_n的值代入Fxcmd_n(使Fxcmd_n=0)。
另一方面,当S104的判断结果为YES时,进入S108,将Fxmmax_n的值(在S102决定的值)代入目标第n轮驱动·制动力Fxcmd_n。
通过至此为止的处理,以满足所述条件(2)、(3)地(其中,优先条件(2)),来决定Fxcmd_n。
在S106或S108的处理后,进入S110,判断所述FF综合目标第n轮驱动·制动力FFtotal_n与此时现在的目标第n轮驱动·制动力Fxcmd_n(在S106或S108决定的值)间的大小关系是否为0>Fxcmd_n>FFtotal_n。当该判断结果为γES时,进入S112,将FFtotal_n重新代入目标第n轮驱动·制动力Fxcmd_n。即,FF综合目标第n轮驱动·制动力FFtotal_n与在S106或S108决定的第n轮驱动·制动力候补Fxcmd_n为制动方向上的驱动·制动力,而且,在Fxcmd_n的大小(绝对值)小于FFtotal_n的大小(绝对值)时,将FFtotal_n的值代入Fxcmd_n。另外,当S11判断结果为NO时,就那样地维持那时的Fxcmd_n值。
通过以上S104~S112的处理,如上所述,基本上是,满足所述条件(1)~(3)地来决定目标第n轮驱动·制动力Fxcmd_n。而且,当不能决定出满足全部条件(1)~(3)的目标第n轮驱动·制动力Fxcmd_n时,则先满足优先顺序高的条件地来决定目标第n轮驱动·制动力Fxcmd_n。
当S110的判断结果为YES时,或者在S112的处理后,执行S114的处理。在该S114,将与如上所述的在S106~S112的处理中决定的Fxcmd_n相对应的打滑比决定为目标第n轮打滑比Scmd_n。这种场合,根据所述S104~S112的处理,Fxcmd_n是Fxcand_n、Fxmmax_n、FFtotal_n的任意一个值。而且,当Fxcmd_n=Fxcand_n时,在S100求得的第n轮打滑比候补Scand_n被决定为Scmd_n。另外,当Fxcmd_n=Fxmmax_n时,在S102决定的最大力矩产生时第n轮打滑比Smmax_n被决定为Scmd_n。另外,当Fxcmd_n=FFtotal_n时,例如只要依据在所述S100的处理中使用的图表,求出与FFtotal_n对应的打滑比,并将所求得的打滑比决定为Scmd_n即可。这种场合,当与FFtotal_n对应的打滑比的值存在有2种时,只要将接近于0的一方的打滑比的值(第n轮Wn的驱动·制动力为峰值时的打滑比的值与0之间的范围内的值)决定为Scmd_n即可。另外,FFtotal_n在该图表中,当脱离出在第n轮Wn可能产生的驱动·制动力的值的范围时,在其范围内,将与最接近于FFtotal_n的驱动·制动力的值对应的打滑比决定为Scmd_n即可。
以上是最佳目标第n驱动·制动力决定部241a_n(n=1、2、3、4)的详细处理。
另外,在本参考例中,虽然在决定目标第n轮驱动·制动力Fxcmd_n之后,来决定与之对应的目标第n轮打滑比Scmd_n的,但是,也可以与之相反地,在决定目标第n轮打滑比Scmd_n之后,再决定与之对应的目标第n轮驱动·制动力Fxcmd_n。这种场合,依据与所述条件(1)~(3)对应的目标第n轮打滑比Scmd_n所相关的条件,通过与所述S104~S112相同的处理,来决定目标第n轮打滑比Scmd_n。而且,此后,只要决定与该Scmd_n对应的Fxcmd_n即可。另外,这种场合,Scmd_n是在依照第n轮Wn的所述车轮特性关系的打滑比、与驱动·制动力之间关系中,并在驱动·制动力为峰值时的打滑比的值与0之间的范围内被决定的。
下面,说明所述最佳目标自动舵角决定部247的处理。图20是表示该最佳目标自动舵角决定部247的处理的功能方框图。
参照同图,最佳目标自动舵角决定部247,首先,依据Fyfbdmd_f,通过处理部247a来决定FB自动舵角δf_fb,而该FB自动舵角δf_fb是指:为了使得实际车辆1在前轮W1、W2产生由所述执行动作FB目标值决定部20b决定的自动操舵用FB目标横向力Fyfbdmd_f(具体而言,使前轮W1的横向力和前轮W2的横向力之合力变化Fyfbdmd_f),而所要求的前轮W1、W2的舵角的变化量。这种场合,在处理部247a,例如根据第1轮W1的实着地负荷Fzact_1,并通过规定的函数式或图表,来求出第1轮W1的回转率Kf_1,而且同时根据第2轮W2的实着地负荷Fzact_2,并通过规定的函数式或图表,来求出第2轮W2的回转率Kf_2。所述函数式或图表是依据实际车辆1前轮W1、W2的轮胎特性而预先设定的。而且,使用该回转率Kf_1、Kf_2,通过下式30,来决定FB自动舵角δf_fb。
δf_fb=(1/(Kf_1+Kf_2))·Fyfbdmd_f    ……30
如此求得的FB自动舵角δf_fb相当于:为了使得前轮W1、W2的横向力之合力变化Fyfbdmd_f,而所要求的前轮侧滑角的修正量。
另外,通常情况下,因为实着地负荷Fzact_1、Fzact_2的变化较小,故而可以在式子30中使得乘上Fyfbdmd_f的系数为一定值(1/(Kf_1+Kf_2))。
接着,最佳目标自动舵角决定部247,通过用加法器247b将如上所述决定的δf_fb加上FF目标前轮舵角δf_ff,来决定目标前轮舵角δfcmd。
另外,在不决定与所述状态量偏差γerr、βerr对应的自动操舵用FB目标横向力Fyfbdmd_f,或者一直使Fyfbdmd_f=0时,只要就那样地将δf_ff决定为目标前轮舵角δf_cmd即可。
以上是所述执行动作目标值合成部24的详细处理。
[关于执行驱动控制装置]
所述执行驱动控制装置26,为满足由所述执行动作目标值合成部24决定的目标值而使实际车辆1的执行装置3动作。例如,以使得由驱动·制动装置3A的驱动系统动作产生的第1轮W1的驱动·制动力(驱动方向的驱动·制动力)达到所述目标第1轮驱动系统驱动·制动力地,来决定该驱动系统的执行操作量,与之对应地使该驱动系统动作。此外,以使得第1轮W1的实路面反向力之中的驱动·制动力(由驱动系统动作产生的第1轮W1的驱动·制动力和由刹车装置动作产生的第1轮W1的驱动·制动力(制动方向的驱动·制动力)之和)达到所述目标第1轮驱动·制动力Fxcmd_1地,来决定刹车装置的执行操作量,与之对应地使该刹车装置动作。而且,这种场合,使得第1轮W1的实打滑比和所述目标第1轮打滑比Scmd_1之差接近于0地来调整驱动系统或刹车装置的动作。关于其他车轮W2~W4也与之相同。
另外,当操舵装置3B为执行装置驱动型的操舵装置时,使得实前轮舵角δf_act与所述目标前轮舵角δfcmd一致地来决定操舵装置3B的执行操作量,与之对应地控制操舵装置3B的动作。另外,当操舵装置3B为执行装置辅助型的操舵装置时,使得实前轮舵角δf_act、与所述目标前轮舵角δf_cmd和操舵角θh所对应的机械性的舵角部分之和相一致地来控制操舵装置3B的动作。
另外,驱动·制动装置3A的驱动系统的变速装置的减速比按照所述目标变速减速比被控制。
另外,各车轮W1~W4的驱动·制动力或横向力等控制量容易引起驱动·制动装置3A、操舵装置3B、悬架装置3C的动作互相干涉。这种场合,为了将该控制量控制在目标值,最好是,根据非干涉化处理,综合地控制驱动·制动装置3A、操舵装置3B、悬架装置3C的动作。
[第1实施方式]
下面,参照图21,说明本发明的第1实施方式。另外,因为本实施方式与所述参考例只有一部分的处理不同,因此以不同的部分为中心进行说明,省略说明相同的部分。另外,在本实施方式的说明中,关于与所述参考例相同的构成部分或者相同的功能部分,则使用与该参考例相同的参照符号。
本来以满足与状态量偏差γerr、βerr对应的反馈横摆力矩基本要求值Mfbdmd的方式来决定执行动作FB目标值,这在反馈控制理论上是理想的。然而,在所述参考例中,因为不灵敏区处理部221、限制器222d_n等处理的原因,通过执行动作FB目标值而围绕实际车辆1重心点G产生的横摆方向上的力矩相对Mfbdmd会过于不足。此外,因为从执行动作FB目标值到执行动作目标值的各处理功能部(执行动作目标值合成部24等)方面的非线性(限制器或饱和特性等)的影响,根据执行动作FB目标值而在实际车辆1各车轮W1~W4产生的路面反向力相对于执行动作FB目标值有时会过于不足。因此,在实际车辆1各车轮W1~W4产生的路面反向力相对于为使状态量偏差γerr、βerr接近于0的理想的路面反向力有时会过于不足。
另一方面,关于针对实际车辆1运动状态量和模型车辆运动状态量之差而言的影响,将其差反馈于实际车辆1执行装置3而使得附加性的路面反向力(使该差接近于0的路面反向力)作用于实际车辆1、与使该附加性的路面反向力进行(-1)倍数变换后得到的外力作用于模型车辆上是等价的。
因此,在本实施方式中,根据在实际车辆1各车轮W1~W4产生的路面反向力的相对于理想的路面反向力而言的过于不足部分,来对作用于模型车辆上的假想外力进行修正,据此,补偿该过于不足部分。为了进行该补偿,在本实施方式中,对所述参考例中的假想外力决定部20a的处理追加了附加性的处理。
以下,参照图21进行说明,在本实施方式中,FB分配则部20假想外力决定部20a除了所述参考例中的功能(假想外力暂定值决定部201及γβ限制器202)之外,还具有处理部215。
在处理部215,首先,将由执行动作FB目标值决定部20b如前所述决定的执行动作FB目标值(此次值)输入给处理部215a。而且,通过该处理部215a,计算出路面反向力补正量,而该路面反向力补正量是指起因于该执行动作FB目标值而作用于实际车辆1各车轮W1~W4上的路面反向力的补正量(来自对应于执行动作FF目标值而产生的路面反向力的补正量)。这种场合,路面反向力补正量如下所述来求得。
即,依据执行动作FB目标值(此次值)和执行动作FF目标值(此次值),并根据由执行动作目标值合成部24决定的目标第n轮驱动·制动力Fxcmd_n(n=1、2、3、4)及目标打滑比Sxcmd_n(n=1、2、3、4),来推定作用于第n轮Wn上的路面反向力(驱动·制动力及横向力)。此时,只要第n轮Wn的驱动·制动力的推定值为Fxcmd_n,使用例如基于所述车轮特性关系的图表等,来求出横向力即可。进一步具体而言,例如后述的S200及使用S202,只要使用式子40等,求出横向力即可。另外,通过使执行执行动作FB目标值为0,执行与装置动作目标值合成部24相同的处理,来求出执行动作FB目标值为0时的各第n轮Wn(n=1、2、3、4)的目标驱动·制动力及目标打滑比,与之对应地推定出作用于第n轮Wn上的路面反向力(驱动·制动力及横向力)。而且,求出:执行动作FB目标值为不同值时所求得的第n轮Wn的路面反向力的差,将该差决定为第n轮Wn的路面反向力补正量。如此求得的路面反向力补正量相当于本发明中的外力的推定值(起因于实际车辆执行装置操作用控制输入而作用于实际车辆上的外力的推定值)。
接着,将如上所述求得的路面反向力补正量输入给处理部215b。而且,通过该处理部215b,计算出:起因于各车轮W1~W4的路面反向力补正量(路面反向力补正量之中的驱动·制动力成分与横向力成分的合力)而围绕实际车辆1重心点G产生的总力矩Mfb(横摆方向的力矩)。具体而言,依据第n轮Wn(n=1、2、3、4)的路面反向力补正量、与实前轮舵角δf_act等(用于规定各车轮W1~W4与实际车辆1重心点的几何学关系的参数),求出第n轮Wn的路面反向力补正量围绕实际车辆1重心点G产生的横摆方向的力矩。而且,关于全部车轮W1~W4,来合成力矩,求出Mfb。
此后,通过减法器215c,从该力矩Mfb减去由执行动作FB目标值决定部20b的处理部220决定的反馈横摆力矩基本要求值Mfbdmd(此次值),来求出实际车辆横摆力矩偏差Mfb_err(=Mfb-Mfbdmd)。另外,该实际车辆横摆力矩偏差Mfb_err是表示起因于执行动作FB目标值而在实际车辆1产生的横摆方向的力矩相对于Mfbdmd的过于不足部分。
然后,在乘法部215d,将规定的增益Cfb乘上实际车辆横摆力矩偏差Mfb_err,来决定假想外力补偿力矩Mvir_c。增益Cfb是0<Cfb≤1的值(1以下的正值)。该假想外力补偿力矩Mvir_c是表示:起因于执行动作FB目标值而在实际车辆1产生横摆方向的力矩,该力矩相对于Mfbdmd而过于不足,这样以使得起因于相对于Mfbdmd的过于不足部分而产生的实际车辆1与模型车辆之间的状态量偏差接近于0地围绕模型车辆的重心点Gd应该产生的横摆方向方向上的力矩。
之后,使由所述γβ限制器202如前所述地决定的假想外力(所述减法器207的输出)作为第2暂定值Mvir’(=Mvirtmp-Mvir_over)、Fvir’(=Fvirtmp-Fvir_over),通过加法器215e,将该第2暂定值Mvir’、Fvir’与假想外力补偿力矩Mvir_c(通过Mvir_c,对第2暂定值Mvir’、Fvir’进行修正)加起来。据此,决定假想外力Mvir、Fvir(此次值)。具体而言,将第2暂定值Mvir’与Mvir_c之和决定为Mvir,将第2暂定值Fvir’就那样地决定为Fvir。
上述说明以外的构成及处理与所述参考例中相同。因此,在本实施方式中,只有假想外力决定部20a的一部分的处理与所述参考例不同。
根据本实施方式,降低了从状态量偏差γerr、βerr到执行动作目标值的非线性给βerr、γerr的动作带来的影响,一面较高地保持线性,一面使得γerr、βerr收敛于0。换言之,为了使状态量偏差γerr、βerr收敛于0用的反馈增益总和接近于上述式子23中的增益矩阵Kfbdmd与式子15中的增益矩阵Kfvir间的差(Kfbdmd-Kfvir)。
换言之,同下述第1场合下的差与状态量偏差γerr、βerr之间的关系相比,下述第2场合下的差与状态量偏差γerr、βerr之间的关系变成了线性更高的关系,即,第1场合下的差是指:在将假想外力的所述第2暂定值Mvir’、Fvir’就那样作为假想外力Mvir、Fvir输入给标准动态特性模型16时,作用于所述模型车辆上的外力(横摆方向的力矩)与起因于所述执行动作FB目标值而作用于实际车辆1上的外力(横摆方向的力矩Mfb)间的差,第2场合下的差是指:在将由假想外力补偿力矩Mvir_c对第2暂定值Mvir’、Fvir’修正而得到的假想外力Mvir、Fvir输入给标准动态特性模型16时,作用于所述模型车辆上的外力(横摆方向的力矩)与起因于所述执行动作FB目标值而作用于实际车辆1上的外力(横摆方向的力矩Mfb)间的差。
作为补充,如上所述地决定假想外力Mvir、Fvir的本实施方式中的假想外力决定部20a相当于本发明中的模型侧状态量偏差应动控制机构。而且,在所述参考例中说明的执行动作FB目标值决定部20b相当于本发明中的实际车辆侧状态量偏差应动控制机构。因此,本实施方式中的FB分配则部20包含有作为模型侧状态量偏差应动控制机构和实际车辆侧状态量偏差应动控制机构的功能。此外,由执行动作FB目标值决定部20b决定的执行动作FB目标值相当于本发明中的实际车辆执行装置操作用控制输入,由本实施方式中的假想外力决定部20a决定的假想外力Mvir、Fvir相当于本发明中的车辆模型操作用控制输入。另外,由γβ限制器202决定的所述第2暂定值Mvir’、Fvir’相当于本发明中的车辆模型操作用控制输入的基本值。另外,由所述FF则部22被决定的执行动作FF目标值相当于本发明中的前馈控制输入,而且同时通过所述执行动作目标值24对该执行动作FF目标值和执行动作FB目标值进行合成而得到的执行动作目标值相当于本发明中的合成值。另外,由执行动作FB目标值决定部20b的处理部220决定的所述反馈横摆力矩基本要求值Mfbdmd相当于本发明中的外力要求量。另外,输入给所述γβ限制器202的不灵敏区处理部204、205的γda、βda相当于本发明中的限制对象量。这种场合,模型车辆的横摆比率γd和车辆重心点侧滑角βd、或者实横摆比率γact和实际车辆辆重心点侧滑角βact、或者γd、βd、γact、和βact是作为本发明中的第2状态量来使用的。
另外,关于假想外力决定部20a以外的处理,可以采用在所述参考例中说明的各种变形方式。例如,在执行动作FB目标值决定部20b的处理中,如所述参考例中说明的那样,可以通过上述式子28a来决定Mfbdmd,或者使用上述式子28b来决定Mfbdmd_a。而且,在如此地决定Mfbdmd或Mfbdmd_a时,在本实施方式的假想外力决定部20a的处理中,与所述参考例中的情形同样,作为车辆模型操作用控制输入的假想外力Mvir、Fvir不一定需要使γover、βover接近于0地被决定。这种场合,只要使图21中的暂定值操作量Mvir_over、Fvir_over为0(将Mvirtemp、Fvirtmp就那样地分别作为Mvir’、Fvir’来使用),来决定作为车辆模型操作用控制输入的假想外力Mvir、Fvir即可。
[第2实施方式]
下面,参照图22~图24,说明本发明的第2实施方式。另外,因为本实施方式与所述第1实施方式只有一部分的处理不同,因此以不同的部分为中心进行说明,省略说明相同的部分。另外,在本实施方式的说明中,关于与第1实施方式(或者所述参考例)相同的构成部分或者相同的功能部分,则使用与第1实施方式(或者所述参考例)相同的参照符号。
在所述第1实施方式及所述参考例中,作为针对驱动·制动装置3A的执行动作FB目标值,求出了所述FB目标第n轮刹车驱动·制动力Fxfbdmd_n,而该所述FB目标第n轮刹车驱动·制动力Fxfbdmd_n是指通过驱动·制动装置3A的刹车装置的动作而作用于第n轮Wn(n=1、2、3、4)上的驱动·制动力的补正要求值(用于使状态量偏差γerr、βerr接近于0的补正要求值)。在本实施方式中,替换它,而是将FB目标第n轮刹车力矩Mfbdmd_n(n=1、2、3、4)决定为针对驱动·制动装置3A的执行动作FB目标值。该FB目标第n轮刹车力矩Mfbdmd_n是表示通过驱动·制动装置3A的刹车装置的动作而作用于各车轮W1~W4上的路面反向力(具体是指驱动·制动力与横向力的合力)围绕实际车辆1重心点G产生的横摆方向上的力矩的补正要求值(用于使状态量偏差γerr、βerr接近于0的补正要求值)。而且,在本实施方式中,使用该FB目标第n轮刹车力矩Mfbdmd_n,来决定执行动作目标值。
因此,在本实施方式中,FB分配则部20执行动作FB目标值决定部20b的处理、与执行动作目标值合成部24的处理不同于所述第1实施方式。而且,除此之外的构成及处理与第1实施方式相同。
下面说明本实施方式中的执行动作FB目标值决定部20b的处理、与执行动作目标值合成部24的处理。
图22是表示在本实施方式中的执行动作FB目标值决定部20b的处理功能的功能方框图。参照同图,执行动作FB目标值决定部20b,首先,通过处理部220、221执行与第1实施方式相同的处理,分别决定所述反馈横摆力矩基本要求值Mfbdmd、和不灵敏区超过反馈横摆力矩要求值Mfbdmd_a。
接着,执行动作FB目标值决定部20b执行执行动作FB目标值分配处理部222的处理,以决定执行动作FB目标值。这种场合,在本实施方式中,各FB目标第n轮刹车力矩Mfbdmd_n(n=1、2、3、4)通过处理部222f_n、222g_n被决定。另外,自动操舵用FB目标横向力Fyfbdmd_f通过处理部222e被决定。处理部222e的处理与所述第1实施方式相同。另外,可以省略处理部222e。
各FB目标第n轮刹车力矩Mfbdmd_n(n=1、2、3、4)如下所述地被决定。即,基本上是,以下述方式来决定FB目标第n轮刹车力矩Mfbdmd_n(n=1、2、3、4),即当Mfbdmd_a为正时,通过实际车辆1左侧车轮W1、W3的路面反向力的操作(补正)来产生其力矩,当Mfbdmd_a为负时,通过实际车辆1右侧车轮W2、W4的路面反向力的操作(补正)来产生其力矩。
具体而言,首先,通过与各车轮W1~W4对应的处理部222f_n(n=1、2、3、4),分别决定第n轮分配增益Kn。该第n轮分配增益Kn的决定方法与所述第1实施方式相同。即,根据作为前轮侧增益调整参数的实前轮侧滑角βf_act,例如如所述图14(a)中图表所示那样,分别决定与前轮W1、W2有关的K1、k2。另外,根据作为后轮侧增益调整参数的实后轮侧滑角βr_act,例如如所述图14(b)中图表所示那样,分别决定与后轮W3、W4有关的K3、k4。而且,各处理部222f_n(n=1、2、3、4)通过将该第n轮分配增益Kn乘上Mfbdmd_a,来决定第n轮分配力矩基本值Mfb_n。另外,如此决定的Mfb_n的极性(朝向)与Mfbdmd_a相同。另外,第n轮分配增益Kn除了根据βf_act或βr_act如上所述地决定以外,也可以按所述参考例中说明的任意一个方式来决定。而且,这种场合,前轮侧增益调整参数及后轮侧增益调整参数与所述参考例相同,也可以使用βf_act、βr_act以外的参数。
此后,执行动作FB目标值分配处理部222将如上所述决定的第n轮分配力矩基本值Mfb_n分别通过与第n轮Wn对应的限制器222g_n(n=1、2、3、4),来分别决定FB目标第n轮刹车力矩Mfbdmd_n。
在此,图22中各限制器222g_n(n=1、2、3、4)的图是表示Mfb_n和Mfbdmd_n关系的图表,该图表的横轴方向的值为Mfb_n的值,纵轴方向的值为Mfbdmd_n的值。
该限制器222g_n中的与第1轮W1及第3轮W3有关的限制器222g_1、222g_3,只有当输入给它的Mfb_n(n=1、3)的值为0或为正的值时,将Mfb_n就那样地作为Mfbdmd_n进行输出,当Mfb_n为负的值时,不依靠Mfb_n的值地使输出的Mfbdmd_n的值为0。换言之,将0作为下限值,通过对Mfb_n加以限制来决定Mfbdmd_n。
另一方面,与第2轮W1及第4轮W3有关的限制器222g_2、222g_4,只有当输入给它的Mfb_n(n=2、4)的值为0或为负的值时,将Mfb_n就那样地作为Mfbdmd_n进行输出,当Mfb_n为正的值时,不依靠Mfb_n的值地使输出的Mfbdmd_n的值为0。换言之,将0作为上限值,通过对Mfb_n加以限制来决定Mfbdmd_n。
通过这样来决定FB目标第n轮刹车力矩Mfbdmd_n(n=1、2、3、4),当Mfbdmd_a>0时,通过实际车辆1左侧车轮W1、W3的路面反向力的补正,来决定围绕实际车辆1重心点G应该产生与Mfbdmd_a大致相等的横摆方向上的力矩Mfbdmd_n。这种场合,第1轮W1及第3轮W3的各自Mfbdmd_1、Mfbdmd_3则与Mfbdmd_a成正比(K1或K3乘上Mfbdmd_a之后得到的值)。进而,Mfbdmd_a的变化、和Mfbdmd_1、Mfbdmd_3的变化之间关系成正比关系。而且,该正比关系中的作为前轮侧增益的第1轮分配增益K1和作为后轮侧增益的第3轮分配增益K3分别根据前轮侧增益调整参数(在本实施方式中,为βf_act)、后轮侧增益调整参数(在本实施方式中,为βr_act)而变化。
另外,当Mfbdmd_a<0时,通过由驱动·制动装置3A的刹车装置3A的动作产生的实际车辆1右侧车轮W2、W4路面反向力的补正,来决定围绕实际车辆1重心点G应该产生与Mfbdmd_a大致相等的横摆方向上的力矩Mfbdmd_n。这种场合,第2轮W2及第4轮W4的各自Mfbdmd_2、Mfbdmd_4则与Mfbdmd_a成正比(K2或K4乘上Mfbdmd_a之后得到的值)。进而,Mfbdmd_a的变化、和Mfbdmd_2、Mfbdmd_4的变化之间关系成正比关系。而且,该正比关系中的作为前轮侧增益的第2轮分配增益K2和作为后轮侧增益的第4轮分配增益K4分别根据前轮侧增益调整参数(在本实施方式中,为βf_act)、后轮侧增益调整参数(在本实施方式中,为βr_act)而变化。
另外,与第1轮W1及第3轮W3有关的限制器222g_n(n=1、3),也可以将比0稍微小的值作为Mfbdmd n的下限值,对Mfb_n加以限制,来决定Mfbdmd_n。同样,与第2轮W2及第4轮W4有关的限制器222g_n(n=2,4),也可以将比0稍微大的值作为Mfbdmd_n的上限值,对Mfb_n加以限制,来决定Mfbdmd_n。
以上是本实施方式中的执行动作FB目标值决定部20b的详细处理。
下面,参照图23及图24,说明本实施方式中的执行动作目标值合成部24的处理。图23是表示执行动作目标值合成部24的处理功能的功能方框图,图24是表示其处理功能中的最佳目标第n驱动·制动力决定部的处理的流程图。
参照图23,本实施方式中的执行动作目标值合成部24具有:决定目标第n轮驱动·制动力Fxcmd_n和目标第n轮打滑比Scmd_n的最佳目标第n驱动·制动力决定部241b_n(n=1、2、3、4)、与决定目标前轮舵角δfcmd的最佳自动舵角决定部247。
最佳自动舵角决定部247的处理与第1实施方式相同。另一方面,最佳目标第n驱动·制动力决定部241b_n的处理与第1实施方式不同。另外,执行动作目标值合成部24,与所述第1实施方式同样地,将由所述FF则部22决定的执行动作FF目标值之中的FF目标第1轮驱动系统驱动·制动力、FF目标第2轮驱动系统驱动·制动力、和FF目标变速减速比分别作为目标第1轮驱动系统驱动·制动力、目标第2轮驱动系统驱动·制动力、和目标变速减速比进行输出。
在本实施方式中,下述的FF综合目标第n轮驱动·制动力FFtotal_n(它与第1实施方式同样,由加法器240求得)、和由所述执行动作FB目标值决定部20b决定的执行动作FB目标值之中的FB目标第n轮刹车力矩Mfbdmd_n分别被输入给与前轮W1、W2有关的最佳目标第n驱动·制动力决定部241b_n(n=1、2),该FF综合目标第n轮驱动·制动力FFtotal_n是指由所述FF则部22决定的执行动作FF目标值之中的FF目标第n轮刹车驱动·制动力与FF目标第n轮驱动系统驱动·制动力之和。另外,与第1实施方式的场合同样,实前轮侧滑角βf_act的最新值(此次值)及推定摩擦系数μestm的最新值(此次值)也被输入给与前轮W1、W2有关的最佳目标第n驱动·制动力决定部241b_n(n=1、2)。此外,虽省略图示,但实前轮舵角δf_act的最新值(此次值)也被输入给最佳目标第n驱动·制动力决定部241b_n(n=1、2)。
另外,由所述FF则部22决定的执行动作FF目标值之中的FF目标第n轮刹车驱动·制动力作为FF综合目标第n轮驱动·制动力FFtotal_n被输入给与后轮W3、W4有关的最佳目标第n驱动·制动力决定部241b_n(n=3、4),而且同时由所述执行动作FB目标值决定部20b决定的执行动作FB目标值之中的FB目标第n轮刹车力矩Mfbdmd_n也被输入给与后轮W3、W4有关的最佳目标第n驱动·制动力决定部241b_n(n=3、4)。另外,与第1实施方式的场合同样,实后轮侧滑角βr_act的最新值(此次值)及推定摩擦系数μestm的最新值(此次值)也被输入给与后轮W3、W4有关的最佳目标第n驱动·制动力决定部241b_n(n=3、4)。
而且,最佳目标第n驱动·制动力决定部241b_n(n=1、2、3、4),分别依据所输入值,决定目标第n轮驱动·制动力Fxcmd_n和目标第n轮打滑比Scmd_n,并进行输出。
以下,参照图24,说明各最佳目标第n驱动·制动力决定部241b_n(n=1、2、3、4)的处理。
首先,在S200,第n轮Wn(n=1、2、3、4)的侧滑角是实侧滑角(具体而言,当n=1或2时,为实前轮侧滑角βf_act,当n=3或4时,为实后轮侧滑角βr_act),路面摩擦系数(第n轮Wn和路面之间的摩擦系数)为推定摩擦系数μestm,以此时为前提条件。而且,在该前提条件基础之上,求出:与所述FF综合目标第n轮驱动·制动力FFtotal_n对应的打滑比Sff_n。进一步具体而言,而且,在该前提条件基础之上,作为Sff_n,求出:在第n轮Wn可能产生的驱动·制动力中的与FFtotal_n一致或最接近的驱动·制动力它所对应的打滑比的值。这种场合,例如只要依据在所述第1实施方式的图19的S100处理中所使用的图表,求出与FFtotal_n对应的打滑比,并将所求得的打滑比决定为Sff_n即可。另外,当与FFtotal_n对应的打滑比的值有2种时,将接近于0的一方的打滑比决定为Sff_n。换言之,在第n轮Wn的打滑比和驱动·制动力的关系(按照所述车轮特性关系的关系)中,在驱动·制动力为峰值(极值)时的打滑比的值和0之间的范围内,来决定Sff_n。另外,FFtotal_n在所述前提条件基础之上,当脱离出在第n轮Wn可能产生的驱动·制动力的值的范围时,将与FFtotal_n最接近的驱动·制动力的值它所对应的打滑比的值决定为Sff_n。
接着,进入S202,求出:第n轮Wn的打滑比为Sff_n时的第n轮Wn的横向力Fyff_n。这种场合,例如只要依据表示第n轮Wn的侧滑角、路面摩擦系数、打滑比、和横向力之间关系(依照所述车轮特性关系的关系)且是预先制作的图表,并根据第n轮Wn的实侧滑角βf_act或βr_act的值、推定路面摩擦系数μestm的值、和Sff_n的值,来求出横向力Fyff_n即可。另外,该图表中也可以包含作为变量参数的第n轮Wn的实着地负荷Fzact_n。
此后,进入S204,求出:作为打滑比为Sff_n时的第n轮Wn的驱动·制动力的FFtotal_n、与作为该第n轮Wn的横向力的Fyff_n的合力矢量围绕实际车辆1重心点G产生的横摆方向的力矩Mff_n。具体而言,当第n轮Wn为前轮W1、W2时(n=1或2时),依据实前轮舵角δf_act,求出从第n轮Wn看到的实际车辆1重心点G的位置矢量(水平面上的位置矢量)。而且,只要对位置矢量与所述合力矢量进行外积计算(矢量积),求出Mff_n即可。另外,当第n轮Wn为后轮W3、W4时(n=3或4时),对从第n轮Wn看到的实际车辆1重心点G的位置矢量(水平面上的位置矢量。它被预先设定)与所述合力矢量进行外积计算(矢量积),求出Mff_n即可。另外,可以根据FFtotal_n、Fyff_n、和实前轮舵角δf_act(n=1或2时),或者根据FFtotal_n、和Fyff_n(n=3或4时),并依据预先制作的图表,来求出Mff_n。如此求得的Mff_n相当于第n轮的前馈要求力矩(Mfbdmd_n=0时的要求力矩)。
之后,进入S206,通过如上所述求得的Mff_n和所述FB目标刹车力矩Mfbdmd_n相加,来计算出暂定目标力矩候补Mcand_n,而该暂定目标力矩候补Mcand_n是指由第n轮Wn的路面反向力产生的围绕实际车辆1重心点G的力矩(横摆方向上的力矩)的暂定目标值。该Mcand_n是表示在第n轮Wn按照控制要求,围绕实际车辆1重心点G应该产生的横摆方向上的力矩。
然后,进入S208,第n轮Wn(n=1、2、3、4)的侧滑角实侧滑角(具体而言,当n=1或2时,为实前轮侧滑角βf_act,当n=3或4时,为实后轮侧滑角βr_act),路面摩擦系数(第n轮Wn和路面之间的摩擦系数)为推定摩擦系数μestm,以此时为前提条件,来决定最大力矩产生时第n轮打滑比Smmax_n。该处理是与在所述第1实施方式中的图19的S102求出最大力矩产生时第n轮打滑比Smmax_n的场合相同。其中,通过与之对应地在第n轮Wn产生的驱动·制动力与横向力的合力,使得围绕实际车辆1重心点G产生的力矩(最大力矩)朝着所述反馈横摆力矩基本要求值Mfbdmd的极性(朝向)而为最大地,来决定Smmax_n。
而后,进入S210,在如上所述求得的Smmax_n的值与0之间,求出:横摆方向的力矩与在S206求得的Mcand_n一致或最接近于Mcand_n之时的打滑比Scand_n。如此决定Scand_n是与决定下述打滑比的情形等价的,即该打滑比是与满足所述条件(2)、(3)(进一步具体而言,在满足条件(2)的范围内,满足条件(3))的驱动·制动力相对应的打滑比。
在该S210处理中,例如,只要依据表示第n轮Wn的实侧滑角、路面摩擦系数、打滑比、驱动·制动力、和横向力之间关系(依照所述车轮特性关系的关系)且是预先制作的图表、以及实前轮舵角δf_act(n=1或2),或者依据该图表(n=3或4时),在所述前提条件基础之上,探索性求出Scand_n即可。
此后,通过从S212到S216的处理,决定目标第n轮打滑比Scmd_n。这种场合,当Scand_n和Sff_n同为正的值时(即,分别与Scand_n、Sff_n对应的第n轮Wn的驱动·制动力同为制动方向的驱动·制动力时),以与Scmd_n对应的驱动·制动力(制动方向的驱动·制动力)的绝对值不小于所述FF综合目标第n轮驱动·制动力FFtotal_n的绝对值的方式来决定Scmd_n。
具体而言,在S212,判断是否Scand_n>Sff_n>0,当该判断结果为YES时,进入S214,代入Scmd_nScand_n的值。另外,当S212判断结果为NO时,进入S216,代入Scmd_nSff_n的值。
之后,进入S218,将与如上所述决定的Scmd_n对应的第n轮Wn的驱动·制动力决定为目标第n轮驱动·制动力Fxcmd_n。这种场合,例如,依据表示打滑比和驱动·制动力的关系且是预先制作的图表,来决定与Scmd_n的值对应的Fxcmd_n。
以上,是本实施方式中最佳目标第n驱动·制动力决定部242b_n的处理。
作为补充,在本实施方式中,替换所述第1实施方式中的条件(3),而使用下述的条件,即,目标第n轮驱动·制动力Fxcmd_n是按照所述车轮特性关系(以第n轮Wn的侧滑角为实侧滑角βf_act或βr_act,路面摩擦系数为推定摩擦系数μestm作为前提条件时的车轮特性关系),在第n轮Wn可能产生的驱动·制动力的值的范围内的值;而且按照该车轮特性关系而在第n轮Wn可能产生路面反向力,通过该路面反向力之中的其驱动·制动力与Fxcmd_n相等的路面反向力,围绕实际车辆1重心点G产生横摆方向的力矩,该力矩尽可能与所述Mcand_n一致或接近(与Mcand_n之差的绝对值为最小)。而且,在该条件(以下,称作条件(3)’)与所述条件(1)、(2)之中,所述条件(1)为最上位的条件,条件(2)为下一位的条件,按照优先顺序满足这些条件(1)、(2)、(3)’地来决定目标第n轮驱动·制动力Fxcmd_n。这种场合,通过到所述S210的处理,其结果是,在满足条件(2)的范围内,以尽可能满足条件(3)’地,来决定Fxcmd_n。即,当将与在S210处理中决定的Scand_n对应的驱动·制动力(与在S212判断结果为YES时的Scmd_n对应的驱动·制动力)决定为目标第n轮驱动·制动力Fxcmd_n时,Fxcmd_n是以条件(2)为优先条件,满足条件(2)、(3)’的值。此外,经过S212~S216的处理,以满足最优先的条件(1)地来决定Fxcmd_n。
[第3实施方式]
下面,参照图25及图26,说明本发明的第3实施方式。另外,因为本实施方式与所述第1实施方式只有一部分的处理不同,因此以不同的部分为中心进行说明,省略说明相同的部分。另外,在本实施方式的说明中,关于与第1实施方式(或者所述参考例)相同的构成部分或者相同的功能部分,则使用与第1实施方式(或者所述参考例)相同的参照符号。
本实施方式与第1实施方式不同点仅仅在于所述图18所示的执行动作目标值合成部24的最佳目标第n驱动·制动力决定部241a_n(n=1、2、3、4)的处理。这种场合,在本实施方式中,虽省略图示,但除了所述FF综合第n轮驱动·制动力FFtotal_n和无限制时第n轮驱·制动力Fxdmd_n之外,还有推定摩擦系数μestm、和第n轮Wn的实路面反向力(实驱动·制动力Fxact_n、实横向力Fyact_n、实着地负荷Fzact_n)被输入给各最佳目标第n驱动·制动力决定部241a_n。而且,各最佳目标第n驱动·制动力决定部241a_n依据所输入的推定摩擦系数μestm、和第n轮Wn的实路面反向力,来推定第n轮Wn的驱动·制动力和横向力的关系。此外,还利用所推定的关系,来决定目标第n轮驱动·制动力Fxcmd_n和目标第n轮打滑比Scmd_n。
在此,由所述非专利文献1中式子(2.42)可知,当各第n轮Wn(n=1、2、3、4)的实侧滑角为某一值时,从路面作用于第n轮Wn上的横向力Fy_n和驱动·制动力Fx_n间的关系一般情况下可由下示的椭圆形的式子来近似表示。
【数9】
( Fx _ n μ · Fz _ n ) 2 + ( Fy _ n Fy 0 _ n ) 2 = 1 ……式40
另外,在式子40中,μ为路面摩擦系数,Fz_n为第n轮Wn的着地负荷,Fy0_n为:第n轮Wn的驱动·制动力Fx_n为0时的横向力。Fy0_n一般是根据第n轮Wn的侧滑角而变化。Fy0_n的极性与第n轮Wn的实滑动角的极性相反。
在本实施方式中,该式子40是规定第n轮Wn的驱动·制动力和横向力之间关系的式子,利用该式子40,决定Fxcmd_n和Scmd_n。这种场合,为特定式子40中的Fy0_n,使用实路面反向力的值。
下面,参照图25,说明本实施方式中的最佳目标第n驱动·制动力决定部241a_n(n=1、2、3、4)的处理。图25是表示其处理的流程图。
首先,在S300,依据第n轮Wn的实路面反向力Fxact_n、Fyact_n、Fzact_n(检测值或推定值的最新值)和推定摩擦系数μestm(最新值),求出上述式子40Fy0_n的值(驱动·制动力为0时的横向力的值)。即,分别将Fxact_n、Fyact_n、Fzact_n、μestm的值代入式子40Fx_n、Fy_n、Fz_n、μ。而且,通过求解Fy0_n(换言之,通过图中所示的式子),来决定Fy0_n的值。另外,图中的sqrt(A)(A为一般变量)是求解A的平方根的函数。另外,Fy0_n的极性(符号)与Fyact_n相同。
接着,进入S302,以上述式子40(Fy0_n的值是在S300决定的值时的式子40)作为限制条件(规定Fx_n和Fy_n之间关系的限制条件),来求出与所述无限制时第n轮驱动·制动力Fxdmd_n最接近(包括一致时)的驱动·制动力Fx_n,并将它作为第n轮驱动·制动力候补Fxcand_n。这种场合,在式子40的限制条件基础之上,驱动·制动力Fx_n所能采用的值的范围是在-μ·Fzact_n与μ·Fzact_n之间的范围。另外,μ·Fzact_n是表示第n轮Wn和路面之间的最大摩擦力。因此,当Fxdmd_n的值为该范围[-μ·Fzact_n、μ·Fzact_n]内的值时,将Fxdmd_n就那样决定为Fxcand_n,当Fxdmd_n的值脱离出范围[-μ·Fzact_n、μ·Fzact_n]时,将-μ·Fzact_n与μ·Fzact_n之中的接近于Fxcmd_n的一方的值决定为Fxcand_n。
此后,进入S304,以上述式子40(Fy0_n的值是在S300决定的值时的式子40)作为限制条件,求出:第n轮的路面反向力(驱动·制动力Fx_n与横向力Fy_n之合力)围绕实际车辆1重心点G产生的横摆方向上的力矩为最大时的驱动·制动力Fx_n的值,并将它作为最大力矩产生时第n轮驱动·制动力Fxmmax_n。进一步具体而言,求出:遵照上述式子40的关系的Fx_n与Fy_n一组中的、这些合力围绕实际车辆1重心点G产生的横摆方向的力矩为最大时的Fx_n、Fy_n一组,并将该组Fx_n的值决定为Fxmmax_n。此时的最大力矩是朝着与所述反馈横摆力矩基本要求值Mfbdmd相同的极性而为最大的力矩。另外,与Fxcand_n对应的横向力的极性与在S300求得的Fy0_n的极性(=Fyact_n的极性)相同。
这种场合,根据推定摩擦系数μestm(最新值)、第n轮Wn的实着地负荷Fzact_n、和实前轮舵角δf_act,来计算出与前轮W1、W2有关的Fxmmax_n(n=1或2时的Fxmmax_n)。另外,根据推定摩擦系数μestm(最新值)和第n轮Wn的实着地负荷Fzact_n,来计算出与后轮W3、W4有关的Fxmmax_n(n=3或作为4的情况的Fxmmax_n)。
在此,参照图26,有代表性地说明与第1轮W1有关的Fxmmax_1的计算方法。同图26是模拟显示平面视时的实际车辆1,图中的椭圆C1是表示由上述式子40表述的椭圆。与围绕实际车辆1重心点G产生的力矩为最大时的Fx_1、Fy_1一组对应的椭圆C1上的点是下述的直线um与椭圆C1间的切点Ps,该直线um是指:与在水平面上连结第1轮W1中心点和实际车辆1重心点G的直线u0相平行的直线之中、的与椭圆C1相切的直线。另外,在该例子中,Fxcand_1为负的(制动方向)驱动·制动力,切点Ps的Fx_1也为负的值。
在此,直线um(或u0)相对于第1轮W1的前后方向所成的角度设为图示的θ,切点Ps上的Fy_1相对于Fx_1的变化率
Figure 2006800207068_0
Fy_1/Fx_1等于下式41所示的tanθ。此外,tanθ可以根据实前轮舵角δf_act,并通过下式42的几何学演算求得。
Figure 2006800207068_2
Fy_1/
Figure 2006800207068_3
Fx_1=tanθ    ……41
tanθ=(-Lf·sinδf_act+(df/2)·c0sδf_act)/(Lf·cosδf_act+(df/2)·sinδf_act)
……42
另外,式子42df、Lf的意思与所述图13相同。
另一方面,根据上述式子40,可以得到下式43。
Figure 2006800207068_4
Fy_1/
Figure 2006800207068_5
Fx_1=-(Fy0_1/(μestm·Fzact_1))2·(Fx_1/Fy_1)    ……43
根据上述式子41、43和上述式子40,切点Ps上的Fx_1值也即Fxmmax_1可以由下式44得到。
Fxmmax_1=μestm·Fzact_1/sqrt(1+Fy0_12/(tanθ·μestm·Fzact_1)2)    ……44
是该式子44和上述式子42是用于求解Fxmmax_1的式子。另外,当Fxcand_1为正的值时,Fxmmax_1变为式子44右边演算结果的符号翻转后的值。
关于其它车轮W2~W4,也可以与上述和同样地计算出Fxmmax_n(n=1、2、3)。另外,关于后轮W3、W4,因为实舵角为0,故不需要该值。
返回到图25的流程图的说明,从S306到S314,执行与所述第1实施方式图19中的S104~S112的处理相同的处理,据此,来决定目标第n轮驱动·制动力Fxcmd_n。
接着,进入S316,求出与Fxcmd_n对应的打滑比,并将它决定为目标第n轮目标打滑比Scmd_n。这种场合,例如,依据表示第n轮Wn的驱动·制动力和打滑比的关系、且是预先确定的图表,来决定目标第n轮打滑比Scmd_n。另外,在此使用的图表是与μestm、第n轮Wn的实侧滑角βf_act或βr_act(或Fy0_n)一组对应的图表。
通过以上S300~S316的处理,以满足与所述条件(1)~(3)等同的条件的方式来决定目标第n轮驱动·制动力Fxcmd_n。而且,在不能决定满足全部条件(1)~(3)的目标第n轮驱动·制动力Fxcmd_n时,先满足优先顺序较高的条件地来决定目标第n轮驱动·制动力Fxcmd_n。
[第4实施方式]
下面,参照图27,说明本发明的第4实施方式。另外,因为本实施方式与所述第2实施方式只有一部分的处理不同,因此以不同的部分为中心进行说明,省略说明相同的部分。另外,在本实施方式的说明中,关于与第2实施方式(或者所述参考例)相同的构成部分或者相同的功能部分,则使用与第2实施方式(或者所述参考例)相同的参照符号。
本实施方式与第1实施方式不同点仅仅在于所述图23所示的执行动作目标值合成部24的最佳目标第n驱动·制动力决定部241b_n(n=1、2、3、4)的处理。这种场合,在本实施方式中,虽省略图示,但除了所述FF综合第n轮驱动·制动力FFtotal_n和无限制时第n轮驱·制动力Fxdmd_n之外,还有推定摩擦系数μestm、和第n轮Wn的实路面反向力(实驱动·制动力Fxact_n、实横向力Fyact_n、实着地负荷Fzact_n)被输入给各最佳目标第n驱动·制动力决定部241b_n。而且,各最佳目标第n驱动·制动力决定部241b_n依据所输入的推定摩擦系数μestm、和第n轮Wn的实路面反向力,来推定由上述式子40表示的第n轮Wn的驱动·制动力和横向力的关系。此外,还利用所推定的关系,来决定目标第n轮驱动·制动力Fxcmd_n和目标第n轮打滑比Scmd_n。
图27是表示本实施方式中的各最佳目标第n驱动·制动力决定部241b_n的处理的流程图。以下进行说明,首先,在S400,执行与所述图25中S300相同的处理,求出式子40中Fy0_n的值。
接着,进入S402,求出与所述FF综合目标第n轮驱动·制动力FFtotal_n对应的横向力Fyff_n。即,分别将FFtotal_n、Fzact_n、μestm的值代入上述式子40Fx_n、Fz_n、μ,而且同时将在S400求得的值代入式子40中的Fy0_n,通过求解Fy_n(换言之,通过图中所示的式子),来决定Fyff_n的值。
此后,进入S404,当第n轮Wn的驱动·制动力为FFtotal_n,且横向力为Fyff_n时,求出这些合力围绕实际车辆1重心点G产生的横摆方向的力矩,并将它作为第n轮FF力矩Mff_n。该处理是与所述图24中S204的处理同样地来进行的。如此求得的Mff_n相当于第n轮的前馈要求力矩(Mfbdmd_n=0时的要求力矩)。
然后,进入S406,通过如上所述求得的Mff_n和所述FB目标刹车力矩Mfbdmd_n相加,计算出暂定目标力矩候补Mcand_n,而该暂定目标力矩候补Mcand_n是指由第n轮Wn的路面反向力围绕实际车辆1重心点G产生的力矩(横摆方向上的力矩)的暂定目标值。
之后,进入S408,以上述式子40作为限制条件,来求出:第n轮Wn的路面反向力(驱动·制动力Fx_n和横向力Fy_n的合力)围绕实际车辆1重心点G产生的横摆方向上的力矩朝着与所述反馈横摆力矩基本要求值Mfbdmd的极性相同的极性而为最大的路面反向力的驱动·制动力Fx_n,并将它作为最大力矩产生时第n轮驱动·制动力Fxmmax_n。该处理与所述图25中S304的处理相同。
而后,进入S410,以上述式子40作为限制条件,求出:第n轮Wn的路面反向力(驱动·制动力Fx_n和横向力Fy_n之合力)围绕实际车辆1重心点G产生的横摆方向力矩与Mcand_n相一致或最接近时的Fx_n,并将它作为第n轮Wn的驱动·制动力的候补Fxcand_n(第n轮驱动·制动力候补Fxcand_n)。其中,使得不会变成0>Fxmmax_n>Fxcand_n或0<Fxmmax_n<Fxcand_n地(换言之,使得Fxcand_n的符号与Fxmmax_n的符号不同,或者Fxcand_n的绝对值在Fxmmax_n的绝对值以下地),来决定Fxcand_n。
这种场合,当Mcand_n的绝对值处于与Fxmmax_n对应的最大力矩的绝对值以上时,将Fxmmax_n决定为Fxcand_n。
另外,当Mcand_n的绝对值小于与Fxmmax_n对应的最大力矩的绝对值时,从满足式子40的关系的Fx_n、Fy_n组中,探索性地求出这些合力围绕实际车辆1重心点G产生的横摆方向的力矩与Mcand_n相一致的Fx_n、Fy_n 一组。而且,将所求得的Fx_n决定为Fxcand_n。另外,在该处理中,关于前轮W1、W2,不仅仅是式子 40,也使用了实前轮舵角δf_act的值。
这种场合,Fx_n、Fy_n的合力围绕实际车辆1重心点G产生的横摆方向的力矩与Mcand_n相一致的Fx_n、Fy_n组虽然存在有2组,但是,当Fxmmax_n<0时,将Fx_n>Fxmmax_n方面的Fx_n决定为Fxcand_n,当Fxmmax_n>0时,将Fx_n<Fxmmax_n时的Fx_n决定为Fcand_n。
通过该S410的处理,在满足式子40的范围内,一面以使得不会变成0>Fxmmax_n>Fxcand_n或0<Fxmmax_n<Fxcand_n,一面使得围绕实际车辆1重心点产生的横摆方向上的力矩与Mcand_n一致或者最接近地来决定Fxcand_n。
接着,进入S412,判断是否0>FFtotal_n>Fxcand_n。而且,当该判断结果为YES时,进入S414,将Fxcand_n的值代入Fxcmd_n。另外,当S412判断结果为NO时,进入S416,将FFtotal_n的值代入Fxcmd_n。据此,决定目标第n轮驱动·制动力Fxcmd。
此后,进入S418,将与Fxcmd_n对应的打滑比决定为目标第n轮打滑比Scmd_n。该处理与图25中S316的处理相同。
以上是本实施方式中的最佳目标第n驱动·制动力决定部241b_n的详细处理。
作为补充,在本实施方式中,替换所述第1实施方式中的条件(3),而使用与所述第2实施方式所说明的条件(3)’相同的条件。其中,这种场合,所述第2实施方式中的车轮特性关系相当于上述式子(40)的椭圆函数。因此,本实施方式中的条件(3)’具体而言,是如下所述的条件,即,按照上述式子(40),是在第n轮Wn可能产生的驱动·制动力的值的范围内的值,而且按照该车轮特性关系而在第n轮Wn可能产生路面反向力,通过该路面反向力之中的其驱动·制动力成分与Fxcmd_n相等的路面反向力,围绕实际车辆1重心点G产生横摆方向的力矩,该力矩尽可能与所述Mcand_n一致或接近(与Mcand_n之差的绝对值为最小)。而且,在该条件(3)’与所述条件(1)、(2)之中,所述条件(1)为最上位的条件,条件(2)为下一位的条件,按照优先顺序满足这些条件(1)、(2)、(3)’地来决定目标第n轮驱动·制动力Fxcmd_n。这种场合,通过到所述S410的处理,其结果是,在满足条件(2)的范围内,以尽可能满足条件(3)’地,来决定Fxcmd_n。此外,通过S412~S416处理,以满足最优先的条件(1)地来决定Fxcmd_n。
下面,说明所述第1~第4实施方式的几个变形例。
[变形例1]
在所述第1~第4实施方式中,作为标准状态量,虽然使用了标准横摆比率γd和标准车辆重心点侧滑角βd,但是,也可以如下所述。例如,通过标准动态特性模型,只将标准横摆比率γd作为标准状态量,来逐步求解。而且,也可以使得作为实横摆比率γact和其标准横摆比率γd之差的状态量偏差γerr接近于0地,来操作标准动态特性模型与实际车辆1的执行装置3。这种场合,替换由上述式子(1)表示的标准动态特性模型16,例如,可以通过图28所示的标准动态特性模型56,来逐步决定标准横摆比率γd。
以下,进一步详细说明图28中的标准动态特性模型56。在每一控制处理周期,操舵角θh、实行驶速度Vact、和作为标准动态特性模型56的操作用控制输入(使γerr接近于0的控制输入)的假想外力力矩(横摆方向上的力矩)Mvir被逐步输入给该标准动态特性模型56。另外,θh和Vact为最新值(此次值),Mvir为上次值。
而且,标准动态特性模型56,首先,根据所输入的θh、Vact,并通过整定目标值决定用图表56a,来求出整定目标横摆比率γ∞。该整定目标横摆比率γ∞是表示:θh和Vact被固定维持在各自的输入值时的模型车辆(本实施方式中的标准动态特性模型56下的车辆)的横摆比率的收敛值。另外,整定目标值决定用图表56a最好是根据推定摩擦系数μestm来设定。
接着,标准横摆比率γd的上次值(由标准动态特性模型56在上次的控制处理周期求得的值)、和所述整定目标横摆比率γ∞被输入给飞轮跟踪则56b。而且,通过该飞轮跟踪控制则56b,决定飞轮用FB力矩Mfb。在此,在本实施方式中,通过水平的飞轮(转轴为竖直方向的轴时的飞轮)的转动运动,来表示模型车辆的横摆方向上的转动运动。而且,将该飞轮的转动角速度作为标准横摆比率γd予以输出。
因此,飞轮跟踪则56b,使得其飞轮的转动角速度也即标准横摆比率γd收敛于所述整定目标横摆比率γ∞地,通过反馈控制则(例如比例则、比例·微分则等),来决定作为输入给飞轮的力矩(输入给飞轮的外力的次元控制输入)的所述飞轮用FB力矩Mfb。
此后,标准动态特性模型56,在加法器56c,通过使假想外力力矩Mvir和该Mfb相加,来决定飞轮的输入(力矩)。而且,在处理部56d,用该输入力矩除上飞轮的惯性力矩J,来求出飞轮的转动角加速度。此外,对其转动角加速度进行积分,并将该积分所得到的值(图中,由运算符“1/s”表示其积分)作为标准横摆比率γd予以输出。
另外,飞轮的惯性力矩J的值,例如只要设定成与围绕实际车辆1重心点G的惯性力矩的值相同或大致相同的值即可。或者,也可以使用与实际车辆1行驶同步的值。
以上是标准动态特性模型56的详细处理。
作为补充,关于该变形例1中标准动态特性模型56以外的处理,也可以例如与所述第1实施方式相同。其中,在所述第1实施方式的假想外力决定部20a的处理中,例如,使βerr、βda、βover为0,决定Mvir,并将Mvir反馈给标准动态特性模型56。这种场合,关于γda,例如,可以根据Vact、θh的此次值、以及与γerr对应的Mvir的暂定值Mvirtmp,来预测标准动态特性模型56下的车辆的横摆比率的规定时间后的值,使用其预测值作为γda。或者,例如,也可以使用γact的此次值、或者使用γact与γd的线性组合值作为γda。另外,在执行动作FB目标值决定部20b的处理中,使βerr为0,执行在所述第1实施方式中说明的处理。另外,在该变形例1中,不需要标准操作量决定部14的处理。除此之外,与所述第1实施方式所说明的处理相同。
[变形例2]
在所述第1~第4实施方式中,作为与车辆(实际车辆1及模型车辆)的横向并进运动有关的基础的状态量、与转动运动有关的基础的状态量(作为本发明中的第1状态量),使用了车辆重心点侧滑角β、横摆比率γ,但是,也可以使用这些以外的状态量。即,可以通过适当的变换矩阵,从以β和γ作为表述车辆运动的基础的系,转换到以除此之外状态量的一组作为基础的系。
例如,替换车辆重心点侧滑角β,可以使用作为车辆重心点的侧滑速度(行驶速度Vact的横向成分)的车辆侧滑速度Vy。作为补充,在与车辆重心点侧滑角β和横摆比率γ相比,认为车辆的行驶速度Vact的变化相对缓慢,而该行驶速度Vact为一定的场合时,可以通过下式50a、50b,将β以及dβ/dt(β的时间微分值)分别转换成Vy、dVy/dt(Vy的时间微分值)。
Vy=Vact·β    ……50a
dVy/dt=Vact·dβ/dt    ……50b
另外,例如,也可以使用作为车辆重心点的侧滑加速度(Vy的时间变化率)的车辆侧滑加速度αy和横摆比率γ作为基础的状态量。
作为补充,车辆侧滑加速度αy是车辆侧滑速度Vy=Vact·β的时间微分值。即,下式51成立。
αy=d(Vact·β)/dt=dVact/dt·β+Vact·dβ/dt
……51
此外,在与侧滑角β或横摆比率γ相比,认为车辆的行驶速度Vact的变化相对缓慢,而Vact为一定的场合时(视为dVact/dt≈0时),依据上述式子01和式子51,相对近似性地下式52成立。
αy=Vact·dβ/dt=a11·Vact·β+a12·Vact·γ
……52
因此,通过下式53所示的变换式,将以β和γ为基础的系转换成以αy和γ为基础的系。
【数10】
αy γ = a 11 · Vact a 12 · Vact 0 1 · β γ ……式53
如上所述,可以通过适当的矩阵,从以β和γ作为表述车辆运动的基础的系,转换到以Vy和γ作为基础的系、或者以αy和γ作为基础的系等。而且,在如此地转换车辆运动的基础的场合时,所述第1~第5实施方式所说明的与状态量(横摆比率及车辆重心点侧滑角)有关的行列的各要素值虽然与该实施方式不同,但是,除此之外,所述各实施方式中的“车辆重心点侧滑角”可以变换为“车辆侧滑速度Vy”、或者“车辆侧滑加速度”。因此,与所述第1~第5实施方式同样地可以构筑出使用Vy和γ一组或者αy和γ一组作为状态量的实施方式。
另外,也可以替换车辆侧滑加速度αy,而使用车辆的向心加速度(=Vact·γ)加上车辆侧滑加速度αy之后得到的横向加速度αy’(=αy+Vact·γ)。
此外,可以替换在车辆重心点的侧滑角β或侧滑速度Vy,而使用在重心点以外位置(例如后轮的位置)的车辆的侧滑角或侧滑速度、侧滑加速度、或者横向加速度。这种场合,也可以通过适当的矩阵,将车辆运动的表述从以车辆重心点侧滑角β和横摆比率γ作为基础的系,转换到以在车辆的重心点以外位置的车辆的侧滑角或侧滑速度、侧滑加速度、或者横向加速度和横摆比率γ作为基础的系。
另外,即使是所述FB分配则部20的限制对象量,也可以替换实际车辆1或模型车辆的车辆重心点侧滑角β,而使用其重心点的侧滑速度或侧滑加速度、或者横向加速度的预测值或此次值(最新值)、或者滤波值。此外,也可以使用在车辆重心点以外的位置的车辆的侧滑角或侧滑速度、侧滑加速度、或者横向加速度的预测值或此次值(最新值)、或者滤波值作为限制对象量。
[变形例3]
在所述第1~第4实施方式中,作为使状态量偏差γerr、βerr接近于0的模型操作用控制输入,使用了假想外力Mvir、Fvir,但是,车辆模型操作用控制输入并不仅限于假想外力。例如,无论实际车辆1是否具有可操舵全部车轮W1~W4的操舵装置,均将模型车辆的全部车轮作为操舵轮。而且,也可以操作模型车辆的操舵轮的舵角和模型车辆的车轮的驱动·制动力,以使得在模型车辆产生相当于假想外力的路面反向力的补偿量(补正要求量)(进而使状态量偏差接近于0地)。这种场合,当标准动态特性模型为线形系(使标准动态特性模型下的路面反向力不具有饱和特性的系)时,通过操作模型车辆的操舵轮的舵角和模型车辆的车轮的驱动·制动力,可以使之具有:与假想外力施加到模型车辆上的情形同等的效果。
例如,作为表示标准动态特性模型的动态特性的式子,替换上述式子01,可以使用下式60。
【数11】
d dt β d γ d = a 11 a 12 a 21 a 22 · β d γ d + b 1 b 2 · ( δf _ ltd 2 + δf _ fb )
+ b 3 b 4 · δr _ fb + b 5· 0 Fx 2 fb - Fx 1 fb
+ b 6 · 0 Fx 4 fb - Fx 3 fb ……式60
由该式子60表示的标准动态特性模型,是将模型车辆的前轮舵角的补偿量δf_fb、后轮舵角的补偿量(补正要求量)δr_fb、和第1~第4轮驱动·制动力的补偿量(补正要求量)Fx1fb、Fx2fb、Fx3fb、Fx4fb作为模型操作用反馈控制输入的模型。另外,式子60中的a11、a12、a21、a22、b1、b2也可以与上述式子01中的其中所述部分相同。另外,b3、b4例如也可以是b3=2·Kr/(m·Vd)、b4=2·Lr·Kr/I。另外,式子60的右边第4项是模型车辆的前轮驱动·制动力的补偿量Fx1fb、Fx2fb围绕模型车辆重心点而产生的力矩(它是表示:如所述图13所示,在具有4个车轮W1~W4的模型车辆的前轮W1产生Fx1fb的驱动·制动力,而在前轮W2产生Fx2fb的驱动·制动力的场合时,围绕该模型车辆的重心点所产生的力矩)。另外,第5项是模型车辆的后轮驱动·制动力的补偿量Fx3fb、Fx4fb围绕模型车辆重心点而产生的力矩(它是表示:如所述图13所示,在具有4个车轮W1~W4的模型车辆的后轮W3产生Fx3fb的驱动·制动力,而在后轮W4产生Fx4fb的驱动·制动力的场合时,围绕该模型车辆的重心点所产生的力矩)。因此,这些第4项及第5项的系数b5、b6是分别至少根据模型车辆的前轮轮距、后轮轮距来确定的系数。该系数也可以根据模型车辆的前轮舵角或后轮舵角来补正。
在使用由这样的式子60表示的标准动态特性模型时,前轮舵角的补偿量δf_fb的基本值及后轮舵角的补偿量δr_fb的基本值,例如只要使用下式61a、61b来决定即可。式子61a是与上述式子15对应的式子,式子61b是与上述式子17、18a、18b对应的式子。
【数12】
δ f _ fbtmp δ r _ fbtmp = Kmdlstrtmp 11 Kmdlstrtmp 12 Kmdlstrtmp 21 Kmdlstrtmp 22 · β err γ err ……式61a
δ f _ fb δ r _ fb = δ f _ fbtmp δ r _ fbtmp - Kmdlstov 11 Kmdlstrov 12 Kmdlstrov 21 Kmdlstrov 22 · β over γ over ……式61b
δf_fbtmp、δr_fbtmp分别表示前轮舵角的补偿量的暂定值、后轮舵角的补偿量的暂定值,βerr、γerr、βover、γover与所述第1实施方式所说明的相同。
此外,只要计算出相当于所述假想外力补偿力矩Mvir_c的前轮或后轮的舵角的补正部分,并将它加上式子61b右边的演算结果,从而来最终决定前轮舵角的补偿量δf_fb及后轮舵角的补偿量δr_fb即可。
另外,可以使模型车辆的第1~第4轮的驱动·制动力的补偿量(补正要求量)Fx1fb、Fx2fb、Fx3fb、Fx4fb、或者前轮的驱动·制动力的补偿量的差(Fx2fb-Fx1fb)及后轮的驱动·制动力的补偿量的差(Fx2fb-Fx1fb)例如为0。
[其他的变形例]
在所述第1及第2实施方式中,并在执行动作目标值合成部24的各最佳目标第n驱动·制动力决定部241a_n或241b_n用(n=1、2、3、4)的处理中,使用了实前轮侧滑角βf_act、实后轮侧滑角βr_act。但是,替换这些,可以使用实际车辆辆重心点侧滑角βact。或者,可以分别替换βf_act、βr_act,分别使用模型车辆的前轮侧滑角βf_d、后轮侧滑角βr_d,或者替换βf_act、βr_act,使用模型车辆的车辆重心点侧滑角βd。或者,分别替换βf_act、βr_act,使用实际车辆1的各βf_act、βr_act和模型车辆的各βf_d、βr_d的加权平均值,还可以替换βf_act、βr_act,使用实际车辆1的βact和模型车辆的βd的加权平均值。这种场合,可以使其权重具有频率特性(例如作为相位补偿要素而作用的频率特性)。
另外,所述第1~第4实施方式中的各处理部的输入值和输出值(检测值、推定值、目标值等)可以适当地通过滤波器(低通滤波器、高通滤波器、相位补偿要素等)。
另外,在控制装置10的各处理功能部,可以变换处理,或者变更处理的顺序,以使得与第1~第4实施方式等价或者近似等价。
另外,各限制器可以不是以折叠线状的图表反映其输入和输出关系的限制器,例如可以使用以S字状的图表来反映的限制器。
另外,为了提高标准动态特性模型的精度,也可以加入空气阻抗或路面倾斜角等来构成该模型。
另外,在所述各实施方式所使用的各增益,最好是,根据实行驶速度Vact、推定摩擦系数μestm等,逐步变更。
另外,当操舵装置3B为自动操舵装置时,作为进行与γerr、βerr等状态量偏差(本发明中的第1状态量偏差)对应的反馈控制的执行装置,可以只使用操舵装置3B。
另外,当悬架装置3C为自动悬架装置时,作为实际车辆1及模型车辆的第1状态量,可以使用例如车身左右方向的姿势的角度(以下称作侧倾角)或其角速度,并至少将实际车辆1侧倾角的角速度和模型车辆侧倾角的角速度之间的偏差、与实际车辆1侧倾角和模型车辆的侧倾角之间的偏差之中的任意一方作为第1状态量偏差,针对悬架装置3C进行与其偏差对应的反馈控制。这种场合,作为本发明中的第2状态量,最好使用例如侧倾角。
另外,在所述第1~第5实施方式中,以按照它们的优先顺序满足条件(1)、(2)、(3)、或者条件(1)、(2)、(3)’的方式来决定了目标第n轮驱动·制动力Fxcmd_n和目标第n轮打滑比Scmd_n。但是,例如也可以只满足条件(3)或(3)’的方式来决定Fxcmd_n和Scmd_n。或者,可以以按照优先顺序只满足条件(1)、(2)任意一个和条件(3)或(3)’的这2个条件的方式来决定这些Fxcmd_n和Scmd_n。
另外,关于对满足所述条件(1)或(2)用的各车轮W1~W4驱动·制动力或打滑比进行限制的范围,可以替换像“○○以下”(○○表示某临界值)这样的规定,而如“C1乘上○○后得到的值以下”这样地来规定该范围。在此,C1表示补正系数,是被设定在接近于1的值。
另外,在所述第1~第4实施方式中,虽然以4轮的车辆1为例进行了说明,但是,本发明也可以适用在摩托车等车辆方面。
(产业上的可利用性)
综上所述可知,本发明可用在将汽车或摩托车的运动以较高的鲁棒性控制在所希望的运动上的车辆控制方面。

Claims (16)

1.一种车辆的控制装置,其具有:驾驶操作量检测机构,其检测驾驶操作量,而该驾驶操作量是表示由操纵者操纵具有多个车轮的车辆时的该车辆的驾驶操作状态的量;执行装置,其设置于该车辆上,可操作所述车辆的规定的运动;执行装置控制机构,其逐步控制所述执行装置的动作;其特征在于,
设置有:
实际状态量掌握机构,其检测或推定第1实际状态量,该第1实际状态量是指与实际车辆的规定的运动有关的规定的第1状态量的值;
模型状态量决定机构,其至少根据前述所输出的驾驶操作量,来决定第1模型状态量,该第1模型状态量是指与车辆模型下的车辆的规定的运动有关的所述第1状态量的值,而该车辆模型又是作为表示所述车辆的动态特性的模型而预先决定的;
状态量偏差计算机构,其计算出第1状态量偏差,该第1状态量偏差是指前述所检测或推定出的第1实际状态量与前述所决定的第1模型状态量之间的偏差;以及
实际车辆侧状态量偏差应动控制机构及模型侧状态量偏差应动控制机构,其至少根据前述所计算出的第1状态量偏差,按照使该第1状态量偏差接近于0的方式,来分别决定用于操作实际车辆的所述执行装置的实际车辆执行操作用控制输入、和用于操作所述车辆模型下的车辆的规定的运动的车辆模型操作用控制输入;
所述执行装置控制机构是如下所述的机构,即,至少根据前述所决定的实际车辆执行操作用控制输入,来控制所述执行装置的动作;
所述模型状态量决定机构是如下所述的机构,即,至少根据前述所检测出的驾驶操作量和前述所决定的车辆模型操作用控制输入,来决定所述第1模型状态量;
所述模型侧状态量偏差应动控制机构是如下所述的机构,即,根据前述所决定的实际车辆执行操作用控制输入,来求出:在根据该实际车辆执行操作用控制输入而由所述执行装置控制机构控制了所述执行装置的动作时起因于该实际车辆执行操作用控制输入而作用于实际车辆上的外力的推定值;并至少根据所求得的推定值和前述所计算出的第1状态量偏差,来决定所述车辆模型操作用控制输入。
2.根据权利要求1所述的车辆的控制装置,其特征在于,所述模型侧状态量偏差应动控制机构由下述机构构成,即,机构1:至少根据前述所计算出的第1状态量偏差,按照使该第1状态量偏差接近于0的方式来决定所述车辆模型操作用控制输入的基本值,机构2:根据前述所决定的实际车辆执行操作用控制输入,来求出所述推定值,机构3:依据前述所决定的基本值与前述所求得的推定值,来决定所述车辆模型操作用控制输入。
3.根据权利要求1所述的车辆的控制装置,其特征在于,所述实际车辆侧状态量偏差应动控制机构是如下所述的机构,即,至少根据前述所计算出的第1状态量偏差,来决定外力要求量,而该外力要求量是为使该第1状态量偏差接近于0而规定应作用于实际车辆上的外力的量,并根据所决定的外力要求量,来决定所述实际车辆执行操作用控制输入;
所述模型状态量偏差应动控制机构由下述机构构成,即,机构1:至少根据前述所计算出的第1状态量偏差,按照使该第1状态量偏差接近于0的方式来决定所述车辆模型操作用控制输入的基本值,机构2:根据前述所决定的实际车辆执行操作用控制输入,来求出所述推定值,机构3:根据前述所求得的推定值与通过前述所决定的外力要求量而规定的外力间的差,对前述所决定的基本值进行修正,由此来决定所述车辆模型操作用控制输入。
4.根据权利要求3所述的车辆的控制装置,其特征在于,所述实际车辆侧状态量偏差应动控制机构是如下所述的机构,即,当前述所决定的外力要求量处于规定的不灵敏区时,替换该外力要求量而使用该不灵敏区内的规定值,来决定所述实际车辆执行操作用控制输入。
5.根据权利要求1所述的车辆的控制装置,其特征在于,所述推定值是下述外力间的差的推定值,即,该外力间的差是指在所述执行装置控制机构根据前述所决定的实际车辆执行操作用控制输入来控制所述执行装置的动作时作用于实际车辆上的外力、与在将该实际车辆执行操作用控制输入置于0且所述执行装置控制机构控制所述执行装置的动作时作用于实际车辆上的外力间的差。
6.根据权利要求1所述的车辆的控制装置,其特征在于,所述执行装置控制机构是如下所述的机构,即,根据所述实际车辆执行操作用控制输入、与至少根据驾驶操作量而决定的前馈控制输入的合成值,来控制所述执行装置的动作;
所述推定值是下述外力间的差的推定值,即,该外力间的差是指在所述执行装置控制机构根据前述所决定的实际车辆执行操作用控制输入与所述前馈控制输入的合成值来控制所述执行装置的动作时作用于实际车辆上的外力、与在所述执行装置控制机构使用替换所述合成值的所述前馈控制输入来控制所述执行装置的动作时作用于实际车辆上的外力间的差。
7.根据权利要求1所述的车辆的控制装置,其特征在于,所述模型侧状态量偏差应动控制机构由下述机构构成,即,机构1:一面抑制下述限制对象量脱离出规定的容许范围,一面以使得所述第1状态量偏差接近于0地来决定所述车辆模型操作用控制输入的基本值,该限制对象量是根据与实际车辆的运动有关的第2状态量、和与所述车辆模型下的车辆的运动有关的第2状态量之中的至少任意一方来确定其值的;机构2:根据前述所决定的实际车辆执行操作用控制输入,来求出所述推定值;机构3:依据前述所决定的基本值和前述所求得的推定值,来决定所述车辆模型操作用控制输入。
8.根据权利要求1所述的车辆的控制装置,其特征在于,所述实际车辆侧状态量偏差应动控制机构由下述机构构成,即,机构1:一面抑制下述限制对象量脱离出规定的容许范围,一面来决定下述外力要求量,该限制对象量是根据与实际车辆的运动有关的第2状态量、和与所述车辆模型下的车辆的运动有关的第2状态量之中的至少任意一方来确定其值的,而该外力要求量是为使该第1状态量偏差接近于0而规定应作用于实际车辆上的外力的量;机构2:根据所决定的外力要求量,来决定所述实际车辆执行操作用控制输入。
9.根据权利要求7所述的车辆的控制装置,其特征在于,所述模型侧状态量偏差应动控制机构是如下所述的机构,即,根据所述限制对象量从所述容许范围脱离出的脱离量和所述第1状态量偏差,按照使得该脱离量和第1状态量偏差接近于0的方式,来决定所述车辆模型操作用控制输入的基本值。
10.根据权利要求8所述的车辆的控制装置,其特征在于,所述实际车辆侧状态量偏差应动控制机构是如下所述的机构,即,根据所述限制对象量从所述容许范围脱离出的脱离量和所述第1状态量偏差,按照使得该脱离量和第1状态量偏差接近于0的方式,来决定所述外力要求量。
11.根据权利要求7所述的车辆的控制装置,其特征在于,所述第1状态量包含有与车辆的横摆方向转动运动有关的状态量;
所述限制对象量至少包含有下述状态量的值之中的任意一个,即,其1状态量的值是指:实际车辆或所述车辆模型下的车辆的与横向并进运动有关的状态量的最新值、或者对该状态量施以了滤波处理的值、或者该状态量的将来的预测值,其2状态量的值是指:实际车辆或所述车辆模型下的车辆的与横摆方向转动运动有关的状态量的最新值、或者对该状态量施以了滤波处理的值、或者该状态量的将来的预测值。
12.根据权利要求8所述的车辆的控制装置,其特征在于,所述第1状态量包含有与车辆的横摆方向转动运动有关的状态量;
所述限制对象量至少包含有下述状态量的值之中的任意一个,即,其1状态量的值是指:实际车辆或所述车辆模型下的车辆的与横向并进运动有关的状态量的最新值、或者对该状态量施以了滤波处理的值、或者该状态量的将来的预测值,其2状态量的值是指:实际车辆或所述车辆模型下的车辆的与横摆方向转动运动有关的状态量的最新值、或者对该状态量施以了滤波处理的值、或者该状态量的将来的预测值。
13.根据权利要求11所述的车辆的控制装置,其特征在于,所述限制对象量包含:实际车辆或所述车辆模型下的车辆的横摆比率的最新值、或者对该横摆比率施以了滤波处理的值、或者该横摆比率的将来的预测值,以这些值作为与所述横摆方向转动运动有关的状态量;
针对于该横摆比率的所述容许范围是如下所述地来设定的容许范围,即,以作为实际车辆的行车速度的值的实际行车速度越高则该范围越小的方式,至少根据该实际行车速度来设定的。
14.根据权利要求12所述的车辆的控制装置,其特征在于,所述限制对象量包含:实际车辆或所述车辆模型下的车辆的横摆比率的最新值、或者对该横摆比率施以了滤波处理的值、或者该横摆比率的将来的预测值,以这些值作为与所述横摆方向转动运动有关的状态量;
针对于该横摆比率的所述容许范围是如下所述地来设定的容许范围,即,以作为实际车辆的行车速度的值的实际行车速度越高则该范围越小的方式,至少根据该实际行车速度来设定的。
15.根据权利要求11所述的车辆的控制装置,其特征在于,所述限制对象量包含:实际车辆或所述车辆模型下的车辆的与横向并进运动有关的状态量的最新值、或者对该状态量施以了滤波处理的值、或者该状态量的将来的预测值;
所述车辆模型操作用控制输入至少包含围绕车辆模型下的车辆的重心点而产生横摆方向的力矩的控制输入成分。
16.根据权利要求12所述的车辆的控制装置,其特征在于,所述限制对象量包含:实际车辆或所述车辆模型下的车辆的与横向并进运动有关的状态量的最新值、或者对该状态量施以了滤波处理的值、或者该状态量的将来的预测值;
所述车辆模型操作用控制输入至少包含围绕车辆模型下的车辆的重心点而产生横摆方向的力矩的控制输入成分。
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