CN1966320A - 用于车辆的运动控制装置 - Google Patents

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    • B60T2230/00—Monitoring, detecting special vehicle behaviour; Counteracting thereof
    • B60T2230/03—Overturn, rollover

Abstract

一种用于车辆的运动控制装置。在翻转防止控制中，在实际侧向加速度的绝对值处于第一值与第二值之间的相对较早的阶段，内前轮制动力只产生在位于转动轨迹径向内侧上的前轮。当该绝对值达到大于第二值时，除了内前轮制动力，内后轮制动力产生在设置在转动轨迹径向内侧上的后轮中。当该绝对值变得大于第三值时，除了内后轮制动车轮，外轮制动力产生在位于转动轨迹径向外侧上的前轮中。因此，横摇角的增加被抑制，理想的转动轨迹追踪性能可被令人满意地保持。

Description

用于车辆的运动控制装置
技术领域
本发明涉及一种用于车辆的运动控制装置，该装置通过控制施加于车辆车轮的制动力来控制车辆的运动。
背景技术
例如，日本专利申请未审公开(kokai)No.H10-81215中公开的用于车辆的运动控制装置(制动装置)在作用在车辆上的实际侧向加速度(的绝对值)达到等于或高于特定阈值时向设置于转动轨迹的径向外侧上的车轮(例如，前轮)施加制动力(下文称为“外轮制动力”)。采用这种结构，当施加外轮制动力时，将在车辆中产生沿与车辆转动方向相对的方向的偏转力矩，由此，作用在车辆上的实际侧加速的大小减小，并且因此，可防止车辆的过度横摇(rolling)。
不过，当在施加外轮制动力而使在车辆中产生沿与车辆的转动方向相对的方向的偏转(yawing)力矩时，转动的车辆被控制为转向不足的方向。结果，在一些情况下，不能令人满意地保持理想的转动轨迹追踪性能。
为了避免上述缺陷，日本专利申请未审公开(kokai)No.2005-35451中公开的用于车辆的运动控制装置在作用在车辆上的实际侧向加速度(的绝对值)等于或高于第一阈值但是不大于比第一阈值大的第二阈值时仅向在转动轨迹的径向内侧上设置的后轮施加制动力(下文称为“内后轮制动力”)。当虽然施加该内后轮制动力但实际侧向加速度(其绝对值)进一步增加并且达到第二阈值时，类似第一次提及的出版物中公开的装置，该运动控制装置施加外轮制动力。
借助该结构，在横摇角增加的过程中，首先只有内后轮制动力施加于相应车轮。结果，在车辆中产生与车辆转动方向相同方向的偏转力矩，由此可令人满意地保持车辆的理想转动轨迹追踪性能。另外，在位于设置在转动轨迹内侧上的后轮上方的车体的部分上，用于抑制那个部分的高度增加的力(下文指代为“车辆高度减小力”)发生作用，由此抑制横摇角的增加。也就是，可防止车辆的过度横摇，同时令人满意地保持理想转动轨迹的追踪性能。
这里，将说明其中会产生车辆高度减小力的机构。这种车辆高度减小力产生的原因是因为连接车轮和车辆主体的悬挂一般具有下述结构，在该结构中，设置在车体侧上的瞬时中心位于相对于车轮中心的上部和前部，其在车轮相对于车体运动时有效地发生作用。也就是，当制动力施加于特定车轮时，制动力作用在位于车体侧上的瞬时中心(相应地，对于车体本身)，围绕瞬时中心的力矩作用在该车轮上。因为车轮中心和瞬时中心之间的上述位置关系，该力矩沿减小车轮中心与瞬时中心之间的垂直距离的方向发生作用。结果，用于抑制位于车体侧上(相应地，位于这一车轮的上方的一部分车体)的瞬时中心的高度增加的力(也就是，车辆高度减小力)作用在那部分上。采用这种方式，当制动力施加于特定车轮时，车辆高度减小力作用在车体的位于该车轮上方的一部分上。
一般地，当车辆处于减速状态时，施加在前轮上的负载由于作用在车辆上的惯性力而增加。相应地，当车辆处于减速状态时，与制动力施加于后轮的情况相比，在将制动力施加于前轮时可有效地在车辆中产生偏转力矩。另外，当制动力施加于设置在转动轨迹径向内侧上的驱动轮时，由于受驱动状态下的差速器的动作，分配至位于转动轨迹径向外侧上的驱动轮的一部分驱动力增加，从而有效地产生与转动方向相同的方向的偏转力矩。鉴于上述内容，理想的转动轨迹追踪性能预期可被更令人满意地保持，如果替代内后轮制动力，那么一个力(下文称之为“内前轮制动力”)首先仅施加于在转动轨迹径向内侧上设置的前轮。也就是，第二次提及的出版物中公开的装置在正确地保持理想转动轨迹追踪性能方面具有改善的空间。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种用于车辆的运动控制装置，其可防止车辆过度横摇，同时令人满意地保持理想的转动轨迹追踪性能。
根据本发明的用于车辆的运动控制装置包括确定装置(转动状态确定装置)，用于确定车辆是否处于转动状态；获取装置(指标获取装置)，用于获取表示车辆横摇过度的趋势程度的指标值(过度横摇发生趋势指标)；以及第一控制装置(内前轮制动力控制装置)，用于在车辆处于转动状态下以及指标值等于或大于预定第一值(由过度横摇发生趋势指标表示的过度偏转趋势程度达到等于或大于预定第一程度)时仅向(设置在转动轨迹径向内侧上的)转动方向的内侧处的前轮施加第一制动力(也就是，上述内前轮制动力)。
过度横摇发生趋势指标是基于下述值中的至少一个而得到的值，但是并不局限于此，这些值包括侧向加速度(作用在车辆上的加速度沿车体侧向方向的分量)；作用在车辆上的偏转率；车辆的横摇角；横摇角速度，该角速度为横摇角随时间的变化率；转向轮的操作量，该转向轮改变车辆的可转向车轮的转向角；转向轮的操作速度(例如，根据这些值中的任意一个确定的值，或者根据这些值的两个或多个确定的值)。
借助上述结构，当车辆横摇过度的趋势程度达到等于或大于预定第一程度时，内前轮制动力仅施加于转动轨迹径向内侧上的前轮。该内前轮制动力用作上述车辆高度减小力，该力抑制位于设置在转动轨迹径向内侧上的前轮上方的车体的一部分的高度的增加。相应地，车体横摇角的增加可被抑制，由此，车辆被防止过度横摇。
另外，通过施加该内前轮制动力，偏转力矩沿与转动方向相同的方向产生在车辆中，由此可令人满意地保持理想的转动轨迹追踪性能。尤其，内前轮制动力作用在其负载在加速状态下增加的那个前轮上。相应地，与在第二次提到的出版物中记载的装置的情况相比，在施加内前轮制动力时，与转动方向相同的方向的偏转力矩可更有效地产生，在第二次提到的出版物中，上述内后轮制动力施加于相应的后轮。结果，与第二次提到的出版物记载的装置相比，可更令人满意地保持理想的转动轨迹追踪性能。
优选地，内前轮制动力控制装置配置成根据过度横摇的趋势程度改变内前轮制动力，该趋势程度由过度横摇发生趋势指标表示。该结构使得内前轮制动力随着过度横摇的趋势程度增加。相应地，内前轮制动力可根据产生过度横摇被防止的程度设定为适当(正好)的程度。
另外，优选地，本发明的运动控制装置应用于其前轮为驱动轮的车辆。当本发明的运动控制装置应用于具有四个车轮的车辆时，车辆优选地为前轮驱动车辆或四轮驱动车辆。
一般地，左和右轮经由差速器连接在一起。当左和右轮是驱动轮时，来自驱动源的驱动力通过差速器的作用被正确地分配至左和右车轮。如果驱动力从驱动源传送至差速器并且制动力仅被施加于左和右轮之一，那么被分配至没有施加制动力的另一车轮的驱动力的比例由于差速器的作用而增加。
因此，在前轮是驱动轮的情况下，如果驱动力从驱动源传送至前轮侧差速器并且制动力仅被施加于设置在转动轨迹径向内侧上的前轮，那么被分配至设置在转动轨迹径向外侧上的前轮的驱动力的比例由于前轮侧差速器的作用而增加。这意味着沿与转动方向相同的方向在车辆中产生的偏转力矩增加。相应地，当内前轮制动力在如上所述的结构中前轮作为驱动轮的情况下时，由于差速器的作用，与转动方向相同的方向的偏转力矩可在驱动状态(驱动力从驱动源传送至驱动轮时所处的状态)下更有效地产生。结果，理想的转动轨迹追踪性能可被更加令人满意地保持。
优选地，本发明的运动控制装置还包括第二控制装置(内后轮制动力控制装置)，用于当车辆处于转动状态下并且指标值等于或着大于比预定第一值大的预定第二值(由过度横摇发生趋势指标表示的过度横摇趋势程度达到等于或者大于比预定第一程度大的预定第二程度)时向设置在转动轨迹径向内侧上的后轮施加第二制动力(也就是，上述内后轮制动力)。
一般地，在许多情况下，当车辆横摇过度时，车体高度在设置于转动轨迹径向外侧上的车体的前部处达到最小值，在设置于转动轨迹径向内侧上的车体的后部处达到最大值。上述结构以这一理解作为基础。也就是，即使在施加上述内前轮制动力之后、在过度横摇的趋势程度增加的情况下，上述内后轮制动力(除了内前轮制动力)被施加，从而抑制设置在转动轨迹径向内径上的车体的后部的高度的增加，由此更有效地防止车辆出现过度横摇。此外，由于与转动方向相同的方向的偏转力矩产生在车辆中，所以理想的转动轨迹追踪性能可被更加令人满意地保持。
在这种情况下，优选地，内后轮制动力控制装置配置成根据由过度横摇发生趋势指标表示的过度横摇趋势程度改变内后轮制动力。该配置使得内后轮制动力能够随着过度横摇趋势程度实现增加。相应地，内后轮制动力可根据防止过度横摇发生的程度设定为适当(正好)的程度。
优选地，如上所述包括内后轮制动力控制装置的本发明的运动控制装置还包括第三控制装置(外轮制动力控制装置)，用于在车辆处于转动状态以及指标值等于或大于比预定第一值大的预定第三值时、将第三制动力(也就是，上述外轮制动力)施加于在(设置在转动轨迹径向外侧上的)转动方向的外侧处的至少一个车轮上(由过度横摇发生趋势指标表示的过度横摇的趋势程度达到等于或者大于比预定第一程度大的预定第三程度)。与预定第三程度对应的过度横摇趋势程度可设定为等于与预定第二程度对应的过度横摇趋势程度。
如上所述，当施加内前轮制动力或内后轮制动力时，横摇角的增加可借助上述车辆高度减小力而被防止。但是，施加内前轮制动力或内后轮制动力会导致在车辆中沿与转动方向相同的方向产生偏转力矩以及作用在车辆上的离心力增加。相应地，单独地施加内前轮制动力或内后轮制动力会导致车体横摇角的增加，尤其因为转动轨迹径向外侧上的车体高度的减小。
比较来说，当运动控制装置配置成当过度横摇的趋势程度如上所述达到等于或大于预定第三程度时施加外轮制动力，偏转力矩可沿与转动方向相对的方向产生，从而抵消(至少部分地抵消)当施加内前轮制动力或内后轮制动力时产生的沿与转动方向相同的方向的偏转力矩。结果，尤其由转动轨迹径向外侧上的车体的高度减小导致的车辆横摇角的增加被抑制，过度横摇的产生可被更有效地防止。
在这种情况下，优选地，与预定第三程度对应的过度横摇的趋势程度被设定为大于与预定第二程度对应的过度横摇的趋势程度。借助该结构，在过度横摇的趋势程度增加的过程中，在开始施加内后轮制动力之后，开始施加外轮制动力。相应地，在设置于转动轨迹径向内侧上的车体的后部的高度增加被可靠地抑制的状态下，开始施加外轮制动力，由此可更可靠地防止产生过度横摇。
优选地，外轮制动力控制装置被配置成将外轮制动力施加于设置在转动轨迹径向外侧上的前轮，其中前轮用作“设置在转动轨迹径向外侧上的至少一个车轮”。当车轮处于减速状态时，施加在前轮上的负载由于作用在车辆的惯性力而增加。因此，如果制动力施加于前轮，那么制动力将有效地用作使车辆减速的减速力。相应地，当运动控制装置被配置成如上所述向设置在转动轨迹径向外侧上的前轮施加外轮制动力时，沿与车辆的转动方向相对的方向的偏转力矩的作用和减速力的作用会共同地进一步减小作用在车辆上的实际侧向加速度。结果，在车辆中产生的过度横摇可被更有效地防止。
优选地，外轮制动力控制装置被配置成根据由过度横摇发生趋势指标表示的过度横摇的趋势程度改变外轮制动力。该结构使外轮制动力能够随着过度横摇的趋势程度而增加。相应地，外轮制动力可根据过度横摇的产生被防止的程度而设定为适当(正好)的程度。
优选地，第一控制装置(内前轮制动力控制装置)配置成设定第一制动力(内前轮制动力)使得在指标值处于第二值与第三值之间的范围中时、随着指标值的增加、第一制动力减小。借助该结构，通过施加内前轮制动力产生的与转动方向相同的方向的偏转力矩被减小。结果，可更有效地防止产生过度横摇
附图说明
本发明的各种其他目的、特征以及许多附属优势将会易于理解，这些内容结合附图并且参照优选实施例的随后详细说明将会得到更好地理解，其中：
图1是根据本发明一项实施例的装配有用于车辆的运动控制装置的车辆的示意图；
图2是图1所示的制动液压控制器的示意图；
图3是示出施加于车辆的每个车轮的实例制动力的示意图，该力在执行翻转防止控制并且车辆沿(从车辆的上方观看的)逆时针方向转动的情况下施加；
图4是示出图1所示CPU计算轮速和其他参数所采用的程序的流程图；
图5是示出图1所示CPU计算侧向加速度偏差所采用的程序的流程图；
图6是示出图1所示CPU在OS-US抑制控制期间计算目标滑移率所采用的程序的流程图；
图7是示出图1所示CPU在翻转防止控制期间计算目标滑移率所采用的程序的流程图；
图8是示出图1所示CPU设定控制模式所采用的程序的流程图；
图9是示出图1所示CPU控制施加于车辆的每个车轮的制动力所采用的程序的流程图；以及
图10是示出根据图1所示的实施例的改进方案的用于车辆的运动控制装置的CPU计算横摇角所采用的程序的流程图。
具体实施方式
下面将参照附图说明根据本发明的车用运动控制装置的实施例。图1示意性地示出安装有根据本发明实施例的车辆运动控制装置10的车辆。所示的车辆是具有两个前轮(前左轮FL和前右轮FR)和两个后轮(后左轮RL和后右轮RR)的四轮驱动车辆，该前轮为可转向的驱动轮，该后轮为不可转向的非驱动轮(从动轮)。
该车辆运动控制装置10具有用于使可转向轮FL和FR转向的前轮转向机构部分20；产生驱动力并且将其传送至驱动轮FL和FR的驱动力传送机构部分30；用于通过制动液压在每个车轮中产生制动力的制动液压控制器40；包括各种传感器的传感器部分50；以及电子控制器60。
前轮转向机构20包括转向轮21、与转向轮21共同可转动的转向杆22、连接于转向杆22的转向致动器23、以及连接机构24，该连接机构包括通过转向致动器23移动至车体的左部和右部的拉杆并且可通过拉杆的移动使可移动车轮FL和FR转动。
驱动力机构部分30包括产生驱动力的发动机31；节流阀致动器32，该致动器包括对设置在发动机31进气管31a中的节流阀TH开度进行控制的DC马达，该DC马达使进气管31a的开启横截面面积发生变化；燃料注射装置33，该装置包括在发动机31的未示出的进气口的附近喷洒燃料的未示出的燃料喷射器；连接于发动机31的输出轴的变速器34；以及差动齿轮35，该齿轮将从变速器34传送的驱动力分布在两个前轮FR和FL之间。
如图2示意性所示，制动液压控制器40包括高压产生部分41；制动液压产生部分42，该部分响应于制动踏板BP的操作力而产生制动液压；用于前右轮FR的制动液压调节器43；用于前左轮FL的制动液压调节器44；用于后右轮RR的制动液压调节器45；以及用于后左轮RL的制动液压调节器46。制动液压调节器43、制动液压调节器44、制动液压调节器45和制动液压调节器46可调节供应至对应轮缸Wfr、Wfl、Wrr和Wrl的制动液压，这些轮缸分别安装在车轮FR、FL、RR和RL上。
高压产生部分41包括电动机M；液压泵HP，该泵由电动机M驱动并且增加来自蓄液器RS的制动液体的压力；以及存储器(accumulator)Acc，该存储器通过单向阀CVH连接于液压泵HP的排出侧并且存储由液压泵HP增加压力的制动液体。
制动液压产生部分42包括液压助力器HB，该助力器响应于制动踏板BP的操作而进行操作；以及主缸MC，该主缸连接于液压助力器HB。液压助力器HB利用由液压高压产生部分41供给的高压以预定比率促进制动踏板BP的操作力并且将所促进的操作力传送至主缸MC。
控制阀SA1为三口二位电磁阀，该阀设置在主缸MC、用于前右轮FR的制动液压调节器43的上游侧和用于前左轮FL的制动液压液压调节器44的上游侧之间。类似地，控制阀SA2也是一个三口二位电磁阀，该控制阀设置在液压助力器HB、用于后右轮RR的制动液压调节器45的上游侧和用于后左轮RL的制动液压液压调节器46的上游侧。切换阀STR为二口二位的通常关闭的电磁阀，该阀设置在高压产生部分41与控制阀SA1和SA2之间。
采用这种结构，当控制阀SA1处于其第一位置(非激活状态下的位置)时，主缸液压被供给至用于前右轮FR的制动液压调节器43的上游侧以及用于前左轮FL的制动液压调节器44的上游侧，当控制阀SA1处于其第二位置(处于激活状态下的位置)并且切换阀STR处于其第二位置(与激活状态对应的位置)时，高压产生部分41中产生的高压被供给至制动液压调节器43的上游侧以及制动液压调节器44的上游侧。
类似地，当控制阀SA2处于其第一位置时，来自液压助力器HB的控制器(regulator)液压被供给至用于后右轮RR的制动液压调节器45的上游侧以及用于后左轮RL的制动液压调节器46的上游侧，当控制阀SA2处于其第二位置并且切换阀STR处于其第二位置时，高压产生部分41中产生的高压被供给至制动液压调节器45的上游侧以及制动液压调节器46的上游侧。
用于前右轮FR的制动液压调节器43包括压力增加阀PUfr，该阀为二口二位的通常为开启的电磁阀，以及压力减小阀PDfr，该阀为二口二位的通常为关闭的电磁阀。
采用这种结构，当压力增加阀PUfr和压力减小阀PDfr都处于其第一位置时，轮缸Wfr内部的制动液压通过将用于前右轮FR的制动液压调节器43的上游侧上的液压供给至轮缸Wfr的内部而增加。当压力增加阀PUfr处于其第二位置并且压力减小阀PDfr处于其第一位置时，不考虑用于前右轮FR的制动液压调节器43的上游侧中的液压，轮缸Wfr中那时的液压得以保持。另外，当压力增加阀PUfr和压力减小阀PDfr都处于其第二位置时，轮缸Wfr中的压力由制动液从轮缸Wfr中返回到蓄液器RS而减小。
类似地，用于前左轮FL的制动液压调节器44、用于后右轮RR的制动液压调节器45和用于后左轮RL的制动液压调节器46分别包括压力增加阀PUfl和压力减小阀PDfl、压力增加阀PUrr和压力减小阀PDrr，以及压力增加阀PUrl和压力减小阀PDrl。
采用上述结构，当所有的电磁阀都处于它们的第一位置时，制动液压控制器40将与制动踏板BP的操作力相对应的制动液压供给至每个轮缸。在该状态下，例如，通过控制压力增加阀PUrr和压力减小阀PDrr，只在轮缸Wrr中的制动液压可只被减小预定的量。
当制动踏板BP没有被操作时，即其处于释放状态，通过利用由高压产生部分41产生的高压，制动液压控制器40可将仅在轮缸Wfr中的制动液压增加预定的量，同时通过例如将控制阀SA1、转换阀STR和压力增加阀PUfl转换至其第二位置以及控制压力增加阀PUfr和压力减小阀PDfr从而保持轮缸Wfl中的制动液压。
再次参照图1，传感器部分50包括电磁拾取式轮速传感器51fr、51fl、51rr和51rl，它们的每个都输出具有与对应轮FR、FL、RR或RL的转速相对应的频率的信号；转向角传感器52，该传感器检测转向轮21离开中立位置的转动角并且输出表示转向角θs(度)的信号；油门操作传感器53，该传感器检测由司机操作的油门踏板AP的操作量并且输出表示油门踏板AP的操作量Accp的信号；侧向加速度传感器54(用作指标获取装置)，该传感器检测实际侧向加速度，作为过度横摇发生趋势指标，并且输出表示实际侧向加速度Gy(m/s2)的信号，该实际侧向加速度是沿车体的侧向方向测量的、作用在车辆上的实际加速度的分量；制动开关55，该开关检测制动踏板BP是否由司机操作并且输出表示制动操作是否进行的信号；以及车辆高度传感器56fr、56fl、56rr和56rl，它们检测在车轮FR、FL、RR和RL附近的车体的预定部分(车轮部分)的(距离路面的)各个高度并且输出表示车轮部分的车轮高度Hfr、Ffl、Hrr和Hrl的信号。
转向角θs在转向轮21处于其中立位置时为零，当转向轮21从中立位置沿(司机看到的)逆时针方向旋转时，转向角变为正值，并且当转向轮21沿顺时针方向离开中立位置转动时，转向角变为负值。另外，实际侧向加速度Gy在车辆沿(从车辆上部看到的)逆时针方向转动时变为正值，在车辆沿(从车辆上部看到的)顺时针方向转动时变为负值。
电子控制器60是微计算机，该微计算机包括CPU 61；ROM 62，其中具有由CPU 61表(查询表和图)等执行的预先存储程序(程序)、常数等；RAM 63，CPU 61在其中按照需要暂时存储数据；备份RAM 64，其在电源开启时存储数据，在电源切断时保持所存储的数据；包含A/D转换器的接口65等。上述部件由总线相互连接。接口65连接于上述传感器51-56并且将传感器51-56的信号供给至CPU 61，并且其根据CPU 61的指令将各驱动信号输出至电磁阀和制动液压控制器40的马达M、节流阀致动器32以及燃料喷射装置33的每个。
根据本发明的车辆移动控制的概要
根据本发明的车辆运动控制装置10使用下述方程(1)计算目标侧加速度Gyt(m/s2)，该方程为由车辆运动的模型推导出的理论方程。目标侧向加速度Gyt设定为当转向角θs为正值时变为正值，当转向角θs为负值时变为负值。该理论方程表示当车辆在转向角和车体速度都为常数的状态下(在稳定圆形转动期间)转动时的作用在车辆上的侧向加速的理论值。
Gyt＝(Vso2·θs)/(n·L)·(1/(1+Kh·Vso2))        (1)
在上述方程(1)中，Vso是推算的车体速度(m/s)，该速度如下所述进行计算。n是传动比(常数值)，其作为转向轮21的转动角的变化与可转向轮FL和FR的转向角的变化的比值。L是车辆的车轮基部(m)，该值是由车体确定的固定值。Kh是稳定性因数(s2/m2)，该因数是由车体确定的固定值。
根据下述方程(2)，本装置计算侧向加速度偏差ΔGy(m/s2)，其为如上所述计算的目标侧向加速度Gyt的绝对值与借助侧向加速度传感器54检测的实际侧向速度Gy的绝对值之间的偏差或差值。
ΔGy＝|Gyt|-|Gy|             (2)
<转向不足抑制控制>
当侧向加速度偏差ΔGy的值为正值时，车辆处于实际转动半径大于由在下述假设下确定的转动半径的状态，该假设为在车辆中产生目标侧向加速度Gyt(下文称之为“转向不足状态”)。因此，当侧向加速度偏差ΔGy等于或高于预定正值ΔGy1时，本装置确定车辆处于转向不足状态并且执行用于抑制转向不足状态的转向不足抑制控制(下文称之为“US抑制控制”)。
具体地说，本装置产生预定制动力，该制动力对应于只在设置于转动轨迹径向内侧上的后轮中的侧向加速度偏差ΔGy的值，并且本装置强迫地在车辆中产生沿与转动方向相同的方向的偏转力矩。由于该偏转力矩，实际侧向加速度Gy的绝对值增加，实际侧向加速度Gy被控制以接近目标侧向加速度Gyt。
<过度转向抑制控制>
比较来说，当侧向加速度偏差值ΔGy为负的时，车辆处于实际转动半径小于在目标侧向加速度Gyt产生于车辆中这一假设下确定的转动半径的状态(下文称之为“过度转向状态”)。因此，当侧向加速度偏差ΔGy等于或者小于预定的负值(-ΔGy1)时，本装置确定该车辆处于过度转向状态并且执行用于抑制该过度转向状态的过度转向抑制控制(下文称之为“OS抑制控制”)。
具体地说，本装置产生预定的制动力，该力对应于只在设置于转动轨迹径向外侧上的前轮中的侧向加速度偏差值ΔGy，并且强迫地在车辆中沿与车辆转动方向相对的方向产生偏转力矩。由于该偏转力矩，实际侧向加速度Gy的绝对值减小，实际侧向加速度Gy被控制以接近目标侧向加速Gyt。
采用这种方式，通过执行转向不足抑制控制或者过度转向抑制控制，本装置产生偏转力矩的方向使得实际侧向加速度Gy接近目标侧向加速度Gyt，其根据上述方程(1)进行计算。
<翻转防止控制>
当借助侧向加速度传感器54检测到的实际侧向加速度Gy的绝对值|Gy|(车辆过度横摇的趋势或可能性)等于或大于翻转(rollover)防止控制启动参考值Gyth(在本实施例中，该值等同于下文将要说明的第一参考值Gy1)，本装置确定车辆趋向于过度横摇，并且执行翻转防止控制，用于根据实际侧向加速度的绝对值|Gy|抑制(减小)横摇角的增加。明显地，当翻转防止控制执行时(即，实际侧向加速度Gy的绝对值|Gy|等于或高于翻转防止控制启动参考值Gyth)时，上述转向不足抑制控制和过度转向抑制控制没有执行。换句话说，翻转防止控制执行的优先级高于转向不足抑制控制和过度转向抑制控制。
翻转防止控制将在下文参照图3进行更详细地描述。图3是示出在车辆沿(从车辆上方看的)逆时针方向转动时、翻转防止控制执行的情况下施加于车轮的实例制动力的示意图。
如图3所示，当实际侧向加速度的绝对值|Gy|等于或大于翻转防止控制启动参考值Gyth(＝第一参考值Gy1)时，本装置首先使对应于实际侧向加速度的绝对值|Gy|的制动力(内前轮制动力)仅产生在设置于转动轨迹径向内侧上的前轮(图3中的前左轮FL)中产生，如图3(a)所示。第一参考值Gy1对应于预定的第一程度。
在实际侧向加速度的绝对值|Gy|处于第一参考值Gy1与大于第一参考值Gy1的第二参考值Gy2之间的范围中时、随着实际侧向加速度的绝对值|Gy|增加、内前轮制动力被设定为从零以预定斜率增加至特定值，并且在实际侧向加速度的绝对值|Gy|处于第二参考至Gy2与大于第二参考值Gy2的第三参考值Gy3之间的范围中时、随着实际侧向加速度的绝对值|Gy|的增加、内前轮制动力被设定为从特定值以预定斜率减小至零。第二参考值Gy2对应于预定的第二程度，第三参考值Gy3对应于预定的第三程度。
由于施加内前轮制动力，上述车辆高度减小力产生在设置于转动轨迹径向内侧上的车体的前部分处。因此，设置在转动轨迹径向内侧上的车体前部分的高度被防止增加，由此抑制车体横摇角的增加。另外，由于内前轮制动力施加于其负载在减速状态下增加的那一前轮，所以在施加内前轮制动力时，偏转力矩沿与车辆转动方向相同的方向有效地产生在车辆中。因此，车辆的理想转动轨迹追踪性能得以令人满意地保持。
而且，该车辆属于前轮驱动类型。因此，当来自发动机31的驱动力被传送至差动齿轮35(参见图1)且同时施加内前轮制动力时，差动齿轮35以较大的比例将驱动力分配至设置于转动轨迹径向外侧上的前轮(图3中的前右轮FR)。这意味着在车辆中沿与车辆转动方向相同的方向的偏转力矩增加。因此，当内前轮制动力在驱动状态下被施加时，由于差动齿轮35的作用，可更有效地产生沿与车辆转动方向相同的方向的偏转力矩。因此，车辆的理想转动轨迹追踪性能可被更加令人满意地保持。
如上所述，上述内前轮制动力由于实际侧向加速度的绝对值|Gy|达到等于或者大于第一参考值Gy1而被施加。但是，当实际侧向加速度的绝对值|Gy|仍然达到第二参考值Gy2时，本装置产生一制动力(内后轮制动力)，该制动力对应于在位于转动轨迹径向内侧上的后轮(图3的后左轮RL)中的实际侧向加速度的绝对值|Gy|，如图3(b)所示。
随着实际侧向加速度的绝对值|Gy|从第二参考值Gy2增加，内后轮制动力被设定为从零以预定斜率增加至上限fr，并且即使在实际侧向加速度的绝对值|Gy|进一步增加时也保持在上限fr。由于施加内后轮制动力，所以上述车辆高度减小力产生在位于转动轨迹径向内侧上的车体的后部处。结果，位于转动轨迹径向内侧上的车体后部处的高度减小，由此抑制车体的横摇角的增加。而且，通过施加内后轮制动力，偏转力矩沿与车辆转动方向相同的方向产生在车辆中。因此，车辆的理想转动轨迹追踪性能可被令人满意地保持。
如上所述，由于实际侧向加速度的绝对值|Gy|等于或大于第二参考值Gy2，所以上述内后轮制动力被施加。但是，当实际侧向加速度的绝对值|Gy|。仍然达到第三参考值Gy3时，本发明产生预定制动力(外轮制动力)，该制动力对应于在位于转动轨迹径向外侧上的前轮(图3的前右轮FR)中的实际侧向加速度的绝对值|Gy|，如图3(c)所示
随着实际侧向加速度的绝对值|Gy|从第三参考值Gy3增加，外轮制动力被设定为从零以预定斜率增加至上限ff，并且即使在实际侧向加速度的绝对值|Gy|进一步增加时仍保持在上限ff。由于施加外轮制动力，所以偏转力矩被强迫地产生在与车辆转动方向相对的方向。因此，实际侧向加速度的绝对值|Gy|减小，由此抑制车体横摇角的增加。
如上所述，在用做过度横摇发生趋势指标的实际侧向加速度的绝对值|Gy|达到等于或者大于翻转防止控制启动参考值Gyth(＝第一参考值Gy1)的情况下，本装置在实际侧向加速度的绝对值|Gy|小于第二参考值Gy2的早期阶段、根据实际侧向加速度的绝对值|Gy|只产生内前轮制动力；除了内前轮制动力，在实际侧向加速度的绝对值|Gy|等于或大于第二参考值Gy2但是不大于第三参考值Gy3的随后阶段、根据实际侧向加速度的绝对值|Gy|还产生内后轮制动力；并且除了内后轮制动力，在实际侧向加速度的绝对值|Gy|等于或大于第三参考值Gy3的阶段(在该阶段，内前轮制动力没有产生)、根据实际侧向加速度的绝对值|Gy|还产生外轮制动力。
采用这种方式，本装置执行US抑制控制、OS抑制控制和翻转防止控制(下文总体地称之为“转动稳定性控制”)，由此向相应车轮施加预定制动力，用于确保车辆的稳定性。此外，当后面所述的抗滑动控制、前后制动力分配控制以及牵引控制中的任何一个也在执行转动稳定性控制期间需要被执行时，本装置考虑将施加于车轮的各制动力从而最终确定将要施加于车轮的制动力，以执行上述控制的任意一个。上面内容是车辆运动控制的概要。
实际操作
根据本发明的具有上述结构的车辆运动控制装置10的实际操作将参照图4至9在下文进行说明，图4至9示出了由电子控制装置60的CPU 61执行的程序的流程图。在流程图中，“**”附属于各个变量、标记或符号的末端，其总体地表示fl、fr、rl和rr，并且表示特定变量标记或符号施加于车辆的所有车轮。例如，轮速Vw**总体地表示前左轮速Vwfl、前右轮速Vwfr、后左轮速Vwrl和后右轮速Vwrr。
在规定的时间间隔中，CPU 61重复地执行图4中的程序，用于计算轮速Vw**和其他参数。在预定的定时，CPU 61从步骤400开始处理程序。CPU 61前进至步骤405并且计算每个车轮的轮速(轮胎外周的速度)Vw**(m/s)。具体地说，CPU 61在每个轮速传感器51**输出信号的频率的基础上计算每个车轮的轮速Vw**。
接下来，CPU 61前进至步骤410并且将推算的车体速度Vso设定为轮速Vw**的最大值。可选择地，推算的车体速度Vso可设定为轮速Vw**的平均值。
接下来，CPU 61前进至步骤415并且根据在步骤410中计算的推算车体速度Vso、步骤405中计算的每个车轮的轮速Vw**的值和步骤415方框中所示的方程计算每个车轮的实际滑移率Sa**。如下文所述，实际滑移率Sa**在计算将要施加于每个车轮的制动力时被使用。
接下来，CPU 61前进至步骤420并且根据下述方程(3)计算推算车体加速度DVso，该加速度是推算车体速度Vso相对于时间的微分。在方程(3)中，Vso1是本程序的早先执行期间在步骤410中计算的预先推算的车体速度，同时Δt表示上述预定间隔，其对应于本程序的计算期间。
DVso＝(Vso-Vso1)/Δt                          (3)
接下来，CPU 61前进至步骤425并且确定借助侧向加速度传感器54检测的实际侧向加速度Gy的值是否等于或高于零。如果实际侧向加速度Gy的值等于或大于零，那么在步骤425中作出“是”的确定，由此CPU 61前进至步骤430并且将转动方向指示标记L设定为“1”。CPU 61随后前进至步骤495并且结束本程序的当前执行。在步骤425进行的确定中，如果实际侧向加速度Gy的值是负的，那么在步骤425中作出“否”的确定，这样CPU 61前进至步骤435并且将转动方向指示标记L设定为“0”。CPU 61随后前进至步骤495并且结束本程序的当前执行。
这里，转动方向指示标记L在其值为“1”时表示车辆沿(从车辆上部看的)逆时针方向转动，当其值为“0”时表示车辆沿(从车辆上部看的)顺时针转动。相应地，车辆的转动方向由转动方向指示标记L的值进行说明。
接下来，将说明侧向加速度偏差的计算。CPU 61重复地以预定间隔执行图5所示的程序。在预定的定时，CPU 61开始从步骤500进行程序的进程。CPU 61前进至步骤505并且根据借助转向角传感器52检测的转向角θs的值、图4的步骤410中计算的推算车体速度Vso的值以及与上述方程(1)右侧对应的步骤505的方框中示出的方程计算目标侧向加速度Gyt。
接下来，CPU 61前进至步骤510并且根据步骤505中计算的目标侧向加速度Gyt的值、借助侧向加速度传感器54检测的实际侧向加速度Gy的值以及与上述方程(2)右侧对应的步骤510的方框中示出的方程计算侧向加速度偏差ΔGy。CPU 61随后前进至步骤505并且结束本程序的目前执行。
接下来，将说明每个车轮的目标滑移率的计算，需要使用该值确定当只有上述OS-US抑制控制被执行时将要施加于每个车轮的制动力。CPU61重复地以预定的间隔执行图6所示的程序。在预定的定时，CPU 61从步骤600开始该程序的进程。CPU 61前进至步骤605并且确定借助侧向加速度传感器54检测的实际侧向加速度Gy的绝对值|Gy|是否小于上述翻转防止控制启动参考值Gyth(＝第一参考值Gy1)。如果在步骤605中作出“否”的确定，那么CPU 61会立刻前进至步骤695并且结束本程序的当前执行。这对应于对执行翻转防止控制给定较高优先级的情况。
这里，在实际侧向加速度的绝对值|Gy|小于翻转防止控制启动参考值Gyth的假设下，继续进行说明。在这种情况下，CPU 61在步骤605作出“是”的确定，并且前进至步骤610，从而根据在图5的步骤510中计算的侧向加速度偏差ΔGy的绝对值和步骤610的方框中示出的图表计算对应于偏转力矩大小的控制量Gou，该偏转力矩应该在车辆中由OS-US抑制控制产生。
如步骤610的方框中记载的图表所示，当侧向加速度偏差ΔGy的绝对值小于或等于值ΔGy1时，控制量Gou被设定为零。当侧向加速度偏差ΔGy的绝对值大于或等于ΔGy1但是不大于值ΔGy2时、随着侧向加速度偏差ΔGy的绝对值从值ΔGy1增加至值ΔGy2、控制量Gou被设定以从零线性增加至上限G1。当侧向加速度偏差ΔGy的绝对值等于或者大于值ΔGy2时，控制量Gou被保持在上限G1。换句话说，当侧向加速度偏差ΔGy的绝对值小于值ΔGy1时，OS-US抑制控制没有执行，反而当侧向加速度偏差ΔGy的绝对值等于或大于值ΔGy1时，控制量Gou根据侧向加速度偏差ΔGy并且参照步骤610的方框中示出的图表进行确定。
接下来，CPU 61前进至步骤615并且确定在图5的步骤510中计算的侧向加速度偏差ΔGy的值是否等于或大于零。如果侧向加速度偏差ΔGy的值等于或大于零(实际上，侧向加速度偏差ΔGy的值等于或大于ΔGy1)，那么CPU 61如上所述确定车辆处于转向不足状态，并且CPU 61前进至步骤620和随后各步骤，用于计算当上述转向不足抑制控制没有执行时将要使用的每个车轮的目标滑移率。
CPU 61前进至步骤S620从而确定转动方向指示符号L的值是否为“1”。当在步骤620中作出“是”的确定(也就是，车辆沿从车辆上方观看的逆时针方向转动)时，CPU 61前进至步骤625，并且将后左轮RL的目标滑移率Str1设定为通过将系数Kb乘以控制量Gou获得的值。其余车轮FL、FR、RR的目标滑移率Stfl、Stfr和Strr都设定为零。CPU 61随后前进至步骤695并且结束本程序的当前执行。结果，与侧向加速度偏差ΔGy的绝对值|ΔGy|相对应的并且沿与车辆的转动方向相同的方向产生偏转力矩的目标滑移率只为后左轮RL设定，该轮为当车辆沿从车辆上部看的逆时针方向转动时设置在转动轨迹的径向内侧上的后轮。
当转动方向指示标记L在步骤620中设定为“0”时，CPU 61在步骤620中作出“否”的确定，从而前进至步骤630。在步骤630中，CPU 61将后右轮RR的目标滑移率Strr设定为通过系数Kb乘以控制量Gou获得的值。其余车轮FL、FR、RL的目标滑移率Stfl、Stfr和Strl都设定为零。CPU61随后前进至步骤695并且结束本程序的当前执行。结果，与侧向加速度偏差ΔGy的绝对值|ΔGy|相对应的并且沿与车辆的转动方向相同的方向产生偏转力矩的目标滑移率只为后右轮RR设定，该轮为当车辆沿从车辆上部看的逆时针方向转动时设置在转动轨迹的径向内侧上的后轮。
当侧向加速度偏差ΔGy的值在步骤615中被确定为负(实际上，侧向加速度偏差ΔGy的值等于或者小于-ΔGy1)时，CPU 61如上所述确定车辆处于过度转向状态并且CPU 61前进至步骤635和随后各步骤，计算用于执行上述过度转向抑制控制的每个车轮的目标滑移率。
从步骤635到步骤645的处理对应于程序从步骤620到步骤630的上述处理。当前进至步骤640时(也就是，车辆沿从车辆上方看的逆时针方向转动)时，CPU 61将前右轮FR的目标滑移率Stfr设定为通过将系数Kf乘以控制量Gou获得的值。其余车轮FL、RL和RR的目标滑移率Stfl、Strl和Strr都设定为零。CPU 61随后前进至步骤695并且结束本程序的当前执行。结果，与侧向加速度偏差ΔGy的绝对值|ΔGy|相对应的并且沿与车辆的转动方向相对的方向产生偏转力矩的目标滑移率只为前右轮FR设定，该轮为当车辆沿从车辆上部看的逆时针方向转动时设置在转动轨迹的径向外侧上的前轮。
此外，当前进至步骤645时(也就是，车辆沿从车辆上方看的顺时针方向转动)，CPU 61将前左轮FL的目标滑移率Stfl设定为通过将系数Kf乘以控制量Gou获得的值。其余车轮FR、RL和RR的目标滑移率Stfr、Strl和Strr都设定为零。CPU 61随后前进至步骤695并且结束本程序的当前执行。结果，与侧向加速度偏差ΔGy的绝对值|ΔGy|相对应的并且沿与车辆的转动方向相对的方向产生偏转力矩的目标滑移率只为前左轮FL设定，该轮为当车辆沿从车辆上部看的顺时针方向转动时设置在转动轨迹的径向外侧上的前轮。采用这种方式，可确定每个车轮的目标滑移率，需要该值以确定当只有OS-US抑制控制执行时将要施加于每个车轮的制动力。
接下来，将说明用于每个车轮的目标滑移率的计算，该值有必要用于确定当只有上述翻转防止控制执行时将要施加于每个车轮的制动力。CPU61以预定间隔重复地执行图7所示的程序。在预定的定时，CPU 61开始从步骤700处理程序。该程序前进至步骤705并且确定借助侧向加速度传感器54检测的实际侧向加速度Gy的绝对值|Gy|是否等于或大于翻转防止控制启动参考值Gyth。如果在步骤705中作出“否”的确定，那么CPU 61立刻前进至步骤795并且结束本程序的当前执行。在这种情况下，上述翻转防止控制没有执行(OS-US抑制控制可被执行)。
这里，将继续在下述假设下进行说明，该假设即实际侧向加速度Gy的绝对值|Gy|等于或大于翻转防止控制启动参考值Gyth。在这种情况下，CPU 61在步骤705中作出“是”的确认，并且前进至步骤710。在步骤710中，根据借助侧向加速度传感器54检测到的侧向加速度Gy的绝对值|Gy|并且参照与图3(a)至图3(b)所示的曲线图相对应的步骤710的方框示出的图表，CPU 61计算对应于内前轮制动力的控制量Gfi、对应于内后轮制动力的大小的控制量Gri以及对应于外轮制动力的大小的控制量Gfo，这些力必须通过翻转防止控制产生在车辆中。
如步骤710的方框中记载的图表所示，当实际侧向加速度的绝对值|Gy|处于第一参考值Gy1与第二参考值Gy2之间的范围中时、随着实际侧向加速度的绝对值|Gy|增加、控制量Gfi被设定为从零以预定斜率增加至特定值；当实际侧向加速度的绝对值|Gy|处于第二参考值Gy2与第三参考值Gy3之间的范围中时、随着实际侧向加速度的绝对值|Gy|增加、控制量Gfi被设定为从特定值以预定斜率减小至零。随着实际侧向加速度的绝对值|Gy|从第二参考值Gy2增加、控制量Gri设定为从零以预定斜率增加至上限G2，并且即使当实际侧向加速度的绝对值|Gy|进一步增加时也保持在上限G2。随着实际侧向加速度的绝对值|Gy|从第三参考值Gy3增加、控制量Gfo设定为从零以预定斜率增加至上限G3，并且即使当实际侧向加速度的绝对值|Gy|进一步增加时也保持在上限G3。
接下来，CPU 61前进至步骤715并且确定转动方向指示标记L的值是否为“1”。当在步骤715中作出“是”的确定时(也就是，车辆沿从车辆上方看的逆时针方向转动)，CPU 61前进至步骤720，并且将前左轮FL的目标滑移率Stfl设定为通过将系数Kf乘以在步骤710中计算的控制量Gfi获得的值；将前右轮FR的目标滑移率Stfr设定为通过将系数Kf乘以在步骤710中计算的控制量Gfo获得的值；将后左轮RL的目标滑移率Strl设定为通过将系数Kr乘以控制量Gri获得的值；将后右轮RR的目标滑移率Strr设定为零。CPU 61然后前进至步骤795并且结束本程序的当前执行。结果，当车辆沿从车辆上方看的逆时针方向转动时，与内前轮制动力对应的目标滑移率为前左轮FL设定，该前轮对应于设置在转动轨迹径向内侧上的前轮；与内后轮制动力对应的目标滑移率为后左轮RL设定，该后轮对应于设置在转动轨迹径向内侧上的后轮；以及，与外前轮制动力对应的目标滑移率为前右轮FR设定，该前轮对应于设置在转动轨迹径向外侧上的前轮。
当转动方向指示标记L在步骤715确定为“0”时，CPU 61在步骤715中作出“否”的确定，从而前进至步骤725。在步骤725中，CPU 61将前左轮FL的目标滑移率Stfl设定为通过将系数Kf乘以在步骤710中计算的控制量Gfo获得的值；将前右轮FR的目标滑移率Stfr设定为通过将系数Kf乘以在步骤710中计算的控制量Gfi获得的值；将后右轮RR的目标滑移率Strr设定为通过将系数Kr乘以控制量Gri获得的值；将后左轮RL的目标滑移率Strl设定为零。CPU 61然后前进至步骤795并且结束本程序的当前执行。结果，当车辆沿从车辆上方看的顺时针方向转动时，与内前轮制动力对应的目标滑移率为前右轮FR设定，该前轮对应于设置在转动轨迹径向内侧上的前轮；与内后轮制动力对应的目标滑移率为后右轮RR设定，该后轮对应于设置在转动轨迹径向内侧上的后轮；以及，与外轮制动力对应的目标滑移率为前左轮FL设定，该前左轮对应于设置在转动轨迹径向外侧上的前轮。采用这种方式，用于每个车轮的目标滑移率得以确定，该值有必要用于确定当只有翻转防止控制执行时将要施加于每个车轮的制动力。
接下来，将说明对车辆的控制模式进行设定。CPU 61以预定的间隔重复地执行图8所示的程序。在预定的定时，CPU 61开始从步骤800处理。CPU 61前进至步骤805并且确定当前是否需要抗滑动控制。抗滑动控制在制动踏板BP正在操作时、当特定车轮被锁定时减小特定车轮中的制动力。抗滑动控制的详细内容已经公知，因此其详细内容的说明在此省略。
具体地说，在步骤805中，当制动开关55表示制动踏板BP正在被操作并且在图4步骤415中计算的特定车轮的实际滑移率Sa**的值等于或者高于预定的正值时，CPU 61确定抗滑动控制是需要进行的。
当在步骤805中确定需要抗滑动控制时，CPU 61前进至步骤810并且将可变模式的值设定为1从而选择一控制模式，用于执行转动稳定性控制和抗滑动控制。CPU 61然后前进至步骤850。
当在步骤805中确定抗滑动控制并不必需时，CPU 61前进至步骤815并且确定当前是否需要进行前后制动力分配控制。前后制动力分配控制是一种控制形式，其根据在制动踏板BP正在被操作的状态下、在车辆的前后方向的减速大小、减小后轮制动力相对于前轮制动力的比率(分配值)。前后制动力分配控制的详细内容已经公知，因此其详细说明在这里省略。
具体地说，在步骤815中，当制动开关55表示制动踏板BP正在被操作时，在图4的步骤420中计算的推算车体加速度DVso是负值，所推算的车体加速度DVso的绝对值等于或大于预定值，CPU 61确定前后制动力分配控制是必要的。
如果在步骤815中确定前后制动力分配控制是必要的，那么CPU 61前进至步骤820，其将可变模式设定为2，从而选定一控制模式，用于执行转动稳定性控制和前后制动力分配控制，然后前进至步骤850。
当在步骤815中确定前后制动力分配控制不是必要的时，CPU 61前进至步骤825并且确认牵引控制是否在当时是必要的。在制动踏板BP没有被操作时、当沿发动机31产生驱动力的方向进行特定车轮的旋转时，牵引控制将增加施加于特定车轮的制动力或者减小发动机31的驱动力。牵引控制的详细内容已经公知，因此其详细内容的说明在此省略。
具体地说，在步骤825中，当由制动开关55指示制动踏板BP没有被操作并且当在图4的步骤415中计算的特定车轮的实际滑移率Sa**是负值并且实际滑移率Sa**的绝对值等于或大于预定值时，CPU 61确定牵引控制是必要的。
如果在步骤825中确定牵引控制是必要的，那么CPU 61前进至步骤830，其将可变模式设定为3从而选择一控制模式，用于执行转动稳定性控制和牵引控制，并且CPU 61前进至步骤850。
如果在步骤825确定牵引控制不是必要的，那么CPU 61前进至步骤835并且确定上述转动稳定性控制当时是否是必要的。具体地说，在步骤835中，CPU 61确定转动稳定性控制在下述两种情况下是必要的，因为存在一特定车轮，该车轮由图6或7中的程序设定的目标滑移率St**不是零：
情况1：借助侧向加速度传感器54检测的实际侧向加速度Gy的绝对值小于翻转防止控制启动参考值Gyth并且在图5的步骤510中计算的侧向加速度偏差ΔGy的绝对值等于或大于上述ΔGy1(也就是，执行OS-US抑制控制)；以及
情况2：实际侧向加速度Gy的绝对值等于或大于翻转防止控制启动参考值Gyth(也就是，执行翻转防止控制)。
在步骤835中确定转动稳定性控制是必要的，CPU 61前进至步骤840从而将可变模式的值设定为4，由此选择一控制模式，用于仅执行转动稳定性控制(实际上，OS-US抑制控制或翻转防止控制)。随后，CPU 61前进至步骤850。如果在步骤835中确定转动稳定性控制不是必要的，那么CPU61前进至步骤845从而将可变模式的值设定为零，由此选择不执行车辆运动控制的非控制模式，然后前进至步骤850。在这种情况下，应该被控制的特定车轮并不存在。
当CPU 61前进至步骤850时，CPU 61将待控制的车轮的标记CONT**设定为“1”，并且其将没有被控制的未控制车轮的标记CONT**设定为“0”。需要为在步骤850中待控制的车轮控制图2所示的压力增加阀PU**和压力减小阀PD**的至少一个。
相应地，例如，当制动踏板BP没有被操作并且前进至图6的步骤640时，有必要仅增加前右轮FR的轮缸Wfr的制动液压。因此，通过将图2所示的控制阀SA1、切换阀STR和压力增加阀PUfl的每个切换至其第二位置并且控制压力增加阀PUfr和压力减小阀PDfr的每个，只在轮缸Wfr中的制动液压通过利用高压产生部分41产生的高压而增加，同时当时的轮缸Wfl中的制动液压得以保持。相应地，在这种情况下，待控制的车轮包括前右轮FR和前左轮FL。在CPU 61执行步骤850之后，CPU 61前进至步骤895并且结束本程序的当前执行。采用这种方式，控制模式是指定的，待控制的车轮也是指定的。
接下来，将说明施加于每个车轮的制动力的控制。CPU 61重复地以预定的间隔执行图9所示的程序。在预定的定时，CPU 61从步骤900开始处理，并且CPU 61前进至步骤905从而确定可变模式的值是否为0。如果可变模式的值为0，那么CPU 61在步骤905中作出“否”的确定，并且前进至步骤910，在其中，CPU 61将制动液压控制器40中的所有电磁阀设定为关(非激活状态)，因为没有必要执行相对于任何车轮的制动控制。CPU 61然后前进至步骤995并且结束本程序的当前执行。结果，与由司机施加至制动踏板BP的操作力对应的制动液压力被施加于每个轮缸W**。
另一方面，如果在步骤905中确认可变模式不是0，那么CPU在步骤905中作出“否”的确定，并且前进至步骤915，此时其确定可变模式的值是否为4。如果可变模式的值不是4(即，如果抗滑动控制或除了转动稳定性控制的其他类型控制是必要的)，那么CPU 61在步骤915中作出“否”的确定并且前进至步骤920。在步骤920中，每个车轮的标记CONT**的值在图8的步骤850已被设定为“1”，CPU 61校正已在图6或7中设定的目标滑移率St**的值，该值在只有转动稳定性控制执行时是必要的。CPU 61随后前进至步骤925。结果，已经在图6或7中设定的滑移率St**的值对于每个待控制的轮被校正，校正量对应于每个车轮的目标滑移率，其目标滑移率在除了转动稳定性控制之外、与可变模式的值对应的类型的控制被执行时变得必要。
当可变模式的值在步骤915中确定为4时，CPU 61在步骤915中作出“是”的确定，因为其不必要校正图6或7中已经设定的每个车轮的目标滑移率St**，CPU 61直接前进至步骤925。在步骤925，CPU 61根据目标滑移率St**的值、在图4的步骤415中计算的实际滑移率Sa**的值以及步骤925的方框中示出的方程计算待控制的车轮的滑移率偏差ΔSt**，用于所述车轮的标记CONT**在图8的步骤850中已经设定为“1”。
CPU 61随后前进至步骤930并且设定待控制的每个车轮的液压控制模式，即对于每个车轮，CONT**＝1。具体地说，根据在步骤925中已计算的待控制的每个车轮的滑移率偏差ΔSt**以及步骤930的方框中示出的图表，当滑移率偏差ΔSt**超过预定的正参考值时，CPU 61将液压控制模式设定为待控制的每个车轮的“增加压力”，当滑移率偏差ΔSt**的值大于或等于预定的负参考值以及至多是上述正参考值时，其将液压控制模式设定为“保持”，并且当滑移率偏差ΔSt**的值下降低于上述预定负参考值时，其将液压控制模式设定为“减小压力”。
CPU 61然后前进至步骤935，并且根据已在步骤930中设定的待控制的每个车轮的液压控制模式，CPU 61控制图2所示的控制阀SA1、SA2和切换阀STR，并且其根据待控制的每个车轮的液压控制模式控制压力增加阀PU**和压力减小阀PD**。
具体地说，CPU 61将压力增加阀PU**和压力减小阀PD**控制为每个车轮的第一位置(非激活状态的位置)，所对应的液压模式为“增加压力”，其将压力增加阀PU**控制至第二位置(激活状态的位置)并且其将压力减小阀PD**控制至每个车轮的第一位置，所对应的液压控制模式为“保持”，并且其将压力增加阀PU**和压力减小阀PD**的值控制为每个车轮的第二位置(激活状态的位置)，所对应的液压控制模式为“减小压力”。
结果，液压控制模式为“增加压力”的、有待控制的车轮的轮缸W**中的制动液压增加，液压控制模式为“减小压力”的、有待控制的车轮的轮缸W**中的制动液压减小，并且每个受控车轮的实际滑移率Sa**被控制为接近目标滑移率St**。结果，对应于图8中设定的控制模式的控制得以实现。
当通过执行图8的程序设定的控制模式是用于执行牵引控制的控制模式(可变模式的值＝3)或者用于仅执行转动稳定性控制的控制模式(可变模式的值＝4)时，为了减小发动机31的驱动力，如果必要的话，CPU 61控制节油阀致动器32从而使节油阀TH的开度以预定量小于与油门踏板AP的操作量Accp相对应的开度。然后，CPU 61前进至步骤995并且结束本程序的当前执行。
如上所述，在根据本发明的用于车辆的运动控制装置中，在实际侧向加速度Gy的绝对值|Gy|在上述翻转防止控制中达到等于或者大于第一参考值Gy1的情况下，与实际侧向加速度的绝对值|Gy|相对应的内前轮制动力只在实际侧向加速度的绝对值|Gy|小于第二参考值Gy2的相对早的阶段、在设置于转动轨迹的径向内侧上的前轮中产生。当施加内前轮制动力时，上述车辆高度减小力产生于设置在转动轨迹径向内侧上的车体的前部。因此，抑制车体的横摇角的增加。另外，由于内前轮制动力作用在其负载在减速状态下增加的那一前轮上，所以偏转力矩在车辆中沿与车辆转动方向相同的方向上高效地产生。因此，车辆的理想转动轨迹追踪性能可被令人满意地保持。而且，当在驱动状态下施加内前轮制动力时，由于差动齿轮35的作用，偏转力矩在与车辆转动方向相同的方向上更有效地产生。因此，转动和追踪能力可被更加令人满意地保持。
此外，在实际侧向加速度的绝对值|Gy|等于或者大于第二参考值Gy2但是小于第三参考值Gy3的阶段中，除了内前轮制动力，与实际侧向加速度的绝对值|Gy|对应的内后轮制动力在设置于转动轨迹径向内侧上的后轮中产生。内后轮制动力在设置于转动轨迹径向内侧上的车体的后部中产生上述车辆高度减小力。因此，车体横摇角的增加得以抑制。此外，通过施加内后轮制动力，偏转力矩沿与车辆的转动方向相同的方向产生在车辆中。因此，车辆的转动和追踪能力可被令人满意地保持。
而且，在实际侧向加速度的绝对值|Gy|等于或者大于第三参考值Gy3的阶段中，除了内后轮制动力，与实际侧向加速度的绝对值|Gy|对应的外轮制动力在设置于转动轨迹径向外侧上的前轮中产生。通过施加外轮制动力，沿于车辆的转动方向相对的方向的偏转力矩被强迫地产生。结果，实际侧向加速度的绝对值|Gy|被减小，由此抑制车体横摇角的增加。
此外，当实际侧向加速度Gy的绝对值|Gy|达到至少第一参考值Gy1时，内前轮制动力首先只在设置于转动轨迹的径向内侧上的前轮(也就是，在单个车轮中)中产生。相应地，司机在这一阶段感觉到的减速相对较小。结果，将第一参考值Gy1设定为较小值允许翻转防止控制在实际侧向加速度Gy的绝对值|Gy|较小(相应地，横摇角较小)的较早阶段启动。
如上所述，在实际侧向加速度Gy的绝对值|Gy|增加的过程中，外轮制动力在施加内前轮制动力和内后轮制动力之后被施加。相应地，外轮制动力在设置于转动轨迹径向内侧上的车辆的一部分的高度增加被抑制的同时被施加，由此更可靠地防止过度横摇角的产生。
本发明并不局限于上述实施例，可在本发明的范围中进行各种改进。例如，在上述实施例中，每个车轮的滑移率用作控制目标，以控制施加于车辆的每个车轮的制动力。但是，任何物理量，诸如每个车轮的轮缸W**的制动液压，可用作控制目标，只要该物理量根据施加于每个车轮的制动力发生变化即可。
在上述实施例中，当实际侧向加速度Gy的绝对值|Gy|处于第一参考值Gy1与第二参考值Gy2之间的范围中时、随着实际侧向加速度Gy的绝对值|Gy|增加、内前轮制动力被设定为从零以预定斜率增加至特定值，当实际侧向加速度Gy的绝对值|Gy|处于第二参考值Gy2与第三参考值Gy3之间的范围中时、随着实际侧向加速度Gy的绝对值|Gy|增加、内前轮制动力被设定为从特定值以预定斜率减小至零。但是，当实际侧向加速度Gy的绝对值|Gy|等于或大于第二参考值Gy2时，随着实际侧向加速度Gy的绝对值|Gy|的增加、内前轮制动力减小所对应的速率可被改变。具体地说，与减小内前轮制动力达到零时所处的点对应的实际侧向加速度Gy的绝对值|Gy|可能与第三参考值Gy3不同。此外，当实际侧向加速度Gy的绝对值|Gy|等于或大于第二参考值Gy2时，内前轮制动力可根据实际侧向加速度Gy的绝对值|Gy|的增加而从特定值进一步增加。
在上述实施例中，在图6的步骤610中计算的控制量Gou的上限G1与图7的步骤710中计算的控制量Gfo的上限G3不同。但是，控制量Gou的上限G1可等于控制量Gfo的上限G3。
在上述实施例中，用作外轮制动力的制动力只施加于设置在转动轨迹径向外侧上的前轮。但是，用作外轮制动力的制动力可施加于设置在转动轨迹径向外侧上的前和后轮。
而且，在上述实施例中，如图7的步骤710所示，翻转防止控制中所使用的控制量Gfi、Gri和Gfo根据由侧向加速度传感器54的输出表示的实际侧向加速度Gy的绝对值|Gy|(过度横摇发生趋势指标)进行确定。但是，翻转防止控制中使用的控制量Gfi、Gri和Gfo可根据车辆的横摇角θroll的绝对值进行确定，其用作过度横摇发生趋势指标。
更具体地说，在预定的定时，CPU 61重复地执行图10所示的程序，从而计算车辆的横摇角θroll。相应地，在预定的定时，CPU 61开始从步骤1000处理程序。CPU 61前进至步骤1005并且根据从车辆高度传感器56fl、56fr、56rl和56rr获得的车轮部分处的车辆高度Hfl、Hfr、Hrl和Hrr以及步骤1005的方框中所示的方程计算车体左侧部分和车体右侧部分之间的车辆高度差ΔH。
这里，车辆高度差ΔH表示车体前左部分与车体前右部分之间的车辆高度差以及车体后左部分与车体后右部分之间的车辆高度差的平均值。当车体左侧部分的车辆高度高于车体右侧部分的车辆高度时，车辆高度差ΔH变为正；也就是，当车辆沿(从车辆上部看的)逆时针方向转动时；以及当车体左侧部分的车辆高度低于车体右侧部分的车辆高度时，车辆高度差变为负；也就是，当车辆沿(从车辆上部看的)顺时针方向转动时。
接下来，CPU 61前进至步骤1010并且根据在步骤1005中计算的车辆高度差ΔH的值、轮距T的值以及步骤1010的方框中所示的方程、计算车体的横摇角θroll，轮距T的值为左轮(例如，后左轮RL)的胎线与路面之间的接触面的中心与右轮(例如，后右轮RR)的胎线与路面之间的接触面的中心之间的横向距离。CPU 61随后前进至步骤1095并且终止本程序的当前执行。这里，从步骤1010的方框示出的方程可清楚地看出，横摇角θroll的符号与车辆高度差ΔH的符号是相同的，由此，在车辆沿(从车辆上部看的)逆时针方向转动时，横摇角θroll变为正值，同时在车辆沿(从车辆上部看的)顺时针方向转动时变为负值。
CPU 61参照与图7的步骤710的方框图中示出的图表类似的图表计算控制量Gfi、Gri和Gfo，但是该图表的水平轴线是图10的步骤1010中计算的横摇角θroll的绝对值，而不是实际侧向加速度Gy的绝对值|Gy|。也就是，CPU 61参照改进的图表并且利用第一、第二和第三参考值Gy1、Gy2和Gy3代替第一、第二和第三参考值Gy1、Gy2和Gy3来计算控制量Gfi、Gri和Gfo。如上所述，用于翻转防止控制中的控制量Gfi、Gri和Gfo(相应地，内前轮制动力、内后轮制动力和外轮制动力)根据车辆横摇角θroll的绝对值进行改变。此外，本装置可被改进以使用横摇角速度θ’roll作为过度横摇发生趋势指标，该角速度为上面计算的横摇角θroll相对于时间的微分，并且根据横摇角速度θ’roll的绝对值确定用于翻转防止控制的图7的步骤710中计算的控制量Gfi、Gri和Gfo。
图7的步骤710中计算的控制量Gfi、Gri和Gfo可根据车辆实际偏转率的绝对值进行改变，该值借助未示出的偏转率传感器检测得到并且用作过度横摇发生趋势指标。图7的步骤710中计算的控制量Gfi、Gri和Gfo可根据转向角θs(转向轮操作量)进行改变，该角由转向角传感器52获得并且用作过度横摇发生趋势指标。图7的步骤710中计算的控制量Gfi、Gri和Gfo可根据转向轮21的旋转速度的绝对值(转向轮操作所对应的速度)进行改变，该绝对值用作过度横摇发生趋势指标。在这种情况下，转向轮的旋转速度θ’s可根据下述方程(4)进行计算。
θ’s＝(θs-θs1)/Δt                      (4)
在方程(4)中，θsl是在图5的步骤505的先前执行期间从转向角传感器52获得的先前转向角；Δt表示上述预定的时间间隔，其对应于每个程序的计算期间。
而且，“过度横摇发生趋势指标”可以是通过将实际侧向加速度Gy的绝对值、实际偏转率的绝对值、横摇角θroll的绝对值、横摇角速度θ’roll的绝对值、转向角θs的绝对值和转向车轮转速θ’s的绝对值乘以各个预定系数获得的值(加权值)的总和。此外，这些绝对值中超过与上述翻转防止控制启动参考值Gyth相对应的参考值的一个值(如果多个值超过对应参考值，那么就是与对应的参考值偏差程度最大的值)可用作“过度横摇发生趋势指标”。

Claims (11)

1、一种用于车辆的运动控制装置，包括：
用于确定所述车辆是否处于转动状态的确定装置；
获取装置，用于获取表示所述车辆过度偏转的趋势程度的指标值(|Gy|)；以及
根据所述指示值(|Gy|)施加制动力，
其特征在于，
所述运动控制装置包括
第一控制装置(61，在图7至9中的程序)，该装置用于在所述车辆处于转动状态下以及所述指标值(|Gy|)等于或大于预定第一值(Gy1)时、仅向处于转动方向内侧的前轮施加第一制动力(对应于Gfi)。
2、根据权利要求1所述的用于车辆的运动控制装置，其特征在于，所述第一控制装置根据所述指标值改变所述第一制动力。
3、根据权利要求1所述的用于车辆的运动控制装置，其特征在于，所述前轮是所述车辆的驱动轮。
4、根据权利要求1所述的用于车辆的运动控制装置，还包括第二控制装置(61，在图7-9中的程序)，该装置用于在所述车辆处于转动状态下以及所述指标值等于或大于比所述预定第一值(Gy1)大的预定第二值(Gy2)时、向处于转动方向内侧的后轮施加第二制动力(对应于Gri)。
5、根据权利要求4所述的用于车辆的运动控制装置，其特征在于，所述第二控制装置根据所述指标值改变所述第二制动力。
6、根据权利要求4所述的用于车辆的运动控制装置，还包括第三控制装置(61，在图7-9中的程序)，该装置用于在所述车辆处于转动状态下以及所述指标值等于或大于比所述预定第一值(Gy1)大的预定第三值(Gy3)时、向处于转动方向外侧的至少一个车轮施加第三制动力(对应于Gfo)。
7、根据权利要求6所述的用于车辆的运动控制装置，其特征在于，所述预定第三值(Gy3)大于所述预定第二值(Gy2)。
8、根据权利要求6所述的用于车辆的运动控制装置，其特征在于，所述第三控制装置向处于所述转动方向外侧的前轮施加所述第三制动力。
9、根据权利要求6所述的用于车辆的运动控制装置，其特征在于，所述第三控制装置根据所述指标值改变所述第三制动力。
10、根据权利要求7所述的用于车辆的运动控制装置，其特征在于，所述第一控制装置设定所述第一制动力，从而当所述指标值处于所述第二值与第三值之间的范围中时、随着所述指标值的增加、所述第一制动力减小。
11、根据权利要求1所述的用于车辆的运动控制装置，其特征在于，所述获取装置基于下述值的至少一个获取一值以作为所述指标值，这些值包括侧向加速度，该加速度为作用在所述车辆上的加速度的沿所述车体的侧向方向的分量；作用在所述车辆上的偏转率；所述车辆的横摇角；横摇角速度，该值为所述横摇角随着时间的变化率；转向轮的操作量，该转向轮改变所述车辆的可转向车轮的转向角；以及所述转向轮的操作速度。
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