JP2002211378A - 車輌の制駆動力制御装置 - Google Patents
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Abstract
定的な走行を可能ならしめるヨーモーメントになるよう
各車輪の制駆動力を制御することにより、従来に比して
効果的に且つ確実に車輌の挙動悪化を防止する。 【解決手段】 各車輪の路面反力FXYiが推定され、路
面反力FXYi等に基づき車輌回頭モーメントMi及び限界
車輌回頭モーメントMiGが推定され(S30)、これら
に基づき車輌がスピン状態があるか否かが判定される
(S50)。車輌がスピン状態にあるときには、スピン
を防止するための各車輪の最終目標前後力FtXiが演算
され(S60)、各車輪のタイヤ前後力FXiがそれぞれ
最終目標前後力FtXiになるよう各車輪の制動力が制御
され(S240〜260)、これにより左右前輪の路面
反力による車輌回頭モーメントMfl、Mfr及び限界車輌
回頭モーメントMrlG、MrrGがスピン防止の条件を満た
すよう制御される。
Description
御装置に係り、更に詳細には車輌を安定的に走行させる
ための制駆動力制御装置に係る。
を制御することにより車輌の挙動を制御する挙動制御装
置の一つとして、例えば本願出願人の出願にかかる特開
平11−91526号公報に記載されている如く、車輌
の実ヨーレートと車輌の目標ヨーレートとの偏差に基づ
くドリフトアウト状態量の如き指標値に基づき車輌の挙
動を推定し、車輌の挙動が悪化したときには挙動悪化の
程度に応じて所定の車輪に制動力を付与することによっ
て車輌に挙動安定化のためのヨーモーメントを付与した
り車輌を減速させたりし、これにより車輌の挙動を安定
化させる挙動制御装置が従来より知られている。
が悪化し、車輌がスピン状態やドリフトアウト状態にな
ったときには所定の車輪に自動的に制動力が付与される
ことによって車輌にヨーモーメントが付与されたり車輌
が減速されるので、車輌の挙動を安定化させることがで
きる。
の挙動制御装置に於いては、車輌の実際の不安定な挙動
現象に基づき車輌の挙動悪化が判定され、その現象を抑
制するよう所定の車輪に自動的に制動力が付与されるの
で、車輌の挙動悪化が或る程度生じた時点に於いてしか
挙動制御が開始されず、そのため車輌の挙動悪化防止を
効果的に達成する上で改善の余地がある。
の不安定な挙動現象に基づき挙動制御量が演算され、挙
動制御量に基づき所定の車輪の制動力が制御されるの
で、従来の挙動制御装置による挙動制御は車輌挙動のフ
ィードバック制御であり、車輌の挙動悪化の状況によっ
ては必ずしも効果的に且つ確実に車輌の挙動悪化を防止
することができない。
挙動悪化の程度に応じて所定の車輪に制動力を付与する
ことによって車輌の挙動を安定化させるよう構成された
従来の挙動制御装置に於ける上述の如き問題に鑑みてな
されたものであり、本発明の主要な課題は、車輌の運動
は各車輪の路面反力により規定され、特にスピン状態の
如き車輌の好ましからざる挙動は各車輪の路面反力によ
る車輌の重心周りのヨーモーメントにより決定されるこ
とに着目し、車輌の重心周りのヨーモーメントに基づき
車輌の挙動を判定すると共に、車輌の重心周りのヨーモ
ーメントが車輌の安定的な走行を可能ならしめるヨーモ
ーメントになるよう各車輪の制駆動力を制御することに
より、従来に比して効果的に且つ確実に車輌の挙動悪化
を防止することである。
発明によれば、請求項1の構成、即ち各車輪の路面反力
を推定する手段と、各車輪の路面反力による車輌の重心
周りのヨーモーメントの総和が車輌を安定的に走行させ
る値になるよう各車輪の制駆動力を制御する制駆動力制
御手段とを有する車輌の制駆動力制御装置によって達成
される。
効果的に達成すべく、上記請求項1の構成に於いて、前
記制駆動力制御手段は車輌を安定的に走行させるために
各車輪の路面反力により車輌に付与すべき所要のヨーモ
ーメントを演算する手段を有し、前記所要のヨーモーメ
ントが車輌に付与されるよう各車輪の制駆動力を制御す
るよう構成される(請求項2の構成)。
効果的に達成すべく、上記請求項2の構成に於いて、前
記所要のヨーモーメントを演算する手段は各車輪の路面
反力による現状のヨーモーメント及び各車輪の制駆動力
の制御により発生可能なヨーモーメントに基づき前記所
要のヨーモーメントを演算するよう構成される(請求項
3の構成)。
効果的に達成すべく、上記請求項2又は3の構成に於い
て、前記制駆動力制御手段は前記所要のヨーモーメント
に基づき各車輪の目標制駆動力を演算し、該目標制駆動
力に基づき各車輪の制駆動力を制御するよう構成される
(請求項4の構成)。
効果的に達成すべく、上記請求項1の構成に於いて、前
記所要のヨーモーメントを演算する手段はタイヤモデル
に基づき各車輪の発生可能な路面反力を推定し、各車輪
の路面反力及び発生可能な路面反力に基づき各車輪の前
記発生可能なヨーモーメントを演算するよう構成される
(請求項5の構成)。
効果的に達成すべく、上記請求項2乃至5の構成に於い
て、前記制駆動力制御手段は前記ヨーモーメントの総和
の方向が車輌の旋回方向と同一であり且つ前記ヨーモー
メントの総和の大きさが過剰であるときには、前記所要
のヨーモーメントを車輌に付与することによって前記ヨ
ーモーメントの総和の大きさが減少するよう各車輪の制
駆動力を制御するよう構成される(請求項6の構成)。
効果的に達成すべく、上記請求項6の構成に於いて、車
輌は左右前輪及び左右後輪を有し、左右前輪の路面反力
による車輌の重心周りのヨーモーメントをそれぞれ
Mfl、Mfrとし、左右後輪の前後力を現状に維持して横
力の大きさを最大にした場合の左右後輪の路面反力によ
る車輌の重心周りのヨーモーメントをそれぞれMrlG、
MrrGとして、前記制駆動力制御手段はMfl+Mfr+M
rlG+MrrGが所定の範囲外であるときに前記ヨーモーメ
ントの総和の大きさが過剰であり車輌がスピン状態にあ
ると判定するよう構成される(請求項7の構成)。
効果的に達成すべく、上記請求項7の構成に於いて、車
輌の左旋回方向をヨーモーメントの正の方向として、前
記制駆動力制御手段は車輌が左旋回状態にある場合に於
いてMfl+Mfr+MrlG+Mr rGが負の判定基準値よりも
大きいとき又は車輌が右旋回状態にある場合に於いてM
fl+Mfr+MrlG+MrrGが正の判定基準値よりも小さい
ときにMfl+Mfr+M rlG+MrrGが所定の範囲外である
と判定するよう構成される(請求項8の構成)。
効果的に達成すべく、上記請求項8の構成に於いて、前
記制駆動力制御手段は車輌が左旋回状態にある場合に於
いてMfl+Mfr+MrlG+MrrGが前記負の判定基準値よ
りも大きいときにはMfl+M fr+MrlG+MrrGが負の制
御基準値−ΔMs以下になるよう各車輪の制駆動力を制
御し、車輌が右旋回状態にある場合に於いてMfl+Mfr
+MrlG+MrrGが前記正の判定基準値よりも小さいとき
にはMfl+Mfr+MrlG+MrrGが正の制御基準値ΔMs
以上になるよう各車輪の制駆動力を制御するよう構成さ
れる(請求項9の構成)。
効果的に達成すべく、上記請求項9の構成に於いて、前
記制駆動力制御手段は車輌が左旋回状態にある場合に於
いてMfl+Mfr+MrlG+MrrGが前記負の判定基準値よ
りも大きいときにはMfl+M fr+MrlG+MrrGを前記負
の制御基準値−ΔMs以下にするための旋回外側前輪の
路面反力による車輌の重心周りの目標ヨーモーメントM
foutを求め、車輌が右旋回状態にある場合に於いてMfl
+Mfr+MrlG+MrrGが前記正の判定基準値よりも小さ
いときにはMfl+Mfr+MrlG+MrrGを前記正の制御基
準値ΔMs以上にするための旋回外側前輪の路面反力に
よる車輌の重心周りの目標ヨーモーメントMfoutを求
め、前記目標ヨーモーメントMfoutに基づき旋回外側前
輪の目標前後力を求め、前記目標前後力に基づき旋回外
側前輪の制動力を制御するよう構成される(請求項10
の構成)。
効果的に達成すべく、上記請求項10の構成に於いて、
前記制駆動力制御手段は旋回外側前輪の制動力を制御す
ることによって車輌のスピン状態を抑制し得るか否かを
判定し、旋回外側前輪の制動力を制御することによって
車輌のスピン状態を抑制し得るときに前記目標ヨーモー
メントMfoutに基づき旋回外側前輪の目標前後力を求
め、前記目標前後力に基づき旋回外側前輪の制動力を制
御するよう構成される(請求項11の構成)。
効果的に達成すべく、上記請求項2乃至5の構成に於い
て、前記制駆動力制御手段は前記ヨーモーメントの総和
の大きさが過剰ではないが、前輪の横力がタイヤの限界
に達し後輪の横力がタイヤの限界に達していないときに
は、前記所要のヨーモーメントを車輌に付与することに
よって各車輪の横力の大きさが増大するよう後輪の制駆
動力を制御するよう構成される(請求項12の構成)。
効果的に達成すべく、上記請求項12の構成に於いて、
車輌は左右前輪及び左右後輪を有し、左右前輪の路面反
力による車輌の重心周りのヨーモーメントをそれぞれM
fl、Mfrとし、左右前輪の前後力を現状に維持して横力
の大きさを最大にした場合の左右前輪の路面反力による
車輌の重心周りのヨーモーメントをそれぞれMflG、M
frGとし、左右後輪の前後力を現状に維持して横力の大
きさを最大にした場合の左右後輪の路面反力による車輌
の重心周りのヨーモーメントをそれぞれMrlG、MrrGと
して、前記制駆動力制御手段はMflG+MfrG−Mfl−M
frの大きさが最小基準値よりも小さく且つMfl+Mfr+
MrlG+MrrGが所定の範囲外であるときに、前輪の横力
がタイヤの限界に達し且つ後輪の横力がタイヤの限界に
達しておらず車輌がドリフトアウト状態にあると判定す
るよう構成される(請求項13の構成)。
効果的に達成すべく、上記請求項13の構成に於いて、
車輌の左旋回方向をヨーモーメントの正の方向として、
前記制駆動力制御手段は車輌が左旋回状態にある場合に
於いてMflG+MfrG−Mfl−Mfrの大きさが前記最小基
準値よりも小さく且つMfl+Mfr+MrlG+MrrGが前記
負の判定基準値よりも小さいとき、又は車輌が右旋回状
態にある場合に於いてMflG+MfrG−Mfl−Mfrの大き
さが前記最小基準値よりも小さく且つMfl+M fr+M
rlG+MrrGが前記正の判定基準値よりも大きいときに、
前輪の横力がタイヤの限界に達し且つ後輪の横力がタイ
ヤの限界に達しておらず車輌がドリフトアウト状態にあ
ると判定するよう構成される(請求項14の構成)。
効果的に達成すべく、上記請求項13又は14の構成に
於いて、Kfを1よりも小さい正の定数として、前記最
小基準値はKf(MflG+MfrG)の絶対値であるよう構
成される(請求項15の構成)。
効果的に達成すべく、上記請求項14又は15の構成に
於いて、前記制駆動力制御手段は車輌が左旋回状態にあ
る場合に於いてMfl+Mfr+MrlG+MrrGが前記負の判
定基準値よりも小さいときにはMfl+Mfr+MrlG+M
rrGが負の制御基準値−ΔMd以上になるよう各車輪の制
駆動力を制御し、車輌が右旋回状態にある場合に於いて
Mfl+Mfr+MrlG+MrrGが前記正の判定基準値よりも
大きいときにはMfl+Mfr+MrlG+MrrGが正の制御基
準値ΔMd以下になるよう各車輪の制駆動力を制御する
よう構成される(請求項16の構成)。
効果的に達成すべく、上記請求項16の構成に於いて、
車輌が左旋回状態にある場合に於いてMfl+Mfr+M
rlG+MrrGが前記負の判定基準値よりも小さいときには
Mfl+Mfr+MrlG+MrrGを前記負の制御基準値−ΔM
d以上にするための左右後輪の路面反力による車輌の重
心周りの目標ヨーモーメントMtrlG及びMtrrGを求め、
Mfl+Mfr+MrlG+MrrGが前記正の判定基準値よりも
大きいときにはMfl+Mfr+MrlG+MrrGを前記正の制
御基準値ΔMd以下にするための左右後輪の路面反力に
よる車輌の重心周りの目標ヨーモーメントMtrlG及びM
trrGを求め、前記目標ヨーモーメントMtrlG及びMtrrG
に基づき左右後輪の目標前後力を求め、前記目標前後力
に基づき左右後輪の制駆動力を制御するよう構成される
(請求項17の構成)。
効果的に達成すべく、上記請求項17の構成に於いて、
前記制駆動力制御手段は左右後輪の路面反力による車輌
の重心周りの車輌回頭ヨーモーメントの車輌旋回方向の
最大許容値を求め、前記目標ヨーモーメントMtrlG若し
くはMtrrGが前記最大許容値を越えるときには前記目標
ヨーモーメントMtrlG若しくはMtrrGを前記最大許容値
に制限するよう構成される(請求項18の構成)。
効果的に達成すべく、上記請求項10の構成に於いて、
前記制駆動力制御手段は各車輪の横すべり角を演算する
車輪横すべり角演算手段と、各車輪の接地荷重を演算す
る接地荷重演算手段と、各車輪のタイヤと路面との間の
最大摩擦係数を演算する摩擦係数演算手段と、各車輪の
操舵角、横すべり角、接地荷重及び最大摩擦係数に基づ
き各車輪の目標前後力の基本使用領域を演算する基本使
用領域演算手段とを有し、旋回外側前輪以外の車輪の目
標前後力を対応する前記基本使用領域内に制限するよう
構成される(請求項19の構成)。
効果的に達成すべく、上記請求項17の構成に於いて、
前記制駆動力制御手段は各車輪の横すべり角を演算する
車輪横すべり角演算手段と、各車輪の接地荷重を演算す
る接地荷重演算手段と、各車輪のタイヤと路面との間の
最大摩擦係数を演算する摩擦係数演算手段と、各車輪の
操舵角、横すべり角、接地荷重及び最大摩擦係数に基づ
き各車輪の目標前後力の基本使用領域を演算する基本使
用領域演算手段とを有し、左右前輪の目標前後力を対応
する前記基本使用領域内に制限するよう構成される(請
求項20の構成)。
効果的に達成すべく、上記請求項19又は20の構成に
於いて、前記基本使用領域演算手段は各車輪について横
すべり角及びタイヤモデルに基づき車輪の前後力の大き
さの変化に対する横力の大きさの変化の比が対応するタ
イヤモデルの摩擦円に於ける前後力の大きさの変化に対
する横力の大きさの変化の比以下である範囲を第一の範
囲として演算し、接地荷重及び最大摩擦係数に基づく車
輪の前後力の範囲を第二の範囲として演算し、前記第一
及び第二の範囲の大きい方を前記基本使用領域とするよ
う構成される(請求項21の構成)。
効果的に達成すべく、上記請求項21の構成に於いて、
前記基本使用領域演算手段は車輪の前後方向について前
記第二の範囲を演算するよう構成される(請求項22の
構成)。
効果的に達成すべく、上記請求項7の構成に於いて、前
記制駆動力制御手段は後輪の横すべり角速度βdrを推定
し、車輌の左旋回方向をヨーモーメントの正の方向とし
Kiを正の定数として、車輌が左旋回状態にある場合に
於いてMfl+Mfr+MrlG+MrrG−Ki・βdrが負の判
定基準値よりも大きいとき又は車輌が右旋回状態にある
場合に於いてMfl+M fr+MrlG+MrrG−Ki・βdrが
正の判定基準値よりも小さいときにMfl+Mfr+MrlG
+MrrGが所定の範囲外であると判定するよう構成され
る(請求項23の構成)。
効果的に達成すべく、上記請求項23の構成に於いて、
前記制駆動力制御手段は車輌が左旋回状態にある場合に
於いてMfl+Mfr+MrlG+MrrG−Ki・βdrが前記負
の判定基準値よりも大きいときにはMfl+Mfr+MrlG
+MrrG−Ki・βdrが負の制御基準値−ΔMs以下にな
るよう各車輪の制駆動力を制御し、車輌が右旋回状態に
ある場合に於いてMfl+Mfr+MrlG+MrrG−Ki・βd
rが前記正の判定基準値よりも小さいときにはMf l+M
fr+MrlG+MrrG−Ki・βdrが正の制御基準値ΔMs以
上になるよう各車輪の制駆動力を制御するよう構成され
る(請求項24の構成)。
効果的に達成すべく、上記請求項24の構成に於いて、
前記制駆動力制御手段はMfl+Mfr+MrlG+MrrG+M
ns=−ΔMs+Ki・βdrとするためのスピン防止モーメ
ントMnsを演算し、前記スピン防止モーメントMnsが発
生するよう各車輪の制駆動力を制御するよう構成される
(請求項25の構成)。
効果的に達成すべく、上記請求項25の構成に於いて、
前記制駆動力制御手段は前記スピン防止モーメントMns
を発生させるための各車輪の目標前後力を演算し、前記
目標前後力に基づき各車輪の制駆動力を制御するよう構
成される(請求項26の構成)。
効果的に達成すべく、上記請求項13の構成に於いて、
前記制駆動力制御手段は後輪の横すべり角速度βdrを推
定し、車輌の左旋回方向をヨーモーメントの正の方向と
しKiを正の定数として、車輌が左旋回状態にある場合
に於いてMflG+MfrG−Mfl−Mfrの大きさが前記最小
基準値よりも小さく且つMfl+Mfr+MrlG+MrrG−K
i・βdrが前記負の判定基準値よりも小さいとき、又は
車輌が右旋回状態にある場合に於いてMflG+MfrG−M
fl−Mfrの大きさが前記最小基準値よりも小さく且つM
fl+Mfr+Mr lG+MrrG−Ki・βdrが前記正の判定基
準値よりも大きいときに、前輪の横力がタイヤの限界に
達し且つ後輪の横力がタイヤの限界に達しておらず車輌
がドリフトアウト状態にあると判定するよう構成される
(請求項27の構成)。
効果的に達成すべく、上記請求項27の構成に於いて、
前記制駆動力制御手段は車輌が左旋回状態にある場合に
於いてMfl+Mfr+MrlG+MrrG−Ki・βdrが前記負
の判定基準値よりも小さいときにはMfl+Mfr+MrlG
+MrrG−Ki・βdrが負の制御基準値−ΔMd以上にな
るよう各車輪の制駆動力を制御し、車輌が右旋回状態に
ある場合に於いてMfl+Mfr+MrlG+MrrG−Ki・βd
rが前記正の判定基準値よりも大きいときにはMf l+M
fr+MrlG+MrrG−Ki・βdrが正の制御基準値ΔMd以
下になるよう各車輪の制駆動力を制御するよう構成され
る(請求項28の構成)。
効果的に達成すべく、上記請求項28の構成に於いて、
前記制駆動力制御手段はMfl+Mfr+MrlG+MrrG+M
ns=−ΔMd+Ki・βdrとするためのドリフトアウト防
止モーメントMndを演算し、前記ドリフトアウト防止モ
ーメントMndが発生されるよう各車輪の制駆動力を制御
するよう構成される(請求項29の構成)。
効果的に達成すべく、上記請求項29の構成に於いて、
前記制駆動力制御手段は前記ドリフトアウト防止モーメ
ントMndを発生させるための各車輪の目標前後力を演算
し、前記目標前後力に基づき各車輪の制駆動力を制御す
るよう構成される(請求項30の構成)。
効果的に達成すべく、上記請求項26の構成に於いて、
前記制駆動力制御手段は各車輪の横すべり角を演算する
車輪横すべり角演算手段と、各車輪の接地荷重を演算す
る接地荷重演算手段と、各車輪のタイヤと路面との間の
最大摩擦係数を演算する摩擦係数演算手段と、各車輪の
操舵角、横すべり角、接地荷重及び最大摩擦係数に基づ
き各車輪の目標前後力の基本使用領域を演算する基本使
用領域演算手段とを有し、前記スピン防止モーメントM
nsの発生に必要な所定の車輪以外の車輪の目標前後力を
対応する前記基本使用領域内に制限するよう構成される
(請求項31の構成)。
効果的に達成すべく、上記請求項30の構成に於いて、
前記制駆動力制御手段は各車輪の横すべり角を演算する
車輪横すべり角演算手段と、各車輪の接地荷重を演算す
る接地荷重演算手段と、各車輪のタイヤと路面との間の
最大摩擦係数を演算する摩擦係数演算手段と、各車輪の
操舵角、横すべり角、接地荷重及び最大摩擦係数に基づ
き各車輪の目標前後力の基本使用領域を演算する基本使
用領域演算手段とを有し、前記ドリフトアウト防止モー
メントMndの発生に必要な所定の車輪以外の車輪の目標
前後力を対応する前記基本使用領域内に制限するよう構
成される(請求項32の構成)。
効果的に達成すべく、上記請求項31又は32の構成に
於いて、前記基本使用領域演算手段は各車輪について横
すべり角及びタイヤモデルに基づき車輪の前後力の大き
さの変化に対する横力の大きさの変化の比が対応するタ
イヤモデルの摩擦円に於ける前後力の大きさの変化に対
する横力の大きさの変化の比以下である範囲を第一の範
囲として演算し、接地荷重及び最大摩擦係数に基づく車
輪の前後力の範囲を第二の範囲として演算し、摩擦円の
駆動領域及び制動領域について前記第一及び第二の範囲
の大きい方をそれぞれ駆動領域及び制動領域の前記基本
使用領域とするよう構成される(請求項33の構成)。
効果的に達成すべく、上記請求項33の構成に於いて、
前記基本使用領域演算手段は車輌の前後方向について前
記第二の範囲を演算するよう構成される(請求項34の
構成)。
効果的に達成すべく、上記請求項25又は29の構成に
於いて、Ki・βdrは省略されるよう構成される(請求
項351の構成)。
効果的に達成すべく、上記請求項1の構成に於いて、前
記各車輪の路面反力を推定する手段は各車輪のタイヤ前
後力及びタイヤ横力を推定し、タイヤ前後力及びタイヤ
横力に基づき各車輪の路面反力を推定するよう構成され
る(請求項36の構成)。
効果的に達成すべく、上記請求項36の構成に於いて、
前記各車輪の路面反力を推定する手段は車輌の総駆動
力、各車輪の制動力、各車輪の車輪加速度に基づき各車
輪のタイヤ前後力を推定するよう構成される(請求項3
7の構成)。
効果的に達成すべく、上記請求項36又は37の構成に
於いて、前記各車輪の路面反力を推定する手段は操舵角
及び前回演算されたタイヤ横力に基づき車輌の総駆動力
を推定するよう構成される(請求項38の構成)。
効果的に達成すべく、上記請求項36乃至38の構成に
於いて、前記各車輪の路面反力を推定する手段は車輌の
ヨーレート、車輌の横加速度、各車輪のタイヤ前後力に
基づき前輪のタイヤ横力を推定するよう構成される(請
求項39の構成)。
効果的に達成すべく、上記請求項36乃至38の構成に
於いて、前記各車輪の路面反力を推定する手段は車輌の
横加速度、各車輪のタイヤ前後力、前輪のタイヤ横力に
基づき後輪のタイヤ横力を推定するよう構成される(請
求項40の構成)。
効果的に達成すべく、上記請求項36の構成に於いて、
前記車輌は駆動系にディファレンシャルギヤ装置を有
し、前記各車輪の路面反力を推定する手段はディファレ
ンシャルギヤ装置のトルク伝達関係を利用して各車輪の
路面反力を推定するよう構成される(請求項41の構
成)。
効果的に達成すべく、上記請求項36の構成に於いて、
前記各車輪の路面反力を推定する手段は左右輪のタイヤ
横力の和を推定し、推定されたタイヤ横力の和をタイヤ
モデルに基づくタイヤ横力の演算値の比率に基づき左右
輪に配分するよう構成される(請求項42の構成)。
効果的に達成すべく、上記請求項31又は32の構成に
於いて、前記基本使用領域演算手段は前輪、旋回内側後
輪、旋回外側後輪について個別に基本使用領域を設定す
るよう構成される(請求項43の構成)。
各車輪の路面反力が推定され、各車輪の路面反力による
車輌の重心周りのヨーモーメントの総和が車輌を安定的
に走行させる値になるよう各車輪の制駆動力が制御され
るので、各車輪の制駆動力が制御されることによって車
輌の重心周りのヨーモーメントの総和が車輌を安定的に
走行させる値に制御され、従って車輌が過大なスピン状
態やドリフトアウト状態になることを確実に且つ効果的
に防止することができる。
的に走行させるために各車輪の路面反力により車輌に付
与すべき所要のヨーモーメントが演算され、該所要のヨ
ーモーメントが車輌に付与されるよう各車輪の制駆動力
が制御されるので、車輌の走行が不安定であるときには
確実に車輌に所要のヨーモーメントを付与し、これによ
り車輌が過大なスピン状態やドリフトアウト状態になる
ことを確実に且つ効果的に防止することができる。
面反力による現状のヨーモーメント及び各車輪の制駆動
力の制御により発生可能なヨーモーメントに基づき所要
のヨーモーメントが演算されるので、確実に車輌に付与
可能な所要のヨーモーメントを演算することができる。
モーメントに基づき各車輪の目標制駆動力が演算され、
該目標制駆動力に基づき各車輪の制駆動力が制御される
ので、各車輪の制駆動力の制御によって確実に車輌に所
要のヨーモーメントを付与することができる。
ルに基づき各車輪の発生可能な路面反力が推定され、各
車輪の路面反力及び発生可能な路面反力に基づき各車輪
の発生可能なヨーモーメントが演算されるので、各車輪
の発生可能なヨーモーメントを確実に演算することがで
きる。
ントの総和の方向が車輌の旋回方向と同一であり且つヨ
ーモーメントの総和の大きさが過剰であるときには、所
要のヨーモーメントを車輌に付与することによってヨー
モーメントの総和の大きさが減少するよう各車輪の制駆
動力が制御されるので、ヨーモーメントの総和の方向が
車輌の旋回方向と同一であり且つヨーモーメントの総和
の大きさが過剰であることに起因して車輌が過大なスピ
ン状態になることを確実に且つ効果的に防止することが
できる。
路面反力による車輌の重心周りのヨーモーメントをそれ
ぞれMfl、Mfrとし、左右後輪の前後力を現状に維持し
て横力の大きさを最大にした場合の左右後輪の路面反力
による車輌の重心周りのヨーモーメントをそれぞれM
rlG、MrrGとして、Mfl+Mfr+MrlG+MrrGが所定の
範囲外であるときにヨーモーメントの総和の大きさが過
剰であり車輌がスピン状態にあると判定されるので、ヨ
ーモーメントの総和の大きさが過剰であることに起因し
て車輌がスピン状態になる状況に於いてそのことを確実
に判定することができる。
回方向をヨーモーメントの正の方向として、車輌が左旋
回状態にある場合に於いてMfl+Mfr+MrlG+MrrGが
負の判定基準値よりも大きいとき又は車輌が右旋回状態
にある場合に於いてMfl+M fr+MrlG+MrrGが正の判
定基準値よりも小さいときにMfl+Mfr+MrlG+Mr rG
が所定の範囲外であると判定されるので、車輌がスピン
状態になる状況を確実に判定することができる。
回状態にある場合に於いてMfl+M fr+MrlG+MrrGが
負の判定基準値よりも大きいときにはMfl+Mfr+M
rlG+MrrGが負の制御基準値−ΔMs以下になるよう各
車輪の制駆動力が制御され、車輌が右旋回状態にある場
合に於いてMfl+Mfr+MrlG+MrrGが正の判定基準値
よりも小さいときにはMfl+Mfr+MrlG+MrrGが正の
制御基準値ΔMs以上になるよう各車輪の制駆動力が制
御されるので、各車輪の路面反力による車輌の重心周り
のヨーモーメントの総和の大きさが過剰である状況を解
消し、これにより車輌が過大なスピン状態になることを
確実に且つ効果的に防止することができる。
旋回状態にある場合に於いてMfl+Mfr+MrlG+MrrG
が負の判定基準値よりも大きいときにはMfl+Mfr+M
rlG+MrrGを負の制御基準値−ΔMs以下にするための
旋回外側前輪の路面反力による車輌の重心周りの目標ヨ
ーモーメントMfoutが求められ、車輌が右旋回状態にあ
る場合に於いてMfl+Mfr+MrlG+MrrGが正の判定基
準値よりも小さいときにはMfl+Mfr+MrlG+MrrGを
正の制御基準値ΔMs以上にするための旋回外側前輪の
路面反力による車輌の重心周りの目標ヨーモーメントM
foutが求められ、目標ヨーモーメントMfoutに基づき旋
回外側前輪の目標前後力が求められ、該目標前後力に基
づき旋回外側前輪の制動力が制御されるので、Mfl+M
fr+Mrl G+MrrGを負の制御基準値−ΔMs以下にした
りMfl+Mfr+MrlG+MrrGを正の制御基準値ΔMs以
上にするために最も効果的な旋回外側前輪に確実に目標
ヨーモーメントMfoutに対応する所要の制動力を付与す
ることができる。
前輪の制動力を制御することによって車輌のスピン状態
を抑制し得るか否かが判定され、旋回外側前輪の制動力
を制御することによって車輌のスピン状態を抑制し得る
ときに目標ヨーモーメントMfoutに基づき旋回外側前輪
の目標前後力が求められ、目標前後力に基づき旋回外側
前輪の制動力が制御されるので、旋回外側前輪の制動力
を制御することによって車輌のスピン状態を抑制し得る
状況に於いて車輌が過大なスピン状態になることを確実
に防止することができる。
メントの総和の大きさが過剰ではないが、前輪の横力が
タイヤの限界に達し後輪の横力がタイヤの限界に達して
いないときには、所要のヨーモーメントを車輌に付与す
ることによって後輪の横力の大きさが増大するよう各車
輪の制駆動力が制御されるので、車輌が過大なドリフト
アウト状態になることを確実に防止することができる。
の路面反力による車輌の重心周りのヨーモーメントをそ
れぞれMfl、Mfrとし、左右前輪の前後力を現状に維持
して横力の大きさを最大にした場合の左右前輪の路面反
力による車輌の重心周りのヨーモーメントをそれぞれM
flG、MfrGとし、左右後輪の前後力を現状に維持して横
力の大きさを最大にした場合の左右後輪の路面反力によ
る車輌の重心周りのヨーモーメントをそれぞれMrlG、
MrrGとして、MflG+MfrG−Mfl−Mfrの大きさが最
小基準値よりも小さく且つMfl+Mfr+MrlG+MrrGが
所定の範囲外であるときに、前輪の横力がタイヤの限界
に達し且つ後輪の横力がタイヤの限界に達しておらず車
輌がドリフトアウト状態にあると判定されるので、前輪
の横力が限界に達し後輪の横力に余裕がある状態、即ち
ドリフトアウト状態を確実に判定することができる。
旋回方向をヨーモーメントの正の方向として、車輌が左
旋回状態にある場合に於いてMflG+MfrG−Mfl−Mfr
の大きさが上記最小基準値よりも小さく且つMfl+Mfr
+MrlG+MrrGが負の判定基準値よりも小さいとき、又
は車輌が右旋回状態にある場合に於いてMflG+MfrG−
Mfl−Mfrの大きさが最小基準値よりも小さく且つMfl
+Mfr+MrlG+MrrGが正の判定基準値よりも大きいと
きに、前輪の横力がタイヤの限界に達し且つ後輪の横力
がタイヤの限界に達しておらず車輌がドリフトアウト状
態にあると判定されるので、ドリフトアウト状態を確実
に判定することができる。
よりも小さい正の定数として、最小基準値はKf(MflG
+MfrG)の絶対値であるので、前輪の状況に応じて最
小基準値を最適に可変設定し、これにより最小基準値が
一定である場合に比して、ドリフトアウト状態であるか
否かを的確に判定することができる。
旋回状態にある場合に於いてMfl+Mfr+MrlG+MrrG
が負の判定基準値よりも小さいときにはMfl+Mfr+M
rlG+MrrGが負の制御基準値−ΔMd以上になるよう各
車輪の制駆動力が制御され、車輌が右旋回状態にある場
合に於いてMfl+Mfr+MrlG+MrrGが正の判定基準値
よりも大きいときにはMfl+Mfr+MrlG+MrrGが正の
制御基準値ΔMd以下になるよう各車輪の制駆動力が制
御されるので、ヨーモーメントの総和の大きさが不足す
る状況を確実に解消して車輌が過大なドリフトアウト状
態になることを確実に防止することができる。
旋回状態にある場合に於いてMfl+Mfr+MrlG+MrrG
が負の判定基準値よりも小さいときにはMfl+Mfr+M
rlG+MrrGを負の制御基準値−ΔMd以上にするための
後輪の路面反力による車輌の重心周りの目標ヨーモーメ
ントが求められ、Mfl+Mfr+MrlG+MrrGが正の判定
基準値よりも大きいときにはMfl+Mfr+MrlG+MrrG
を正の制御基準値ΔM d以下にするための左右後輪の路
面反力による車輌の重心周りの目標限界車輌回頭ヨーモ
ーメントMtrlG及びMtrrGが求められ、目標ヨーモーメ
ントMtrlG及びMtrrGに基づき左右後輪の目標前後力が
求められ、目標前後力に基づき左右後輪の制駆動力が制
御されるので、後輪の路面反力による車輌の重心周りの
車輌回頭ヨーモーメントによって車輌の横すべり角を増
大させ、これにより左右後輪の横力の大きさを増大させ
ることによって車輌の過大なドリフトアウト状態を確実
に防止することができる。
の路面反力による車輌の重心周りの車輌回頭ヨーモーメ
ントの車輌旋回方向の最大許容値が求められ、目標ヨー
モーメントMtrlG若しくはMtrrGが最大許容値を越える
ときには目標ヨーモーメントMtrlG若しくはMtrrGが最
大許容値に制限されるので、後輪に過剰な制動力が付与
されることを確実に防止することができる。
操舵角、横すべり角、接地荷重及び最大摩擦係数に基づ
き各車輪の目標前後力の基本使用領域が演算され、旋回
外側前輪以外の車輪の目標前後力が対応する基本使用領
域内に制限されるので、旋回外側前輪以外の車輪の目標
前後力が対応する基本使用領域内に制限されない場合に
比してそれらの車輪の前後力を適正に制御することがで
きる。
操舵角、横すべり角、接地荷重及び最大摩擦係数に基づ
き各車輪の目標前後力の基本使用領域が演算され、左右
前輪の目標前後力が対応する前記基本使用領域内に制限
されるので、左右前輪の目標前後力が対応する基本使用
領域内に制限されない場合に比して左右前輪の前後力を
適正に制御することができる。
ついて横すべり角及びタイヤモデルに基づき車輪の前後
力の大きさの変化に対する横力の大きさの変化の比が対
応するタイヤモデルの摩擦円に於ける前後力の大きさの
変化に対する横力の大きさの変化の比以下である範囲が
第一の範囲として演算され、接地荷重及び最大摩擦係数
に基づく車輪の前後力の範囲が第二の範囲として演算さ
れ、第一及び第二の範囲の大きい方が基本使用領域とさ
れるので、各車輪について横すべり角等に基づき前後力
及び横力の適正なバランスを確保することができる。
後方向について第二の範囲は車輪の前後方向について演
算されるので、操舵輪及び非操舵輪の何れについても同
様に基本使用領域を設定することができる。
すべり角速度βdrが推定され、車輌の左旋回方向をヨー
モーメントの正の方向としKiを正の定数として、車輌
が左旋回状態にある場合に於いてMfl+Mfr+MrlG+
MrrG−Ki・βdrが負の判定基準値よりも大きいとき又
は車輌が右旋回状態にある場合に於いてMfl+Mfr+M
rlG+MrrG−Ki・βdrが正の判定基準値よりも小さい
ときにMfl+Mfr+Mr lG+MrrGが所定の範囲外である
と判定されるので、後輪の横すべり角速度βdrが考慮さ
れない場合に比して遅れなく確実に車輌のスピン状態を
判定することができる。
旋回状態にある場合に於いてMfl+Mfr+MrlG+MrrG
−Ki・βdrが負の判定基準値よりも大きいときにはM
fl+Mfr+MrlG+MrrG−Ki・βdrが負の制御基準値
−ΔMs以下になるよう各車輪の制駆動力が制御され、
車輌が右旋回状態にある場合に於いてMfl+Mfr+Mrl
G+MrrG−Ki・βdrが正の判定基準値よりも小さいと
きにはMfl+Mfr+MrlG+MrrG−Ki・βdrが正の制
御基準値ΔMs以上になるよう各車輪の制駆動力が制御
されるので、後輪の横すべり角速度βdrが考慮されない
場合に比して、各車輪の路面反力による車輌の重心周り
のヨーモーメントの総和の大きさが急激に過剰になる状
況を確実に解消し、これにより車輌が急激に過大なスピ
ン状態になることを一層確実に且つ効果的に防止するこ
とができる。
fr+MrlG+MrrG+Mns=−ΔMs+Ki・βdrとするた
めのスピン防止モーメントMnsが演算され、スピン防止
モーメントMnsが発生されるよう各車輪の制駆動力が制
御されるので、スピン防止モーメントMnsを確実に車輌
に付与し、これにより車輌が過大なスピン状態になるこ
とを確実に且つ効果的に防止することができる。
止モーメントMnsを発生させるための各車輪の目標前後
力が演算され、目標前後力に基づき各車輪の制駆動力が
制御されるので、スピン防止モーメントMnsが確実に発
生するよう各車輪の制駆動力を制御することができる。
すべり角速度βdrが推定され、車輌の左旋回方向をヨー
モーメントの正の方向としKiを正の定数として、車輌
が左旋回状態にある場合に於いてMflG+MfrG−Mfl−
Mfrの大きさが最小基準値よりも小さく且つMfl+Mfr
+MrlG+MrrG−Ki・βdrが負の判定基準値よりも小
さいとき、又は車輌が右旋回状態にある場合に於いてM
flG+MfrG−Mfl−M frの大きさが最小基準値よりも小
さく且つMfl+Mfr+MrlG+MrrG−Ki・βd rが正の
判定基準値よりも大きいときに、前輪の横力がタイヤの
限界に達し且つ後輪の横力がタイヤの限界に達しておら
ず車輌がドリフトアウト状態にあると判定されるので、
後輪の横すべり角速度βdrが考慮されない場合に比して
遅れなく確実に車輌のドリフトアウト状態を判定するこ
とができる。
旋回状態にある場合に於いてMfl+Mfr+MrlG+MrrG
−Ki・βdrが負の判定基準値よりも小さいときにはM
fl+Mfr+MrlG+MrrG−Ki・βdrが負の制御基準値
−ΔMd以上になるよう各車輪の制駆動力が制御され、
車輌が右旋回状態にある場合に於いてMfl+Mfr+Mrl
G+MrrG−Ki・βdrが正の判定基準値よりも大きいと
きにはMfl+Mfr+MrlG+MrrG−Ki・βdrが正の制
御基準値ΔMd以下になるよう各車輪の制駆動力が制御
されるので、後輪の横すべり角速度βdrが考慮されない
場合に比して、ヨーモーメントの総和の大きさが急激に
不足することとなる状況を遅れなく効果的に解消し、こ
れにより車輌が急激に過大なドリフトアウト状態になる
ことを一層確実に且つ効果的に防止することができる。
fr+MrlG+MrrG+Mns=−ΔMd+Ki・βdrとするた
めのドリフトアウト防止モーメントMndが演算され、ド
リフトアウト防止モーメントMndが発生されるよう各車
輪の制駆動力が制御されるので、ドリフトアウト防止モ
ーメントMndを確実に車輌に付与し、これにより車輌が
過大なドリフトアウト状態になることを確実に且つ効果
的に防止することができる。
アウト防止モーメントMndを発生させるための各車輪の
目標前後力が演算され、目標前後力に基づき各車輪の制
駆動力が制御されるので、ドリフトアウト防止モーメン
トMndが確実に発生するよう各車輪の制駆動力を制御す
ることができる。
操舵角、横すべり角、接地荷重及び最大摩擦係数に基づ
き各車輪の目標前後力の基本使用領域が演算され、スピ
ン防止モーメントMnsの発生に必要な所定の車輪以外の
車輪の目標前後力が対応する基本使用領域内に制限され
るので、所定の車輪以外の車輪の目標前後力が対応する
基本使用領域内に制限されない場合に比してそれらの車
輪の前後力を適正に制御することができる。
操舵角、横すべり角、接地荷重及び最大摩擦係数に基づ
き各車輪の目標前後力の基本使用領域が演算され、ドリ
フトアウト防止モーメントMndの発生に必要な所定の車
輪以外の車輪の目標前後力が対応する基本使用領域内に
制限されるので、所定の車輪以外の車輪の目標前後力が
対応する基本使用領域内に制限されない場合に比してそ
れらの車輪の前後力を適正に制御することができる。
ついて横すべり角及びタイヤモデルに基づき車輪の前後
力の大きさの変化に対する横力の大きさの変化の比が対
応するタイヤモデルの摩擦円に於ける前後力の大きさの
変化に対する横力の大きさの変化の比以下である範囲が
第一の範囲として演算され、接地荷重及び最大摩擦係数
に基づく車輪の前後力の範囲が第二の範囲として演算さ
れ、摩擦円の駆動領域及び制動領域について第一及び第
二の範囲の大きい方がそれぞれ駆動領域及び制動領域の
基本使用領域とされるので、各車輪について横すべり角
等に基づき駆動領域及び制動領域の何れについても前後
力及び横力の適正なバランスを確保することができる。
囲は車輌の前後方向について演算されるので、第二の範
囲が車輪の前後方向について演算される場合に比して、
車輌のモーメントを容易に且つ適正に制御することがで
きる。
rは省略されるので、車輌のスピン防止制御又はドリフ
トアウト防止制御を簡潔に行うことができる。
タイヤ前後力及びタイヤ横力が推定され、タイヤ前後力
及びタイヤ横力に基づき各車輪の路面反力が推定される
ので、後に詳細に説明する如く路面での二次元平面に於
ける各車輪の路面反力を確実に推定することができる。
駆動力、各車輪の制動力、各車輪の車輪加速度に基づき
各車輪のタイヤ前後力が推定されるので、車輌の総駆動
力、各車輪の制動力、各車輪の車輪加速度を検出し演算
することにより、各車輪のタイヤ前後力を確実に推定す
ることができる。
び前回演算されたタイヤ横力に基づき車輌の総駆動力が
推定されるので、エンジンの如き駆動源の出力を検出し
なくても操舵角及び前回演算されたタイヤ横力に基づき
車輌の総駆動力を確実に推定することができる。
ーレート、車輌の横加速度、各車輪のタイヤ前後力に基
づき前輪のタイヤ横力が推定されるので、後に詳細に説
明する如く前輪のタイヤ横力を確実に推定することがで
きる。
加速度、各車輪のタイヤ前後力、前輪のタイヤ横力に基
づき後輪のタイヤ横力が推定されるので、後に詳細に説
明する如く後輪のタイヤ横力を確実に推定することがで
きる。
レンシャルギヤ装置のトルク伝達関係を利用して各車輪
の路面反力が推定されるので、車輌の駆動型式に拘わら
ず各車輪の路面反力を適正に且つ確実に推定することが
できる。
タイヤ横力の和が推定され、推定されたタイヤ横力の和
がタイヤモデルに基づくタイヤ横力の演算値の比率に基
づき左右輪に配分されるので、左右輪のタイヤ横力を適
正に推定することができる。
回内側後輪、旋回外側後輪について個別に基本使用領域
が設定されるので、これらの車輪に共通の基本使用領域
が設定される場合に比して、前輪、旋回内側後輪、旋回
外側後輪のタイヤ前後力及び横力を適正に制御すること
ができる。
制駆動力制御装置の概要について説明する。尚説明の便
宜上、車輌の左旋回の場合を中心に説明する。またタイ
ヤ前後力については駆動力を正、制動力を負とし、前後
加速度については加速を正、減速を負とし、タイヤ横力
については左方向を正とし、横加速度については左方向
を正とし、車輌の横すべり角については反時計回り方向
を正とし、操舵角については反時計回り方向(左旋回方
向)を正とする。
2の左右前輪及び左右後輪を示し、FXVi(i=fl、f
r、rl、rr)はそれぞれ左右前輪及び左右後輪が路面よ
り受ける車輌前後方向の力を示し、FYVi(i=fl、f
r、rl、rr)はそれぞれ左右前輪及び左右後輪が路面よ
り受ける車輌横方向の力を示している。またFXC及びF
YCはそれぞれ車輌102の重心104に作用する前後力
及び横力を示している。
の力の釣合いは下記の式1により表わされ、車輌には横
力FYCに対応する横加速度が発生する。 FYC=FYVfl+FYVfr+FYVrl+FYVrr ……(1)
の式2により表わされ、車輌には前後力FXCに対応する
前後加速度が発生する。 FXC=FXVfl+FXVfr+FXVrl+FXVrr ……(2)
し、前輪車軸と車輌の重心104との間の距離をLfと
し、後輪車軸と車輌の重心104との間の距離をLrと
し、また車輌のヨー慣性モーメントをIBとし、車輌の
ヨーレートγの変化率、即ちヨー加速度をγdとする
と、各車輪の路面反力による車輌の重心周りのヨーモー
メントの釣合いは下記の式3により表わされる。
横すべり角の大きさが大きくなるので、後輪の横すべり
角の大きさの増大により左右後輪の横力の和F YVrl+F
YVrrが大きくなり得る範囲に於いてはヨー加速度が漸次
小さくなり、I Bγdはやがて0となって重心周りのモー
メントは静的にバランスする。これに対し横力の和F
YVrl+FYVrrが限界に達してもIBγd>0の状態が残る
と、重心周りのモーメントは静的にバランスすることが
できず、車輌はスピン状態になる。尚FYVrl+FYVrrの
限界は後輪の前後力FXVrl、FXVrr及び後輪に対する路
面の最大摩擦係数の影響を受ける。
ルスピン装置も後輪の制動力や駆動力を制御して後輪の
横力の和FYVrl+FYVrrを確保する機能を持つが、重心
周りのモーメントが静的にバランスするようFYVrl+F
YVrrを最適化するものではないので、スピン制御機能は
完全ではない。
たときには、各車輪の路面反力による重心周りのモーメ
ントが静的にバランスするよう各車輪の制動力や駆動力
を制御し、これにより車輌のスピン状態を抑制し解消せ
んとするものである。
すべり角の大きさが小さくなるので、ヨー加速度が漸次
小さくなり、IBγdはやがて0となって重心周りのモー
メントは静的にバランスする。
な状態にある状況である。かかる状況に於いても、左右
前輪の横力の和FYVfl+FYVfrが限界に達し、左右後輪
の横力の和FYVrl+FYVrrが限界に達していないときに
は、FYVrl+F YVrrが限界に達していない分、車輌の旋
回性能を有効に発揮できていない。この状態がドリフト
アウト状態である。
動力を制御することにより前輪の横力の和FYVfl+F
YVfrを確保して、車輌に反時計回り方向のヨー加速度を
発生させ、後輪の横すべり角の大きさを大きくし、これ
により後輪の横力の和FYVrl+FYVrrの大きさを大きく
して旋回性能を確保する機能を持つが、FYVrl+FYVrr
を最適化するものではないので、ドリフトアウト制御機
能は完全ではない。
態になったときには、主として後輪の制動力や駆動力を
制御することにより、左右後輪の前後力差による車輌回
頭モーメントによって後輪の横すべり角の大きさを大き
くすることにより後輪の横力の和FYVrl+FYVrrの大き
さを最適に大きくし、これにより旋回性能を向上させて
車輌のドリフトアウト状態を抑制し解消せんとするもの
である。
し、車輌のヨーレートをγとし、ヨー加速度をγdと
し、操舵角をδとし、左右前輪及び左右後輪の車輪速度
をVWi(i=fl、fr、rl、rr)とし、左右前輪及び左
右後輪の車輪加速度をVWdi(i=fl、fr、rl、rr)と
し、左右前輪及び左右後輪のホイールシリンダ油圧をP
i(i=fl、fr、rl、rr)とし、車輌の横すべり角をβB
(後述の如く別途算出されたものを使用)とし、左右前
輪及び左右後輪の制動力をBi(i=fl、fr、rl、rr)
とし、左右前輪及び左右後輪の接地荷重をFzi(i=f
l、fr、rl、rr)とする。
イールシリンダ油圧より制動力への変換係数(負の値)
とすると、左右前輪の制動力Bfl、Bfr及び左右後輪の
制動力Brl、Brrはそれぞれ下記の式4〜7により表わ
される。 Bfl=KPf・Pfl ……(4) Bfr=KPf・Pfr ……(5) Brl=KPr・Prl ……(6) Brr=KPr・Prr ……(7)
Lr)とし、車輌の重心高さをhとし、車輌の重量をF
ZVとし、重力加速度をgとし、前輪側のロール剛性配分
をηfとし、後輪側のロール剛性配分をηrとすると、左
右前輪及び左右後輪の接地荷重FZfl、FZfr、FZrl、
FZrrはそれぞれ下記の式8〜11により表わされる。
力の算出 (1)車輌前後方向の力の釣合い 図2に示されている如く、左右前輪及び左右後輪のタイ
ヤ前後力をそれぞれF Xfl、FXfr、FXrl、FXrrとし、
左右前輪のタイヤ横力をそれぞれFYfl、FYfrとし、車
輌の質量をmとし、操舵角をδとすると、車輌前後方向
の力の釣合いより、下記の式12が成立する。 mGX=(FXfl+FXfr)cosδ−(FYfl+FYfr)sinδ+(FXrl+FXrr) ……(12)
る場合には、エンジン10の駆動力がトルクコンバータ
及びトランスミッションを含む自動変速機16を介して
出力シャフト60へ伝達され、出力シャフト60の駆動
力はセンターディファレンシャルギヤ装置62によりフ
ロントプロペラシャフト64及びリヤプロペラシャフト
66へ伝達される。フロントプロペラシャフト64の駆
動力はフロントディファレンシャルギヤ装置68により
左前輪車軸56L及び右前輪車軸56Rへ伝達され、これ
により左右前輪24FL及び24FRが回転駆動される。同
様にリヤプロペラシャフト66の駆動力はリヤディファ
レンシャルギヤ装置70により左後輪車軸22L及び右
後輪車軸22Rへ伝達され、これにより左右の後輪24R
L及び24RRが回転駆動される。
置62の歯車列を示し、図5はセンターディファレンシ
ャルギヤ装置62の回転速度の釣合いを示し、図6はセ
ンターディファレンシャルギヤ装置62の回転トルクの
釣合いを示している。尚これらの図に於いて、60Aは
出力シャフト60のアームの先端に回転可能に支持され
たプラネタリギヤを示し、64Aはフロントプロペラシ
ャフト64に固定されたリングギヤを示し、60Aはリ
ヤプロペラシャフトに固定されたサンギヤを示してい
る。
ャフト60の回転速度及び回転トルクをそれぞれωc、
Tcとし、フロントプロペラシャフト64の回転速度及
び回転トルクをそれぞれωf、Tfとし、リヤプロペラシ
ャフト66の回転速度及び回転トルクをそれぞれωr、
Trとすると、回転速度の釣合いより下記の式13及び
14が成立し、回転トルクの釣合いより下記の式15及
び16が成立する。
し、サンギヤ66Aのピッチ円半径をrrとし、リヤプ
ロペラシャフト66の回転トルクに対するフロントプロ
ペラシャフト64の回転トルクの比Tf/Tr=rf/rr
をaとすると、フロントプロペラシャフト64の回転ト
ルクTf及びリヤプロペラシャフト66の回転トルクTr
はそれぞれ下記の式17及び18により表わされ、出力
シャフト60の回転速度ωc及び回転加速度ωdcはそれ
ぞれ下記の式19及び20により表わされる。
ると、センターディファレンシャルギヤ装置62の回転
トルクの関係より下記の式21が成立し、トランスミッ
ション及び各ディファレンシャルギヤ装置の減速比を1
とすると、上記式19及び20よりエンジン回転数ωe
及びエンジン回転加速度ωdeはそれぞれ下記の式22及
び23により表わされる。
フロントディファレンシャルギヤ装置68までの慣性モ
ーメントをIDfとし、フロントプロペラシャフト64の
回転速度ωfの微分値(回転加速度)をωdfとし、フロ
ントプロペラシャフト64に対するフロントディファレ
ンシャルギヤ装置68の出力トルクをTfとし、フロン
トディファレンシャルギヤ装置68に対する入力トルを
Tflとし、左前輪車軸56L及び右前輪車軸56Rの回転
トルクをそれぞれTfl、Tfrとすると、下記の式24〜
26が成立する。
の回転速度をそれぞれωfl、ωfrとし、それらの微分値
(回転加速度)をそれぞれωdfl、ωdfrとすると、下記
の式27及び28が成立する。更に左前輪24FL及び右
前輪24FRの慣性モーメントをIWfとし、左前輪24FL
及び右前輪24FRの回転速度ωfl、ωfrの微分値(回転
加速度)をそれぞれωdfl、ωdfrとし、左前輪24FL及
び右前輪24FRの回転トルクをそれぞれTfl、Tfrと
し、左前輪24FL及び右前輪24FRの制動トルクをそれ
ぞれTbfl、Tbfrとし、左前輪24FL及び右前輪24FR
のタイヤの有効半径をrとすると、下記の式29及び3
0が成立する。
装置62よりリヤディファレンシャルギヤ装置70まで
の慣性モーメントをIDrとし、リヤプロペラシャフト6
6の回転速度ωrの微分値(回転加速度)をωdrとし、
リヤプロペラシャフト66に対するリヤディファレンシ
ャルギヤ装置70の出力トルクをTrとし、リヤディフ
ァレンシャルギヤ装置70に対する入力トルクをTrlと
し、左後輪車軸22L及び右後輪車軸22Rの回転トルク
をそれぞれTrl、Trrとすると、下記の式31〜33が
成立する。
の回転速度をそれぞれωrl、ωrrとし、それらの微分値
(回転加速度)をそれぞれωdrl、ωdrrとすると、下記
の式34及び35が成立する。更に左後輪24RL及び右
後輪24RRの慣性モーメントをIWrとし、左後輪24RL
及び右後輪24RRの回転速度ωrl、ωrrの微分値(回転
加速度)をそれぞれωdrl、ωdrrとし、左後輪24RL及
び右後輪24RRの回転トルクをそれぞれTrl、Trrと
し、左後輪24RL及び右後輪24RRの制動トルクをそれ
ぞれTbrl、Tbrrとし、左後輪24RL及び右後輪24RR
のタイヤの有効半径をrとすると、下記の式36及び3
7が成立する。
てそれぞれ下記の式38〜41が成立する。
2により表わされ、左右前輪及び左右後輪の制動力Bi
(i=fl、fr、rl、rr)はそれぞれ下記の式43〜46
により表わされる。また左右前輪及び左右後輪の車輪速
度(周速度)VWiの微分値(車輪加速度)をVWd
i(i=fl、fr、rl、rr)とすると、各車輪の車輪加速
度VWdiは下記の式47〜50により表わされる。
入して整理することにより、左右前輪及び左右後輪のタ
イヤ前後力FXi(i=fl、fr、rl、rr)はそれぞれ下記
の式51〜54により表わされる。
車輌の駆動力Dについて下記の式55が成立する。
0であり且つ慣性モーメントIDf及びIDfが0である場
合と等価であるので、上記式51〜55に於けるトルク
比a、慣性モーメントIDf及びIDfを0とすることによ
り、左右前輪及び左右後輪のタイヤ前後力FXi(i=f
l、fr、rl、rr)はそれぞれ下記の式56〜59により
表わされ、車輌の駆動力Dは下記の式60により表わさ
れる。
トルクが0であり且つ慣性モーメントIDf及びIDfが0
である場合と等価であるので、上記式51〜55に於け
るトルク比aの逆数1/a、慣性モーメントIDf及びI
Dfを0とすることにより、左右前輪及び左右後輪のタイ
ヤ前後力FXi(i=fl、fr、rl、rr)はそれぞれ下記の
式61〜64により表わされ、車輌の駆動力Dは下記の
式65により表わされる。
る前輪のタイヤ横力FYfl及びFYfrの和としてそれらの
前回の算出値の和を使用すれば、車輌の前後加速度
GX、操舵角δ、各車輪のブレーキ油圧Pi、車輪加速度
VWdiを検出することにより、上記式51〜54、式5
6〜59、式61〜64に従って各車輪のタイヤ前後力
FXiを算出することができる。この場合車輌の駆動時に
於いても、エンジン及び駆動系を考慮する必要がない。
また上記式55、式60、式65に従ってエンジンより
駆動系を経て駆動輪の車軸へ伝達される駆動力を算出す
ることもできる。この場合エンジンマップ、駆動系のギ
ヤ比や伝達効率を考慮することなく駆動輪車軸の駆動力
を算出することができる。
メントの釣合い 車輌横方向の力の釣合い及び重心周りのヨーモーメント
の釣合いより、それぞれ下記の式66及び67が成立す
る。
Yfrの係数をそれぞれAk、Bkとし、上記式68の右辺
をCkとして上記式68を下記の式69の通り表現す
る。尚実用操舵角の範囲に於いては、Ak>0、Bk>0
である。 Ak・FYfl+Bk・FYfr=Ck ……(69)
はタイヤモデルによる算出値FYfl-m、FYfr-m(これら
については後述する)の比率であるとし、左旋回時には
下記の式70が成立するものとする。尚下記の式70に
於いて、MAXは( )内の数値のうちの大きい方の値
又は最も大きい値を選択することを意味し(後述の他の
式についても同様)、FY0は車輌の直進時に於ける左右
前輪のタイヤ横力FYf l、FYfrを等しくするための正の
定数である。
ヤ横力FYfl、FYfrはそれぞれ下記の式71及び72に
より表わされる。
記の式73に於けるF Yfl及びFYfrとして、上記
「(2)前輪のタイヤ横力」に於いて算出された値が使
用される。
り、上記式73を下記の式74の通り表わす。 FYfl+FYfr=Ek ……(74)
はタイヤモデルによる算出値FYrl-m、FYrr-m(これら
についても後述する)の比率であるとし、左旋回時には
下記の式75が成立するものとする。尚下記の式75に
於いて、FY0は車輌の直進時に於ける左右後輪のタイヤ
横力FYrl、FYrrを等しくするための正の定数である。
ヤ横力FYrl、FYrrはそれぞれ下記の式76及び77に
より表わされる。
車輌駆動力の算出」及び「[4]各車輪のタイヤ横力の
算出」に於いては、車輌の前後加速度GX及び横加速度
GYが使用されているが、これらの加速度がそれらに基
づく車輌前後方向の力mGX及び車輌横方向の力mGYと
して使用される限り、路面の勾配の影響を受けることは
ない。
l、fr、rl、rr)は前後力FXi及び横力FYiの合力(合
成路面反力)としてそれぞれ下記の式78〜81により
求められる。
ラッシュタイヤモデル」((2)の駆動時の式)によれ
ば、VBを車体速度とし、βをタイヤの横すべり角と
し、Kβをタイヤの横剛性とし、KSをタイヤの縦剛性
とし、μmaxを路面の最大摩擦係数とし、FZをタイヤの
接地荷重として、スリップ率S、複合スリップ率λはそ
れぞれ下記の式82及び83により表わされる。またξ
を下記の式84の通りとする。
XYiに沿う方向のスリップ率である。また一般にタイヤ
と路面との間の摩擦係数μと複合スリップ率λとの関係
は図7(A)の如くになるが、このタイヤモデルに於け
る摩擦係数μと複合スリップ率λとの関係は図7(B)
の如く表わされ、図7(B)に図示の如く路面の最大摩
擦係数μmaxを定義する。
イヤの前後方向に対しなす角度をθとしてタイヤの前後
力FX及び横力FYはそれぞれ下記の式85及び86によ
り表わされる。
X及び横力FYはそれぞれ下記の式87及び88により表
わされ、cosθ及びsinθはそれぞれ下記の式89及び9
0により表わされる。 FX=−μmaxFZcosθ ……(87) FY=−μmaxFZsinθ ……(88)
及び86をそれぞれ下記の式91及び92の如く書き直
すことができる。
路面反力FXYを下記の式94により表すことができる。
れぞれ下記の式95及び96が導かれ、タイヤの前後力
FX及び横力FYをそれぞれこれらの式により求めること
ができる。
記の式97により表わされるので、これを上記式94に
代入することにより、タイヤの路面反力FXYを下記の式
98により求めることができる。
が求められ、上記式98より下記の式100が求められ
る。
ており、矢印110はタイヤの移動方向を示し、点A及
びCはそれぞれタイヤ110の接地点112を通るタイ
ヤ前後方向の線114及びタイヤ横方向の線116と摩
擦円108との交点を示している。また点Eはタイヤの
移動方向110と摩擦円108との交点を示し、点B及
びDはそれぞれ真円の限界摩擦円118上にある摩擦円
108上の点のうち最も点Cに近い駆動側及び制動側の
点を示している。
8、99、100は、タイヤの路面反力FXYのベクトル
の先端が摩擦円108上の点Bと点Dとの間にある場合
の各値を示している。
87及び88よりタイヤの路面反力FXYは下記の式10
1により表され、上記式87及び89よりタイヤの前後
力F Xは下記の式102により表され、上記式88及び
90よりタイヤの横力FYは下記の式103により表さ
れる。 FXY=μmaxFZ ……(101)
104が求められ、また下記の式105が成立する。
は、タイヤの路面反力FXYのベクトルの先端が摩擦円1
08上の点Aと点Bとの間又は点Dと点Eとの間にある
場合の各値を示している。
大摩擦係数μmax(後述の[11]参照)、接地荷重FZ
(上記[2]参照)、スリップ率S(後述の[10]参
照)、タイヤの横すべり角β(後述の[8]参照)、タ
イヤ縦剛性KS及びタイヤ横剛性Kβ(後述の[7]参
照)を求めることにより∂FXY/∂λを求めることがで
きることが解る。
の路面反力FXY、タイヤ前後力FX、タイヤ横力FY(タ
イヤモデルに基づく算出値)をそれぞれFXY-m、F
X-m、F Y-mと表現する。
FXY及び接地荷重FZの関数であり、KXYS及びKXYβを
路面反力FXYに対する係数とし、KZS及びKZβを接地
荷重FZに対する係数として、それぞれ下記の式106
及び107により表わされるものとする。尚この仮定は
事実に反するものではない。 KS=KXYS・FXY+KZS・FZ ……(106) Kβ=KXYβ・FXY+KZβ・FZ ……(107)
算出」により演算される推定車体速度SVB、車輌の横
すべり角βB、操舵角δを使用して、図9に示された左
前輪、右前輪、左後輪、右後輪の位置に於ける車輌前後
速度SVBXVi(i=fl、fr、rl、rr)はそれぞれ下記の
式108〜111により表わされ、左前輪、右前輪、左
後輪、右後輪の位置に於ける車輌横速度SVBYVi(i=
fl、fr、rl、rr)はそれぞれ下記の式112〜115に
より表わされる。
り、左右前輪のタイヤ前後方向の移動速度はそれぞれ下
記の式116及び117により表わされ、左右前輪のタ
イヤの横方向の移動速度はそれぞれ下記の式118及び
119により表わされる。
すべり角βfl、βfrはそれぞれ下記の式120、121
に従って演算され、上記式110、111、114、1
15より左右後輪の横すべり角βrl、βrrはそれぞれ下
記の式122、123に従って演算される。
率の算出 [9−1]制動時 (1)基準スリップ率SK 各車輪の車輪速度に基づき推定車体速度SVBを算出す
るためのスリップ率(基準スリップ率SKという)は以
下の通りであり、制動時を正とする。
プ率SKは下記の式124により表される。
いので、タイヤモデルの上記式83に於いて、β=0と
して下記の式125〜128より、基準スリップ率SK
は下記の式129により表される。
するものである。即ち車輌の直進制動時には少なくとも
1輪はξ≧0の範囲になるよう制御されなければならな
い。この点については後述する(後述の[15](5)
参照)。
スリップ率SKは下記の式130により表される。 SK=0 ……(130)
[2]〜[5]、[7]、[8]及び後述の[11]に
於いて算出される前後力FX等を代入することにより基
準スリップ率SK(各車輪の基準スリップ率SKi(i
=fl、fr、rl、rr))が演算される。
116、117、110、111)、各車輪の車輪速度
VWi及び上記式124、129又は130により演算
される基準スリップ率SKiに基づき、それぞれ下記の
式131〜134により左右前輪及び左右後輪の移動速
度に基づく推定車体速度SVBi(i=fl、fr、rl、r
r)が演算される。
〜134により演算される推定車体速度SVBiのうち
最も大きい値が最も実際の車体速度に近いので、推定車
体速度SVBは下記の式135に従って演算される。 SVB=MAX(SVBfl,SVBfr,SVBrl,SVBrr) ……(135 )
「[9−1]制動時」の場合と同一であり、基準スリッ
プ率SKは上記式124により表される。
号が逆になるので、下記の式136により表される。
り、基準スリップ率SKは0である。
は制動時の場合と同一であるので、上記式131〜13
4に従って演算されるが、一般に、車輌の非制動時に
は、上記式131〜134により演算される推定車体速
度SVBiのうち最も小さい値が最も実際の車体速度に
近いので、推定車体速度SVBは下記の式137に従っ
て演算される。 SVB=MIN(SVBfl,SVBfr,SVBrl,SVBrr) ……(137 )
ップ率SK(=0)に基づいて演算される方が実際の車
体速度に近いので、後輪駆動車の場合には左右前輪につ
いてそれぞれ下記の式138及び139に従って推定車
体速度SVBfl、SVBfrが演算され、前輪駆動車の場
合には左右後輪についてそれぞれ下記の式140及び1
41に従って推定車体速度SVBrl、SVBrrが演算さ
れる。
車輪速度に基づくものであるので、後輪駆動車及び前輪
駆動車の推定車体速度SVBは各推定値の大きい方の値
としてそれぞれ下記の式142及び143に従って演算
される。 SVB=MAX(SVBfl,SVBfr) ……(142) SVB=MAX(SVBrl,SVBrr) ……(143)
l、rr)は推定車体速度SVB及び各車輪の車輪速度V
Wiに基づきそれぞれ下記の式144〜147に従って
算出される。
出 上記[2]の接地荷重FZ、[5]のタイヤの路面反力
FXY(これらの算出にはタイヤモデルは使用されな
い)、上記タイヤモデルの式100及び105を使用し
て路面の最大摩擦係数μmaxは下記の式148により表
わされるものとする。尚下記の式148に於いて、Δμ
は正の定数であり、(∂FXY/∂λ)λ=0はλ=0であ
るときの∂FXY/∂λの値である。
Z)(∂FXY/∂λ)λ=0は図10に示されたμ−λ曲
線の原点に於ける傾きであり、(1/FZ)(∂FXY/
∂λ)はλがある値(例えばλ1)であるときのμ−λ
曲線の傾きである。図7(B)に示されている如く、μ
−λ曲線の傾きは複合スリップ率λの増大につれて漸次
増大し、路面の摩擦係数μが最大摩擦係数μmaxである
領域に於いては複合スリップ率λの如何に拘わらずμ−
λ曲線の傾きは0である。
maxである領域に於ける複合スリップ率λの最小値をλe
とすると、上記式148の第2項に於けるμ−λ曲線の
傾きの比は、λがλe未満の領域に於いてはλの増大に
つれて漸次減少し、λがλe以上の領域に於いては0で
ある。よって上記式148によれば、λがλe未満の領
域に於いては最大摩擦係数μmaxはΔμと上記傾きの比
との積の値だけFXY/FZよりも高い値に推定され、λ
がλe以上の領域に於いては最大摩擦係数μmaxは真の最
大摩擦係数に推定される。
大摩擦係数がμtrueである場合に於いて、λがλe未満
のλ1であるときには、FXY/FZが点A1であるとする
と、最大摩擦係数μmaxは点A2に対応する値であると推
定され、従ってμ−λ曲線は曲線Aであると推定され
る。これに対しλがλe以上のλ2であるときには、FXY
/FZが点B1であるとすると、最大摩擦係数μmaxは点
B1と同一の点B2に対応する値であると推定され、従っ
てμ−λ曲線は曲線Bであると推定される。
最大摩擦係数μmaxの推定誤差が大きく、また定数Δμ
が小さい値に設定されると最大摩擦係数μmaxは真の最
大摩擦係数μtrueよりも小さく推定され、逆に定数Δμ
が大きい値に設定されると最大摩擦係数μmaxは真の最
大摩擦係数μtrueよりも大きく推定されるが、λの増大
につれて最大摩擦係数の推定誤差が漸次小さくなり、λ
がλe以上の領域に於いては最大摩擦係数μmaxは真の最
大摩擦係数μtrueに適正に推定される。
リップ率λが0であるときにはξは1であるので、この
場合には下記の式149が成立する。
の如く、∂FXY/∂λの算出に際してはそのときの最大
摩擦係数μmaxが必要である。従って最大摩擦係数μmax
としてその前回の演算値μmax(n-1)を使用して∂FXY/
∂λが算出され、その値を使用して上記式148に従っ
て最大摩擦係数μmaxが算出される。
如く、路面の最大摩擦係数μmax、接地荷重FZ、スリッ
プ率S、タイヤの横すべり角β、タイヤの横剛性Kβ、
タイヤの縦剛性KSを求めることにより、上記式95等
の値を求めることができる。
端が図8に示された点A〜点Eにあるときのスリップ率
SA等の各値を以下の通り算出することができる。 (1)A点 SA=−1.0 ……(150) VW=∞ ……(151) FXYA=μmaxFZ ……(152) FXA=FXYA ……(153) FYA=0 ……(154) (2)B点
る各車輪の最大路面摩擦係数μmax、上記[8]に於い
て算出される各車輪のタイヤの横すべり角βi、上記
[10]に於いて算出される各車輪のスリップ率Si、
上記[7]に於いて算出される各車輪のタイヤ横剛性K
β及びタイヤ縦剛性KSを使用して、上記「[6]タイ
ヤモデル(その1)」及び「[12]タイヤモデル(そ
の2)」の各式に従ってタイヤモデルに基づく各車輪の
タイヤ横力FY-m、各車輪の∂FXY/∂λ、各車輪の点
Bの前後力(駆動側)FXB、各車輪の点Dの前後力(制
動側)FXD、が算出され使用される。
配分 運転者のブレーキペダル操作による車輌の目標制動力を
FXVB(負の値)とし、運転者のアクセルペダル操作に
よる車輌の目標駆動力をD(上記[3]に於いて式5
5、60、65により求められる)とし、目標制動力F
XVB及び目標駆動力Dを使用して車輌の目標前後力FXV
を下記の式175にて表す。 FXV=FXVB+D ……(175)
によるものとし、配分後の各車輪の目標前後力F
Xi0(i=fl、fr、rl、rr)は以下の式176〜179
により演算される。尚この場合車輌は制動状態にあるの
で、駆動力Dはエンジンブレーキ力であり、負の値であ
る。
よいので、駆動力は駆動輪にそのまま作用するものと考
える。
力FXi0はそれぞれ下記の式180及び181により演
算される。
力FXi0はそれぞれ下記の式182及び183により演
算される。
力FXi0はそれぞれ下記の式184及び185により演
算される。
ス(基本使用領域) 各車輪の位置に於ける車輌前後力及び横力の良好なバラ
ンスを確保すべく、各車輪のタイヤ前後力及び横力の基
本的な使用範囲(「基本使用領域」という)を定め、各
車輪のタイヤ前後力及び横力を基本使用領域に設定し、
後述のスピン防止制御又はドリフトアウト防止制御時に
はこれらの制御の達成に必要な所定の車輪のタイヤ前後
力及び横力を基本使用領域外に設定する。
ては前後力を効果的に確保し、タイヤ横力が大きい範囲
に於いてはある程度の前後力を確保すると共に旋回能力
を確保することができるように設定される。
小さいとき 後輪駆動車の場合には前輪の駆動力はないので、路面反
力FXYのベクトルの先端が図12の点C〜点Dの範囲
(第一の範囲)になるよう設定され、前輪駆動車及び四
輪駆動車の場合には前輪の駆動力があるので、路面反力
FXYのベクトルの先端が図12の点B〜点Gの範囲にな
るよう設定される。
大きいとき 後輪駆動車の場合には前輪の駆動力はないので、路面反
力FXYのベクトルの先端が図13の点C〜点Gの範囲に
なるよう設定され、前輪駆動車及び四輪駆動車の場合に
は前輪の駆動力があるので、路面反力FXYのベクトルの
先端が図13の点F〜点Gの範囲(第二の範囲)になる
よう設定される。
点F及び点Gは係数KFxfを例えば0.4程度の正の定
数としてそれぞれ下記の式186及び187により求め
られるF1及びF2により車輌前後方向について決定され
る点である。また図12及び図13に於いて、110は
タイヤの移動方向を示している。 F1=KFxfμmaxFZ ……(186) F2=−KFxfμmaxFZ ……(187)
前輪の基本使用領域の前後力FXfl1、FXfr1はそれぞれ
下記の式188及び189により演算される。尚下記の
式188及び189に於いて、MINは( )内の数値
のうちの小さい方の値又は最も小さい値を選択すること
を意味し、このことは後述の他の式に於いても同様であ
る。
れ下記の式190及び191により表わされる値はアン
チロック目標前後力であり、前輪の前後力がこの目標前
後力以上(大きさが目標前後力の大きさ以下)であれ
ば、前輪のロックを防止することができる。
記(1−a)及び(1−b)より、前輪駆動車及び四輪
駆動車の左右前輪の基本使用領域の前後力FXfl1、F
Xfr1はそれぞれ下記の式192及び193により演算さ
れる。
れ下記の式194及び195により表わされる値はアン
チホイルスピン目標前後力であり、前輪の前後力がこの
目標前後力以下であれば、前輪のホイルスピンを防止す
ることができる。
FXYのベクトルの先端が図14の点B〜点Dの範囲にな
るよう設定される。
大きいとき 車輪の横すべり角の絶対値が大きいときには、路面反力
FXYのベクトルの先端が図15の点H〜点Gの範囲にな
るよう設定される。
これらの図に於ける点Gも図12及び図13の場合と同
様係数KFxrを例えば0.4程度の正の定数として下記
の式196により求められるF2により車輌前後方向
(制動側)について決定される点である。また図14及
び図15に示されている如く、点Hは車輌の重心104
とタイヤ120の接地点122とを結ぶ線分124に垂
直な直線126と摩擦円108との交点であって、旋回
内側後輪の路面反力による車輌の逆回頭モーメントが最
大になる点である。また点Iはタイヤ横方向の線116
と限界摩擦円118との交点である。 F2=−KFxrμmaxFZ ……(196)
横力が小さい範囲に於いては前後力を効果的に確保し、
タイヤ横力が大きい範囲に於いてはある程度の前後力を
確保できるよう、旋回内側後輪となるときの左後輪の基
本使用領域の前後力FXrl1は下記の式197により演算
される。
より表わされる値は旋回内側後輪となるときの左後輪の
ロックを防止するアンチロック目標前後力である。
本使用領域 上記(2−a)及び(2−b)より、制動領域について
は上記前輪駆動車の基本使用領域と同一であるが、非制
動領域については車輪の横すべり角の絶対値が大きい範
囲に於いては、旋回内側後輪の路面反力による車輌の逆
回頭モーメントを最大にし、車輪の横すべり角の絶対値
が小さい範囲に於いては、できるだけ前後力を確保でき
るようにする。
旋回内側後輪となる左後輪の基本使用領域の前後力F
Xrl1は下記の式199により演算される。
より表わされる値は旋回内側後輪となるときの左後輪の
ホイルスピンを防止するアンチホイルスピン目標前後力
である。また制動時には制動領域のみが使用される。
FXYのベクトルの先端が図16の点B〜点Dの範囲にな
るよう設定される。
大きいとき 車輪の横すべり角の絶対値が大きいときには、路面反力
FXYのベクトルの先端が図17の点F〜点Jの範囲にな
るよう設定される。
これらの図に於ける点Fも図12及び図13の場合と同
様下記の式201により求められるF1により車輌前後
方向(駆動側)について決定される点である。また図1
6及び図17に示されている如く、点Jは車輌の重心1
04とタイヤ130の接地点132とを結ぶ線分134
に垂直な直線136と限界摩擦円118との交点であっ
て、旋回外側後輪の路面反力による車輌の逆回頭モーメ
ントが最大になる点である。 F1=KFxrμmaxFZ ……(201)
横すべり角の絶対値が大きい範囲に於いては、旋回外側
後輪の路面反力による車輌の逆回頭モーメントを最大に
し、車輪の横すべり角の絶対値が小さい範囲に於いて
は、できるだけ前後力を確保できるよう、旋回外側後輪
となるときの右後輪の基本使用領域の前後力FXrr1は下
記の式202により演算される。
より表わされる値は旋回外側後輪となるときの右後輪の
ロックを防止するアンチロック目標前後力である。
本使用領域 制動領域については上記前輪駆動車の基本使用領域と同
一であるが、非制動領域についてはタイヤ横力が小さい
範囲に於いては前後力を効果的に確保し、タイヤ横力が
大きい範囲に於いてはある程度の前後力を確保できるよ
うする。従って前輪駆動車及び四輪駆動車に於いて旋回
外側後輪となる右後輪の基本使用領域の前後力FXrr1は
下記の式204により演算される。
より表わされる値は旋回外側後輪となるときの右後輪の
ホイルスピンを防止するアンチホイルスピン目標前後力
である。また制動時には制動領域のみが使用される。
されることにより、制御性の向上が図られてもよい。即
ちKDを正の一定の係数として、制動時の前後力FXD1及
び非制動時の前後力FXB1がそれぞれ下記の式206及
び207に従って演算され、これらの値がそれぞれ前後
力FXD、FXBとされてもよい。
出」の「(1)基準スリップ率SK」に於いて、|FX
|大且つ|FY|大のときに使用されている式はタイヤ
モデルに於いてξ>0であるときの式であり、ξ=0で
あるときの基準スリップ率SKはξ<0であるときの値
と同一であるので、ξ≧0でなければ基準スリップ率S
Kを演算することができない。
0となるよう制御する必要があり、これを後輪に適用
し、Δを例えば0.01程度の正の定数として後輪の路
面の最大摩擦係数μmaxを下記の式208に従って演算
する。
G)が車輌前後方向に設定されることにより、それぞれ
前輪、旋回内側後輪、旋回外側後輪について個別に基本
使用領域が求められたが、第二の範囲がタイヤの前後方
向に設定されることにより、基本使用領域は各車輪に共
通の簡易の基本使用領域として、横すべり角βの絶対値
が小さいときには、路面反力FXYのベクトルの先端が図
18の点B〜点Dの範囲内になるよう設定され、横すべ
り角βの絶対値が大きいときには、路面反力FXYのベク
トルの先端が図19の点F〜点Gの範囲になるよう設定
されてもよい。
は係数KFXを例えば0.4程度の正の定数としてそれぞ
れ下記の式209及び210により求められるF1及び
F2によりタイヤの前後方向について決定される点であ
る。 F1=KFxμmaxFZ ……(209) F2=−KFxμmaxFZ ……(210)
は、各車輪の基本となるタイヤ前後力FXi1(i=fl、f
r、rl、rr)は、車輌の制動時には下記の式211に従
って設定され、車輌の非制動時には下記の式212に従
って設定され、これらの前後力の間の領域がタイヤ前後
力の基本使用領域とされる。
輌の重心周りのヨーモーメントにより判定し制御し得る
よう、各車輪の路面反力による車輌回頭モーメントが求
められる。
ト 上記[3]に於いて算出されるタイヤ前後力FXi及び上
記[4]に於いて算出されるタイヤ横力FYiを使用し
て、左前輪の路面反力による車輌回頭モーメントMfl、
右前輪の路面反力による車輌回頭モーメントMfr、左後
輪の路面反力による車輌回頭モーメントMrl、右後輪の
路面反力による車輌回頭モーメントMrrがそれぞれ下記
の式213〜216に従って演算される。
頭モーメント 図21(A)に示されている如く、タイヤ前後力FXiが
現状の大きさのままで大きさが最大となるタイヤ横力を
限界横力FYiG(i=fl、fr、rl、rr)と定義し、タイ
ヤ横力が限界横力である場合に於ける各車輪の路面反力
FXYiGによる車輌回頭モーメントを限界車輌回頭モーメ
ントMiG(i=fl、fr、rl、rr)と定義する。
路面反力FXYiG(i=fl、fr、rl、rr)は下記の式21
7により表わされ、また路面反力FXYiGとタイヤ前後力
FXiと限界横力FYiGとの間には下記の式218の関係
があるので、これらの式より限界横力FYiGは下記の式
219により表わされる。
FYiGを上記式213〜216の横力FYiに代入するこ
とにより、各車輪の限界車輌回頭モーメントMiGをそれ
ぞれ下記の式220〜223により求めることができ
る。
頭モーメント タイヤ前後力及び横力がそれぞれ基本使用領域の前後力
及びこれに対応する横力である状態を基本使用状態とす
ると、上記[15]に於いて演算される基本使用状態で
の前輪のタイヤ前後力FXfl1、FXfr1及び上記[12]
に於いて演算される点Dの前後力FXD、横力FYDを使用
して基本使用状態での前輪のタイヤ横力FYfl、FYfrは
以下の如く求められる。
れぞれ下記の式224及び225に従って演算される。
り、基本使用状態での左前輪のタイヤ横力FYflはF
Xfl1≦0、FXfl1>0の場合にそれぞれ下記の式227
及び228に従って演算される。
力FYfrはFXfr1≦0、FXfr1>0の場合にそれぞれ下
記の式229及び230に従って演算される。
輌回頭モーメントMfl1、Mfr1はそれぞれ下記の式23
1及び232に従って演算される。尚左右前輪による車
輌回頭モーメントMfl1、Mfr1のみが演算されるのは、
基本使用状態での車輌回頭モーメントは前輪のみ使用さ
れることによる。
メント 基本使用状態での左右前輪及び左右後輪による限界車輌
回頭モーメントMflG1、MfrG1、MrlG1、MrrG1はそれ
ぞれ上記式213〜216に対応する下記の式233〜
236に従って演算される。
車輌回頭モーメント 左右前輪のタイヤ前後力が0であるときの左右前輪によ
る車輌回頭モーメントMrl0、Mrr0はそれぞれ下記の式
237及び238に従って演算される。尚左右後輪のタ
イヤ前後力が0であるときの左右後輪による車輌回頭モ
ーメントは制御に使用されないので演算されない。
限界車輌回頭モーメント 左右後輪のタイヤ前後力が0であるときの左右後輪によ
る限界車輌回頭モーメントMrlG0、MrrG0はそれぞれ下
記の式239及び240に従って演算される。尚左右前
輪のタイヤ前後力が0であるときの左右前輪による限界
車輌回頭モーメントは制御に使用されないので演算され
ない。
ウト現象 各車輪の路面反力による車輌回頭モーメントMiの釣合
いは下記の式241により表される。 IBγd=Mfl+Mfr+Mrl+Mrr ……(241)
場合に於いて、過大なIBγdを後輪の余裕モーメント
(MrlG+MrrG−Mrl−Mrr)により吸収することがで
きない場合、即ち下記の式242の値が正の値になる場
合に、車輌回頭モーメントMiが釣合い状態を維持でき
ず、車輌はスピン状態になる。 IBγd+(MrlG+MrrG−Mrl−Mrr)=Mfl+Mfr+MrlG+MrrG ……(242)
の横すべり角速度βdrによる位相進みを考慮し、Kiを
正の定数としΔMSを0に近い正の定数として、下記の
式243の不等式が成立しているか否かにより車輌のス
ピン状態を判定する。 Mfl+Mfr+MrlG+MrrG−Kiβdr>−ΔMS ……(243)
場合に車輌はスピン状態になるので、下記の式244の
不等式が成立するよう各車輪の制駆動力を変化させるこ
とによって路面反力による車輌回頭モーメントMfl、M
fr及び限界車輌回頭モーメントMrlG、MrrGを制御すれ
ば、車輌は過大なスピン状態にならない。尚車輌回頭モ
ーメント及び限界車輌回頭モーメントの制御に際して
は、できるだけ車輌の旋回性能を確保する必要がある。 Mfl+Mfr+MrlG+MrrG−Kiβdr≦−ΔMS ……(244)
速度βdrによる位相進みを考慮することなく、下記の式
245の不等式が成立しているか否かにより判定されて
もよく、その場合には下記の式246の不等式が成立す
るよう各車輪の路面反力による車輌回頭モーメント及び
限界車輌回頭モーメントが制御されてもよい。 Mfl+Mfr+MrlG+MrrG>−ΔMS ……(245) Mfl+Mfr+MrlG+MrrG≦−ΔMS ……(246)
−Mfr|)が小さく、前輪の余裕モーメント(MflG+
MfrG−Mfl−Mfr)+後輪の余裕モーメント(MrlG+
MrrG−Mrl−Mrr)によりIBγdを十分に増大させる
ことができる場合、即ち下記の式247の値が負の値で
あり且つその絶対値が大きい状況にて、前輪が限界状態
に達し、車輌回頭モーメントMiが静的にバランスして
いるが、後輪が限界状態に達していない場合に、車輌は
ドリフトアウト状態になる。
は、後輪の横すべり角速度βdrによる位相進みを考慮
し、Kfを例えば0.1〜0.2程度の正の定数とし、
ΔMdを0に近い正の定数として、下記の式248及び
249の不等式が成立しているか否かにより車輌のドリ
フトアウト状態を判定する。 |MflG+MfrG−Mfl−Mfr|<Kf|MflG+MfrG| ……(248) Mfl+Mfr+MrlG+MrrG−Kiβdr<−ΔMd ……(249)
も、必ずしも前輪が限界に達しているとは限らず、従っ
て上記式249のみによっては車輌がドリフトアウト状
態にあるか否かを判定することはできない。
は、上記式248が成立する場合に於いて下記の式25
0が成立するよう各車輪の制駆動力を変化させることに
よって路面反力による車輌回頭モーメントMfl、Mfr及
び限界車輌回頭モーメントMrl G、MrrGを制御すればよ
い。 Mfl+Mfr+MrlG+MrrG−Kiβdr≧−ΔMd ……(250)
を付与し、後輪の横すべり角の絶対値を大きくし、後輪
の横力の絶対値を大きくすることによって車輌の旋回能
力を高める。
車輌のドリフトアウト状態は、後輪の横すべり角速度β
drによる位相進みを考慮することなく、上記式248及
び下記の式251の不等式が成立しているか否かにより
判定されてされてもよく、その場合には下記の式252
の不等式が成立するよう各車輪の路面反力による車輌回
頭モーメント及び限界車輌回頭モーメントが制御されて
よい。 MflG+MfrG+MrlG+MrrG<−ΔMd ……(251) MflG+MfrG+MrlG+MrrG≧−ΔMd ……(252)
あり、この関係より下記の式254が成立する。
VY及びVdYをそれぞれ車輌の横速度及びその微分値と
すると、下記の式255〜257の関係がある。
すると、下記の式258が成立するので、この式よりd
/dt(tanβB)を演算し、上記式254を解くことに
より後輪の横すべり角速度βdrを演算する。
されているが、本来ならばスピン防止の場合及びドリフ
トアウト防止の場合にそれぞれ下記の式259及び26
0により表わされる値が使用されるべきであるが、これ
らの値の算出は困難であるので、Kiβdrはそれらの代
用値として使用される。
は、前述の如く式244を維持する必要があり、そのた
めには上記式244を満たすよう各車輪の路面反力によ
る車輌回頭モーメントMfl、Mfr及び限界車輌回頭モー
メントMrlG、Mr rGが制御されなければならない。
回頭モーメント (1)旋回内側前輪により発揮可能な車輌回頭モーメン
トMfl 旋回内側前輪に制動力を付与することによってその前後
力を小さくしても、旋回内側前輪の路面反力のベクトル
の先端が基本使用領域である点B〜点Dの領域(図22
参照)にあるときには、車輌回頭モーメントを小さくす
る効果は得られず、却って逆効果となる場合もある。ま
た旋回内側前輪の路面反力のベクトルの先端が点D〜点
Eの領域になるよう旋回内側前輪に制動力を付与するこ
とによって車輌回頭モーメントを小さくすることができ
るが、上述の逆効果が生じる場合を考慮すると、旋回内
側前輪に制動力を付与することは好ましくなく、従って
旋回内側前輪の制動によるスピン防止制御は行われな
い。
回頭モーメントMfr (2−a)βf≦0のとき 旋回外側前輪については、前述の基本使用領域により、
路面反力のベクトルの先端が図23の点B〜点D間にな
るよう制動力を付与することによって車輌回頭モーメン
トを小さくすることができる。また路面反力のベクトル
の先端が点D〜点E間になるよう制動力を付与すること
により、ベクトルの先端が基本使用領域にある場合より
も更に一層車輌回頭モーメントを小さくすることができ
る。しかし点Eは旋回外側前輪がホイールロック状態に
なる点であるので、路面反力のベクトルの先端が点Eに
ならないようスリップ率をSmax(正の定数)に制限す
る。
前輪の最小のタイヤ前後力FXfr-minは下記の式261
により表わされる。
ヤ前後力FXfr-minであるときの旋回外側前輪の路面反
力による最小の車輌回頭モーメントMfr-minは下記の式
262により表わされ、旋回外側前輪の路面反力による
最小の車輌回頭モーメントMfrとしてMfr1〜Mfr-min
の間の値が使用される。
即ち前輪の操舵角が負の値になった場合である。この場
合に旋回外側前輪の路面反力による車輌回頭モーメント
Mfrが最小の車輌回頭モーメントMfr-minになるのは、
路面反力のベクトルの先端が図24の点D又は点Jにあ
る場合である。
反力のベクトルの先端が点Jにある場合に旋回外側前輪
の路面反力による車輌回頭モーメントMfrが最小にな
り、最小の車輌回頭モーメントMfr-minは下記の式26
4により表わされる。
路面反力のベクトルの先端が点Dにある場合に旋回外側
前輪の路面反力による車輌回頭モーメントMfrが最小に
なり、最小の車輌回頭モーメントMfr-minは下記の式2
66により表わされ、βf>0の場合にも、旋回外側前
輪の路面反力による最小の車輌回頭モーメントMfrとし
てMfr1〜Mfr-minの間の値が使用される。
車輌回頭モーメントMrrG 旋回外側後輪の路面反力による限界車輌回頭モーメント
MrrGが最小の車輌回頭モーメントMrrG-minになるの
は、路面反力のベクトルの先端が図25の点Jにある場
合であり、最小の車輌回頭モーメントMrrG-minは下記
の式267により表わされ、旋回外側後輪の路面反力に
よる最小の限界車輌回頭モーメントMrr Gとして前述の
MrrG1〜MrrG-minの間の値が使用される。
車輌回頭モーメントMrrGをMrrG1〜MrrG-minの間の値
にすべく、下記の式268が成立する場合には、旋回外
側後輪のタイヤ前後力が低減(制動力が付与)され、下
記の式269が成立する場合には、旋回外側後輪のタイ
ヤ前後力が増大(制動力が低減)される。
車輌回頭モーメントMrlG 車輌の制動時に旋回内側後輪の路面反力による限界車輌
回頭モーメントMrlGが最小の車輌回頭モーメントM
rlG-minになるのは、路面反力のベクトルの先端が図2
6の点Iにある場合であり、最小の車輌回頭モーメント
MrlG-minは下記の式270により表わされる。 MrlG-min=MrlG0 ……(270)
反力による限界車輌回頭モーメントMrlGが最小の車輌
回頭モーメントMrlG-minになるのは、路面反力のベク
トルの先端が図26の点Hにある場合であり、最小の車
輌回頭モーメントMrlG-minは下記の式271により表
わされる。
車輌回頭モーメントMrlGとして前述のMrlG1〜MrlG-m
inの間の値が使用される。また旋回内側後輪の路面反力
による最小の限界車輌回頭モーメントMrlGをMrlG1〜
MrlG-minの間の値にすべく、下記の式272が成立す
る場合には、旋回内側後輪のタイヤ前後力が低減(駆動
力が低減)され、下記の式273が成立する場合には、
旋回内側後輪のタイヤ前後力が増大(制動力が低減)さ
れる。
ント 前述の如く、車輌が左旋回状態にある場合に於いて上記
式243が成立する場合には、スピン防止用の車輌回頭
モーメントMnsを車輌に付与し、これにより下記の式2
74を成立させる。
トは下記の式275にて表わされ、各車輪の前後力を変
更することによってスピン防止モーメントMnsを発揮さ
せる。前述の如く、左右前輪の車輌回頭モーメント
Mfl、Mfr及び左右後輪限界車輌回頭モーメント
MrlG、MrrGの変更可能範囲には限界がある。また何れ
の車輪のモーメントを制御するかによって車輌の総前後
力及び総横力に与える影響が異なる。従って各モーメン
トを以下の如く制御する。
ントMnsを確保するためには、旋回外側前輪については
制動力を付与し、旋回内側後輪及び旋回外側後輪につい
ては制動力を低減することとなる(上述の「[15]基
本使用領域」参照)。
加)すると、前輪の横力の絶対値が減少し、車輌の旋回
性能は低下するが、車輌の制動性能は向上する。また後
輪の前後力を増大(制動力を低減)すると、後輪の横力
の絶対値が増加し、車輌の旋回性能は向上するが車輌の
制動性能は低下する。即ち車輌の旋回性能の確保と制動
性能の確保とは相互にトレードオフの関係にある。
後輪の分担割合を適宜に設定することにより、車輌の旋
回性能及び制動性能のバランスを取るようにする。尚制
動力確保すべく、制動領域のみを使用する。
囲に於いては、後輪の前後力のみを制御し、前輪の横力
を確保する。また後輪のみでは所要のスピン防止モーメ
ントを確保することができない範囲に於いては、後輪に
よるモーメントの付与に加えて旋回外側前輪によるモー
メントを車輌に付与する。尚この場合後輪が車輌に付与
すべきモーメントを左右後輪の発揮可能なモーメントの
比で左右後輪に割り振る。
6が成立する場合であり、この場合には目標車輌回頭モ
ーメントを下記の式277の通りとする。
て、前回外側前輪である右前輪の目標モーメントMfr2
及び左右後輪の目標モーメントMrlG2、MrrG2をそれぞ
れ下記の式279〜281の通りとする。尚後輪のみに
よりスピン防止が図られるので、右前輪の目標モーメン
トMfr2は基本使用状態時の値Mfr1である。
な場合 後輪のみではスピン防止が不可能な場合とは、下記の式
282が成立する場合であり、この場合には目標車輌回
頭モーメントを下記の式283の通りとする。
て、旋回外側前輪である右前輪の目標モーメントMfr2
及び左右後輪の目標モーメントMrlG2、MrrG2をそれぞ
れ下記の式285〜287の通りとする。
旋回内側後輪により発揮可能なモーメントの比にてモー
メントMnsを各車輪に割り振る。これにより旋回外側前
輪に対する制動力の増加割合が高くなり、車輌の制動性
能を高くすることができる。
て、旋回外側前輪である右前輪の目標モーメントMfr2
及び左右後輪の目標モーメントMrlG2、MrrG2をそれぞ
れ下記の式290〜292の通りとする。
する。従ってこの場合には車輌の制動性能を最も高くす
ることができるが、車輌の旋回性能が犠牲になる。
は、下記の式293が成立する場合であり、この場合に
は目標車輌回頭モーメントを下記の式294の通りとす
る。
て、旋回外側前輪である右前輪の目標モーメントMfr2
及び左右後輪の目標モーメントMrlG2、MrrG2をそれぞ
れ下記の式296〜298の通りとする。尚旋回外側前
輪のみによりスピン防止が図られるので、左右後輪の目
標モーメントは基本使用状態に於けるモーメント
Mrl G1、MrrG1である。
な場合 前輪のみではスピン防止が不可能な場合とは、下記の式
299が成立する場合であり、この場合には目標車輌回
頭モーメントを下記の式300の通りとすることによ
り、後輪が車輌に付与すべきモーメントを左右後輪によ
り発揮可能なモーメントの比にて左右後輪に割り振る。
て、旋回外側前輪である右前輪の目標モーメントMfr2
及び左右後輪の目標モーメントMrlG2、MrrG2をそれぞ
れ下記の式302〜304の通りとする。
−a)の旋回性能を優先する場合の制御が最も好ましい
ものと考えられる。
ントMnsを確保するためには、旋回外側前輪については
制動力を付与し、旋回内側後輪については駆動力を低減
し、旋回外側後輪については駆動力を付与することとな
る(上述の「[15]基本使用領域」参照)。
動力を付加)すると、前輪の横力の絶対値が減少し車輌
の旋回性能は低下する。また一般に駆動力が犠牲にされ
ても差し支えないが、車輌の旋回性能は確保される方が
好ましい。そのため前輪よりも後輪を優先し、左右後輪
により発揮可能なモーメントの比にてモーメントMnsを
左右後輪に優先的に割り振る。従って上述の「(1)制
動時」の「(1−a)旋回性能を優先する場合」の場合
と同様とする。
ントMnsを確保するためには、旋回外側前輪については
駆動力を低減し、旋回外側後輪については制動力を付与
することとなる。尚スピンを防止するためのモーメント
を旋回内側後輪により発生させることは不可能である
(上述の「[15]基本使用領域」参照)。
と、即ち旋回外側前輪の前後力を正の範囲に於いて低減
すると、旋回外側前輪の横力の絶対値が増加し、車輌の
旋回性能は向上する。またスピン防止モーメントは増加
する。駆動力が犠牲にされても差し支えないが、車輌の
旋回性能は確保される方が好ましい。
前輪のみによりスピン防止が可能な場合 旋回外側前輪の前後力≧0の範囲で前輪のみによりスピ
ン防止が可能な場合とは、下記の式305が成立する場
合であり、この場合には目標車輌回頭モーメントを下記
の式306の通りとする。
て、旋回外側前輪である右前輪の目標モーメントMfr2
及び右後輪の目標モーメントMrrG2をそれぞれ下記の式
308及び309の通りとし、右後輪の目標モーメント
MrrG2を基本使用状態時の値MrrG1とする。
び旋回外側後輪の前後力でスピン防止が可能な場合 旋回外側前輪の前後力(=0)及び旋回外側後輪の前後
力でスピン防止が可能な場合とは、下記の式310が成
立する場合であり、目標車輌回頭モーメントを下記の式
311の通りとする。
て、旋回外側前輪である右前輪の目標モーメントMfr2
及び右後輪の目標モーメントMrrG2をそれぞれ下記の式
313及び314の通りとする。
モーメントを下記の式315の通りとし、旋回外側前輪
に制動力を付与する。
て、右前輪の目標モーメントMfr2及び右後輪の目標モ
ーメントMrrG2をそれぞれ下記の式317及び318の
通りとする。
ントMnsを確保するためには、旋回外側前輪及び旋回内
側後輪については駆動力を解除し、旋回外側後輪につい
ては制動力を付与することとなる(上述の「[15]基
本使用領域」参照)。
旋回外側前輪のみによりスピン防止が可能な場合 旋回外側前輪の前後力≧0の範囲で旋回外側前輪のみに
よりスピン防止が可能な場合とは、下記の式319が成
立する場合であり、この場合には目標車輌回頭モーメン
トを下記の式320の通りとする。
て、旋回外側前輪である右前輪の目標モーメントMfr2
及び左右後輪の目標モーメントMrlG2、MrrG2をそれぞ
れ下記の式322〜324の通りとし、左後輪の目標モ
ーメントMrrG2及び右後輪の目標モーメントMrrG2をそ
れぞれ基本使用状態時の値MrlG1、MrrG1とする。
び旋回外側後輪の前後力でスピン防止が可能な場合 旋回外側前輪の前後力(=0)及び旋回外側後輪の前後
力でスピン防止が可能な場合とは、下記の式325が成
立する場合であり、この場合には目標車輌回頭モーメン
トを下記の式326の通りとする。
て、旋回外側前輪である右前輪の目標モーメントMfr2
及び左右後輪の目標モーメントMrlG2、MrrG2をそれぞ
れ下記の式328〜330の通りとする。
ない場合には、目標車輌回頭モーメントを下記の式33
1の通りとし、旋回外側前輪に更に制動力を付与する。
て、旋回外側前輪である右前輪の目標モーメントMfr2
及び左右後輪の目標モーメントMrrG2、MrrG2をそれぞ
れ下記の式333〜335の通りとする。
る各車輪のスピン防止目標前後力を算出する。
揮する目標前後力FXfr 2は、図27及び図28に示され
ている如く、右前輪の横すべりスリップ角βfrの大きさ
によって異なる。尚図27及び図28に於ける直線14
0は目標モーメントに相当する線を示しており、点Pの
前後力が目標前後力である。
大)のとき この場合には、限界状態であり摩擦円108が実質的に
限界摩擦円118であるとし、下記の式336より目標
前後力FXfr2は下記の式337の通り二つの値になる
が、前後力が小さい方(制動側)が好ましいので、右前
輪の目標前後力F Xfr2は下記の式338により求められ
る。
小)のとき (i)限界前の領域(点B〜点D)のとき 上記式99に対応する下記のタイヤモデルの関係式33
9より右前輪の横力F Yfrは下記の式340にて表わさ
れる。
記の式341にて表わされるので、右前輪の目標前後力
FXfr2は下記の式342により求められる。
あり、右前輪の目標前後力FXfr2は上記式338により
求められる。
前後力FXfr2は、上記式338及び式342により求め
られる値のうちの大きい方の値として下記の式343に
従って求められる。
外側後輪である右後輪の目標モーメントMrrG2を発揮す
る目標前後力FXrr2は下記の式345により求められ
る。
標モーメントMrrG2を満足する点は点P1、点P2の2点
あるが、上記基本使用領域によるFXrr1に応じて点P1
又は点P2が選択される。即ちスピン防止目標前後力F
Xrr2は下記の式346が成立するときには下記の式34
7により求められ、下記の式348が成立するときには
下記の式349により求められる。
内側後輪である左後輪の目標モーメントMrlG2を発揮す
る目標前後力FXrl2は下記の式351により求められ
る。
標モーメントMrlG2を満足する点は点P1、点P2の2点
あるが、上記基本使用領域によるFXrl1に応じて点P1
又は点P2が選択される。即ち目標前後力FXrl2は下記
の式352が成立するときには下記の式353により求
められ、下記の式354が成立するときには下記の式3
55により求められる。
止制御に代わるスピン防止制御として、上記式245に
より車輌のスピン状態が判定され、上記式246が成立
するよう実行されるスピン防止制御について説明する。
ント (a)旋回内側前輪 上述の「[18]スピン防止制御(その1)」の場合と
同様の理由から、旋回内側前輪の制動によるスピン防止
制御は行われない。
ーメントが最小になるのは路面反力のベクトルの先端が
図27、図28の点Eにある場合であり、その最小回頭
モーメントMfr-minは下記の式356により表され、そ
の場合の旋回外側前輪(右前輪)の前後力FXfrは下記
の式357により表される。従って旋回外側前輪の車輌
回頭モーメント及び前後力はこれらのモーメント及び前
後力になるよう制御される。
モーメント、横力、前後力 前述の如く、上記式246を満たすためには、各車輪の
路面反力による車輌回頭モーメントMfl、Mfr若しくは
限界車輌回頭モーメントMrlG、MrrGを小さくすればよ
く、その差(モーメントの減少分)は車輌に回頭方向と
は逆方向に付与されるモーメント(「逆回頭モーメン
ト」という)と等価である。
(左後輪)に於いてはその路面反力のベクトルの先端が
図26の点Hにある場合に最大になり、旋回外側後輪
(右後輪)に於いてはその路面反力のベクトルの先端が
図25の点Jにある場合に最大になる。
外側前輪の何れの場合にも路面反力のベクトルの先端が
点I(図26及び図25参照)にある場合に最大にな
り、また前後力は旋回内側後輪及び旋回外側後輪の何れ
の場合にも路面反力のベクトルの先端が図18及び図1
9に示された点Fにある場合に最大になり、点Gにある
場合に最小になる。
頭モーメントを確保する必要があり、車輌の旋回性能を
向上させるためには横力を確保する必要があり、車輌の
加減速性能を向上させるためには前後力を確保する必要
があるが、これらは相互にトレードオフの関係にある。
従ってこれらのバランスをとる手段として旋回内側後輪
及び旋回外側後輪については前述の基本使用領域の前後
力が使用される。またこの場合係数KFxf等(上記[1
5]参照)の値を変更することにより逆回頭モーメン
ト、横力、前後力のバランスを変更することができ、従
って係数KFxf等を適宜に設定することにより、後輪の
限界時に於ける後輪の逆回頭モーメント、横力、前後力
の適正なバランスを確保することができる。
状態にあるので、旋回外側前輪(右前輪)の路面反力に
よる目標モーメントをMtfrとして下記の式358が成
立するよう旋回外側前輪の制動力を制御することによっ
てスピンを防止する。従って旋回外側前輪の路面反力に
よる目標モーメントMtfrは下記の式359により求め
られ、これは特許請求の範囲の「目標ヨーモーメントM
fout」に相当する。
トは上記式356により表される最小回頭モーメントM
fr-min以上でなければならないので、Mtfr≧Mfr_min
であるときには旋回外側前輪の制動力の制御によってス
ピンを防止することができるが、Mtfr<Mfr_minであ
るときには旋回外側前輪の制動力の制御によってはスピ
ンを防止することができない。
立する場合に、換言すれば下記の式361が成立する場
合に、旋回外側前輪の制動力制御によるスピン防止が行
われる。
による目標モーメントMtfrは下記の式362により算
出される。
可能な場合 前述の如くMtfr<Mfr_minである場合には、即ち下記
の式363が成立するときには、旋回外側前輪の路面反
力による車輌回頭モーメントの制御によってスピンを防
止することは不可能である。
の先端は、旋回外側前輪については点E(図23参照)
にあり、左右後輪ついては点F〜点Gの領域(図18及
び図19参照)にある。この場合にはスピンを防止する
ことは不可能であるが、車輌の旋回性能を確保しつつ車
輌を効果的に減速させるべく、左右後輪については路面
反力のベクトルの先端が点Gに位置し、旋回内側前輪の
路面反力のベクトルの先端が点D(図22参照)に位置
するよう、各車輪の制動力が制御される。
標モーメントMtfrに対応する旋回外側前輪の目標前後
力を算出する。即ち旋回外側前輪の路面反力による車輌
回頭モーメントを目標モーメントMtfrにするための目
標前後力及び目標横力をそれぞれFXPfr及びFYPfrとす
ると、上記式213より下記の式364が成立する。
適値を選択する。図31及び図32に示されている如
く、ΔSが微小であるときには目標前後力FXP及び目標
横力F YPはそれぞれ下記の式365及び366により求
められる。従ってこれらの式より下記の式367が成立
する。
すると、上記式367より旋回外側前輪(右前輪)につ
いて下記の式369が成立し、従って旋回外側前輪(右
前輪)の目標前後力FXPfrは下記の式370により求め
られる。
68に対応する下記の式371により求められ、式37
1に於ける∂FYfr/∂S及び∂FXfr/∂Sは以下の如
く演算される。
ξ>0であるときの式95及び96よりそれぞれ下記の
式372及び373が導かれる。
1)」のξ>0であるときの式97及び98よりそれぞ
れ下記の式374及び375が導かれる。
1)」のξ≦0であるときの式102及び103よりそ
れぞれ下記の式376及び377が導かれる。
1)」のξ≦0であるときの式104及び105よりそ
れぞれ下記の式378及び379が導かれる。
摩擦係数μmax、接地荷重FZ、スリップ率S、タイヤの
横すべり角β、タイヤの横剛性Kβ、タイヤの縦剛性K
Sを代入することにより、上記式372〜379の各値
を求める。
可能な場合 前述の如くMtfrG<MfrG_minであるときには、旋回外
側前輪(右前輪)によるスピン防止が不可能である。こ
の場合には上記「(3)スピン防止目標モーメント」の
(b)に基づき旋回外側前輪(右前輪)の目標前後力F
XPfr、旋回内側前輪(左前輪)の目標前後力FXPfl、旋
回外側後輪(右後輪)の目標前後力FXP rr、旋回内側後
輪(左後輪)の目標前後力FXPrlはそれぞれ下記の式3
80〜383に従って演算される。
1) 車輌の左旋回時には上記式250が成立するよう、各車
輪の路面反力による車輌回頭モーメントMfl、Mfr及び
限界車輌回頭モーメントMrlG、MrrGが制御される。ド
リフトアウト防止制御が行われる状況に於いては、前輪
が限界に近い状態にあるので、Mfl=MflG、Mfr=M
frGであるとする。またドリフトアウト防止制御は車輌
の旋回性能を確保する制御、即ち各車輪の横力を確保す
る制御である。従って各車輪の前後力を基本的には上記
基本使用領域内の前後力に制御する。
モーメント (1)旋回内側前輪により発揮可能な限界車輌回頭モー
メントMflG (1−a)δ≦arctan{Tr/(2Lf)}のとき δ≦arctan{Tr/(2Lf)}のときとは、図33に於
いて点Iが図にて点Kよりも上の場合である。尚点Kは
車輌の重心104とタイヤ106の接地点112とを結
ぶ線分142に垂直な直線144と限界摩擦円118と
の交点である。
状の路面反力のベクトルの先端が点Kよりも上にある場
合であり、この場合には旋回内側前輪の限界車輌回頭モ
ーメントMfrGは図33の点Kに於いて最大になるの
で、限界車輌回頭モーメントMfrGは下記の式385に
より表わされ、制動力を付加することにより達成され
る。
状の路面反力のベクトルの先端が点Kよりも下にある場
合であり、ドリフトアウトを防止すべく車輌回頭モーメ
ントを増加するためには前後力を増大(制動力を低減)
しなければならず、好ましくないので基本使用状態とす
る。従ってこの場合の限界車輌回頭モーメントMfrGは
下記の式387により表わされ、制動力の制御は行われ
ない。
のとき δ>arctan{Tr/(2Lf)}のときとは、図33に於
いて点Iが図にて点Kよりも下の場合である。
動力であって点Kの前後力よりも大きい場合(前輪駆動
時)であり、この場合には旋回内側前輪の限界車輌回頭
モーメントMfrGは点Kに於いて最大になるので、限界
車輌回頭モーメントMfrGは下記の式389により表わ
され、駆動力の低減により達成される。
動力であって点Kの前後力よりも小さい場合(前輪駆動
時)であり、この場合にも旋回内側前輪の限界車輌回頭
モーメントMfrGは点Kに於いて最大になるので、限界
車輌回頭モーメントMfrGは上記式389により表わさ
れ、駆動力の増加により達成される。
合(制動時)であり、ドリフトアウトを防止すべく車輌
回頭モーメントを増加するためには前後力を増大(制動
力を低減又は駆動力を付加)しなければならず、好まし
くないので基本使用状態とする。従ってこの場合の限界
車輌回頭モーメントMfrGは上記式387により表わさ
れ、制動力の制御は行われない。
車輌回頭モーメントMrlG (i)下記の式391が成立するとき 下記の式391が成立するときとは、図14に於いて現
状の路面反力のベクトルの先端が点Hよりも上にある場
合であり、この場合には旋回内側後輪の限界車輌回頭モ
ーメントMrlGは図14の点Bに於いて最大になるの
で、限界車輌回頭モーメントMrlGは下記の式392に
より表わされ、駆動力の増加により達成される。
状の路面反力のベクトルの先端が点Hよりも下にある場
合であり、この場合には旋回内側後輪の限界車輌回頭モ
ーメントMrlGは図14の点Dに於いて最大になるの
で、限界車輌回頭モーメントMrlGは下記の式394に
より表わされ、制動力の増加により達成される。
車輌回頭モーメントMrrG (i)下記の式395が成立するとき 下記の式395が成立するときとは、図16に於いて現
状の路面反力のベクトルの先端が点Jよりも上にある場
合である。
輌回頭モーメントMrr Gは図16の点Iに於いて最大に
なるので、限界車輌回頭モーメントMrrGは下記の式3
96により表わされ、制動力の低減により達成される。
車輌回頭モーメントM rrGは図16の点Bに於いて最大
になるので、限界車輌回頭モーメントMrrGは下記の式
397により表わされ、駆動力の増加により達成され
る。
状の路面反力のベクトルの先端が点Jより下にある場合
であり、この場合には旋回外側後輪の限界車輌回頭モー
メントMrrGは図16の点Dに於いて最大になるので、
限界車輌回頭モーメントMrrGは下記の式399により
表わされ、制動力の増加により達成される。
車輌回頭モーメントMfrG 旋回外側前輪の限界車輌旋回モーメントMfrGは図34
の点Kに於いて最大になり、旋回外側前輪の前後力を増
加(制動力を低減)することにより限界車輌回頭モーメ
ントを増大させることができるが、この制御は制動時に
於ける制動力を低下させ又は非制動時に於ける駆動力を
増大させ、その結果前輪の横力の絶対値を低下させるの
で、好ましくない(点K及び点Fは互いに近いものとす
る)。従って旋回外側前輪の前後力の制御によるドリフ
トアウト制御は行われない。
ント 前述の如く、車輌が左旋回状態にある場合に於いて上記
式249が成立する場合には、各車輪の前後力を変更す
ることによってドリフトアウト防止用の車輌回頭モーメ
ントMndを車輌に付与し、これにより下記の式400を
成立させる。
外側前輪及び旋回内側後輪については前後力を低減し、
旋回外側後輪については前後力を低減又は増加する。旋
回外側前輪の前後力を低減すると、該車輪の横力の絶対
値が減少し、車輌の旋回性能が低下するが、車輌回頭モ
ーメントの増加により車輌の横すべり角が増大するの
で、後輪の横力の絶対値を増加させることができる。よ
って旋回外側前輪、旋回内側後輪、旋回外側後輪により
発揮可能なモーメントの比にてドリフトアウト防止モー
メントMndを各車輪に割り振る。尚前述の如く、上記式
386が成立するときには、旋回内側前輪による積極的
なドリフトアウト防止制御は行われない。
及び旋回内側後輪による限界車輌回頭モーメントを大き
くするためには、これらの車輪の前後力を小さく(制動
力を増加)する。また旋回外側前輪による限界車輌回頭
モーメントを大きくするためには、これらの車輪の前後
力を大きく(制動力を低減)する必要があるが、制動領
域内に限定する。そのためMrrG0を使用する。
49が成立する場合に、換言すれば下記の式402が成
立する場合に車輌はドリフトアウト状態であり、この場
合には下記の式403が成立するようにする。
て、旋回内側前輪である左前輪の目標モーメントMflG3
及び左後輪の目標モーメントMrlG3、MrrG3をそれぞれ
下記の式405〜407の通りとする。
による限界車輌回頭モーメントを大きくするためには、
その前後力を小さく(制動力を増加)する必要があり、
車輌がドリフトアウト状態にあるときには下記の式40
9が成立するようにする。
て、旋回内側前輪である左前輪の目標モーメントMflG3
及び左後輪の目標モーメントMrlG3、MrrG3をそれぞれ
下記の式411〜413の通りとする。
については前後力を低減又は増加し、旋回外側後輪につ
いては前後力を増加する。旋回内側前輪の前後力を低減
すると、該車輪の横力の絶対値が減少し、車輌の旋回性
能が低下するが、車輌回頭モーメントの増加により車輌
の横すべり角が増大するので、後輪の横力の絶対値を増
加させることができる。よって旋回内側前輪、旋回内側
後輪、旋回外側後輪により発揮可能なモーメントの比に
てドリフトアウト防止モーメントMndを各車輪に割り振
る。
による限界モーメントを大きくするためには、旋回内側
前輪の前後力を小さく(制動力を付加)し、旋回内側後
輪及び旋回外側後輪による限界モーメントを大きくする
ためには、これらの車輪の前後力を大きく(駆動力を増
加)することになる。尚後輪は加速によるドリフトアウ
ト防止となるが、このドリフトアウト防止により後輪の
横すべり角の絶対値が大きくなり、前後力FXrl1、F
Xrr1が小さくなり、加速が抑制されるので、問題はない
と考えられる。
下記の式415が成立するようにする。
て、旋回内側前輪である左前輪の目標モーメントMflG3
及び左後輪の目標モーメントMrlG3、MrrG3をそれぞれ
下記の式417〜419の通りとする。
及び旋回内側後輪による限界モーメントを大きくするた
めには、これらの車輪の前後力を小さく(制動力を付
加)し、旋回外側後輪による限界モーメントを大きくす
るためには、旋回外側後輪の前後力を大きく(駆動力を
増加)することになる。
(i)の場合の式416〜419と同一であるが、M
rlG-maxの値及びこれを発揮するための前後力は上記
(i)の場合とは異なる。
する。旋回外側後輪については前後力を低減(制動力を
付加)することしかできないが、このことによって限界
車輌回頭モーメントを大きくすることはできないので、
旋回外側後輪によるドリフトアウト防止は不可能であ
る。旋回内側前輪の前後力を低減すると、該車輪の横力
の絶対値が減少し、車輌の旋回性能が低下するが、車輌
回頭モーメントの増加により車輌の横すべり角が増大す
るので、後輪の横力の絶対値を増加させることができ
る。よって旋回内側前輪及び旋回内側後輪により発揮可
能なモーメントの比にてドリフトアウト防止モーメント
Mndをこれらの車輪に割り振り、下記の式421を成立
させる。
て、旋回内側前輪である左前輪の目標モーメントMflG3
及び旋回内側後輪である左後輪の目標モーメントMrlG3
をそれぞれ下記の式423、424の通りとし、右後輪
の目標モーメントMrrG3を下記の式425の通り(基本
使用状態)とする。
回内側前輪の目標前後力FXfr3を演算する。上記式23
3に対応する下記の式426より目標前後力F Xfr3は下
記の式427により表わされる。図33に示されている
如く、目標モーメントMfrG3を満足する点は点P1及び
点P2の2点ある。
ベクトルの先端が図33に於いて点Kよりも上の場合で
ある。この場合には点Kよりも上の点P1を選択する。
従って旋回内側前輪のドリフトアウト防止用の目標前後
力FXfr3は下記の式429により演算される。
内側前輪の目標前後力FXfr3は下記の式431の通り基
本使用領域の値に設定される。
防止 旋回内側後輪による目標モーメントMrlG3を発揮する旋
回内側後輪の目標前後力FXrl3を演算する。上記式23
5に対応する下記の式432より目標前後力F Xrl3は下
記の式433により表わされる。図30に示されたスピ
ン防止制御の場合と同様、目標モーメントMrlG3を満足
する点は点P1及び点P2の2点ある。
ベクトルの先端が図30に於いて点Hよりも上の場合で
ある。この場合には点Hよりも上の点P1を選択する。
従って旋回内側後輪の目標前後力FXrl3は下記の式43
5により演算される。
ベクトルの先端が図30に於いて点Hよりも下の場合で
ある。この場合には点Hよりも下の点P2を選択する。
従って旋回内側後輪の目標前後力FXrl3は下記の式43
7により演算される。
防止 旋回外側後輪による目標モーメントMrrG3を発揮する旋
回外側後輪の目標前後力FXrr3を演算する。上記式23
6に対応する下記の式438より目標前後力F Xrr3は下
記の式439により表わされる。図29に示されたスピ
ン防止制御の場合と同様、目標モーメントMrrG3を満足
する点は点P1及び点P2の2点ある。
ベクトルの先端が図39に於いて点Jよりも上の場合で
ある。この場合には点Jよりも上の点P1を選択する。
従って旋回外側後輪の目標前後力FXrr3は下記の式44
1により演算される。
ベクトルの先端が図29に於いて点Jよりも下の場合で
ある。この場合には点Jよりも下の点P2を選択する。
従って旋回外側後輪の目標前後力FXrr3は下記の式44
3により演算される。
明 次に後輪駆動車の非制動時に於ける左右後輪について図
35を参照して更に補足説明する。
点Ml及び点Mrにあるものとする。この場合限界モーメ
ントを発揮する点は点Nl及び点Nrである。また上記
「(2)」の「(2−a)後輪駆動車又は四輪駆動車」
に於ける目標モーメントを発揮する点は点Ol及び点Or
である。この目標モーメントを発揮し得るよう、旋回内
側後輪についてはベクトルの先端が点Plになるまで制
動力が付与され、旋回外側後輪についてはベクトルの先
端が点Prになるまで駆動力が付与される。これにより
車輌の回頭モーメントが大きくなり、車輌の横すべり角
βBの絶対値が大きくなり、ベクトルの先端は点Plより
点Qlへ移動し、また点Prより点Qrへ移動し、これに
より後輪の横力の絶対値が増加する。即ちΔYl+ΔYr
だけ横力の絶対値を増大させることができる。
付加による後輪の横すべり角の絶対値の増大について説
明したが、後輪の横すべり角の絶対値の増大は前輪によ
る車輌回頭モーメントの付与によっても達成される。
2) 上記「[20]ドリフトアウト防止制御(その1)」の
ドリフトアウト防止制御に代わるドリフトアウト防止制
御として、上記式248及び251により車輌のドリフ
トアウト状態が判定され、上記式252が成立するよう
実行されるドリフトアウト防止制御について説明する。
限界状態に達しているが、後輪が限界状態に達しておら
ず、後輪のタイヤ性能に余裕がある状況であるので、後
輪も限界に近づくようにして後輪のタイヤ性能を十分に
発揮させることにより、過剰なドリフトアウトを防止す
ることができる。
の旋回性能(車輌横力)の確保及び車輌の加減速性能
(車輌前後力)の確保の何れに活かすかにより、実際の
制駆動力制御の態様が異なる。一般に、前輪が限界に達
した状況に於いて、後輪の前後力(加減速性能)は運転
者の加減速操作(ブレーキ操作やアクセル操作)により
制御可能であるが、後輪の横力(旋回性能)は運転者の
操舵操作によっても制御不可能である。
めには、車輌の旋回性能(車輌横力)を向上させる必要
がある。そのためには下記の(Xa)及び(Xb)を達成
する必要がある。尚後に詳細に説明する如く、下記の
(Xa)は前述の「[15]各車輪の前後力及び横力の
バランス(基本使用領域)」に於いて説明した簡易の基
本使用領域のタイヤ前後力を使用することにより達成さ
れる。
輪駆動車であり、車輪の路面反力FX Yのベクトルの先端
が図21(B)の点Mにある場合)に於ける前輪の車輌
横力FYViGの絶対値を大きくする。
車輌回頭モーメントに近付けて後輪の余裕モーメントの
絶対値を小さくすることにより、後輪の横力の絶対値を
大きくする。即ち後輪の横すべり角の絶対値を大きくす
る方向の車輌回頭モーメントを車輌に付与し、これによ
り上記式252の不等式を成立させることによって後輪
の横力の絶対値を確保する。
横力絶対値の確保について (1−a)制動時 制動力確保の観点から上記[15]の(6)通りタイヤ
前後力の簡易の基本使用領域が定められている。
Xfr1<−KFXμmaxfrFZfrのとき 簡易の基本使用領域のタイヤ前後力が使用されるので、
左右前輪のタイヤの横すべり角の絶対値が大きくなる
と、前後力FXfl1、FXfr1の大きさは自動的に小さくな
り、これに対応して左右前輪の限界横力を発揮する点は
点Gに近づき、左右前輪の車輌横力の絶対値が漸次大き
くなり、最終的には点Gに達し、次の条件が満たされる
ようになる。
Xfr1≧−KFXμmaxfrFZfrのとき 左右前輪のタイヤの横すべり角の絶対値が大きくなる
と、車輌横力の絶対値は限界に達する。左右前輪の限界
横力はそのときの前後力FXfl1、FXfr1によって定ま
り、左右前輪の車輌横力の絶対値はほぼ最大である。
FXfr1は0であり、横すべり角の絶対値が大きくなる
と、左右前輪の車輌横力の絶対値は限界に達する。従っ
て左右前輪の横力FYfl1、FYfr1は自動的に大きくな
り、車輌横力の絶対値は下記の式444及び445によ
り表され、ほぼ最大である。
前後力の簡易の基本使用領域が定められている。
>KFXμmaxfrFZfrのとき 簡易の基本使用領域のタイヤ前後力が使用されるので、
左右前輪のタイヤの横すべり角の絶対値が大きくなる
と、前後力FXfl1、FXfr1の大きさは自動的に小さくな
り、これに対応して左右前輪の限界横力を発揮する点は
点Fに近づき、左右前輪の車輌横力の絶対値が漸次大き
くなり、最終的には点Fに達し、次の条件が満たされる
ようになる。
Xfr1≦KFXμmaxfrFZfrのとき 左右前輪のタイヤの横すべり角の絶対値が大きくなる
と、車輌横力の絶対値は限界に達する。左右前輪の限界
横力はそのときの前後力FXfl1、FXfr1によって定ま
り、左右前輪の車輌横力の絶対値はほぼ最大である。
の基本使用領域のタイヤ前後力を使用することにより、
前輪が限界状態にある場合に、前輪による車輌横力の絶
対値の確保(上記[17]の(2)の(Xa))は自動
的に達成される。
囲と限界モーメントの最大値 左右後輪の前後力の差により車輌に回頭モーメントを付
与するに際し、後輪横力の損失が少ない範囲に於いてこ
れを実行すべく、上記[15]の(6)の簡易の基本使
用領域のタイヤ前後力が使用される。
ある。前後力FXrlを小さく(絶対値を大きく)するこ
とによって車輌回頭モーメントを大きくすることがで
き、従って後輪の横すべり角の絶対値を大きくすること
ができる。この場合の旋回内側後輪の路面反力による限
界車輌回頭モーメントの最大値MrlG_maxは下記の式4
46により求められる。
き 後輪の横すべり角の絶対値は大きく、車輌はドリフトア
ウト状態にはない。従って旋回内側後輪の前後力の制御
によるドリフトアウト制御は行われない。
ある。前後力FXrrを大きく(絶対値を小さく)するこ
とによって車輌回頭モーメントを大きくすることができ
る。しかしこれは限界車輌回頭モーメントMrrGを小さ
くしてしまうので、余裕モーメントの絶対値を小さくす
ることに反する。
き 後輪の横すべり角の絶対値は大きく、車輌はドリフトア
ウト状態にはない。従って旋回外側後輪の前後力の制御
によるドリフトアウト制御は行われない。
ある。前後力FXrrを大きくすることによって車輌回頭
モーメントを大きくすることができ、従って後輪の横す
べり角の絶対値を大きくすることができる。この場合の
旋回外側後輪の限界車輌回頭モーメントの最大値MrrG_
maxは下記の式447により求められる。
くすることは、車輌を加速することになるので、好まし
くない。従って旋回内側後輪の前後力の制御に対応して
車輌の後輪総前後力が増加しないよう旋回内側後輪の前
後力が制御される。
き 後輪の横すべり角の絶対値は大きく、車輌はドリフトア
ウト状態にはない。従って旋回外側後輪の前後力の制御
によるドリフトアウト制御は行われない。
後輪の目標モーメント 前述の如く、上記式248及び251が成立する場合に
ドリフトアウトと判定され、下記の式448が成立する
よう余裕モーメントの絶対値を小さくすることによって
後輪の横力の絶対値を大きくするドリフトアウト防止制
御が行われる。即ち後輪の横すべり角の絶対値を大きく
する方向(旋回補助方向)の車輌回頭モーメントを車輌
に付与してMrlG+MrrGを大きくすることにより、下記
の式448を成立させ、これにより後輪の横すべり角の
絶対値が確保される。 MflG+MfrG+MrlG+MrrG=−ΔMd ……(448)
力による目標限界車輌回頭モーメントをMtrlGとする
と、上記式448より下記の式449が成立し、従って
旋回内側後輪(左後輪)の路面反力による目標限界車輌
回頭モーメントMtrlGは下記の式450により求められ
る。 MflG+MfrG+MtrlG+MrrG=−ΔMd ……(449) MtrlG=−ΔMd−(MflG+MfrG+MrrG)……(450)
式446のMrlG_max以下である場合に旋回内側後輪の
前後力の制御によるドリフトアウト防止制御が可能であ
る。従って目標限界車輌回頭モーメントMtrlGは下記の
式451により求められる。
maxrrFZrrのとき 旋回内側後輪の限界車輌回頭モーメントMrlGを大きく
(絶対値を小さく)するためには旋回内側後輪に制動力
を付与する必要があり、旋回外側後輪の限界車輌回頭モ
ーメントMrrGを大きく(絶対値を小さく)するために
は旋回外側後輪に駆動力を付与する必要がある。この場
合ドリフトアウト防止制御によって車輌が加速されるこ
とがないようにする必要がある。
使用領域のタイヤ前後力FXrl1及びFXrr1(ドリフトア
ウト防止制御前の前後力)による限界モーメントである
下記の式452及び453により表される値が使用さ
れ、旋回内側後輪の限界車輌回頭モーメントの変化量≧
旋回外側後輪の限界車輌回頭モーメントの変化量とする
ことによって近似的に総前後力が増加しないようにされ
る。この場合旋回内側後輪の限界車輌回頭モーメントの
変化量はMrlG_max−MrlG1であり、旋回外側後輪の限
界車輌回頭モーメントの変化量はMrrG_max−MrrG1で
ある(図37参照)。
MrlG1のとき この場合には左右の後輪が同時に限界車輌回頭モーメン
トの最大値に達するように左右後輪の前後力が制御され
る。この場合には下記の式454が成立し、従って下記
の式455が成立する。
−MrlG1のとき この場合には旋回内側後輪の限界車輌回頭モーメントの
変化量と旋回外側後輪の限界車輌回頭モーメントの変化
量とが等しくなるよう左右後輪の前後力が制御される。
従って下記の式456が成立する。尚この場合旋回内側
後輪の限界車輌回頭モーメントについてはその最大値ま
で使用することができるが、旋回外側後輪の限界車輌回
頭モーメントについてはその最大値まで使用することが
できない。 MtrlG−MrlG1=MtrrG−MrrG1 ……(456)
MrrG=MtrrGとして下記の式457が成立する。即ち
左右後輪の目標限界車輌回頭モーメントの和、MtrlG+
MtrrG(=MtrG)が下記の式458を満たすよう制御さ
れる。
ーメントMtrlG及び旋回外側後輪の目標限界車輌回頭モ
ーメントMtrrGは、MrlG_max−MrlG1>MrrG_max−M
rlG1のときにはそれぞれ下記の式459及び460によ
り求められ、MrlG_max−Mr lG1<MrrG_max−MrlG1の
ときにはそれぞれ下記の式461及び462により求め
られる。
びMtrrGはそれぞれ最大値MrlG_max及びMrrG_max以下
でなければならない。従ってこれらの目標限界車輌回頭
モーメントはそれぞれ下記の式463及び464に従っ
て補正される。
FXBrr<KFXμmaxrrFZrrのとき この場合には旋回内側後輪の前後力の制御によるドリフ
トアウト防止制御が可能であり、その内容は上述の
「(a)制動時」の場合と同じである。
XBrr>KFXμmaxrrFZrrのとき 旋回外側後輪の前後力の制御によるドリフトアウト防止
制御が可能であるが、この場合には旋回外側後輪に駆動
力を付与することになるので、旋回外側後輪の前後力の
制御は実行されない。
MtrlG、MtrrGを実現する目標前後力FXQrl、FXQrrが
算出される。
内側後輪の目標前後力FXQrlは下記の式466により求
められる。
輪(左後輪)に於いて同等になる点は例えば図38に示
されている如く点Pa及び点Pbの二つ存在するが、ドリ
フトアウト防止制御を制動によって達成すべく点Pbが
採用され、従って旋回内側後輪の目標前後力FXQrlは点
Pbに対応する下記の式467により求められる。
外側後輪の目標前後力FXQrrは下記の式469により求
められる。
回頭モーメントが旋回外側後輪(右後輪)に於いて同等
になる点は点Pc及び点Pdの二つ存在するが、ドリフト
アウト防止制御を駆動によって達成すべく点Pcが採用
され、従って旋回外側後輪の目標前後力FXQrrは点Pc
に対応する下記の式470により求められる。
1) 上記[15]の各車輪の基本使用領域の前後力FXfl1、
FXfr1、FXrl1、FXr r1、上記[18]のスピン防止目
標前後力FXfr2、FXrl2、FXrr2、上記[20]のドリ
フトアウト防止目標前後力FXfl3、FXrl3、FXrr3を使
用して車輌の左旋回時に於ける各車輪の最終目標前後力
FtXi(i=fl、fr、rl、rr)を算出する。
ト状態にあるときには下記の式471により演算され、
その他のときには下記の式472により演算される。
あるときには下記の式473により演算され、その他の
ときには下記の式474により演算される。
あるときには下記の式476により演算され、車輌がド
リフトアウト状態にあるときには下記の式477により
演算される。
あるときには下記の式479により演算され、車輌がド
リフトアウト状態にあるときには下記の式480により
演算される。
あるときには下記の式482により演算され、車輌がド
リフトアウト状態にあるときには下記の式483により
演算される。
あるときには下記の式485により演算され、車輌がド
リフトアウト状態にあるときには下記の式486により
演算される。
2) 上記[15]の各車輪の簡易の基本使用領域の前後力F
Xfl1、FXfr1、FXrl1、FXrr1、上記[19]のスピン
防止目標前後力FXPfr、上記[21]のドリフトアウト
防止目標前後力FXQrl、FXQrrを使用して車輌の左旋回
時に於ける各車輪の最終目標前後力FtXi(i=fl、f
r、rl、rr)を算出する。
[19]の旋回外側前輪(右前輪)の目標前後力FXPfr
を使用して、旋回内側前輪の最終目標前後力FtX flは下
記の式487により算出され、旋回外側前輪の最終目標
前後力FtXfrは車輌がスピン状態であると判定されてい
るときには下記の式488により算出され、その他の場
合には下記の式489により算出される。
[19]の目標前後力F XQrl、FXQrrを使用して、旋回
内側後輪(左後輪)の最終目標前後力FtXrlは車輌がス
ピン状態であると判定されているときには下記の式49
0により算出され、その他の場合には下記の式491に
より算出される。
後力FtXrrは、FXrr0>0であり且つ車輌がドリフトア
ウト状態であると判定されており且つFXDrl<−KFXμ
maxr lFZrl且つFXBrr>KFXμmaxrrFZrrであるときに
は(上記[21]参照)、下記の式492により算出さ
れ、その他の場合には下記の式493により算出され
る。
する場合について説明する。上記[2]の車輌の前後加
速度GX、上記[3]の車輌の駆動力D、上記[22]
又は[23]の各車輪の最終目標前後力FtXfl、F
tXfr、FtXrl、FtX rrを使用して以下の如く各車輪の目
標制動力が算出される。
動力 この場合の各車輪の最終目標前後力FtXfl、FtXfr、F
tXrl、FtXrrは上記[22]に於いて演算される値であ
り、左前輪の目標制動力Btfl、右前輪の目標制動力Bt
fr、左後輪の目標制動力Btrl、右後輪の目標制動力Bt
rrはそれぞれ上記「[2]基本処理」の上記式51〜5
4に対応する下記の式494〜497により算出され
る。
動力 左前輪の目標制動力Btfl、右前輪の目標制動力Btfr、
左後輪の目標制動力Btrl、右後輪の目標制動力Btrrは
それぞれ上記式494〜497に於いてa=0、IDf=
0、IDr=0とする下記の式498〜501により算出
される。
動力 各車輪の目標制動力Btfl〜Btrrはそれぞれ上記式49
4〜497に於いて1/a=0、IDf=0、IDr=0と
する下記の式502〜505により算出される。
力(その2) 次に上記「[24]各車輪の目標制動力(その1)」の
制御に代えて駆動力及び制動力の両者を制御する場合に
ついて説明する。
動車の場合には上記式494〜497により算出され、
後輪駆動車の場合には上記式500及び501により算
出され、前輪駆動車の場合には上記式502及び503
により算出される。従って駆動力Dが求められれば、上
記各式により各車輪の目標制動力を決定することができ
る。
動トルクの関係の推定 ディファレンシャルギヤ装置の減速比をρとすると、車
輪速度VWに基づくトランスミッションの出力回転数N
Tは下記の式506により表される。
ンスミッションのギヤ比RTは下記の式507により表
される。
Q=0)に於けるエンジンの出力トルク(伝達効率を含
む)をT0とし、エンジンのアイドリング回転数をN0と
し、K0を正の係数として、NE>N0であるときに下記
の式508が成立するものとする。
照)とすると、エンジンの出力トルクTは下記の式50
9により表される。
ときのスロットル開度QをQ0とすると、エンジンはス
ロットル開度Q0に於いて上記トルクTを出力する。従
って図40に示されている如く、エンジンの出力トルク
Tは下記の式510により求められる。
ル開度(その1) 上記[3]より前輪の駆動力Df及び後輪の駆動力Drは
それぞれ下記の式511及び512により表わされる。
の上限、右前輪の目標前後力の上限、左後輪の目標前後
力の上限、右後輪の目標前後力の上限はそれぞれ下記の
式513〜516により表わされる。
の上限の大きい方を越えないようにし、後輪の駆動力D
rが左右後輪の目標前後力の上限の大きい方を越えない
ようにする。即ちΔDを正の定数として下記の式517
及び518が成立するようにする。
前輪の駆動力Df及び後輪の駆動力Drを演算し、下記の
式519により目標限界駆動力DGを演算する。
れ、D<DGであるときにはDに設定される(駆動力の
制御は行われない)。
るときにはDtを上記式510のD0に代入することによ
り、下記の式520により求められる。またD<DGで
あるときにはスロットル開度は成り行きのままとし、ス
ロットル開度の積極的な制御は行われない。
ル開度(その2) 上記[15]の式212に含まれている如く、後輪駆動
車に於ける左右後輪の最終目標前後力Ftxrl及びFtxrr
はそれぞれ下記の式521及び522により示される最
大駆動力Drl_max及びDrr_max以下でならなければなら
ず、前輪駆動車に於ける左右前輪の駆動力はそれぞれ下
記の式523及び524により表される最大駆動力D
fl_max及びDfr_max以下でならなければならない。
動力の片輪分D/2が下記の式525により示される後
輪の最大駆動力Dr_maxを大きく越えないように駆動力
Dが制御され、前輪駆動車の場合には成り行きの駆動力
の片輪分D/2が下記の式526により示される前輪の
最大駆動力Df_maxを大きく越えないように駆動力Dが
制御される。
DGは後輪駆動車の場合には下記の式527により求め
られ、前輪駆動車の場合には下記の式528により求め
られる。
れ、D<DGであるときにはDに設定される(駆動力の
制御は行われない)。
るときには上記式520により求められる。またD<D
Gであるときにはスロットル開度は成り行きとし、スロ
ットル開度の積極的な制御は行われない。
tとする下記の式529〜532に、上記[2]の前後
加速度GX、上記[25−2]の目標駆動力Dt、上記
[22]の各車輪の最終目標前後力FtXrl、FtXrr、F
tXfl、FtXrlを代入して以下の通り各車輪の目標制動力
Btfl〜Btrrが算出される。
るときにはそれぞれ上記式531及び532に於いてa
=0、IDf=IDr=0とする下記の式533及び534
により上記[22]の後輪駆動車の左右後輪の最終目標
前後力FtXrl、FtXrrを使用して演算され、D<DGで
あるときにはそれぞれ上記式529及び530に於いて
a=0、IDf=IDr=0としDtをDとする下記の式5
35及び536により上記[22]の後輪駆動車の左右
後輪の最終目標前後力FtXrl、FtXrrを使用して演算さ
れる。尚この場合の左右前輪の目標制動力Btfl及びBt
frは、上記[24−1]の場合と同じである。
るときにはそれぞれ上記式529及び530に於いて1
/a=0、IDf=IDr=0とする下記の式537及び5
38により上記[22]の前輪駆動車の左右前輪の最終
目標前後力FtX fl、FtXfrを使用して演算され、D<D
Gであるときにはそれぞれそれぞれ上記式529及び5
30に於いて1/a=0、IDf=IDr=0とする下記の
式539及び540により上記[22]の前輪駆動車の
左右前輪の最終目標前後力FtXfl、FtXfrを使用して演
算される。尚この場合の左右後輪の目標制動力Btrl及
びBtrrは、上記[24−1]の場合と同じである。
レーキ油圧Pti(i=fl、fr、rl、rr)は、上記[2]
の式4〜7にそれぞれ対応する下記の式541〜544
に上記目標制動力Btiを代入することにより演算され
る。 Ptfl=Btfl/KPf ……(541) Ptfr=Btfr/KPf ……(542) Ptrl=Btrl/KPr ……(543) Ptrr=Btrr/KPr ……(544)
説明したが、車輌が右旋回する場合には旋回方向及び車
輌回頭モーメントの方向が車輌の左旋回時とは逆になる
ので、車輌の右旋回時には旋回外側及び内側と左右との
関係が左旋回時の場合とは逆になり、従って上述の各式
の符号や不等号が逆になると共に、最大値及び最小値も
逆になる。
びドリフトアウト現象」に於けるスピン状態の判定は下
記の式545により行われ、下記の式546が成立する
ようスピン防止制御が行われる。 Mfl+Mfr+MrlG+MrrG−Kiβdr<ΔMS ……(545) Mfl+Mfr+MrlG+MrrG−Kiβdr≧ΔMS ……(546)
みが考慮されない場合のスピン状態の判定は下記の式5
47により行われ、下記の式548が成立するようスピ
ン防止制御が行われる。 Mfl+Mfr+MrlG+MrrG<ΔMS ……(547) Mfl+Mfr+MrlG+MrrG≧ΔMS ……(548)
48及び下記の式549により行われ、下記の式550
が成立するようドリフトアウト防止制御が行われる。
みが考慮されない場合のドリフトアウト状態の判定は上
記式248及び下記の式551により行われ、下記の式
552が成立するようドリフトアウト防止制御が行われ
る。 Mfl+Mfr+MrlG+MrrG>ΔMS ……(551) Mfl+Mfr+MrlG+MrrG≦ΔMS ……(552)
発明を好ましい実施形態について詳細に説明する。
されるよう構成された本発明による車輌の制駆動力制御
装置の第一の実施形態を示す概略構成図である。
おり、エンジン10の駆動力はトルクコンバータ12及
びトランスミッション14を含む自動変速機16を介し
てプロペラシャフト18へ伝達される。プロペラシャフ
ト18の駆動力はディファレンシャルギヤ装置20によ
り左後輪車軸22L及び右後輪車軸22Rへ伝達され、こ
れにより駆動輪である左右の後輪24RL及び24RRが回
転駆動される。
であると共に操舵輪であり、図46には示されていない
が、運転者によるステアリングホイールの転舵に応答し
て駆動されるラック・アンド・ピニオン式のパワーステ
アリング装置によりタイロッドを介して操舵される。
24RL、24RRの制動力は制動装置26の油圧回路28
により対応するホイールシリンダ30FL、30FR、30
RL、30RRの制動圧が制御されることによって制御され
る。図46には示されていないが、油圧回路28はオイ
ルリザーバ、オイルポンプ、種々の弁装置等を含み、各
ホイールシリンダの制動圧は通常時には運転者によるブ
レーキペダル32の踏み込み操作に応じて駆動されるマ
スタシリンダ34内の圧力に応じて電子制御装置36に
より制御され、また後に詳細に説明する如く必要に応じ
て車輌の挙動を安定化させるべく電子制御装置36によ
り制御される。
8により検出された車輌の前後加速度GXを示す信号、
横加速度センサ40により検出された車輌の横後加速度
GYを示す信号、ヨーレートセンサ42により検出され
た車輌のヨーレートγを示す信号、操舵角センサ44に
より検出された操舵角δを示す信号、圧力センサ46FL
〜46RRにより検出された左右前輪及び左右後輪のホイ
ールシリンダ30FL〜30RR内の圧力Pi(i=fl、f
r、rl、rr)を示す信号、車輪速度センサ48FL〜48R
Rにより検出された左右前輪及び左右後輪の車輪速度V
Wi(i=fl、fr、rl、rr)を示す信号、圧力センサ5
0により検出されたマスタシリンダ34内の圧力Pmを
示す信号が入力される。
OM、RAM、入出力ポート装置を含みこれらが双方向
性のコモンバスにより互いに接続された周知の構成のマ
イクロコンピュータと駆動回路とよりなるものであって
よい。
御フローを記憶しており、後述の如く各車輪の路面反力
FXYi(i=fl、fr、rl、rr)を推定し、路面反力FXyi
による車輌の重心周りのヨーモーメントMi(i=fl、f
r、rl、rr)等に基づき車輌の挙動を判定し、車輌がス
ピン状態又はドリフトアウト状態にあるときには所定の
車輪の制動圧を制御することにより所定の車輪に所要の
制動力を付与し、これにより車輌の挙動を安定化させ
る。
ャートを参照して第一の実施形態の制駆動力制御ルーチ
ンについて説明する。尚図42乃至図46に示されたフ
ローチャートによる制御は図には示されていないイグニ
ッションスイッチの閉成により開始され、所定の時間毎
に繰返し実行される。
ンサ38により検出された車輌の前後加速度GXを示す
信号等の読込みが行われ、ステップ20に於いては例え
ばヨーレートセンサ42により検出された車輌のヨーレ
ートγの符号に基づき車輌が左旋回状態にあるか否かの
判別が行われ、否定判別が行われたときにはステップ1
60へ進み、肯定判別が行われたときにはステップ30
へ進む。尚車輌の旋回状態の判別は当技術分野に於いて
公知の任意の要領にて行われてよい。
に示されたルーチンに従って車輌の左旋回時に於ける各
車輪の路面反力FXYiが演算されると共に、各車輪の路
面反力FXYiによる車輌回頭モーメントMi及び各車輪の
路面反力による限界車輌回頭モーメントMiGが演算され
る。
立しているか否かの判定により車輌がスピン状態にある
か否かの判別が行われ、否定判別が行われたときにはス
テップ80へ進み、肯定判別が行われたときにはステッ
プ60に於いて後述の如く図45に示されたルーチンに
従ってスピンを防止するための各車輪の最終目標前後力
FtXiが演算される。
251が成立しているか否かの判定により車輌がドリフ
トアウト状態にあるか否かの判別が行われ、否定判別が
行われたときにはステップ90に於いて上記式487、
489、491、493に従って通常時の各車輪の最終
目標前後力FtXiが演算され、肯定判別が行われたとき
にはステップ100に於いて後述の如く図46に示され
たルーチンに従ってドリフトアウトを防止するための各
車輪の最終目標前後力FtXiが演算される。
0の場合と同様、車輌の右旋回時に於ける各車輪の路面
反力FXYiが演算されると共に、各車輪の路面反力FXYi
による車輌回頭モーメントMi及び各車輪の路面反力に
よる限界車輌回頭モーメントMiGが演算される。
成立しているか否かの判定により車輌がスピン状態にあ
るか否かの判別が行われ、否定判別が行われたときには
ステップ180へ進み、肯定判別が行われたときにはス
テップ160に於いてステップ60の場合と同様の要領
にて右旋回時のスピンを防止するための各車輪の最終目
標前後力FtXiが演算される。
び551が成立しているか否かの判定により車輌がドリ
フトアウト状態にあるか否かの判別が行われ、否定判別
が行われたときにはステップ190に於いてステップ9
0の場合と同様の要領にて通常時の各車輪の最終目標前
後力FtXiが演算され、肯定判別が行われたときにはス
テップ200に於いてステップ100の場合と同様の要
領にてドリフトアウトを防止するための各車輪の最終目
標前後力FtXiが演算される。
標前後力FtXi、車輌の前後加速度GX、車輌の駆動力D
に基づき各車輪のタイヤ前後力FXiをそれぞれ対応する
最終目標前後力FtXiにするための各車輪の目標制動力
Btiが上記式498〜501に従って演算される。
Biをそれぞれ対応する目標制動力Btiにするための各
車輪の目標制動圧Ptiが上記式541〜544に従って
演算され、ステップ260に於いては各車輪の制動圧P
iがそれぞれ対応する目標制動圧Ptiになるよう圧力フ
ィードバックにより制御され、しかる後ステップ10へ
戻る。
メントMi及び限界車輌回頭モーメントMiG演算ルーチ
ンのステップ32に於いては、上記式56〜59に従っ
て各車輪のタイヤ前後力FXiが演算され、ステップ34
に於いては上記式60に従って車輌の駆動力Dが演算さ
れる。
横力FYfl及びFYfrがそれぞれ上記式71及び72に従
って演算され、ステップ38に於いては左右後輪のタイ
ヤ横力FYrl及びFYrrがそれぞれ上記式76及び77に
従って演算される。
後力FXi及びタイヤ横力FYiに基づき上記式78〜81
に従って各車輪の路面反力FXYiが演算され、ステップ
42に於いては路面反力FXYiに基づき上記式213〜
216に従って各車輪の路面反力による車輌回頭モーメ
ントMiが演算される。
従って各車輪の接地荷重FZiが演算され、ステップ46
に於いては上記式148及び208に従って各車輪につ
いて路面の最大摩擦係数μmaxiが演算され、ステップ4
8に於いては上記式220〜223に従って各車輪の路
面反力による限界車輌回頭モーメントMiGが演算され、
しかる後ステップ50へ進む。
するための各車輪の最終目標前後力FtXi演算ルーチンの
ステップ62に於いては、上記「[19]スピン防止制
御(その2)」に於いて説明された要領に従って旋回外
側前輪である右前輪の前後力の制御によるスピン防止が
可能であるか否かの判別が行われ、肯定判別が行われた
ときにはステップ66へ進み、否定判別が行われたとき
にはステップ64に於いて上記式380〜383に従っ
て各車輪の目標前後力FXPiが演算され、しかる後ステ
ップ72へ進む。
FXYfrによる目標車輌回頭モーメントMtfrが上記式3
62に従って演算され、ステップ68に於いては目標車
輌回頭モーメントMtfrを達成するための右前輪の目標
前後力FXPfrが上記式370及び371に従って演算さ
れ、ステップ70に於いては右前輪の基本となるタイヤ
前後力FXfr1が上記式211に従って演算される。
って左前輪の最終目標前後力FtXflが演算され、ステッ
プ74に於いては上記488に従って右前輪の最終目標
前後力FtXfrが演算され、ステップ76に於いては上記
式491に従って左後輪の最終目標前後力FtXrlが演算
され、ステップ78に於いては上記式493に従って右
後輪の最終目標前後力FtXrrが演算され、しかる後ステ
ップ240へ進む。
トを防止するための各車輪の目標前後力FtXi演算ルー
チンのステップ102に於いては、上記「[21]ドリ
フトアウト防止制御(その2)」に於いて説明された要
領に従って左右後輪の路面反力FXYfl及びFXYrrによる
目標限界車輌回頭モーメントMtrlG及びMtrrGが演算さ
れる。
となるタイヤ前後力FXrl1及びFXr r1が上記式211に
従って演算され、ステップ106に於いては左右後輪の
目標前後力FXQrl及びFXQrrがそれぞれ上記式467及
び470に従って演算される。
従って左前輪の最終目標前後力FtX flが演算され、ステ
ップ110に於いては上記式489に従って右前輪の最
終目標前後力FtXfrが演算され、ステップ112に於い
ては上記式490に従って左後輪の最終目標前後力Ft
Xrlが演算され、ステップ114に於いては上記式49
2又は493に従って右後輪の最終目標前後力FtXrrが
演算され、しかる後ステップ240へ進む。
テップ20に於いて車輌が左旋回状態にある旨の判別が
行われると、ステップ30〜100が実行された後ステ
ップ240〜260が実行され、ステップ20に於いて
車輌が左旋回状態にはない旨の判別が行われると、ステ
ップ130〜200が実行された後ステップ240〜2
60が実行され、これにより車輌の安定な走行が確保さ
れる。
がスピン状態にある旨の判別が行われると、それぞれス
テップ60及び160に於いてスピンを防止するための
各車輪の最終目標前後力FtXiが演算され、ステップ2
40〜260に於いて各車輪のタイヤ前後力FXiがそれ
ぞれ最終目標前後力FtXiになるよう各車輪の制動力が
制御され、これにより左右前輪の路面反力による車輌回
頭モーメントMfl、M fr及び左右後輪の路面反力による
限界車輌回頭モーメントMrlG、MrrGが車輌の左旋回時
には上記式245を満たすよう制御され、車輌の右旋回
時には上記式548を満たすよう制御されるので、各車
輪の路面反力による車輌の重心周りのモーメントの総和
が過大であることに起因して車輌が過大なスピン状態に
なることを確実に且つ効果的に防止することができる。
アウト状態にある旨の判別が行われると、ステップ10
0又は200に於いてドリフトアウトを防止するための
各車輪の最終目標前後力FtXiが演算され、ステップ2
40〜260に於いて各車輪のタイヤ前後力FXiがそれ
ぞれ対応する最終目標前後力FtXiになるよう制御さ
れ、これにより左右前輪の車輌回頭モーメントMflG、
MfrG及び左右後輪の限界車輌回頭モーメントMrlG、M
rrGが車輌の左旋回時には上記式252を満たし、車輌
の右旋回時には上記式552を満たすよう各車輪の制動
力が制御されるので、後輪の横力が不足することに起因
して車輌が過大なドリフトアウト状態になることを確実
に且つ効果的に防止することができる。
が制御されるよう構成された本発明による車輌の制駆動
力制御装置の第二の実施形態を示す概略構成図である。
尚図47に於いて、図41に示された部材と同一の部材
には図41に於いて付された符号と同一の符号が付され
ている。
装置36は上述の第一の実施形態の場合と同様に各車輪
の制動力を制御すると共に、エンジン制御装置52より
スロットル開度Qを示す信号を受信し、後述の如く必要
に応じてエンジン10の目標スロットル開度Qtを演算
し、エンジン制御装置52へ目標スロットル開度Qtを
示す信号を出力することによりエンジンの出力を制御
し、これにより左右後輪の駆動力を制御することによっ
て車輌の駆動力Dを制御する。
制御のメインルーチンの要部を示す図42と同様のフロ
ーチャートである。尚図48に於いて、図42に示され
たステップに対応するステップには図42に於いて付さ
れたステップ番号と同一のステップ番号が付されてい
る。
10に於いてエンジン制御装置52よりスロットル開度
Qを示す信号も読み込まれ、またステップ60、10
0、160、200が完了すると後述のステップ220
へ進む点を除き、ステップ10〜200は上述の第一の
実施形態の場合と同様に実行される。
ップ240に先立ちステップ220に於いて後述の如く
図49に示されたルーチンに従って車輌の目標駆動力D
tが演算され、目標駆動力Dtに基づきエンジン10の目
標スロットル開度Qtが演算され、目標スロットル開度
Qtを示す信号がエンジン制御装置52へ出力され、こ
れにより車輌の駆動力Dが目標駆動力Dtに制御され
る。
ップ240に於いて左右前輪の目標制動力Btfl及びBt
frはそれぞれ上記式498及び499に従って演算され
るが、左右後輪の目標制動力Btrl及びBtrrはD≧DG
であるときにはそれぞれ上記式533及び534に従っ
て演算され、D<DGであるときにはそれぞれ上記式5
35及び536に従って演算される。
ル開度Qt演算及び出力ルーチンのステップ222に於
いては、駆動輪である左右後輪の最大駆動力Drl_max及
びD rr_maxがそれぞれ上記式521及び522に従って
演算され、ステップ224に於いては上記式527に従
って車輌の限界駆動力DGが演算される。
が限界駆動力DG以上であるか否か判別が行われ、否定
判別が行われたときにはそのままステップ240へ進
み、肯定判別が行われたときにはステップ228に於い
て車輌の目標駆動力Dtが限界駆動力DGに設定される。
力Dtに基づき上記式520に従ってエンジンの目標ス
ロットル開度Qtが演算され、ステップ232に於いて
は目標スロットル開度Qtを示す信号がエンジン制御装
置52へ出力され、これにより車輌の駆動力Dが目標駆
動力Dtに制御され、しかる後ステップ240へ進む。
輪駆動車に於いて駆動輪である左右後輪の駆動力も必要
に応じて制御されるので、上述の第一の実施形態の場合
に比して一層効果的に車輌が過大なスピン状態やドリフ
トアウト状態になることを防止することができる。
されるよう構成された本発明による車輌の制駆動力制御
装置の第三の実施形態を示す概略構成図である。尚図5
0に於いて、図41に示された部材と同一の部材には図
41に於いて付された符号と同一の符号が付されてい
る。
10の駆動力は自動変速機16及びディファレンシャル
ギヤ装置54を介して左前輪車軸56L及び右前輪車軸
56Rへ伝達され、これにより操舵輪でもあり駆動輪で
もある左右の前輪24FL及び24FRが回転駆動される。
輪の制動力は上述の第一の実施形態の場合と実質的に同
様に制御されるが、図52に示されている如く、ステッ
プ30の車輌回頭モーメントMi及び限界車輌回頭モー
メントMiG演算ルーチンのステップ32に於いては、各
車輪のタイヤ前後力FXiが上記式61〜64に従って演
算され、ステップ34及び134に於いては車輌の駆動
力Dが上記式65に従って演算される。
1に示されている如く、ステップ240に於いて各車輪
のタイヤ前後力FXiをそれぞれ対応する最終目標前後力
FtX iにするための各車輪の目標制動力Btiが上記式5
02〜505に従って演算されるが、他のステップは上
述の第一の実施形態の場合と同様に実行される。
輪駆動車に於いて各車輪の路面反力による車輌の重心周
りのモーメントの総和が過大であることに起因して車輌
が過大なスピン状態になることを確実に且つ効果的に防
止することができ、また後輪の横力が不足することに起
因して車輌が過大なドリフトアウト状態になることを確
実に且つ効果的に防止することができる。
が制御されるよう構成された本発明による車輌の制駆動
力制御装置の第四の実施形態を示す概略構成図である。
尚図53に於いて、図41及び図50に示された部材と
同一の部材には図41及び図50に於いて付された符号
と同一の符号が付されている。
装置36は上述の第一の実施形態の場合と同様に各車輪
の制動力を制御すると共に、上述の第二の実施形態の場
合と同様にエンジン制御装置52よりスロットル開度Q
を示す信号を受信し、後述の如く必要に応じてエンジン
10の目標スロットル開度Qtを演算し、エンジン制御
装置52へ目標スロットル開度Qtを示す信号を出力す
ることによりエンジンの出力を制御し、これにより左右
前輪の駆動力を制御することによって車輌の駆動力Dを
制御する。
制御のメインルーチンの要部を示す図51と同様のフロ
ーチャートである。尚図54に於いて、図51に示され
たステップに対応するステップには図51に於いて付さ
れたステップ番号と同一のステップ番号が付されてい
る。
示されている如く、ステップ220の目標スロットル開
度Qt演算及び出力ルーチンのステップ222に於いて
駆動輪である左右前輪の最大駆動力Dfl_max及びDfr_m
axがそれぞれ上記式522及び524に従って演算さ
れ、ステップ224に於いて上記式526に従って車輌
の限界駆動力DGが演算される。
4に示されている如く、ステップ240に於いて左右前
輪の目標制動力Btfl及びBtfrはD≧DGであるときに
はそれぞれ上記式537及び538に従って演算され、
D<DGであるときにはそれぞれ上記式539及び54
0に従って演算され、左右後輪の目標制動力Btrl及び
Btrrはそれぞれ上記式500及び501に従って演算
される。尚他のステップは上述の第二の実施形態の場合
と同様に実行される。
輪駆動車に於いて車輪の制動力に加えて駆動輪である左
右前輪の駆動力も必要に応じて制御されるので、上述の
第三の実施形態の場合に比して一層効果的に車輌が過大
なスピン状態になったりドリフトアウト状態になったり
することを防止することができる。
旋回時には上記式245が成立しているか否かの判別に
より、また車輌の右旋回時には上記式547が成立して
いるか否かの判別により、左右前輪の車輌回頭モーメン
トMfl、Mfr及び左右後輪の限界車輌回頭モーメントM
rlG、MrrGに基づき車輌がスピン状態にあるか否かが判
別されるので、例えば車輌の横すべり角βやその変化率
の如きパラメータに基づく車輌の実際の挙動現象の判定
によりスピン状態が判定される場合に比して、早期に車
輌が過大なスピン状態になるか否かを判定し、これによ
り早期にスピン防止制御を開始することができる。
ば、車輌の左旋回時には上記式248及び251の不等
式が成立しているか否かの判別により、また車輌の右旋
回時には上記式248及び551が成立しているか否か
の判別により、車輌回頭モーメントMi及び限界車輌回
頭モーメントMiGに基づき車輌がドリフトアウト状態に
あるか否かが判定されるので、例えば車速及び操舵角に
基づき推定される車輌の基準ヨーレートと車輌の実際の
ヨーレートとの偏差に基づく車輌の実際の旋回現象の判
定により車輌がドリフトアウト状態にあるか否かが判定
される場合に比して、早期に車輌が過大なドリフトアウ
ト状態になるか否かを判定し、これにより早期にドリフ
トアウト防止制御を開始することができる。
ば、路面の最大摩擦係数μmaxは各車輪毎に上記[2]
〜[11]に従って各車輪毎に演算されるので、例えば
路面の摩擦係数が車輌の前後加速度GX及び車輌の横加
速度GYの自乗和の平方根に基づき車輌全体の路面の摩
擦係数として演算される場合に比して、車輌の挙動を正
確に判定することができると共に、各車輪の制動力を正
確に制御することができ、これにより車輌の挙動を的確
に制御することができる。
ば、車輌がスピン状態にあるときには旋回外側前輪以外
の車輪の最終目標前後力が上記式488等に従って演算
され、車輌がドリフトアウト状態にあるときには左右前
輪の最終目標前後力が上記式490等に従って演算され
ることにより、左右前輪の最終目標前後力は基本使用領
域(上記[15]参照)内になるよう演算されるので、
スピン防止制御又はドリフトアウト防止制御に積極的に
利用されない車輪の前後力が過大に制御されることを確
実に防止することができる。
XPfr等は上記式211及び212に従って演算されるこ
とにより、目標前後力は基本使用領域の範囲内にて大き
さができるだけ大きい値に演算されるので、目標前後力
FXPfr等が上記式211及び212に従って演算されな
い場合に比して目標前後力の大きさを可能な範囲内にて
できるだけ大きくすることができ、これにより車輌の挙
動制御を確実に実行することができる。
ば、旋回外側前輪の制動力の制御によるスピン防止が可
能であるか否かが判定され、その判定結果に基づき旋回
外側前輪の路面反力による目標モーメントが演算され
(上記[18]の(3)参照)、その目標モーメントに
基づき旋回外側前輪の制動力が制御されるので、旋回外
側前輪の制動力の制御によるスピン防止が可能であるか
否かが判定されない場合に比して的確に車輌が過大なス
ピン状態になることを防止することができる。
ば、車輌の状況に応じて後輪の目標限界車輌回頭モーメ
ントが演算されるので(上記[19]参照)、車輌の状
況が考慮されることなく目標限界車輌回頭モーメントが
演算される場合に比して的確に車輌が過大なドリフトア
ウト状態になることを防止することができる。
ば、車輌がドリフトアウト状態にあるときには、左右前
輪のタイヤ前後力は基本使用領域([15]参照)の範
囲内に制御され前輪による車輌横力の絶対値が確保され
るので、左右前輪の前後力が基本使用領域内に制御され
ない場合に比して、車輌が過大なドリフトアウト状態に
なることを確実に且つ効果的に防止することができる。
されるよう構成された本発明による車輌の制駆動力制御
装置の第五の実施形態を示す概略構成図である。尚図5
6に於いて、図3及び図41に示された部材と同一の部
材には図3及び図41に於いて付された符号と同一の符
号が付されている。
10の駆動力はトルクコンバータ12及びトランスミッ
ション14を含む自動変速機16を介して出力シャフト
60へ伝達され、出力シャフト60の駆動力はセンター
ディファレンシャルギヤ装置62によりフロントプロペ
ラシャフト64及びリヤプロペラシャフト66へ伝達さ
れる。フロントプロペラシャフト64の駆動力はフロン
トディファレンシャルギヤ装置66により左前輪車軸5
6L及び右前輪車軸56Rへ伝達され、これにより左右前
輪24FL及び24FRが回転駆動される。同様にリヤプロ
ペラシャフト66の駆動力はリヤディファレンシャルギ
ヤ装置68により左後輪車軸22L及び右後輪車軸22R
へ伝達され、これにより左右の後輪24RL及び24RRが
回転駆動される。
示されたメインルーチンのステップ310〜560は基
本的にはそれぞれ第一の実施形態に於けるステップ10
〜60と同様に実行されるが、ステップ330に於いて
は車輌回頭モーメントMi及び限界車輌回頭モーメント
MiGが図58に示されたルーチンに従って演算される。
されたルーチンに従ってスピン防止目標前後力FXi2が
演算され、ステップ390に於いては通常時の各車輪の
目標前後力が基本使用領域の前後力FXi1に演算され、
ステップ400に於いては図60に示されたルーチンに
従ってドリフトアウト防止目標前後力FXi3が演算さ
れ、ステップ540に於いては各車輪の目標制動力Bti
が上記式494〜497に従って演算される。
メントMi及び限界車輌回頭モーメントMiG演算ルーチ
ンのステップ332に於いては、上記式38〜41を解
くことにより各車輪のタイヤ前後力FXiが演算され、ス
テップ334に於いては上記式55に従って車輌の駆動
力Dが演算される。
ヤ横力FYfl及びFYfrがそれぞれ上記式71及び72に
従って演算され、ステップ338に於いては左右後輪の
タイヤ横力FYrl及びFYrrがそれぞれ上記式76及び7
7に従って演算される。
前後力FXi及びタイヤ横力FYiに基づき上記式78〜8
1に従って各車輪の路面反力FXYiが演算され、ステッ
プ342に於いては路面反力FXYiに基づき上記式21
3〜216に従って各車輪の路面反力による車輌回頭モ
ーメントMiが演算される。
に従って各車輪の接地荷重FZiが演算され、ステップ3
46に於いては上記式148及び208に従って各車輪
について路面の最大摩擦係数μmaxiが演算され、ステッ
プ348に於いては上記式220〜223に従って各車
輪の路面反力による限界車輌回頭モーメントMiGが演算
され、しかる後ステップ350へ進む。
するための各車輪の最終目標前後力Fxi2演算ルーチン
のステップ362に於いては、前輪の横すべり角βfが
0以下であるか否かの判別、即ち逆ハンドル状態ではな
いか否かの判別が行われ、肯定判別が行われたときには
ステップ366へ進み、否定判別が行われたときにはス
テップ364に於いて上記264に従って右前輪による
最小モーメントFfr-minが演算され、しかる後ステップ
372へ進む。
力FXYfrによる最小モーメントMfr -minが上記式262
に従って演算され、ステップ368に於いては右後輪の
最小限界モーメントMrrG-minが上記式267に従って
演算され、ステップ370に於いては左後輪の最小限界
モーメントMrlG-minが上記式270に従って演算され
る。
2]」に従って各車輪の目標限界モーメントMiGが演算
され、ステップ374に於いては上記「[18−3]
(1)」に従って左右前輪のスピン防止目標前後力F
Xfr2が演算され、ステップ376に於いては上記「[1
8−3](2)」に従って右後輪のスピン防止目標前後
力Fxrr2が演算され、ステップ378に於いては上記
「[18−3](3)」に従って左後輪のスピン防止目
標前後力Fxrl2演算され、しかる後ステップ540へ進
む。
トを防止するための各車輪の目標前後力Fxi3演算ルー
チンのステップ402に於いては、上記「[20−1]
(1)」に於いて説明された要領に従って右前輪により
復帰可能な限界モーメントM frGが演算される。
1](2)」に従って左後輪により発揮可能な限界モー
メントMrlGが演算され、ステップ406に於いては上
記「[20−1](3)」に従って右後輪により発揮可
能な限界モーメントMrrG演算される。
2]」に従って各車輪の目標限界モーメントMiG3が演
算され、ステップ410に於いては上記「[20−
3]」に従ってドリフトアウトを防止するための各車輪
の目標前後力FXi3が演算され、しかる後ステップ23
0へ進む。
輌が四輪駆動車である場合にも、各車輪の路面反力によ
る車輌の重心周りのモーメントの総和が過大であること
に起因して車輌が過大なスピン状態になることを確実に
且つ効果的に防止することができる。
が制御されるよう構成された本発明による車輌の制駆動
力制御装置の第六の実施形態を示す概略構成図である。
尚図61に於いて、図56及び図47に示された部材と
同一の部材には図56及び図47に於いて付された符号
と同一の符号が付されている。
装置36は上述の第五の実施形態の場合と同様に各車輪
の制動力を制御すると共に、上述の第二及び第四の実施
形態の場合と同様エンジン制御装置52よりスロットル
開度Qを示す信号を受信し、後述の如く必要に応じてエ
ンジン10の目標スロットル開度Qtを演算し、エンジ
ン制御装置52へ目標スロットル開度Qtを示す信号を
出力することによりエンジンの出力を制御し、これによ
り左右後輪の駆動力を制御することによって車輌の駆動
力Dを制御する。
520に於いて目標スロットル開度Qtが図63に示さ
れたルーチンに従って演算されると共に、ステップ54
0に於いて各車輪の目標制動力Btiが上記式529〜5
32に従って演算される点を除き、ステップ31〜56
0は上述の第五の実施形態の場合と同様に実行される。
形態の目標スロットル開度Qt演算及び出力ルーチンの
ステップ524に於いては、上記「[25−2]」に従
って限界駆動力DGが演算され、ステップ526〜53
2はそれぞれ上述の第二の実施形態に於けるステップ2
26〜232と同様に実行される。
輪駆動車に於いて各車輪の駆動力も必要に応じて制御さ
れるので、上述の第五の実施形態の場合に比して一層効
果的に車輌が過大なスピン状態やドリフトアウト状態に
なることを防止することができる。
輌がスピン状態又はドリフトアウト状態にあるか否かの
判定に於いて後輪の横すべり角速度βdrが考慮されるの
で、この値が考慮されない場合に比して応答遅れなく車
輌のスピン状態又はドリフトアウト状態を判定し、これ
によりスピン防止制御又はドリフトアウト防止制御を一
層確実に且つ効果的に実施することができる。尚Kiβd
rは省略され、第一乃至第三の実施形態の場合と同様防
止制御及びドリフトアウト防止制御が行なわれるよう修
正されてもよい。
ば、スピン防止制御及びドリフトアウト防止制御が行な
われない場合に於ける各車輪のタイヤ前後力は基本使用
領域の前後力に設定され、これによりアンチホイールス
ピン及びアンチロックが達成されるので、車輌がスピン
状態又はドリフトアウト状態になる虞れを効果的に低減
することができる。
ついて詳細に説明したが、本発明は上述の実施形態に限
定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の
実施形態が可能であることは当業者にとって明らかであ
ろう。
の総駆動力Dは上記式55又は60又は65に従って演
算されるようになっているが、車輌の総駆動力Dはエン
ジンのスロットル開度Q、駆動系のギヤ比等に基づき演
算されてもよい。
のタイヤと路面との間の最大摩擦係数μmaxiは上記式1
48及び208に従って演算されるようになっている
が、最大摩擦係数μmaxiは当技術分野に於いて公知の任
意の要領にて演算されてよい。
の縦剛性KS及び横剛性Kβはそれぞれ上記式106及
び107に従って演算されるようになっているが、これ
らは他の要領にて演算されてもよく、また定数に設定さ
れてもよい。
に作用する前後力、横力を示す説明図である。
重心に作用する前後力、横力を示す説明図である。
を示す説明図である。
度の釣合いを示す説明図である。
ルクの釣合いを示す説明図である。
モデル(B)について路面とタイヤとの間の摩擦係数μ
と複合スリップ率λとの関係を示すグラフである。
ヤの路面反力を示す説明図である。
示す説明図である。
XY/∂λ)を説明するためのグラフである。
するためのμ−λ曲線を示すグラフである。
ける前輪のタイヤ前後力の基本使用領域を示す説明図で
ある。
ける前輪のタイヤ前後力の基本使用領域を示す説明図で
ある。
ける旋回内側後輪のタイヤ前後力の基本使用領域を示す
説明図である。
ける旋回内側後輪のタイヤ前後力の基本使用領域を示す
説明図である。
ける旋回外側後輪のタイヤ前後力の基本使用領域を示す
説明図である。
ける旋回外側後輪のタイヤ前後力の基本使用領域を示す
説明図である。
に於けるタイヤの限界摩擦円を示す説明図である。
に於けるタイヤの限界摩擦円を示す説明図である。
説明図である。
力FYiGと限界横力に対応する路面反力FXYiGとの関係
を示す説明図、(B)は前輪のタイヤ前後力FX及びタ
イヤ横力FYと限界車輌横力FYVGとの関係を示す説明図
である。
βf≦0であるときの右前輪の摩擦円を示す説明図であ
る。
βf>0であるときの右前輪の摩擦円を示す説明図であ
る。
摩擦円を示す説明図である。
摩擦円を示す説明図である。
摩擦円を示す説明図である。
βf≦0であるときの右前輪の摩擦円及び目標前後力を
説明するための図である。
βf>0であるときの右前輪の摩擦円及び目標前後力を
説明するための図である。
摩擦円及び目標前後力を説明するための図である。
摩擦円及び目標前後力を説明するための図である。
変化(∂FX/∂S)ΔSとの関係を示すグラフであ
る。
化(∂FY/∂S)ΔSとの関係を示すグラフである。
限界車輌回頭モーメントを説明するための図である。
限界車輌回頭モーメントを説明するための図である。
輪の限界車輌回頭モーメントの変化量MrlG_max−M
rlG1及びMrrG_max−MrrG1を示す説明図である。
による車輌回頭モーメントを説明するための左右後輪の
限界摩擦円を示す説明図である。
車輌回頭モーメントの変化量Mrl G_max−MrlG1及び旋
回外側後輪の限界車輌回頭モーメントの変化量MrrG_ma
x−MrrG1を示す説明図である。
輌回頭モーメントが同等になる二つの点を示す説明図で
ある。
輌回頭モーメントが同等になる二つの点を示す説明図で
ある。
力トルクTとの関係を示すグラフある。
御されるよう構成された本発明による車輌の制駆動力制
御装置の第一の実施形態を示す概略構成図である。
ンルーチンの要部を示すフローチャートである。
ンルーチンの残りの部分を示すフローチャートである。
輌回頭モーメントMi及び限界車輌回頭モーメントMiG
演算のサブルーチンを示すフローチャートである。
ピンを防止するための各車輪の最終目標前後力FtXi演
算のサブルーチンを示すフローチャートである。
ドリフトアウトを防止するための各車輪の最終目標前後
力FtXi演算のサブルーチンを示すフローチャートであ
る。
力が制御されるよう構成された本発明による車輌の制駆
動力制御装置の第二の実施形態を示す概略構成図であ
る。
ンルーチンの要部を示すフローチャートである。
トル開度Q演算及び出力のサブルーチンを示すフローチ
ャートである。
されるよう構成された本発明による車輌の制駆動力制御
装置の第三の実施形態を示す概略構成図である。
ンルーチンの要部を示すフローチャートである。
輌回頭モーメントMi及び限界車輌回頭モーメントMiG
演算のサブルーチンを示すフローチャートである。
力が制御されるよう構成された本発明による車輌の制駆
動力制御装置の第四の実施形態を示す概略構成図であ
る。
ンルーチンの要部を示すフローチャートである。
トル開度Q演算及び出力のサブルーチンを示すフローチ
ャートである。
御されるよう構成された本発明による車輌の制駆動力制
御装置の第五の実施形態を示す概略構成図である。
ンルーチンの要部を示すフローチャートである。
車輌回頭モーメントMi及び限界車輌回頭モーメントM
iG演算のサブルーチンを示すフローチャートである。
スピンを防止するための各車輪の最終目標前後力FtXi
演算のサブルーチンを示すフローチャートである。
ドリフトアウトを防止するための各車輪の最終目標前後
力FtXi演算のサブルーチンを示すフローチャートであ
る。
力が制御されるよう構成された本発明による車輌の制駆
動力制御装置の第六の実施形態を示す概略構成図であ
る。
ンルーチンの要部を示すフローチャートである。
トル開度Q演算及び出力のサブルーチンを示すフローチ
ャートである。
Claims (43)
- 【請求項1】各車輪の路面反力を推定する手段と、各車
輪の路面反力による車輌の重心周りのヨーモーメントの
総和が車輌を安定的に走行させる値になるよう各車輪の
制駆動力を制御する制駆動力制御手段とを有する車輌の
制駆動力制御装置。 - 【請求項2】前記制駆動力制御手段は車輌を安定的に走
行させるために各車輪の路面反力により車輌に付与すべ
き所要のヨーモーメントを演算する手段を有し、前記所
要のヨーモーメントが車輌に付与されるよう各車輪の制
駆動力を制御することを特徴とする請求項1に記載の車
輌の制駆動力制御装置。 - 【請求項3】前記所要のヨーモーメントを演算する手段
は各車輪の路面反力による現状のヨーモーメント及び各
車輪の制駆動力の制御により発生可能なヨーモーメント
に基づき前記所要のヨーモーメントを演算することを特
徴とする請求項2に記載の車輌の制駆動力制御装置。 - 【請求項4】前記制駆動力制御手段は前記所要のヨーモ
ーメントに基づき各車輪の目標制駆動力を演算し、該目
標制駆動力に基づき各車輪の制駆動力を制御することを
特徴とする請求項2又は3に記載の車輌の制駆動力制御
装置。 - 【請求項5】前記所要のヨーモーメントを演算する手段
はタイヤモデルに基づき各車輪の発生可能な路面反力を
推定し、各車輪の路面反力及び発生可能な路面反力に基
づき各車輪の前記発生可能なヨーモーメントを演算する
ことを特徴とする請求項3に記載の車輌の制駆動力制御
装置。 - 【請求項6】前記制駆動力制御手段は前記ヨーモーメン
トの総和の方向が車輌の旋回方向と同一であり且つ前記
ヨーモーメントの総和の大きさが過剰であるときには、
前記所要のヨーモーメントを車輌に付与することによっ
て前記ヨーモーメントの総和の大きさが減少するよう各
車輪の制駆動力を制御することを特徴とする請求項2乃
至5に記載の車輌の制駆動力制御装置。 - 【請求項7】車輌は左右前輪及び左右後輪を有し、左右
前輪の路面反力による車輌の重心周りのヨーモーメント
をそれぞれMfl、Mfrとし、左右後輪の前後力を現状に
維持して横力の大きさを最大にした場合の左右後輪の路
面反力による車輌の重心周りのヨーモーメントをそれぞ
れMrlG、MrrGとして、前記制駆動力制御手段はMfl+
Mfr+MrlG+MrrGが所定の範囲外であるときに前記ヨ
ーモーメントの総和の大きさが過剰であり車輌がスピン
状態にあると判定することを特徴とする請求項6に記載
の車輌の制駆動力制御装置。 - 【請求項8】車輌の左旋回方向をヨーモーメントの正の
方向として、前記制駆動力制御手段は車輌が左旋回状態
にある場合に於いてMfl+Mfr+MrlG+MrrGが負の判
定基準値よりも大きいとき又は車輌が右旋回状態にある
場合に於いてMfl+Mfr+M rlG+MrrGが正の判定基準
値よりも小さいときにMfl+Mfr+MrlG+MrrGが所定
の範囲外であると判定することを特徴とする請求項7に
記載の車輌の制駆動力制御装置。 - 【請求項9】前記制駆動力制御手段は車輌が左旋回状態
にある場合に於いてMfl+Mfr+M rlG+MrrGが前記負
の判定基準値よりも大きいときにはMfl+Mfr+MrlG
+Mr rGが負の制御基準値−ΔMs以下になるよう各車輪
の制駆動力を制御し、車輌が右旋回状態にある場合に於
いてMfl+Mfr+MrlG+MrrGが前記正の判定基準値よ
りも小さいときにはMfl+Mfr+MrlG+MrrGが正の制
御基準値ΔMs以上になるよう各車輪の制駆動力を制御
することを特徴とする請求項8に記載の車輌の制駆動力
制御装置。 - 【請求項10】前記制駆動力制御手段は車輌が左旋回状
態にある場合に於いてMfl+Mfr+M rlG+MrrGが前記
負の判定基準値よりも大きいときにはMfl+Mfr+M
rlG+Mr rGを前記負の制御基準値−ΔMs以下にするた
めの旋回外側前輪の路面反力による車輌の重心周りの目
標ヨーモーメントMfoutを求め、車輌が右旋回状態にあ
る場合に於いてMfl+Mfr+MrlG+MrrGが前記正の判
定基準値よりも小さいときにはMfl+Mfr+MrlG+M
rrGを前記正の制御基準値ΔMs以上にするための旋回外
側前輪の路面反力による車輌の重心周りの目標ヨーモー
メントMfoutを求め、前記目標ヨーモーメントMfoutに
基づき旋回外側前輪の目標前後力を求め、前記目標前後
力に基づき旋回外側前輪の制動力を制御することを特徴
とする請求項9に記載の車輌の制駆動力制御装置。 - 【請求項11】前記制駆動力制御手段は旋回外側前輪の
制動力を制御することによって車輌のスピン状態を抑制
し得るか否かを判定し、旋回外側前輪の制動力を制御す
ることによって車輌のスピン状態を抑制し得るときに前
記目標ヨーモーメントMfoutに基づき旋回外側前輪の目
標前後力を求め、前記目標前後力に基づき旋回外側前輪
の制動力を制御することを特徴とする請求項10に記載
の車輌の制駆動力制御装置。 - 【請求項12】前記制駆動力制御手段は前記ヨーモーメ
ントの総和の大きさが過剰ではないが、前輪の横力がタ
イヤの限界に達し後輪の横力がタイヤの限界に達してい
ないときには、前記所要のヨーモーメントを車輌に付与
することによって後輪の横力の大きさが増大するよう各
車輪の制駆動力を制御することを特徴とする請求項2乃
至5に記載の車輌の制駆動力制御装置。 - 【請求項13】車輌は左右前輪及び左右後輪を有し、左
右前輪の路面反力による車輌の重心周りのヨーモーメン
トをそれぞれMfl、Mfrとし、左右前輪の前後力を現状
に維持して横力の大きさを最大にした場合の左右前輪の
路面反力による車輌の重心周りのヨーモーメントをそれ
ぞれMflG、MfrGとし、左右後輪の前後力を現状に維持
して横力の大きさを最大にした場合の左右後輪の路面反
力による車輌の重心周りのヨーモーメントをそれぞれM
rlG、MrrGとして、前記制駆動力制御手段はMfl G+M
frG−Mfl−Mfrの大きさが最小基準値よりも小さく且
つMfl+Mfr+Mrl G+MrrGが所定の範囲外であるとき
に、前輪の横力がタイヤの限界に達し且つ後輪の横力が
タイヤの限界に達しておらず車輌がドリフトアウト状態
にあると判定することを特徴とする請求項12に記載の
車輌の制駆動力制御装置。 - 【請求項14】車輌の左旋回方向をヨーモーメントの正
の方向として、前記制駆動力制御手段は車輌が左旋回状
態にある場合に於いてMflG+MfrG−Mfl−Mfrの大き
さが前記最小基準値よりも小さく且つMfl+Mfr+M
rlG+MrrGが前記負の判定基準値よりも小さいとき、又
は車輌が右旋回状態にある場合に於いてMflG+MfrG−
M fl−Mfrの大きさが前記最小基準値よりも小さく且つ
Mfl+Mfr+MrlG+MrrGが前記正の判定基準値よりも
大きいときに、前輪の横力がタイヤの限界に達し且つ後
輪の横力がタイヤの限界に達しておらず車輌がドリフト
アウト状態にあると判定することを特徴とする請求項1
3に記載の車輌の制駆動力制御装置。 - 【請求項15】Kfを1よりも小さい正の定数として、
前記最小基準値はKf(MflG+MfrG)の絶対値である
ことを特徴とする請求項13又は14に記載の車輌の制
駆動力制御装置。 - 【請求項16】前記制駆動力制御手段は車輌が左旋回状
態にある場合に於いてMfl+Mfr+M rlG+MrrGが前記
負の判定基準値よりも小さいときにはMfl+Mfr+M
rlG+Mr rGが負の制御基準値−ΔMd以上になるよう各
車輪の制駆動力を制御し、車輌が右旋回状態にある場合
に於いてMfl+Mfr+MrlG+MrrGが前記正の判定基準
値よりも大きいときにはMfl+Mfr+MrlG+MrrGが正
の制御基準値ΔMd以下になるよう各車輪の制駆動力を
制御することを特徴とする請求項14又は15に記載の
車輌の制駆動力制御装置。 - 【請求項17】前記制駆動力制御手段は車輌が左旋回状
態にある場合に於いてMfl+Mfr+M rlG+MrrGが前記
負の判定基準値よりも小さいときにはMfl+Mfr+M
rlG+Mr rGを前記負の制御基準値−ΔMd以上にするた
めの左右後輪の路面反力による車輌の重心周りの目標ヨ
ーモーメントMtrlG及びMtrrGを求め、Mfl+Mfr+M
rl G+MrrGが前記正の判定基準値よりも大きいときには
Mfl+Mfr+MrlG+MrrGを前記正の制御基準値ΔMd
以下にするための左右後輪の路面反力による車輌の重心
周りの目標ヨーモーメントMtrlG及びMtrrGを求め、前
記目標ヨーモーメントMtrlG及びMtrrGに基づき左右後
輪の目標前後力を求め、前記目標前後力に基づき左右後
輪の制駆動力を制御することを特徴とする請求項16に
記載の車輌の制駆動力制御装置。 - 【請求項18】前記制駆動力制御手段は左右後輪の路面
反力による車輌の重心周りの車輌回頭ヨーモーメントの
車輌旋回方向の最大許容値を求め、前記目標ヨーモーメ
ントMtrlG若しくはMtrrGが前記最大許容値を越えると
きには前記目標ヨーモーメントMtrlG若しくはMtrrGを
前記最大許容値に制限することを特徴とする請求項17
に記載の車輌の制駆動力制御装置。 - 【請求項19】前記制駆動力制御手段は各車輪の横すべ
り角を演算する車輪横すべり角演算手段と、各車輪の接
地荷重を演算する接地荷重演算手段と、各車輪のタイヤ
と路面との間の最大摩擦係数を演算する摩擦係数演算手
段と、各車輪の操舵角、横すべり角、接地荷重及び最大
摩擦係数に基づき各車輪の目標前後力の基本使用領域を
演算する基本使用領域演算手段とを有し、旋回外側前輪
以外の車輪の目標前後力を対応する前記基本使用領域内
に制限することを特徴とする請求項10に記載の車輌の
制駆動力制御装置。 - 【請求項20】前記制駆動力制御手段は各車輪の横すべ
り角を演算する車輪横すべり角演算手段と、各車輪の接
地荷重を演算する接地荷重演算手段と、各車輪のタイヤ
と路面との間の最大摩擦係数を演算する摩擦係数演算手
段と、各車輪の操舵角、横すべり角、接地荷重及び最大
摩擦係数に基づき各車輪の目標前後力の基本使用領域を
演算する基本使用領域演算手段とを有し、左右前輪の目
標前後力を対応する前記基本使用領域内に制限すること
を特徴とする請求項17に記載の車輌の制駆動力制御装
置。 - 【請求項21】前記基本使用領域演算手段は各車輪につ
いて横すべり角及びタイヤモデルに基づき車輪の前後力
の大きさの変化に対する横力の大きさの変化の比が対応
するタイヤモデルの摩擦円に於ける前後力の大きさの変
化に対する横力の大きさの変化の比以下である範囲を第
一の範囲として演算し、接地荷重及び最大摩擦係数に基
づく車輪の前後力の範囲を第二の範囲として演算し、前
記第一及び第二の範囲の大きい方を前記基本使用領域と
することを特徴とする請求項19又は20に記載の車輌
の制駆動力制御装置。 - 【請求項22】前記基本使用領域演算手段は車輪の前後
方向について前記第二の範囲を演算することを特徴とす
る請求項21に記載の車輌の制駆動力制御装置。 - 【請求項23】前記制駆動力制御手段は後輪の横すべり
角速度βdrを推定し、車輌の左旋回方向をヨーモーメン
トの正の方向としKiを正の定数として、車輌が左旋回
状態にある場合に於いてMfl+Mfr+MrlG+MrrG−K
i・βdrが負の判定基準値よりも大きいとき又は車輌が
右旋回状態にある場合に於いてMfl+Mfr+MrlG+Mr
rG−Ki・βdrが正の判定基準値よりも小さいときにM
fl+Mfr+MrlG+MrrGが所定の範囲外であると判定す
ることを特徴とする請求項7に記載の車輌の制駆動力制
御装置。 - 【請求項24】前記制駆動力制御手段は車輌が左旋回状
態にある場合に於いてMfl+Mfr+M rlG+MrrG−Ki
・βdrが前記負の判定基準値よりも大きいときにはMfl
+Mfr+MrlG+MrrG−Ki・βdrが負の制御基準値−
ΔMs以下になるよう各車輪の制駆動力を制御し、車輌
が右旋回状態にある場合に於いてMfl+Mfr+MrlG+
Mr rG−Ki・βdrが前記正の判定基準値よりも小さいと
きにはMfl+Mfr+MrlG+MrrG−Ki・βdrが正の制
御基準値ΔMs以上になるよう各車輪の制駆動力を制御
することを特徴とする請求項23に記載の車輌の制駆動
力制御装置。 - 【請求項25】前記制駆動力制御手段はMfl+Mfr+M
rlG+MrrG+Mns=−ΔMs+Ki・βdrとするためのス
ピン防止モーメントMnsを演算し、前記スピン防止モー
メントMnsが発生するよう各車輪の制駆動力を制御する
ことを特徴とする請求項24に記載の車輌の制駆動力制
御装置。 - 【請求項26】前記制駆動力制御手段は前記スピン防止
モーメントMnsを発生させるための各車輪の目標前後力
を演算し、前記目標前後力に基づき各車輪の制駆動力を
制御することを特徴とする請求項25に記載の車輌の制
駆動力制御装置。 - 【請求項27】前記制駆動力制御手段は後輪の横すべり
角速度βdrを推定し、車輌の左旋回方向をヨーモーメン
トの正の方向としKiを正の定数として、車輌が左旋回
状態にある場合に於いてMflG+MfrG−Mfl−Mfrの大
きさが前記最小基準値よりも小さく且つMfl+Mfr+M
rlG+MrrG−Ki・βdrが前記負の判定基準値よりも小
さいとき、又は車輌が右旋回状態にある場合に於いてM
flG+MfrG−Mfl−Mfrの大きさが前記最小基準値より
も小さく且つMfl+Mfr+MrlG+MrrG−Ki・βdrが
前記正の判定基準値よりも大きいときに、前輪の横力が
タイヤの限界に達し且つ後輪の横力がタイヤの限界に達
しておらず車輌がドリフトアウト状態にあると判定する
ことを特徴とする請求項13に記載の車輌の制駆動力制
御装置。 - 【請求項28】前記制駆動力制御手段は車輌が左旋回状
態にある場合に於いてMfl+Mfr+M rlG+MrrG−Ki
・βdrが前記負の判定基準値よりも小さいときにはMfl
+Mfr+MrlG+MrrG−Ki・βdrが負の制御基準値−
ΔMd以上になるよう各車輪の制駆動力を制御し、車輌
が右旋回状態にある場合に於いてMfl+Mfr+MrlG+
Mr rG−Ki・βdrが前記正の判定基準値よりも大きいと
きにはMfl+Mfr+MrlG+MrrG−Ki・βdrが正の制
御基準値ΔMd以下になるよう各車輪の制駆動力を制御
することを特徴とする請求項27に記載の車輌の制駆動
力制御装置。 - 【請求項29】前記制駆動力制御手段はMfl+Mfr+M
rlG+MrrG+Mns=−ΔMd+Ki・βdrとするためのド
リフトアウト防止モーメントMndを演算し、前記ドリフ
トアウト防止モーメントMndが発生するよう各車輪の制
駆動力を制御することを特徴とする請求項28に記載の
車輌の制駆動力制御装置。 - 【請求項30】前記制駆動力制御手段は前記ドリフトア
ウト防止モーメントMndを発生させるための各車輪の目
標前後力を演算し、前記目標前後力に基づき各車輪の制
駆動力を制御することを特徴とする請求項29に記載の
車輌の制駆動力制御装置。 - 【請求項31】前記制駆動力制御手段は各車輪の横すべ
り角を演算する車輪横すべり角演算手段と、各車輪の接
地荷重を演算する接地荷重演算手段と、各車輪のタイヤ
と路面との間の最大摩擦係数を演算する摩擦係数演算手
段と、各車輪の操舵角、横すべり角、接地荷重及び最大
摩擦係数に基づき各車輪の目標前後力の基本使用領域を
演算する基本使用領域演算手段とを有し、前記スピン防
止モーメントMnsの発生に必要な所定の車輪以外の車輪
の目標前後力を対応する前記基本使用領域内に制限する
ことを特徴とする請求項26に記載の車輌の制駆動力制
御装置。 - 【請求項32】前記制駆動力制御手段は各車輪の横すべ
り角を演算する車輪横すべり角演算手段と、各車輪の接
地荷重を演算する接地荷重演算手段と、各車輪のタイヤ
と路面との間の最大摩擦係数を演算する摩擦係数演算手
段と、各車輪の操舵角、横すべり角、接地荷重及び最大
摩擦係数に基づき各車輪の目標前後力の基本使用領域を
演算する基本使用領域演算手段とを有し、前記ドリフト
アウト防止モーメントM ndの発生に必要な所定の車輪以
外の車輪の目標前後力を対応する前記基本使用領域内に
制限することを特徴とする請求項30に記載の車輌の制
駆動力制御装置。 - 【請求項33】前記基本使用領域演算手段は各車輪につ
いて横すべり角及びタイヤモデルに基づき車輪の前後力
の大きさの変化に対する横力の大きさの変化の比が対応
するタイヤモデルの摩擦円に於ける前後力の大きさの変
化に対する横力の大きさの変化の比以下である範囲を第
一の範囲として演算し、接地荷重及び最大摩擦係数に基
づく車輪の前後力の範囲を第二の範囲として演算し、摩
擦円の駆動領域及び制動領域について前記第一及び第二
の範囲の大きい方をそれぞれ駆動領域及び制動領域の前
記基本使用領域とすることを特徴とする請求項31又は
32に記載の車輌の制駆動力制御装置。 - 【請求項34】前記基本使用領域演算手段は車輌の前後
方向について前記第二の範囲を演算することを特徴とす
る請求項33に記載の車輌の制駆動力制御装置。 - 【請求項35】前記Ki・βdrは省略されることを特徴
とする請求項25又は29に記載の車輌の制駆動力制御
装置。 - 【請求項36】前記各車輪の路面反力を推定する手段は
各車輪のタイヤ前後力及びタイヤ横力を推定し、タイヤ
前後力及びタイヤ横力に基づき各車輪の路面反力を推定
することを特徴とする請求項1に記載の車輌の制駆動力
制御装置。 - 【請求項37】前記各車輪の路面反力を推定する手段は
車輌の総駆動力、各車輪の制動力、各車輪の車輪加速度
に基づき各車輪のタイヤ前後力を推定することを特徴と
する請求項36に記載の車輌の制駆動力制御装置。 - 【請求項38】前記各車輪の路面反力を推定する手段は
操舵角及び前回演算されたタイヤ横力に基づき車輌の総
駆動力を推定することを特徴とする請求項37に記載の
車輌の制駆動力制御装置。 - 【請求項39】前記各車輪の路面反力を推定する手段は
車輌のヨーレート、車輌の横加速度、各車輪のタイヤ前
後力に基づき前輪のタイヤ横力を推定することを特徴と
する請求項36乃至38に記載の車輌の制駆動力制御装
置。 - 【請求項40】前記各車輪の路面反力を推定する手段は
車輌の横加速度、各車輪のタイヤ前後力、前輪のタイヤ
横力に基づき後輪のタイヤ横力を推定することを特徴と
する請求項36乃至38に記載の車輌の制駆動力制御装
置。 - 【請求項41】前記車輌は駆動系にディファレンシャル
ギヤ装置を有し、前記各車輪の路面反力を推定する手段
はディファレンシャルギヤ装置のトルク伝達関係を利用
して各車輪の路面反力を推定することを特徴とする請求
項36に記載の車輌の制駆動力制御装置。 - 【請求項42】前記各車輪の路面反力を推定する手段は
左右輪のタイヤ横力の和を推定し、推定されたタイヤ横
力の和をタイヤモデルに基づくタイヤ横力の演算値の比
率に基づき左右輪に配分することを特徴とする請求項3
6に記載の車輌の制駆動力制御装置。 - 【請求項43】前記基本使用領域演算手段は前輪、旋回
内側後輪、旋回外側後輪について個別に基本使用領域を
設定することを特徴とする請求項31又は32に記載の
車輌の制駆動力制御装置。
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