JP2008524061A - 非対称なブレーキングのグリップ力状態における自動車の後輪のブレーキング制御方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、少なくとも４つの操舵可能な車輪（１０３〜１０６）を有する自動車の後輪のブレーキング制御方法に関する。本発明の自動車の後輪のブレーキング制御方法は、非対称なブレーキングのグリップ力状態の存在を検出し、右の後輪と左の後輪との間の最大ブレーキング圧力差の形のブレーキング圧力設定値を、自動車の瞬間的な速度と前輪の操舵角との関数として決定し、非対称なブレーキングのグリップ力状態が存在する場合には、自動車の不安定を修正するために、上記のブレーキング圧力設定値を、後輪のブレーキングアクチュエータへ伝達するステップを含む。本発明は、自動車の後輪のブレーキング制御方法を実行するブレーキング制御装置にも関する。

Description

本発明は、少なくとも４つの操舵可能な車輪を有する自動車の、非対称なブレーキングのグリップ力状態における、後輪のブレーキング制御方法に関する。

非対称なブレーキングのグリップ力状態は、自動車の右のタイヤと左のタイヤとの間に、摩擦係数の差が存在する状態である。この状態は、自動車をその軌跡から逸脱させることと、自動車を垂直軸の周りに旋回させることとの少なくとも一方をもたらす。

特許出願ＵＳ２００２／０１９８６４６には、自動車の操舵角設定値の形の制御を適用することによって、この擾乱を補償するための方法が記載されている。この設定値は、グリップ力係数と、与えられたグリップ力係数についての定数に依存する。しかしながら、この設定値は、生じる可能性がある様々な状況への精密な適応を可能にしない。

特許出願ＦＲ０３／１４９３１には、自動車のヨーレートにおける擾乱のモデル化を取り入れた自動車の状態モデルに基づく、操舵制御方法および装置が記載されている。この方法は、状態モデルに基づく状態オブザーバ（ｓｔａｔｅ ｏｂｓｅｒｖｅｒ）によって、擾乱の値を決定し、次いで後輪の操舵角設定値を決めることを可能にする。この操舵角設定値は、擾乱の漸近的な排除を可能にする。このようにして、自動車の縦方向の瞬間的な速度と擾乱との関数である設定値が得られる。この設定値は、擾乱を感知できないようにし、自動車の軌跡を安定化することを可能にする。この方法は、クローズドループ制御によって動作し、新しい設定値を、状態オブザーバの中へ再循環される、前の設定値の関数として決定する。このクローズドループの動作は、制御装置のレスポンスへ幾らかの遅れを導入し、制御は、状態の急激な変化、例えば速度の急速な変化または前輪の操舵角度における急速な変化に対して、比較的ゆっくりにしか反応しない。

このように、上述の２つの文献に記載された先行技術によれば、後輪の操舵角度専用の制御によって、４つの操舵可能な車輪を有する自動車の安定性を改良することが可能である。

ところで、本出願人によって実行された研究の間に、非対称なブレーキングのグリップ力状態が存在しているときに、操舵可能な後輪のブレーキングアクチュエータの動作を支配するブレーキングパラメータを特殊な仕方で操作することによっても、自動車の不安定性を修正できることが明らかとなった。
ＵＳ２００２／０１９８６４６ ＦＲ０３／１４９３１

本発明は、少なくとも４つの操舵可能な車輪を有する自動車の、非対称なブレーキングのグリップ力状態において使用するための、特に自動車の軌跡の安定性の向上を可能にする、後輪のブレーキング制御方法および装置を提供することを目的とする。

上記目的は、本発明によれば、少なくとも４つの操舵可能な車輪を有する自動車の後輪のブレーキング制御方法において、
−非対称なブレーキングのグリップ力状態の存在を検出し、
−上記自動車の不安定を修正することを可能にする、右の後輪と左の後輪との間の最大ブレーキング圧力差の形のブレーキング圧力設定値を、上記自動車の縦方向の瞬間的な速度と前輪の操舵角との関数として決定し、
−非対称なブレーキングのグリップ力状態が存在する場合には、上記ブレーキング圧力設定値を、上記後輪のブレーキングアクチュエータへ伝達する、
ステップを含むことを特徴とする、自動車の後輪のブレーキング制御方法によって達成される。

また上記目的は、本発明によれば、少なくとも４つの操舵可能な車輪を有する自動車の後輪のブレーキング制御装置において、上記後輪のブレーキング制御装置は、本発明による自動車の後輪のブレーキング制御方法の実行に適し、
−非対称なブレーキングのグリップ力状態の存在を検出する手段と、
−上記自動車の不安定を修正することを可能にする、上記右の後輪と上記左の後輪との間の最大ブレーキング圧力差の形の、上記自動車の縦方向の瞬間的な上記速度と上記前輪の上記操舵角との関数としての、ブレーキング圧力設定値を決定する手段と、
−非対称なブレーキングのグリップ力状態が存在する場合には、上記ブレーキング圧力設定値を、上記後輪の上記ブレーキングアクチュエータへ伝達する手段と、
を含むことを特徴とする、自動車の後輪のブレーキング制御装置によって達成される。

本発明による自動車の後輪のブレーキング制御方法及び制御装置は、前輪の操舵角と、自動車の縦方向の瞬間的な速度と、非対称なブレーキングのグリップ力状態とによって特徴付けられる運転状況への、ブレーキング制御の適応化を可能にする。

本発明の有利な特徴によれば、上記ブレーキング圧力設定値は、上記非対称なブレーキングのグリップ力状態の持続時間中は一定に維持され、上記非対称なブレーキングのグリップ力状態が発生したときに決定された上記ブレーキング圧力設定値に一致する。

本発明のもう１つの有利な特徴によれば、上記ブレーキング圧力設定値を、考慮対象の上記自動車におけるブレーキング圧力差に対する許容最小値と許容最大値との間に制限することからなるステップを更に含む。

上記の制御方法は、自動車の操舵可能な車輪の操舵の制御のためのステップと有利に組み合わせることができ、これによって、非対称なブレーキングのグリップ力状態が存在する場合における自動車の不安定のより効果的な修正が可能になる。この組み合わせは、下記の３つの実施の形態の１つによって有利に実行される。

第１の実施の形態によれば、本発明の自動車の後輪のブレーキング制御方法は、
−上記自動車の縦方向の瞬間的な上記速度の値と、上記前輪の上記操舵角の値とに基づいて、上記ブレーキング圧力設定値の関数として、後輪操舵角設定値を決定し、
−非対称なブレーキングのグリップ力状態が存在する場合に、上記後輪操舵角設定値を、上記後輪の操舵アクチュエータへ伝達する、
ステップを更に含む。

第２の実施の形態によれば、本発明の自動車の後輪のブレーキング制御方法は、
−上記自動車の縦方向の瞬間的な上記速度の値と、上記前輪の上記操舵角の値とに基づいて、上記ブレーキング圧力設定値の関数として、第１の中間後輪操舵角設定値を決定し、
−前の後輪操舵角設定値の関数として、上記自動車のヨーレートにおける擾乱を推定し、
−上記擾乱の関数として、第２の中間後輪操舵角設定値を決定し、
−上記第１の中間後輪操舵角設定値を、上記第２の中間後輪操舵角設定値によって修正することによって、現在の後輪操舵角設定値を決定し、
−非対称なブレーキングのグリップ力状態が存在する場合に、上記現在の後輪操舵角設定値を、上記後輪の操舵アクチュエータへ伝達し、
−上記非対称なブレーキングのグリップ力状態が存在しない場合に、上記第１の中間後輪操舵角設定値を、上記後輪の上記操舵アクチュエータへ伝達する、
ステップを更に含む。

第３の実施の形態によれば、本発明の自動車の後輪のブレーキング制御方法は、
−前の後輪操舵角設定値の関数として、上記自動車のヨーレートにおける擾乱を推定し、
−上記擾乱の関数として、現在の後輪操舵角設定値を決定し、
−非対称なブレーキングのグリップ力状態が存在する場合に、上記現在の後輪操舵角設定値を、上記後輪の操舵アクチュエータへ伝達する、
ステップを更に含む。

第１と第２の実施の形態による自動車の後輪のブレーキング制御方法の特徴によれば、上記自動車の上記ヨーレートにおける上記擾乱は、上記自動車の縦方向の瞬間的な速度と、上記自動車の上記ヨーレートと、上記前輪の操舵角と、上記後輪の操舵角とを含み、上記自動車の上記ヨーレートにステップ型の擾乱が作用する、上記自動車の状態モデルによって決定される。

上記擾乱に基づいて決定される上記後輪操舵角設定値は、上記ヨーレートにおける上記擾乱を漸近的に排除するように決定されることが望ましい。

第１と第２の実施の形態による自動車の後輪のブレーキング制御方法のもう１つの特徴によれば、上記擾乱に基づいて決定される上記後輪操舵角設定値は、上記ヨーレートにおける上記擾乱に比例し、上記第２の中間後輪操舵角設定値と上記擾乱との間の比例係数は、

ここに、
Ｍは、上記自動車の全質量、
Ｌ_１は、上記自動車の重心から前の車軸までの距離、
Ｌ_２は、上記自動車の重心から後の車軸までの距離、
Ｄ_１は、前部のドリフト剛性、
Ｄ_２は、後部のドリフト剛性、
Ｖは、上記自動車の瞬間的な縦方向の速度、
である。

第１の実施の形態による、自動車の後輪のブレーキング制御方法を実行するための制御装置の特徴によれば、自動車の後輪のブレーキング制御装置は、
−上記自動車の縦方向の瞬間的な上記速度の値と、上記前輪の上記操舵角の値とに基づいて、上記ブレーキング圧力設定値の関数として、上記後輪操舵角設定値を決定する手段と、
−非対称なブレーキングのグリップ力状態が存在する場合に、上記後輪操舵角設定値を、上記後輪の上記操舵アクチュエータへ伝達する手段、
を更に含む。

上記自動車の後輪のブレーキング制御装置は、
−上記ブレーキング圧力設定値を、上記自動車の縦方向の瞬間的な上記速度の値と、上記前輪の上記操舵角の値とに基づいて決定するための、第１の２次元表と、
−上記後輪操舵角設定値を、上記自動車の縦方向の瞬間的な上記速度の値と、上記前輪の上記操舵角の値とに基づいて決定するための、第２の２次元表と、
を含み、
上記第１の２次元表と上記第２の２次元表は、一対の上記自動車の縦方向の瞬間的な上記速度の値と上記前輪の上記操舵角の値とに対して、上記ブレーキング圧力設定値が高いほど、上記後輪操舵角設定値が大であるように決定されることが望ましい。

もう１つの特徴によれば、上記自動車の後輪のブレーキング制御装置は、上記ブレーキング圧力設定値を、上記非対称なブレーキングのグリップ力状態の持続時間中は一定に維持するための手段を更に含む。

もう１つの特徴によれば、上記自動車の後輪のブレーキング制御装置は、上記ブレーキング圧力設定値を、上記自動車のブレーキング圧力差に対する許容最小値と許容最大値との間に制限する手段を更に含む。

さらにもう１つの特徴によれば、上記ブレーキング圧力設定値を、上記後輪の上記ブレーキングアクチュエータへ伝達する手段は、アンチロック ブレーキング モジュールを含む。

最後に、本発明は、ブレーキング制御装置を含む自動車を対象とし、上記ブレーキング制御装置において、上記の自動車の後輪のブレーキング制御方法が実行される。

本発明を、非限定的な例としてとられ、添付図面によって図示された実施の形態によって詳細に説明する。これらの図面において：
−図１は、本発明の１つの面による制御システムが装備された自動車の模式図であり；
−図２は、本発明の１つの面による制御システムの機能図であり；
−図３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄは、図２の第１部の機能図であり；
−図４は、図２の第２部の機能図である。

図１は、本発明の１つの面による制御システムが装備された自動車の模式図である。この自動車は、シャーシ１００と、２つの操舵可能な前輪１０３、１０４と、２つの操舵可能な後輪１０５、１０６とを含み、これらの車輪は、図示しない懸架機構を介してシャーシ１００へ連結されている。また、自動車は、前輪１０３、１０４の間に設けられたラック１０８を有する操舵システムと、自動車の運転者の意図に従って、ステアリングホイール（図示しない）から機械的または電気的に受けた指令に応じてラック１０８によって前輪１０３、１０４の向きを変えることが可能な、ラックアクチュエータ１０９を含む。

操舵支援制御システムは、制御装置１０１と、例えばラックアクチュエータ１０９に配置された、前輪１０３、１０４の操舵角度のセンサ１１３と、例えば前輪の１つの回転数のセンサからなる自動車の瞬間的な速度のセンサ１１５と、自動車のヨーレート、すなわち自動車の重心を通る垂直軸の周りの自動車の回転速度のセンサ１１４とを含む。

本発明の実施の形態の１変形によれば、操舵支援制御システムは、さらに、例えばセンサ１１６、１１７の形の、前輪１０３、１０４のブレーキング圧力を決めるための手段を有する。前輪のブレーキング圧力は、例えば自動車のモデルを用いて、他の測定量に基づいて推定することもできる。

さらに、操舵支援制御システムは、後輪１０５、１０６の操舵角度（自動車の縦方向の軸に対する車輪の角度）のセンサ１１８、１１９と、後輪１０５、１０６の向きを変えることを可能にする、操舵アクチュエータ１２０、１２１とを含む。しかしながら、後輪１０５、１０６の操舵角度を検出し、後輪１０５、１０６の向きを変えるためには、１個のセンサ１１８と１個の操舵アクチュエータ１２０で充分である。位置のセンサと速度のセンサは、光学センサでも、例えば、可動部に取り付けたれたコーダと協働し、センサは不動の、ホール効果センサである、磁気センサでもよい。自動車の瞬間的な速度Ｖは、前輪または後輪におけるセンサを用いて決定された瞬間的な速度を平均することによって得ることができる。この場合、前輪の１つまたは後輪の１つについて１つのセンサ１１５が設けられる。あるいは、自身の使用のために自動車の瞬間的な速度Ｖを必要とする、車輪のアンチロック ブレーキング モジュール（ＡＢＳ）のような他の制御モジュールから、制御装置１０１が自動車の瞬間的な速度Ｖを受ける。

制御装置１０１は、ランダムアクセスメモリと、リードオンリメモリと、中央処理ユニットと、センサ１１３〜１１９から測定値を受け、特に操舵アクチュエータ１２０、１２１へ指令を送ることを可能にする、入出力インタフェースを有するマイクロプロセッサの形に作ることができる。

図２に示すように、制御装置１０１は、入力モジュール２０２と、状態オブサーバ２０３と、擾乱排除モジュール２０４と、フィードホワードモジュールとも呼ばれる直接決定モジュール２０５と、加算器２０８と、遅延器２２５と、ＡＢＳ（Ａｎｔｉｌｏｃｋ Ｂｒａｋｅ Ｓｙｓｔｅｍ）モジュール（ブレーキング圧力設定値をブレーキングアクチュエータへ伝達する手段）２０７と、ＡＢＳモジュール２０７の制御装置、すなわちＡＢＳ制御装置（ブレーキング圧力設定値を決定する手段）２０６を含む。これらのさまざまなモジュールは、同一の制御装置の中に組み込むことができるが、互いに送受信する、分割された制御装置の中に組み込むこともできる。

入力モジュール２０２は、状態オブサーバ２０３、擾乱排除モジュール２０４、直接決定モジュール２０５、ＡＢＳ制御装置２０６へ、これらがそれぞれ必要とする値を伝達する。入力モジュール２０２、状態オブサーバ２０３、擾乱排除モジュール２０４、直接決定モジュール２０５、ＡＢＳ制御装置２０６の機能とそれらの相互の依存性について、以下に詳細に説明する。直接決定モジュール２０５は、第１の中間後輪操舵角設定値２１８を決定し、擾乱排除モジュール２０４は、第２の中間後輪操舵角設定値２１９を決定する。第１の中間後輪操舵角設定値２１８と、第２の中間後輪操舵角設定値２１９は、加算器２０８によって加算される。加算器２０８の出力は、遅延器２２５を経由して入力モジュール２０２へフィードバックされる。この出力は、後輪を操舵するためのアクチュエータ１２０、１２１へ制御値として伝達される、現在の後輪操舵角設定値２２０に相当する。

入力モジュール２０２は、さまざまな測定値、すなわち、自動車の縦方向の瞬間的な速度２１２、ヨーレート２１３、前輪の操舵角２１４を、センサ１１３〜１１９から受ける。入力モジュール２０２は、さらに、前の後輪操舵角設定値に相当する遅延器２２５の出力２１５を受ける。また、入力モジュール２０２は、ＡＢＳモジュール２０７から、非対称なブレーキングのグリップ力状態検出フラグＦＬ２１６も受ける。このフラグは、一般に、それぞれ、非対称なブレーキングのグリップ力状態なし、右向きの非対称なブレーキングのグリップ力を有するブレーキングング、左向きの非対称なブレーキングのグリップ力を有するブレーキングングを意味する、３つの値、例えば、０、＋１、−１をとる。アンチロックブレーキングモジュールすなわちＡＢＳモジュール２０７には、周知のように、さまざまな測定値（ヨーレート、車輪の操舵角、等）に基づいて、非対称なブレーキングのグリップ力状態の存在に関する情報を発生することを可能にする手段が設けられている。これらの手段については、ここでは、詳細には説明しない。ある実施の形態によれば、制御装置１０１は、入力モジュール２０２を介して、右の前輪のブレーキング圧力２１０、左の前輪のブレーキング圧力２１１の測定値を更に受ける。

直接決定モジュール２０５は、縦方向の瞬間的な速度２１２と、ヨーレート２１３と、前輪の操舵角２１４とに基づいて、また実施の形態の変形によれば、右の前輪のブレーキング圧力２１０、左の前輪のブレーキング圧力２１１に基づいて、第１の中間後輪操舵角設定値２１８を決定する。第１の中間後輪操舵角設定値２１８は、非対称なブレーキングのグリップ力状態における自動車について実行されるシミュレーションに基づいて決定され、理想的な設定値の一次近似に相当する。直接決定モジュール２０５についてのさまざまな実施例を、図３ａ〜３ｄに示す。

図３ａに示す直接決定モジュール２０５の第１実施例によれば、直接決定モジュール２０５は：
−操舵角参照値（例えば３．５ｒａｄ／ｓ）を発生する構成要素３１０と、
−構成要素３１０の出力に接続され、構成要素３１０の出力にそれぞれ０、＋１、−１の利得を適用する、３つの重み付け構成要素３０２、３０３、３０４と、
−３つの重み付け構成要素３０２、３０３、３０４の出力を入力として受け、出力がフラグＦＬ２１６の値によって制御される選択スイッチ３０５と、
−入力が瞬間的な縦方向の速度２１２と前輪の操舵角２１４の値である、第２の２次元表（第２の２次元表）３０１と、
−選択スイッチ３０５の出力３１１と２次元表３０１の出力３１２とを乗算し、出力として第１の中間後輪操舵角設定値２１８を発生する、乗算器３０６と、
を含む。

直接決定モジュール２０５は、構成要素３１０から発生する操舵角参照値に比例する第１の中間後輪操舵角設定値２１８を発生することを可能にし、その比例係数は、瞬間的な縦方向の速度と前輪の操舵角に依存する。２次元表３０１は、例えば、瞬間的な縦方向の速度と前輪の操舵角との各対について、可能な最大操舵角に対する比例係数を、経験的および実験的に供給することを目的とするシミュレーションの結果である。選択スイッチ３０５は、非対称なブレーキングングのグリップ力の存在しないときにはゼロの参照値を発生し、非対称なブレーキングングのグリップ力が存在する場合には、第２の２次元表３０１から発生される参照値に、非対称なブレーキングングのグリップ力が自動車を右へ向けるものか左へ向けるものであるかに応じて、すなわち、フラグＦＬ２１６の値に応じて、適当な符合を適用することを可能にする。この実施例においては、この参照値は常数であり、後輪操舵設定値についての受け入れ可能な最大値に相当することが望ましい。直接決定モジュール２０５のこの第１実施例においては、瞬間的な縦方向の速度と前輪の操舵角とに依存する、一定の設定値が発生される。

図３ｂに示す直接決定モジュール２０５の第２実施例は、図３ａに示したものと、操舵角参照値を発生する構成要素３１０が、モジュール４１０によって置き換えられている点において異なる。モジュール４１０は、参照値を、右の前輪のブレーキング圧力Ｐ_Ｄの値と左の前輪のブレーキング圧力Ｐ_Ｇの値との関数として、次式によって決定する。

ここに、
Ｐ_ＤとＰ_Ｇは、右の前輪のブレーキング圧力と左の前輪のブレーキング圧力であり、
μは、ブレーキングパッドの摩擦係数であり、
φは、ブレーキングピストンの表面積であり、
Ｒ_ｅは、有効半径、すなわち、ブレーキングパッドの中心と、ブレーキングパッドをブレーキングディスクへ押し付ける領域との平均距離であり、
ｅは、トレッド、すなわち、右の車輪と左の車輪との間の距離を示す。

ディスクブレーキングのブレーキングトルクＣ_{ｂｒａｋｅ}は、次式によって与えられる。

Ｃ_{ｂｒａｋｅ}＝２μ・φ・Ｒ_ｅ・Ｐ
この結果、右・左の非対称なグリップ力のブレーキングングによってもたららされるヨートルクＣ_ｙａｗは、次式によって推定される。
Ｃ_ｙａｗ＝２μ・φ・Ｒ_ｅ・（Ｐ_Ｄ−Ｐ_Ｇ）・ｅ／２
ブレーキング圧力をｂａｒで表わせば、近似的に：
Ｃ_ｙａｗ≒５０・（Ｐ_Ｄ−Ｐ_Ｇ）
となる。

さらに、ヨートルクＣ_ｙａｗを修正するために加えるべき後輪の操舵角は、

に等しい。

したがって、最終的に後輪の操舵角とブレーキング圧力との間の式（１）へ戻る。したがって、この直接決定モジュール２０５の第２実施例においては、２つの前輪へ加えられるブレーキング圧力の間の差に依存する設定値が発生される。

図３ｃに示す直接決定モジュール２０５の第３実施例は、図３ａに示したものと、操舵角参照値を発生する構成要素３１０が、モジュール５１０によって置き換えられている点において異なる。モジュール５１０は、参照値を、それぞれ構成要素５１１と構成要素５１２から発生される２つの常数の間の時間的なフィルタ（内挿）を実行することによって決定する。これらの２つの常数は、後輪操舵角設定値の最小初期値（通常０ｒａｄ／ｓ）と最大最終値（例えば、３．５ｒａｄ／ｓ）であることが望ましい。この直接決定モジュール２０５の第３実施例においては、したがって、設定値は２つの常数の間で変化し、モジュール５１０の時間的なフィルタによって変化率を調整可能にすることができる。

図３ｄに示す直接決定モジュール２０５の第４実施例は、図３ｃに示したものと、構成要素５１２がモジュール６１２によって置き換えられている点において異なる。モジュール６１２は、図３ｂにおいて先に説明した、設定値の参照値すなわち最大値を、右の前輪のブレーキング圧力Ｐ_Ｄ２１０の値と左の前輪のブレーキング圧力Ｐ_Ｇ２１１の値との関数として決定する、モジュール４１０と同一である。この直接決定モジュール２０５の第４実施例においては、設定値は、一定の初期値と最大最終値との間で変化し、最大最終値は２つの前輪へ加えられるブレーキング圧力の間の差に依存し、最終値への収束の速度は、図３Ｃのモジュール５１０の時間的なフィルタと同様に調整可能である。

図２の状態オブザーバ２０３は、測定されなくて、特に自動車に作用する擾乱の制御に必要な、情報を推定することを可能にする。状態オブザーバ２０３は、例えば、ステップ型の一時的な擾乱が、有限の時間間隔の間に、自動車のヨーレートに直接作用することができると仮定することによって、操舵可能な２つの車輪を有し、動揺のない、自動車の状態モデルから構成することができる。操舵アクチュエータ１２０の挙動をモデル化する変数をモデルに加えることができる。ヨーレートにおける擾乱を含む状態モデルに関連する状態方程式は、例えば、次式である。

上式において：
Ｘは、次元（ｎ，１）の状態ベクトル、

は、次元（ｎ，１）の状態ベクトルの時間微分、
Ｘ_１は、次元（ｍ，１）の第１入力ベクトル、
Ｘ_２は、次元（ｍ，１）の第２入力ベクトル、
Ｙは、次元（ｐ，１）の出力ベクトル、
Ａは、次元（ｎ，ｎ）の状態マトリクス、
Ｂは、次元（ｎ，ｍ）の第１入力マトリクス、
Ｃは、次元（ｎ，ｍ）の第２入力マトリクス、
Ｄは、次元（ｐ，ｎ）の出力マトリクス、
ここに、ｐ、ｎおよびｍは、１以上の整数である。

ここに示す実施の形態においては、ｎ＝４、ｐ＝ｍ＝１であり、したがって、ベクトルとマトリクスは次のように定義される。

このモデルにおいて使用されている様々な常数は、それぞれ：
Ｍ（ｋｇ）：自動車の全質量、
Ｉ_Ｚ（Ｎ・ｍ）：自動車の重心を通る垂直軸の周りの自動車の慣性モーメント、
Ｌ_１（ｍ）：重心から前の車軸までの距離、
Ｌ_２（ｍ）：重心から後の車軸までの距離、
Ｄ_１（Ｎ／ｒａｄ）：前部のドリフト剛性、
Ｄ_２（Ｎ／ｒａｄ）：後部のドリフト剛性、
τ：操舵アクチュエータ１２０の応答時間
を表す。
また、モデルにおいて用いられる様々な変数は、それぞれ：
Ｖ（ｍ／ｓ）：自動車の瞬間的な縦方向の速度２１２、

：ヨーレート２１３、
ｄ（ｒａｄ／ｓ）：ヨーレートにおける擾乱２１７、
α_ｃ１（ｒａｄ）：前輪の操舵角２１４の現在の値であり、この値は測定される、
α_ｃ２（ｒａｄ）：後輪の操舵角の現在の値、すなわち、制御装置１０１の出力として操舵アクチュエータ１２０へ加えられる後輪操舵角設定値２２０、
α_ｐ２（ｒａｄ）：遅延器２２５の出力２１５である、前の後輪操舵角の値２１５、
β（ｒａｄ）：ドリフト角、すなわち、自動車の瞬間の速度ベクトルが、自動車の縦方向の軸との間になす角度、
を表す。

この状態モデルに基づいて、線形オブザーバの古典理論が適用される。この状態モデルに基づいて、状態オブザーバ２０３を、次のように構成することができる：

ここに、

また、Ｋ（Ｖ）は、次元（４，１）のマトリクスであり、自動車の瞬間の縦方向の速度Ｖに依存する状態オブザーバの調整パラメータを構成し、符号「＾」は、これらの式において、対応する値が推定値であることを示す。パラメータＫ（Ｖ）は、常態モデルにおける信頼度を表す。例えば、Ｋ（Ｖ）＝０であれば、信頼度は最大であり、状態モデルは、状態オブザーバとして認められる。

このマトリクスＫ（Ｖ）の係数は、オートメーション工学の分野で周知の数値近似方法によって、例えば、リカッチ（Ｒｉｃａｔｔｉ）と呼ばれる微分方程式の解法を適用することによって計算される。

状態オブザーバ２０３の微分方程式は、次式のように書くこともできる。

このような状態オブザーバは、測定または推定値に基いて決定される自動車の状態と、自動車に作用する擾乱の全体との間の関係を決めることを可能にする。特に、状態オブザーバは、式（１２）にラプラス（Ｌａｐｌａｃｅ）変換を適用することによって、Ｘ、Ｘ１＝α_ｃ２、Ｘ２＝α_ｃ１、および

の関数として、
擾乱

を決定することを可能にする。そこで、

として、

が得られる。
ここにｓはラプラス（Ｌａｐｌａｃｅ）変数であり、Ｈ_１、Ｈ_２、Ｈ_３は、次式

ｉ＝１〜３
ここに、Ｃｄ＝（０ ０ ０ １）
によって定義される伝達関数（ｔｒａｎｓｆｅｒ ｆｕｎｃｔｉｏｎ）である。

実際には、微分方程式（２）または（３）は離散化され、式（４）によって与えられる解は、周知の数値解法、例えばオイラー（Ｅｕｌｅｒ）の方法によって近似される。

擾乱排除モジュール２０４は、擾乱の漸近的な排除を可能にする後輪操舵角設定値を決定する。擾乱は、このような設定値を適用することによって、検討される量、ここではヨーレートに関して観察されなくされ、このことは、自動車の軌跡の安定化とよりよいロードホールディングによって表現される。

設定値の

の関数としての表現は、

の

に対する影響を除去するように、先行するマトリクス方程式に、

の

に関する偏微分がゼロであるという条件を課することによって得られる。このことは、安定化された状態においては、擾乱の値に係わり無く、特に擾乱がゼロであるかゼロでないかに関係なく、ヨーレートは同じであるということになる。第２の中間後輪操舵角設定値に、

の形の、

に関する比例関係を適用することによって、

が得られる。

したがって、第２の中間後輪操舵角設定値は、状態オブザーバ２０３によって推定された擾乱

に比例し、その比例係数Ｇは、自動車の瞬間の縦方向の速度Ｖに依存する。

加算器２０８は、直接決定モジュール２０５と擾乱排除モジュール２０４によってそれぞれ発生される第１の中間後輪操舵角設定値α_{ｃ２＿ｆｆ}２１８と第２の中間後輪操舵角設定値α_{ｃ２＿ｒｐ}２１９とを加算する。加算器２０８は、出力として、後輪操舵角設定値２２０を表す値α_ｃ２＿を発生する。後輪操舵角設定値は、操舵アクチュエータ１２０へ伝達され、自動車の後輪へ適用される。この値α_ｃ２＿は、遅延器２２５を経由して、状態オブザーバ２０３へ入力値を供給する入力モジュール２０２へ再注入される。このように、状態オブザーバ２０３は、入力として、擾乱

の決定に使用される、前の後輪操舵角の値２１５α_ｐ２を有する。

加算器２０８は、フラグＦＬ２１６の値が、非対称なブレーキングングのグリップ力状況にないことを示す場合には、擾乱排除モジュール２０４からの出力を考慮に入れない。あるいは、同じことであるが、状態オブザーバ２０３と漸近的な擾乱排除モジュール２０４との少なくとも一方は、非対称なブレーキングのグリップ力状態が存在しないときには、ゼロの出力値を発生し、この場合、直接決定モジュール２０５によって発生される第２の中間後輪操舵角設定値２１８のみが、操舵アクチュエータ１２０へ伝達される。

したがって、制御装置１０１は、第１の中間後輪操舵角設定値の決定を可能にするオープンループ部（入力モジュール２０２、直接決定モジュール２０５）と、オープンループ部が組み合わされる、第２の中間後輪操舵角設定値の決定を可能にするクローズドループ部（入力モジュール２０２、状態オブザーバ２０３、擾乱排除モジュール２０４、直接決定モジュール２０５、遅延器２２５）とを含む。第１の中間後輪操舵角設定値は、シミュレーションの結果であり、第１近似設定値を表わし、一方、第２の中間後輪操舵角設定値は、第１の中間後輪操舵角設定値に加えるべき修正値を表す。この修正値は、正確な自動車の状態モデルに基づき、前に決定された修正設定値を考慮に入れて決定される。したがって、このシステムは、状態オブザーバと擾乱排除モジュールによって加えられる修正のために、極めて正確な状態にあり、さらに、オープンループ部の存在のために、状態の変化（瞬間的な縦方向の速度の変化または前輪の操舵角の変化）に極めて急速に適応する。オープンループ部は、近似値ではあるが、応答遅れなしに直ちに適用される、第１の中間後輪操舵角設定値を決定する。

本発明の本質的な特徴によれば、ＡＢＳ制御装置２０６は、非対称なブレーキングのグリップ力状態における、右の後輪と左の後輪との間のブレーキング圧力における最大許容差に相当するブレーキング圧力設定値２３０を発生する。このブレーキング圧力設定値２３０は、自動車の瞬間的な縦方向の速度２１２と前輪の操舵角２１４とに依存する。この例（図４）において、ＡＢＳ制御装置２０６は、入力として自動車の瞬間的な縦方向の速度２１２と前輪の操舵角２１４とを受ける２次元表（第１の２次元表）７０１と、２つの入力を有する第１選択スイッチ７０３を含む。第１選択スイッチ７０３の第１の入力は、第１の２次元表７０１の出力であり、もう１つの入力は、常数発生構成要素７０２の出力である。この常数は、ここではゼロの値をとる。第１選択スイッチ７０３は、フラグＦＬ２１６の値によって制御され、フラグＦＬ２１６の値がゼロでないときには、第１選択スイッチ７０３によって選択されるのは第１の２次元表７０１の出力であり、フラグＦＬ２１６の値がゼロのときは、第１選択スイッチ７０３によって選択されるのは常数発生構成要素７０２の出力である。

さらに、ＡＢＳ制御装置２０６は、２つの入力を有する第２選択スイッチ７０５を含む。第２選択スイッチ７０５の出力は、遅延モジュール７０４を経由して、第２選択スイッチ７０５の第１入力へループバックされ、第２選択スイッチ７０５の第２入力は、第１選択スイッチ７０３の出力である。（遅延モジュール７０４と第２選択スイッチ７０５が「一定に維持するための手段」を構成する。）この第２選択スイッチ７０５も、フラグＦＬ２１６によって制御される。第２選択スイッチ７０５の機能は、フラグＦＬ２１６が、非対称なブレーキングのグリップ力状態が存在することを示す値をとるときに、出力値を所定の値に固定することである。したがって、第２選択スイッチ７０５の出力値は、非対称なブレーキングのグリップ力状態の発生の瞬間に第１の２次元表７０１によって決定された値に固定され、ブレーキング作動中に自動車の速度または前輪の操舵角がどのように変化しても、固定されたままに留まる。非対称なブレーキングのグリップ力状態が存在しないときには、第２選択スイッチ７０５によって選択されるのは、第１選択スイッチ７０３の出力である。

ＡＢＳ制御装置２０６は、第２選択スイッチ７０５の出力に、リミッタ構成要素（許容最小値と許容最大値との間に制限する手段）７０６を含むことが望ましい。リミッタ構成要素７０６の機能は、ＡＢＳ制御装置２０６の出力が、最小値と最大許容値の間に含まれることを可能にすることである。この最小値と最大許容値は、例えば、ブレーキング圧力設定値２３０が、圧力差の設定値の最大値についての比例係数として用いられる場合には、０％と１００％であり、あるいは圧力の絶対尺度の関数として与えられる値である。また、ＡＢＳ制御装置２０６は、フラグＦＬ２１６の値が、非対称なブレーキングのグリップ力状態にあることを示すときにのみ起動され、このような状態が存在しないときには、出力としてゼロの値を発生する。

上述の実施の形態においては、自動車にはＡＢＳモジュール２０７が装備されており、ＡＢＳモジュール２０７を介してアクチュエータのブレーキングング制御指令が作られるように、圧力差の設定値がＡＢＳモジュール２０７へ伝達される。この場合、ＡＢＳモジュール２０７は、ブレーキングング設定値が自動車の後輪へ適用されることを保証するために、ブレーキングアクチュエータへ作用する。

ブレーキング圧力設定値を決定するためのＡＢＳ制御装置２０６は、未修正の操舵角設定値のみを発生することによって、直接決定モジュール２０５のみと組み合わされることも、モデル化から生じ、修正を必要としない設定値を発生するループシステムにおける、状態オブザーバ２０３及び擾乱排除モジュール２０４と組み合わされることも、更に状態オブザーバ２０３、擾乱排除モジュール２０４及び直接決定モジュール２０５と組み合わされることもできる。状態オブザーバ２０３、擾乱排除モジュール２０４及び直接決定モジュール２０５と組み合わされる場合には、状態オブザーバ２０３と擾乱排除モジュール２０４は、直接決定モジュール２０５によって発生される値を修正する役割を果たす。選ばれた組み合わせに応じて、操舵アクチュエータへ伝達される操舵角設定値は、第１の中間後輪操舵角設定値２１８（直接決定モジュール２０５のみとの組み合わせ）、第２の中間後輪操舵角設定値２１９（状態オブザーバ２０３及び擾乱排除モジュール２０４との組み合わせ）、あるいは修正された後輪操舵角設定値２２０（状態オブザーバ２０３、擾乱排除モジュール２０４及び直接決定モジュール２０５との組み合わせ）である。

非対称なブレーキングのグリップ力状態にあるときには、許容される圧力差が大きいほど、現在の後輪操舵角設定値２２０は大きくなりえるので、ＡＢＳ制御装置２０６の第１の２次元表７０１と、直接決定モジュール２０５の第２の２次元表３０１との間に、相関関係が存在し、直接決定モジュール２０５とＡＢＳ制御装置２０６が同時に使用されるときには、一方の表は、他方の表を考慮に入れる必要がある。したがって、圧力差の形のブレーキング圧力設定値２３０は、直接決定モジュール２０５によって決定された第１の中間後輪操舵角設定値２１８の関数として決定される。したがって、これらの２次元表を決定することを可能にするシミュレーションは、直接決定モジュール２０５の実施の形態と、ＡＢＳ制御装置２０６の実施の形態との間の、選択された組み合わせを考慮に入れる必要がある。この特徴は、これらの２つのパラメータ、すなわちブレーキング圧力と操舵角度との、組み合わされ、同時に行われる制御のために、自動車のよりよい安定を得ることを可能にする。

本発明は、後輪操舵角の設定値と組み合わされたときに、自動車のロードホールディング、したがって運転者が感じる運転の快適性を大きく改良することを可能にし、運転状況（ヨーレート、縦方向の速度、非対称なブレーキングのグリップ力状態の存在、等）に充分に適応化された、ブレーキング圧力設定値の効果を享受することを可能にする。

Claims (17)

1. 少なくとも４つの操舵可能な車輪を有する自動車の後輪のブレーキングング制御方法において、
   −非対称なブレーキングのグリップ力状態の存在を検出し、
   −上記自動車の不安定を修正することを可能にする、右の後輪と左の後輪との間の最大ブレーキング圧力差の形のブレーキング圧力設定値（２３０）を、上記自動車の縦方向の瞬間的な速度と前輪の操舵角との関数として決定し、
   −非対称なブレーキングのグリップ力状態が存在する場合には、上記ブレーキング圧力設定値を、上記後輪のブレーキングアクチュエータへ伝達する、
   ステップを含むことを特徴とする、自動車の後輪のブレーキング制御方法。
2. 上記ブレーキング圧力設定値は、上記非対称なブレーキングのグリップ力状態の持続時間中は一定に維持され、上記非対称なブレーキングのグリップ力状態が発生したときに決定された上記ブレーキング圧力設定値に一致することを特徴とする、請求項１に記載の自動車の後輪のブレーキング制御方法。
3. 上記ブレーキング圧力設定値を、考慮対象の上記自動車におけるブレーキング圧力差に対する許容最小値と許容最大値との間に制限することからなるステップを更に含むことを特徴とする、請求項１または２に記載の自動車の後輪のブレーキング制御方法。
4. −上記自動車の縦方向の瞬間的な上記速度（２１２）の値と、上記前輪の上記操舵角（２１４）の値とに基づいて、上記ブレーキング圧力設定値の関数として、後輪操舵角設定値（２１８）を決定し、
   −非対称なブレーキングのグリップ力状態が存在する場合に、上記後輪操舵角設定値（２１８）を、上記後輪の操舵アクチュエータ（１２０）へ伝達する、
   ステップを更に含むことを特徴とする、請求項１〜３のいずれかの１つに記載の自動車の後輪のブレーキング制御方法。
5. −上記自動車の縦方向の瞬間的な上記速度（２１２）の値と、上記前輪の上記操舵角（２１４）の値とに基づいて、上記ブレーキング圧力設定値の関数として、第１の中間後輪操舵角設定値（２１８）を決定し、
   −前の後輪操舵角設定値（２１５）の関数として、上記自動車のヨーレート（２１３）における擾乱（２１７）を推定し、
   −上記擾乱の関数として、第２の中間後輪操舵角設定値（２１９）を決定し、
   −上記第１の中間後輪操舵角設定値（２１８）を、上記第２の中間後輪操舵角設定値（２１９）によって修正することによって、現在の後輪操舵角設定値（２２０）を決定し、
   −非対称なブレーキングのグリップ力状態が存在する場合に、上記現在の後輪操舵角設定値（２２０）を、上記後輪の操舵アクチュエータ（１２０）へ伝達し、
   −上記非対称なブレーキングのグリップ力状態が存在しない場合に、上記第１の中間後輪操舵角設定値（２１８）を、上記後輪の上記操舵アクチュエータ（１２０）へ伝達する、
   ステップを更に含むことを特徴とする、請求項１〜３のいずれかの１つに記載の自動車の後輪のブレーキング制御方法。
6. −前の後輪操舵角設定値（２１５）の関数として、上記自動車のヨーレート（２１３）における擾乱（２１７）を推定し、
   −上記擾乱の関数として、現在の後輪操舵角設定値（２１９）を決定し、
   −非対称なブレーキングのグリップ力状態が存在する場合に、上記現在の後輪操舵角設定値（２１９）を、上記後輪の操舵アクチュエータ（１２０）へ伝達する、
   ステップを更に含むことを特徴とする、請求項１〜３のいずれかの１つに記載の自動車の後輪のブレーキング制御方法。
7. 上記自動車の上記ヨーレートにおける上記擾乱（２１７）は、上記自動車の縦方向の瞬間的な速度と、上記自動車の上記ヨーレートと、上記前輪の操舵角と、上記後輪の操舵角とを含み、上記自動車の上記ヨーレートにステップ型の擾乱が作用する、上記自動車の状態モデルによって決定されることを特徴とする、請求項５または６に記載の自動車の後輪のブレーキングの制御方法。
8. 上記擾乱に基づいて決定される上記後輪操舵角設定値（２１９）は、上記ヨーレートにおける上記擾乱を漸近的に排除するように決定されることを特徴とする請求項７に記載の自動車の後輪のブレーキングの制御方法。
9. 上記擾乱に基づいて決定される上記後輪操舵角設定値（２１９）は、上記ヨーレートにおける上記擾乱に比例し、上記第２の中間後輪操舵角設定値と上記擾乱との間の比例係数は、
   

   

   
   ここに、
   Ｍは、上記自動車の全質量、
   Ｌ_１は、上記自動車の重心から前の車軸までの距離、
   Ｌ_２は、上記自動車の重心から後の車軸までの距離、
   Ｄ_１は、前部のドリフト剛性、
   Ｄ_２は、後部のドリフト剛性、
   Ｖは、上記自動車の縦方向の瞬間的な速度、
   であることを特徴とする、請求項５〜８のいずれかの１つに記載の自動車の後輪のブレーキング制御方法。
10. 上記ブレーキング圧力設定値は、上記自動車のヨーレートを考慮に入れて決定されることを特徴とする、請求項１〜９のいずれかの１つに記載の自動車の後輪のブレーキング制御方法。
11. 少なくとも４つの操舵可能な車輪を有する自動車の後輪のブレーキング制御装置において、上記後輪のブレーキング制御装置は、請求項１〜１０のいずれかの１つに記載の自動車の後輪のブレーキング制御方法の実行に適し、
    −非対称なブレーキングのグリップ力状態の存在を検出する手段と、
    −上記自動車の不安定を修正することを可能にする、上記右の後輪と上記左の後輪との間の最大ブレーキング圧力差の形の、上記自動車の縦方向の瞬間的な上記速度と上記前輪の上記操舵角との関数としての、ブレーキング圧力設定値（２３０）を決定する手段（２０６）と、
    −非対称なブレーキングのグリップ力状態が存在する場合には、上記ブレーキング圧力設定値を、上記後輪の上記ブレーキングアクチュエータへ伝達する手段（２０７）と、
    を含むことを特徴とする、自動車の後輪のブレーキング制御装置。
12. −上記自動車の縦方向の瞬間的な上記速度（２１２）の値と、上記前輪の上記操舵角（２１４）の値とに基づいて、上記ブレーキング圧力設定値の関数として、上記後輪操舵角設定値（２１８）を決定する手段（２０５）と、
    −非対称なブレーキングのグリップ力状態が存在する場合に、上記後輪操舵角設定値（２１８）を、上記後輪の上記操舵アクチュエータ（１２０）へ伝達する手段、
    を更に含むことを特徴とする、請求項４に従属する場合の請求項１１に記載の自動車の後輪のブレーキング制御装置。
13. −上記ブレーキング圧力設定値（２３０）を、上記自動車の縦方向の瞬間的な上記速度の値と、上記前輪の上記操舵角の値とに基づいて決定するための、第１の２次元表（７０１）と、
    −上記後輪操舵角設定値（２１８）を、上記自動車の縦方向の瞬間的な上記速度の値と、上記前輪の上記操舵角の値とに基づいて決定するための、第２の２次元表（３０１）と、
    を含み、
    上記第１の２次元表と上記第２の２次元表は、一対の上記自動車の縦方向の瞬間的な上記速度の値と上記前輪の上記操舵角の値とに対して、上記ブレーキング圧力設定値（２３０）が高いほど、上記後輪操舵角設定値（２１８）が大であるように決定されることを特徴とする、請求項１２に記載の自動車の後輪のブレーキング制御装置。
14. 上記ブレーキング圧力設定値（２３０）を、上記非対称なブレーキングのグリップ力状態の持続時間中は一定に維持するための手段（７０４、７０５）を更に含むことを特徴とする、請求項１１〜１３のいずれかの１つに記載の自動車の後輪のブレーキング制御装置。
15. 上記ブレーキング圧力設定値を、上記自動車のブレーキング圧力差に対する許容最小値と許容最大値との間に制限する手段（７０６）を更に含むことを特徴とする、請求項１１〜１４のいずれかの１つに記載の自動車の後輪のブレーキング制御装置。
16. 上記ブレーキング圧力設定値を、上記後輪の上記ブレーキングアクチュエータへ伝達する手段は、アンチロック ブレーキング モジュールを含むことを特徴とする、請求項１１〜１５のいずれかの１つに記載の自動車の後輪のブレーキング制御装置。
17. 請求項１１〜１６のいずれかの１つに記載の自動車の後輪のブレーキング制御装置を含む自動車。

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