JP3621842B2 - 車輌の運動制御装置 - Google Patents
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- B60T8/17—Using electrical or electronic regulation means to control braking
- B60T8/172—Determining control parameters used in the regulation, e.g. by calculations involving measured or detected parameters
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車輌の運動制御装置に係り、更に詳細には車輌の走行時の安定性を向上させる運動制御装置に係る。
【０００２】
【従来の技術】
自動車等の車輌の制動圧制御装置の一つとして、例えば特開平１０−１００８８４号公報には、制動圧制御装置の失陥を検出し、制動圧制御装置に失陥が生じているときには失陥の状況に応じて最適に各輪の制動圧を制御するよう構成された制動圧制御装置が記載されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記公報に記載された制動圧制御装置に於いては、制動圧制御装置に失陥が生じても各輪の制動圧の制御を継続することができるが、制動圧制御装置に失陥が生じた状況にて各輪の制動圧の制御を継続する場合に於ける車輌の挙動への影響については配慮されておらず、この点に関し改善の余地がある。このことは上記公報に記載された制動圧制御装置に限らず、各輪の制動力を制御して車輌の運動を制御する従来の制動力制御式の運動制御装置についても同様である。
【０００４】
本発明は、失陥が生じた場合にも制御を継続するよう構成された従来の制動圧制御装置や運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、何れかの車輪の制動力を適正に制御できない失陥が生じた場合にはそのことを考慮して他の車輪の制動力を制御することにより、何れかの車輪に失陥が生じた状況に於いても各輪の制動力を適正に制御して車輌の運動を適正に且つ確実に制御することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上述の主要な課題は、本発明によれば、請求項１の構成、即ち各輪の制動力を個別に制御可能な制動力調整手段と、車輌状態若しくは運転者の要求に応じて車輌の目標制御量として車輌の目標前後力及び目標ヨーモーメントを演算する手段と、前記車輌の目標前後力及び前記目標ヨーモーメントに基づき各輪の目標制動制御量を演算する目標制動制御量演算手段と、前記目標制動制御量に基づき前記制動力調整手段を制御する制御手段とを有する車輌の運動制御装置に於いて、各輪毎に前記制動力調整手段の失陥状態を検出する失陥状態検出手段を有し、前記目標制動制御量演算手段は失陥状態の車輪があるときには該失陥状態の車輪により発生されるタイヤ力を推定し、前記推定されたタイヤ力に基づき該推定されたタイヤ力による車輌の前後力及びヨーモーメントを推定し、前記車輌の目標前後力及び前記目標ヨーモーメントをそれぞれ前記推定された前後力及びヨーモーメントにて補正し、補正後の車輌の目標前後力及び目標モーメントに基づき各輪の目標制動制御量を演算することを特徴とする車輌の運動制御装置によって達成される。
【０００６】
上記請求項１の構成によれば、各輪毎に制動力調整手段の失陥状態が検出され、失陥状態の車輪があるときには該失陥状態の車輪により発生されるタイヤ力が推定され、推定されたタイヤ力に基づき該推定されたタイヤ力による車輌の前後力及びヨーモーメントが推定され、車輌の目標前後力及び目標ヨーモーメントがそれぞれ推定された前後力及びヨーモーメントにて補正され、補正後の車輌の目標前後力及び目標モーメントに基づき各輪の目標制動制御量が演算されるので、何れかの車輪にその制動力を適正に制御することができない失陥が生じている場合にも、車輌状態若しくは運転者の要求に応じて演算される車輌の目標制御量としての車輌の目標前後力及び目標ヨーモーメントに基づく制御が効果的に達成され、これにより車輌の運動が適正に且つ確実に制御される。
【０００７】
また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項１の構成に於いて、前記目標制動制御量演算手段は失陥状態の車輪があるときには該失陥状態の車輪により発生される車輌の前後力及びヨーモーメントを推定し、前記車輌の目標前後力及び目標ヨーモーメントよりそれぞれ推定された車輌の前後力及びヨーモーメントを減算し、減算後の車輌の目標前後力及び目標ヨーモーメントに基づき失陥状態の車輪以外の車輪の目標制動制御量を演算するよう構成される（請求項２の構成）。
【０００８】
上記請求項２の構成によれば、失陥状態の車輪があるときには該該失陥状態の車輪により発生される車輌の前後力及びヨーモーメントが推定され、車輌の目標前後力及び目標ヨーモーメントよりそれぞれ推定された車輌の前後力及びヨーモーメントが減算され、減算後の車輌の目標前後力及び目標ヨーモーメントに基づき失陥状態の車輪以外の車輪の目標制動制御量が演算されるので、車輌状態若しくは運転者の要求に応じて演算される車輌の目標前後力及び目標ヨーモーメントに基づく制御が確実に達成される。
【００１２】
【課題解決手段の好ましい態様】
本発明の一つの好ましい態様によれば、上記請求項１又は２の構成に於いて、目標制動制御量は車輪の目標スリップ率であり、各輪の目標制動制御量を演算する手段は車輪のスリップ率の微少変化に対する車輌の前後力及びヨーモーメントの変化の微係数をタイヤモデルより算出する手段と、車輌の運動を安定化させるための車輌の目標前後力及び目標ヨーモーメントを車輌モデル若しくは運転者の要求に基づき算出する手段と、前記微係数と目標前後力及び目標ヨーモーメントとを用いて収束演算により前記目標前後力及び目標ヨーモーメントを実現する各輪の目標スリップ率を算出する手段とを有するよう構成される（好ましい態様１）。
【００１３】
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記好ましい態様１の構成に於いて、各輪の目標スリップ率を算出する手段は車輌の前後力、横力、ヨーモーメントを車輌状態量として、「実際の車輌状態量とその目標値との偏差」と「微係数と目標スリップ率の変化量との積」との差、目標スリップ率の変化量、目標スリップ率とその変化量との和の二乗和からなる評価関数の値が最小になるよう各輪の目標スリップ率の変化量を収束演算により算出し、目標スリップ率の変化量にて前回算出された目標スリップ率を修正するよう構成される（好ましい態様２）。
【００１４】
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記好ましい態様１の構成に於いて、タイヤモデルは制動時の横力の低下、荷重移動、タイヤスリップ角、路面の摩擦係数を考慮したタイヤモデルであるよう構成される（好ましい態様３）。
【００１５】
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記好ましい態様２の構成に於いて、全ての車輪のスリップ率が零であるときの横力が推定され、該横力が車輌状態量の目標値としての目標横力に設定されるよう構成される（好ましい態様４）。
【００１６】
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記好ましい態様１の構成に於いて、目標ヨーモーメント及び後輪のスリップ角の符号が逆の関係であるときには、後輪の目標スリップ率が低減されるよう構成される（好ましい態様５）。
【００１７】
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記好ましい態様１の構成に於いて、目標スリップ率の算出に使用されるタイヤモデルに於いて後輪のスリップ角が考慮され、該後輪のスリップ角に上限が設定されるよう構成される（好ましい態様６）。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下に添付の図を参照しつつ、本発明を好ましい実施形態について詳細に説明する。
【００１９】
図１は本発明による車輌の制動制御装置の一つの好ましい実施形態を示す概略構成図である。
【００２０】
図１に於て、１０ＦＬ及び１０ＦＲはそれぞれ車輌１２の左右の前輪を示し、１０ＲＬ及び１０ＲＲはそれぞれ車輌の駆動輪である左右の後輪を示している。従動輪であり操舵輪でもある左右の前輪１０ＦＬ及び１０ＦＲは運転者によるステアリングホイール１４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１６によりタイロッド１８Ｌ 及び１８Ｒ を介して操舵される。
【００２１】
各車輪の制動力は制動装置２０の油圧回路２２によりホイールシリンダ２４ＦＲ、２４ＦＬ、２４ＲＲ、２４ＲＬの制動圧が制御されることによって制御されるようになっている。図には示されていないが、油圧回路２２はリザーバ、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２６の踏み込み操作に応じて駆動されるマスタシリンダ２８により制御され、また必要に応じて後に詳細に説明する如く電気式制御装置３０により制御される。
【００２２】
車輪１０ＦＲ〜１０ＲＬに近接した位置にはそれぞれ各車輪のホイールシリンダ２４ＦＲ、２４ＦＬ、２４ＲＲ、２４ＲＬ内の圧力Ｐｗｉ（ｉ＝ｆｒ、ｆｌ、ｒｒ、ｒｌ）を検出する圧力センサ３２ＦＲ、３２ＦＬ、３２ＲＲ、３２ＲＬが設けられ、ステアリングホイール１４が連結されたステアリングコラムには操舵角δｆ を検出する操舵角センサ３４が設けられている。
【００２３】
また車輌１２にはそれぞれ車輌のヨーレートγを検出するヨーレートセンサ３６、前後加速度Ｇｘ を検出する前後加速度センサ３８、横加速度Ｇｙ を検出する横加速度センサ４０、車速Ｖを検出する車速センサ４２、ブレーキペダルに対する踏力に対応する状態量としてマスタシリンダ２８内の圧力Ｐｍ を検出する圧力センサ４４、それぞれ車輪１０ＦＲ〜１０ＲＬの車輪速度Ｖｗｉ（ｉ＝ｆｒ、ｆｌ、ｒｒ、ｒｌ）を検出する車輪速度センサ４６ＦＲ〜４６ＲＬが設けられている。尚操舵角センサ３４、ヨーレートセンサ３６及び横加速度センサ４０は車輌の左旋回方向を正としてそれぞれ操舵角、ヨーレート及び横加速度を検出する。
【００２４】
図示の如く、圧力センサ３２ＦＲ〜３２ＲＬにより検出されたホイールシリンダ内圧力Ｐｗｉを示す信号、操舵角センサ３４により検出された操舵角δｆを示す信号、ヨーレートセンサ３６により検出されたヨーレートγを示す信号、前後加速度センサ３８により検出された前後加速度Ｇｘ を示す信号、横加速度センサ４０により検出された横加速度Ｇｙ を示す信号、車速センサ４２により検出された車速Ｖを示す信号、圧力センサ４４により検出されたマスタシリンダ圧力Ｐｍ を示す信号、車輪速度センサ４６ＦＲ〜４６ＲＬにより検出された車輪速度Ｖｗｉを示す信号は電気式制御装置３０に入力される。尚図には詳細に示されていないが、電気式制御装置３０は例えばＣＰＵとＲＯＭとＲＡＭと入出力ポート装置とを有し、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一般的な構成のマイクロコンピュータを含んでいる。
【００２５】
電気式制御装置３０は、後述の如く図２乃至図６に示されたフローチャートに従い、各輪のスリップ率Ｓｉ が０であるときの車輌の前後力Ｆｘｓｏ 、横力Ｆｙｓｏ 、モーメントＭｓｏと車輌の挙動を安定化させるための目標前後力Ｆｘｔ及び目標モーメントＭｔ との和として車輌の目標前後力Ｆｘａ、横力Ｆｙａ、モーメントＭａ を演算し、各輪のスリップ率の微小な変化ｄＳｉ に対する車輌の前後力、横力、モーメントの変化ｄＦｘ 、ｄＦｙ 、ｄＭを示す微係数∂Ｆｘｉ／∂Ｓｉ 、∂Ｆｙｉ／∂Ｓｉ 、∂Ｍｉ ／∂Ｓｉ を演算する。
【００２６】
また電気式制御装置３０は、目標前後力Ｆｘａと実際の前後力Ｆｘ との差、目標横力Ｆｙａと実際の横力Ｆｙ との差、目標モーメントＭａ と実際のモーメントＭとの差及び微係数∂Ｆｘｉ／∂Ｓｉ 、∂Ｆｙｉ／∂Ｓｉ 、∂Ｍｉ ／∂Ｓｉ に基づき収束演算により前後力の修正量δＦｘ 、横力の修正量δＦｙ 、モーメントの修正量δＭを演算し、前後力、横力、モーメントの修正量を達成するための各輪のスリップ率の修正量δＳｉ を演算し、前回演算された目標スリップ率をスリップ率修正量δＳｉ にて修正することにより今回の目標スリップ率Ｓａｉを演算し、必要に応じて目標スリップ率Ｓａｉを補正する。
【００２７】
また電気式制御装置３０は、車輌が停車状態にあるときに例えば各輪のホイールシリンダ内圧力Ｐｗｉを所定量増圧させ減圧させる指令信号を油圧回路２２へ出力し、その場合の各ホイールシリンダ内圧力Ｐｗｉの増減変化量を基準値と比較することにより、各輪の制動圧を適正に制御できない失陥が生じているか否かを判定し、失陥の状態や失陥している車輪の数に応じて図１には示されていない警報装置を作動させて運転者に失陥が生じている旨の警報を発する。
【００２８】
更に電気式制御装置３０は、何れかの車輪に失陥が生じているときには、当該車輪により発生されている制動力による車輌の前後力及びモーメントを推定し、車輌の目標前後力及び目標モーメントをそれぞれ前後力及びモーメントにて補正し、補正後の目標前後力及び目標モーメントを失陥していない車輪に配分することにより、これらの車輪の目標スリップ率Ｓａｉを演算し、これらの車輪のスリップ率が目標スリップ率Ｓａｉになるよう制動圧を制御する。
【００２９】
次にこの実施形態に於ける目標スリップ率Ｓａｉを演算するための基本原理を四輪配分の場合、三輪配分の場合、二輪配分の場合について説明する。
【００３０】
四輪配分の場合
まず制動時の横力の低下、荷重移動、タイヤスリップ角、路面の摩擦係数が考慮されるブラッシュタイヤモデルに基づき、各輪のタイヤが発生する前後力Ｆｔｘｉ 及び横力Ｆｔｙｉ （ｉ＝ｆｒ、ｆｌ、ｒｒ、ｒｌ）を求め、また微小なスリップ率の変化によるタイヤ前後力変化及び横力変化を求める。
【００３１】
図９に示されている如く、各輪のタイヤ１００の発生力Ｆｔｉ、即ち前後力Ｆｔｘｉ 及び横力Ｆｔｙｉ の合力がタイヤの縦方向に対しなす角度をθｉ とし、タイヤのスリップ角をβｉ とし、タイヤのスリップ率をＳｉ （制動時が正、−∞＜Ｓｉ ＜１．０ ）とし、路面の摩擦係数をμとし、タイヤの接地荷重をＷｉ とし、Ｋｓ 及びＫｂ を係数（正の定数）とすると、タイヤがロック状態にはない場合（ξｉ ≧０の場合）の前後力Ｆｔｘｉ 及び横力Ｆｔｙｉ はそれぞれ下記の式１及び２にて表され、タイヤがロック状態にある場合（ξｉ ＜０の場合）の前後力Ｆｔｘｉ 及び横力Ｆｔｙｉ はそれぞれ下記の式３及び４にて表される。
【００３２】
【数１】
【００３３】
尚係数Ｋｂ は図１０に示されている如く、スリップ率Ｓｉ が０であるときのタイヤのスリップ角βｉ に対する横力Ｆｔｙｉ のグラフの原点に於ける傾きであり、係数Ｋｓ は図１１に示されている如く、スリップ角βｉ が０であるときのタイヤのスリップ率Ｓｉ に対する前後力Ｆｔｘｉ のグラフの原点に於ける傾きである。また ｃｏｓθ、 ｓｉｎθ、λ、ξはそれぞれ下記の式５〜８にて表される。
【００３４】
【数２】
【００３５】
上記式１〜４をスリップ率Ｓｉ にて偏微分することにより、微小なスリップ率の変化に対する前後力変化及び横力変化（タイヤ座標系）を演算する（下記の式９及び１０）。
【００３６】
【数３】
【００３７】
次に下記の式１１〜１８に従って右前輪（ｆｒ）、左前輪（ｆｌ）、右後輪（ｒｒ）、左後輪（ｒｌ）の各タイヤの前後力及び横力（タイヤ座標系）を車輌座標系に変換して車輌の重心に作用する前後力Ｆｘｉ及び横力Ｆｙｉを演算すると共に、モーメントＭｉ を演算する。尚下記の各式に於いて、φｆ 及びφｒ はそれぞれ前輪及び後輪の舵角であり、Ｔｒ は車輌のトレッド幅であり、Ｌｆ 及びＬｒ はそれぞれ車輌の重心から前輪車軸及び後輪車軸までの距離であり、Ｔ（φｆ ）及びＴ（φｒ ）はそれぞれ下記の式１９及び２０にて表される値である。
【００３８】
【数４】
【００３９】
【数５】
【００４０】
【数６】
【００４１】
【数７】
【００４２】
【数８】
【００４３】
同様に、下記の式２１〜２８に従って右前輪（ｆｒ）、左前輪（ｆｌ）、右後輪（ｒｒ）、左後輪（ｒｌ）の各タイヤの前後力及び横力の偏微分値（タイヤ座標系）を車輌座標系に変換して車輌に作用する前後力及び横力の偏微分値（微係数）を演算すると共に、モーメントの偏微分値（微係数）を演算する。
【００４４】
【数９】
【００４５】
【数１０】
【００４６】
【数１１】
【００４７】
【数１２】
【００４８】
次に各輪のスリップ率が目標スリップ率Ｓｉ であるときに発生する車輌の前後力Ｆｘ 、横力Ｆｙ 、モーメントＭをそれぞれ各輪による前後力Ｆｘｉ、横力Ｆｙｉ、モーメントＭｉ の和として下記の式２９に従って推定演算する。
【００４９】
【数１３】
【００５０】
次に下記の（Ａ）及び（Ｂ）の考え方に基づき、下記の式３０及び３１に従って目標前後力Ｆｘａ、目標横力Ｆｙａ、目標モーメントＭａ を演算する。尚下記の式３０の右辺はスリップ率が０であるときに各輪により発生される前後力、横力、モーメントを表している。
【００５１】
（Ａ）車輌の運動制御により車輌の挙動を安定化させるための目標前後力Ｆｘｔ及び目標モーメントＭｔ は運動制御していないとき（スリップ率Ｓｉ が０であるとき）に発生する前後力Ｆｘｓｏ 及びモーメントＭｓｏに対する上乗せ量であると見なす。
【００５２】
（Ｂ）運動制御していないときの横力Ｆｙｓｏ を目標横力Ｆｙａとすることにより、運動制御時の横力の低下を極力減らす。
【００５３】
【数１４】
【００５４】
被制御４輪のスリップ率の微小な変化ｄＳｉ による車体に作用する前後力の変化ｄＦｘ 、横力の変化ｄＦｙ 、モーメントの変化ｄＭは下記の式３２により表される。尚下記の式３２に於いて、ｄＳｆｒ、ｄＳｆｌ、ｄＳｒｒ、ｄＳｒｌはそれぞれ右前輪、左前輪、右後輪、左後輪のスリップ率の微小変化量であり、Ｊはヤコビ行列である。
【００５５】
【数１５】
【００５６】
次に目標前後力Ｆｘａ、目標横力Ｆｙａ、目標モーメントＭａ を実現するスリップ率Ｓｉ を演算する。ただしこのスリップ率を解析的に解くことは困難であるため、以下の収束演算により求める。
【００５７】
いま現在の前後力、横力、モーメントと目標前後力、目標横力、目標モーメントとの差をΔとすると、Δは下記の式３３により表され、このΔを０にするスリップ率修正量のうち、Ｔをトランスポートとして下記の式３４にて表される評価関数Ｌを最小化するスリップ率修正量δＳを求める。
【００５８】
【数１６】
【００５９】
Ｌ＝δＳＴＷｄｓδＳ＋（Ｓ＋δＳ）ＴＷｓ （Ｓ＋δＳ）＋ＥＴＷｆ Ｅ……（３４）
【００６０】
尚上記式３４の右辺第１項は目標スリップ率のスリップ率修正量δＳを制限するための項であり、第２項は目標スリップ率を制限するための項であり、第３項は前後力、横力、モーメントがそれぞれ目標前後力、目標横力、目標モーメントに追従することを保証するための項である。
【００６１】
式３４の評価関数Ｌを最小化するスリップ率修正量δＳは下記の式３５の通りである。ただしＦｘ 、Ｆｙ 、Ｍはそれぞれ現在の被制御輪のスリップ率で発生している前後力、横力、モーメント（式２９）であり、Ｆｘａ、Ｆｙａ、Ｍａ はそれぞれ目標前後力、目標横力、目標モーメント（式３１）であり、Ｓ及びδＳはそれぞれ各輪のスリップ率（下記の式３６）及びスリップ率修正量（下記の式３７）であり、ＥはΔとδＳによる前後力、横力、モーメントの修正量との差（下記の式３８）であり、Ｗｄｓはスリップ率修正量δＳに対する重み（下記の式３９）であり、Ｗｓ はスリップ率Ｓに対する重み（下記の式４０）であり、Ｗｆ は各力に対する重み（下記の式４１）であり、各重みは０又は正の値である。
【００６２】
δＳ＝（Ｗｄｓ＋Ｗｓ ＋ＪＴＷｆ Ｊ）−１（−Ｗｓ Ｓ＋ＪＴＷｆ Δ）……（３５）
【００６３】
【数１７】
【００６４】
【数１８】
【００６５】
【数１９】
【００６６】
【数２０】
【００６７】
【数２１】
【００６８】
【数２２】
【００６９】
従って前回の目標スリップ率Ｓａｉをスリップ率修正量δＳｉ にて修正することにより、目標前後力Ｆｘａ、目標横力Ｆｙａ、目標モーメントＭａ を達成する四輪の目標スリップ率Ｓａｉを演算することができる。
【００７０】
三輪配分の場合
例えば左右前輪の一方が失陥した状況に於いて、他の正常な三輪（被制御三輪）のスリップ率が目標スリップ率である場合及びスリップ率が０である場合に被制御三輪により発生される車輌の前後力、横力、モーメントはそれぞれ下記の式４２及び４３により表される。尚下記の式４２及び４３の右辺第１項は正常な前輪により発生される車輌の前後力、横力、モーメントである。
【００７１】
【数２３】
【００７２】
次に下記の（Ｃ）及び（Ｄ）の考え方に基づき、下記の式４４に従って目標前後力Ｆｘａ、目標横力Ｆｙａ、目標モーメントＭａ を演算する。
【００７３】
（Ｃ）被制御三輪が発生すべき車輌の前後力及びモーメントは、それぞれ車輌の運動制御により車輌の挙動を安定化させるための目標前後力Ｆｘｔ及び目標モーメントＭｔ より失陥した車輪により発生される車輌の前後力Ｆｘｒｅｍ及びモーメントＭｒｅｍ を減算した値（Ｆｘｔ−Ｆｘｒｅｍ、Ｍｔ −Ｍｒｅｍ ）と、運動制御していないとき（スリップ率Ｓｉ が０であるとき）に発生する前後力Ｆｘｓｏ 及びモーメントＭｓｏとの和であると見なす。
【００７４】
（Ｄ）運動制御していないときの横力Ｆｙｓｏ を目標横力Ｆｙａとすることにより、運動制御時の横力の低下を極力減らす。
【００７５】
【数２４】
【００７６】
この場合、現在よりｔｏ時間内の失陥した車輪の制動圧の積分値をＩｐｗｉとし、制動圧より制動力に変換する負の係数をＫｐ とすると、失陥した車輪により発生される車輌の前後力Ｆｘｒｅｍ（加速方向が正）は下記の式４５により表される。
【００７７】
Ｆｘｒｅｍ＝ＫｐＩｐｗｉ／ｔｏ ……（４５）
【００７８】
また失陥した車輪により発生される車輌のモーメントＭｒｅｍ （反時計廻り方向が正）は、失陥した車輪が左輪であるときには下記の式４６により表され、失陥した車輪が右輪であるときには下記の式４７により表される。
【００７９】
Ｍｒｅｍ ＝ＦｘｒｅｍＴｒ ／２ ……（４６）
Ｍｒｅｍ ＝−ＦｘｒｅｍＴｒ ／２ ……（４７）
【００８０】
被制御三輪のスリップ率の微小な変化ｄＳｉ による車体に作用する前後力の変化ｄＦｘ 、横力の変化ｄＦｙ 、モーメントの変化ｄＭは下記の式４８により表される。尚下記の式４８に於いて、ｄＳｆ 、ｄＳｒｒ、ｄＳｒｌはそれぞれ失陥した車輪でない前輪、右後輪、左後輪のスリップ率の微小変化量であり、Ｊはヤコビ行列である。
【００８１】
【数２５】
【００８２】
次に目標前後力Ｆｘａ、目標横力Ｆｙａ、目標モーメントＭａ を実現するスリップ率Ｓｉ を演算する。ただしこのスリップ率を解析的に解くことは困難であるため、以下の収束演算により求める。
【００８３】
いま現在の前後力、横力、モーメントと目標前後力、目標横力、目標モーメントとの差をΔとすると、Δは上記式３３により表され、このΔを０にするスリップ率修正量のうち、Ｔをトランスポートとして上記式３４にて表される評価関数Ｌを最小化するスリップ率修正量δＳを求める。
【００８４】
式３４の評価関数Ｌを最小化するスリップ率修正量δＳは上記式３５の通りである。ただしＦｘ 、Ｆｙ 、Ｍはそれぞれ現在の被制御輪のスリップ率で発生している前後力、横力、モーメント（上記式２９）であり、Ｆｘａ、Ｆｙａ、Ｍａ はそれぞれ目標前後力、目標横力、目標モーメント（上記式３１）であり、正常な前輪のスリップ率及びスリップ率修正量をそれぞれＳｆ 、δＳｆ として、Ｓ及びδＳはそれぞれ各輪のスリップ率（下記の式４９）及びスリップ率修正量（下記の式５０）であり、ＥはΔとδＳによる前後力、横力、モーメントの修正量との差（上記式３８）であり、Ｗｄｓはスリップ率修正量δＳに対する重み（下記の式５１、Ｗｄｓｆ はδＳｆ に対する重み）であり、Ｗｓ はスリップ率Ｓに対する重み（下記の式５２、ＷｓｆはＳｆ に対する重み）であり、Ｗｆ は各力に対する重み（上記式４１）であり、各重みは０又は正の値である。
【００８５】
【数２６】
【００８６】
【数２７】
【００８７】
【数２８】
【００８８】
【数２９】
【００８９】
従って前回の目標スリップ率Ｓａｉをスリップ率修正量δＳｉ にて修正することにより、目標前後力Ｆｘａ、目標横力Ｆｙａ、目標モーメントＭａ を達成する被制御三輪の目標スリップ率Ｓａｉを演算することができる。
【００９０】
尚左右後輪の一方が失陥した場合にも上述の要領と同様の要領にて目標前後力Ｆｘａ、目標横力Ｆｙａ、目標モーメントＭａ を達成する被制御三輪の目標スリップ率Ｓａｉを演算することができる。
【００９１】
二輪配分の場合
例えば左右前輪の一方及び左右後輪の一方が失陥した状況に於いて、他の正常な二輪（被制御二輪）のスリップ率が目標スリップ率である場合及びスリップ率が０である場合に被制御二輪により発生される車輌の前後力、横力、モーメントはそれぞれ下記の式５３及び５４により表される。尚下記の式５３及び５４の右辺第１項は正常な前輪により発生される車輌の前後力、横力、モーメントであり、第２項は正常な後輪により発生される車輌の前後力、横力、モーメントである。
【００９２】
【数３０】
【００９３】
次に下記の（Ｅ）及び（Ｆ）の考え方に基づき、下記の式５５に従って目標前後力Ｆｘａ、目標横力Ｆｙａ、目標モーメントＭａ を演算する。
【００９４】
（Ｅ）被制御二輪が発生すべき車輌の前後力及びモーメントは、それぞれ車輌の運動制御により車輌の挙動を安定化させるための目標前後力Ｆｘｔ及び目標モーメントＭｔ より失陥した車輪により発生される車輌の前後力Ｆｘｒｅｍ及びモーメントＭｒｅｍ を減算した値（Ｆｘｔ−Ｆｘｒｅｍ、Ｍｔ −Ｍｒｅｍ ）と、運動制御していないとき（スリップ率Ｓｉ が０であるとき）に発生する前後力Ｆｘｓｏ 及びモーメントＭｓｏとの和であると見なす。
【００９５】
（Ｆ）運動制御していないときの横力Ｆｙｓｏ を目標横力Ｆｙａとすることにより、運動制御時の横力の低下を極力減らす。
【００９６】
【数３１】
【００９７】
この場合、現在よりｔｏ時間内の失陥した車輪の制動圧の積分値をＩｐｗｉとし、制動圧より制動力に変換する負の係数をＫｐｉとすると、各失陥した車輪により発生される車輌の前後力Ｆｘｒｅｍｉ （加速方向が正）は下記の式５６により表され、二つの失陥した車輪により発生される車輌の前後力Ｆｘｒｅｍ（加速方向が正）は下記の式５７（Σは失陥した車輪についての和を意味する）により表される。
【００９８】
Ｆｘｒｅｍｉ ＝ＫｐｉＩｐｗｉ／ｔｏ ……（５６）
Ｆｘｒｅｍ＝ΣＦｘｒｅｍｉ ……（５７）
【００９９】
また各失陥した車輪により発生される車輌のモーメントＭｒｅｍｉ（反時計廻り方向が正）は、失陥した車輪が左輪であるときには下記の式５８により表され、失陥した車輪が右輪であるときには下記の式５９により表され、二つの失陥した車輪により発生される車輌のモーメントＭｒｅｍ （反時計廻り方向が正）は下記の式６０（Σは失陥した車輪についての和を意味する）により表される。
【０１００】
Ｍｒｅｍｉ＝Ｆｘｒｅｍｉ Ｔｒ ／２ ……（５８）
Ｍｒｅｍｉ＝−Ｆｘｒｅｍｉ Ｔｒ ／２ ……（５９）
Ｍｒｅｍ ＝ΣＭｒｅｍｉ ……（６０）
【０１０１】
被制御三輪のスリップ率の微小な変化ｄＳｉ による車体に作用する前後力の変化ｄＦｘ 、横力の変化ｄＦｙ 、モーメントの変化ｄＭは下記の式６１により表される。尚下記の式６１に於いて、ｄＳｆ 及びｄＳｒ はそれぞれ正常な前輪及び後輪のスリップ率の微小変化量であり、Ｊはヤコビ行列である。
【０１０２】
【数３２】
【０１０３】
次に目標前後力Ｆｘａ、目標横力Ｆｙａ、目標モーメントＭａ を実現するスリップ率Ｓｉ を演算する。ただしこのスリップ率を解析的に解くことは困難であるため、以下の収束演算により求める。
【０１０４】
いま現在の前後力、横力、モーメントと目標前後力、目標横力、目標モーメントとの差をΔとすると、Δは上記式３３により表され、このΔを０にするスリップ率修正量のうち、Ｔをトランスポートとして上記式３４にて表される評価関数Ｌを最小化するスリップ率修正量δＳを求める。
【０１０５】
式３４の評価関数Ｌを最小化するスリップ率修正量δＳは上記式３５の通りである。ただしＦｘ 、Ｆｙ 、Ｍはそれぞれ現在の被制御輪のスリップ率で発生している前後力、横力、モーメント（上記式２９）であり、Ｆｘａ、Ｆｙａ、Ｍａ はそれぞれ目標前後力、目標横力、目標モーメント（上記式３１）であり、正常な前輪のスリップ率及びスリップ率修正量をそれぞれＳｆ 、δＳｆ とし、正常な後輪のスリップ率及びスリップ率修正量をそれぞれＳｒ 、δＳｒ として、Ｓ及びδＳはそれぞれ各輪のスリップ率（下記の式６２）及びスリップ率修正量（下記の式６３）であり、ＥはΔとδＳによる前後力、横力、モーメントの修正量との差（上記式３８）であり、Ｗｄｓはスリップ率修正量δＳに対する重み（下記の式６４、Ｗｄｓｆ 及びＷｄｓｒ はそれぞれδＳｆ 及びδＳｒ に対する重み）であり、Ｗｓ はスリップ率Ｓに対する重み（下記の式６５、Ｗｓｆ及びＷｓｒはそれぞれはＳｆ 及びＳｒ に対する重み）であり、Ｗｆ は各力に対する重み（上記式４１）であり、各重みは０又は正の値である。
【０１０６】
【数３３】
【０１０７】
【数３４】
【０１０８】
【数３５】
【０１０９】
【数３６】
【０１１０】
従って前回の目標スリップ率Ｓａｉをスリップ率修正量δＳｉ にて修正することにより、目標前後力Ｆｘａ、目標横力Ｆｙａ、目標モーメントＭａ を達成する被制御二輪の目標スリップ率Ｓａｉを演算することができる。
【０１１１】
尚左右前輪又は左右後輪が失陥した場合にも上述の要領と同様の要領にて目標前後力Ｆｘａ、目標横力Ｆｙａ、目標モーメントＭａ を達成する被制御二輪の目標スリップ率Ｓａｉを演算することができ、更には三輪が失陥した場合にも上述の要領と同様の要領にて目標前後力Ｆｘａ、目標横力Ｆｙａ、目標モーメントＭａ を達成するに適した被制御一輪の目標スリップ率Ｓａｉを演算することができる。
【０１１２】
次に図２乃至図７に示されたフローチャートを参照して図示の図示の実施形態に於ける車輌の運動制御について説明する。尚図２に示されたゼネラル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。
【０１１３】
まずステップ１０に於いては車輪速度Ｖｗｉ等を示す信号の読み込みが行われる。尚制御の開始時にはステップ１０に先立ち各輪の目標スリップ率Ｓａｉがそれぞれ初期値として０に設定される。
【０１１４】
ステップ１５に於いては全ての車輪が正常な状態に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１００へ進み、否定判別が行われたときにはステップ２０へ進む。
【０１１５】
ステップ２０に於いては何れかの一輪についてのみ失陥が生じてい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６００へ進み、否定判別が行われたときにはステップ２５へ進む。
【０１１６】
ステップ２５に於いては何れかの二輪についてのみ失陥が生じてい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７００へ進み、否定判別が行われたときにはステップ３０へ進む。
【０１１７】
ステップ３０に於いては三輪について失陥が生じてい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８００へ進み、否定判別が行われたときにはステップ９００へ進む。
【０１１８】
ステップ１００、６００、７００に於いては図３乃至図７に示されたフローチャートに従って後述の如くそれぞれ四輪での制動力配分の演算、三輪での制動力配分の演算、二輪での制動力配分の演算が行われ、ステップ８００に於いては一輪での制動力配分の演算が行われ、これにより各被制御輪の目標スリップ率Ｓａｉが演算される。
【０１１９】
またステップ６００及び７００に於いては、図１には示されていないエンジン制御装置に対しエンジンの出力を車輌の安全走行を確保するに必要な出力に制限する指令信号が出力され、ステップ８００に於いてはエンジン制御装置に対しエンジンの出力を例えば車輌が修理工場まで走行するに必要な出力に制限する指令信号が出力される。
【０１２０】
ステップ９００に於いては各輪のスリップ率Ｓｉ が目標スリップ率Ｓａｉ になるよう各輪の制動圧が車輪速度フィードバックにて制御され、しかる後ステップ１０へ戻る。尚ステップ３０に於いて否定判別が行われたときには車輌が安全且つ確実に停止するようエンジン制御装置に対しエンジンの出力を漸次低下させる指令信号が出力される。
【０１２１】
次に図３に示されたフローチャートを参照して四輪での制動力配分演算ルーチンについて説明する。
【０１２２】
まずステップ１５０に於いては図４に示されたルーチンに従って後輪のスリップ角βｒ が演算される。
【０１２３】
ステップ２００に於いては図５に示されたルーチンに従って前回のステップ５００に於いて演算された目標スリップ率での車輌の前後力Ｆｘ 、横力Ｆｙ 、モーメントＭ、即ち現在の前後力、横力、モーメントが演算され、ステップ２５０に於いては図６に示されたルーチンに従って車輌の目標前後力Ｆｘａ、目標横力Ｆｙａ、目標モーメントＭａ が演算される。
【０１２４】
ステップ３００に於いては上記式９及び１０に従って微小なスリップ率の変化に対する各輪の前後力の変化及び横力の変化が演算されると共に、上記式２１〜２８及び式３２に従って車輌の前後力の微係数∂Ｆｘｉ／∂Ｓｉ 、横力の微係数∂Ｆｙｉ／∂Ｓｉ 、モーメントの微係数∂Ｍｉ ／∂Ｓｉ が演算される。
【０１２５】
ステップ３５０に於いては上記式３３に従ってそれぞれ前後力、横力、モーメントの目標値Ｆｘａ、Ｆｙａ、Ｍａ と実際の値Ｆｘ 、Ｆｙ 、Ｍとの偏差として車輌の前後力の修正量δＦｘ 、横力の修正量δＦｙ 、モーメントの修正量δＭが演算される。
【０１２６】
ステップ４００に於いては現在の車輌の前後力、横力、モーメントと目標前後力、目標横力、目標モーメントとの差Δを０にするスリップ率修正量のうち、上記式３４にて表される評価関数Ｌを最小化する各輪のスリップ率の修正量δＳｉ が上記式３５に従って演算される。
【０１２７】
ステップ４５０に於いては前回の目標スリップ率Ｓａｉとステップ４００に於いて演算されたスリップ率の修正量δＳａｉとの和（Ｓａｉ＋δＳｉ ）として修正後の各輪の目標スリップ率Ｓａｉが演算される。
【０１２８】
ステップ５００に於いては図７に示されたルーチンに従って各輪の目標スリップ率Ｓａｉが必要に応じて補正される。
【０１２９】
図４に示された後輪のスリップ角βｒ 演算ルーチンのステップ１５５に於いては、横加速度Ｇｙ と車速Ｖ及びヨーレートγの積Ｖγとの偏差Ｇｙ −Ｖγとして横加速度の偏差、即ち車輌の横すべり加速度Ｖｙｄが演算され、横すべり加速度Ｖｙｄが積分されることにより車体の横すべり速度Ｖｙ が演算され、車体の前後速度Ｖｘ （＝車速Ｖ）に対する車体の横すべり速度Ｖｙ の比Ｖｙ ／Ｖｘ として車体のスリップ角βが演算される。
【０１３０】
ステップ１６０に於いてはＬｒ を車輌の重心と後輪車軸との間の車輌前後方向の距離として下記の式６６に従って後輪のスリップ角βｒ が演算される。尚後輪のスリップ角βｒ は後輪のころがり方向に対し後輪のすべり方向が反時計廻り方向にある場合が正である。
【０１３１】
βｒ ＝β−Ｌｒ γ／Ｖ ……（６６）
【０１３２】
ステップ１６５に於いては基準値βｒｃを正の定数として後輪のスリップ角βｒ が基準値βｒｃを越えてい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１７５へ進み、肯定判別が行われたときにはステップ１７０に於いて後輪のスリップ角βｒ が基準値βｒｃに設定される。
【０１３３】
同様にステップ１７５に於いては後輪のスリップ角βｒ が−βｒｃ未満で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そのままステップ２００へ進み、肯定判別が行われたときにはステップ１８０に於いて後輪のスリップ角βｒ が−βｒｃに設定され、しかる後ステップ２００へ進む。
【０１３４】
図５に示された目標スリップ率での車輌の前後力Ｆｘ 、横力Ｆｙ 、モーメントＭ演算ルーチンのステップ２０５に於いては、操舵角φに基づき前輪の実舵角φｆ が演算されると共に、Ｌｆ を車輌の重心と前輪車軸との間の車輌前後方向の距離として下記の式６７に従って前輪のスリップ角βｆ が演算される。尚前輪のスリップ角βｆ も後輪のころがり方向に対し後輪のすべり方向が反時計廻り方向にある場合が正である。
【０１３５】
βｆ ＝−φｆ ＋β＋Ｌｆ γ／Ｖ ……（６７）
【０１３６】
ステップ２１０に於いてはｇを重力加速度として車体の前後加速度Ｇｘ 及び横加速度Ｇｙ に基づき下記の式６８に従ってタイヤに対する路面の摩擦係数μが推定演算される。
【０１３７】
μ＝（Ｇｘ２＋Ｇｙ２）１／２／ｇ ……（６８）
【０１３８】
ステップ２１５に於いては車体の前後加速度Ｇｘ 及び横加速度Ｇｙ に基づき当技術分野に於いて周知の要領にて各輪の荷重移動量ΔＷｉ が演算されると共に、各輪の支持荷重Ｗｉ が各輪の静荷重Ｗｓｉと荷重移動量ΔＷｉ との和（Ｗｓｉ＋ΔＷｉ ）として演算される。
【０１３９】
ステップ２２０に於いては各輪のグリップ状態の判定値ξｉ が上記式８に従って演算され、ステップ２２５に於いては判定値ξｉ が正又は０であるか否かの判別、即ち車輪がグリップ状態に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それぞれ上記式１及び２に従って各輪の前後力Ｆｔｘｉ 及び横力Ｆｔｙｉ が演算され、否定判別が行われたときにはステップ２３５に於いてそれぞれ上記式３及び４に従って各輪の前後力Ｆｔｘｉ 及び横力Ｆｔｙｉ が演算される。尚ステップ２２５〜２３５は各輪毎に実行される。
【０１４０】
ステップ２４０に於いては車輌の前後力Ｆｘ 、横力Ｆｙ 、モーメントＭに対する各輪の成分が上記式１１〜２０に従って演算され、ステップ２４５に於いては上記式２９に従って車輌の実際の前後力Ｆｘ 、実際の横力Ｆｙ 、実際のモーメントＭが演算され、しかる後ステップ２５０へ進む。
【０１４１】
図６に示された車輌の目標前後力Ｆｘａ、目標横力Ｆｙａ、目標モーメントＭａ 演算ルーチンのステップ２５５に於いては、Ｋｈ をスタビリティファクタとしＨをホイールベースとして下記の式６９に従って目標ヨーレートγｃ が演算されると共に、Ｔを時定数としｓをラプラス演算子として下記の式７０に従って基準ヨーレートγｔ が演算される。尚目標ヨーレートγｃ は動的なヨーレートを考慮すべく車輌の横加速度Ｇｙ を加味して演算されてもよい。
【０１４２】
γｃ ＝Ｖφ／（１＋Ｋｈ Ｖ２）Ｈ ……（６９）
γｔ ＝γｃ ／（１＋Ｔｓ） ……（７０）
【０１４３】
ステップ２６０に於いては下記の式７１に従ってドリフトアウト量ＤＶが演算される。尚ドリフトアウト量ＤＶはＨをホイールベースとして下記の式７２に従って演算されてもよい。
【０１４４】
ＤＶ＝（γｔ −γ） ……（７１）
ＤＶ＝Ｈ（γｔ −γ）／Ｖ ……（７２）
【０１４５】
ステップ２６５に於いてはヨーレートγの符号に基づき車輌の旋回方向が判定され、ドリフトアウト状態量ＤＳが車輌が左旋回のときにはＤＶとして、車輌が右旋回のときには−ＤＶとして演算され、演算結果が負の値のときにはドリフトアウト状態量は０とされる。
【０１４６】
ステップ２７０に於いてはドリフトアウト状態量ＤＳに基き図７に示されたグラフに対応するマップより係数Ｋｇ が演算され、ステップ２７５に於いてはＫｍ１及びＫｍ２をそれぞれ正の定数とし、βｄ を車輌のスリップ角βの微分値とし、βｔ 及びβｔｄをそれぞれ車輌の目標スリップ角及び目標スリップ角の微分値として下記の式７３に従って挙動制御の目標モーメントＭｔ が演算される。尚目標スリップ角βｔ 及び目標スリップ角の微分値βｔｄは何れも０であってもよい。
【０１４７】
Ｍｔ ＝Ｋｍ１（β−βｔ ）＋Ｋｍ２（βｄ −βｔｄ） ……（７３）
【０１４８】
ステップ２８０に於いては下記の式７４に従って係数Ｋｇ と車輌の質量Ｍａｓｓ と重力加速度ｇとの積として挙動制御の目標前後力Ｆｘｔが演算される。
【０１４９】
Ｆｘｔ＝−Ｋｇ Ｍａｓｓ ｇ ……（７４）
【０１５０】
ステップ２８５に於いては各輪のスリップ率Ｓｉ が０であるときの車輌の前後力Ｆｘｓｏ 、横力Ｆｙｓｏ 、モーメントＭｓｏが上記式３０に従って演算され、ステップ２９０に於いては車輌の目標前後力Ｆｘａ、横力Ｆｙａ、モーメントＭａ が上記式３１に従って演算され、しかる後ステップ３００へ進む。
【０１５１】
図７に示された目標スリップ率補正演算ルーチンのステップ５０５に於いては、目標モーメントＭａ が負であり且つ後輪のスリップ角βｒ が正であり且つ車輌のヨーレートγが正で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５１０へ進み、肯定判別が行われたときにはステップ５１５に於いて後輪の目標スリップ率Ｓｒｒ及びＳｒｌがそれぞれ０に設定され、しかる後ステップ５５０へ進む。
【０１５２】
ステップ５１０に於いては目標モーメントＭａ が正であり且つ後輪のスリップ角βｒ が負であり且つ車輌のヨーレートγが負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５１５へ進み、否定判別が行われたときにはそのままステップ５５０へ進む。
【０１５３】
尚ステップ６００、７００、８００に於いては、それぞれ上述の三輪配分の場合、二輪配分の場合、一輪配分の配分の場合について説明した要領に従って図３乃至図７に示されたフローチャートに修正を加えて制動力の配分演算が行われことにより、正常な各被制御輪の目標スリップ率Ｓａｉが演算される。
【０１５４】
かくして図示の実施形態によれば、ステップ１５０に於いて後輪のスリップ角βｒ が演算され、ステップ２００に於いて現在の車輌の前後力Ｆｘ 、横力Ｆｙ 、モーメントＭが演算され、ステップ２５０に於いて各輪のスリップ率Ｓｉ が０であるときの車輌の前後力Ｆｘｓｏ 、横力Ｆｙｓｏ 、モーメントＭｓｏと車輌の挙動を安定化させるための目標前後力Ｆｘｔ及び目標モーメントＭｔ との和として車輌の目標前後力Ｆｘａ、横力Ｆｙａ、モーメントＭａ が演算され、ステップ３００に於いて各輪のスリップ率の微小な変化ｄＳｉ に対する車輌の前後力、横力、モーメントの変化ｄＦｘ 、ｄＦｙ 、ｄＭを示す微係数∂Ｆｘｉ／∂Ｓｉ 、∂Ｆｙｉ／∂Ｓｉ 、∂Ｍｉ ／∂Ｓｉが演算される。
【０１５５】
またステップ３５０に於いて目標前後力Ｆｘａと実際の前後力Ｆｘ との差、目標横力Ｆｙａと実際の横力Ｆｙ との差、目標モーメントＭａ と実際のモーメントＭとの差及び微係数∂Ｆｘｉ／∂Ｓｉ 、∂Ｆｙｉ／∂Ｓｉ 、∂Ｍｉ ／∂Ｓｉに基づき収束演算により前後力の修正量δＦｘ 、横力の修正量δＦｙ 、モーメントの修正量δＭが演算され、ステップ４００に於いて前後力、横力、モーメントの修正量を達成するための各輪のスリップ率の修正量δＳｉ が演算され、ステップ４５０に於いて前回演算された目標スリップ率がスリップ率修正量δＳｉ にて修正されることにより今回の目標スリップ率Ｓａｉが演算され、ステップ５００に於いて必要に応じて各輪の目標スリップ率Ｓａｉが補正される。
【０１５６】
従って図示の実施形態によれば、車輌の前後力Ｆｘ が目標前後力Ｆｘａになり、横力Ｆｙ が目標横力Ｆｙａになり、モーメントＭが目標モーメントＭａ になるよう各輪のスリップ率が制御されるので、車輌の運動、特に旋回時の挙動を確実に安定化させることができる。
【０１５７】
また図示の実施形態によれば、各輪のスリップ率修正量δＳｉ は現在の車輌の前後力、横力、モーメントと目標前後力、目標横力、目標モーメントとの差Δを０にするスリップ率修正量のうち、上記式３４にて表される評価関数Ｌを最小化する各輪のスリップ率の修正量として上記式３５に従って演算されるので、車輌や車輌の走行環境毎に各輪のスリップ率と車輌の運動を安定化させるための前後力、横力、モーメントとの間の対応関係を示す多数のマップを設定する必要がなく、これにより運動制御装置を簡便に構成することができ、また目標前後力、目標横力、目標モーメントを実現する各輪のスリップ率Ｓｉ が解析により演算される場合に比して迅速に目標スリップ率を演算することができ、これにより車輌の運動を応答遅れなく適切に制御することができる。
【０１５８】
特に図示の実施形態によれば、何れかの車輪が失陥しているときには（ステップ１５〜３０）、その失陥している車輪の制動力により発生される車輌の前後力Ｆｘｒｅｍ及びモーメントＭｒｅｍ が推定され、車輌の目標前後力Ｆｘａ及びモーメントＭａ よりそれぞれ推定された前後力Ｆｘｒｅｍ及びモーメントＭｒｅｍ が減算され、減算補正後の車輌の目標前後力Ｆｘａ、横力Ｆｙａ、モーメントＭａ を達成するための目標スリップ率Ｓａｉが正常な車輪に配分されることによって演算される（ステップ６００〜８００）。
【０１５９】
従って図示の実施形態によれば、何れかの車輪が失陥しているときにも車輌の目標前後力Ｆｘａ、横力Ｆｙａ、モーメントＭａ を確実に達成することができるので、何れかの車輪が失陥している状況に於いても車輌の運動を適正に且つ確実に制御することができ、また失陥した車輪が制動力発生状態にあるときにはその車輪の制動力を有効に利用することができる。
【０１６０】
尚三輪が失陥しているときには、残る一つの正常な車輪について必ずしも車輌の目標前後力Ｆｘａ、横力Ｆｙａ、モーメントＭａ を確実に達成する最適の目標スリップ率を演算することができないが、この場合にも最適の目標スリップ率に近い目標スリップ率Ｓａｉが演算されるので、車輌の運動をできるだけ適正に制御することができる。
【０１６１】
以上に於いては本発明を特定の実施形態に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。
【０１６２】
例えば上述の実施形態に於いては、車輌が停車状態にあるときに何れかの車輪に失陥が生じたか否かが判定されるようになっているが、失陥の判定は当技術分野に於いて公知の任意の態様にて行われてよく、例えば車輌の走行中にも判定されてよい。
【０１６３】
また上述の実施形態に於いては、各輪の目標制動制御量は車輪の目標スリップ率であるが、目標制動制御量は車輪の目標前後力に設定され、目標制動制御量を演算する手段は失陥している車輪があるときには該車輪により発生される前後力及びヨーモーメントを推定し、車輌の目標前後力及び前記目標ヨーモーメントよりそれぞれ推定された前後力及びヨーモーメントを減算し、減算後の目標前後力及び目標ヨーモーメントに基づき失陥している車輪以外の車輪の目標前後力を演算するよう修正されてもよい。
【０１６４】
また上述の実施形態に於いては、ステップ２５に於いて否定判別が行われたときにはステップ３０が実行されるようになっているが、ステップ２５に於いて否定判別が行われたときにはステップ３０が実行されることなくエンジン制御装置に対しエンジンの出力を例えば車輌が修理工場まで走行するに必要な出力に制限する指令信号が出力されるよう修正されてもよい。
【０１６５】
また上述の実施形態に於いては、ブラッシュタイヤモデルに基づき車輌の目標前後力Ｆｘａ、目標横力Ｆｙａ、目標モーメントＭａ が演算され、目標前後力Ｆｘａ、目標横力Ｆｙａ、目標モーメントＭａ を達成する車輪の目標スリップ率ｓａｉが演算されるようになっているが、目標横力Ｆｙａは省略されてもよく、また各目標制御量はタイヤモデルを使用することなく演算されてもよい。
【０１６６】
【発明の効果】
以上の説明より明らかである如く、本発明の請求項１の構成によれば、何れかの車輪にその制動力を適正に制御することができない失陥が生じている場合にも、車輌状態若しくは運転者の要求に応じて演算される車輌の目標制御量に基づく制御を効果的に達成し、これにより車輌の運動を適正に且つ確実に制御することができ、特に請求項２の構成によれば、失陥状態の車輪があるときには該失陥状態の車輪以外の車輪について目標制御量に基づく制御を達成するための目標制動制御量が演算されるので、車輌状態若しくは運転者の要求に応じて演算される車輌の目標制御量に基づく制御を確実に達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による車輌の運動制御装置の一つの好ましい実施形態を示す概略構成図である。
【図２】図１に示された実施形態に於ける運動制御ルーチンを示すゼネラルフローチャートである。
【図３】図２に示されたフローチャートのステップ１００に於ける四輪での制動力配分演算ルーチンを示すフローチャートである。
【図４】図３に示されたフローチャートのステップ１５０に於ける後輪スリップ角βｒ 演算ルーチンを示すフローチャートである。
【図５】図３に示されたフローチャートのステップ２００に於ける実際の前後力Ｆｘ 、横力Ｆｙ 、モーメントＭ演算ルーチンを示すフローチャートである。
【図６】図３に示されたフローチャートのステップ２５０に於ける目標前後力Ｆｘａ、横力Ｆｙａ、モーメントＭａ 演算ルーチンを示すフローチャートである。
【図７】図３に示されたフローチャートのステップ５００に於ける目標スリップ率Ｓｉ 演算ルーチンを示すフローチャートである。
【図８】ドリフトアウト状態量ＤＶと係数Ｋｇ との間の関係を示すグラフである。
【図９】タイヤの発生力Ｆｔｉがタイヤの横方向に対しなす角度θｉ 等を示す説明図である。
【図１０】スリップ率が０であるときのタイヤのスリップ角βｉ に対する横力Ｆｔｙｉ の関係を示すグラフである。
【図１１】スリップ角βｉ が０であるときのタイヤのスリップ率Ｓｉ に対する前後力Ｆｔｘｉ の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１０ＦＲ〜１０ＲＬ…車輪
２０…制動装置
２８…マスタシリンダ
３０…電気式制御装置
３２ＦＲ〜３２ＲＬ…圧力センサ
３４……操舵角センサ
３６…ヨーレートセンサ
３８…前後加速度センサ
４０…横加速度センサ
４２…車速センサ
４４…圧力センサ
４６ＦＲ〜４６ＲＬ…車輪速度センサ
【発明の属する技術分野】
本発明は、車輌の運動制御装置に係り、更に詳細には車輌の走行時の安定性を向上させる運動制御装置に係る。
【０００２】
【従来の技術】
自動車等の車輌の制動圧制御装置の一つとして、例えば特開平１０−１００８８４号公報には、制動圧制御装置の失陥を検出し、制動圧制御装置に失陥が生じているときには失陥の状況に応じて最適に各輪の制動圧を制御するよう構成された制動圧制御装置が記載されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記公報に記載された制動圧制御装置に於いては、制動圧制御装置に失陥が生じても各輪の制動圧の制御を継続することができるが、制動圧制御装置に失陥が生じた状況にて各輪の制動圧の制御を継続する場合に於ける車輌の挙動への影響については配慮されておらず、この点に関し改善の余地がある。このことは上記公報に記載された制動圧制御装置に限らず、各輪の制動力を制御して車輌の運動を制御する従来の制動力制御式の運動制御装置についても同様である。
【０００４】
本発明は、失陥が生じた場合にも制御を継続するよう構成された従来の制動圧制御装置や運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、何れかの車輪の制動力を適正に制御できない失陥が生じた場合にはそのことを考慮して他の車輪の制動力を制御することにより、何れかの車輪に失陥が生じた状況に於いても各輪の制動力を適正に制御して車輌の運動を適正に且つ確実に制御することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上述の主要な課題は、本発明によれば、請求項１の構成、即ち各輪の制動力を個別に制御可能な制動力調整手段と、車輌状態若しくは運転者の要求に応じて車輌の目標制御量として車輌の目標前後力及び目標ヨーモーメントを演算する手段と、前記車輌の目標前後力及び前記目標ヨーモーメントに基づき各輪の目標制動制御量を演算する目標制動制御量演算手段と、前記目標制動制御量に基づき前記制動力調整手段を制御する制御手段とを有する車輌の運動制御装置に於いて、各輪毎に前記制動力調整手段の失陥状態を検出する失陥状態検出手段を有し、前記目標制動制御量演算手段は失陥状態の車輪があるときには該失陥状態の車輪により発生されるタイヤ力を推定し、前記推定されたタイヤ力に基づき該推定されたタイヤ力による車輌の前後力及びヨーモーメントを推定し、前記車輌の目標前後力及び前記目標ヨーモーメントをそれぞれ前記推定された前後力及びヨーモーメントにて補正し、補正後の車輌の目標前後力及び目標モーメントに基づき各輪の目標制動制御量を演算することを特徴とする車輌の運動制御装置によって達成される。
【０００６】
上記請求項１の構成によれば、各輪毎に制動力調整手段の失陥状態が検出され、失陥状態の車輪があるときには該失陥状態の車輪により発生されるタイヤ力が推定され、推定されたタイヤ力に基づき該推定されたタイヤ力による車輌の前後力及びヨーモーメントが推定され、車輌の目標前後力及び目標ヨーモーメントがそれぞれ推定された前後力及びヨーモーメントにて補正され、補正後の車輌の目標前後力及び目標モーメントに基づき各輪の目標制動制御量が演算されるので、何れかの車輪にその制動力を適正に制御することができない失陥が生じている場合にも、車輌状態若しくは運転者の要求に応じて演算される車輌の目標制御量としての車輌の目標前後力及び目標ヨーモーメントに基づく制御が効果的に達成され、これにより車輌の運動が適正に且つ確実に制御される。
【０００７】
また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項１の構成に於いて、前記目標制動制御量演算手段は失陥状態の車輪があるときには該失陥状態の車輪により発生される車輌の前後力及びヨーモーメントを推定し、前記車輌の目標前後力及び目標ヨーモーメントよりそれぞれ推定された車輌の前後力及びヨーモーメントを減算し、減算後の車輌の目標前後力及び目標ヨーモーメントに基づき失陥状態の車輪以外の車輪の目標制動制御量を演算するよう構成される（請求項２の構成）。
【０００８】
上記請求項２の構成によれば、失陥状態の車輪があるときには該該失陥状態の車輪により発生される車輌の前後力及びヨーモーメントが推定され、車輌の目標前後力及び目標ヨーモーメントよりそれぞれ推定された車輌の前後力及びヨーモーメントが減算され、減算後の車輌の目標前後力及び目標ヨーモーメントに基づき失陥状態の車輪以外の車輪の目標制動制御量が演算されるので、車輌状態若しくは運転者の要求に応じて演算される車輌の目標前後力及び目標ヨーモーメントに基づく制御が確実に達成される。
【００１２】
【課題解決手段の好ましい態様】
本発明の一つの好ましい態様によれば、上記請求項１又は２の構成に於いて、目標制動制御量は車輪の目標スリップ率であり、各輪の目標制動制御量を演算する手段は車輪のスリップ率の微少変化に対する車輌の前後力及びヨーモーメントの変化の微係数をタイヤモデルより算出する手段と、車輌の運動を安定化させるための車輌の目標前後力及び目標ヨーモーメントを車輌モデル若しくは運転者の要求に基づき算出する手段と、前記微係数と目標前後力及び目標ヨーモーメントとを用いて収束演算により前記目標前後力及び目標ヨーモーメントを実現する各輪の目標スリップ率を算出する手段とを有するよう構成される（好ましい態様１）。
【００１３】
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記好ましい態様１の構成に於いて、各輪の目標スリップ率を算出する手段は車輌の前後力、横力、ヨーモーメントを車輌状態量として、「実際の車輌状態量とその目標値との偏差」と「微係数と目標スリップ率の変化量との積」との差、目標スリップ率の変化量、目標スリップ率とその変化量との和の二乗和からなる評価関数の値が最小になるよう各輪の目標スリップ率の変化量を収束演算により算出し、目標スリップ率の変化量にて前回算出された目標スリップ率を修正するよう構成される（好ましい態様２）。
【００１４】
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記好ましい態様１の構成に於いて、タイヤモデルは制動時の横力の低下、荷重移動、タイヤスリップ角、路面の摩擦係数を考慮したタイヤモデルであるよう構成される（好ましい態様３）。
【００１５】
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記好ましい態様２の構成に於いて、全ての車輪のスリップ率が零であるときの横力が推定され、該横力が車輌状態量の目標値としての目標横力に設定されるよう構成される（好ましい態様４）。
【００１６】
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記好ましい態様１の構成に於いて、目標ヨーモーメント及び後輪のスリップ角の符号が逆の関係であるときには、後輪の目標スリップ率が低減されるよう構成される（好ましい態様５）。
【００１７】
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記好ましい態様１の構成に於いて、目標スリップ率の算出に使用されるタイヤモデルに於いて後輪のスリップ角が考慮され、該後輪のスリップ角に上限が設定されるよう構成される（好ましい態様６）。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下に添付の図を参照しつつ、本発明を好ましい実施形態について詳細に説明する。
【００１９】
図１は本発明による車輌の制動制御装置の一つの好ましい実施形態を示す概略構成図である。
【００２０】
図１に於て、１０ＦＬ及び１０ＦＲはそれぞれ車輌１２の左右の前輪を示し、１０ＲＬ及び１０ＲＲはそれぞれ車輌の駆動輪である左右の後輪を示している。従動輪であり操舵輪でもある左右の前輪１０ＦＬ及び１０ＦＲは運転者によるステアリングホイール１４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１６によりタイロッド１８Ｌ 及び１８Ｒ を介して操舵される。
【００２１】
各車輪の制動力は制動装置２０の油圧回路２２によりホイールシリンダ２４ＦＲ、２４ＦＬ、２４ＲＲ、２４ＲＬの制動圧が制御されることによって制御されるようになっている。図には示されていないが、油圧回路２２はリザーバ、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２６の踏み込み操作に応じて駆動されるマスタシリンダ２８により制御され、また必要に応じて後に詳細に説明する如く電気式制御装置３０により制御される。
【００２２】
車輪１０ＦＲ〜１０ＲＬに近接した位置にはそれぞれ各車輪のホイールシリンダ２４ＦＲ、２４ＦＬ、２４ＲＲ、２４ＲＬ内の圧力Ｐｗｉ（ｉ＝ｆｒ、ｆｌ、ｒｒ、ｒｌ）を検出する圧力センサ３２ＦＲ、３２ＦＬ、３２ＲＲ、３２ＲＬが設けられ、ステアリングホイール１４が連結されたステアリングコラムには操舵角δｆ を検出する操舵角センサ３４が設けられている。
【００２３】
また車輌１２にはそれぞれ車輌のヨーレートγを検出するヨーレートセンサ３６、前後加速度Ｇｘ を検出する前後加速度センサ３８、横加速度Ｇｙ を検出する横加速度センサ４０、車速Ｖを検出する車速センサ４２、ブレーキペダルに対する踏力に対応する状態量としてマスタシリンダ２８内の圧力Ｐｍ を検出する圧力センサ４４、それぞれ車輪１０ＦＲ〜１０ＲＬの車輪速度Ｖｗｉ（ｉ＝ｆｒ、ｆｌ、ｒｒ、ｒｌ）を検出する車輪速度センサ４６ＦＲ〜４６ＲＬが設けられている。尚操舵角センサ３４、ヨーレートセンサ３６及び横加速度センサ４０は車輌の左旋回方向を正としてそれぞれ操舵角、ヨーレート及び横加速度を検出する。
【００２４】
図示の如く、圧力センサ３２ＦＲ〜３２ＲＬにより検出されたホイールシリンダ内圧力Ｐｗｉを示す信号、操舵角センサ３４により検出された操舵角δｆを示す信号、ヨーレートセンサ３６により検出されたヨーレートγを示す信号、前後加速度センサ３８により検出された前後加速度Ｇｘ を示す信号、横加速度センサ４０により検出された横加速度Ｇｙ を示す信号、車速センサ４２により検出された車速Ｖを示す信号、圧力センサ４４により検出されたマスタシリンダ圧力Ｐｍ を示す信号、車輪速度センサ４６ＦＲ〜４６ＲＬにより検出された車輪速度Ｖｗｉを示す信号は電気式制御装置３０に入力される。尚図には詳細に示されていないが、電気式制御装置３０は例えばＣＰＵとＲＯＭとＲＡＭと入出力ポート装置とを有し、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一般的な構成のマイクロコンピュータを含んでいる。
【００２５】
電気式制御装置３０は、後述の如く図２乃至図６に示されたフローチャートに従い、各輪のスリップ率Ｓｉ が０であるときの車輌の前後力Ｆｘｓｏ 、横力Ｆｙｓｏ 、モーメントＭｓｏと車輌の挙動を安定化させるための目標前後力Ｆｘｔ及び目標モーメントＭｔ との和として車輌の目標前後力Ｆｘａ、横力Ｆｙａ、モーメントＭａ を演算し、各輪のスリップ率の微小な変化ｄＳｉ に対する車輌の前後力、横力、モーメントの変化ｄＦｘ 、ｄＦｙ 、ｄＭを示す微係数∂Ｆｘｉ／∂Ｓｉ 、∂Ｆｙｉ／∂Ｓｉ 、∂Ｍｉ ／∂Ｓｉ を演算する。
【００２６】
また電気式制御装置３０は、目標前後力Ｆｘａと実際の前後力Ｆｘ との差、目標横力Ｆｙａと実際の横力Ｆｙ との差、目標モーメントＭａ と実際のモーメントＭとの差及び微係数∂Ｆｘｉ／∂Ｓｉ 、∂Ｆｙｉ／∂Ｓｉ 、∂Ｍｉ ／∂Ｓｉ に基づき収束演算により前後力の修正量δＦｘ 、横力の修正量δＦｙ 、モーメントの修正量δＭを演算し、前後力、横力、モーメントの修正量を達成するための各輪のスリップ率の修正量δＳｉ を演算し、前回演算された目標スリップ率をスリップ率修正量δＳｉ にて修正することにより今回の目標スリップ率Ｓａｉを演算し、必要に応じて目標スリップ率Ｓａｉを補正する。
【００２７】
また電気式制御装置３０は、車輌が停車状態にあるときに例えば各輪のホイールシリンダ内圧力Ｐｗｉを所定量増圧させ減圧させる指令信号を油圧回路２２へ出力し、その場合の各ホイールシリンダ内圧力Ｐｗｉの増減変化量を基準値と比較することにより、各輪の制動圧を適正に制御できない失陥が生じているか否かを判定し、失陥の状態や失陥している車輪の数に応じて図１には示されていない警報装置を作動させて運転者に失陥が生じている旨の警報を発する。
【００２８】
更に電気式制御装置３０は、何れかの車輪に失陥が生じているときには、当該車輪により発生されている制動力による車輌の前後力及びモーメントを推定し、車輌の目標前後力及び目標モーメントをそれぞれ前後力及びモーメントにて補正し、補正後の目標前後力及び目標モーメントを失陥していない車輪に配分することにより、これらの車輪の目標スリップ率Ｓａｉを演算し、これらの車輪のスリップ率が目標スリップ率Ｓａｉになるよう制動圧を制御する。
【００２９】
次にこの実施形態に於ける目標スリップ率Ｓａｉを演算するための基本原理を四輪配分の場合、三輪配分の場合、二輪配分の場合について説明する。
【００３０】
四輪配分の場合
まず制動時の横力の低下、荷重移動、タイヤスリップ角、路面の摩擦係数が考慮されるブラッシュタイヤモデルに基づき、各輪のタイヤが発生する前後力Ｆｔｘｉ 及び横力Ｆｔｙｉ （ｉ＝ｆｒ、ｆｌ、ｒｒ、ｒｌ）を求め、また微小なスリップ率の変化によるタイヤ前後力変化及び横力変化を求める。
【００３１】
図９に示されている如く、各輪のタイヤ１００の発生力Ｆｔｉ、即ち前後力Ｆｔｘｉ 及び横力Ｆｔｙｉ の合力がタイヤの縦方向に対しなす角度をθｉ とし、タイヤのスリップ角をβｉ とし、タイヤのスリップ率をＳｉ （制動時が正、−∞＜Ｓｉ ＜１．０ ）とし、路面の摩擦係数をμとし、タイヤの接地荷重をＷｉ とし、Ｋｓ 及びＫｂ を係数（正の定数）とすると、タイヤがロック状態にはない場合（ξｉ ≧０の場合）の前後力Ｆｔｘｉ 及び横力Ｆｔｙｉ はそれぞれ下記の式１及び２にて表され、タイヤがロック状態にある場合（ξｉ ＜０の場合）の前後力Ｆｔｘｉ 及び横力Ｆｔｙｉ はそれぞれ下記の式３及び４にて表される。
【００３２】
【数１】
尚係数Ｋｂ は図１０に示されている如く、スリップ率Ｓｉ が０であるときのタイヤのスリップ角βｉ に対する横力Ｆｔｙｉ のグラフの原点に於ける傾きであり、係数Ｋｓ は図１１に示されている如く、スリップ角βｉ が０であるときのタイヤのスリップ率Ｓｉ に対する前後力Ｆｔｘｉ のグラフの原点に於ける傾きである。また ｃｏｓθ、 ｓｉｎθ、λ、ξはそれぞれ下記の式５〜８にて表される。
【００３４】
【数２】
上記式１〜４をスリップ率Ｓｉ にて偏微分することにより、微小なスリップ率の変化に対する前後力変化及び横力変化（タイヤ座標系）を演算する（下記の式９及び１０）。
【００３６】
【数３】
次に下記の式１１〜１８に従って右前輪（ｆｒ）、左前輪（ｆｌ）、右後輪（ｒｒ）、左後輪（ｒｌ）の各タイヤの前後力及び横力（タイヤ座標系）を車輌座標系に変換して車輌の重心に作用する前後力Ｆｘｉ及び横力Ｆｙｉを演算すると共に、モーメントＭｉ を演算する。尚下記の各式に於いて、φｆ 及びφｒ はそれぞれ前輪及び後輪の舵角であり、Ｔｒ は車輌のトレッド幅であり、Ｌｆ 及びＬｒ はそれぞれ車輌の重心から前輪車軸及び後輪車軸までの距離であり、Ｔ（φｆ ）及びＴ（φｒ ）はそれぞれ下記の式１９及び２０にて表される値である。
【００３８】
【数４】
【数５】
【数６】
【数７】
【数８】
同様に、下記の式２１〜２８に従って右前輪（ｆｒ）、左前輪（ｆｌ）、右後輪（ｒｒ）、左後輪（ｒｌ）の各タイヤの前後力及び横力の偏微分値（タイヤ座標系）を車輌座標系に変換して車輌に作用する前後力及び横力の偏微分値（微係数）を演算すると共に、モーメントの偏微分値（微係数）を演算する。
【００４４】
【数９】
【数１０】
【数１１】
【数１２】
次に各輪のスリップ率が目標スリップ率Ｓｉ であるときに発生する車輌の前後力Ｆｘ 、横力Ｆｙ 、モーメントＭをそれぞれ各輪による前後力Ｆｘｉ、横力Ｆｙｉ、モーメントＭｉ の和として下記の式２９に従って推定演算する。
【００４９】
【数１３】
次に下記の（Ａ）及び（Ｂ）の考え方に基づき、下記の式３０及び３１に従って目標前後力Ｆｘａ、目標横力Ｆｙａ、目標モーメントＭａ を演算する。尚下記の式３０の右辺はスリップ率が０であるときに各輪により発生される前後力、横力、モーメントを表している。
【００５１】
（Ａ）車輌の運動制御により車輌の挙動を安定化させるための目標前後力Ｆｘｔ及び目標モーメントＭｔ は運動制御していないとき（スリップ率Ｓｉ が０であるとき）に発生する前後力Ｆｘｓｏ 及びモーメントＭｓｏに対する上乗せ量であると見なす。
【００５２】
（Ｂ）運動制御していないときの横力Ｆｙｓｏ を目標横力Ｆｙａとすることにより、運動制御時の横力の低下を極力減らす。
【００５３】
【数１４】
被制御４輪のスリップ率の微小な変化ｄＳｉ による車体に作用する前後力の変化ｄＦｘ 、横力の変化ｄＦｙ 、モーメントの変化ｄＭは下記の式３２により表される。尚下記の式３２に於いて、ｄＳｆｒ、ｄＳｆｌ、ｄＳｒｒ、ｄＳｒｌはそれぞれ右前輪、左前輪、右後輪、左後輪のスリップ率の微小変化量であり、Ｊはヤコビ行列である。
【００５５】
【数１５】
次に目標前後力Ｆｘａ、目標横力Ｆｙａ、目標モーメントＭａ を実現するスリップ率Ｓｉ を演算する。ただしこのスリップ率を解析的に解くことは困難であるため、以下の収束演算により求める。
【００５７】
いま現在の前後力、横力、モーメントと目標前後力、目標横力、目標モーメントとの差をΔとすると、Δは下記の式３３により表され、このΔを０にするスリップ率修正量のうち、Ｔをトランスポートとして下記の式３４にて表される評価関数Ｌを最小化するスリップ率修正量δＳを求める。
【００５８】
【数１６】
Ｌ＝δＳＴＷｄｓδＳ＋（Ｓ＋δＳ）ＴＷｓ （Ｓ＋δＳ）＋ＥＴＷｆ Ｅ……（３４）
【００６０】
尚上記式３４の右辺第１項は目標スリップ率のスリップ率修正量δＳを制限するための項であり、第２項は目標スリップ率を制限するための項であり、第３項は前後力、横力、モーメントがそれぞれ目標前後力、目標横力、目標モーメントに追従することを保証するための項である。
【００６１】
式３４の評価関数Ｌを最小化するスリップ率修正量δＳは下記の式３５の通りである。ただしＦｘ 、Ｆｙ 、Ｍはそれぞれ現在の被制御輪のスリップ率で発生している前後力、横力、モーメント（式２９）であり、Ｆｘａ、Ｆｙａ、Ｍａ はそれぞれ目標前後力、目標横力、目標モーメント（式３１）であり、Ｓ及びδＳはそれぞれ各輪のスリップ率（下記の式３６）及びスリップ率修正量（下記の式３７）であり、ＥはΔとδＳによる前後力、横力、モーメントの修正量との差（下記の式３８）であり、Ｗｄｓはスリップ率修正量δＳに対する重み（下記の式３９）であり、Ｗｓ はスリップ率Ｓに対する重み（下記の式４０）であり、Ｗｆ は各力に対する重み（下記の式４１）であり、各重みは０又は正の値である。
【００６２】
δＳ＝（Ｗｄｓ＋Ｗｓ ＋ＪＴＷｆ Ｊ）−１（−Ｗｓ Ｓ＋ＪＴＷｆ Δ）……（３５）
【００６３】
【数１７】
【数１８】
【数１９】
【数２０】
【数２１】
【数２２】
従って前回の目標スリップ率Ｓａｉをスリップ率修正量δＳｉ にて修正することにより、目標前後力Ｆｘａ、目標横力Ｆｙａ、目標モーメントＭａ を達成する四輪の目標スリップ率Ｓａｉを演算することができる。
【００７０】
三輪配分の場合
例えば左右前輪の一方が失陥した状況に於いて、他の正常な三輪（被制御三輪）のスリップ率が目標スリップ率である場合及びスリップ率が０である場合に被制御三輪により発生される車輌の前後力、横力、モーメントはそれぞれ下記の式４２及び４３により表される。尚下記の式４２及び４３の右辺第１項は正常な前輪により発生される車輌の前後力、横力、モーメントである。
【００７１】
【数２３】
次に下記の（Ｃ）及び（Ｄ）の考え方に基づき、下記の式４４に従って目標前後力Ｆｘａ、目標横力Ｆｙａ、目標モーメントＭａ を演算する。
【００７３】
（Ｃ）被制御三輪が発生すべき車輌の前後力及びモーメントは、それぞれ車輌の運動制御により車輌の挙動を安定化させるための目標前後力Ｆｘｔ及び目標モーメントＭｔ より失陥した車輪により発生される車輌の前後力Ｆｘｒｅｍ及びモーメントＭｒｅｍ を減算した値（Ｆｘｔ−Ｆｘｒｅｍ、Ｍｔ −Ｍｒｅｍ ）と、運動制御していないとき（スリップ率Ｓｉ が０であるとき）に発生する前後力Ｆｘｓｏ 及びモーメントＭｓｏとの和であると見なす。
【００７４】
（Ｄ）運動制御していないときの横力Ｆｙｓｏ を目標横力Ｆｙａとすることにより、運動制御時の横力の低下を極力減らす。
【００７５】
【数２４】
この場合、現在よりｔｏ時間内の失陥した車輪の制動圧の積分値をＩｐｗｉとし、制動圧より制動力に変換する負の係数をＫｐ とすると、失陥した車輪により発生される車輌の前後力Ｆｘｒｅｍ（加速方向が正）は下記の式４５により表される。
【００７７】
Ｆｘｒｅｍ＝ＫｐＩｐｗｉ／ｔｏ ……（４５）
【００７８】
また失陥した車輪により発生される車輌のモーメントＭｒｅｍ （反時計廻り方向が正）は、失陥した車輪が左輪であるときには下記の式４６により表され、失陥した車輪が右輪であるときには下記の式４７により表される。
【００７９】
Ｍｒｅｍ ＝ＦｘｒｅｍＴｒ ／２ ……（４６）
Ｍｒｅｍ ＝−ＦｘｒｅｍＴｒ ／２ ……（４７）
【００８０】
被制御三輪のスリップ率の微小な変化ｄＳｉ による車体に作用する前後力の変化ｄＦｘ 、横力の変化ｄＦｙ 、モーメントの変化ｄＭは下記の式４８により表される。尚下記の式４８に於いて、ｄＳｆ 、ｄＳｒｒ、ｄＳｒｌはそれぞれ失陥した車輪でない前輪、右後輪、左後輪のスリップ率の微小変化量であり、Ｊはヤコビ行列である。
【００８１】
【数２５】
次に目標前後力Ｆｘａ、目標横力Ｆｙａ、目標モーメントＭａ を実現するスリップ率Ｓｉ を演算する。ただしこのスリップ率を解析的に解くことは困難であるため、以下の収束演算により求める。
【００８３】
いま現在の前後力、横力、モーメントと目標前後力、目標横力、目標モーメントとの差をΔとすると、Δは上記式３３により表され、このΔを０にするスリップ率修正量のうち、Ｔをトランスポートとして上記式３４にて表される評価関数Ｌを最小化するスリップ率修正量δＳを求める。
【００８４】
式３４の評価関数Ｌを最小化するスリップ率修正量δＳは上記式３５の通りである。ただしＦｘ 、Ｆｙ 、Ｍはそれぞれ現在の被制御輪のスリップ率で発生している前後力、横力、モーメント（上記式２９）であり、Ｆｘａ、Ｆｙａ、Ｍａ はそれぞれ目標前後力、目標横力、目標モーメント（上記式３１）であり、正常な前輪のスリップ率及びスリップ率修正量をそれぞれＳｆ 、δＳｆ として、Ｓ及びδＳはそれぞれ各輪のスリップ率（下記の式４９）及びスリップ率修正量（下記の式５０）であり、ＥはΔとδＳによる前後力、横力、モーメントの修正量との差（上記式３８）であり、Ｗｄｓはスリップ率修正量δＳに対する重み（下記の式５１、Ｗｄｓｆ はδＳｆ に対する重み）であり、Ｗｓ はスリップ率Ｓに対する重み（下記の式５２、ＷｓｆはＳｆ に対する重み）であり、Ｗｆ は各力に対する重み（上記式４１）であり、各重みは０又は正の値である。
【００８５】
【数２６】
【数２７】
【数２８】
【数２９】
従って前回の目標スリップ率Ｓａｉをスリップ率修正量δＳｉ にて修正することにより、目標前後力Ｆｘａ、目標横力Ｆｙａ、目標モーメントＭａ を達成する被制御三輪の目標スリップ率Ｓａｉを演算することができる。
【００９０】
尚左右後輪の一方が失陥した場合にも上述の要領と同様の要領にて目標前後力Ｆｘａ、目標横力Ｆｙａ、目標モーメントＭａ を達成する被制御三輪の目標スリップ率Ｓａｉを演算することができる。
【００９１】
二輪配分の場合
例えば左右前輪の一方及び左右後輪の一方が失陥した状況に於いて、他の正常な二輪（被制御二輪）のスリップ率が目標スリップ率である場合及びスリップ率が０である場合に被制御二輪により発生される車輌の前後力、横力、モーメントはそれぞれ下記の式５３及び５４により表される。尚下記の式５３及び５４の右辺第１項は正常な前輪により発生される車輌の前後力、横力、モーメントであり、第２項は正常な後輪により発生される車輌の前後力、横力、モーメントである。
【００９２】
【数３０】
次に下記の（Ｅ）及び（Ｆ）の考え方に基づき、下記の式５５に従って目標前後力Ｆｘａ、目標横力Ｆｙａ、目標モーメントＭａ を演算する。
【００９４】
（Ｅ）被制御二輪が発生すべき車輌の前後力及びモーメントは、それぞれ車輌の運動制御により車輌の挙動を安定化させるための目標前後力Ｆｘｔ及び目標モーメントＭｔ より失陥した車輪により発生される車輌の前後力Ｆｘｒｅｍ及びモーメントＭｒｅｍ を減算した値（Ｆｘｔ−Ｆｘｒｅｍ、Ｍｔ −Ｍｒｅｍ ）と、運動制御していないとき（スリップ率Ｓｉ が０であるとき）に発生する前後力Ｆｘｓｏ 及びモーメントＭｓｏとの和であると見なす。
【００９５】
（Ｆ）運動制御していないときの横力Ｆｙｓｏ を目標横力Ｆｙａとすることにより、運動制御時の横力の低下を極力減らす。
【００９６】
【数３１】
この場合、現在よりｔｏ時間内の失陥した車輪の制動圧の積分値をＩｐｗｉとし、制動圧より制動力に変換する負の係数をＫｐｉとすると、各失陥した車輪により発生される車輌の前後力Ｆｘｒｅｍｉ （加速方向が正）は下記の式５６により表され、二つの失陥した車輪により発生される車輌の前後力Ｆｘｒｅｍ（加速方向が正）は下記の式５７（Σは失陥した車輪についての和を意味する）により表される。
【００９８】
Ｆｘｒｅｍｉ ＝ＫｐｉＩｐｗｉ／ｔｏ ……（５６）
Ｆｘｒｅｍ＝ΣＦｘｒｅｍｉ ……（５７）
【００９９】
また各失陥した車輪により発生される車輌のモーメントＭｒｅｍｉ（反時計廻り方向が正）は、失陥した車輪が左輪であるときには下記の式５８により表され、失陥した車輪が右輪であるときには下記の式５９により表され、二つの失陥した車輪により発生される車輌のモーメントＭｒｅｍ （反時計廻り方向が正）は下記の式６０（Σは失陥した車輪についての和を意味する）により表される。
【０１００】
Ｍｒｅｍｉ＝Ｆｘｒｅｍｉ Ｔｒ ／２ ……（５８）
Ｍｒｅｍｉ＝−Ｆｘｒｅｍｉ Ｔｒ ／２ ……（５９）
Ｍｒｅｍ ＝ΣＭｒｅｍｉ ……（６０）
【０１０１】
被制御三輪のスリップ率の微小な変化ｄＳｉ による車体に作用する前後力の変化ｄＦｘ 、横力の変化ｄＦｙ 、モーメントの変化ｄＭは下記の式６１により表される。尚下記の式６１に於いて、ｄＳｆ 及びｄＳｒ はそれぞれ正常な前輪及び後輪のスリップ率の微小変化量であり、Ｊはヤコビ行列である。
【０１０２】
【数３２】
次に目標前後力Ｆｘａ、目標横力Ｆｙａ、目標モーメントＭａ を実現するスリップ率Ｓｉ を演算する。ただしこのスリップ率を解析的に解くことは困難であるため、以下の収束演算により求める。
【０１０４】
いま現在の前後力、横力、モーメントと目標前後力、目標横力、目標モーメントとの差をΔとすると、Δは上記式３３により表され、このΔを０にするスリップ率修正量のうち、Ｔをトランスポートとして上記式３４にて表される評価関数Ｌを最小化するスリップ率修正量δＳを求める。
【０１０５】
式３４の評価関数Ｌを最小化するスリップ率修正量δＳは上記式３５の通りである。ただしＦｘ 、Ｆｙ 、Ｍはそれぞれ現在の被制御輪のスリップ率で発生している前後力、横力、モーメント（上記式２９）であり、Ｆｘａ、Ｆｙａ、Ｍａ はそれぞれ目標前後力、目標横力、目標モーメント（上記式３１）であり、正常な前輪のスリップ率及びスリップ率修正量をそれぞれＳｆ 、δＳｆ とし、正常な後輪のスリップ率及びスリップ率修正量をそれぞれＳｒ 、δＳｒ として、Ｓ及びδＳはそれぞれ各輪のスリップ率（下記の式６２）及びスリップ率修正量（下記の式６３）であり、ＥはΔとδＳによる前後力、横力、モーメントの修正量との差（上記式３８）であり、Ｗｄｓはスリップ率修正量δＳに対する重み（下記の式６４、Ｗｄｓｆ 及びＷｄｓｒ はそれぞれδＳｆ 及びδＳｒ に対する重み）であり、Ｗｓ はスリップ率Ｓに対する重み（下記の式６５、Ｗｓｆ及びＷｓｒはそれぞれはＳｆ 及びＳｒ に対する重み）であり、Ｗｆ は各力に対する重み（上記式４１）であり、各重みは０又は正の値である。
【０１０６】
【数３３】
【数３４】
【数３５】
【数３６】
従って前回の目標スリップ率Ｓａｉをスリップ率修正量δＳｉ にて修正することにより、目標前後力Ｆｘａ、目標横力Ｆｙａ、目標モーメントＭａ を達成する被制御二輪の目標スリップ率Ｓａｉを演算することができる。
【０１１１】
尚左右前輪又は左右後輪が失陥した場合にも上述の要領と同様の要領にて目標前後力Ｆｘａ、目標横力Ｆｙａ、目標モーメントＭａ を達成する被制御二輪の目標スリップ率Ｓａｉを演算することができ、更には三輪が失陥した場合にも上述の要領と同様の要領にて目標前後力Ｆｘａ、目標横力Ｆｙａ、目標モーメントＭａ を達成するに適した被制御一輪の目標スリップ率Ｓａｉを演算することができる。
【０１１２】
次に図２乃至図７に示されたフローチャートを参照して図示の図示の実施形態に於ける車輌の運動制御について説明する。尚図２に示されたゼネラル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。
【０１１３】
まずステップ１０に於いては車輪速度Ｖｗｉ等を示す信号の読み込みが行われる。尚制御の開始時にはステップ１０に先立ち各輪の目標スリップ率Ｓａｉがそれぞれ初期値として０に設定される。
【０１１４】
ステップ１５に於いては全ての車輪が正常な状態に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１００へ進み、否定判別が行われたときにはステップ２０へ進む。
【０１１５】
ステップ２０に於いては何れかの一輪についてのみ失陥が生じてい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６００へ進み、否定判別が行われたときにはステップ２５へ進む。
【０１１６】
ステップ２５に於いては何れかの二輪についてのみ失陥が生じてい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７００へ進み、否定判別が行われたときにはステップ３０へ進む。
【０１１７】
ステップ３０に於いては三輪について失陥が生じてい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８００へ進み、否定判別が行われたときにはステップ９００へ進む。
【０１１８】
ステップ１００、６００、７００に於いては図３乃至図７に示されたフローチャートに従って後述の如くそれぞれ四輪での制動力配分の演算、三輪での制動力配分の演算、二輪での制動力配分の演算が行われ、ステップ８００に於いては一輪での制動力配分の演算が行われ、これにより各被制御輪の目標スリップ率Ｓａｉが演算される。
【０１１９】
またステップ６００及び７００に於いては、図１には示されていないエンジン制御装置に対しエンジンの出力を車輌の安全走行を確保するに必要な出力に制限する指令信号が出力され、ステップ８００に於いてはエンジン制御装置に対しエンジンの出力を例えば車輌が修理工場まで走行するに必要な出力に制限する指令信号が出力される。
【０１２０】
ステップ９００に於いては各輪のスリップ率Ｓｉ が目標スリップ率Ｓａｉ になるよう各輪の制動圧が車輪速度フィードバックにて制御され、しかる後ステップ１０へ戻る。尚ステップ３０に於いて否定判別が行われたときには車輌が安全且つ確実に停止するようエンジン制御装置に対しエンジンの出力を漸次低下させる指令信号が出力される。
【０１２１】
次に図３に示されたフローチャートを参照して四輪での制動力配分演算ルーチンについて説明する。
【０１２２】
まずステップ１５０に於いては図４に示されたルーチンに従って後輪のスリップ角βｒ が演算される。
【０１２３】
ステップ２００に於いては図５に示されたルーチンに従って前回のステップ５００に於いて演算された目標スリップ率での車輌の前後力Ｆｘ 、横力Ｆｙ 、モーメントＭ、即ち現在の前後力、横力、モーメントが演算され、ステップ２５０に於いては図６に示されたルーチンに従って車輌の目標前後力Ｆｘａ、目標横力Ｆｙａ、目標モーメントＭａ が演算される。
【０１２４】
ステップ３００に於いては上記式９及び１０に従って微小なスリップ率の変化に対する各輪の前後力の変化及び横力の変化が演算されると共に、上記式２１〜２８及び式３２に従って車輌の前後力の微係数∂Ｆｘｉ／∂Ｓｉ 、横力の微係数∂Ｆｙｉ／∂Ｓｉ 、モーメントの微係数∂Ｍｉ ／∂Ｓｉ が演算される。
【０１２５】
ステップ３５０に於いては上記式３３に従ってそれぞれ前後力、横力、モーメントの目標値Ｆｘａ、Ｆｙａ、Ｍａ と実際の値Ｆｘ 、Ｆｙ 、Ｍとの偏差として車輌の前後力の修正量δＦｘ 、横力の修正量δＦｙ 、モーメントの修正量δＭが演算される。
【０１２６】
ステップ４００に於いては現在の車輌の前後力、横力、モーメントと目標前後力、目標横力、目標モーメントとの差Δを０にするスリップ率修正量のうち、上記式３４にて表される評価関数Ｌを最小化する各輪のスリップ率の修正量δＳｉ が上記式３５に従って演算される。
【０１２７】
ステップ４５０に於いては前回の目標スリップ率Ｓａｉとステップ４００に於いて演算されたスリップ率の修正量δＳａｉとの和（Ｓａｉ＋δＳｉ ）として修正後の各輪の目標スリップ率Ｓａｉが演算される。
【０１２８】
ステップ５００に於いては図７に示されたルーチンに従って各輪の目標スリップ率Ｓａｉが必要に応じて補正される。
【０１２９】
図４に示された後輪のスリップ角βｒ 演算ルーチンのステップ１５５に於いては、横加速度Ｇｙ と車速Ｖ及びヨーレートγの積Ｖγとの偏差Ｇｙ −Ｖγとして横加速度の偏差、即ち車輌の横すべり加速度Ｖｙｄが演算され、横すべり加速度Ｖｙｄが積分されることにより車体の横すべり速度Ｖｙ が演算され、車体の前後速度Ｖｘ （＝車速Ｖ）に対する車体の横すべり速度Ｖｙ の比Ｖｙ ／Ｖｘ として車体のスリップ角βが演算される。
【０１３０】
ステップ１６０に於いてはＬｒ を車輌の重心と後輪車軸との間の車輌前後方向の距離として下記の式６６に従って後輪のスリップ角βｒ が演算される。尚後輪のスリップ角βｒ は後輪のころがり方向に対し後輪のすべり方向が反時計廻り方向にある場合が正である。
【０１３１】
βｒ ＝β−Ｌｒ γ／Ｖ ……（６６）
【０１３２】
ステップ１６５に於いては基準値βｒｃを正の定数として後輪のスリップ角βｒ が基準値βｒｃを越えてい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１７５へ進み、肯定判別が行われたときにはステップ１７０に於いて後輪のスリップ角βｒ が基準値βｒｃに設定される。
【０１３３】
同様にステップ１７５に於いては後輪のスリップ角βｒ が−βｒｃ未満で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そのままステップ２００へ進み、肯定判別が行われたときにはステップ１８０に於いて後輪のスリップ角βｒ が−βｒｃに設定され、しかる後ステップ２００へ進む。
【０１３４】
図５に示された目標スリップ率での車輌の前後力Ｆｘ 、横力Ｆｙ 、モーメントＭ演算ルーチンのステップ２０５に於いては、操舵角φに基づき前輪の実舵角φｆ が演算されると共に、Ｌｆ を車輌の重心と前輪車軸との間の車輌前後方向の距離として下記の式６７に従って前輪のスリップ角βｆ が演算される。尚前輪のスリップ角βｆ も後輪のころがり方向に対し後輪のすべり方向が反時計廻り方向にある場合が正である。
【０１３５】
βｆ ＝−φｆ ＋β＋Ｌｆ γ／Ｖ ……（６７）
【０１３６】
ステップ２１０に於いてはｇを重力加速度として車体の前後加速度Ｇｘ 及び横加速度Ｇｙ に基づき下記の式６８に従ってタイヤに対する路面の摩擦係数μが推定演算される。
【０１３７】
μ＝（Ｇｘ２＋Ｇｙ２）１／２／ｇ ……（６８）
【０１３８】
ステップ２１５に於いては車体の前後加速度Ｇｘ 及び横加速度Ｇｙ に基づき当技術分野に於いて周知の要領にて各輪の荷重移動量ΔＷｉ が演算されると共に、各輪の支持荷重Ｗｉ が各輪の静荷重Ｗｓｉと荷重移動量ΔＷｉ との和（Ｗｓｉ＋ΔＷｉ ）として演算される。
【０１３９】
ステップ２２０に於いては各輪のグリップ状態の判定値ξｉ が上記式８に従って演算され、ステップ２２５に於いては判定値ξｉ が正又は０であるか否かの判別、即ち車輪がグリップ状態に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それぞれ上記式１及び２に従って各輪の前後力Ｆｔｘｉ 及び横力Ｆｔｙｉ が演算され、否定判別が行われたときにはステップ２３５に於いてそれぞれ上記式３及び４に従って各輪の前後力Ｆｔｘｉ 及び横力Ｆｔｙｉ が演算される。尚ステップ２２５〜２３５は各輪毎に実行される。
【０１４０】
ステップ２４０に於いては車輌の前後力Ｆｘ 、横力Ｆｙ 、モーメントＭに対する各輪の成分が上記式１１〜２０に従って演算され、ステップ２４５に於いては上記式２９に従って車輌の実際の前後力Ｆｘ 、実際の横力Ｆｙ 、実際のモーメントＭが演算され、しかる後ステップ２５０へ進む。
【０１４１】
図６に示された車輌の目標前後力Ｆｘａ、目標横力Ｆｙａ、目標モーメントＭａ 演算ルーチンのステップ２５５に於いては、Ｋｈ をスタビリティファクタとしＨをホイールベースとして下記の式６９に従って目標ヨーレートγｃ が演算されると共に、Ｔを時定数としｓをラプラス演算子として下記の式７０に従って基準ヨーレートγｔ が演算される。尚目標ヨーレートγｃ は動的なヨーレートを考慮すべく車輌の横加速度Ｇｙ を加味して演算されてもよい。
【０１４２】
γｃ ＝Ｖφ／（１＋Ｋｈ Ｖ２）Ｈ ……（６９）
γｔ ＝γｃ ／（１＋Ｔｓ） ……（７０）
【０１４３】
ステップ２６０に於いては下記の式７１に従ってドリフトアウト量ＤＶが演算される。尚ドリフトアウト量ＤＶはＨをホイールベースとして下記の式７２に従って演算されてもよい。
【０１４４】
ＤＶ＝（γｔ −γ） ……（７１）
ＤＶ＝Ｈ（γｔ −γ）／Ｖ ……（７２）
【０１４５】
ステップ２６５に於いてはヨーレートγの符号に基づき車輌の旋回方向が判定され、ドリフトアウト状態量ＤＳが車輌が左旋回のときにはＤＶとして、車輌が右旋回のときには−ＤＶとして演算され、演算結果が負の値のときにはドリフトアウト状態量は０とされる。
【０１４６】
ステップ２７０に於いてはドリフトアウト状態量ＤＳに基き図７に示されたグラフに対応するマップより係数Ｋｇ が演算され、ステップ２７５に於いてはＫｍ１及びＫｍ２をそれぞれ正の定数とし、βｄ を車輌のスリップ角βの微分値とし、βｔ 及びβｔｄをそれぞれ車輌の目標スリップ角及び目標スリップ角の微分値として下記の式７３に従って挙動制御の目標モーメントＭｔ が演算される。尚目標スリップ角βｔ 及び目標スリップ角の微分値βｔｄは何れも０であってもよい。
【０１４７】
Ｍｔ ＝Ｋｍ１（β−βｔ ）＋Ｋｍ２（βｄ −βｔｄ） ……（７３）
【０１４８】
ステップ２８０に於いては下記の式７４に従って係数Ｋｇ と車輌の質量Ｍａｓｓ と重力加速度ｇとの積として挙動制御の目標前後力Ｆｘｔが演算される。
【０１４９】
Ｆｘｔ＝−Ｋｇ Ｍａｓｓ ｇ ……（７４）
【０１５０】
ステップ２８５に於いては各輪のスリップ率Ｓｉ が０であるときの車輌の前後力Ｆｘｓｏ 、横力Ｆｙｓｏ 、モーメントＭｓｏが上記式３０に従って演算され、ステップ２９０に於いては車輌の目標前後力Ｆｘａ、横力Ｆｙａ、モーメントＭａ が上記式３１に従って演算され、しかる後ステップ３００へ進む。
【０１５１】
図７に示された目標スリップ率補正演算ルーチンのステップ５０５に於いては、目標モーメントＭａ が負であり且つ後輪のスリップ角βｒ が正であり且つ車輌のヨーレートγが正で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５１０へ進み、肯定判別が行われたときにはステップ５１５に於いて後輪の目標スリップ率Ｓｒｒ及びＳｒｌがそれぞれ０に設定され、しかる後ステップ５５０へ進む。
【０１５２】
ステップ５１０に於いては目標モーメントＭａ が正であり且つ後輪のスリップ角βｒ が負であり且つ車輌のヨーレートγが負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５１５へ進み、否定判別が行われたときにはそのままステップ５５０へ進む。
【０１５３】
尚ステップ６００、７００、８００に於いては、それぞれ上述の三輪配分の場合、二輪配分の場合、一輪配分の配分の場合について説明した要領に従って図３乃至図７に示されたフローチャートに修正を加えて制動力の配分演算が行われことにより、正常な各被制御輪の目標スリップ率Ｓａｉが演算される。
【０１５４】
かくして図示の実施形態によれば、ステップ１５０に於いて後輪のスリップ角βｒ が演算され、ステップ２００に於いて現在の車輌の前後力Ｆｘ 、横力Ｆｙ 、モーメントＭが演算され、ステップ２５０に於いて各輪のスリップ率Ｓｉ が０であるときの車輌の前後力Ｆｘｓｏ 、横力Ｆｙｓｏ 、モーメントＭｓｏと車輌の挙動を安定化させるための目標前後力Ｆｘｔ及び目標モーメントＭｔ との和として車輌の目標前後力Ｆｘａ、横力Ｆｙａ、モーメントＭａ が演算され、ステップ３００に於いて各輪のスリップ率の微小な変化ｄＳｉ に対する車輌の前後力、横力、モーメントの変化ｄＦｘ 、ｄＦｙ 、ｄＭを示す微係数∂Ｆｘｉ／∂Ｓｉ 、∂Ｆｙｉ／∂Ｓｉ 、∂Ｍｉ ／∂Ｓｉが演算される。
【０１５５】
またステップ３５０に於いて目標前後力Ｆｘａと実際の前後力Ｆｘ との差、目標横力Ｆｙａと実際の横力Ｆｙ との差、目標モーメントＭａ と実際のモーメントＭとの差及び微係数∂Ｆｘｉ／∂Ｓｉ 、∂Ｆｙｉ／∂Ｓｉ 、∂Ｍｉ ／∂Ｓｉに基づき収束演算により前後力の修正量δＦｘ 、横力の修正量δＦｙ 、モーメントの修正量δＭが演算され、ステップ４００に於いて前後力、横力、モーメントの修正量を達成するための各輪のスリップ率の修正量δＳｉ が演算され、ステップ４５０に於いて前回演算された目標スリップ率がスリップ率修正量δＳｉ にて修正されることにより今回の目標スリップ率Ｓａｉが演算され、ステップ５００に於いて必要に応じて各輪の目標スリップ率Ｓａｉが補正される。
【０１５６】
従って図示の実施形態によれば、車輌の前後力Ｆｘ が目標前後力Ｆｘａになり、横力Ｆｙ が目標横力Ｆｙａになり、モーメントＭが目標モーメントＭａ になるよう各輪のスリップ率が制御されるので、車輌の運動、特に旋回時の挙動を確実に安定化させることができる。
【０１５７】
また図示の実施形態によれば、各輪のスリップ率修正量δＳｉ は現在の車輌の前後力、横力、モーメントと目標前後力、目標横力、目標モーメントとの差Δを０にするスリップ率修正量のうち、上記式３４にて表される評価関数Ｌを最小化する各輪のスリップ率の修正量として上記式３５に従って演算されるので、車輌や車輌の走行環境毎に各輪のスリップ率と車輌の運動を安定化させるための前後力、横力、モーメントとの間の対応関係を示す多数のマップを設定する必要がなく、これにより運動制御装置を簡便に構成することができ、また目標前後力、目標横力、目標モーメントを実現する各輪のスリップ率Ｓｉ が解析により演算される場合に比して迅速に目標スリップ率を演算することができ、これにより車輌の運動を応答遅れなく適切に制御することができる。
【０１５８】
特に図示の実施形態によれば、何れかの車輪が失陥しているときには（ステップ１５〜３０）、その失陥している車輪の制動力により発生される車輌の前後力Ｆｘｒｅｍ及びモーメントＭｒｅｍ が推定され、車輌の目標前後力Ｆｘａ及びモーメントＭａ よりそれぞれ推定された前後力Ｆｘｒｅｍ及びモーメントＭｒｅｍ が減算され、減算補正後の車輌の目標前後力Ｆｘａ、横力Ｆｙａ、モーメントＭａ を達成するための目標スリップ率Ｓａｉが正常な車輪に配分されることによって演算される（ステップ６００〜８００）。
【０１５９】
従って図示の実施形態によれば、何れかの車輪が失陥しているときにも車輌の目標前後力Ｆｘａ、横力Ｆｙａ、モーメントＭａ を確実に達成することができるので、何れかの車輪が失陥している状況に於いても車輌の運動を適正に且つ確実に制御することができ、また失陥した車輪が制動力発生状態にあるときにはその車輪の制動力を有効に利用することができる。
【０１６０】
尚三輪が失陥しているときには、残る一つの正常な車輪について必ずしも車輌の目標前後力Ｆｘａ、横力Ｆｙａ、モーメントＭａ を確実に達成する最適の目標スリップ率を演算することができないが、この場合にも最適の目標スリップ率に近い目標スリップ率Ｓａｉが演算されるので、車輌の運動をできるだけ適正に制御することができる。
【０１６１】
以上に於いては本発明を特定の実施形態に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。
【０１６２】
例えば上述の実施形態に於いては、車輌が停車状態にあるときに何れかの車輪に失陥が生じたか否かが判定されるようになっているが、失陥の判定は当技術分野に於いて公知の任意の態様にて行われてよく、例えば車輌の走行中にも判定されてよい。
【０１６３】
また上述の実施形態に於いては、各輪の目標制動制御量は車輪の目標スリップ率であるが、目標制動制御量は車輪の目標前後力に設定され、目標制動制御量を演算する手段は失陥している車輪があるときには該車輪により発生される前後力及びヨーモーメントを推定し、車輌の目標前後力及び前記目標ヨーモーメントよりそれぞれ推定された前後力及びヨーモーメントを減算し、減算後の目標前後力及び目標ヨーモーメントに基づき失陥している車輪以外の車輪の目標前後力を演算するよう修正されてもよい。
【０１６４】
また上述の実施形態に於いては、ステップ２５に於いて否定判別が行われたときにはステップ３０が実行されるようになっているが、ステップ２５に於いて否定判別が行われたときにはステップ３０が実行されることなくエンジン制御装置に対しエンジンの出力を例えば車輌が修理工場まで走行するに必要な出力に制限する指令信号が出力されるよう修正されてもよい。
【０１６５】
また上述の実施形態に於いては、ブラッシュタイヤモデルに基づき車輌の目標前後力Ｆｘａ、目標横力Ｆｙａ、目標モーメントＭａ が演算され、目標前後力Ｆｘａ、目標横力Ｆｙａ、目標モーメントＭａ を達成する車輪の目標スリップ率ｓａｉが演算されるようになっているが、目標横力Ｆｙａは省略されてもよく、また各目標制御量はタイヤモデルを使用することなく演算されてもよい。
【０１６６】
【発明の効果】
以上の説明より明らかである如く、本発明の請求項１の構成によれば、何れかの車輪にその制動力を適正に制御することができない失陥が生じている場合にも、車輌状態若しくは運転者の要求に応じて演算される車輌の目標制御量に基づく制御を効果的に達成し、これにより車輌の運動を適正に且つ確実に制御することができ、特に請求項２の構成によれば、失陥状態の車輪があるときには該失陥状態の車輪以外の車輪について目標制御量に基づく制御を達成するための目標制動制御量が演算されるので、車輌状態若しくは運転者の要求に応じて演算される車輌の目標制御量に基づく制御を確実に達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による車輌の運動制御装置の一つの好ましい実施形態を示す概略構成図である。
【図２】図１に示された実施形態に於ける運動制御ルーチンを示すゼネラルフローチャートである。
【図３】図２に示されたフローチャートのステップ１００に於ける四輪での制動力配分演算ルーチンを示すフローチャートである。
【図４】図３に示されたフローチャートのステップ１５０に於ける後輪スリップ角βｒ 演算ルーチンを示すフローチャートである。
【図５】図３に示されたフローチャートのステップ２００に於ける実際の前後力Ｆｘ 、横力Ｆｙ 、モーメントＭ演算ルーチンを示すフローチャートである。
【図６】図３に示されたフローチャートのステップ２５０に於ける目標前後力Ｆｘａ、横力Ｆｙａ、モーメントＭａ 演算ルーチンを示すフローチャートである。
【図７】図３に示されたフローチャートのステップ５００に於ける目標スリップ率Ｓｉ 演算ルーチンを示すフローチャートである。
【図８】ドリフトアウト状態量ＤＶと係数Ｋｇ との間の関係を示すグラフである。
【図９】タイヤの発生力Ｆｔｉがタイヤの横方向に対しなす角度θｉ 等を示す説明図である。
【図１０】スリップ率が０であるときのタイヤのスリップ角βｉ に対する横力Ｆｔｙｉ の関係を示すグラフである。
【図１１】スリップ角βｉ が０であるときのタイヤのスリップ率Ｓｉ に対する前後力Ｆｔｘｉ の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１０ＦＲ〜１０ＲＬ…車輪
２０…制動装置
２８…マスタシリンダ
３０…電気式制御装置
３２ＦＲ〜３２ＲＬ…圧力センサ
３４……操舵角センサ
３６…ヨーレートセンサ
３８…前後加速度センサ
４０…横加速度センサ
４２…車速センサ
４４…圧力センサ
４６ＦＲ〜４６ＲＬ…車輪速度センサ
Claims (2)
- 各輪の制動力を個別に制御可能な制動力調整手段と、車輌状態若しくは運転者の要求に応じて車輌の目標制御量として車輌の目標前後力及び目標ヨーモーメントを演算する手段と、前記車輌の目標前後力及び前記目標ヨーモーメントに基づき各輪の目標制動制御量を演算する目標制動制御量演算手段と、前記目標制動制御量に基づき前記制動力調整手段を制御する制御手段とを有する車輌の運動制御装置に於いて、各輪毎に前記制動力調整手段の失陥状態を検出する失陥状態検出手段を有し、前記目標制動制御量演算手段は失陥状態の車輪があるときには該失陥状態の車輪により発生されるタイヤ力を推定し、前記推定されたタイヤ力に基づき該推定されたタイヤ力による車輌の前後力及びヨーモーメントを推定し、前記車輌の目標前後力及び前記目標ヨーモーメントをそれぞれ前記推定された前後力及びヨーモーメントにて補正し、補正後の車輌の目標前後力及び目標モーメントに基づき各輪の目標制動制御量を演算することを特徴とする車輌の運動制御装置。
- 前記目標制動制御量演算手段は失陥状態の車輪があるときには該失陥状態の車輪により発生される車輌の前後力及びヨーモーメントを推定し、前記車輌の目標前後力及び目標ヨーモーメントよりそれぞれ推定された車輌の前後力及びヨーモーメントを減算し、減算後の車輌の目標前後力及び目標ヨーモーメントに基づき失陥状態の車輪以外の車輪の目標制動制御量を演算することを特徴とする請求項１に記載の車輌の運動制御装置。
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