JP3827265B2 - 車輌の制動制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車輌の制動制御装置に係り、更に詳細には車輌状態若しくは運転者による制動操作に応じて各輪の制動圧を制御する制動制御装置に係る。
【０００２】
【従来の技術】
自動車等の車輌の制動制御装置の一つとして、本願出願人の出願にかかる特開平７−２５７３３７号公報に記載されている如く、ＡＢＳ（アンチロックブレーキシステム）制御中であれば車輪のスリップ率に基づく制動制御を行ない、ＡＢＳ制御中でなければ制動力に基づく制動制御を行うよう構成された制動制御装置が既に知られている。
【０００３】
一般に、ＡＢＳ制御が実行される領域に於いては、制動力に基づく制動制御の精度が悪いので、上記公開公報に記載された制動制御装置によれば、ＡＢＳ制御中であるか否かに拘わらず制動力に基づき制動制御が行われる場合に比して適切にＡＢＳ制御中に於ける制動制御を行うことができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、スリップ率が高い領域に於いては、制動圧と制動力とが１対１に対応しないので、「制動力に基づく制御」よりも「スリップ率に基づく制御」の方が理論的には精度が高い。またＡＢＳ制御開始前であっても非線形領域であれば「制動力に基づく制御」は精度が悪くなる。更にＡＢＳ制御中か否かという区分けは両制御領域の本質的な境界ではないため「制動力に基づく制御」から「スリップ率に基づく制御」への切換え時に制動圧に段差が生じハンチングを起こす可能性がある。
【０００５】
本発明は、ＡＢＳ制御中であれば車輪のスリップ率に基づく制動制御を行ない、ＡＢＳ制御中でなければ制動力に基づく制動制御を行うよう構成された上述の先の提案にかかる制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、非線形領域であるか否かにより「制動力に基づく制御」と「スリップ率に基づく制御」とを切換えることにより、従来に比して制動制御の精度を向上させて車輌の運動制御を高精度に行うことである。
【０００６】
【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、車輌状態若しくは運転者による制動操作に応じて各輪の目標制動力及び目標スリップ率を演算する手段と、車輪のスリップ率に対する制動力の関係が線形の領域に於いては前記目標制動力に基づき各輪の制動圧を制御し、前記関係が非線形の領域に於いては前記目標スリップ率に基づき各輪の制動圧を制御する制御切換え手段とを有する車輌の制動制御装置に於いて、各輪の実スリップ率を推定する手段を有し、前記制御切換え手段は車輪の目標スリップ率と実スリップ率との偏差の大きさが基準値以上になると当該車輪について前記目標制動力に基づく制御より前記目標スリップ率に基づく制御に切換えることを特徴とする車輌の制動制御装置（請求項１の構成）によって達成される。
【０００９】
一般に、目標制動力に基づく制御が行われている状況に於いて車輪が非線形領域に入ると、目標制動力に基づく制御によっては制動制御を高精度に実行できなくなり、目標スリップ率と実スリップ率との偏差の大きさが大きくなるので、目標スリップ率と実スリップ率との偏差の大きさが大きいか否かにより車輪が非線形領域にあるか否かを判定することができる。
【００１０】
上記請求項１の構成によれば、各輪の実スリップ率が推定され、車輪の目標スリップ率と実スリップ率との偏差の大きさが基準値以上になると制御切換え手段により当該車輪について目標制動力に基づく制御より目標スリップ率に基づく制御に切換えられるので、車輪が線形領域にあるときには目標制動力に基づく制御が行われ、車輪が非線形領域にあるときには目標スリップ率に基づく制御が行われ、これにより車輪の状況に応じて高精度に制動制御が実行される。
【００１５】
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、請求項１の構成に於いて、各輪のスリップ角を推定する手段と、前記スリップ角に応じて前記基準値を増減する手段とを有するよう構成される（請求項２の構成）。
【００１６】
請求項２の構成によれば、各輪のスリップ角が推定され、スリップ角に応じて基準値が増減されるので、車輪の状況に応じて更に一層高精度に制動制御が実行される。
【００１７】
【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、各輪の目標制動力及び目標スリップ率を演算する手段は車輪制御量の微少変化に対する車輌状態量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状態量の目標値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、前記微係数及び前記目標値を用いて収束演算により前記目標値を実現する各輪の目標スリップ率を算出する手段と、前記目標スリップ率に対応する目標制動力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）。
【００１８】
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、車輌状態量は前後力、横力、ヨーモーメントの少なくとも何れかであるよう構成される（好ましい態様２）。
【００１９】
本発明の更に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「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３）。
【００２０】
本発明の更に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４）。
【００２１】
本発明の更に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５）。
【００２２】
本発明の更に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、ヨーモーメントの目標値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６）。
【００２３】
本発明の更に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７）。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下に添付の図を参照しつつ、本発明を幾つかの好ましい実施形態について詳細に説明する。
【００２５】
図１は本発明による車輌の制動制御装置の第一の好ましい実施形態を示す概略構成図である。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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を補正し、また目標スリップ率に対応する各輪の目標制動力Ｆxai を演算する。
【００３３】
更に電気式制御装置３０は、各輪の車輪速度Ｖwiに基づき各輪の実スリップ率Ｓi を演算し、実スリップ率Ｓi が基準値未満であるときには目標制動力Ｆxai に対応する目標ホイールシリンダ圧力Ｐwai を演算し、実スリップ率Ｓaiが基準値以上であるときには目標スリップ率Ｓaiに対応する目標ホイールシリンダ圧力Ｐwai を演算し、各輪のホイールシリンダ圧力Ｐwiが目標ホイールシリンダ圧力Ｐwaiになるようホイールシリンダ圧力をフィードバック制御する。
【００３４】
次にこの実施形態に於ける目標スリップ率Ｓai及び目標制動力Ｆxai を演算するための基本原理について説明する。
【００３５】
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。
【００３６】
図８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。
【００３７】
【数１】
【００３８】
尚係数Ｋb は図９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１０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。
【００３９】
【数２】
【００４０】
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）。
【００４１】
【数３】
【００４２】
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。
【００４３】
【数４】
【００４４】
【数５】
【００４５】
【数６】
【００４６】
【数７】
【００４７】
【数８】
【００４８】
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。
【００４９】
【数９】
【００５０】
【数１０】
【００５１】
【数１１】
【００５２】
【数１２】
【００５３】
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。
【００５４】
【数１３】
【００５５】
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。
【００５６】
（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。
【００５７】
（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。
【００５８】
【数１４】
【００５９】
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。
【００６０】
【数１５】
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
【数１６】
【００６４】
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
【００６８】
【数１７】
【００６９】
【数１８】
【００７０】
【数１９】
【００７１】
【数２０】
【００７２】
【数２１】
【００７３】
【数２２】
【００７４】
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 を達成する各輪の目標スリップ率Ｓaiを演算することができ、また上記式１のＳi にＳaiを代入することによりタイヤの前後力Ｆtxi として目標スリップ率Ｓaiに対応する各輪の目標制動力Ｆxai を演算することができる。
【００７５】
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第一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。
【００７６】
まずステップ５０に於いては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、ステップ１００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、ステップ１５０に於いては図３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。
【００７７】
ステップ２００に於いては図４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５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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
ステップ５００に於いては図６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と共に、補正後の目標スリップ率Ｓaiに対応する各輪の目標制動力Ｆxai が演算される。
【００８３】
ステップ５５０に於いては当技術分野に於いて周知の要領にて車輪の実スリップ率Ｓi が演算され、車輪の目標スリップ率Ｓ ai と実スリップ率Ｓ i との偏差ΔＳ i が演算されると共に、スリップ率の偏差ΔＳi の絶対値が基準値Ｓdo （正の定数）以上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６００に於いてＫxaを制動力よりホイールシリンダ圧力への変換係数として目標制動力ｆxai に基づき下記の式４２に従って目標制動圧（ホイールシリンダ圧力）Ｐwai が演算され、肯定判別が行われたときにはステップ６５０に於いて例えばスライディングモード制御やＰＩＤ又はＰＤ制御の如く当技術分野に於いて周知の要領にて目標スリップ率Ｓaiに対応する目標制動圧Ｐwai が演算される。
【００８４】
Ｐwai ＝ＫxaＦxai ……（４２）
【００８５】
ステップ７００に於いては車輪のホイールシリンダ圧力Ｐwiが目標ホイールシリンダ圧力Ｐwai になるよう各輪の制動圧が油圧フィードバックにて制御され、しかる後ステップ１５０へ戻る。尚上述のステップ５５０〜７００は各輪ごとに実行される。
【００８６】
図３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。
【００８７】
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４３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。
【００８８】
βr ＝β−Ｌr γ／Ｖ ……（４３）
【００８９】
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。
【００９０】
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。
【００９１】
図４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４４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。
【００９２】
βf ＝−φf ＋β＋Ｌf γ／Ｖ ……（４４）
【００９３】
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４５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。
【００９４】
μ＝（Ｇx2＋Ｇy2）1/2／ｇ ……（４５）
【００９５】
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。
【００９６】
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。
【００９７】
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。
【００９８】
図５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４６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４７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。
【００９９】
γc ＝Ｖφ／（１＋Ｋh Ｖ2）Ｈ ……（４６）
γt ＝γc ／（１＋Ｔｓ） ……（４７）
【０１００】
ステップ２６０に於いては下記の式４８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４９に従って演算されてもよい。
【０１０１】
ＤＶ＝（γt −γ） ……（４８）
ＤＶ＝Ｈ（γt −γ）／Ｖ ……（４９）
【０１０２】
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。
【０１０３】
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５０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。
【０１０４】
Ｍt ＝Ｋm1（β−βt ）＋Ｋm2（βd −βtd） ……（５０）
【０１０５】
ステップ２８０に於いては下記の式５１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。
【０１０６】
Ｆxt＝−Ｋg Ｍass ｇ ……（５１）
【０１０７】
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。
【０１０８】
図６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。
【０１０９】
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。
【０１１０】
かくして図示の第一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。
【０１１１】
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が補正されると共に、目標スリップ率Ｓaiに対応する各輪の目標制動力Ｆxai が演算される。
【０１１２】
更にステップ５５０に於いて車輪の目標スリップ率Ｓ ai と実スリップ率Ｓ i との偏差ΔＳi の絶対値が基準値Ｓdo未満である旨の判別が行われたときにはステップ６００に於いて目標制動力ｆxai に対応する目標制動圧Ｐwai が演算され、スリップ率の偏差ΔＳi の絶対値が基準値Ｓdo以上である旨の判別が行われたときにはステップ６５０に於いて目標スリップ率Ｓaiに対応する目標制動圧Ｐwai が演算され、ステップ７００に於いて各輪の実際の制動圧Ｐi が目標制動圧Ｐwai になるよう制御される。
【０１１３】
従って図示の第一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。
【０１１４】
特に図示の第一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。尚上述の二つの作用効果は後述の他の実施形態に於いても同様に得られる。
【０１１５】
特に図示の第一の実施形態によれば、車輪の目標スリップ率と車輪の実スリップ率との偏差の大きさが基準値未満であるときには、換言すれば車輪が線形領域にあるときには制動圧が目標制動力に基づき制御され、車輪の目標スリップ率と車輪の実スリップ率との偏差の大きさが基準値以上であるときには、換言すれば車輪が非線形領域にあるときには制動圧が目標スリップ率に基づき制御されるので、車輪の状況に応じて高精度に制動制御を実行することができ、また制動圧の制御が目標制動力に基づく制御と目標スリップ率に基づく制御との間に切り換る際に於ける制動圧の段差的変化を防止することができる。
【０１２１】
また一般に、車輪のスリップ角が小さい領域に於いて制動力がタイヤの摩擦円に対し相対的に大きくなると、制動圧と制動力との間の関係が強い非線形になるが、上述の第一の実施形態によれば、かかる強い非線形の状況に於いては確実に制動圧が目標スリップ率に基づき制御されるので、車輪のスリップ角が小さい領域に於いて制動力が高くなる状況に於いても制動力を的確に制御することができる。
【０１２２】
尚上述の第一の実施形態に於いては、それぞれステップ５５０に於ける判別の基準値Ｓdoは正の定数であるが、この基準値は例えばステップ２０５及び１６０に於いて演算される車輪のスリップ角βf 、βrの大きさが大きくなるほど小さい値になるよう、車輪のスリップ角の大きさに応じて可変設定されてもよい。かくして各基準値が車輪のスリップ角に応じて可変設定される場合には、車輪のスリップ角に拘わらず高精度に制動制御を実行することができる。
【０１２９】
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。
【０１３０】
例えば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及びこれに対応する目標制動力Ｆxai が演算されるようになっているが、車輪の目標スリップ率及びこれに対応する目標制動力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。
【０１３１】
特に上述の実施形態に於いては、ステップ２５０に於いて車輌の目標前後力Ｆxa、目標横力Ｆya、目標モーメントＭa を演算するための式３１に於いて挙動制御の目標横力が０に設定されるようになっているが、挙動制御の目標横力ＦytがＫy1及びＫy2をそれぞれ正の定数として目標モーメントＭt と同様下記の式５２に従って演算され、車輌の目標前後力Ｆxa、目標横力Ｆya、目標モーメントＭa が下記の式５３に従って演算されてもよい。
【０１３２】
Ｆyt＝Ｋy1（β−βt ）＋Ｋy2（βd −βtd） ……（５２）
【０１３３】
【数２３】
【０１３４】
【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、車輪の目標スリップ率と車輪の実スリップ率との偏差の大きさが基準値未満であり車輪が線形領域にあるときには目標制動力に基づく制御が行われ、車輪の目標スリップ率と車輪の実スリップ率との偏差の大きさが基準値以上であり車輪が非線形領域にあるときには目標スリップ率に基づく制御が行われるので、車輪の状況に応じて高精度に制動制御を行い、これにより車輌の運動を高精度に制御して車輌の運動を確実に且つ適正に安定化させることができる。
【０１３５】
また請求項２の構成によれば、各輪のスリップ角が推定され、スリップ角に応じて基準値が増減されるので、車輪の状況に応じて更に一層高精度に車輌の運動制御を行うことができる。
【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第一の好ましい実施形態を示す概略構成図である。
【図２】 第一の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４】 図２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５】 図２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６】 図２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７】 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８】 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９】 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１０】 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、車輌の制動制御装置に係り、更に詳細には車輌状態若しくは運転者による制動操作に応じて各輪の制動圧を制御する制動制御装置に係る。
【０００２】
【従来の技術】
自動車等の車輌の制動制御装置の一つとして、本願出願人の出願にかかる特開平７−２５７３３７号公報に記載されている如く、ＡＢＳ（アンチロックブレーキシステム）制御中であれば車輪のスリップ率に基づく制動制御を行ない、ＡＢＳ制御中でなければ制動力に基づく制動制御を行うよう構成された制動制御装置が既に知られている。
【０００３】
一般に、ＡＢＳ制御が実行される領域に於いては、制動力に基づく制動制御の精度が悪いので、上記公開公報に記載された制動制御装置によれば、ＡＢＳ制御中であるか否かに拘わらず制動力に基づき制動制御が行われる場合に比して適切にＡＢＳ制御中に於ける制動制御を行うことができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、スリップ率が高い領域に於いては、制動圧と制動力とが１対１に対応しないので、「制動力に基づく制御」よりも「スリップ率に基づく制御」の方が理論的には精度が高い。またＡＢＳ制御開始前であっても非線形領域であれば「制動力に基づく制御」は精度が悪くなる。更にＡＢＳ制御中か否かという区分けは両制御領域の本質的な境界ではないため「制動力に基づく制御」から「スリップ率に基づく制御」への切換え時に制動圧に段差が生じハンチングを起こす可能性がある。
【０００５】
本発明は、ＡＢＳ制御中であれば車輪のスリップ率に基づく制動制御を行ない、ＡＢＳ制御中でなければ制動力に基づく制動制御を行うよう構成された上述の先の提案にかかる制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、非線形領域であるか否かにより「制動力に基づく制御」と「スリップ率に基づく制御」とを切換えることにより、従来に比して制動制御の精度を向上させて車輌の運動制御を高精度に行うことである。
【０００６】
【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、車輌状態若しくは運転者による制動操作に応じて各輪の目標制動力及び目標スリップ率を演算する手段と、車輪のスリップ率に対する制動力の関係が線形の領域に於いては前記目標制動力に基づき各輪の制動圧を制御し、前記関係が非線形の領域に於いては前記目標スリップ率に基づき各輪の制動圧を制御する制御切換え手段とを有する車輌の制動制御装置に於いて、各輪の実スリップ率を推定する手段を有し、前記制御切換え手段は車輪の目標スリップ率と実スリップ率との偏差の大きさが基準値以上になると当該車輪について前記目標制動力に基づく制御より前記目標スリップ率に基づく制御に切換えることを特徴とする車輌の制動制御装置（請求項１の構成）によって達成される。
【０００９】
一般に、目標制動力に基づく制御が行われている状況に於いて車輪が非線形領域に入ると、目標制動力に基づく制御によっては制動制御を高精度に実行できなくなり、目標スリップ率と実スリップ率との偏差の大きさが大きくなるので、目標スリップ率と実スリップ率との偏差の大きさが大きいか否かにより車輪が非線形領域にあるか否かを判定することができる。
【００１０】
上記請求項１の構成によれば、各輪の実スリップ率が推定され、車輪の目標スリップ率と実スリップ率との偏差の大きさが基準値以上になると制御切換え手段により当該車輪について目標制動力に基づく制御より目標スリップ率に基づく制御に切換えられるので、車輪が線形領域にあるときには目標制動力に基づく制御が行われ、車輪が非線形領域にあるときには目標スリップ率に基づく制御が行われ、これにより車輪の状況に応じて高精度に制動制御が実行される。
【００１５】
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、請求項１の構成に於いて、各輪のスリップ角を推定する手段と、前記スリップ角に応じて前記基準値を増減する手段とを有するよう構成される（請求項２の構成）。
【００１６】
請求項２の構成によれば、各輪のスリップ角が推定され、スリップ角に応じて基準値が増減されるので、車輪の状況に応じて更に一層高精度に制動制御が実行される。
【００１７】
【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、各輪の目標制動力及び目標スリップ率を演算する手段は車輪制御量の微少変化に対する車輌状態量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状態量の目標値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、前記微係数及び前記目標値を用いて収束演算により前記目標値を実現する各輪の目標スリップ率を算出する手段と、前記目標スリップ率に対応する目標制動力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）。
【００１８】
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、車輌状態量は前後力、横力、ヨーモーメントの少なくとも何れかであるよう構成される（好ましい態様２）。
【００１９】
本発明の更に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「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３）。
【００２０】
本発明の更に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４）。
【００２１】
本発明の更に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５）。
【００２２】
本発明の更に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、ヨーモーメントの目標値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６）。
【００２３】
本発明の更に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７）。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下に添付の図を参照しつつ、本発明を幾つかの好ましい実施形態について詳細に説明する。
【００２５】
図１は本発明による車輌の制動制御装置の第一の好ましい実施形態を示す概略構成図である。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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を補正し、また目標スリップ率に対応する各輪の目標制動力Ｆxai を演算する。
【００３３】
更に電気式制御装置３０は、各輪の車輪速度Ｖwiに基づき各輪の実スリップ率Ｓi を演算し、実スリップ率Ｓi が基準値未満であるときには目標制動力Ｆxai に対応する目標ホイールシリンダ圧力Ｐwai を演算し、実スリップ率Ｓaiが基準値以上であるときには目標スリップ率Ｓaiに対応する目標ホイールシリンダ圧力Ｐwai を演算し、各輪のホイールシリンダ圧力Ｐwiが目標ホイールシリンダ圧力Ｐwaiになるようホイールシリンダ圧力をフィードバック制御する。
【００３４】
次にこの実施形態に於ける目標スリップ率Ｓai及び目標制動力Ｆxai を演算するための基本原理について説明する。
【００３５】
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。
【００３６】
図８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。
【００３７】
【数１】
尚係数Ｋb は図９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１０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。
【００３９】
【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）。
【００４１】
【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。
【００４３】
【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。
【００４９】
【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。
【００５４】
【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。
【００５６】
（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。
【００５７】
（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。
【００５８】
【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。
【００６０】
【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。
【００６２】
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。
【００６３】
【数１６】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
【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 を達成する各輪の目標スリップ率Ｓaiを演算することができ、また上記式１のＳi にＳaiを代入することによりタイヤの前後力Ｆtxi として目標スリップ率Ｓaiに対応する各輪の目標制動力Ｆxai を演算することができる。
【００７５】
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第一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。
【００７６】
まずステップ５０に於いては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、ステップ１００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、ステップ１５０に於いては図３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。
【００７７】
ステップ２００に於いては図４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５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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
ステップ５００に於いては図６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と共に、補正後の目標スリップ率Ｓaiに対応する各輪の目標制動力Ｆxai が演算される。
【００８３】
ステップ５５０に於いては当技術分野に於いて周知の要領にて車輪の実スリップ率Ｓi が演算され、車輪の目標スリップ率Ｓ ai と実スリップ率Ｓ i との偏差ΔＳ i が演算されると共に、スリップ率の偏差ΔＳi の絶対値が基準値Ｓdo （正の定数）以上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６００に於いてＫxaを制動力よりホイールシリンダ圧力への変換係数として目標制動力ｆxai に基づき下記の式４２に従って目標制動圧（ホイールシリンダ圧力）Ｐwai が演算され、肯定判別が行われたときにはステップ６５０に於いて例えばスライディングモード制御やＰＩＤ又はＰＤ制御の如く当技術分野に於いて周知の要領にて目標スリップ率Ｓaiに対応する目標制動圧Ｐwai が演算される。
【００８４】
Ｐwai ＝ＫxaＦxai ……（４２）
【００８５】
ステップ７００に於いては車輪のホイールシリンダ圧力Ｐwiが目標ホイールシリンダ圧力Ｐwai になるよう各輪の制動圧が油圧フィードバックにて制御され、しかる後ステップ１５０へ戻る。尚上述のステップ５５０〜７００は各輪ごとに実行される。
【００８６】
図３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。
【００８７】
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４３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。
【００８８】
βr ＝β−Ｌr γ／Ｖ ……（４３）
【００８９】
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。
【００９０】
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。
【００９１】
図４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４４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。
【００９２】
βf ＝−φf ＋β＋Ｌf γ／Ｖ ……（４４）
【００９３】
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４５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。
【００９４】
μ＝（Ｇx2＋Ｇy2）1/2／ｇ ……（４５）
【００９５】
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。
【００９６】
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。
【００９７】
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。
【００９８】
図５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４６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４７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。
【００９９】
γc ＝Ｖφ／（１＋Ｋh Ｖ2）Ｈ ……（４６）
γt ＝γc ／（１＋Ｔｓ） ……（４７）
【０１００】
ステップ２６０に於いては下記の式４８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４９に従って演算されてもよい。
【０１０１】
ＤＶ＝（γt −γ） ……（４８）
ＤＶ＝Ｈ（γt −γ）／Ｖ ……（４９）
【０１０２】
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。
【０１０３】
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５０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。
【０１０４】
Ｍt ＝Ｋm1（β−βt ）＋Ｋm2（βd −βtd） ……（５０）
【０１０５】
ステップ２８０に於いては下記の式５１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。
【０１０６】
Ｆxt＝−Ｋg Ｍass ｇ ……（５１）
【０１０７】
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。
【０１０８】
図６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。
【０１０９】
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。
【０１１０】
かくして図示の第一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。
【０１１１】
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が補正されると共に、目標スリップ率Ｓaiに対応する各輪の目標制動力Ｆxai が演算される。
【０１１２】
更にステップ５５０に於いて車輪の目標スリップ率Ｓ ai と実スリップ率Ｓ i との偏差ΔＳi の絶対値が基準値Ｓdo未満である旨の判別が行われたときにはステップ６００に於いて目標制動力ｆxai に対応する目標制動圧Ｐwai が演算され、スリップ率の偏差ΔＳi の絶対値が基準値Ｓdo以上である旨の判別が行われたときにはステップ６５０に於いて目標スリップ率Ｓaiに対応する目標制動圧Ｐwai が演算され、ステップ７００に於いて各輪の実際の制動圧Ｐi が目標制動圧Ｐwai になるよう制御される。
【０１１３】
従って図示の第一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。
【０１１４】
特に図示の第一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。尚上述の二つの作用効果は後述の他の実施形態に於いても同様に得られる。
【０１１５】
特に図示の第一の実施形態によれば、車輪の目標スリップ率と車輪の実スリップ率との偏差の大きさが基準値未満であるときには、換言すれば車輪が線形領域にあるときには制動圧が目標制動力に基づき制御され、車輪の目標スリップ率と車輪の実スリップ率との偏差の大きさが基準値以上であるときには、換言すれば車輪が非線形領域にあるときには制動圧が目標スリップ率に基づき制御されるので、車輪の状況に応じて高精度に制動制御を実行することができ、また制動圧の制御が目標制動力に基づく制御と目標スリップ率に基づく制御との間に切り換る際に於ける制動圧の段差的変化を防止することができる。
【０１２１】
また一般に、車輪のスリップ角が小さい領域に於いて制動力がタイヤの摩擦円に対し相対的に大きくなると、制動圧と制動力との間の関係が強い非線形になるが、上述の第一の実施形態によれば、かかる強い非線形の状況に於いては確実に制動圧が目標スリップ率に基づき制御されるので、車輪のスリップ角が小さい領域に於いて制動力が高くなる状況に於いても制動力を的確に制御することができる。
【０１２２】
尚上述の第一の実施形態に於いては、それぞれステップ５５０に於ける判別の基準値Ｓdoは正の定数であるが、この基準値は例えばステップ２０５及び１６０に於いて演算される車輪のスリップ角βf 、βrの大きさが大きくなるほど小さい値になるよう、車輪のスリップ角の大きさに応じて可変設定されてもよい。かくして各基準値が車輪のスリップ角に応じて可変設定される場合には、車輪のスリップ角に拘わらず高精度に制動制御を実行することができる。
【０１２９】
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。
【０１３０】
例えば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及びこれに対応する目標制動力Ｆxai が演算されるようになっているが、車輪の目標スリップ率及びこれに対応する目標制動力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。
【０１３１】
特に上述の実施形態に於いては、ステップ２５０に於いて車輌の目標前後力Ｆxa、目標横力Ｆya、目標モーメントＭa を演算するための式３１に於いて挙動制御の目標横力が０に設定されるようになっているが、挙動制御の目標横力ＦytがＫy1及びＫy2をそれぞれ正の定数として目標モーメントＭt と同様下記の式５２に従って演算され、車輌の目標前後力Ｆxa、目標横力Ｆya、目標モーメントＭa が下記の式５３に従って演算されてもよい。
【０１３２】
Ｆyt＝Ｋy1（β−βt ）＋Ｋy2（βd −βtd） ……（５２）
【０１３３】
【数２３】
【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、車輪の目標スリップ率と車輪の実スリップ率との偏差の大きさが基準値未満であり車輪が線形領域にあるときには目標制動力に基づく制御が行われ、車輪の目標スリップ率と車輪の実スリップ率との偏差の大きさが基準値以上であり車輪が非線形領域にあるときには目標スリップ率に基づく制御が行われるので、車輪の状況に応じて高精度に制動制御を行い、これにより車輌の運動を高精度に制御して車輌の運動を確実に且つ適正に安定化させることができる。
【０１３５】
また請求項２の構成によれば、各輪のスリップ角が推定され、スリップ角に応じて基準値が増減されるので、車輪の状況に応じて更に一層高精度に車輌の運動制御を行うことができる。
【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第一の好ましい実施形態を示す概略構成図である。
【図２】 第一の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４】 図２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５】 図２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６】 図２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７】 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８】 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９】 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１０】 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)
- 車輌状態若しくは運転者による制動操作に応じて各輪の目標制動力及び目標スリップ率を演算する手段と、車輪のスリップ率に対する制動力の関係が線形の領域に於いては前記目標制動力に基づき各輪の制動圧を制御し、前記関係が非線形の領域に於いては前記目標スリップ率に基づき各輪の制動圧を制御する制御切換え手段とを有する車輌の制動制御装置に於いて、各輪の実スリップ率を推定する手段を有し、前記制御切換え手段は車輪の目標スリップ率と実スリップ率との偏差の大きさが基準値以上になると当該車輪について前記目標制動力に基づく制御より前記目標スリップ率に基づく制御に切換えることを特徴とする車輌の制動制御装置。
- 各輪のスリップ角を推定する手段と、前記スリップ角に応じて前記基準値を増減する手段とを有することを特徴とする請求項１に記載の車輌の制動制御装置。
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