JP3899589B2 - Vehicle control device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a vehicle control device in which vehicle running stability can be further improved by utilizing gripping force that can be generated by wheels to the utmost. SOLUTION: In a vehicle control device to control longitudinal force and lateral force generated by each wheel on a road surface to achieve a target running condition of a vehicle, a basic value of a friction circle radius (FR-RL friction circle basic value) expressing the maximum value of resultant force that can be generated is set in accordance with wheel load and tire grip performance (S900-S945), and the basic value is corrected by a road surface friction coefficient (estimated μ) and a wheel ground camber angle to determine the friction circle radius finally estimated value of each wheel (FR-RL friction circle estimated value (S950-S975). The lateral force and the longitudinal force of each wheel are adjusted in the range where the resultant force of the real lateral force and longitudinal force of each wheel is within the estimated value. The force that can be generated by the wheel can be thus utilized to the utmost to set the limit of the vehicle high.

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の走行安定性を確保するための車両制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、この種の装置としては、アンチロックブレーキシステム(通称ABS)やトラクションコントロールシステム(通称TRC)が実用化されている。そして、このABSやTRCでは、車両の各車輪の回転速度(車輪速度)を検出する車輪速度センサからの信号に基づき車体の速度(車速)を推定すると共に、その推定した車速と各車輪の回転速度との差から各車輪のスリップ率を求め、スリップ率が所定値を越えると、その車輪(詳しくは、車輪に装着されたタイヤ)のグリップ力が限界になったと判断して、グリップ力が限界領域内へ戻るように、その車輪の前後力を制御している。尚、車輪の前後力とは、車輪が前後方向に発生する力であり、車輪に与える制動力や駆動力によって制御される。
【0003】
また、近年では、いわゆる旋回トレース制御システムのように、車輪速度センサからの信号に基づき推定した車速に加えて、更に、車体に取り付けたヨーレート(ヨー角速度)センサ及び横加速度センサからの信号に基づき、車体のスリップ角(横滑り角度)を求め、そのスリップ角が所定値を越えると、車両全体の横方向の限界に達したと判断して、車両の旋回状態が目標の安定な状態へ戻るように、車輪の前後力を制御するものも実用化されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の装置では、車輪のグリップ力が限界を越えてからでないと制御を行うことができず、例えば車両のスピンやタイヤフルロックといった破綻が起こってから目標の安定な走行状態へ戻そうとするため、車両運転者にとって不安な状態の発生を未然に防止することはできない。
【0005】
これは、従来の装置では、各車輪が発生可能なグリップ力の方向性を含めた余裕度を全く意識していないからである。
本発明は、こうした問題に鑑みなされたものであり、車輪が発生可能なグリップ力を最大限に生かして、車両の走行安定性をより一層向上させることのできる車両制御装置を提供することを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段、及び発明の効果】
まず、本発明に至る前の参考例の車両制御装置について説明する。この参考例の車両制御装置は、車両の各車輪が路面との間で発生可能な力の合力の最大値を摩擦円の半径として設定し、各車輪が路面との間で発生する力の合力が、前記設定した摩擦円の半径で表される力を越えないように、各車輪の発生力の大きさと方向を制御する。
【0007】
尚、摩擦円とは、あるスリップ角を持って転動しているタイヤにおいて、接地面で発生する前後力Fxと横力Fyとの合力の最大値が一定値Fに等しいと仮定したときに、「(Fxの2乗)+(Fyの2乗)=(Fの2乗)」なる式で表される円のことであり、上記一定値Fが摩擦円の半径である。
【0008】
つまり、参考例の車両制御装置では、車輪のグリップ力が限界であると判断するための判断基準値を、2次元的な摩擦円の半径として設定しているため、車輪が特定の方向に発生している力Faを検出すれば、それと異なる他の方向に発生可能な力の最大値Fbmax は、FaとFbmax との合力が摩擦円の半径と等しくなる値として算出することができるようになる。
【0009】
例えば、車輪が実際に発生している前後力を、車体の前後加速度などの運動物理量に基づき求めれば、その前後力に直交して発生可能な横力の最大値を算出することができる。また逆に、車輪が実際に発生している横力を、車体の横加速度やヨーレートなどの運動物理量に基づき求めれば、その横力に直交して発生可能な前後力の最大値を算出することができる。
【0010】
そして、このように車輪が所定方向に発生可能な力の大きさが分かるようになるため、その力の大きさの範囲内で、車輪の実際の発生力を調節することができるようになるのである。
このため、参考例の車両制御装置によれば、従来装置のように、車輪のグリップ力が限界を越えてしまってから制御を行うのではなく、車輪が発生可能なグリップ力を最大限に生かしつつ、車輪のグリップ力の限界を越えない範囲内で車両の走行状態を目標の走行状態とする制御が可能となり、車両全体の限界を非常に高くすることができる。よって、車両の走行安定性をより一層向上させることができる。
【0011】
そこで、請求項1に記載の車両制御装置では、前後左右4つの各車輪が路面との間で発生する前後方向の力(前後力)及び横方向の力(横力)の大きさを夫々変化させるための発生力調節手段を備えており、摩擦円設定手段が、各車輪が路面との間で発生可能な力の車輪毎の合力の最大値を、その各車輪毎の摩擦円の半径として夫々設定する。
【0012】
そして、走行状態検出手段が、車両の走行に伴い発生する車体の運動物理量を検出し、発生力算出手段が、走行状態検出手段により検出された運動物理量から、各車輪が発生している前後力及び横力の大きさを算出する。
そして更に、余裕度算出手段が、各車輪について、摩擦円設定手段により設定された摩擦円の半径と、発生力算出手段により算出された前後力及び横力の大きさとに基づき、各車輪が追加して発生可能な前後力及び横力の余裕度を算出する。
【0013】
また、目標設定手段が、前記運動物理量の目標値を設定する。そして、追加力設定手段が、走行状態検出手段により検出される運動物理量が目標設定手段により設定された目標値となるために、両前輪が追加して発生しなければならない合計の横力であるフロント追加横力と、両後輪が追加して発生しなければならない合計の横力であるリア追加横力と、4輪が追加して発生しなければならない合計の前後力である追加車体前後力とを算出する追加力演算処理を行うと共に、その追加力演算処理で算出した力を各車輪へ配分するための配分処理を行う。
そして更に、配分処理としては、
左前輪と右前輪との横力の余裕度の比率(以下、第1の比率という)と、左後輪と右後輪との横力の余裕度の比率(以下、第2の比率という)と、前記追加力演算処理で算出したフロント追加横力及びリア追加横力の何割を実際に追加できるかを、10割を1として示す横力追加可能割合とを、前記余裕度算出手段により算出された各車輪の横力の余裕度から算出する第1の処理と、
前記横力追加可能割合が1以下ならば、前記追加力演算処理で算出したフロント追加横力及びリア追加横力の各々に前記横力追加可能割合を乗じた各値を、配分対象のフロント追加横力及びリア追加横力とし、前記横力追加可能割合が1より大きければ、前記追加力演算処理で算出したフロント追加横力及び前記リア追加横力の各々を、そのまま配分対象のフロント追加横力及びリア追加横力とする第2の処理と、
前記配分対象のフロント追加横力を、前記第1の比率で左前輪と右前輪とに配分すると共に、前記配分対象のリア追加横力を、前記第2の比率で左後輪と右後輪とに配分する第3の処理と、
前輪と後輪との前後力の余裕度の比率(以下、第3の比率という)と、前記追加力演算処理で算出した追加車体前後力の何割を実際に追加できるかを、10割を1として示す前後力追加可能割合とを、前記余裕度算出手段により算出された各車輪の前後力の余裕度から算出する第4の処理と、
前記前後力追加可能割合が1以下ならば、前記追加力演算処理で算出した追加車体前後力に前記前後力追加可能割合を乗じた値を、配分対象の追加車体前後力とし、前記前後力追加可能割合が1より大きければ、前記追加力演算処理で算出した追加車体前後力を、そのまま配分対象の追加車体前後力とする第5の処理と、
前記配分対象の追加車体前後力の半分を、前記第3の比率で左前輪と左後輪とに配分すると共に、前記配分対象の追加車体前後力の残り半分を、前記第3の比率で右前輪と右後輪とに配分する第6の処理と、を実施する。
【0014】
そして、各車輪が追加力設定手段により配分された力を追加して発生するように、駆動制御手段が発生力調節手段を作動させる。尚、追加とは、正の追加だけではなく、負の追加を含むものである。
つまり、請求項1に記載の車両制御装置では、発生力調節手段により各車輪の発生力の大きさを変化させることが可能な複数の方向(前後方向と横方向)について、各車輪が実際に発生している力の大きさを求め、その求めた力の大きさと、摩擦円設定手段により設定された摩擦円の半径とから、各車輪が追加して発生可能な前後力及び横力の余裕度を求めている。そして、その余裕度の範囲内で、各車輪の前後力及び横力を追加(正の追加或いは負の追加)することにより、車体の運動物理量が目標値となるようにしており、これによって、各車輪が路面との間で発生する力の合力が、摩擦円設定手段により設定された摩擦円の半径で表される力を越えないように、各車輪の発生力の大きさと方向を制御している。
【0015】
このため、前述したように、車輪が発生可能なグリップ力を最大限に生かして車両の走行状態を目標の走行状態とする制御が可能となり、車両の走行安定性をより一層向上させることができる。
尚、目標設定手段は、車両運転者によるステアリングの操作角度や車速などから、車体に発生すべき目標のヨーレートや横加速度を求める共に、運転者によるアクセルペダルやブレーキペダルの操作量などから、車体に発生すべき目標の前後加速度を求め、その求めたヨーレート,横加速度,及び前後加速度を、車体の運動物理量の目標値として設定するように構成することができる。
【0016】
また、人が車両を運転するのではなく、外部からの指令によって車両を自動操縦するような場合には、目標設定手段は、車体に発生すべき目標のヨーレート,横加速度,及び前後加速度などの情報を外部から入力し、その入力した情報を運動物理量の目標値として設定するように構成しても良い。
【0017】
一方、発生力調節手段は、請求項に記載の如く、各車輪に与える制動力及び駆動力と、各車輪の舵角とを調節することにより、各車輪の前後方向の力(前後力)と横方向の力(横力)とを変化させるように構成することができる。そして、このようにすれば、装置構成を簡単にすることができる。
【0018】
次に、請求項に記載の車両制御装置は、前述した請求項1,2に記載の装置に対し、目標補正手段を追加して備えている。そして、この目標補正手段は、目標設定手段により設定された車体の運動物理量の目標値が、摩擦円設定手段により設定された各車輪の摩擦円の半径で表される力によって実現可能であるか否かを、その目標値の運動物理量を車体に発生させるために特定の複数の車輪が発生すべき特定方向の力の合計(以下、必要値という)と、その特定の車輪について摩擦円設定手段により夫々設定された摩擦円の半径で表される力の合計(以下、限界値という)とを大小比較することで判定し、前記限界値が前記必要値よりも大きくなくて前記目標値が実現不能と判定した場合に、前記目標値を、前記限界値の方が前記必要値よりも大きくなる値であって、前記の判定により実現可能と判定される値に補正する。
【0019】
この車両制御装置によれば、目標設定手段により設定された車体の運動物理量の目標値が極端に大きい場合には、その目標値が、各車輪が発生可能な力で実現できる値に補正されるため、車両が急に限界を越えてしまうことが確実に防止できる。
【0020】
特に、目標設定手段が、車両運転者によるステアリングの操作角度や車速などから目標値を設定するように構成されている場合には、運転者が高速走行中にステアリングを急激且つ大きく操作しても、制御に用いられる目標値が補正されて、車両の走行安定性を確実に保つことができるようになる。
【0021】
ここで、請求項に記載のように、上記請求項1〜請求項の車両制御装置において、各車輪に加わっている荷重(垂直荷重)を検出する荷重検出手段を設け、摩擦円設定手段が、荷重検出手段により検出された荷重が大きい場合ほど、前記摩擦円の半径を大きい値に設定するよう構成すれば、より大きな効果を得ることができる。
【0022】
つまり、タイヤが発生可能なグリップ力(発生可能な力の合力の最大値)は、荷重に応じて大きくなるため、車輪に加わっている荷重を検出して、その検出値が大きい場合ほど、摩擦円の半径を大きい値に設定するよう構成すれば、各車輪が発生可能な力の余裕度をより正確に算出することができ、車輪が発生可能なグリップ力をより確実に生かすことができる。
【0023】
また、請求項に記載のように、上記請求項1〜請求項の車両制御装置において、各車輪の対地キャンバ角(即ち、車両前方からみてタイヤ中心と地面に垂直な線とのなす角度)を検出するキャンバ角検出手段を設け、摩擦円設定手段が、キャンバ角検出手段により検出された対地キャンバ角が0度に近い場合ほど、前記摩擦円の半径を大きい値に設定するよう構成しても良い。
【0024】
つまり、タイヤが発生可能なグリップ力は、対地キャンバ角が0度の場合に最大であり、対地キャンバ角が0度から離れるほど小さくなるため、各車輪の実際の対地キャンバ角を検出して、その値が0度に近いほど、摩擦円の半径を大きい値に設定するよう構成しても、各車輪が発生可能な力の余裕度をより正確に算出することができ、車輪が発生可能なグリップ力をより確実に生かすことができる。
【0025】
そして更に、車輪の対地キャンバ角に応じて摩擦円の半径を設定するよう構成した場合には、請求項に記載のように、キャンバ角制御手段を追加して設け、このキャンバ角制御手段が、余裕度算出手段により算出された余裕度が無い車輪を特定し、その特定した車輪の対地キャンバ角を0度へ近づけるように調整するよう構成すれば、一層大きな効果を得ることができる。
【0026】
即ち、もはや追加して力を発生することができないとみなされる車輪の対地キャンバ角が調整されることで、その車輪が発生可能なグリップ力が実際に大きくなると共に、その車輪に対して設定される制御上の摩擦円半径も大きくなるため、車輪に装着されたタイヤの性能を最大限に生かすことができるのである。
【0027】
一方、摩擦円設定手段は、車輪の荷重や対地キャンバ角だけでなく、請求項及び請求項に記載の如く、走行路面の摩擦係数や車輪に装着されたタイヤのグリップ性能レベルに応じて、摩擦円の半径を設定するように構成することもできる。
【0028】
即ち、請求項に記載の車両制御装置では、上記請求項1〜請求項の装置において、車両の走行路面の摩擦係数を検出する摩擦係数検出手段を備えており、摩擦円設定手段は、摩擦係数検出手段により検出された摩擦係数が大きい場合ほど、前記摩擦円の半径を大きい値に設定する。また、請求項に記載の車両制御装置では、上記請求項1〜請求項の装置において、各車輪に装着されたタイヤのグリップ性能レベルを検出するタイヤ判定手段を備えており、摩擦円設定手段は、タイヤ判定手段によりタイヤのグリップ性能レベルが高いと判定されている場合ほど、前記摩擦円の半径を大きい値に設定する。
【0029】
そして、このように走行路面の摩擦係数やタイヤのグリップ性能レベルに応じて、摩擦円の半径を設定するよう構成しても、各車輪が発生可能な力の余裕度をより正確に算出することができ、車輪が発生可能なグリップ力をより確実に生かすことができる。
【0030】
もちろん、各車輪に加わっている荷重と、各車輪の対地キャンバ角と、走行路面の摩擦係数と、タイヤのグリップ性能レベルとを、全て或いはそのうちの2つ以上を検出して、摩擦円の半径を設定するように構成すれば、各車輪の摩擦円半径をより正確に設定して制御精度を一層向上させることができる
一方、例えば、走行状態検出手段は、運動物理量としてヨーレートを検出し、目標設定手段は、そのヨーレートの目標値を設定するように構成することができる。また、例えば、走行状態検出手段は、運動物理量として横加速度を検出し、目標設定手段は、その横加速度の目標値を設定するように構成することができる。
【0031】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。尚、本発明の実施形態は、下記のものに何ら限定されることなく、本発明の技術的範囲に属する限り、種々の形態を採り得ることは言うまでもない。また、以下の説明において、車輪の前後力(前後方向の力)や横力(横方向の力)など、車輪が発生する力に関しては、その車輪に装着されたタイヤが発生する力のことを指している。
【0032】
まず図1は、本発明が適用された実施形態の車両の制御系全体の構成を表す概略構成図であり、(A)はセンサ類の系統を示し、(B)はアクチュエータ類の系統を示している。
図1(A)に示すように、車両の各車輪(右前輪2FR,左前輪2FL,右後輪2RR,左後輪2RL)には、車輪の回転速度(以下、車輪速度という)を検出するための車輪速センサ4FR,4FL,4RR,4RLと、サスペンションのストローク変化に伴い変動する車輪中心から車体までの垂直距離(以下、ハイトという)を検出するためのハイトセンサ5FR,5FL,5RR,5RLとが、夫々設けられている。
【0033】
尚、本実施形態に関する説明において、「FR」,「FL」,「RR」,「RL」なるアルファベットは、夫々、右前輪2FR,左前輪2FL,右後輪2RR,左後輪2RLに対応するものであることを示している。
更に、当該車両には、車体の横加速度(以下、横Gという)を検出するための横Gセンサ6と、車体のヨーレートを検出するためのヨーレートセンサ8と、車体の前後加速度(以下、前後Gという)を検出するための前後Gセンサ10と、運転者により操作されるステアリングの操作角度(以下、ステアリング角度という)を検出するためのステアリング角度センサ12と、運転者によりフットブレーキが踏まれた時にオン状態となるブレーキスイッチ13と、運転者による上記フットブレーキの踏込み力(以下、ブレーキ踏力という)を検出するためのブレーキ踏力センサ16と、運転者によるアクセルペダルの踏込み量に応じてエンジンの吸入空気量を調節するスロットル弁の開度(以下、アクセル開度という)を検出するためのアクセル開度センサ18とが設けられている。
【0034】
そして、上記各センサやスイッチからの信号は、電子制御装置(以下、ECUという)20に入力されている。
一方、図1(B)に示すように、各車輪2FR,2FL,2RR,2RLには、車輪のトー角を調節するためのトーコントロールアクチュエータ22FR,22FL,22RR,22RLと、車輪のキャンバ角を調節するためのキャンバコントロールアクチュエータ24FR,24FL,24RR,24RLとが、夫々設けられている。
【0035】
更に、当該車両には、各車輪2FR,2FL,2RR,2RLのブレーキ装置26FR,26FL,26RR,26RLに与えるブレーキ油圧を調節するためのブレーキコントロールアクチュエータ28と、アクセル開度(スロットル弁の開度)を調節してエンジン出力を増減させるためのアクセルコントロールアクチュエータ30とが設けられている。
【0036】
また、本実施形態の車両は、全ての車輪2FR,2FL,2RR,2RLが駆動輪となる4輪駆動車であり、特に図示はしていないが、エンジンから変速機を介して出力されるトルクは、センタ・ディファレンシャルギアによって、前輪用の駆動軸と後輪用の駆動軸とに配分され、更に、前輪用の駆動軸のトルクが、フロント・ディファレンシャルギアによって前輪2FR,2FLの各々に配分され、後輪用の駆動軸のトルクが、リア・ディファレンシャルギアによって後輪2RR,2RLの各々に配分されるようになっている。
【0037】
そして、当該車両には、図1(B)に示すように、上記センタ・ディファレンシャルギアにより前輪用の駆動軸と後輪用の駆動軸とに配分されるトルクの割合を調節するためのセンタデフコントロールアクチュエータ32Cと、上記フロント・ディファレンシャルギアにより前輪2FR,2FLの各々に配分されるトルクの割合を調節するためのフロントデフコントロールアクチュエータ32Fと、上記リア・ディファレンシャルギアにより後輪2RR,2RLの各々に配分されるトルクの割合を調節するためのリアデフコントロールアクチュエータ32Rと、が設けられている。
【0038】
このような本実施形態の車両においては、ECU20が、図2に示す各処理を定期的(例えば8ms毎)に順次実行することにより、上記各センサやスイッチからの信号に基づき、車両の実際の走行状態を検出すると共に、理想的な目標の走行状態を定め、実際の走行状態が目標走行状態となるように、上記各アクチュエータを制御して各車輪2FR,2FL,2RR,2RLが路面との間で発生する力を変化させる。
【0039】
そして特に、ECU20は、各車輪2FR,2FL,2RR,2RLが発生可能な力の合力の最大値を摩擦円(タイヤの前後力と横力との合力の最大値を半径とした円)の半径として求め、各車輪のグリップ力が限界を越えない範囲内で目標走行状態を達成できるように、各車輪2FR,2FL,2RR,2RLの発生力の追加・減少の方向と量を最適に配分している。
【0040】
そこで以下、ECU20で実行される処理について、図面を用いて具体的に説明する。
まず図2は、ECU20で実行される処理全体を表すフローチャートである。尚、以下に説明する処理で用いられる「定数K1〜K3」,「FR静止荷重、FL静止荷重、RR静止荷重、RL静止荷重」,「車重(車両重量)」,「モーメント定数」,「重心リアタイヤ間距離」,「重心フロントタイヤ間距離」,「ホイルベース」,「フロントトレッド」,「リアトレッド」,及び「ギア比」は、当該車両の諸元に基づく定数であり、それらはECU20内の図示されないROMに予めデータとして記憶されている。
【0041】
一方、ECU20は、図示しない検出処理を定期的に実行することにより、横Gセンサ6,ヨーレートセンサ8,前後Gセンサ10,ステアリング角度センサ12,ブレーキ踏力センサ16,及びアクセル開度センサ18からの各信号に基づき、車体の横G,ヨーレート,前後G,ステアリング角度,ブレーキ踏力,及びアクセル開度を夫々検出すると共に、各ハイトセンサ5FR,5FL,5RR,5RLからの信号に基づき、各車輪2FR,2FL,2RR,2RLにおけるハイト(各車輪の中心から車体までの垂直距離)を検出している。更に、ECU20は、当該検出処理を実行することにより、各車輪速センサ4FR,4FL,4RR,4RLからの信号に基づき検出される車輪速度を平均化するなどして、車速を検出している。そして、この検出処理で検出された横Gやヨーレートなどが、図2の各処理で用いられる。
【0042】
また、以下に説明する処理において、車体の前後Gと車輪の前後力については、減速方向を正、加速方向を負としており、車体の横G及びヨーレートと車輪の横力については、右方向を正、左方向を負としている。そして、ステアリング角度は、中心位置から右周りの角度を正、中心位置から左周りの角度を負としている。
【0043】
図2に示すように、ECU20は、まず最初のステップ(以下、単に「S」と記す)10にて、各車輪2FR,2FL,2RR,2RLに現在加わっている荷重を算出するための4輪荷重演算処理を実行する。
そして、図3に示すように、ECU20が4輪荷重演算処理の実行を開始すると、まずS100にて、前後Gセンサ10からの信号に基づき検出された車体の前後Gを入力し、続くS110にて、上記入力した前後Gに定数K1を乗じることにより、前後輪間の荷重の変動量である荷重変動量1(=前後G×定数K1)を算出する。
【0044】
次にS120にて、横Gセンサ6からの信号に基づき検出された車体の横Gを入力し、続くS130にて、上記入力した横Gに定数K2を乗じることにより、左右前輪間の荷重の変動量である荷重変動量2F(=横G×定数K2)を算出し、更に続くS140にて、上記入力した横Gに定数K3を乗じることにより、左右後輪間の荷重の変動量である荷重変動量2R(=横G×定数K3)を算出する。
【0045】
尚、上記定数K1〜K3は、単位加速度当りの荷重変動量を表すものであり、サスペンションのバネレートや車重に応じて設定されている。
そして次に、S150〜S180の各々にて、下記の式1〜式4に基づき、右前輪2FRの荷重であるFR輪荷重と、左前輪2FLの荷重であるFL輪荷重と、右後輪2RRの荷重であるRR輪荷重と、左後輪2RLの荷重であるRL輪荷重とを、夫々算出する。尚、式1〜式4における「FR静止荷重」,「FL静止荷重」,「RR静止荷重」,「RL静止荷重」は、車両が水平に静止している時に各車輪2FR,2FL,2RR,2RLに加わる荷重であり、車両の重量バランスなどに応じて設定されている。
【0046】
【数1】
FR輪荷重=FR静止荷重+荷重変動量1+荷重変動量2F …式1
【0047】
【数2】
FL輪荷重=FL静止荷重+荷重変動量1−荷重変動量2F …式2
【0048】
【数3】
RR輪荷重=RR静止荷重−荷重変動量1+荷重変動量2R …式3
【0049】
【数4】
RL輪荷重=RL静止荷重−荷重変動量1−荷重変動量2R …式4
そして、ECU20は、上記S150〜S180でFR輪荷重〜RL輪荷重(即ち、各車輪2FR,2FL,2RR,2RLに現在加わっている荷重)を算出すると、当該4輪荷重演算処理を終了して、次に図2のS15へ進み、このS15にて、図4に示す横力演算処理を実行する。
【0050】
この横力演算処理は、車両全体の合計横力である車体横力と、両前輪2FR,2FLの合計横力であるフロント横力と、両後輪2RR,2RLの合計横力であるリア横力とを算出するための処理である。
図4に示すように、ECU20が横力演算処理の実行を開始すると、まずS200にて、車体の横Gを入力し、続くS210にて、上記入力した横Gに車重を乗じることにより、車体横力(=横G×車重)を算出する。
【0051】
そして、続くS220にて、ヨーレートセンサ8からの信号に基づき検出された車体のヨーレートを入力し、次のS230にて、上記入力したヨーレートを微分することにより、車体のヨー角加速度を算出する。そして更に、続くS240にて、S230で算出したヨー角加速度に予め記憶されたモーメント定数を乗じることにより、車体のヨーモーメント(=ヨー角加速度×モーメント定数)を算出する。
【0052】
このようにして車体横力とヨーモーメントを算出すると、続くS250にて、下記の式5,式6に基づき、両前輪2FR,2FLの合計横力であるフロント横力と、両後輪2RR,2RLの合計横力であるリア横力とを算出する。
尚、以下の式において「/」は除算を示している。また、「重心フロントタイヤ間距離」は、車両の重心と前輪2FR,2FLの車軸中心との水平距離であり、「重心リアタイヤ間距離」は、車両の重心と後輪2RR,2RLの車軸中心との水平距離である。
【0053】
【数5】
フロント横力=(車体横力×重心リアタイヤ間距離+ヨーモーメント)/ホイルベース …式5
【0054】
【数6】
リア横力=(車体横力×重心フロントタイヤ間距離−ヨーモーメント)/ホイルベース …式6
そして、ECU20は、上記S250でフロント横力とリア横力を算出すると、当該横力演算処理を終了して、次に図2のS20へ進み、このS20にて、図5に示す前後力演算処理を実行する。
【0055】
この前後力演算処理は、車両全体の合計前後力である車体前後力と、両前輪2FR,2FLの合計の前後力であるフロント前後力と、両後輪2RR,2RLの合計の前後力であるリア前後力とを算出するための処理である。
図5に示すように、ECU20が前後力演算処理の実行を開始すると、まずS300にて、ブレーキスイッチ13が現在オンしているか否かを判定する。そして、ブレーキスイッチ13がオンしていると判定した場合には、S310に進んで、ROMから「フットブレーキ時の前後G対前後力マップ」を読み込む。また、上記S300にてブレーキスイッチ13がオンしていないと判定した場合には、S320に移行して、ROMから「非フットブレーキ時の前後G対前後力マップ」を読み込む。
【0056】
ここで、S310で読み込む「フットブレーキ時の前後G対前後力マップ」は、運転者によりフットブレーキが踏まれている時の、前後Gに対するフロント前後力(両前輪2FR,2FLの合計の前後力)と、同じく前後Gに対するリア前後力(両後輪2RR,2RLの合計の前後力)とを、夫々記憶したデータマップである。そして、前後Gに対するフロント前後力は、図6の左上欄に示すように記憶されており、前後Gに対するリア前後力は、図6の左下欄に示すように記憶されている。
【0057】
尚、図6の左上欄及び左下欄に示すように、この「フットブレーキ時の前後G対前後力マップ」では、前後Gが正(減速方向)の場合には、リア前後力よりもフロント前後力の方が大きくなるように設定されている。これは、ブレーキ系統に設けられた比例バルブなどの特性が、フットブレーキを同じ力で踏んだ場合に後輪2RR,2RLの制動力よりも前輪2FR,2FLの制動力の方が大きくなるよう(例えば7:3)に設定されているからである。また、本実施形態の車両は4輪駆動車であるため、前後Gが負(加速方向)の場合には、フロント前後力とリア前後力が両方共に負(加速方向)となるように設定されている。そして、同じ前後Gに対応するフロント前後力とリア前後力との比率は、センタデフコントロールアクチュエータ32Cにより調節されるセンタ・ディファレンシャルギアの現在のトルク配分に応じて設定されている。
【0058】
一方、S320で読み込む「非フットブレーキ時の前後G対前後力マップ」は、運転者によりフットブレーキが踏まれていない時の、前後Gに対するフロント前後力と、同じく前後Gに対するリア前後力とを、夫々記憶したデータマップである。そして、前後Gに対するフロント前後力は、図6の右上欄に示すように記憶されており、前後Gに対するリア前後力は、図6の右下欄に示すように記憶されている。
【0059】
尚、本実施形態の車両は4輪駆動車であるため、前輪2FR,2FLと後輪2RR,2RLの両方にエンジンブレーキがかかる。このため、図6の右上欄及び右下欄に示すように「非フットブレーキ時の前後G対前後力マップ」では、前後Gの正負(減速・加速)に拘らず、フロント前後力とリア前後力との両方が前後Gに応じて変化するように設定されている。そして、同じ前後Gに対応するフロント前後力とリア前後力との比率は、センタディファレンシャルギアの現在のトルク配分に応じて設定されている。
【0060】
次に、上記S310及びS320のうちの何れかを実行した後、S330に移行して、車体の現在の前後Gを入力する。そして、続くS340にて、上記入力した前後Gに対応するフロント前後力とリア前後力を、S310,S320の何れかで読み込んだデータマップ(「フットブレーキ時の前後G対前後力マップ」或いは「非フットブレーキ時の前後G対前後力マップ」)に基づき、補間演算などにより算出する。そして更に、続くS350にて、上記S330で入力した現在の前後Gに車重を乗じることにより、車両全体の合計前後力である車体前後力(=前後G×車重)を算出する。
【0061】
そして、ECU20は、上記S350で車体前後力を算出すると、当該前後力演算処理を終了して、次に図2のS25へ進み、このS25にて、図7及び図8に示す路面μ推定演算処理を実行する。尚、図7は路面μ推定演算処理の前半部を表しており、図8はその後半部を表している。
【0062】
この路面μ推定演算処理は、当該車両が現在走行している路面の摩擦係数を推定するための処理である。
図7に示すように、ECU20が路面μ推定演算処理の実行を開始すると、まずS400にて、ステアリング角度センサ12からの信号に基づき検出されたステアリング角度を入力し、続くS405にて、車輪速センサ4FR,4FL,4RR,4RLからの信号に基づき検出された車速を入力する。
【0063】
そして、続くS410にて、下記の式7に基づき、目標ヨーレートを算出し、更に続くS415にて、目標ヨーレートにS405で入力した車速を乗じることにより、目標横G(=目標ヨーレート×車速)を算出する。
尚、目標ヨーレートと目標横Gは、夫々、実際のステアリング角度及び車速から考えられる車体の理想的なヨーレートと横Gである。また、下記の式7を始めとする後述の式において、「ギア比」は、当該車両のステアリングボックスのギア比であり、このため「ステアリング角度/ギア比」は、ステアリングの操作によって生じる前輪2FR,2FLの舵角(トー角)を示す。また更に、「目標スタビリティファクタ」は、算出される目標ヨーレートが、車両の挙動として運転者に違和感を感じさせない値となるように設定された定数である。
【0064】
【数7】
目標ヨーレート=(ステアリング角度/ギア比×車速/ホイルベース)/(1+目標スタビリティファクタ×車速×車速) …式7
このようにして目標ヨーレートと目標横Gを算出すると、続くS420にて、実際のヨーレートを入力し、更に続くS425にて、上記入力した実際のヨーレートと上記算出した目標ヨーレートとの差であるヨーレート誤差を算出する。
【0065】
このヨーレート誤差は、目標ヨーレートが正(右周り)の場合には、図7に示されている通り下記の式8に示す如く、実際のヨーレートから目標ヨーレートを減じることにより算出されるが、目標ヨーレートが負(左周り)の場合には、下記の式9に示すように、実際のヨーレートから目標ヨーレートを減じた値に、更に「−1」を乗じて算出される。つまり、ヨーレート誤差は、車両の旋回方向に拘らず、その値が正であれば、実際のヨーレートが目標ヨーレートに対して大き過ぎ、逆に、その値が負であれば、実際のヨーレートが目標ヨーレートに対して小さ過ぎることを示す。
【0066】
【数8】
ヨーレート誤差=ヨーレート−目標ヨーレート …式8
【0067】
【数9】
ヨーレート誤差=−(ヨーレート−目標ヨーレート) …式9
このようにしてヨーレート誤差を算出すると、次にS430へ進み、上記算出したヨーレート誤差が正の値に設定された所定値K4(>0)よりも大きいか否かを判定する。そして、ヨーレート誤差が所定値K4よりも大きい場合には、S435に進んで、実際のヨーレートが過大であるか否かを示すヨーレート過大フラグに、過大であることを示す「1」をセットする。また逆に、ヨーレート誤差が所定値K4よりも大きくない場合には、S440に移行して、ヨーレート過大フラグに「0」をセットする。
【0068】
そして、上記S435或いはS440にてヨーレート過大フラグに「1」か「0」をセットすると、次にS445へ進み、今度はヨーレート誤差が負の値に設定された所定値K5(<0)よりも小さいか否かを判定する。そして、ヨーレート誤差が所定値K5よりも小さい場合には、S450に進んで、実際のヨーレートが過小であるか否かを示すヨーレート過小フラグに、過小であることを示す「1」をセットする。また逆に、ヨーレート誤差が所定値K5よりも小さくない場合には、S455に移行して、ヨーレート過小フラグに「0」をセットする。
【0069】
このように上記S450或いはS455にてヨーレート過小フラグに「1」か「0」をセットすると、次にS460へ進む。そして、車体の横Gを入力して、その入力した実際の横Gと上記S415で算出した目標横Gとの差である横G誤差を算出する。
【0070】
この横G誤差は、目標横Gが正(右方向)の場合には、図7に示されている通り下記の式10に示す如く、実際の横Gから目標横Gを減じることにより算出されるが、目標横Gが負(左方向)の場合には、下記の式11に示すように、実際の横Gから目標横Gを減じた値に、更に「−1」を乗じて算出される。つまり、横G誤差は、ヨーレート誤差と同様に、車両の旋回方向に拘らず、その値が正であれば、実際の横Gが目標横Gに対して大き過ぎ、逆に、その値が負であれば、実際の横Gが目標横Gに対して小さ過ぎることを示す。
【0071】
【数10】
横G誤差=横G−目標横G …式10
【0072】
【数11】
横G誤差=−(横G−目標横G) …式11
このようにして横G誤差を算出すると、次にS465へ進み、上記算出した横G誤差が正の値に設定された所定値K6(>0)よりも大きいか否かを判定する。そして、横G誤差が所定値K6よりも大きい場合には、S470に進んで、実際の横Gが過大であるか否かを示す横G過大フラグに、過大であることを示す「1」をセットする。また逆に、横G誤差が所定値K6よりも大きくない場合には、S475に移行して、横G過大フラグに「0」をセットする。
【0073】
そして、上記S470或いはS475にて横G過大フラグに「1」か「0」をセットすると、次にS480へ進み、今度は横G誤差が負の値に設定された所定値K7(<0)よりも小さいか否かを判定する。そして、横G誤差が所定値K7よりも小さい場合には、S485に進んで、実際の横Gが過小であるか否かを示す横G過小フラグに、過小であることを示す「1」をセットする。また逆に、横G誤差が所定値K7よりも小さくない場合には、S490に移行して、横G過小フラグに「0」をセットする。
【0074】
このように上記S485或いはS490にて横G過小フラグに「1」か「0」をセットすると、次に図8に示すS495へ進んで、ヨーレート過小フラグが「1」であるか否かを判定し、「1」であれば、続くS500にて、横G過大フラグが「1」であるか否かを判定する。そして、横G過大フラグが「1」でなければ、即ち、ヨーレート過小フラグが「1」で且つ横G過大フラグが「0」の場合には、車両がアンダステアの状態であり、前輪2FR,2FLのタイヤのグリップ力が限界であると判定して、S505へ進み、前輪限界判定フラグに、前輪2FR,2FLのタイヤのグリップ力が限界であることを示す「1」をセットする。
【0075】
一方、S495にてヨーレート過小フラグが「1」ではないと判定した場合、或いは、S500にて横G過大フラグが「1」であると判定した場合には、S510に移行して、前輪限界判定フラグに「0」をセットする。
そして、上記S505或いはS510にて前輪限界フラグに「1」か「0」をセットすると、次にS515へ進み、ヨーレート過大フラグが「1」であるか否かを判定する。そして、ヨーレート過大フラグが「1」であれば、車両がオーバステアの状態であり、後輪2RR,2RLのタイヤのグリップ力が限界であると判定して、S520へ進み、後輪限界判定フラグに、後輪2RR,2RLのタイヤのグリップ力が限界であることを示す「1」をセットする。
【0076】
一方、上記S515にてヨーレート過大フラグが「1」ではないと判定した場合には、S525に移行して、後輪限界判定フラグに「0」をセットする。
このように上記S520或いはS525にて後輪限界フラグに「1」か「0」をセットすると、S530へ進み、前輪限界フラグが「1」であるか否かを判定する。
【0077】
そして、前輪限界フラグが「1」であれば、S535に進み、前後力演算処理(図5)のS340で算出したフロント前後力と、横力演算処理(図4)のS250で算出したフロント横力とから、下記の式12に基づき、両前輪2FR,2FLのタイヤの合計のグリップ力であるフロントグリップ力を算出する。つまり、フロントグリップ力を、フロント前後力とフロント横力との合力として算出する。
【0078】
【数12】

Figure 0003899589
【0079】
そして、続くS540にて、上記S535で算出したフロントグリップ力と、4輪荷重演算処理(図3)のS150,S160で算出したFR輪荷重及びFL輪荷重とから、下記の式13に基づき、当該車両が現在走行している路面の摩擦係数の推定値である推定μを算出する。
【0080】
【数13】
推定μ=フロントグリップ力/(FR輪荷重+FL輪荷重) …式13
つまり、S540では、両前輪2FR,2FLのタイヤが発生しているグリップ力(フロントグリップ力)を、両前輪2FR,2FLに加わっている荷重(FR輪荷重+FL輪荷重)で割ることにより、路面の摩擦係数(推定μ)を算出する。
【0081】
そして、このようにS540で推定μを算出するか、或いは、上記S530にて前輪限界フラグが「1」ではないと判定した場合には、次にS545へ進む。このS545では、後輪限界フラグが「1」であるか否かを判定し、後輪限界フラグが「1」であれば、次のS550に進んで、前後力演算処理(図5)のS340で算出したリア前後力と、横力演算処理(図4)のS250で算出したリア横力とから、下記の式14に基づき、両後輪2RR,2RLのタイヤの合計のグリップ力であるリアグリップ力を算出する。つまり、リアグリップ力も、フロントグリップ力と同様に、リア前後力とリア横力との合力として算出する。
【0082】
【数14】
Figure 0003899589
【0083】
そして、続くS555にて、上記S550で算出したリアグリップ力と、4輪荷重演算処理(図3)のS170,S180で算出したRR輪荷重及びRL輪荷重とから、下記の式15に基づき、推定μを算出する。
【0084】
【数15】
推定μ=リアグリップ力/(RR輪荷重+RL輪荷重) …式15
つまり、S555では、前述したS540及び式13の場合と同様に、両後輪2RR,2RLのタイヤが発生しているグリップ力(リアグリップ力)を、両後輪2RR,2RLに加わっている荷重(RR輪荷重+RL輪荷重)で割ることにより、路面の摩擦係数(推定μ)を算出する。そして、その後、当該路面μ推定演算処理を終了する。
【0085】
一方、上記S545にて後輪限界フラグが「1」ではないと判定した場合には、推定μを算出するためのS550,S555の処理を行うことなく、そのまま当該路面μ推定演算処理を終了する。
このように路面μ推定演算処理では、タイヤのグリップ力が限界であると判定した車輪について、そのタイヤのグリップ力を、そのタイヤに加わっている荷重で割ることにより、路面の摩擦係数(推定μ)を算出するようにしている(S530〜S555)。即ち、タイヤが限界に達している時に発生しているグリップ力を、路面との間の動摩擦力とみなし、その時のグリップ力と荷重との比から、走行路面の摩擦係数を算出している。
【0086】
そして、ECU20は、この路面μ推定演算処理を終了すると、次に図2のS30へ進み、このS30にて、各車輪2FR,2FL,2RR,2RLのスリップ角(横滑り角度)を算出するための図9に示す4輪横滑り角度演算処理を実行する。
図9に示すように、ECU20が4輪横滑り角度演算処理の実行を開始すると、まずS600,S610にて、車両のヨーレートと横Gを入力する。そして、続くS620にて、車輪速センサ4FR,4FL,4RR,4RLからの信号に基づき検出された車速を入力し、更に続くS630にて、ステアリング角度センサ12からの信号に基づき検出されたステアリング角度を入力する。
【0087】
そして、続くS640にて、下記の式16に基づき、車体横滑り角速度を算出する。
【0088】
【数16】
車体横滑り角速度=−横G/車速+ヨーレート …式16
このようにして車体横滑り角速度を算出すると、次のS650にて、上記算出した車体横滑り角速度を積分することにより、車体の向きと車体の進行方向とのなす角度である車体横滑り角度を算出する。
【0089】
そして、続くS660にて、下記の式17〜式20に基づき、右前輪2FRのスリップ角であるFR横滑り角度と、左前輪2FLのスリップ角であるFL横滑り角度と、右後輪2RRのスリップ角であるRR横滑り角度と、左後輪2RLのスリップ角であるRL横滑り角度とを、夫々算出する。
【0090】
尚、式17〜式20における「FRトー可変角」,「FLトー可変角」,「RRトー可変角」,「RLトー可変角」は、夫々、トーコントロールアクチュエータ22FR,22FL,22RR,22RLにより調節された各車輪2FR,2FL,2RR,2RLのトー角である。
【0091】
【数17】
FR横滑り角度=車体横滑り角度−ヨーレート×重心フロントタイヤ間距離/車速+ステアリング角度/ギア比+FRトー可変角 …式17
【0092】
【数18】
FL横滑り角度=車体横滑り角度−ヨーレート×重心フロントタイヤ間距離/車速+ステアリング角度/ギア比+FLトー可変角 …式18
【0093】
【数19】
RR横滑り角度=車体横滑り角度+ヨーレート×重心リアタイヤ間距離/車速+RRトー可変角 …式19
【0094】
【数20】
RL横滑り角度=車体横滑り角度+ヨーレート×重心リアタイヤ間距離/車速+RLトー可変角 …式20
そして、ECU20は、上記S660で各車輪2FR,2FL,2RR,2RLのスリップ角(横滑り角度)を算出すると、当該4輪横滑り角度演算処理を終了して、次に図2のS35へ進み、このS35にて、タイヤのグリップ性能レベルを判定するための図10に示すタイヤ種類判定演算処理を実行する。
【0095】
図10に示すように、ECU20がタイヤ種類判定演算処理の実行を開始すると、まずS700にて、4輪横滑り角度演算処理(図9)のS660で算出した各車輪2FR,2FL,2RR,2RLのスリップ角から、下記の式21,式22に基づき、前輪2FR,2FLの平均のスリップ角であるフロント横滑り角度と、後輪2RR,2RLの平均のスリップ角であるリア横滑り角度とを算出する。
【0096】
【数21】
フロント横滑り角度=(FR横滑り角度+FL横滑り角度)/2 …式21
【0097】
【数22】
リア横滑り角度=(RR横滑り角度+RL横滑り角度)/2 …式22
そして、続くS710にて、横力演算処理(図4)のS250で算出したフロント横力と、上記S700で算出したフロント横滑り角度とから、下記の式23に基づき、各前輪2FR,2FLのコーナリングパワーであるフロントコーナリングパワーを算出する。
【0098】
【数23】
フロントコーナリングパワー=フロント横力/2/フロント横滑り角度 …式23
また同様に、S720にて、横力演算処理(図4)のS250で算出したリア横力と、上記S700で算出したリア横滑り角度とから、下記の式24に基づき、各後輪2RR,2RLのコーナリングパワーであるリアコーナリングパワーを算出する。
【0099】
【数24】
リアコーナリングパワー=リア横力/2/リア横滑り角度 …式24
尚、本実施形態では、式23,式24からも分かるように、フロント横力とリア横力を夫々「2」で割ることにより、各前輪2FR,2FLの横力と各後輪2RR,2RLの横力を求め、その各横力をコーナリングフォースと近似してコーナリングパワーを求めている。
【0100】
そして、続くS730にて、上記S700で算出したフロント横滑り角度が所定値S1よりも小さいか否かを判定し、所定値S1よりも小さいと判定した場合には、S740に進む。そして、このS740にて、上記S710で算出したフロントコーナリングパワーが予め設定された設定値CP1よりも小さいか否かを判定し、フロントコーナリングパワーが設定値CP1よりも小さいと判定した場合には、S750に進んで、前輪2FR,2FLに装着されたタイヤが低グリップタイヤであるか否かを示すフロント低グリップタイヤフラグに、低グリップタイヤ(つまり、グリップ性能が低いタイヤ)であることを示す「1」をセットする。また逆に、上記S740にて、フロントコーナリングパワーが設定値CP1よりも小さくないと判定した場合には、S760に移行して、フロント低グリップタイヤフラグに、低グリップタイヤではないこと(換言すれば、グリップ性能が高い高グリップタイヤであること)を示す「0」をセットする。
【0101】
尚、S730の判定で用いる所定値S1は、当該車両に装着される標準的なタイヤにおいてコーナリングフォースとスリップ角とがほぼ比例する領域(タイヤのグリップ力が限界でない領域)内の、所定のスリップ角の値に設定されており、このことは、後述するS770の判定で用いる所定値S2についても同様である。
【0102】
そして、上記S750及びS760のうちの何れかを実行して、フロント低グリップタイヤフラグに値をセットすると、S770に進む。また、上記S730にて、フロント横滑り角度が所定値S1よりも小さくないと判定した場合には、S740〜S760の処理を実行することなくS770に移行する。
【0103】
次にS770では、今度は、上記S700で算出したリア横滑り角度が所定値S2よりも小さいか否かを判定し、所定値S2よりも小さいと判定した場合には、S780に進む。そして、このS780にて、上記S720で算出したリアコーナリングパワーが予め設定された設定値CP2よりも小さいか否かを判定し、リアコーナリングパワーが設定値CP2よりも小さいと判定した場合には、S790に進んで、後輪2RR,2RLに装着されたタイヤが低グリップタイヤであるか否かを示すリア低グリップタイヤフラグに、低グリップタイヤであることを示す「1」をセットする。また逆に、上記S780にて、リアコーナリングパワーが設定値CP2よりも小さくないと判定した場合には、S795に移行して、リア低グリップタイヤフラグに、低グリップタイヤではないこと(換言すれば、高グリップタイヤであること)を示す「0」をセットする。そして、上記S790及びS795のうちの何れかを実行して、リア低グリップタイヤフラグに値をセットすると、当該タイヤ種類判定演算処理を終了する。
【0104】
また、上記S770にて、リア横滑り角度が所定値S2よりも小さくないと判定した場合には、S780〜S795の処理を実行することなく、そのまま当該タイヤ種類判定演算処理を終了する。
つまり、このタイヤ種類判定演算処理では、タイヤのコーナリングパワーは路面の摩擦係数に関係なくタイヤ自体のグリップ性能に応じた値になるという点に着目し、上記S710,S720で算出したフロントコーナリングパワー及びリアコーナリングパワーの値に応じて、タイヤのグリップ性能の高低を判定するようにしている。
【0105】
尚、各前輪2FR,2FLのスリップ角であるフロント横滑り角度が所定値S1より小さい場合にのみ、前輪タイヤについてのS740の判定を行い、また、各後輪2RR,2RLのスリップ角であるリア横滑り角度が所定値S2より小さい場合にのみ、後輪タイヤについてのS780の判定を行うようにしているのは、フロント・リア横滑り角度が所定値S1,S2よりも小さい場合に算出される正確なコーナリングパワーに基づき、タイヤのグリップ性能を判定できるようにするためである。
【0106】
次に、ECU20は、このタイヤ種類判定演算処理を終了すると、図2のS40へ進む。そして、このS40にて、各車輪2FR,2FL,2RR,2RLの対地キャンバ角(即ち、車両前方からみてタイヤ中心と地面に垂直な線とのなす角度)を算出するための図11に示す対地キャンバ角演算処理を実行する。
【0107】
図11に示すように、ECU20が対地キャンバ角演算処理の実行を開始すると、まずS800にて、各ハイトセンサ5FR,5FL,5RR,5RLからの信号に基づき夫々検出された各車輪2FR,2FL,2RR,2RLのハイト(FRハイト,FLハイト,RRハイト,RLハイト)を入力する。
【0108】
そして、続くS810とS820の各々にて、下記の式25,式26に基づき、車体の前輪部におけるロール角であるフロントロール角と、車体の後輪部におけるロール角であるリアロール角とを夫々算出する。尚、式25における「フロントトレッド」は、左右前輪2FR,2FLの路面との接触面の中心間の車両幅方向の距離であり、式26における「リアトレッド」は、左右後輪2RR,2RLの路面との接触面の中心間の車両幅方向の距離である。
【0109】
【数25】
フロントロール角=tan-1((FRハイト−FLハイト)/フロントトレッド) …式25
【0110】
【数26】
リアロール角=tan-1((RRハイト−RLハイト)/リアトレッド) …式26
次にS830にて、ROMから「ハイト対キャンバ角変化量マップ」を読み込む。この「ハイト対キャンバ角変化量マップ」は、図12に示すように、ハイトセンサ5FR,5FL,5RR,5RLにより検出されるハイトに対する車輪のキャンバ角の変化量(キャンバ角変化量)を記憶したデータマップであり、各車輪2FR,2FL,2RR,2RL毎に用意されている。
【0111】
そして、続くS840にて、上記S800で入力した各車輪2FR,2FL,2RR,2RLのハイトに対応する、各車輪2FR,2FL,2RR,2RLのキャンバ角変化量(FRキャンバ角変化量,FLキャンバ角変化量,RRキャンバ角変化量,RLキャンバ角変化量)を、上記S830で読み込んだ「ハイト対キャンバ角変化量マップ」に基づき、補間演算などにより算出する。
【0112】
そして更に、続くS850〜S880の各々にて、下記の式27〜式30に基づき、各車輪2FR,2FL,2RR,2RLの実際の対地キャンバ角(FR対地キャンバ角,FL対地キャンバ角,RR対地キャンバ角,RL対地キャンバ角)を算出し、その後、当該対地キャンバ角演算処理を終了する。
【0113】
尚、式27〜式30における「FRキャンバ角制御量」,「FLキャンバ角制御量」,「RRキャンバ角制御量」,及び「RLキャンバ角制御量」は、夫々、キャンバコントロールアクチュエータ24FR,24FL,24RR,24RLにより調節された各車輪2FR,2FL,2RR,2RLのキャンバ角の変化分である。
【0114】
【数27】
FR対地キャンバ角=FRキャンバ角変化量+フロントロール角+FRキャンバ角制御量 …式27
【0115】
【数28】
FL対地キャンバ角=FLキャンバ角変化量−フロントロール角+FLキャンバ角制御量 …式28
【0116】
【数29】
RR対地キャンバ角=RRキャンバ角変化量+リアロール角+RRキャンバ角制御量 …式29
【0117】
【数30】
RL対地キャンバ角=RLキャンバ角変化量−リアロール角+RLキャンバ角制御量 …式30
つまり、S850〜S880では、サスペンションのストローク変化に起因するキャンバ角の変化分(FR〜RLキャンバ角変化量)と、車体のローリングに起因するキャンバ角の変化分(フロントロール角,リアロール角)と、キャンバコントロールアクチュエータ24FR,24FL,24RR,24RLにより調節されているキャンバ角の変化分(FR〜RLキャンバ角制御量)とから、各車輪2FR,2FL,2RR,2RLの実際の対地キャンバ角(FR〜RL対地キャンバ角)を算出している。
【0118】
そして、ECU20は、この対地キャンバ角演算処理を終了すると、次に図2のS45へ進み、このS45にて、図13に示す4輪摩擦円推定演算処理を実行する。
この4輪摩擦円推定演算処理は、各車輪2FR,2FL,2RR,2RLが路面との間で夫々発生することのできる力の合力の最大値を、摩擦円の半径として設定するための処理である。
【0119】
図13に示すように、ECU20が4輪摩擦円推定演算処理の実行を開始すると、まずS900にて、図10のタイヤ種類判定演算処理で値がセットされたフロント低グリップタイヤフラグが「1」であるか否かを判定する。そして、フロント低グリップタイヤフラグが「1」であると判定した場合には、S905に進んで、ROMから「低グリップタイヤ用の荷重対摩擦円マップ」を読み込む。また、上記S900にてフロント低グリップタイヤフラグが「1」ではないと判定した場合には、S910に移行して、ROMから「高グリップタイヤ用の荷重対摩擦円マップ」を読み込む。
【0120】
ここで、S910で読み込む「高グリップタイヤ用の荷重対摩擦円マップ」は、図14の実線で示すように、当該車両に装着される標準的なタイヤについて、荷重に対する摩擦円の半径の大きさ(即ち、発生可能な最大グリップ力の大きさ)を記憶したデータマップであり、荷重が大きくなるほど、摩擦円半径も大きくなるように設定されている。また同様に、S905で読み込む「低グリップタイヤ用の荷重対摩擦円マップ」は、図14の一点鎖線で示すように、標準的なタイヤよりもグリップ性能が低いタイヤ(例えば、冬季用のスタッドレスタイヤ)について、荷重に対する摩擦円の半径の大きさを記憶したデータマップである。
【0121】
そして、図14から分かるように、「高グリップタイヤ用の荷重対摩擦円マップ」と「低グリップタイヤ用の荷重対摩擦円マップ」とで、同じ値の荷重に対応する摩擦円半径の値は、「低グリップタイヤ用の荷重対摩擦円マップ」の方が小さく設定されている。
【0122】
次に、上記S905,S910のうちの何れかを実行した後、S915に移行して、図3の4輪荷重演算処理で算出したFR輪荷重(右前輪2FRの荷重)とFL輪荷重(左前輪2FLの荷重)を読み込む。
そして、続くS920にて、上記読み込んだFR輪荷重とFL輪荷重とに夫々対応する摩擦円半径を、S905,S910の何れかで読み込んだデータマップ(「低グリップタイヤ用の荷重対摩擦円マップ」或いは「高グリップタイヤ用の荷重対摩擦円マップ」)に基づき、補間演算などにより算出し、その算出した右前輪2FRに対応する摩擦円半径と左前輪2FLに対応する摩擦円半径とを、夫々、FR摩擦円基本値とFL摩擦円基本値として設定する。
【0123】
次にS925へ進み、今度は、図10のタイヤ種類判定演算処理で値がセットされたリア低グリップタイヤフラグが「1」であるか否かを判定する。そして、リア低グリップタイヤフラグが「1」であると判定した場合には、S930に進んで、前述したS905の場合と同様に、ROMから「低グリップタイヤ用の荷重対摩擦円マップ」を読み込む。また、上記S925にてリア低グリップタイヤフラグが「1」ではないと判定した場合には、S935に移行して、前述したS910の場合と同様に、ROMから「高グリップタイヤ用の荷重対摩擦円マップ」を読み込む。
【0124】
そして、上記S930,S935のうちの何れかを実行した後、S940に移行して、図3の4輪荷重演算処理で算出したRR輪荷重(右後輪2RRの荷重)とRL輪荷重(左後輪2RLの荷重)を読み込み、続くS945にて、上記読み込んだRR輪荷重とRL輪荷重とに夫々対応する摩擦円半径を、S930,S935の何れかで読み込んだデータマップに基づき、補間演算などにより算出する。そして、その算出した右後輪2RRに対応する摩擦円半径と左後輪2RLに対応する摩擦円半径とを、夫々、RR摩擦円基本値とRL摩擦円基本値として設定する。
【0125】
このようにして各車輪2FR,2FL,2RR,2RLの摩擦円基本値(FR〜RL摩擦円基本値)を求めると、次にS950へ進み、図7及び図8の路面μ推定演算処理で算出した最新の推定μ(路面の摩擦係数の推定値)を読み込む。
そして、続くS955にて、下記の式31〜式34に基づき、各摩擦円基本値の推定μによる補正値である、FR摩擦円μ補正値と、FL摩擦円μ補正値と、RR摩擦円μ補正値と、RL摩擦円μ補正値とを夫々算出する。
【0126】
【数31】
FR摩擦円μ補正値=FR摩擦円基本値×推定μ …式31
【0127】
【数32】
FL摩擦円μ補正値=FL摩擦円基本値×推定μ …式32
【0128】
【数33】
RR摩擦円μ補正値=RR摩擦円基本値×推定μ …式33
【0129】
【数34】
RL摩擦円μ補正値=RL摩擦円基本値×推定μ …式34
次に、続くS960にて、ROMから「対地キャンバ角対摩擦円減少係数マップ」を読み込む。この「対地キャンバ角対摩擦円減少係数マップ」は、図15に示すように、車輪の対地キャンバ角と、摩擦円の半径を減少補正するための係数である摩擦円減少係数との関係を記憶したデータマップである。そして、対地キャンバ角が0度の場合(つまり、タイヤが路面に対して垂直である場合)に、摩擦円減少係数が最大の「1」となり、対地キャンバ角が0度から離れるほど(つまり、タイヤが路面に対して傾くほど)、摩擦円減少係数が小さくなるように設定されている。
【0130】
そして、続くS965にて、図11の対地キャンバ角演算処理で算出した各車輪2FR,2FL,2RR,2RLの対地キャンバ角(FR対地キャンバ角,FL対地キャンバ角,RR対地キャンバ角,RL対地キャンバ角)を読み込み、続くS970にて、各車輪2FR,2FL,2RR,2RLの対地キャンバ角に夫々対応する摩擦円減少係数(FR摩擦円減少係数,FL摩擦円減少係数,RR摩擦円減少係数,RL摩擦円減少係数)を、上記S960で読み込んだ「対地キャンバ角対摩擦円減少係数マップ」に基づき、補間演算などにより算出する。
【0131】
そして更に、続くS975にて、下記の式35〜式38に基づき、各車輪2FR,2FL,2RR,2RLの実際の摩擦円半径の推定値である、FR摩擦円推定値と、FL摩擦円推定値と、RR摩擦円推定値と、RL摩擦円推定値とを夫々算出し、その後、当該4輪摩擦円推定演算処理を終了する。
【0132】
【数35】
FR摩擦円推定値=FR摩擦円μ補正値×FR摩擦円減少係数 …式35
【0133】
【数36】
FL摩擦円推定値=FL摩擦円μ補正値×FL摩擦円減少係数 …式36
【0134】
【数37】
RR摩擦円推定値=RR摩擦円μ補正値×RR摩擦円減少係数 …式37
【0135】
【数38】
RL摩擦円推定値=RL摩擦円μ補正値×RL摩擦円減少係数 …式38
つまり、この4輪摩擦円推定演算処理では、各車輪2FR,2FL,2RR,2RLについて、荷重から考えられる基本の摩擦円半径である摩擦円基本値に、路面摩擦係数の推定値である推定μと、対地キャンバ角に応じた補正係数である摩擦円減少係数とを乗じることにより、摩擦円半径の最終的な推定値である摩擦円推定値(FR〜RL摩擦円推定値)を算出している。そして、各車輪2FR,2FL,2RR,2RLの摩擦円推定値は、車輪の荷重が大きいほど、車輪の対地キャンバ角が0度に近いほど、推定μが大きいほど、タイヤのグリップ性能レベルが高いほど、大きい値に設定される。
【0136】
次に、ECU20は、4輪摩擦円推定演算処理を終了すると、図2のS50へ進み、このS50にて、図16に示す目標走行状態設定処理を実行する。
この目標走行状態設定処理は、運転者の操作に応じて車体に発生すべき目標の運動物理量である目標ヨーレート,目標横G,及び目標前後Gを算出すると共に、それらによって得られる目標の走行状態を実現するために必要な、車体横力の目標値である目標車体横力と、フロント横力の目標値であるフロント目標横力と、リア横力の目標値であるリア目標横力と、車体前後力の目標値である目標車体前後力とを算出するための処理である。
【0137】
そして、図16に示すように、ECU20が目標走行状態設定処理の実行を開始すると、まずS1000にて、図17の目標横力演算処理を実行する。
即ち、目標横力演算処理では、図17に示すように、まずS1005にて、ステアリング角度センサ12からの信号に基づき検出されたステアリング角度を入力し、続くS1010にて、車輪速センサ4FR,4FL,4RR,4RLからの信号に基づき検出された車速を入力する。そして、続くS1015にて、前輪2FR,2FLに対する仮想的なトー角の補正量を示す変数であるFトー角補正量に、初期値としての「0」をセットする。
【0138】
次にS1020にて、下記の式39に基づき、ステアリング角度補正量を算出する。尚、式39における「−Fトー角補正量」の項は、前輪2FR,2FLのトー角をFトー角補正量の分だけ中心位置へ戻す方向(以下、この方向を切り戻し方向といい、また、それと反対の方向を切り増し方向という)に補正することを示している。つまり、ステアリング角度補正量とは、ステアリングの操作によって生じる前輪2FR,2FLの実際のトー角(=ステアリング角度/ギア比)を、Fトー角補正量だけ切り戻し方向に補正した値である。
【0139】
【数39】
ステアリング角度補正量=ステアリング角度/ギア比−Fトー角補正量 …式39
そして、続くS1025にて、下記の式40に基づき、上記算出したステアリング角度補正量を用いて目標ヨーレートを算出し、更に続くS1030にて、上記S1025で算出した目標ヨーレートに車速を乗じることにより、目標横G(=目標ヨーレート×車速)を算出する。
【0140】
【数40】
目標ヨーレート=(ステアリング角度補正量×車速/ホイルベース)/(1+目標スタビリティファクタ×車速×車速) …式40
このようにして目標ヨーレートと目標横Gを算出すると、次にS1035にて、上記S1025で算出した目標ヨーレートを微分することにより、車体の目標ヨー角加速度を算出し、更に続くS1040にて、上記算出した目標ヨー角加速度にモーメント定数を乗じることにより、車体の目標ヨーモーメント(=目標ヨー角加速度×モーメント定数)を算出する。また続くS1045にて、上記S1030で算出した目標横Gに車重を乗じることにより、目標車体横力(=目標横G×車重)を算出する。
【0141】
そして、続くS1050にて、下記の式41,式42に基づき、S1025とS1030で算出した目標ヨーレート及び目標横Gを実現するために必要なフロント目標横力とリア目標横力とを算出する。
【0142】
【数41】
フロント目標横力=(目標車体横力×重心リアタイヤ間距離+目標ヨーモーメント)/ホイルベース …式41
【0143】
【数42】
リア目標横力=(目標車体横力×重心フロントタイヤ間距離−目標ヨーモーメント)/ホイルベース …式42
このようにしてフロント目標横力とリア目標横力を算出すると、次にS1055へ進み、図13の4輪摩擦円推定演算処理で算出した各車輪2FR,2FL,2RR,2RLの摩擦円推定値(FR〜RL摩擦円推定値)を読み出す。そして、下記の式43,式44に基づき、両前輪2FR,2FLが発生可能な合計の最大グリップ力を表すフロント摩擦円限界値と、両後輪2RR,2RLが発生可能な合計の最大グリップ力を表すリア摩擦円限界値とを算出する。
【0144】
【数43】
フロント摩擦円限界値=FR摩擦円推定値+FL摩擦円推定値 …式43
【0145】
【数44】
リア摩擦円限界値=RR摩擦円推定値+RL摩擦円推定値 …式44
そして、続くS1060にて、上記算出したフロント摩擦円限界値がS1050で算出したフロント目標横力よりも大きいか否かを判定し、フロント摩擦円限界値の方が大きければ、両前輪2FR,2FLがフロント目標横力を発生可能であると判断して、次のS1065へ進む。S1065では、今度は、上記S1055で算出したリア摩擦円限界値がS1050で算出したリア目標横力よりも大きいか否かを判定し、リア摩擦円限界値の方が大きければ、両後輪2RR,2RLがリア目標横力を発生可能であると判断して、当該目標横力演算処理を終了する。
【0146】
一方、上記S1060にて、フロント摩擦円限界値がフロント目標横力よりも大きくないと判定した場合、或いは、上記S1065にて、リア摩擦円限界値がリア目標横力よりも大きくないと判定した場合には、フロント目標横力或いはリア目標横力を発生させることが不能であり、上記S1025とS1030で算出した目標ヨーレート及び目標横Gが大き過ぎると判断して、S1070に移行する。そして、このS1070にて、現在のFトー角補正量に所定値K8を加えた値を、新たなFトー角補正量として設定し、その後、S1020以降の処理を繰り返す。
【0147】
このため、当該目標横力演算処理では、S1060或いはS1065で否定判定される度に、ステアリング角度補正量が切り戻し方向に補正されて、目標ヨーレート及び目標横Gが絶対値の小さい値に修正される。そして、フロント摩擦円限界値とリア摩擦円限界値とにより達成可能なフロント目標横力とリア目標横力とが設定されることとなる。
【0148】
尚、S1020以降の処理が最初に実行されたとき(即ち、Fトー角補正量が「0」のとき)に、S1060及びS1065で肯定判定された場合には、S1025とS1030で算出される目標ヨーレート及び目標横Gは、図7の路面μ推定演算処理で算出された目標ヨーレート及び目標横Gと同じ値となり、その目標ヨーレート及び目標横Gを実現するのに必要なフロント横力とリア横力とが、夫々、フロント目標横力とリア目標横力として設定されることとなる。
【0149】
こうして図17の目標横力演算処理が終了すると、図16に示すように、目標走行状態設定処理では、次にS1100へ進んで、図18の目標前後力演算処理を実行する。
即ち、目標前後力演算処理では、図18に示すように、まずS1110にて、アクセル開度センサ18からの信号に基づき検出されたアクセル開度を入力し、続くS1120にて、上記入力したアクセル開度を微分するすることにより、アクセル開度の変化速度であるアクセル速度を算出する。
【0150】
そして、続くS1130にて、ROMから「アクセル状態対目標前後Gマップ」を読み込む。尚、この「アクセル状態対目標前後Gマップ」は、図19に示すように、アクセル開度とアクセル速度と車体の目標前後Gとの関係を記憶した3次元のデータマップである。そして更に、続くS1140にて、上記S1110で入力した実際のアクセル開度とS1120で算出したアクセル速度とに対応する車体の目標前後Gを、「アクセル状態対目標前後Gマップ」に基づき算出し、その算出した目標前後Gを、第1の目標前後G1として記憶する。
【0151】
次にS1150にて、ブレーキ踏力センサ16からの信号に基づき検出されたブレーキ踏力を入力し、続くS1160にて、ROMから「ブレーキ踏力対目標前後Gマップ」を読み込む。尚、この「ブレーキ踏力対目標前後Gマップ」は、図20に示すように、ブレーキ踏力と車体の目標前後Gとの関係を記憶したデータマップである。そして更に、続くS1170にて、上記S1150で入力した実際のブレーキ踏力に対応する車体の目標前後Gを、「ブレーキ踏力対目標前後Gマップ」に基づき算出し、その算出した目標前後Gを、第2の目標前後G2として記憶する。
【0152】
そして、続くS1180にて、アクセル開度及びアクセル速度に基づく第1の目標前後G1と、ブレーキ踏力に基づく第2の目標前後G2とを加算して、最終的な車体の目標前後G(=目標前後G1+目標前後G2)を算出し、次のS1190にて、上記S1180で算出した最終的な目標前後Gに車重を乗じることにより、その目標前後Gを実現するために必要な目標車体前後力(=目標前後G×車重)を算出する。
【0153】
このように目標車体前後力を算出した後、当該目標前後力演算処理を終了し、これにより図16の目標走行状態設定処理も終了する。
そして、ECU20は、目標走行状態設定処理を終了すると、次に図2のS55へ進み、このS55にて、図21に示す追加力演算処理を実行する。
【0154】
この追加力演算処理は、図16の目標走行状態設定処理で算出した目標ヨーレート,目標横G,及び目標前後Gを実現するために車輪が発生しなければならない力の追加分(正の追加分或いは負の追加分)を算出するための処理である。
図21に示すように、ECU20が追加力演算処理の実行を開始すると、まずS1200にて、図16の目標走行状態設定処理(詳しくは、図17の目標横力演算処理)で算出したフロント目標横力を入力し、続くS1210にて、図4の横力演算処理で算出した実際のフロント横力を入力する。
【0155】
次にS1220にて、図16の目標走行状態設定処理(詳しくは、図17の目標横力演算処理)で算出したリア目標横力を入力し、続くS1230にて、図4の横力演算処理で算出した実際のリア横力を入力する。
そして、続くS1240にて、下記の式45に示す如く、フロント目標横力から実際のフロント横力を引くことにより、目標ヨーレート及び目標横Gを実現するために両前輪2FR,2FLが追加して発生しなければならない合計の横力であるフロント追加横力を算出する。
【0156】
そして更に、下記の式46に示す如く、リア目標横力から実際のリア横力を引くことにより、目標ヨーレート及び目標横Gを実現するために両後輪2RR,2RLが追加して発生しなければならない合計の横力であるリア追加横力を算出する。
【0157】
【数45】
フロント追加横力=フロント目標横力−フロント横力 …式45
【0158】
【数46】
リア追加横力=リア目標横力−リア横力 …式46
次にS1250にて、図16の目標走行状態設定処理(詳しくは、図18の目標前後力演算処理)で算出した目標車体前後力を入力し、続くS1260にて、図5の前後力演算処理で算出した実際の車体前後力を入力する。
【0159】
そして、続くS1270にて、下記の式47に示す如く、目標車体前後力から実際の車体前後力を引くことにより、目標前後Gを実現するために4輪2FR,2FL,2RR,2RLが追加して発生しなければならない合計の前後力である追加車体前後力を算出し、その後、当該追加力演算処理を終了する。
【0160】
【数47】
追加車体前後力=目標車体前後力−車体前後力 …式47
そして、ECU20は、追加力演算処理を終了すると、次に図2のS60へ進み、このS60にて、図22及び図23に示す摩擦円余裕演算処理を実行する。尚、図22は摩擦円余裕演算処理の前半部を表しており、図23はその後半部を表している。
【0161】
この摩擦円余裕演算処理は、図13の4輪摩擦円推定演算処理で算出したFR〜RL摩擦円推定値に基づき、各車輪2FR,2FL,2RR,2RLが追加して発生可能な横力の余裕度(余裕分の力)を算出するための処理である。
図22に示すように、ECU20が摩擦円余裕演算処理の実行を開始すると、まずS1300にて、図13の4輪摩擦円推定演算処理で算出したFR摩擦円推定値と、図5の前後力演算処理で算出した実際のフロント前後力と、図4の横力演算処理で算出した実際のフロント横力とを読み出す。
【0162】
そして、下記の式48に基づき、右前輪2FRが現在発生している横力と同方向に追加して発生可能な右前輪2FRの横力の余裕度であるFR横力正追加限界値1を算出し、更に、下記の式49に基づき、右前輪2FRが現在発生している横力と逆方向に追加して発生可能な右前輪2FRの横力の余裕度であるFR横力負追加限界値を算出する。
【0163】
【数48】
Figure 0003899589
【0164】
【数49】
Figure 0003899589
【0165】
つまり、S1300では、実際のフロント前後力とフロント横力を夫々2で割った値を、右前輪2FRの実際の前後力(=フロント前後力/2)及び実際の横力(=フロント横力/2)と見なし、その実際の前後力との合力が右前輪2FRの摩擦円半径であるFR摩擦円推定値と等しくなる横力の値(=式48及び式49の前項)から実際の横力を引くことにより、実際の横力と同方向に追加して発生可能な横力の余裕度であるFR横力正追加限界値1を求め、また、実際の前後力との合力がFR摩擦円推定値と等しくなる横力の値に実際の横力を加算することにより、実際の横力と逆方向に追加して発生可能な横力の余裕度であるFR横力負追加限界値を求めている。
【0166】
次に、続くS1305にて、図13の4輪摩擦円推定演算処理で算出したFL摩擦円推定値と、図5の前後力演算処理で算出した実際のフロント前後力と、図4の横力演算処理で算出した実際のフロント横力とを読み出す。
そして、上記S1300の場合と全く同様に、下記の式50に基づき、左前輪2FLが現在発生している横力と同方向に追加して発生可能な左前輪2FLの横力の余裕度であるFL横力正追加限界値1を算出し、更に、下記の式51に基づき、左前輪2FLが現在発生している横力と逆方向に追加して発生可能な左前輪2FLの横力の余裕度であるFL横力負追加限界値を算出する。
【0167】
【数50】
Figure 0003899589
【0168】
【数51】
Figure 0003899589
【0169】
そして、続くS1310にて、上記S1305で算出したFL横力正追加限界値1が「0」よりも小さいか否かを判定し、「0」よりも小さくない場合には、S1315に進んで、上記S1300で算出したFR横力正追加限界値1を、右前輪2FRが現在発生している横力と同方向に追加して発生可能な右前輪2FRの横力の真の余裕度であるFR横力正追加限界値として記憶する。
【0170】
これに対し、上記S1310にて、FL横力正追加限界値1が「0」よりも小さいと判定した場合(即ち、FL横力正追加限界値1が負の場合)には、S1320に移行して、上記S1300で算出したFR横力正追加限界値1に負の値であるFL横力正追加限界値1を加算した値を、FR横力正追加限界値として記憶する。
【0171】
つまり、FL横力正追加限界値1が負であるということは、左前輪2FLの計算上の実際の前後力(=フロント前後力/2)と横力(=フロント横力/2)との合力が、FL横力正追加限界値1の絶対値の分だけFL摩擦円推定値を越えてしまっていることを示しているが、実際には、両前輪2FR,2FLが同じ量の横力を発生しているのではなく、左前輪2FLよりも右前輪2FRの方が、FL横力正追加限界値1の絶対値の分だけ横力を多く発生していると見なされる。そこで、S1320にて、右前輪2FRの横力の余裕度を、FL横力正追加限界値1の絶対値の分だけ減らしているのである。
【0172】
そして、上記S1315或いはS1320でFR横力正追加限界値を記憶した後、S1325に移行して、その記憶したFR横力正追加限界値が「0」よりも小さいか否かを判定する。そして、FR横力正追加限界値が「0」よりも小さくなければ、そのままS1335へ進むが、FR横力正追加限界値が「0」よりも小さければ、右前輪2FRにはもはや横力を追加して発生することができないと判断し、S1330にて、FR横力正追加限界値を「0」に設定した後、S1335へ進む。
【0173】
そして、次にS1335〜S1355にて、左前輪2FLに関し、前述したS1310〜S1330と全く同様の処理を行う。
即ち、まずS1335にて、上記S1300で算出したFR横力正追加限界値1が「0」よりも小さいか否かを判定し、「0」よりも小さくない場合には、S1340に進んで、上記S1305で算出したFL横力正追加限界値1を、左前輪2FLが現在発生している横力と同方向に追加して発生可能な左前輪2FLの横力の真の余裕度であるFL横力正追加限界値として記憶する。
【0174】
これに対し、上記S1335にて、FR横力正追加限界値1が「0」よりも小さいと判定した場合には、S1345に移行して、上記S1305で算出したFL横力正追加限界値1に負の値であるFR横力正追加限界値1を加算した値を、FL横力正追加限界値として記憶する。つまり、この場合には、前述したS1320の場合とは逆に、右前輪2FRよりも左前輪2FLの方が、FR横力正追加限界値1の絶対値の分だけ横力を多く発生していると見なし、左前輪2FLの横力の余裕度を、FR横力正追加限界値1の絶対値の分だけ減らしている。
【0175】
そして、上記S1340或いはS1345でFL横力正追加限界値を記憶した後、S1350に移行して、その記憶したFL横力正追加限界値が「0」よりも小さいか否かを判定する。そして、FL横力正追加限界値が「0」よりも小さくなければ、そのまま図23のS1360へ進むが、FL横力正追加限界値が「0」よりも小さければ、左前輪2FLにはもはや横力を追加して発生することができないと判断し、S1355にて、FL横力正追加限界値を「0」に設定した後、図23のS1360へ進む。
【0176】
次に、図23に示すS1360〜S1415の処理では、右後輪2RRと左後輪2RLとの各々に関して、前述した図22のS1300〜S1355と全く同様の処理を行う。
即ち、まずS1360にて、図13の4輪摩擦円推定演算処理で算出したRR摩擦円推定値と、図5の前後力演算処理で算出した実際のリア前後力と、図4の横力演算処理で算出した実際のリア横力とを読み出す。そして、下記の式52に基づき、右後輪2RRが現在発生している横力と同方向に追加して発生可能な右後輪2RRの横力の余裕度であるRR横力正追加限界値1を算出し、更に、下記の式53に基づき、右後輪2RRが現在発生している横力と逆方向に追加して発生可能な右後輪2RRの横力の余裕度であるRR横力負追加限界値を算出する。
【0177】
【数52】
Figure 0003899589
【0178】
【数53】
Figure 0003899589
【0179】
次に、続くS1365にて、図13の4輪摩擦円推定演算処理で算出したRL摩擦円推定値と、図5の前後力演算処理で算出した実際のリア前後力と、図4の横力演算処理で算出した実際のリア横力とを読み出す。そして、下記の式54に基づき、左後輪2RLが現在発生している横力と同方向に追加して発生可能な左後輪2RLの横力の余裕度であるRL横力正追加限界値1を算出し、更に、下記の式55に基づき、左後輪2RLが現在発生している横力と逆方向に追加して発生可能な左後輪2RLの横力の余裕度であるRL横力負追加限界値を算出する。
【0180】
【数54】
Figure 0003899589
【0181】
【数55】
Figure 0003899589
【0182】
つまり、S1360及びS1365では、実際のリア前後力とリア横力を夫々2で割った値を、後輪2RR,2RLの各々が実際に発生している前後力(=リア前後力/2)及び横力(=リア横力/2)と見なして、図22のS1300及びS1305と同様の手順により、RR横力正追加限界値1,RR横力負追加限界値,RL横力正追加限界値1,及びRL横力負追加限界値を求めている。
【0183】
そして、続くS1370にて、上記S1365で算出したRL横力正追加限界値1が「0」よりも小さいか否かを判定し、「0」よりも小さくない場合には、S1375に進んで、上記S1360で算出したRR横力正追加限界値1を、右後輪2RRが現在発生している横力と同方向に追加して発生可能な右後輪2RRの横力の真の余裕度であるRR横力正追加限界値として記憶する。
【0184】
これに対し、上記S1370にて、RL横力正追加限界値1が「0」よりも小さいと判定した場合には、S1380に移行して、上記S1360で算出したRR横力正追加限界値1に負の値であるRL横力正追加限界値1を加算した値を、RR横力正追加限界値として記憶する。
【0185】
そして、上記S1375或いはS1380でRR横力正追加限界値を記憶した後、S1385に移行して、その記憶したRR横力正追加限界値が「0」よりも小さいか否かを判定する。そして、RR横力正追加限界値が「0」よりも小さくなければ、そのままS1395へ進むが、RR横力正追加限界値が「0」よりも小さければ、右後輪2RRにはもはや横力を追加して発生することができないと判断し、S1390にて、RR横力正追加限界値を「0」に設定した後、S1395へ進む。
【0186】
次にS1395では、上記S1360で算出したRR横力正追加限界値1が「0」よりも小さいか否かを判定し、「0」よりも小さくない場合には、S1400に進んで、上記S1365で算出したRL横力正追加限界値1を、左後輪2RLが現在発生している横力と同方向に追加して発生可能な左後輪2RLの横力の真の余裕度であるRL横力正追加限界値として記憶する。
【0187】
これに対し、上記S1395にて、RR横力正追加限界値1が「0」よりも小さいと判定した場合には、S1405に移行して、上記S1365で算出したRL横力正追加限界値1に負の値であるRR横力正追加限界値1を加算した値を、RL横力正追加限界値として記憶する。
【0188】
そして、上記S1400或いはS1405でRL横力正追加限界値を記憶した後、S1410に移行して、その記憶したRL横力正追加限界値が「0」よりも小さいか否かを判定する。そして、RL横力正追加限界値が「0」よりも小さくなければ、そのまま当該摩擦円余裕演算処理を終了するが、RL横力正追加限界値が「0」よりも小さければ、左後輪2RLにはもはや横力を追加して発生することができないと判断し、S1415にて、RL横力正追加限界値を「0」に設定した後、当該摩擦円余裕演算処理を終了する。
【0189】
こうして摩擦円余裕演算処理の実行を終了すると、次に図2のS65へ進み、このS65にて、図24に示す追加力配分処理を実行する。
この追加力配分処理は、図21の追加力演算処理で算出したフロント追加横力,リア追加横力,及び追加車体前後力を、4輪のタイヤのグリップ力が限界を越えないように各車輪2FR,2FL,2RR,2RLへ配分するための処理である。
【0190】
そして、図24に示すように、ECU20が追加力配分処理の実行を開始すると、まずS1500にて、図25の追加横力配分演算処理を実行する。
即ち、追加横力配分演算処理では、図25に示すように、まずS1505にて、図21の追加力演算処理で算出したフロント追加横力が「0」よりも大きいか否かを判定する。そして、フロント追加横力が「0」よりも大きい場合には、前輪2FR,2FLのトー角を切り増し方向に補正して前輪2FR,2FLの横力を現在の発生方向と同方向に追加しなければならないと判断し、続くS1510にて、図22及び図23の摩擦円余裕演算処理で算出したFR横力正追加限界値を、右前輪2FRが追加して発生可能な横力の余裕度であるFR横力限界値として設定すると共に、同じく摩擦円余裕演算処理で算出したFL横力正追加限界値を、左前輪2FLが追加して発生可能な横力の余裕度であるFL横力限界値として設定する。
【0191】
また逆に、上記S1505にて、フロント追加横力が「0」よりも大きくないと判定した場合には、前輪2FR,2FLのトー角を切り戻し方向に補正して前輪2FR,2FLの横力を現在の発生方向と逆方向に追加しなければならないと判断し、S1515に移行して、摩擦円余裕演算処理で算出したFR横力負追加限界値をFR横力限界値として設定すると共に、同じく摩擦円余裕演算処理で算出したFL横力負追加限界値をFL横力限界値として設定する。
【0192】
そして、上記S1510或いはS1515の処理を行った後、S1520に進んで、今度は、図21の追加力演算処理で算出したリア追加横力が「0」よりも大きいか否かを判定する。そして、リア追加横力が「0」よりも大きい場合には、後輪2RR,2RLのトー角を切り増し方向に補正して後輪2RR,2RLの横力を現在の発生方向と同方向に追加しなければならないと判断し、続くS1525にて、摩擦円余裕演算処理で算出したRR横力正追加限界値を、右後輪2RRが追加して発生可能な横力の余裕度であるRR横力限界値として設定すると共に、同じく摩擦円余裕演算処理で算出したRL横力正追加限界値を、左後輪2RLが追加して発生可能な横力の余裕度であるRL横力限界値として設定する。
【0193】
また逆に、上記S1520にて、リア追加横力が「0」よりも大きくないと判定した場合には、後輪2RR,2RLのトー角を切り戻し方向に補正して後輪2RR,2RLの横力を現在の発生方向と逆方向に追加しなければならないと判断し、S1530に移行して、摩擦円余裕演算処理で算出したRR横力負追加限界値をRR横力限界値として設定すると共に、同じく摩擦円余裕演算処理で算出したRL横力負追加限界値をRL横力限界値として設定する。
【0194】
そして、上記S1525或いはS1530の処理を行った後、S1535に進んで、下記の式56,式57に基づき、FR横力限界値割合とFL横力限界値割合とを算出する。
【0195】
【数56】
FR横力限界値割合=FR横力限界値/(FR横力限界値+FL横力限界値)…式56
【0196】
【数57】
FL横力限界値割合=1−FR横力限界値割合 …式57
そして更に、続くS1540にて、下記の式58,式59に基づき、RR横力限界値割合とRL横力限界値割合とを算出する。
【0197】
【数58】
RR横力限界値割合=RR横力限界値/(RR横力限界値+RL横力限界値)…式58
【0198】
【数59】
RL横力限界値割合=1−RR横力限界値割合 …式59
次に、S1545にて、下記の式60,式61に基づき、フロント追加横力の何割を実際に追加できるかを示すフロント横力追加可能割合と、リア追加横力の何割を実際に追加できるかを示すリア横力追加可能割合とを算出する。
【0199】
【数60】
フロント横力追加可能割合=(FR横力限界値+FL横力限界値)/フロント追加横力 …式60
【0200】
【数61】
リア横力追加可能割合=(RR横力限界値+RL横力限界値)/リア追加横力…式61
そして、続くS1550にて、上記算出したフロント横力追加可能割合がリア横力追加可能割合よりも大きいか否かを判定し、フロント横力追加可能割合がリア横力追加可能割合よりも大きければ、S1555に進んで、小さい方のリア横力追加可能割合を、横力追加可能割合として設定する。また逆に、上記S1550にて、フロント横力追加可能割合がリア横力追加可能割合よりも大きくないと判定した場合には、S1560に移行して、小さい方のフロント横力追加可能割合を、横力追加可能割合として設定する。
【0201】
このようにS1555或いはS1560の処理を行った後、S1565へ移行して、上記設定した横力追加可能割合が「1」よりも大きいか否かを判定し、「1」よりも大きければ、次のS1570で横力追加可能割合を「1」に設定した後、S1575へ進む。また、S1565にて、横力追加可能割合が「1」よりも大きくないと判定した場合には、そのままS1575へ進む。
【0202】
そして、S1575にて、下記の式62〜式65に基づき、右前輪2FRに追加すべき横力であるFR横力追加量と、左前輪2FLに追加すべき横力であるFL横力追加量と、右後輪2RRに追加すべき横力であるRR横力追加量と、左後輪2RLに追加すべき横力であるRL横力追加量とを夫々算出し、その後、当該追加横力配分演算処理を終了する。
【0203】
【数62】
FR横力追加量=フロント追加横力×横力追加可能割合×FR横力限界値割合…式62
【0204】
【数63】
FL横力追加量=フロント追加横力×横力追加可能割合×FL横力限界値割合…式63
【0205】
【数64】
RR横力追加量=リア追加横力×横力追加可能割合×RR横力限界値割合 …式64
【0206】
【数65】
RL横力追加量=リア追加横力×横力追加可能割合×RL横力限界値割合 …式65
つまり、この追加横力配分演算処理では、図21の追加力演算処理で算出したフロント追加横力とリア追加横力とを4輪のタイヤのグリップ力が限界を越えないように各車輪2FR,2FL,2RR,2RLへ配分可能な、各車輪の横力追加量(FR〜RL横力追加量)を算出している。
【0207】
そして、この追加横力配分演算処理が終了すると、図24に示すように、追加力配分処理では、次にS1600へ進んで、図26の前後力余裕演算処理を実行する。
即ち、前後力余裕演算処理では、図26に示すように、まずS1610にて、図13の4輪摩擦円推定演算処理で算出したFR摩擦円推定値と、図4の横力演算処理で算出した実際のフロント横力と、図5の前後力演算処理で算出した実際のフロント前後力と、図25の追加横力配分演算処理で算出したFR横力追加量とを読み出す。
【0208】
そして、下記の式66に基づき、右前輪2FRが現在発生している前後力と同方向に追加して発生可能な右前輪2FRの前後力の余裕度であるFR前後力正追加限界値を算出し、更に、下記の式67に基づき、右前輪2FRが現在発生している前後力と逆方向に追加して発生可能な右前輪2FRの前後力の余裕度であるFR前後力負追加限界値を算出する。
【0209】
【数66】
Figure 0003899589
【0210】
【数67】
Figure 0003899589
【0211】
つまり、S1610では、実際のフロント前後力とフロント横力を夫々2で割った値を、右前輪2FRの実際の前後力(=フロント前後力/2)及び実際の横力(=フロント横力/2)と見なし、その実際の横力に加えてFR横力追加量を発生した場合の横力との合力がFR摩擦円推定値と等しくなる前後力の値(=式66及び式67の前項)から、実際の前後力を引くことにより、実際の前後力と同方向に追加して発生可能な前後力の余裕度であるFR前後力正追加限界値を求めている。また、実際の横力に加えてFR横力追加量を発生した場合の横力との合力がFR摩擦円推定値と等しくなる前後力の値に、実際の前後力を加算することにより、実際の前後力と逆方向に追加して発生可能な前後力の余裕度であるFR前後力負追加限界値を求めている。
【0212】
そして、続くS1620にて、図21の追加力演算処理で算出した追加車体前後力が「0」よりも大きいか否かを判定する。そして、追加車体前後力が「0」よりも大きい場合には、右前輪2FRの前後力を現在の発生方向と同方向に追加しなければならないと判断し、続くS1630にて、上記S1610で算出したFR前後力正追加限界値を、右前輪2FRが追加して発生可能な前後力の余裕度であるFR前後力限界値として設定する。
【0213】
また逆に、上記S1620にて、追加車体前後力が「0」よりも大きくないと判定した場合には、右前輪2FRの前後力を現在の発生方向と逆方向に追加しなければならないと判断し、S1640に移行して、上記S1610で算出したFR前後力負追加限界値をFR前後力限界値として設定する。
【0214】
そして、上記S1630或いはS1640の処理を行った後、次のS1650〜S1670の各々にて、前述したS1610〜S1640と同様の手順により、左前輪2FLが追加して発生可能な前後力の余裕度であるFL前後力限界値と、右後輪2RRが追加して発生可能な前後力の余裕度であるRR前後力限界値と、左後輪2RLが追加して発生可能な前後力の余裕度であるRL前後力限界値とを、夫々設定する。
【0215】
尚、S1650でFL前後力限界値を設定する場合には、上記式66,式67の各々に対し、FR摩擦円推定値とFR横力追加量に代えて、夫々、FL摩擦円推定値とFL横力追加量を用いることにより、FL前後力正追加限界値とFL前後力負追加限界値とを算出する。そして、追加車体前後力が「0」よりも大きい場合には、FL前後力正追加限界値をFL前後力限界値として設定し、逆に、追加車体前後力が「0」よりも大きくない場合には、FL前後力負追加限界値をFL前後力限界値として設定する。
【0216】
また、S1660でRR前後力限界値を設定する場合には、上記式66,式67の各々に対し、FR摩擦円推定値とFR横力追加量に代えて、夫々、RR摩擦円推定値とRR横力追加量を用いると共に、フロント横力とフロント前後力に代えて、夫々、実際のリア横力とリア前後力を用いることにより、RR前後力正追加限界値とRR前後力負追加限界値とを算出する。そして、追加車体前後力が「0」よりも大きい場合には、RR前後力正追加限界値をRR前後力限界値として設定し、逆に、追加車体前後力が「0」よりも大きくない場合には、RR前後力負追加限界値をRR前後力限界値として設定する。
【0217】
また更に、S1670でRL前後力限界値を設定する場合には、上記式66,式67の各々に対し、FR摩擦円推定値とFR横力追加量に代えて、夫々、RL摩擦円推定値とRL横力追加量を用いると共に、フロント横力とフロント前後力に代えて、夫々、実際のリア横力とリア前後力を用いることにより、RL前後力正追加限界値とRL前後力負追加限界値とを算出する。そして、追加車体前後力が「0」よりも大きい場合には、RL前後力正追加限界値をRL前後力限界値として設定し、逆に、追加車体前後力が「0」よりも大きくない場合には、RL前後力負追加限界値をRL前後力限界値として設定する。
【0218】
このように前後力余裕演算処理では、各車輪2FR,2FL,2RR,2RLが現在の横力に加えてFR〜RL横力追加量を発生した場合に、各車輪2FR,2FL,2RR,2RLが追加して発生可能な前後力の余裕度であるFR〜RL前後力限界値を、FR〜RL摩擦円推定値に基づき求めている。
【0219】
こうして図26の前後力余裕演算処理が終了すると、図24に示すように、追加力配分処理では、次にS1700へ進んで、図27の追加前後力配分演算処理を実行する。
即ち、追加前後力配分演算処理では、図27に示すように、まずS1705にて、図26の前後力余裕演算処理で算出したFR前後力限界値がFL前後力限界値よりも大きいか否かを判定する。そして、FR前後力限界値がFL前後力限界値よりも大きければ、S1710に進んで、小さい方のFL前後力限界値を2倍した値(=FL前後力限界値×2)を、両前輪2FR,2FLが追加して発生可能な前後力の余裕度の合計値であるフロント前後力限界値として設定する。
【0220】
また逆に、上記S1705にて、FR前後力限界値がFL前後力限界値よりも大きくないと判定した場合には、S1715に移行して、小さい方のFR前後力限界値を2倍した値(=FR前後力限界値×2)を、フロント前後力限界値として設定する。
【0221】
このようにS1710或いはS1715の処理を行った後、次にS1720へ移行して、今度は、図26の前後力余裕演算処理で算出したRR前後力限界値がRL前後力限界値よりも大きいか否かを判定する。そして、RR前後力限界値がRL前後力限界値よりも大きければ、S1725に進んで、小さい方のRL前後力限界値を2倍した値(=RL前後力限界値×2)を、両後輪2RR,2RLが追加して発生可能な前後力の余裕度の合計値であるリア前後力限界値として設定する。
【0222】
また逆に、上記S1720にて、RR前後力限界値がRL前後力限界値よりも大きくないと判定した場合には、S1730に移行して、小さい方のRR前後力限界値を2倍した値(=RR前後力限界値×2)を、リア前後力限界値として設定する。
【0223】
そして、S1725或いはS1730の処理を行った後、S1735へ進んで、下記の式68,式69に基づき、フロント限界値割合とリア限界値割合とを算出する。
【0224】
【数68】
フロント限界値割合=フロント前後力限界値/(フロント前後力限界値+リア前後力限界値) …式68
【0225】
【数69】
リア限界値割合=1−フロント限界値割合 …式69
そして更に、続くS1740にて、下記の式70に基づき、追加車体前後力の何割を実際に追加できるかを示す前後力追加可能割合を算出する。
【0226】
【数70】
前後力追加可能割合=(フロント前後力限界値+リア前後力限界値)/追加車体前後力 …式70
次にS1745にて、上記算出した前後力追加可能割合が「1」よりも大きいか否かを判定し、「1」よりも大きければ、次のS1750で前後力追加可能割合を「1」に設定した後、S1755へ進む。また、上記S1745にて、前後力追加可能割合が「1」よりも大きくないと判定した場合には、そのままS1755へ進む。
【0227】
そして、S1755にて、下記の式71〜式74に基づき、右前輪2FRに追加すべき前後力であるFR前後力追加量と、左前輪2FLに追加すべき前後力であるFL前後力追加量と、右後輪2RRに追加すべき前後力であるRR前後力追加量と、左後輪2RLに追加すべき前後力であるRL前後力追加量とを夫々算出し、その後、当該追加前後力配分演算処理を終了する。
【0228】
【数71】
FR前後力追加量=追加車体前後力×前後力追加可能割合×フロント限界値割合/2 …式71
【0229】
【数72】
FL前後力追加量=追加車体前後力×前後力追加可能割合×フロント限界値割合/2 …式72
【0230】
【数73】
RR前後力追加量=追加車体前後力×前後力追加可能割合×リア限界値割合/2 …式73
【0231】
【数74】
RL前後力追加量=追加車体前後力×前後力追加可能割合×リア限界値割合/2 …式74
つまり、この追加前後力配分演算処理では、図21の追加力演算処理で算出した追加車体前後力を4輪のタイヤのグリップ力が限界を越えないように各車輪2FR,2FL,2RR,2RLへ配分可能な、各車輪の前後力追加量(FR〜RL前後力追加量)を算出している。
【0232】
そして、この追加前後力配分演算処理の実行を終了すると、図24の追加力配分処理も終了する。そして更に、ECU20は、追加力配分処理を終了すると、次に図2のS70へ進み、このS70にて、図28の可変量演算処理を実行する。
【0233】
この可変量演算処理は、図24の追加力配分処理(詳しくは、図25の追加横力配分演算処理と図27の追加前後力配分演算処理)で算出したFR〜RL横力追加量とFR〜RL前後力追加量とを、実際に各車輪2FR,2FL,2RR,2RLに発生させるための、アクチュエータの制御量を算出するための処理である。
【0234】
尚、図28において、「**」は、「FR」,「FL」,「RR」,及び「RL」の各々を択一的に示すものである。そして、「**」が記された処理は、各車輪2FR,2FL,2RR,2RLの各々について行われるが、ここでは「**」が「FR」である場合(つまり、右前輪2FRについての場合)を中心に説明する。
【0235】
図28に示すように、ECU20が可変量演算処理の実行を開始すると、まずS1800にて、図25の追加横力配分演算処理で算出したFR横力追加量を読み込む。
次にS1805にて、ROMから「横力追加量対追加トー可変角マップ」を読み込む。この「横力追加量対追加トー可変角マップ」は、図29に示すように、横力追加量と、その横力追加量を得るために必要な車輪のトー角の変化角度である追加トー可変角とを対応させて記憶したデータマップであり、各車輪2FR,2FL,2RR,2RL毎に用意されている。そして、横力追加量が正に大きいほど追加トー可変角が切り増し方向に増加し、逆に、横力追加量が負に大きいほど追加トー可変角が切り戻し方向に増加するように設定されている。
【0236】
そして、続くS1810にて、上記S1800で読み込んだFR横力追加量に対応する右前輪2FRの追加トー可変角(FR追加トー可変角)を、上記S1805で読み込んだ「横力追加量対追加トー可変角マップ」に基づき算出する。
次にS1815にて、図9の4輪横滑り角度演算処理で算出したFR横滑り角度を入力し、続くS1820にて、FR横滑り角度と上記S1810で算出したFR追加トー可変角との和(=FR横滑り角度+FR追加トー可変角)が、所定値K9よりも大きいか否かを判定する。そして、上記和の値が所定値K9よりも大きくなければ、そのままS1830以降の処理へ進むが、所定値K9よりも大きい場合には、S1825にて、所定値K9からFR横滑り角度を引いた値(=K9−FR横滑り角度)をFR追加トー可変角として設定し直した後、S1830以降の処理へ進む。
【0237】
尚、上記所定値K9は、タイヤが限界に達すると見なされる横滑り角度の値に設定されており、上記S1820及びS1825の処理では、現在のFR横滑り角度とこれから制御しようとしているFR追加トー可変角との和が、その所定値K9を越えないようにガードをかけている。一方、上記S1800〜S1825については、右前輪2FRについてのみ説明したが、他の車輪2FL,2RR,2RLについても全く同様に実行されて、FL〜RL横力追加量を夫々得るために必要なトー角の変化角度であるFL追加トー可変角,RR追加トー可変角,及びRL追加トー可変角が夫々算出される。
【0238】
そして、このようにしてFR〜RL追加トー可変角を算出すると、次にS1830〜S1845にて、下記の式75〜式78に基づき、トーコントロールアクチュエータ22FRにより調節すべき右前輪2FRのトー角であるFRトー可変角と、トーコントロールアクチュエータ22FLにより調節すべき左前輪2FLのトー角であるFLトー可変角と、トーコントロールアクチュエータ22RRにより調節すべき右後輪2RRのトー角であるRRトー可変角と、トーコントロールアクチュエータ22RLにより調節すべき左後輪2RLのトー角であるRLトー可変角とを、夫々算出する。
【0239】
【数75】
FRトー可変角=FRトー可変角の前回値+FR追加トー可変角−Fトー角補正量 …式75
【0240】
【数76】
FLトー可変角=FLトー可変角の前回値+FL追加トー可変角−Fトー角補正量 …式76
【0241】
【数77】
RRトー可変角=RRトー可変角の前回値+RR追加トー可変角 …式77
【0242】
【数78】
RLトー可変角=RLトー可変角の前回値+RL追加トー可変角 …式78
尚、式75,式76における「Fトー角補正量」は、図17の目標横力演算処理で、フロント目標横力とリア目標横力を算出する際に用いた前輪2FR,2FLに対する仮想的なトー角の補正量である。そして、上記式75,式76で「Fトー角補正量」を減じているのは、図17の目標横力演算処理で算出したフロント目標横力とリア目標横力が、前輪2FR,2FLのトー角を「Fトー角補正量」の分だけ小さくすることを前提として、フロント摩擦円限界値及びリア摩擦円限界値により実現可能な値となっているからである。
【0243】
このようにしてFR〜RLトー可変角を算出すると、次にS1850へ進む。そして、このS1850にて、図27の追加前後力配分演算処理で算出したFR前後力追加量を読み込み、続くS1855にて、ROMから「前後力追加量対ブレーキ油圧可変量マップ」を読み込む。
【0244】
この「前後力追加量対ブレーキ油圧可変量マップ」は、図30に示すように、前後力追加量と、その前後力追加量を得るために車輪のブレーキ装置へ追加して加えるべきブレーキ油圧であるブレーキ油圧可変量とを、対応させて記憶したデータマップであり、各車輪2FR,2FL,2RR,2RL毎に用意されている。そして、前後力追加量が負(加速方向)である場合には、ブレーキ油圧可変量が「0」となり、前後力追加量が正(減速方向)である場合には、その値が大きいほど、ブレーキ油圧可変量がブレーキ装置による制動力を増加させる方向(増圧方向)に大きくなるように設定されている。
【0245】
次に、続くS1860にて、上記S1850で読み込んだFR前後力追加量に対応するブレーキ油圧可変量(FRブレーキ油圧可変量)を、上記S1855で読み込んだ「前後力追加量対ブレーキ油圧可変量マップ」に基づき算出する。
ここで、上記S1850〜S1860については、右前輪2FRについてのみ説明したが、他の3つの車輪2FL,2RR,2RLについても全く同様に実行される。そして、FL〜RL前後力追加量の各々を得るために各ブレーキ装置26FL,26RR,26RLへ追加して加えるべきブレーキ油圧である、FLブレーキ油圧可変量,RRブレーキ油圧可変量,及びRLブレーキ油圧可変量が夫々算出される。
【0246】
このようにして各車輪2FR,2FL,2RR,2RLのブレーキ油圧可変量を算出すると、次にS1865へ進んで、下記の式79に示す如く、図27の追加前後力配分演算処理で算出したFR〜RL前後力追加量の総和である前後力追加量を算出する。
【0247】
【数79】
前後力追加量=FR前後力追加量+FL前後力追加量+RR前後力追加量+RL前後力追加量 …式79
そして、続くS1870にて、ROMから「前後力追加量対アクセル開度可変量マップ」を読み込む。
【0248】
尚、この「前後力追加量対アクセル開度可変量マップ」は、図31に示すように、上記S1865で算出される前後力追加量と、その前後力追加量を得るために必要なアクセル開度(スロットル弁の開度)の変化量であるアクセル開度可変量とを、対応させて記憶したデータマップである。そして、前後力追加量が正(減速方向)である場合には、アクセル開度可変量が「0」となり、前後力追加量が負(加速方向)である場合には、その絶対値が大きいほど、アクセル開度可変量がエンジンの出力を増加させる方向(開方向)に大きくなるように設定されている。
【0249】
次に、続くS1875にて、上記S1865で算出した前後力追加量に対応するアクセル開度可変量を、上記S1870で読み込んだ「前後力追加量対アクセル開度可変量マップ」に基づき算出する。
そして、続くS1880にて、図27の追加前後力配分演算処理で算出したフロント限界値割合を、センタ・ディファレンシャルギアが前輪2FR,2FLと後輪2RR,2RLとに配分すべきトルクの割合である、センタデフ前後力配分割合として設定する。
【0250】
そして更に、続くS1885及びS1890の各々にて、下記の式80,式81に基づき、フロント・ディファレンシャルギアが前輪2FR,2FLの各々に配分すべきトルクの割合であるフロントデフ前後力配分割合と、リア・ディファレンシャルギアが後輪2RR,2RLの各々に配分すべきトルクの割合であるリアデフ前後力配分割合とを算出し、その後、当該可変量演算処理を終了する。
【0251】
【数80】
フロントデフ前後力配分割合=FR前後力追加量/(FR前後力追加量+FL前後力追加量) …式80
【0252】
【数81】
リアデフ前後力配分割合=RR前後力追加量/(RR前後力追加量+RL前後力追加量) …式81
ここで、ECU20は、図2の処理と並行して、図示しない駆動処理を定期的に実行しており、この駆動処理の実行により、上記可変量演算処理での算出結果に基づき、トーコントロールアクチュエータ22FR,22FL,22RR,22RL、ブレーキコントロールアクチュエータ28、アクセルコントロールアクチュエータ30、センタデフコントロールアクチュエータ32C、フロントデフコントロールアクチュエータ32F、及びリアデフコントロールアクチュエータ32Rの各々を制御している。
【0253】
具体的に説明すると、まずECU20は、可変量演算処理のS1830〜S1845で算出したFR〜RLトー可変角に応じてトーコントロールアクチュエータ22FR,22FL,22RR,22RLを作動させることにより、各車輪2FR,2FL,2RR,2RLのトー角を、夫々、上記FR〜RLトー可変角の分だけ変化させる。そして、これにより、各車輪2FR,2FL,2RR,2RLが、FR〜RL横力追加量を追加して発生することとなる。
【0254】
また、ECU20は、可変量演算処理のS1860で算出したFR〜RLブレーキ油圧可変量に応じてブレーキコントロールアクチュエータ28を作動させることにより、各車輪2FR,2FL,2RR,2RLのブレーキ装置26FR,26FL,26RR,26RLに与えるブレーキ油圧を、夫々、上記FR〜RLブレーキ油圧可変量の分だけ増加させる。そして、これにより、FR〜RL前後力追加量が正(減速方向)である場合には、制動力が増加して、各車輪2FR,2FL,2RR,2RLが、そのFR〜RL前後力追加量を追加して発生することとなる。
【0255】
一方、ECU20は、可変量演算処理のS1875で算出したアクセル開度可変量に応じてアクセルコントロールアクチュエータ30を作動させることにより、アクセル開度(スロットル弁の開度)を上記アクセル開度可変量の分だけ変化させる。更に、ECU20は、可変量演算処理のS1880で設定したセンタデフ前後力配分割合に応じてセンタデフコントロールアクチュエータ32Cを作動させることにより、センタ・ディファレンシャルギアによる前後輪へのトルク配分割合を、上記センタデフ前後力配分割合に制御し、また、可変量演算処理のS1885,S1890で算出したフロントデフ前後力配分割合とリアデフ前後力配分割合とに応じて、フロントデフコントロールアクチュエータ32Fとリアデフコントロールアクチュエータ32Rとを夫々作動させることにより、フロント・ディファレンシャルギアによる各前輪2FR,2FLへのトルク配分割合を、上記センタデフ前後力配分割合に制御すると共に、リア・ディファレンシャルギアによる各後輪2RR,2RLへのトルク配分割合を、上記リアデフ前後力配分割合に制御する。
【0256】
そして、上記各アクチュエータ30,32C,32F,32Rに対する制御により、エンジンの出力が、可変量演算処理のS1865で算出した前後力追加量の分だけ増加されると共に、そのエンジン出力の増加分が、FR〜RL前後力追加量の相互割合に応じて各車輪2FR,2FL,2RR,2RLへ駆動力として配分され、この結果、FR〜RL前後力追加量が負(加速方向)である場合には、各車輪2FR,2FL,2RR,2RLが、そのFR〜RL前後力追加量を追加して発生することとなる。
【0257】
次に、ECU20は、図28の可変量演算処理を終了すると、図2のS75へ進む。そして、このS75にて、図32に示す摩擦円拡大処理を実行する。
この摩擦円拡大処理は、車輪のグリップ力に余裕が無く、トー角を変化させることではもはや横力を追加することができない場合に、その車輪のキャンバ角を調節して、該車輪の摩擦円半径(即ち、その車輪が発生可能な最大のグリップ力)を拡大するための処理である。
【0258】
図32に示すように、ECU20が摩擦円拡大処理の実行を開始すると、まずS1900にて、図9の4輪横滑り角度演算処理で算出したFR横滑り角度が所定値K10よりも大きいか否かを判定する。尚、所定値K10は、タイヤが限界に達すると見なされる横滑り角度の値に設定されている。
【0259】
そして、FR横滑り角度が所定値K10よりも大きい場合には、次のS1905にて、図25の追加横力配分演算処理で設定したFR横力限界値(即ち、右前輪2FRが追加して発生可能な横力の余裕度)が「0」であるか否かを判定し、FR横力限界値が「0」であれば、続くS1910にて、図21の追加力演算処理で算出したフロント追加横力を入力する。
【0260】
一方、上記S1900にて、FR横滑り角度が所定値K10よりも大きくないと判定した場合、或いは、上記S1905にて、FR横力限界値が「0」ではないと判定した場合(つまり、右前輪2FRが横力を追加して発生可能な場合)には、S1915に移行して、フロント追加横力を「0」に設定する。
【0261】
そして、上記S1910或いはS1915のうちの何れかを実行した後、S1920へ進み、ROMから「追加横力対キャンバ可変角マップ」を読み込む。
尚、この「追加横力対キャンバ可変角マップ」は、図33に示すように、追加横力(フロント追加横力或いはリア追加横力)と、キャンバコントロールアクチュエータ24FR,24FL,24RR,24RLにより車輪のキャンバ角を何度変化させるべきかを表すキャンバ可変角との関係を記憶したデータマップであり、追加横力が「0」の場合にキャンバ可変角が「0」となり、また、追加横力の絶対値が大きくなるほど、キャンバ可変角が大きくなるように設定されている。
【0262】
そして、続くS1925にて、現在のフロント追加横力(即ち、S1910を実行した場合には図21の追加力演算処理で算出した値であり、S1915を実行した場合には「0」である。)に対応する右前輪2FRのキャンバ可変角(FRキャンバ可変角)を、上記S1920で読み込んだ「追加横力対キャンバ可変角マップ」に基づき算出し、次にS1930にて、図11の対地キャンバ角演算処理で算出したFR対地キャンバ角(右前輪2FRの実際の対地キャンバ角)を入力する。
【0263】
次に、続くS1935にて、上記S1925で算出したFRキャンバ可変角が、FR対地キャンバ角の絶対値よりも大きいか否かを判定し、FRキャンバ可変角の方が大きくなければ、そのままS1945へ進むが、FRキャンバ可変角の方が大きければ、S1940にて、FRキャンバ可変角の値を、FR対地キャンバ角の絶対値と等しい値に設定し直した後、S1945へ進む。
【0264】
そして、S1945にて、FR対地キャンバ角が「0」よりも大きいか否かを判定し、FR対地キャンバ角が「0」よりも大きければ、S1950に進んで、FRキャンバ可変角に「−1」を乗じた値を、キャンバコントロールアクチュエータ24FRにより調節すべき右前輪2FRのキャンバ角の変化分であるFRキャンバ角制御量として設定する。また逆に、FR対地キャンバ角が「0」よりも大きくなければ、S1955へ移行して、FRキャンバ可変角を、そのままFRキャンバ角制御量として設定する。
【0265】
つまり、S1900〜S1955では、FR横滑り角度が所定値K10よりも大きく、且つ、FR横力限界値が「0」である場合に、トー角を変化させることではもはや右前輪2FRの横力を追加することができないと判断して、右前輪2FRの対地キャンバ角が0度に近づくように(即ち、右前輪2FRが地面に対して垂直となるように)、FRキャンバ角制御量を設定している。尚、S1935及びS1940は、FRキャンバ角制御量が過大にならないようにするための処理である。また逆に、FR横滑り角度が所定値K10よりも大きくないか、或いは、FR横力限界値が「0」でない場合には、FRキャンバ角制御量を「0」に設定して、キャンバコントロールアクチュエータ24FRによる右前輪2FRのキャンバ角制御を止めるようにしている。
【0266】
そして、このようにFRキャンバ角制御量を設定した後、次のS1960〜S1970の各々にて、前述したS1900〜S1955と同様の手順により、キャンバコントロールアクチュエータ24FLにより調節すべき左前輪2FLのキャンバ角の変化分であるFLキャンバ角制御量と、キャンバコントロールアクチュエータ24RRにより調節すべき右後輪2RRのキャンバ角の変化分であるRRキャンバ角制御量と、キャンバコントロールアクチュエータ24RLにより調節すべき左後輪2RLのキャンバ角の変化分であるRLキャンバ角制御量とを、夫々設定する。
【0267】
尚、S1960でFLキャンバ角制御量を設定する場合には、図32のS1900〜S1955で用いられている「FR」なるアルファベットを、「FL」なるアルファベットに置き換えた処理が行われる。
また、S1965及びS1970の各々で、RRキャンバ角制御量とRLキャンバ角制御量を設定する場合にも、図32のS1900〜S1955で用いられている「FR」なるアルファベットを、「RR」或いは「RL」なるアルファベットに置き換えた処理が行われるが、特にこの場合には、前述したS1910にて、図21の追加力演算処理で算出したリア追加横力を入力し、またS1915では、リア追加横力を「0」に設定する。そして、S1925にて、リア追加横力に対応するキャンバ可変角(RRキャンバ可変角,RLキャンバ可変角)を「追加横力対キャンバ可変角マップ」に基づき算出する。
【0268】
こうして、S1960〜S1970の処理によりFL〜RLキャンバ角制御量を設定すると、当該摩擦円拡大処理を終了する。そして、その後、次の処理周期が到来すると、図2のS10へ戻って4輪荷重演算処理の実行を開始し、再び、図2に示されている各処理が順次実行される。
【0269】
尚、ECU20は、図2の処理と並行して実行される前述の駆動処理にて、摩擦円拡大処理で設定したFR〜RLキャンバ角制御量を読み出し、そのFR〜RLキャンバ角制御量に応じてキャンバコントロールアクチュエータ24FR,24FL,24RR,24RLを作動させることにより、各車輪2FR,2FL,2RR,2RLのキャンバ角を、夫々、上記FR〜RLキャンバ角制御量の分だけ変化させる。
【0270】
これにより、グリップ力に余裕が無くて、トー角を変化させることではもはや横力を追加することができない車輪について、その車輪の対地キャンバ角が0度に近づけられ、その車輪の発生可能な最大のグリップ力が増大する。そして、ECU20が次に図13の4輪摩擦円推定演算処理を実行した際には、その車輪の対地キャンバ角が0度に近づけられているため、図15の「対地キャンバ角対摩擦円減少係数マップ」に基づき算出される摩擦円減少係数がより「1」に近い値となり、この結果、その車輪の摩擦円推定値も大きな値として算出される。よって、その車輪の実際の摩擦円半径と、制御で用いる摩擦円推定値とが拡大されることとなり、車輪に装着されたタイヤの性能を最大限に生かすことができるようになる。
【0271】
以上詳述したように、本実施形態では、摩擦円設定手段としての図13の4輪摩擦円推定演算処理により、各車輪2FR,2FL,2RR,2RLが路面との間で発生可能な力の合力の最大値を、摩擦円の半径であるFR〜RL摩擦円推定値として設定している。
【0272】
そして、走行状態検出手段としての横Gセンサ6、ヨーレートセンサ8、前後Gセンサ10、及び図示しない検出処理により、車体の実際の運動物理量であるヨーレート、横G、及び前後Gを検出し、発生力算出手段としての図4の横力演算処理及び図5の前後力演算処理により、上記検出した実際のヨーレート、横G、及び前後Gから、各車輪2FR,2FL,2RR,2RLが横方向と前後方向とに実際に発生している横力と前後力とを算出している。
【0273】
尚、図4の横力演算処理で算出したフロント横力を2で割った値を、各前輪2FR,2FLの実際の横力として用い、同じく横力演算処理で算出したリア横力を2で割った値を、各後輪2RR,2RLの実際の横力として用いている。また同様に、図5の前後力演算処理で算出したフロント前後力を2で割った値を、各前輪2FR,2FLの実際の前後力として用い、同じく前後力演算処理で算出したリア前後力2で割った値を、各後輪2RR,2RLの実際の前後力として用いている。
【0274】
そして更に、余裕度算出手段としての図22,図23の摩擦円余裕演算処理及び図26の前後力余裕演算処理により、各車輪2FR,2FL,2RR,2RLが実際に発生している横力及び前後力と、FR〜RL摩擦円推定値とに基づき、各車輪2FR,2FL,2RR,2RLが横方向に追加して発生可能な力の余裕度であるFR〜RL横力正追加限界値及びFR〜RL横力負追加限界値と、各車輪2FR,2FL,2RR,2RLが前後方向に追加して発生可能な力の余裕度であるFR〜RL前後力正追加限界値及びFR〜RL前後力負追加限界値とを算出している。
【0275】
また、図17の目標横力演算処理におけるS1005〜S1030、及び図18の目標前後力演算処理におけるS1110〜S1180からなる目標設定手段としての処理により、運転者の操作に応じた車体の目標ヨーレート、目標横G、及び目標前後Gを設定し、更に、図17の目標横力演算処理におけるS1035〜S1050、図18の目標前後力演算処理におけるS1190、図21の追加力演算処理、図25の追加横力配分演算処理、及び図27の追加前後力配分演算処理からなる追加力設定手段としての処理により、目標ヨーレート、目標横G、及び目標前後Gを実現するために各車輪が横方向と前後方向とに夫々追加して発生すべき力の大きさであるFR〜RL横力追加量及びFR〜RL前後力追加量を、FR〜RL横力正追加限界値及びFR〜RL横力負追加限界値とFR〜RL前後力正追加限界値及びFR〜RL前後力負追加限界値とに応じて、それら追加限界値以内にまるように設定している。
【0276】
そして、駆動制御手段としての図28の可変量演算処理及び図示しない駆動処理により、各車輪がFR〜RL横力追加量とFR〜RL前後力追加量とを追加して発生するように、発生力調節手段としてのトーコントロールアクチュエータ22FR,22FL,22RR,22RL、ブレーキコントロールアクチュエータ28、アクセルコントロールアクチュエータ30、センタデフコントロールアクチュエータ32C、フロントデフコントロールアクチュエータ32F、及びリアデフコントロールアクチュエータ32Rを作動させている。
【0277】
つまり、本実施形態では、各車輪が実際に発生している横力と前後力との大きさを求め、その求めた力の大きさと、各車輪について推定した摩擦円半径であるFR〜RL摩擦円推定値とから、各車輪の横力と前後力との余裕度を求めている。そして、その余裕度の範囲内で、各車輪の横方向と前後方向との発生力を追加(正の追加或いは負の追加)することにより、車体の実際のヨーレート,横G,及び前後Gが目標ヨーレート,目標横G,及び目標前後Gとなるようにしており、これによって、各車輪が路面との間で発生する力の合力がFR〜RL摩擦円推定値を越えないように、各車輪の発生力の大きさと方向を制御している。
【0278】
このため、本実施形態によれば、各車輪が発生可能なグリップ力を最大限に生かしつつ、各車輪のグリップ力の限界を越えない範囲内で車両の走行状態を目標の走行状態とすることができ、車両全体の限界を非常に高くすることができる。よって、車両の走行安定性を極めて高いものとすることができる。
また、本実施形態では、図17の目標横力演算処理におけるS1055〜S1070からなる目標補正手段としての処理により、設定した目標ヨーレート及び目標横Gが各車輪のFR〜RL摩擦円推定値で表される力によって実現可能であるか否かを判定し、実現不能と判定した場合に(S1060:NO,S1065:NO)、目標ヨーレート及び目標横Gを、FR〜RL摩擦円推定値で表される力によって実現可能な値に補正するようにしている。
【0279】
よって、例えば運転者が高速走行中にステアリングを急激且つ大きく操作して、目標ヨーレート及び目標横Gが極端に大きく設定されたとしても、その値が、各車輪が発生可能な力で実現できる値に補正されるため、車両が急に限界を越えてしまうことが確実に防止されて、車両の走行安定性を確実に保つことができる。
【0280】
一方更に、本実施形態では、荷重検出手段としての図3の4輪荷重演算処理により、各車輪の荷重を検出し、キャンバ角検出手段としての図11の対地キャンバ角演算処理により、各車輪の対地キャンバ角を検出し、摩擦係数検出手段としての図7及び図8の路面μ推定演算処理により、走行路面の摩擦係数を検出し、タイヤ判定手段としての図10のタイヤ種類判定演算処理により、車輪に装着されたタイヤのグリップ性能レベルを検出している。
【0281】
そして、図13の4輪摩擦円推定演算処理では、車輪の荷重が大きいほど、車輪の対地キャンバ角が0度に近いほど、走行路面の摩擦係数が大きいほど、タイヤのグリップ性能レベルが高いほど、各車輪の摩擦円推定値(FR〜RL摩擦円推定値)を大きい値に設定するようにしている。
【0282】
このため、FR〜RL摩擦円推定値の設定精度が高くなり、各車輪が発生可能な力の余裕度をより正確に算出できるため、車輪が発生可能なグリップ力をより確実に生かすことができる。
また、本実施形態では、キャンバコントロールアクチュエータ24FR,24FL,24RR,24RL、図32の摩擦円拡大処理、及び図示しない駆動処理からなるキャンバ角制御手段により、横力を追加して発生する余裕度が無い車輪を特定し、その特定した車輪の対地キャンバ角を0度へ近づけるように調整するようにしている。
【0283】
このため、追加して力を発生することができなくなった車輪でも、その車輪が発生可能なグリップ力が増大されると共に、対地キャンバ角が0度へ近づけられることにより、その車輪に対して設定される制御上の摩擦円推定値も大きくなるため、車輪に装着されたタイヤの性能を最大限に生かすことができる。
【0284】
ところで、上記実施形態のECU20は、車両運転者によるステアリングやアクセルペダルなどの操作状況から、目標ヨーレート,目標横G,及び目標前後Gを設定しているが、人が車両を運転するのではなく、外部からの指令によって車両を自動操縦するような場合には、ECU22が、目標ヨーレート,目標横G,及び目標前後Gを外部から入力し、その入力した値を図17及び図18の処理で用いるようにすれば良い。尚、この場合、図17のS1060或いはS1065で否定判定した際には、S1070にて目標ヨーレートの値自体を小さい値に補正し、その後、S1030以降の処理を繰り返すようにすれば良い。
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施形態の車両の制御系全体の構成を表わす概略構成図である。
【図2】 図1のECUで実行される処理全体を表すフローチャートである。
【図3】 図2内の4輪荷重演算処理を表すフローチャートである。
【図4】 図2内の横力演算処理を表すフローチャートである。
【図5】 図2内の前後力演算処理を表すフローチャートである。
【図6】 図5の前後力演算処理で参照される前後G対前後力マップを説明する説明図である。
【図7】 図2内の路面μ推定演算処理の前半部を表すフローチャートである。
【図8】 図2内の路面μ推定演算処理の後半部を表すフローチャートである。
【図9】 図2内の4輪横滑り角度演算処理を表すフローチャートである。
【図10】 図2内のタイヤ種類判定演算処理を表すフローチャートである。
【図11】 図2内の対地キャンバ角演算処理を表すフローチャートである。
【図12】 図11の対地キャンバ角演算処理で参照されるハイト対キャンバ角変化量マップを説明する説明図である。
【図13】 図2内の4輪摩擦円推定演算処理を表すフローチャートである。
【図14】 図13の4輪摩擦円推定演算処理で参照される荷重対摩擦円マップを説明する説明図である。
【図15】 図13の4輪摩擦円推定演算処理で参照される対地キャンバ角対摩擦円減少係数マップを説明する説明図である。
【図16】 図2内の目標走行状態設定処理を表すフローチャートである。
【図17】 図16の目標走行状態設定処理で実行される目標横力演算処理を表すフローチャートである。
【図18】 図16の目標走行状態設定処理で実行される目標前後力演算処理を表すフローチャートである。
【図19】 図18の目標前後力演算処理で参照されるアクセル状態対目標前後Gマップを説明する説明図である。
【図20】 図18の目標前後力演算処理で参照されるブレーキ踏力対目標前後Gマップを説明する説明図である。
【図21】 図2内の追加力演算処理を表すフローチャートである。
【図22】 図2内の摩擦円余裕演算処理の前半部を表すフローチャートである。
【図23】 図2内の摩擦円余裕演算処理の後半部を表すフローチャートである。
【図24】 図2内の追加力配分処理を表すフローチャートである。
【図25】 図24の追加力配分処理で実行される追加横力配分演算処理を表すフローチャートである。
【図26】 図24の追加力配分処理で実行される前後力余裕演算処理を表すフローチャートである。
【図27】 図24の追加力配分処理で実行される追加前後力配分演算処理を表すフローチャートである。
【図28】 図2内の可変量演算処理を表すフローチャートである。
【図29】 図28の可変量演算処理で参照される横力追加量対追加トー可変角マップを説明する説明図である。
【図30】 図28の可変量演算処理で参照される前後力追加量対ブレーキ油圧可変量マップを説明する説明図である。
【図31】 図28の可変量演算処理で参照される前後力追加量対アクセル開度可変量マップを説明する説明図である。
【図32】 図2内の摩擦円拡大処理を表すフローチャートである。
【図33】 図32の摩擦円拡大処理で参照される追加横力対キャンバ可変角マップを説明する説明図である。
【符号の説明】
2FR,2FL,2RR,2RL…車輪 4FR,4FL,4RR,4RL…車輪速センサ
5FR,5FL,5RR,5RL…ハイトセンサ 6…横Gセンサ
8…ヨーレートセンサ 10…前後Gセンサ
12…ステアリング角度センサ 13…ブレーキスイッチ
16…ブレーキ踏力センサ 18…アクセル開度センサ
20…電子制御装置(ECU)
22FR,22FL,22RR,22RL…トーコントロールアクチュエータ
24FR,24FL,24RR,24RL…キャンバコントロールアクチュエータ
26FR,26FL,26RR,26RL…ブレーキ装置
28…ブレーキコントロールアクチュエータ
30…アクセルコントロールアクチュエータ
32C…センタデフコントロールアクチュエータ
32F…フロントデフコントロールアクチュエータ
32R…リアデフコントロールアクチュエータ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a vehicle control device for ensuring running stability of a vehicle.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, an antilock brake system (commonly known as ABS) and a traction control system (commonly known as TRC) have been put to practical use as this type of device. In the ABS and TRC, the speed of the vehicle body (vehicle speed) is estimated based on a signal from a wheel speed sensor that detects the rotational speed (wheel speed) of each wheel of the vehicle, and the estimated vehicle speed and the rotation of each wheel are estimated. The slip ratio of each wheel is calculated from the difference from the speed, and if the slip ratio exceeds a predetermined value, it is determined that the grip force of the wheel (specifically, the tire attached to the wheel) has reached its limit, and the grip force is The longitudinal force of the wheel is controlled so as to return to the limit region. The wheel front-rear force is a force generated by the wheel in the front-rear direction, and is controlled by a braking force or a driving force applied to the wheel.
[0003]
Further, in recent years, as in the so-called turning trace control system, in addition to the vehicle speed estimated based on the signal from the wheel speed sensor, further based on the signals from the yaw rate (yaw angular velocity) sensor and the lateral acceleration sensor attached to the vehicle body. The vehicle body slip angle (side slip angle) is obtained, and when the slip angle exceeds a predetermined value, it is determined that the lateral limit of the entire vehicle has been reached, and the turning state of the vehicle returns to the target stable state. In addition, a device for controlling the longitudinal force of the wheel has been put into practical use.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional device cannot be controlled until the wheel grip force exceeds the limit.For example, after a failure such as a vehicle spin or a tire full lock occurs, the vehicle returns to the target stable running state. Therefore, it is impossible to prevent the occurrence of a state of anxiety for the vehicle driver.
[0005]
This is because the conventional apparatus is not aware of the margin including the direction of the grip force that can be generated by each wheel.
The present invention has been made in view of these problems, and an object of the present invention is to provide a vehicle control device that can further improve the running stability of the vehicle by making the most of the gripping force that can be generated by the wheels. It is said.
[0006]
[Means for solving the problems and effects of the invention]
  First, a vehicle control device of a reference example before reaching the present invention will be described. This reference exampleThe vehicle control apparatus sets the maximum value of the resultant force that can be generated between each wheel of the vehicle and the road surface as the radius of the friction circle, and the resultant force that occurs between each wheel and the road surface The magnitude and direction of the generated force of each wheel is controlled so as not to exceed the force represented by the radius of the set friction circle.
[0007]
Note that the friction circle is a tire rolling with a certain slip angle when the maximum value of the resultant force of the longitudinal force Fx and the lateral force Fy generated on the contact surface is equal to a constant value F. , “(Fx squared) + (Fy squared) = (F squared)”, and the constant value F is the radius of the friction circle.
[0008]
  That meansReference exampleIn the vehicle control apparatus, since the determination reference value for determining that the grip force of the wheel is the limit is set as the radius of the two-dimensional friction circle, the force generated by the wheel in a specific direction is set. If Fa is detected, the maximum value Fbmax of force that can be generated in another direction different from that can be calculated as a value at which the resultant force of Fa and Fbmax becomes equal to the radius of the friction circle.
[0009]
For example, if the longitudinal force actually generated by the wheel is obtained based on a physical motion quantity such as the longitudinal acceleration of the vehicle body, the maximum value of the lateral force that can be generated orthogonal to the longitudinal force can be calculated. Conversely, if the lateral force actually generated by the wheel is determined based on the physical physical quantity such as the lateral acceleration and yaw rate of the vehicle body, the maximum value of the longitudinal force that can be generated orthogonally to the lateral force is calculated. Can do.
[0010]
  And since the magnitude | size of the force which a wheel can generate | occur | produce in a predetermined direction can be understood in this way, it becomes possible to adjust the actual generated force of a wheel within the range of the magnitude of the force. is there.
  For this reason,Reference exampleAccording to the vehicle control device of the present invention, the wheel grip is not performed after the wheel grip force exceeds the limit as in the conventional device, but the wheel grip force is maximized while the wheel grip force is generated. It is possible to control the vehicle running state as a target running state within a range not exceeding the force limit, and the limit of the entire vehicle can be made very high. Therefore, the running stability of the vehicle can be further improved.
[0011]
  Therefore, in the vehicle control device according to claim 1,Front, back, left and right fourEach wheel occurs between the road surfaceFront / rear force (front / rear force) and lateral force (lateral force)Generating force adjusting means for changing the size of each wheel, and the friction circle setting means determines the maximum value of the resultant force of each wheel that can be generated between each wheel and the road surface, for each wheel. Set the radius of the friction circle.
[0012]
  Then, the traveling state detection means detects the physical movement quantity of the vehicle body generated as the vehicle travels, and the generated force calculation means determines each wheel from the physical movement quantity detected by the traveling state detection means.DepartAliveLongitudinal force and lateral forceThe size of is calculated.
  Further, the margin calculation means is calculated for each wheel by the friction circle radius set by the friction circle setting means and the generated force calculation means.Longitudinal force and lateral forceBased on the size of each wheelAddedCan be generatedLongitudinal force and lateral forceCalculate the margin of.
[0013]
  Further, the target setting means sets a target value of the physical exercise quantity. Then, the additional force setting means causes the exercise physical quantity detected by the traveling state detection means to be the target value set by the target setting means.The front additional lateral force that is the total lateral force that must be generated by the addition of both front wheels, the rear additional lateral force that is the total lateral force that must be generated by the addition of both rear wheels, and four wheels In addition to calculating the additional vehicle longitudinal force, which is the total longitudinal force that must be generated in addition, additional force calculation processing is performed.Calculated forceEachDistribute to wheelsFor the distribution process.
Furthermore, as the distribution process,
Ratio of margin of lateral force between the left front wheel and right front wheel (hereinafter referred to as “first ratio”) and ratio of margin of lateral force between the left rear wheel and right rear wheel (hereinafter referred to as “second ratio”). And a marginal force addition ratio indicating that 10% of the front additional lateral force and the rear additional lateral force calculated in the additional force calculation process can be actually added is represented by 100% by the margin calculation means. A first process for calculating from the calculated margin of lateral force of each wheel;
If the lateral force addition possibility ratio is 1 or less, each value obtained by multiplying each of the front additional lateral force and rear additional lateral force calculated by the additional force calculation process by the lateral force addition possibility ratio is added to the distribution target front. If the lateral force and the rear additional lateral force are greater than 1, then the front additional lateral force and the rear additional lateral force calculated by the additional force calculation process are directly used as the front additional lateral to be distributed. A second process for force and rear additional lateral force;
The front additional lateral force to be distributed is distributed between the left front wheel and the right front wheel at the first ratio, and the rear additional lateral force to be distributed is distributed between the left rear wheel and the right rear wheel at the second ratio. A third process of allocating to
The ratio of the margin of front / rear force between the front wheels and the rear wheels (hereinafter referred to as the third ratio) and the percentage of the additional vehicle front / rear force calculated by the additional force calculation process can be actually increased by 10%. A fourth process of calculating a longitudinal force addition possible ratio shown as 1 from the margin of the longitudinal force of each wheel calculated by the margin calculating means;
If the longitudinal force addition possibility ratio is 1 or less, a value obtained by multiplying the additional vehicle longitudinal force calculated by the additional force calculation process by the longitudinal force addition possibility ratio is set as an additional vehicle longitudinal force to be distributed, and the longitudinal force addition is performed. If the possible ratio is greater than 1, a fifth process in which the additional vehicle longitudinal force calculated in the additional force calculation process is directly used as an additional vehicle longitudinal force to be distributed;
Half of the additional vehicle longitudinal force to be distributed is distributed to the left front wheel and the left rear wheel at the third ratio, and the other half of the additional vehicle longitudinal force to be allocated is to the right at the third ratio. And a sixth process of allocating to the front wheel and the right rear wheel.
[0014]
  And each wheel is added by the additional force setting means.DistributionThe drive control means operates the generated force adjusting means so that the generated force is additionally generated. The addition includes not only positive addition but also negative addition.
  That is, in the vehicle control device according to claim 1, a plurality of directions in which the magnitude of the generated force of each wheel can be changed by the generated force adjusting means.(Front-back direction and horizontal direction)For each wheel, the magnitude of the force actually generated by each wheel is obtained, and from the magnitude of the obtained force and the radius of the friction circle set by the friction circle setting means, each wheelAddedCan be generatedLongitudinal force and lateral forceSeeking a margin of And within the margin, each wheelLongitudinal force and lateral forceBy adding (positive addition or negative addition), the physical physical quantity of the vehicle body is set to the target value, and the resultant force generated by each wheel with the road surface is set to the friction circle setting. The magnitude and direction of the generated force of each wheel is controlled so as not to exceed the force represented by the radius of the friction circle set by the means.
[0015]
For this reason, as described above, it is possible to control the vehicle traveling state to the target traveling state by making the most of the gripping force that can be generated by the wheels, thereby further improving the traveling stability of the vehicle. .
The target setting means obtains the target yaw rate and lateral acceleration to be generated in the vehicle body from the steering operation angle and vehicle speed by the vehicle driver, and also determines the vehicle body from the operation amount of the accelerator pedal and brake pedal by the driver. The longitudinal acceleration of the target to be generated in the vehicle is obtained, and the obtained yaw rate, lateral acceleration, and longitudinal acceleration are set as the target values of the physical physical quantities of the vehicle body.
[0016]
In addition, when a person does not drive the vehicle but automatically steers the vehicle according to an external command, the target setting means includes the target yaw rate, lateral acceleration, and longitudinal acceleration that should be generated in the vehicle body. Information may be input from the outside, and the input information may be set as a target value of the physical exercise quantity.
[0017]
  on the other hand, DepartureThe vitality adjusting means is claimed in claim2By adjusting the braking force and driving force applied to each wheel and the steering angle of each wheel, the front-rear force (front-rear force) and the lateral force (lateral force) of each wheel are adjusted. It can be configured to change. And if it does in this way, an apparatus structure can be simplified.
[0018]
  Next, the claim3The vehicle control device according to claim 1 is the above-described claim 1., 2In addition to the apparatus described in (1), target correction means is additionally provided. Whether the target correction means can be realized by the force represented by the radius of the friction circle of each wheel set by the friction circle setting means, in which the target value of the physical movement quantity of the vehicle body set by the target setting means is set. Whether or not the total of forces in a specific direction that should be generated by a plurality of specific wheels to generate a physical physical quantity of the target value in the vehicle body (hereinafter referred to as a necessary value), and a friction circle setting means for the specific wheels Judgment is made by comparing the total force (hereinafter referred to as the limit value) represented by the radius of the friction circle set in accordance with the above, and the target value is realized because the limit value is not greater than the required value. When it is determined that the target value is not possible, the target value is corrected to a value at which the limit value is larger than the necessary value and determined to be realizable by the determination.
[0019]
According to this vehicle control device, when the target value of the physical movement quantity of the vehicle body set by the target setting means is extremely large, the target value is corrected to a value that can be realized by the force that can be generated by each wheel. Therefore, it is possible to reliably prevent the vehicle from suddenly exceeding the limit.
[0020]
In particular, when the target setting means is configured to set the target value based on the steering operation angle or the vehicle speed by the vehicle driver, even if the driver operates the steering wheel suddenly and greatly during high speed traveling. The target value used for the control is corrected, so that the running stability of the vehicle can be reliably maintained.
[0021]
  Where the claim4As described in claim 1 to claim 13In the vehicle control apparatus, a load detection means for detecting a load (vertical load) applied to each wheel is provided, and the friction circle setting means increases the radius of the friction circle as the load detected by the load detection means increases. If it is configured to set the value to a large value, a greater effect can be obtained.
[0022]
In other words, the grip force that can be generated by the tire (the maximum value of the resultant force that can be generated) increases according to the load. Therefore, when the load applied to the wheel is detected and the detected value is larger, the friction becomes larger. If the radius of the circle is set to a large value, the margin of force that can be generated by each wheel can be calculated more accurately, and the grip force that can be generated by the wheel can be utilized more reliably.
[0023]
  Claims5As described in claim 1 to claim 14In the vehicle control apparatus, a camber angle detecting means for detecting a ground camber angle of each wheel (that is, an angle formed between a tire center and a line perpendicular to the ground when viewed from the front of the vehicle) is provided, and the friction circle setting means has a camber angle. You may comprise so that the radius of the said friction circle may be set to a large value, so that the ground camber angle detected by the detection means is near 0 degree.
[0024]
That is, the grip force that can be generated by the tire is the maximum when the ground camber angle is 0 degree, and becomes smaller as the ground camber angle is away from 0 degree, so the actual ground camber angle of each wheel is detected, Even if the friction circle radius is set to a larger value as the value is closer to 0 degrees, the margin of force that can be generated by each wheel can be calculated more accurately, and the wheel can be generated. Grip power can be utilized more reliably.
[0025]
  Furthermore, when the radius of the friction circle is set according to the ground camber angle of the wheel,6The camber angle control means is additionally provided as described in the above, and the camber angle control means specifies a wheel having no margin calculated by the margin calculation means, and sets the ground camber angle of the identified wheel to 0. A greater effect can be obtained if the adjustment is made to approach the degree.
[0026]
That is, by adjusting the ground camber angle of a wheel that is considered to be no longer able to generate additional force, the grip force that can be generated by that wheel actually increases and is set for that wheel. Therefore, the radius of friction circle for control is also increased, so that the performance of the tire mounted on the wheel can be utilized to the maximum.
[0027]
  On the other hand, the friction circle setting means includes not only the wheel load and ground camber angle, but also claims7And claims8As described above, the radius of the friction circle can be set according to the friction coefficient of the road surface and the grip performance level of the tire mounted on the wheel.
[0028]
  That is, the claim7In the vehicle control device according to claim 1, the above claims 1 to 3.6The apparatus includes a friction coefficient detecting means for detecting a friction coefficient of the road surface of the vehicle, and the friction circle setting means increases the radius of the friction circle as the friction coefficient detected by the friction coefficient detecting means increases. Set to a larger value. Claims8In the vehicle control device according to claim 1, the above claims 1 to 3.7The apparatus includes tire determination means for detecting a grip performance level of a tire mounted on each wheel, and the friction circle setting means is more likely to have a higher tire grip performance level by the tire determination means. The radius of the friction circle is set to a large value.
[0029]
And even if it is configured to set the radius of the friction circle according to the friction coefficient of the road surface and the grip performance level of the tire in this way, the margin of force that can be generated by each wheel can be calculated more accurately. And the grip force that the wheel can generate can be utilized more reliably.
[0030]
  Of course, the radius of the friction circle is detected by detecting all or two or more of the load applied to each wheel, the ground camber angle of each wheel, the friction coefficient of the road surface, and the grip performance level of the tire. If this is configured, the frictional circle radius of each wheel can be set more accurately, and the control accuracy can be further improved..
On the other hand, for example, the running state detection unit can be configured to detect the yaw rate as an exercise physical quantity, and the target setting unit can set the target value of the yaw rate. Further, for example, the traveling state detection unit can be configured to detect lateral acceleration as an exercise physical quantity, and the target setting unit can set a target value of the lateral acceleration.
[0031]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Needless to say, the embodiments of the present invention are not limited to the following, and can take various forms as long as they belong to the technical scope of the present invention. In the following description, the force generated by a wheel, such as the longitudinal force of the wheel (front / rear direction force) and lateral force (lateral force), refers to the force generated by the tire attached to the wheel. pointing.
[0032]
First, FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing the overall configuration of a vehicle control system according to an embodiment to which the present invention is applied. (A) shows a system of sensors, and (B) shows a system of actuators. ing.
As shown in FIG. 1 (A), for each wheel of the vehicle (right front wheel 2FR, left front wheel 2FL, right rear wheel 2RR, left rear wheel 2RL), the rotational speed of the wheel (hereinafter referred to as wheel speed) is detected. Wheel speed sensors 4FR, 4FL, 4RR, 4RL and height sensors 5FR, 5FL, 5RR, 5RL for detecting the vertical distance (hereinafter referred to as height) from the wheel center to the vehicle body that fluctuates with changes in the suspension stroke. Are provided.
[0033]
In the description of the present embodiment, the alphabets “FR”, “FL”, “RR”, and “RL” correspond to the right front wheel 2FR, the left front wheel 2FL, the right rear wheel 2RR, and the left rear wheel 2RL, respectively. It is a thing.
Further, the vehicle includes a lateral G sensor 6 for detecting a lateral acceleration (hereinafter referred to as lateral G) of the vehicle body, a yaw rate sensor 8 for detecting the yaw rate of the vehicle body, and a longitudinal acceleration (hereinafter referred to as longitudinal force) of the vehicle body. G) 10 for detecting G), a steering angle sensor 12 for detecting a steering operation angle (hereinafter referred to as a steering angle) operated by the driver, and a foot brake is depressed by the driver. The brake switch 13 which is turned on when the vehicle is depressed, the brake pedal force sensor 16 for detecting the foot brake pedal force (hereinafter referred to as the brake pedal force) by the driver, and the engine according to the accelerator pedal stepping amount by the driver. For detecting the opening of the throttle valve (hereinafter referred to as the accelerator opening) that adjusts the amount of intake air And opening sensor 18 is provided.
[0034]
Signals from the sensors and switches are input to an electronic control unit (hereinafter referred to as ECU) 20.
On the other hand, as shown in FIG. 1 (B), each wheel 2FR, 2FL, 2RR, 2RL has a toe control actuator 22FR, 22FL, 22RR, 22RL for adjusting the toe angle of the wheel and a camber angle of the wheel. Camber control actuators 24FR, 24FL, 24RR, and 24RL for adjustment are provided, respectively.
[0035]
The vehicle further includes a brake control actuator 28 for adjusting the brake hydraulic pressure applied to the brake devices 26FR, 26FL, 26RR, 26RL of the wheels 2FR, 2FL, 2RR, 2RL, an accelerator opening (a throttle valve opening). ) And an accelerator control actuator 30 for increasing / decreasing the engine output.
[0036]
Further, the vehicle of this embodiment is a four-wheel drive vehicle in which all wheels 2FR, 2FL, 2RR, 2RL are drive wheels, and although not particularly shown, torque output from the engine via a transmission. Is distributed to the drive shaft for the front wheels and the drive shaft for the rear wheels by the center differential gear, and the torque of the drive shaft for the front wheels is distributed to each of the front wheels 2FR and 2FL by the front differential gear. The torque of the drive shaft for the rear wheels is distributed to each of the rear wheels 2RR and 2RL by the rear differential gear.
[0037]
As shown in FIG. 1B, the vehicle has a center differential for adjusting the ratio of torque distributed between the front wheel drive shaft and the rear wheel drive shaft by the center differential gear. A control actuator 32C, a front differential control actuator 32F for adjusting the ratio of torque distributed to each of the front wheels 2FR and 2FL by the front differential gear, and each of the rear wheels 2RR and 2RL by the rear differential gear. A rear differential control actuator 32R for adjusting the proportion of torque to be distributed is provided.
[0038]
In such a vehicle according to the present embodiment, the ECU 20 sequentially executes each process shown in FIG. 2 periodically (for example, every 8 ms), and based on signals from the respective sensors and switches, In addition to detecting the driving state, an ideal target driving state is determined, and each of the wheels 2FR, 2FL, 2RR, 2RL is controlled with the road surface by controlling the actuators so that the actual driving state becomes the target driving state. The force generated between them is changed.
[0039]
In particular, the ECU 20 determines the maximum value of the resultant force that can be generated by each wheel 2FR, 2FL, 2RR, 2RL as the radius of the friction circle (the circle having the maximum value of the resultant force of the tire longitudinal force and lateral force as a radius). In order to achieve the target running state within the range where the grip force of each wheel does not exceed the limit, the direction and amount of the addition / decrease of the generated force of each wheel 2FR, 2FL, 2RR, 2RL are optimally distributed. ing.
[0040]
Therefore, the process executed by the ECU 20 will be specifically described below with reference to the drawings.
First, FIG. 2 is a flowchart showing the entire process executed by the ECU 20. Note that “constants K1 to K3”, “FR static load, FL static load, RR static load, RL static load”, “vehicle weight (vehicle weight)”, “moment constant”, “ "Center-of-gravity rear tire distance", "Center-of-gravity front tire distance", "Wheel base", "Front tread", "Rear tread", and "Gear ratio" are constants based on the specifications of the vehicle, and these are constants in the ECU 20. Are stored in advance in a ROM (not shown) as data.
[0041]
On the other hand, the ECU 20 periodically performs a detection process (not shown) to thereby obtain a signal from the lateral G sensor 6, the yaw rate sensor 8, the front / rear G sensor 10, the steering angle sensor 12, the brake pedal force sensor 16, and the accelerator opening sensor 18. Based on each signal, the lateral G, yaw rate, front / rear G, steering angle, brake force, and accelerator opening of the vehicle body are detected, and each wheel 2FR is detected based on the signals from the height sensors 5FR, 5FL, 5RR, 5RL. , 2FL, 2RR, 2RL, the height (vertical distance from the center of each wheel to the vehicle body) is detected. Further, the ECU 20 detects the vehicle speed by executing the detection process, for example, by averaging the wheel speeds detected based on the signals from the wheel speed sensors 4FR, 4FL, 4RR, 4RL. The lateral G and yaw rate detected by this detection process are used in each process of FIG.
[0042]
Further, in the processing described below, for the longitudinal G of the vehicle body and the longitudinal force of the wheel, the deceleration direction is positive and the acceleration direction is negative, and for the lateral G of the vehicle body and the yaw rate and the lateral force of the wheel, the right direction is Positive, left direction is negative. The steering angle has a positive right angle from the center position and a negative left angle from the center position.
[0043]
As shown in FIG. 2, the ECU 20 first calculates four loads for each wheel 2FR, 2FL, 2RR, 2RL at the first step (hereinafter simply referred to as “S”) 10. Execute load calculation processing.
Then, as shown in FIG. 3, when the ECU 20 starts executing the four-wheel load calculation process, first, in S100, the front and rear G of the vehicle body detected based on the signal from the front and rear G sensor 10 is input, and then in S110. Then, by multiplying the inputted front and rear G by a constant K1, a load fluctuation amount 1 (= front and rear G × constant K1) which is a fluctuation amount of the load between the front and rear wheels is calculated.
[0044]
Next, in S120, the lateral G of the vehicle body detected based on the signal from the lateral G sensor 6 is input, and in the subsequent S130, the input lateral G is multiplied by a constant K2 to thereby calculate the load between the left and right front wheels. A load fluctuation amount 2F (= lateral G × constant K2), which is a fluctuation amount, is calculated, and further in S140, the input lateral G is multiplied by the constant K3 to obtain the fluctuation amount of the load between the left and right rear wheels. A load fluctuation amount 2R (= lateral G × constant K3) is calculated.
[0045]
The constants K1 to K3 represent load fluctuation amounts per unit acceleration, and are set according to the spring rate of the suspension and the vehicle weight.
Then, in each of S150 to S180, based on the following formulas 1 to 4, the FR wheel load that is the load of the right front wheel 2FR, the FL wheel load that is the load of the left front wheel 2FL, and the right rear wheel 2RR The RR wheel load that is the load of RL and the RL wheel load that is the load of the left rear wheel 2RL are respectively calculated. It should be noted that “FR static load”, “FL static load”, “RR static load”, and “RL static load” in Formulas 1 to 4 represent the wheels 2FR, 2FL, 2RR, It is a load applied to 2RL, and is set according to the weight balance of the vehicle.
[0046]
[Expression 1]
FR wheel load = FR static load + load fluctuation 1 + load fluctuation 2F Equation 1
[0047]
[Expression 2]
FL wheel load = FL static load + load fluctuation 1-load fluctuation 2F Equation 2
[0048]
[Equation 3]
RR wheel load = RR static load−load fluctuation 1 + load fluctuation 2R Equation 3
[0049]
[Expression 4]
RL wheel load = RL static load−load variation 1−load variation 2R Equation 4
And ECU20 will complete | finish the said 4 wheel load calculation process, if FR wheel load-RL wheel load (namely, load currently applied to each wheel 2FR, 2FL, 2RR, 2RL) is calculated by said S150-S180. Then, the process proceeds to S15 in FIG. 2, and the lateral force calculation process shown in FIG. 4 is executed in S15.
[0050]
This lateral force calculation processing is performed in the vehicle lateral force that is the total lateral force of the entire vehicle, the front lateral force that is the total lateral force of both front wheels 2FR and 2FL, and the rear lateral force that is the total lateral force of both rear wheels 2RR and 2RL. This is a process for calculating force.
As shown in FIG. 4, when the ECU 20 starts executing the lateral force calculation process, first, in S200, the lateral G of the vehicle body is input, and in the subsequent S210, the input lateral G is multiplied by the vehicle weight. The vehicle body lateral force (= lateral G × vehicle weight) is calculated.
[0051]
In the subsequent S220, the yaw rate of the vehicle body detected based on the signal from the yaw rate sensor 8 is input, and in the next S230, the yaw angular acceleration of the vehicle body is calculated by differentiating the input yaw rate. Further, in subsequent S240, the yaw moment of the vehicle body (= yaw angular acceleration × moment constant) is calculated by multiplying the yaw angular acceleration calculated in S230 by the moment constant stored in advance.
[0052]
When the vehicle body lateral force and yaw moment are calculated in this way, in the following S250, the front lateral force, which is the total lateral force of both front wheels 2FR, 2FL, and both rear wheels 2RR, The rear lateral force that is the total lateral force of 2RL is calculated.
In the following formula, “/” indicates division. The "center of gravity front tire distance" is the horizontal distance between the center of gravity of the vehicle and the axle center of the front wheels 2FR and 2FL, and the "center of gravity rear tire distance" is the center of gravity of the vehicle and the axle center of the rear wheels 2RR and 2RL. Is the horizontal distance.
[0053]
[Equation 5]
Front lateral force = (body lateral force x center of gravity rear tire distance + yaw moment) / wheel base… Formula 5
[0054]
[Formula 6]
Rear lateral force = (vehicle lateral force x center of gravity front-to-tire distance-yaw moment) / wheel base… Formula 6
When the ECU 20 calculates the front lateral force and the rear lateral force in S250, the ECU 20 ends the lateral force calculation process, and then proceeds to S20 in FIG. 2, where the longitudinal force calculation shown in FIG. Execute the process.
[0055]
This longitudinal force calculation process is the vehicle body longitudinal force that is the total longitudinal force of the entire vehicle, the front longitudinal force that is the total longitudinal force of both front wheels 2FR and 2FL, and the total longitudinal force of both rear wheels 2RR and 2RL. This is a process for calculating the rear longitudinal force.
As shown in FIG. 5, when the ECU 20 starts executing the longitudinal force calculation process, it is first determined in S300 whether or not the brake switch 13 is currently on. If it is determined that the brake switch 13 is on, the process proceeds to S310, and the “front-rear G vs. front-rear force map during foot brake” is read from the ROM. If it is determined in S300 that the brake switch 13 is not turned on, the process proceeds to S320, and the “front-rear G vs. front-rear force map during non-foot brake” is read from the ROM.
[0056]
Here, the “front / rear G vs. front / rear force map during foot brake” read in S310 is the front front / rear force against the front / rear G when the foot brake is stepped on by the driver (the total front / rear force of both front wheels 2FR, 2FL). ) And the rear longitudinal force (the total longitudinal force of both rear wheels 2RR and 2RL) with respect to the longitudinal G, respectively. The front longitudinal force with respect to the longitudinal G is stored as shown in the upper left column of FIG. 6, and the rear longitudinal force with respect to the longitudinal G is stored as shown in the lower left column of FIG.
[0057]
As shown in the upper left column and the lower left column in FIG. 6, in the “front / rear G vs. front / rear force map during foot brake”, when the front / rear G is positive (deceleration direction), the front front / rear force is greater than the rear front / rear force. The force is set to be larger. This is because the characteristics of the proportional valve provided in the brake system are such that the braking force of the front wheels 2FR and 2FL is greater than the braking force of the rear wheels 2RR and 2RL when the foot brake is stepped on with the same force ( For example, it is set to 7: 3). Further, since the vehicle according to the present embodiment is a four-wheel drive vehicle, when the front-rear G is negative (acceleration direction), both the front front-rear force and the rear front-rear force are set negative (acceleration direction). ing. The ratio between the front longitudinal force and the rear longitudinal force corresponding to the same longitudinal G is set according to the current torque distribution of the center differential gear adjusted by the center differential control actuator 32C.
[0058]
On the other hand, the “front-rear G vs. front-rear force map during non-footbrake” read in S320 shows the front front-rear force against the front-rear G and the rear front-rear force against the front-rear G when the driver does not step on the footbrake. These are data maps stored respectively. The front longitudinal force with respect to the longitudinal G is stored as shown in the upper right column of FIG. 6, and the rear longitudinal force with respect to the longitudinal G is stored as shown in the lower right column of FIG.
[0059]
Since the vehicle of this embodiment is a four-wheel drive vehicle, engine brakes are applied to both the front wheels 2FR, 2FL and the rear wheels 2RR, 2RL. Therefore, as shown in the upper right column and lower right column in FIG. 6, the front / rear G vs. front / rear force map during non-footbrake is independent of the front / rear G (deceleration / acceleration) regardless of whether the front / rear G is positive or negative. Both the force and the force are set to change according to the front and rear G. The ratio between the front longitudinal force and the rear longitudinal force corresponding to the same longitudinal G is set according to the current torque distribution of the center differential gear.
[0060]
Next, after executing one of S310 and S320, the process proceeds to S330, and the current front and rear G of the vehicle body is input. Then, in subsequent S340, the front front / rear force and the rear front / rear force corresponding to the input front / rear G are read in any one of S310 and S320 ("front / rear G vs. front / rear force map during foot brake" or " Based on the front / rear G vs. front / rear force map during non-footbrake "), it is calculated by interpolation. Further, in subsequent S350, the vehicle longitudinal force (= front / rear G × vehicle weight), which is the total longitudinal force of the entire vehicle, is calculated by multiplying the current longitudinal G input in S330 by the vehicle weight.
[0061]
When the ECU 20 calculates the vehicle body longitudinal force in S350, the ECU 20 ends the longitudinal force calculation process, and then proceeds to S25 in FIG. 2, where the road surface μ estimation calculation shown in FIGS. 7 and 8 is performed. Execute the process. FIG. 7 shows the first half of the road surface μ estimation calculation process, and FIG. 8 shows the second half thereof.
[0062]
This road surface μ estimation calculation process is a process for estimating the friction coefficient of the road surface on which the vehicle is currently traveling.
As shown in FIG. 7, when the ECU 20 starts executing the road surface μ estimation calculation process, first, in S400, the steering angle detected based on the signal from the steering angle sensor 12 is input, and in S405, the wheel speed is detected. A vehicle speed detected based on signals from the sensors 4FR, 4FL, 4RR, 4RL is input.
[0063]
In subsequent S410, the target yaw rate is calculated based on the following equation 7, and in subsequent S415, the target lateral G (= target yaw rate × vehicle speed) is obtained by multiplying the target yaw rate by the vehicle speed input in S405. calculate.
The target yaw rate and the target lateral G are the ideal yaw rate and lateral G of the vehicle body that can be considered from the actual steering angle and vehicle speed, respectively. Further, in the following formula including the following formula 7, the “gear ratio” is the gear ratio of the steering box of the vehicle. Therefore, the “steering angle / gear ratio” is the front wheel 2FR generated by the steering operation. , 2FL rudder angle (toe angle) is shown. Furthermore, the “target stability factor” is a constant set so that the calculated target yaw rate becomes a value that does not make the driver feel uncomfortable as the behavior of the vehicle.
[0064]
[Expression 7]
Target yaw rate = (steering angle / gear ratio × vehicle speed / wheel base) / (1 + target stability factor × vehicle speed × vehicle speed)
When the target yaw rate and the target lateral G are calculated in this way, the actual yaw rate is input in the subsequent S420, and in the subsequent S425, the yaw rate that is the difference between the input actual yaw rate and the calculated target yaw rate. Calculate the error.
[0065]
When the target yaw rate is positive (clockwise), the yaw rate error is calculated by subtracting the target yaw rate from the actual yaw rate as shown in the following equation 8 as shown in FIG. When the yaw rate is negative (counterclockwise), the value obtained by subtracting the target yaw rate from the actual yaw rate is further multiplied by “−1” as shown in Equation 9 below. That is, regardless of the turning direction of the vehicle, the yaw rate error is positive if the actual yaw rate is too large relative to the target yaw rate, and conversely if the value is negative, the actual yaw rate is the target yaw rate. Indicates too small for yaw rate.
[0066]
[Equation 8]
Yaw rate error = yaw rate-target yaw rate (8)
[0067]
[Equation 9]
Yaw rate error = − (yaw rate−target yaw rate) Equation 9
When the yaw rate error is calculated in this way, the process proceeds to S430, and it is determined whether or not the calculated yaw rate error is larger than a predetermined value K4 (> 0) set to a positive value. When the yaw rate error is larger than the predetermined value K4, the process proceeds to S435, and “1” indicating that the yaw rate is excessive is set in the yaw rate excessive flag indicating whether or not the actual yaw rate is excessive. Conversely, if the yaw rate error is not greater than the predetermined value K4, the process proceeds to S440, and the yaw rate excessive flag is set to “0”.
[0068]
Then, when “1” or “0” is set to the yaw rate excessive flag in S435 or S440, the process proceeds to S445, and this time, the yaw rate error is set to be less than a predetermined value K5 (<0) set to a negative value. It is determined whether or not it is small. If the yaw rate error is smaller than the predetermined value K5, the process proceeds to S450, and “1” indicating that the yaw rate is too low is set in the yaw rate under flag indicating whether or not the actual yaw rate is too low. Conversely, if the yaw rate error is not smaller than the predetermined value K5, the process proceeds to S455, and the yaw rate under flag is set to “0”.
[0069]
As described above, when “1” or “0” is set to the under yaw rate flag in S450 or S455, the process proceeds to S460. Then, the lateral G of the vehicle body is input, and a lateral G error which is a difference between the input actual lateral G and the target lateral G calculated in S415 is calculated.
[0070]
This lateral G error is calculated by subtracting the target lateral G from the actual lateral G as shown in the following equation 10 as shown in FIG. 7 when the target lateral G is positive (rightward). However, when the target lateral G is negative (leftward), the value obtained by subtracting the target lateral G from the actual lateral G is further multiplied by “−1” as shown in the following formula 11. The That is, the lateral G error is the same as the yaw rate error, if the value is positive regardless of the turning direction of the vehicle, the actual lateral G is too large with respect to the target lateral G, and conversely, the value is negative. If so, it indicates that the actual lateral G is too small with respect to the target lateral G.
[0071]
[Expression 10]
Lateral G error = Lateral G-Target lateral G ... Formula 10
[0072]
## EQU11 ##
Horizontal G error = − (Horizontal G−Target horizontal G) Equation 11
When the lateral G error is calculated in this way, the process proceeds to S465, and it is determined whether or not the calculated lateral G error is larger than a predetermined value K6 (> 0) set to a positive value. If the lateral G error is larger than the predetermined value K6, the process proceeds to S470, and the lateral G excessive flag indicating whether the actual lateral G is excessive is set to “1” indicating that it is excessive. set. Conversely, if the lateral G error is not greater than the predetermined value K6, the process proceeds to S475, and the lateral G excessive flag is set to “0”.
[0073]
Then, when “1” or “0” is set to the lateral G excess flag in S470 or S475, the process proceeds to S480, and this time, the predetermined value K7 (<0) in which the lateral G error is set to a negative value. Or less. If the lateral G error is smaller than the predetermined value K7, the process proceeds to S485, and the lateral G under flag indicating whether or not the actual lateral G is excessive is set to “1” indicating that it is excessive. set. Conversely, if the lateral G error is not smaller than the predetermined value K7, the process proceeds to S490, and the lateral G under flag is set to “0”.
[0074]
When the lateral G under flag is set to “1” or “0” in S485 or S490 as described above, the process proceeds to S495 shown in FIG. 8 to determine whether or not the yaw rate under flag is “1”. If it is “1”, it is determined in subsequent S500 whether or not the lateral G excessive flag is “1”. If the lateral G excessive flag is not “1”, that is, if the yaw rate excessive flag is “1” and the lateral G excessive flag is “0”, the vehicle is in an understeer state, and the front wheels 2FR, 2FL It is determined that the grip force of the tire is the limit, and the process proceeds to S505, where “1” indicating that the grip force of the tire of the front wheels 2FR and 2FL is the limit is set in the front wheel limit determination flag.
[0075]
On the other hand, if it is determined in S495 that the yaw rate under flag is not “1”, or if it is determined in S500 that the lateral G over flag is “1”, the process proceeds to S510 to determine the front wheel limit. Set “0” to the flag.
Then, when “1” or “0” is set to the front wheel limit flag in S505 or S510, the process proceeds to S515, and it is determined whether the excessive yaw rate flag is “1”. If the excessive yaw rate flag is “1”, it is determined that the vehicle is in an oversteer state and the grip force of the tires of the rear wheels 2RR and 2RL is the limit, and the process proceeds to S520, where the rear wheel limit determination flag is set. Then, “1” indicating that the grip force of the tires of the rear wheels 2RR and 2RL is the limit is set.
[0076]
On the other hand, if it is determined in S515 that the excessive yaw rate flag is not “1”, the process proceeds to S525, and “0” is set to the rear wheel limit determination flag.
As described above, when “1” or “0” is set to the rear wheel limit flag in S520 or S525, the process proceeds to S530, and it is determined whether or not the front wheel limit flag is “1”.
[0077]
If the front wheel limit flag is “1”, the process proceeds to S535, and the front longitudinal force calculated in S340 of the longitudinal force calculation process (FIG. 5) and the front lateral force calculated in S250 of the lateral force calculation process (FIG. 4). From the force, the front grip force, which is the total grip force of the tires of both front wheels 2FR and 2FL, is calculated based on the following equation (12). That is, the front grip force is calculated as the resultant force of the front longitudinal force and the front lateral force.
[0078]
[Expression 12]
Figure 0003899589
[0079]
In the subsequent S540, from the front grip force calculated in S535 and the FR wheel load and the FL wheel load calculated in S150 and S160 of the four-wheel load calculation process (FIG. 3), Estimated μ, which is an estimated value of the friction coefficient of the road surface on which the vehicle is currently traveling, is calculated.
[0080]
[Formula 13]
Estimated μ = Front grip force / (FR wheel load + FL wheel load) Equation 13
That is, in S540, the road surface is obtained by dividing the grip force (front grip force) generated by the tires of both front wheels 2FR, 2FL by the load applied to both front wheels 2FR, 2FL (FR wheel load + FL wheel load). The coefficient of friction (estimated μ) is calculated.
[0081]
Then, the estimated μ is calculated in S540 as described above, or if it is determined in S530 that the front wheel limit flag is not “1”, the process proceeds to S545. In S545, it is determined whether or not the rear wheel limit flag is “1”. If the rear wheel limit flag is “1”, the process proceeds to the next S550, and S340 of the longitudinal force calculation process (FIG. 5). From the rear longitudinal force calculated in step 4 and the rear lateral force calculated in step S250 of the lateral force calculation process (FIG. 4), the rear is the total grip force of the tires of the two rear wheels 2RR and 2RL based on the following equation 14. Calculate the grip force. That is, the rear grip force is also calculated as a resultant force of the rear longitudinal force and the rear lateral force, similarly to the front grip force.
[0082]
[Expression 14]
Figure 0003899589
[0083]
Then, in subsequent S555, from the rear grip force calculated in S550 and the RR wheel load and RL wheel load calculated in S170 and S180 of the four-wheel load calculation process (FIG. 3), Calculate the estimated μ.
[0084]
[Expression 15]
Estimated μ = Rear grip force / (RR wheel load + RL wheel load) Equation 15
That is, in S555, as in the case of S540 and Equation 13 described above, the grip force (rear grip force) generated by the tires of both rear wheels 2RR and 2RL is applied to the load applied to both rear wheels 2RR and 2RL. The friction coefficient (estimated μ) of the road surface is calculated by dividing by (RR wheel load + RL wheel load). Then, the road surface μ estimation calculation process ends.
[0085]
On the other hand, if it is determined in S545 that the rear wheel limit flag is not “1”, the road surface μ estimation calculation process is terminated without performing the processes of S550 and S555 for calculating the estimated μ. .
In this way, in the road surface μ estimation calculation process, the friction coefficient of the road surface (estimated μ) is calculated by dividing the tire grip force by the load applied to the tire for the wheel determined to have the limit of the tire grip force. ) Is calculated (S530 to S555). That is, the grip force generated when the tire reaches the limit is regarded as a dynamic friction force with the road surface, and the friction coefficient of the running road surface is calculated from the ratio of the grip force and the load at that time.
[0086]
Then, after completing the road surface μ estimation calculation process, the ECU 20 proceeds to S30 in FIG. 2, and calculates the slip angle (side slip angle) of each wheel 2FR, 2FL, 2RR, 2RL in S30. The four-wheel skid angle calculation process shown in FIG. 9 is executed.
As shown in FIG. 9, when the ECU 20 starts executing the four-wheel skid angle calculation process, first, the yaw rate and the lateral G of the vehicle are input in S600 and S610. In S620, the vehicle speed detected based on the signals from the wheel speed sensors 4FR, 4FL, 4RR, 4RL is input, and in S630, the steering angle detected based on the signal from the steering angle sensor 12 is input. Enter.
[0087]
In subsequent S640, the vehicle body side slip angular velocity is calculated based on the following Expression 16.
[0088]
[Expression 16]
Vehicle side slip angular velocity = −lateral G / vehicle speed + yaw rate Equation 16
When the vehicle side slip angular velocity is calculated in this way, in the next step S650, the calculated vehicle side slip angular velocity is integrated to calculate a vehicle side slip angle which is an angle formed by the direction of the vehicle body and the traveling direction of the vehicle body.
[0089]
In S660, based on the following equations 17 to 20, the FR skid angle that is the slip angle of the right front wheel 2FR, the FL skid angle that is the slip angle of the left front wheel 2FL, and the slip angle of the right rear wheel 2RR are calculated. And the RL skid angle, which is the slip angle of the left rear wheel 2RL, are calculated.
[0090]
The “FR toe variable angle”, “FL toe variable angle”, “RR toe variable angle”, and “RL toe variable angle” in Expressions 17 to 20 are respectively determined by the toe control actuators 22FR, 22FL, 22RR, and 22RL. The toe angle of each adjusted wheel 2FR, 2FL, 2RR, 2RL.
[0091]
[Expression 17]
FR skid angle = car body skid angle−yaw rate × center of gravity front tire distance / vehicle speed + steering angle / gear ratio + FR toe variable angle 17
[0092]
[Expression 18]
FL skid angle = car body skid angle-yaw rate x center of gravity distance between front tires / vehicle speed + steering angle / gear ratio + FL toe variable angle ... Formula 18
[0093]
[Equation 19]
RR skid angle = car body skid angle + yaw rate x center of gravity rear tire distance / vehicle speed + RR toe variable angle ...
[0094]
[Expression 20]
RL side slip angle = vehicle body side slip angle + yaw rate × center of gravity rear tire distance / vehicle speed + RL toe variable angle Equation 20
When the ECU 20 calculates the slip angle (side slip angle) of each wheel 2FR, 2FL, 2RR, 2RL in S660, the ECU 20 ends the four-wheel side slip angle calculation process, and then proceeds to S35 in FIG. In S35, the tire type determination calculation process shown in FIG. 10 for determining the grip performance level of the tire is executed.
[0095]
As shown in FIG. 10, when the ECU 20 starts executing the tire type determination calculation process, first, in S700, each wheel 2FR, 2FL, 2RR, 2RL calculated in S660 of the four-wheel skid angle calculation process (FIG. 9) is calculated. From the slip angle, a front side slip angle that is an average slip angle of the front wheels 2FR and 2FL and a rear side slip angle that is an average slip angle of the rear wheels 2RR and 2RL are calculated based on the following formulas 21 and 22.
[0096]
[Expression 21]
Front skid angle = (FR skid angle + FL skid angle) / 2 Equation 21
[0097]
[Expression 22]
Rear skid angle = (RR skid angle + RL skid angle) / 2
In subsequent S710, cornering of each front wheel 2FR, 2FL is based on the following equation 23 from the front lateral force calculated in S250 of the lateral force calculation process (FIG. 4) and the front skid angle calculated in S700. Calculate the front cornering power, which is the power.
[0098]
[Expression 23]
Front cornering power = Front lateral force / 2 / Front skid angle ... Formula 23
Similarly, in S720, each rear wheel 2RR, 2RL is calculated from the rear lateral force calculated in S250 of the lateral force calculation process (FIG. 4) and the rear side slip angle calculated in S700 based on the following equation 24. The rear cornering power that is the cornering power is calculated.
[0099]
[Expression 24]
Rear cornering power = rear side force / 2 / rear side slip angle ... Formula 24
In the present embodiment, as can be seen from Expressions 23 and 24, the front lateral force and the rear lateral force are divided by “2” to obtain the lateral force of each front wheel 2FR, 2FL and each rear wheel 2RR, 2RL. The cornering power is obtained by approximating each side force to the cornering force.
[0100]
In subsequent S730, it is determined whether or not the front skid angle calculated in S700 is smaller than a predetermined value S1, and if it is determined that the front skid angle is smaller than the predetermined value S1, the process proceeds to S740. In S740, it is determined whether or not the front cornering power calculated in S710 is smaller than a preset setting value CP1, and if it is determined that the front cornering power is smaller than the set value CP1, Proceeding to S750, the front low grip tire flag indicating whether or not the tire mounted on the front wheels 2FR and 2FL is a low grip tire indicates that the tire is a low grip tire (that is, a tire having low grip performance). 1 ”is set. Conversely, if it is determined in S740 that the front cornering power is not smaller than the set value CP1, the process proceeds to S760 and the front low grip tire flag is not a low grip tire (in other words, "0" indicating that the grip performance is a high grip tire.
[0101]
The predetermined value S1 used in the determination of S730 is a predetermined slip in a region where the cornering force and the slip angle are approximately proportional to each other (a region where the grip force of the tire is not a limit) in a standard tire mounted on the vehicle. The angle value is set, and this is the same for the predetermined value S2 used in the determination of S770 described later.
[0102]
Then, when one of S750 and S760 is executed and a value is set in the front low grip tire flag, the process proceeds to S770. If it is determined in S730 that the front skid angle is not smaller than the predetermined value S1, the process proceeds to S770 without executing the processes of S740 to S760.
[0103]
Next, in S770, it is determined whether or not the rear skid angle calculated in S700 is smaller than a predetermined value S2, and if it is determined that the rear skid angle is smaller than the predetermined value S2, the process proceeds to S780. Then, in S780, it is determined whether or not the rear cornering power calculated in S720 is smaller than the preset setting value CP2, and if it is determined that the rear cornering power is smaller than the set value CP2, Proceeding to S790, "1" indicating that the tire is a low grip tire is set in a rear low grip tire flag indicating whether or not the tire mounted on the rear wheels 2RR and 2RL is a low grip tire. Conversely, if it is determined in S780 that the rear cornering power is not smaller than the set value CP2, the process proceeds to S795, and the rear low grip tire flag is not a low grip tire (in other words, “0” indicating that the tire is a high grip tire). Then, when one of S790 and S795 is executed and a value is set in the rear low grip tire flag, the tire type determination calculation process is terminated.
[0104]
If it is determined in S770 that the rear skid angle is not smaller than the predetermined value S2, the tire type determination calculation process is terminated without executing the processes of S780 to S795.
That is, in this tire type determination calculation process, focusing on the fact that the cornering power of the tire becomes a value according to the grip performance of the tire itself regardless of the friction coefficient of the road surface, the front cornering power calculated in S710 and S720 and The level of the grip performance of the tire is determined according to the value of the rear cornering power.
[0105]
Only when the front skid angle, which is the slip angle of each front wheel 2FR, 2FL, is smaller than the predetermined value S1, the determination of S740 for the front tire is performed, and the rear skid, which is the slip angle of each rear wheel 2RR, 2RL, is made. Only when the angle is smaller than the predetermined value S2, the determination of S780 for the rear wheel tire is performed because the accurate cornering calculated when the front / rear skid angle is smaller than the predetermined values S1 and S2. This is because the grip performance of the tire can be determined based on the power.
[0106]
Next, when the tire type determination calculation process is completed, the ECU 20 proceeds to S40 of FIG. Then, in S40, the ground camber angle of each wheel 2FR, 2FL, 2RR, 2RL (that is, the angle between the tire center and a line perpendicular to the ground when viewed from the front of the vehicle) is shown in FIG. The camber angle calculation process is executed.
[0107]
As shown in FIG. 11, when the ECU 20 starts execution of the ground camber angle calculation process, first, in S800, the wheels 2FR, 2FL, respectively detected based on the signals from the height sensors 5FR, 5FL, 5RR, 5RL. 2RR, 2RL height (FR height, FL height, RR height, RL height) is input.
[0108]
In each of subsequent S810 and S820, a front roll angle that is a roll angle at the front wheel portion of the vehicle body and a rear roll angle that is a roll angle at the rear wheel portion of the vehicle body are respectively calculated based on the following equations 25 and 26. calculate. Note that “front tread” in Expression 25 is the distance in the vehicle width direction between the centers of contact surfaces with the road surfaces of the left and right front wheels 2FR and 2FL, and “rear tread” in Expression 26 is the distance between the left and right rear wheels 2RR and 2RL. It is the distance in the vehicle width direction between the centers of contact surfaces with the road surface.
[0109]
[Expression 25]
Front roll angle = tan-1((FR height-FL height) / front tread)
[0110]
[Equation 26]
Rear roll angle = tan-1((RR height-RL height) / rear tread)
In step S830, the “height vs. camber angle change map” is read from the ROM. As shown in FIG. 12, this “height vs. camber angle change map” stores the change in camber angle of the wheel (camber angle change) with respect to the height detected by the height sensors 5FR, 5FL, 5RR and 5RL. A data map is prepared for each wheel 2FR, 2FL, 2RR, 2RL.
[0111]
In subsequent S840, the camber angle change amount (FR camber angle change amount, FL camber) of each wheel 2FR, 2FL, 2RR, 2RL corresponding to the height of each wheel 2FR, 2FL, 2RR, 2RL input in S800 above. (Angle change amount, RR camber angle change amount, RL camber angle change amount) are calculated by interpolation or the like based on the “height vs. camber angle change amount map” read in S830.
[0112]
Further, in each of subsequent S850 to S880, the actual ground camber angle (FR ground camber angle, FL ground camber angle, RR ground) of each wheel 2FR, 2FL, 2RR, 2RL based on the following formulas 27-30 Camber angle, RL ground camber angle) is calculated, and then the ground camber angle calculation process is terminated.
[0113]
Note that “FR camber angle control amount”, “FL camber angle control amount”, “RR camber angle control amount”, and “RL camber angle control amount” in Expressions 27 to 30 are camber control actuators 24FR and 24FL, respectively. , 24RR, 24RL, the change in camber angle of each wheel 2FR, 2FL, 2RR, 2RL.
[0114]
[Expression 27]
FR ground camber angle = FR camber angle change amount + front roll angle + FR camber angle control amount Equation 27
[0115]
[Expression 28]
FL ground camber angle = FL camber angle change amount-front roll angle + FL camber angle control amount ... Equation 28
[0116]
[Expression 29]
RR ground camber angle = RR camber angle change amount + rear roll angle + RR camber angle control amount Equation 29
[0117]
[30]
RL ground camber angle = RL camber angle change amount−rear roll angle + RL camber angle control amount Equation 30
That is, in S850 to S880, a change in camber angle due to suspension stroke change (FR to RL camber angle change amount) and a change in camber angle due to rolling of the vehicle body (front roll angle and rear roll angle) The actual ground camber angle (FR) of each wheel 2FR, 2FL, 2RR, 2RL from the change in camber angle (FR to RL camber angle control amount) adjusted by the camber control actuators 24FR, 24FL, 24RR, 24RL. To RL ground camber angle).
[0118]
Then, when the ground camber angle calculation process is completed, the ECU 20 proceeds to S45 in FIG. 2 and executes the four-wheel friction circle estimation calculation process shown in FIG. 13 in S45.
This four-wheel friction circle estimation calculation process is a process for setting the maximum value of the resultant force that can be generated between the wheels 2FR, 2FL, 2RR, and 2RL with the road surface as the radius of the friction circle. is there.
[0119]
As shown in FIG. 13, when the ECU 20 starts executing the four-wheel friction circle estimation calculation process, first, in S900, the front low grip tire flag whose value is set in the tire type determination calculation process of FIG. 10 is “1”. It is determined whether or not. If it is determined that the front low grip tire flag is “1”, the process proceeds to S905, and the “load / friction circle map for low grip tires” is read from the ROM. If it is determined in S900 that the front low grip tire flag is not “1”, the process proceeds to S910, and the “load vs. friction circle map for high grip tire” is read from the ROM.
[0120]
Here, the “load / friction circle map for high grip tires” read in S910 is the size of the radius of the friction circle with respect to the load for a standard tire mounted on the vehicle, as shown by the solid line in FIG. This is a data map that stores (that is, the magnitude of the maximum grip force that can be generated), and is set such that the friction circle radius increases as the load increases. Similarly, the “load vs. friction circle map for low grip tires” read in S905 is a tire having a grip performance lower than that of a standard tire (for example, a studless tire for winter seasons), as indicated by a dashed line in FIG. Is a data map storing the size of the radius of the friction circle with respect to the load.
[0121]
As can be seen from FIG. 14, the value of the friction circle radius corresponding to the load of the same value in the “load vs. friction circle map for high grip tires” and the “load vs. friction circle map for low grip tires” is The “load vs. friction circle map for low grip tires” is set smaller.
[0122]
Next, after executing any one of the above S905 and S910, the process proceeds to S915, and the FR wheel load (the load of the right front wheel 2FR) and the FL wheel load (the left wheel) calculated by the four-wheel load calculation process of FIG. Load the load on the front wheel 2FL).
In the subsequent S920, the data of the friction circle radius corresponding to the read FR wheel load and FL wheel load is read in any one of S905 and S910 ("Load vs. friction circle map for low grip tires"). ”Or“ Load vs. friction circle map for high-grip tires ”), calculated by interpolation, etc., and the calculated friction circle radius corresponding to the right front wheel 2FR and the friction circle radius corresponding to the left front wheel 2FL, They are set as the FR friction circle basic value and the FL friction circle basic value, respectively.
[0123]
Next, the process proceeds to S925, and this time, it is determined whether or not the rear low grip tire flag whose value is set in the tire type determination calculation processing of FIG. 10 is “1”. If it is determined that the rear low-grip tire flag is “1”, the process proceeds to S930, and “load-friction circle map for low-grip tire” is read from the ROM as in the case of S905 described above. . Further, when it is determined in S925 that the rear low grip tire flag is not “1”, the process proceeds to S935 and, as in the case of S910 described above, the “load / friction for high grip tires” is read from the ROM. Read "Circle Map".
[0124]
Then, after either S930 or S935 is executed, the process proceeds to S940, and the RR wheel load (the load of the right rear wheel 2RR) and the RL wheel load (left) calculated in the four-wheel load calculation process of FIG. The load of the rear wheel 2RL) is read, and in S945, the friction circle radius corresponding to the read RR wheel load and the RL wheel load is interpolated based on the data map read in either S930 or S935. Calculate by Then, the calculated friction circle radius corresponding to the right rear wheel 2RR and the friction circle radius corresponding to the left rear wheel 2RL are set as the RR friction circle basic value and the RL friction circle basic value, respectively.
[0125]
When the frictional circle basic values (FR to RL frictional circle basic values) of the respective wheels 2FR, 2FL, 2RR, and 2RL are obtained in this way, the process proceeds to S950, and is calculated by the road surface μ estimation calculation process of FIGS. The latest estimated μ (the estimated value of the friction coefficient of the road surface) is read.
In subsequent S955, based on the following equations 31 to 34, the FR friction circle μ correction value, the FL friction circle μ correction value, and the RR friction circle, which are correction values based on the estimated μ of each friction circle basic value. The μ correction value and the RL friction circle μ correction value are calculated.
[0126]
[31]
FR friction circle μ correction value = FR friction circle basic value × estimated μ Equation 31
[0127]
[Expression 32]
FL friction circle μ correction value = FL friction circle basic value × estimated μ Equation 32
[0128]
[Expression 33]
RR friction circle μ correction value = RR friction circle basic value × estimated μ Equation 33
[0129]
[Expression 34]
RL friction circle μ correction value = RL friction circle basic value × estimated μ Equation 34
Next, in subsequent S960, the “ground camber angle vs. friction circle reduction coefficient map” is read from the ROM. As shown in FIG. 15, this “ground camber angle vs. friction circle reduction coefficient map” stores the relationship between the ground camber angle of the wheel and the friction circle reduction coefficient which is a coefficient for reducing and correcting the radius of the friction circle. This is a data map. When the ground camber angle is 0 degree (that is, when the tire is perpendicular to the road surface), the friction circle reduction coefficient becomes “1” which is the maximum, and the ground camber angle is further away from 0 degree (that is, The friction circle reduction coefficient is set to be smaller as the tire is inclined with respect to the road surface).
[0130]
Then, in subsequent S965, the ground camber angles (FR ground camber angle, FL ground camber angle, RR ground camber angle, RL ground camber angle) of each wheel 2FR, 2FL, 2RR, 2RL calculated by the ground camber angle calculation processing of FIG. Angle), and in subsequent S970, friction circle reduction coefficients (FR friction circle reduction coefficient, FL friction circle reduction coefficient, RR friction circle reduction coefficient) corresponding to the ground camber angles of the respective wheels 2FR, 2FL, 2RR, 2RL, (RL friction circle reduction coefficient) is calculated by interpolation or the like based on the “ground camber angle vs. friction circle reduction coefficient map” read in S960.
[0131]
Further, in the subsequent S975, an FR friction circle estimated value, which is an estimated value of the actual friction circle radius of each wheel 2FR, 2FL, 2RR, 2RL, and an FL friction circle estimate based on the following formulas 35 to 38: Value, RR friction circle estimated value, and RL friction circle estimated value are respectively calculated, and then the four-wheel friction circle estimation calculation process is terminated.
[0132]
[Expression 35]
FR friction circle estimated value = FR friction circle μ correction value × FR friction circle reduction coefficient Equation 35
[0133]
[Expression 36]
FL friction circle estimated value = FL friction circle μ correction value × FL friction circle reduction coefficient Equation 36
[0134]
[Expression 37]
RR friction circle estimated value = RR friction circle μ correction value × RR friction circle reduction coefficient Equation 37
[0135]
[Formula 38]
RL friction circle estimated value = RL friction circle μ correction value × RL friction circle reduction coefficient Equation 38
In other words, in this four-wheel friction circle estimation calculation processing, for each wheel 2FR, 2FL, 2RR, 2RL, an estimated μ that is an estimated value of the road surface friction coefficient is added to a friction circle basic value that is a basic friction circle radius that can be considered from a load. And the friction circle reduction coefficient, which is a correction coefficient corresponding to the ground camber angle, to calculate a friction circle estimated value (FR to RL friction circle estimated value) that is a final estimated value of the friction circle radius. Yes. The estimated friction circle values of the wheels 2FR, 2FL, 2RR, and 2RL indicate that the higher the wheel load, the closer the camber angle to the wheel is to 0 degrees, and the larger the estimated μ, the higher the grip performance level of the tire. The larger the value is set.
[0136]
Next, when the four-wheel friction circle estimation calculation process is completed, the ECU 20 proceeds to S50 of FIG. 2, and executes the target traveling state setting process shown in FIG.
The target travel state setting process calculates a target yaw rate, a target lateral G, and a target longitudinal G that are target physical physical quantities to be generated in the vehicle body in accordance with a driver's operation, and a target travel state obtained by them. The target body lateral force that is the target value of the vehicle body lateral force, the front target lateral force that is the target value of the front lateral force, the rear target lateral force that is the target value of the rear lateral force, and This is a process for calculating a target vehicle longitudinal force that is a target value of the vehicle longitudinal force.
[0137]
As shown in FIG. 16, when the ECU 20 starts executing the target travel state setting process, first, in S1000, the target lateral force calculation process of FIG. 17 is executed.
That is, in the target lateral force calculation process, as shown in FIG. 17, first, in S1005, the steering angle detected based on the signal from the steering angle sensor 12 is input, and in S1010, the wheel speed sensors 4FR, 4FL are input. , 4RR, 4RL, the detected vehicle speed is input. In subsequent S1015, an initial value of “0” is set to the F toe angle correction amount that is a variable indicating the virtual toe angle correction amount for the front wheels 2FR and 2FL.
[0138]
Next, in S1020, a steering angle correction amount is calculated based on the following Expression 39. Note that the term “−F toe angle correction amount” in Equation 39 is a direction in which the toe angles of the front wheels 2FR and 2FL are returned to the center position by the F toe angle correction amount (hereinafter, this direction is referred to as a switch back direction. In addition, it is shown that the opposite direction is referred to as a direction of increase. In other words, the steering angle correction amount is a value obtained by correcting the actual toe angles (= steering angle / gear ratio) of the front wheels 2FR and 2FL generated by the steering operation in the switchback direction by the F toe angle correction amount.
[0139]
[39]
Steering angle correction amount = steering angle / gear ratio−F toe angle correction amount Equation 39
In subsequent S1025, based on the following equation 40, the target yaw rate is calculated using the calculated steering angle correction amount, and in subsequent S1030, the target yaw rate calculated in S1025 is multiplied by the vehicle speed. A target lateral G (= target yaw rate × vehicle speed) is calculated.
[0140]
[Formula 40]
Target yaw rate = (steering angle correction amount × vehicle speed / wheel base) / (1 + target stability factor × vehicle speed × vehicle speed)
After calculating the target yaw rate and the target lateral G in this way, in step S1035, the target yaw rate acceleration of the vehicle body is calculated by differentiating the target yaw rate calculated in step S1025. In step S1040, the target yaw angular acceleration is calculated. The target yaw moment (= target yaw angular acceleration × moment constant) of the vehicle body is calculated by multiplying the calculated target yaw angular acceleration by the moment constant. In subsequent S1045, a target vehicle lateral force (= target lateral G × vehicle weight) is calculated by multiplying the target lateral G calculated in S1030 by the vehicle weight.
[0141]
In the subsequent S1050, the front target lateral force and the rear target lateral force necessary for realizing the target yaw rate and the target lateral G calculated in S1025 and S1030 are calculated based on the following formulas 41 and 42.
[0142]
[Expression 41]
Front target lateral force = (target vehicle lateral force x center of gravity rear tire distance + target yaw moment) / wheel base ... Formula 41
[0143]
[Expression 42]
Rear target lateral force = (target vehicle lateral force x center of gravity front tire distance-target yaw moment) / wheel base ... Formula 42
When the front target lateral force and the rear target lateral force are calculated in this way, the process proceeds to S1055, and the estimated friction circle values of the respective wheels 2FR, 2FL, 2RR, 2RL calculated in the four-wheel friction circle estimation calculation processing of FIG. (FR to RL friction circle estimated value) is read out. Based on the following formulas 43 and 44, the front friction circle limit value indicating the total maximum grip force that can be generated by both front wheels 2FR and 2FL, and the total maximum grip force that can be generated by both rear wheels 2RR and 2RL. The rear friction circle limit value representing
[0144]
[Expression 43]
Front friction circle limit value = FR friction circle estimation value + FL friction circle estimation value Equation 43
[0145]
(44)
Rear friction circle limit value = RR friction circle estimated value + RL friction circle estimated value Equation 44
In subsequent S1060, it is determined whether or not the calculated front friction circle limit value is larger than the front target lateral force calculated in S1050. If the front friction circle limit value is larger, both front wheels 2FR and 2FL are determined. Determines that the front target lateral force can be generated, and proceeds to the next S1065. In S1065, it is determined whether or not the rear friction circle limit value calculated in S1055 is larger than the rear target lateral force calculated in S1050. If the rear friction circle limit value is larger, both rear wheels 2RR are determined. , 2RL can determine that the rear target lateral force can be generated, and the target lateral force calculation process is terminated.
[0146]
On the other hand, when it is determined in S1060 that the front friction circle limit value is not larger than the front target lateral force, or in S1065, it is determined that the rear friction circle limit value is not larger than the rear target lateral force. In this case, it is impossible to generate the front target lateral force or the rear target lateral force, and it is determined that the target yaw rate and the target lateral G calculated in S1025 and S1030 are too large, and the process proceeds to S1070. In S1070, a value obtained by adding the predetermined value K8 to the current F toe angle correction amount is set as a new F toe angle correction amount, and thereafter, the processes in and after S1020 are repeated.
[0147]
For this reason, in the target lateral force calculation process, every time a negative determination is made in S1060 or S1065, the steering angle correction amount is corrected in the return direction, and the target yaw rate and the target lateral G are corrected to values having small absolute values. The Then, the front target lateral force and the rear target lateral force that can be achieved by the front friction circle limit value and the rear friction circle limit value are set.
[0148]
When the processing after S1020 is executed for the first time (that is, when the F toe angle correction amount is “0”), if an affirmative determination is made in S1060 and S1065, the target calculated in S1025 and S1030 The yaw rate and the target lateral G have the same values as the target yaw rate and the target lateral G calculated by the road surface μ estimation calculation process in FIG. 7, and the front lateral force and the rear lateral force necessary to realize the target yaw rate and the target lateral G are shown. The force is set as the front target lateral force and the rear target lateral force, respectively.
[0149]
When the target lateral force calculation process in FIG. 17 is completed in this way, as shown in FIG. 16, in the target travel state setting process, the process proceeds to S1100 and the target longitudinal force calculation process in FIG. 18 is executed.
That is, in the target longitudinal force calculation process, as shown in FIG. 18, first, in S1110, the accelerator opening detected based on the signal from the accelerator opening sensor 18 is input, and in the subsequent S1120, the input accelerator is input. By differentiating the opening, an accelerator speed, which is a change speed of the accelerator opening, is calculated.
[0150]
In subsequent S1130, the “accelerator state vs. target front / rear G map” is read from the ROM. The “accelerator state vs. target longitudinal G map” is a three-dimensional data map that stores the relationship between the accelerator opening, the accelerator speed, and the vehicle body target longitudinal G as shown in FIG. Further, in subsequent S1140, the target longitudinal G of the vehicle body corresponding to the actual accelerator opening input in S1110 and the accelerator speed calculated in S1120 is calculated based on the “accelerator state versus target longitudinal G map”. The calculated target front and rear G is stored as the first target front and rear G1.
[0151]
Next, in S1150, the brake pedal force detected based on the signal from the brake pedal force sensor 16 is input, and in S1160, the “brake pedal force versus target front-rear G map” is read from the ROM. This “brake pedal force vs. target longitudinal G map” is a data map storing the relationship between the brake pedal force and the target longitudinal G of the vehicle body, as shown in FIG. Further, in subsequent S1170, the target longitudinal G of the vehicle body corresponding to the actual brake pedal force input in S1150 is calculated based on the “brake pedal force vs. target longitudinal G map”, and the calculated target longitudinal G is 2 is stored as a target G2 before and after G2.
[0152]
In the subsequent S1180, the first target longitudinal G1 based on the accelerator opening and the accelerator speed and the second target longitudinal G2 based on the brake pedal force are added to obtain the final vehicle target longitudinal G (= target). (Front / rear G1 + target front / rear G2) is calculated, and in the next S1190, the final target front / rear G calculated in S1180 is multiplied by the vehicle weight to obtain the target vehicle front / rear force required to realize the target front / rear G. (= Target longitudinal G × vehicle weight) is calculated.
[0153]
After calculating the target vehicle longitudinal force in this way, the target longitudinal force calculation process is terminated, and the target traveling state setting process of FIG. 16 is also terminated.
When the ECU 20 finishes the target travel state setting process, the ECU 20 then proceeds to S55 in FIG. 2 and executes the additional force calculation process shown in FIG. 21 in S55.
[0154]
In this additional force calculation process, an additional amount of force that the wheel must generate to achieve the target yaw rate, the target lateral G, and the target longitudinal G calculated in the target travel state setting process of FIG. (Or negative addition).
As shown in FIG. 21, when the ECU 20 starts executing the additional force calculation process, first, in S1200, the front target calculated in the target travel state setting process of FIG. 16 (specifically, the target lateral force calculation process of FIG. 17). Lateral force is input, and in the subsequent S1210, the actual front lateral force calculated by the lateral force calculation processing of FIG. 4 is input.
[0155]
Next, in S1220, the rear target lateral force calculated in the target travel state setting process of FIG. 16 (specifically, the target lateral force calculation process of FIG. 17) is input, and in S1230, the lateral force calculation process of FIG. Enter the actual rear lateral force calculated in step.
In subsequent S1240, both front wheels 2FR and 2FL are added to realize the target yaw rate and the target lateral G by subtracting the actual front lateral force from the front target lateral force as shown in the following equation 45. The front additional lateral force, which is the total lateral force that must be generated, is calculated.
[0156]
Furthermore, both rear wheels 2RR and 2RL must be generated in order to realize the target yaw rate and the target lateral G by subtracting the actual rear lateral force from the rear target lateral force, as shown in Equation 46 below. Calculate the rear additional lateral force, which is the total lateral force that must be achieved.
[0157]
[Equation 45]
Front additional lateral force = Front target lateral force-Front lateral force ... Formula 45
[0158]
[Equation 46]
Rear additional lateral force = rear target lateral force-rear lateral force ... Formula 46
Next, in S1250, the target vehicle body longitudinal force calculated in the target travel state setting process of FIG. 16 (specifically, the target longitudinal force calculation process of FIG. 18) is input, and in subsequent S1260, the longitudinal force calculation process of FIG. Enter the actual vehicle longitudinal force calculated in step.
[0159]
Then, in S1270, four wheels 2FR, 2FL, 2RR, and 2RL are added to realize the target longitudinal G by subtracting the actual vehicle longitudinal force from the target vehicle longitudinal force as shown in Equation 47 below. The additional vehicle longitudinal force, which is the total longitudinal force that must be generated in this manner, is calculated, and then the additional force calculation process is terminated.
[0160]
[Equation 47]
Additional vehicle longitudinal force = target vehicle longitudinal force-vehicle longitudinal force ... Formula 47
Then, after completing the additional force calculation process, the ECU 20 proceeds to S60 of FIG. 2, and executes the frictional circle margin calculation process shown in FIGS. 22 and 23 at S60. FIG. 22 shows the first half of the friction circle margin calculation process, and FIG. 23 shows the second half thereof.
[0161]
This friction circle margin calculation process is based on the FR to RL friction circle estimation values calculated in the four-wheel friction circle estimation calculation process of FIG. 13, and the lateral force that can be generated by the addition of each wheel 2FR, 2FL, 2RR, 2RL. This is a process for calculating the margin (power for margin).
As shown in FIG. 22, when the ECU 20 starts executing the friction circle margin calculation process, first, in S1300, the FR friction circle estimated value calculated by the four-wheel friction circle estimation calculation process of FIG. 13 and the longitudinal force of FIG. The actual front longitudinal force calculated by the calculation process and the actual front lateral force calculated by the lateral force calculation process of FIG. 4 are read.
[0162]
Then, based on the following equation 48, an FR lateral force positive additional limit value 1 that is a margin of lateral force of the right front wheel 2FR that can be generated by adding the right front wheel 2FR in the same direction as the lateral force that is currently generated is Based on the following formula 49, the FR side force negative additional limit that is the margin of the lateral force of the right front wheel 2FR that can be generated by adding the right front wheel 2FR in the opposite direction to the lateral force that is currently generated Calculate the value.
[0163]
[Formula 48]
Figure 0003899589
[0164]
[Equation 49]
Figure 0003899589
[0165]
That is, in S1300, the values obtained by dividing the actual front longitudinal force and the front lateral force by 2, respectively, are the actual front / rear force (= front longitudinal force / 2) and the actual lateral force (= front lateral force / 2) and the actual lateral force is calculated from the lateral force value (= previous terms of Equation 48 and Equation 49) in which the resultant force with the actual longitudinal force is equal to the FR friction circle estimated value that is the friction circle radius of the right front wheel 2FR. To obtain the FR lateral force positive additional limit value 1, which is the margin of lateral force that can be generated in the same direction as the actual lateral force, and the resultant force with the actual longitudinal force is the FR friction circle. By adding the actual lateral force to the lateral force value equal to the estimated value, the FR lateral force negative additional limit value, which is a margin of lateral force that can be generated by adding in the opposite direction to the actual lateral force, is obtained. ing.
[0166]
Next, in subsequent S1305, the estimated FL friction circle value calculated in the four-wheel friction circle estimation calculation process in FIG. 13, the actual front longitudinal force calculated in the longitudinal force calculation process in FIG. 5, and the lateral force in FIG. Reads the actual front lateral force calculated by the calculation process.
Just as in the case of S1300, based on the following equation 50, the margin of the lateral force of the left front wheel 2FL that can be generated in the same direction as the lateral force generated by the left front wheel 2FL is added. FL lateral force positive additional limit value 1 is calculated, and based on the following equation 51, the margin of lateral force of the left front wheel 2FL that can be generated by adding the left front wheel 2FL in the opposite direction to the lateral force currently generated The FL lateral force negative additional limit value, which is the degree, is calculated.
[0167]
[Equation 50]
Figure 0003899589
[0168]
[Equation 51]
Figure 0003899589
[0169]
Then, in subsequent S1310, it is determined whether or not the FL lateral force positive additional limit value 1 calculated in S1305 is smaller than “0”. If not smaller than “0”, the process proceeds to S1315. FR which is the true margin of lateral force of the right front wheel 2FR that can be generated by adding the FR lateral force positive additional limit value 1 calculated in S1300 in the same direction as the lateral force currently generated by the right front wheel 2FR. It is memorized as a lateral force positive additional limit value.
[0170]
On the other hand, if it is determined in S1310 that the FL lateral force positive additional limit value 1 is smaller than “0” (that is, the FL lateral force positive additional limit value 1 is negative), the process proceeds to S1320. Then, the value obtained by adding the FL lateral force positive additional limit value 1 which is a negative value to the FR lateral force positive additional limit value 1 calculated in S1300 is stored as the FR lateral force positive additional limit value.
[0171]
That is, the fact that the FL lateral force positive additional limit value 1 is negative means that the actual longitudinal force (= front longitudinal force / 2) and lateral force (= front lateral force / 2) in the calculation of the left front wheel 2FL. This shows that the resultant force exceeds the estimated FL friction circle by the absolute value of the FL lateral force positive additional limit value 1, but in reality, both front wheels 2FR and 2FL have the same amount of lateral force. The right front wheel 2FR is considered to generate more lateral force by the absolute value of the FL lateral force positive additional limit value 1 than the left front wheel 2FL. Therefore, in S1320, the margin of lateral force of the right front wheel 2FR is reduced by the absolute value of the FL lateral force positive additional limit value 1.
[0172]
Then, after the FR lateral force positive additional limit value is stored in S1315 or S1320, the process proceeds to S1325 to determine whether or not the stored FR lateral force positive additional limit value is smaller than “0”. If the FR lateral force positive additional limit value is not smaller than “0”, the process proceeds to S1335. If the FR lateral force positive additional limit value is smaller than “0”, the lateral force is no longer applied to the right front wheel 2FR. In step S1330, the FR lateral force positive additional limit value is set to “0”, and the process proceeds to step S1335.
[0173]
Then, in S1335-S1355, the same processing as S1310-S1330 described above is performed for the left front wheel 2FL.
That is, first in S1335, it is determined whether or not the FR lateral force positive additional limit value 1 calculated in S1300 is smaller than “0”. If it is not smaller than “0”, the process proceeds to S1340. FL, which is the true margin of lateral force of the left front wheel 2FL that can be generated by adding the FL lateral force positive additional limit value 1 calculated in S1305 in the same direction as the lateral force currently generated by the left front wheel 2FL. It is memorized as a lateral force positive additional limit value.
[0174]
On the other hand, when it is determined in S1335 that the FR lateral force positive additional limit value 1 is smaller than “0”, the process proceeds to S1345 and the FL lateral force positive additional limit value 1 calculated in S1305 is obtained. The value obtained by adding the FR lateral force positive additional limit value 1 which is a negative value is stored as the FL lateral force positive additional limit value. That is, in this case, contrary to the case of S1320 described above, the left front wheel 2FL generates more lateral force by the absolute value of the FR lateral force positive additional limit value 1 than the right front wheel 2FR. The margin of the lateral force of the left front wheel 2FL is reduced by the absolute value of the FR lateral force positive additional limit value 1.
[0175]
Then, after storing the FL lateral force positive additional limit value in S1340 or S1345, the process proceeds to S1350, and it is determined whether or not the stored FL lateral force positive additional limit value is smaller than “0”. If the FL lateral force positive additional limit value is not smaller than “0”, the process proceeds to S1360 in FIG. 23, but if the FL lateral force positive additional limit value is smaller than “0”, the left front wheel 2FL is no longer present. It is determined that a lateral force cannot be generated and the FL lateral force positive additional limit value is set to “0” in S1355, and then the process proceeds to S1360 in FIG.
[0176]
Next, in the processing of S1360 to S1415 shown in FIG. 23, the same processing as S1300 to S1355 of FIG. 22 described above is performed for each of the right rear wheel 2RR and the left rear wheel 2RL.
That is, first in S1360, the estimated RR friction circle calculated in the four-wheel friction circle estimation calculation process in FIG. 13, the actual rear longitudinal force calculated in the longitudinal force calculation process in FIG. 5, and the lateral force calculation in FIG. Read the actual rear lateral force calculated in the process. Then, based on the following equation 52, the RR lateral force positive additional limit value that is a margin of lateral force of the right rear wheel 2RR that can be generated by adding the right rear wheel 2RR in the same direction as the lateral force currently generated. 1 and further, based on the following equation 53, the RR lateral which is the margin of the lateral force of the right rear wheel 2RR that can be generated by adding the right rear wheel 2RR in the opposite direction to the lateral force currently generated Calculate the force negative additional limit value.
[0177]
[Formula 52]
Figure 0003899589
[0178]
[Equation 53]
Figure 0003899589
[0179]
Next, in subsequent S1365, the estimated RL friction circle calculated in the four-wheel friction circle estimation calculation process of FIG. 13, the actual rear longitudinal force calculated in the longitudinal force calculation process of FIG. 5, and the lateral force of FIG. Reads the actual rear lateral force calculated by the calculation process. Then, based on the following formula 54, the RL lateral force positive additional limit value which is a margin of the lateral force of the left rear wheel 2RL that can be generated in the same direction as the lateral force generated by the left rear wheel 2RL. 1 and further, based on the following formula 55, the RL lateral which is the margin of lateral force of the left rear wheel 2RL that can be generated by adding in the opposite direction to the lateral force currently generated by the left rear wheel 2RL. Calculate the force negative additional limit value.
[0180]
[Formula 54]
Figure 0003899589
[0181]
[Expression 55]
Figure 0003899589
[0182]
That is, in S1360 and S1365, the values obtained by dividing the actual rear longitudinal force and the rear lateral force by 2, respectively, are the longitudinal forces actually generated by the rear wheels 2RR and 2RL (= rear longitudinal force / 2) and RR lateral force positive additional limit value 1, RR lateral force negative additional limit value, RL lateral force positive additional limit value in the same manner as S1300 and S1305 in FIG. 22 assuming that the lateral force (= rear lateral force / 2). 1, and RL lateral force negative additional limit value is obtained.
[0183]
Subsequently, in S1370, it is determined whether or not the RL lateral force positive additional limit value 1 calculated in S1365 is smaller than “0”. If not smaller than “0”, the process proceeds to S1375. RR lateral force positive additional limit value 1 calculated in S1360 above is the true margin of lateral force of the right rear wheel 2RR that can be generated by adding the right lateral wheel 2RR in the same direction as the lateral force currently generated by the right rear wheel 2RR. Store as a certain RR lateral force positive additional limit value.
[0184]
On the other hand, when it is determined in S1370 that the RL lateral force positive additional limit value 1 is smaller than “0”, the process proceeds to S1380 and the RR lateral force positive additional limit value 1 calculated in S1360 is obtained. The value obtained by adding the negative RL lateral force positive additional limit value 1 to the RR lateral force positive additional limit value is stored.
[0185]
Then, after storing the RR lateral force positive additional limit value in S1375 or S1380, the process proceeds to S1385, and it is determined whether or not the stored RR lateral force positive additional limit value is smaller than “0”. If the RR lateral force positive additional limit value is not smaller than “0”, the process proceeds to S1395, but if the RR lateral force positive additional limit value is smaller than “0”, the lateral force is no longer applied to the right rear wheel 2RR. In step S1390, the RR lateral force positive additional limit value is set to “0”, and the process advances to step S1395.
[0186]
Next, in S1395, it is determined whether or not the RR lateral force positive additional limit value 1 calculated in S1360 is smaller than “0”. If it is not smaller than “0”, the process proceeds to S1400, and S1365 is performed. RL is the true margin of lateral force of the left rear wheel 2RL that can be generated by adding the RL lateral force positive additional limit value 1 calculated in step 1 in the same direction as the lateral force currently generated by the left rear wheel 2RL. It is memorized as a lateral force positive additional limit value.
[0187]
On the other hand, if it is determined in S1395 that the RR lateral force positive additional limit value 1 is smaller than “0”, the process proceeds to S1405 and the RL lateral force positive additional limit value 1 calculated in S1365 is obtained. A value obtained by adding RR lateral force positive additional limit value 1 which is a negative value is stored as an RL lateral force positive additional limit value.
[0188]
Then, after storing the RL lateral force positive additional limit value in S1400 or S1405, the process proceeds to S1410 to determine whether or not the stored RL lateral force positive additional limit value is smaller than “0”. If the RL lateral force positive additional limit value is not smaller than “0”, the frictional circle margin calculation process is terminated as it is. If the RL lateral force positive additional limit value is smaller than “0”, the left rear wheel It is determined that a lateral force can no longer be added to 2RL, and after the RL lateral force positive additional limit value is set to “0” in S1415, the frictional circle margin calculating process is terminated.
[0189]
When the execution of the frictional circle margin calculation process is thus completed, the process proceeds to S65 in FIG. 2, and the additional force distribution process shown in FIG. 24 is executed in S65.
In this additional force distribution processing, the front additional lateral force, rear additional lateral force, and additional vehicle longitudinal force calculated in the additional force calculation processing of FIG. 21 are used for each wheel so that the grip force of the four tires does not exceed the limit. This is a process for allocating to 2FR, 2FL, 2RR, 2RL.
[0190]
Then, as shown in FIG. 24, when the ECU 20 starts executing the additional force distribution process, first, in S1500, the additional lateral force distribution calculation process of FIG. 25 is executed.
That is, in the additional lateral force distribution calculation process, as shown in FIG. 25, first, in S1505, it is determined whether or not the front additional lateral force calculated in the additional force calculation process of FIG. 21 is greater than “0”. If the front additional lateral force is greater than “0”, the toe angle of the front wheels 2FR and 2FL is corrected to the increased direction, and the lateral force of the front wheels 2FR and 2FL is added in the same direction as the current generation direction. In the subsequent S1510, the margin of lateral force that can be generated by the right front wheel 2FR being added to the FR lateral force positive additional limit value calculated by the friction circle margin calculation processing of FIGS. 22 and 23. The FL lateral force is the margin of the lateral force that can be generated by the left front wheel 2FL being added to the FL lateral force positive additional limit value calculated by the friction circle margin calculation process. Set as a limit value.
[0191]
Conversely, if it is determined in S1505 that the front additional lateral force is not greater than “0”, the lateral force of the front wheels 2FR and 2FL is corrected by correcting the toe angle of the front wheels 2FR and 2FL in the reverse direction. Is added in the direction opposite to the current generation direction, the process proceeds to S1515, and the FR lateral force negative additional limit value calculated by the friction circle margin calculation process is set as the FR lateral force limit value. Similarly, the FL lateral force negative additional limit value calculated by the friction circle margin calculation process is set as the FL lateral force limit value.
[0192]
Then, after performing the process of S1510 or S1515, the process proceeds to S1520, where it is determined whether or not the rear additional lateral force calculated by the additional force calculation process of FIG. 21 is greater than “0”. If the rear additional lateral force is greater than “0”, the toe angles of the rear wheels 2RR and 2RL are corrected to increase and the lateral forces of the rear wheels 2RR and 2RL are made the same direction as the current generation direction. RR which is the margin of lateral force that can be generated by adding the right rear wheel 2RR to the RR lateral force positive additional limit value calculated in the friction circle margin calculation processing in step S1525. The RL lateral force limit value, which is the margin of lateral force that can be generated by the left rear wheel 2RL being added to the RL lateral force positive additional limit value calculated by the friction circle margin calculation process as well as the lateral force limit value. Set as.
[0193]
Conversely, if it is determined in S1520 that the rear additional lateral force is not greater than “0”, the toe angles of the rear wheels 2RR and 2RL are corrected in the return direction, and the rear wheels 2RR and 2RL It is determined that the lateral force should be added in the direction opposite to the current generation direction, the process proceeds to S1530, and the RR lateral force negative additional limit value calculated in the friction circle margin calculation process is set as the RR lateral force limit value. At the same time, the RL side force negative additional limit value calculated in the friction circle margin calculation process is set as the RL side force limit value.
[0194]
Then, after performing the processing of S1525 or S1530, the process proceeds to S1535, and the FR lateral force limit value ratio and the FL lateral force limit value ratio are calculated based on the following formulas 56 and 57.
[0195]
[Expression 56]
FR lateral force limit value ratio = FR lateral force limit value / (FR lateral force limit value + FL lateral force limit value) Equation 56
[0196]
[Equation 57]
FL lateral force limit value ratio = 1-FR lateral force limit value ratio Expression 57
In S1540, the RR lateral force limit value ratio and the RL lateral force limit value ratio are calculated based on the following formulas 58 and 59.
[0197]
[Formula 58]
RR lateral force limit value ratio = RR lateral force limit value / (RR lateral force limit value + RL lateral force limit value) ... Formula 58
[0198]
[Formula 59]
RL lateral force limit value ratio = 1-RR lateral force limit value ratio (Formula 59)
Next, in S1545, based on the following formulas 60 and 61, the front lateral force addition possible ratio indicating what percentage of the front additional lateral force can actually be added and the rear additional lateral force percentage actually The rear lateral force addition ratio indicating whether it can be added is calculated.
[0199]
[Expression 60]
Front lateral force additional possible ratio = (FR lateral force limit value + FL lateral force limit value) / Front additional lateral force ... Formula 60
[0200]
[Equation 61]
Rear lateral force addition possible ratio = (RR lateral force limit value + RL lateral force limit value) / rear additional lateral force ... Formula 61
In subsequent S1550, it is determined whether or not the calculated front lateral force addition possibility ratio is greater than the rear lateral force addition possibility ratio. If the front lateral force addition possibility ratio is greater than the rear lateral force addition possibility ratio. , The process proceeds to S1555, and the smaller rear lateral force addition possibility ratio is set as the lateral force addition possibility ratio. Conversely, if it is determined in S1550 that the front lateral force addition possibility ratio is not larger than the rear lateral force addition possibility ratio, the process proceeds to S1560, and the smaller front lateral force addition possibility ratio is determined. Set as the ratio of possible lateral force addition.
[0201]
After performing the processing of S1555 or S1560 in this way, the process proceeds to S1565, where it is determined whether or not the set lateral force addition possible ratio is larger than “1”. In step S1570, the lateral force addition possibility ratio is set to “1”, and then the process proceeds to step S1575. If it is determined in S1565 that the lateral force addition possibility ratio is not greater than “1”, the process proceeds to S1575 as it is.
[0202]
In S1575, based on the following formulas 62 to 65, the FR lateral force addition amount that is the lateral force to be added to the right front wheel 2FR and the FL lateral force addition amount that is the lateral force to be added to the left front wheel 2FL And an RR lateral force addition amount that is a lateral force to be added to the right rear wheel 2RR and an RL lateral force addition amount that is a lateral force to be added to the left rear wheel 2RL, respectively, and then the additional lateral force The distribution calculation process ends.
[0203]
[62]
FR lateral force addition amount = Front additional lateral force x Lateral force addition ratio x FR lateral force limit value ratio ... Formula 62
[0204]
[Equation 63]
FL lateral force addition amount = Front additional lateral force x Lateral force addition ratio x FL lateral force limit value ratio ... Formula 63
[0205]
[Expression 64]
RR lateral force additional amount = rear additional lateral force x side force additional possible ratio x RR lateral force limit value ratio ... Formula 64
[0206]
[Equation 65]
RL side force additional amount = rear additional side force x side force additional possible ratio x RL side force limit value ratio ... Formula 65
In other words, in this additional lateral force distribution calculation process, the front additional lateral force and the rear additional lateral force calculated in the additional force calculation process of FIG. 21 are used for each wheel 2FR so that the grip force of the four tires does not exceed the limit. The lateral force addition amount (FR to RL lateral force addition amount) that can be distributed to 2FL, 2RR, and 2RL is calculated.
[0207]
Then, when this additional lateral force distribution calculation process is completed, as shown in FIG. 24, in the additional force distribution process, the process proceeds to S1600, and the longitudinal force margin calculation process of FIG. 26 is executed.
That is, in the longitudinal force margin calculation process, as shown in FIG. 26, first, in S1610, the FR friction circle estimated value calculated in the four-wheel friction circle estimation calculation process in FIG. 13 and the lateral force calculation process in FIG. The actual front lateral force, the actual front longitudinal force calculated by the longitudinal force calculation process of FIG. 5, and the FR lateral force addition amount calculated by the additional lateral force distribution calculation process of FIG. 25 are read.
[0208]
Based on the following formula 66, the FR front / rear force positive additional limit value, which is a margin of the front / rear force of the right front wheel 2FR that can be generated in the same direction as the front / rear force generated by the right front wheel 2FR, is calculated. Furthermore, based on the following formula 67, the FR front / rear force negative additional limit value that is the margin of the front / rear force of the right front wheel 2FR that can be generated in the opposite direction to the front / rear force generated by the right front wheel 2FR. Is calculated.
[0209]
[Equation 66]
Figure 0003899589
[0210]
[Expression 67]
Figure 0003899589
[0211]
That is, in S1610, the values obtained by dividing the actual front longitudinal force and the front lateral force by 2, respectively, are the actual longitudinal force (= front longitudinal force / 2) of the right front wheel 2FR and the actual lateral force (= front lateral force / 2), the longitudinal force value at which the resultant force with the lateral force in addition to the actual lateral force in addition to the actual lateral force is equal to the estimated FR friction circle value (= previous terms of Equations 66 and 67) ), The FR front / rear force positive additional limit value, which is a margin of the front / rear force that can be generated in the same direction as the actual front / rear force, is obtained by subtracting the actual front / rear force. Also, by adding the actual longitudinal force to the longitudinal force value at which the resultant force with the lateral force in addition to the actual lateral force is equal to the estimated FR friction circle, The front / rear force negative additional limit value, which is a margin of the front / rear force that can be generated in the direction opposite to the front / rear force, is obtained.
[0212]
Then, in subsequent S1620, it is determined whether or not the additional vehicle longitudinal force calculated by the additional force calculation process of FIG. 21 is greater than “0”. If the additional vehicle longitudinal force is greater than “0”, it is determined that the longitudinal force of the right front wheel 2FR must be added in the same direction as the current generation direction, and in S1630, the calculation is performed in S1610. The added FR front / rear force positive limit value is set as the FR front / rear force limit value, which is a margin of the front / rear force that can be generated by the addition of the right front wheel 2FR.
[0213]
Conversely, if it is determined in S1620 that the additional vehicle longitudinal force is not greater than “0”, it is determined that the longitudinal force of the right front wheel 2FR must be added in the direction opposite to the current generation direction. Then, the process proceeds to S1640, and the FR longitudinal force negative addition limit value calculated in S1610 is set as the FR longitudinal force limit value.
[0214]
Then, after performing the processing of S1630 or S1640, in each of the next S1650 to S1670, the front and rear force margins that can be generated by adding the left front wheel 2FL by the same procedure as S1610 to S1640 described above. A certain FL longitudinal force limit value, an RR longitudinal force limit value that can be generated by adding the right rear wheel 2RR, and a margin of longitudinal force that can be generated by adding the left rear wheel 2RL A certain RL longitudinal force limit value is set.
[0215]
When setting the FL longitudinal force limit value in S1650, instead of the FR friction circle estimated value and the FR lateral force additional amount for each of the above formulas 66 and 67, the FL friction circle estimated value and By using the FL lateral force addition amount, the FL longitudinal force positive additional limit value and the FL longitudinal force negative additional limit value are calculated. When the additional vehicle longitudinal force is greater than “0”, the FL longitudinal force positive additional limit value is set as the FL longitudinal force limit value. Conversely, when the additional vehicle longitudinal force is not greater than “0”. Is set as the FL longitudinal force limit value.
[0216]
When setting the RR longitudinal force limit value in S1660, instead of the FR friction circle estimated value and the FR lateral force additional amount for each of the above formulas 66 and 67, respectively, By using the RR lateral force addition amount and using the actual rear lateral force and rear longitudinal force instead of the front lateral force and front longitudinal force, respectively, the RR longitudinal force positive additional limit value and the RR longitudinal force negative additional limit are used. Value. When the additional vehicle longitudinal force is greater than “0”, the RR longitudinal force positive additional limit value is set as the RR longitudinal force limit value. Conversely, when the additional vehicle longitudinal force is not greater than “0”. The RR longitudinal force negative additional limit value is set as the RR longitudinal force limit value.
[0217]
Furthermore, when the RL longitudinal force limit value is set in S1670, instead of the FR friction circle estimated value and the FR lateral force additional amount for each of the above formulas 66 and 67, the RL friction circle estimated value, respectively. And the RL lateral force addition amount, and instead of the front lateral force and the front longitudinal force, the actual rear lateral force and the rear longitudinal force are used, respectively. The limit value is calculated. When the additional vehicle longitudinal force is greater than “0”, the RL longitudinal force positive additional limit value is set as the RL longitudinal force limit value. Conversely, when the additional vehicle longitudinal force is not greater than “0”. The RL longitudinal force negative additional limit value is set as the RL longitudinal force limit value.
[0218]
Thus, in the longitudinal force margin calculation process, when each wheel 2FR, 2FL, 2RR, 2RL generates an additional amount of FR to RL lateral force in addition to the current lateral force, each wheel 2FR, 2FL, 2RR, 2RL is The FR to RL longitudinal force limit value, which is a margin of the longitudinal force that can be additionally generated, is obtained based on the estimated FR to RL friction circle.
[0219]
When the longitudinal force margin calculation process of FIG. 26 is completed in this way, as shown in FIG. 24, in the additional force distribution process, the process proceeds to S1700, and the additional longitudinal force distribution calculation process of FIG. 27 is executed.
That is, in the additional longitudinal force distribution calculation process, as shown in FIG. 27, first, in S1705, whether or not the FR longitudinal force limit value calculated by the longitudinal force margin calculation process of FIG. 26 is larger than the FL longitudinal force limit value. Determine. If the FR longitudinal force limit value is larger than the FL longitudinal force limit value, the process proceeds to S1710, and the value obtained by doubling the smaller FL longitudinal force limit value (= FL longitudinal force limit value × 2) is set to both front wheels. It is set as the front longitudinal force limit value which is the total value of the margin of longitudinal force that can be generated by adding 2FR and 2FL.
[0220]
Conversely, if it is determined in S1705 that the FR longitudinal force limit value is not greater than the FL longitudinal force limit value, the process proceeds to S1715, in which the smaller FR longitudinal force limit value is doubled. (= FR longitudinal force limit value × 2) is set as the front longitudinal force limit value.
[0221]
After performing the processing of S1710 or S1715 in this way, the process proceeds to S1720, and is the RR longitudinal force limit value calculated in the longitudinal force margin calculation process of FIG. 26 now larger than the RL longitudinal force limit value? Determine whether or not. If the RR longitudinal force limit value is larger than the RL longitudinal force limit value, the process proceeds to S1725, and a value obtained by doubling the smaller RL longitudinal force limit value (= RL longitudinal force limit value × 2) is The rear longitudinal force limit value, which is the total value of the margins of longitudinal force that can be generated by the addition of the wheels 2RR and 2RL, is set.
[0222]
Conversely, if it is determined in S1720 that the RR longitudinal force limit value is not larger than the RL longitudinal force limit value, the process proceeds to S1730, and the smaller RR longitudinal force limit value is doubled. (= RR longitudinal force limit value × 2) is set as the rear longitudinal force limit value.
[0223]
Then, after performing the processing of S1725 or S1730, the process proceeds to S1735, and the front limit value ratio and the rear limit value ratio are calculated based on the following formulas 68 and 69.
[0224]
[Equation 68]
Front limit value ratio = front longitudinal force limit value / (front longitudinal force limit value + rear longitudinal force limit value)
[0225]
[Equation 69]
Rear limit value ratio = 1-front limit value ratio (Formula 69)
Further, in subsequent S1740, based on the following equation 70, a longitudinal force addition possible ratio indicating how much of the additional vehicle body longitudinal force can be actually added is calculated.
[0226]
[Equation 70]
Ratio of possible addition of longitudinal force = (front longitudinal force limit value + rear longitudinal force limit value) / additional vehicle longitudinal force ... Formula 70
Next, in S1745, it is determined whether or not the calculated longitudinal force addition possibility ratio is greater than “1”. If it is greater than “1”, the longitudinal force addition possibility ratio is set to “1” in the next S1750. After setting, the process proceeds to S1755. On the other hand, if it is determined in S1745 that the ratio of possible longitudinal force addition is not greater than “1”, the process proceeds to S1755 as it is.
[0227]
Then, in S1755, based on the following formulas 71 to 74, the FR longitudinal force additional amount that is the longitudinal force to be added to the right front wheel 2FR and the FL longitudinal force additional amount that is the longitudinal force to be added to the left front wheel 2FL RR longitudinal force addition amount, which is the longitudinal force to be added to the right rear wheel 2RR, and RL longitudinal force addition amount, which is the longitudinal force to be added to the left rear wheel 2RL, respectively, and then the additional longitudinal force The distribution calculation process ends.
[0228]
[Equation 71]
FR front / rear force addition amount = additional vehicle front / rear force × ratio for adding front / rear force × front limit value ratio / 2
[0229]
[Equation 72]
FL front / rear force addition amount = additional vehicle longitudinal force x longitudinal force addition ratio x front limit value ratio / 2 ... Formula 72
[0230]
[Equation 73]
RR longitudinal force additional amount = additional vehicle longitudinal force × ratio for adding longitudinal force × rear limit value ratio / 2 (Formula 73)
[0231]
[Equation 74]
RL longitudinal force addition amount = additional vehicle longitudinal force × ratio of adding longitudinal force × rear limit value ratio / 2 Equation 74
That is, in this additional longitudinal force distribution calculation process, the additional vehicle longitudinal force calculated in the additional force calculation process of FIG. 21 is applied to each wheel 2FR, 2FL, 2RR, 2RL so that the grip force of the four-wheel tire does not exceed the limit. The amount of front / rear force addition (FR to RL front / rear force addition) of each wheel that can be distributed is calculated.
[0232]
Then, when the execution of this additional longitudinal force distribution calculation process is completed, the additional force distribution process of FIG. 24 is also terminated. Further, after completing the additional force distribution process, the ECU 20 proceeds to S70 of FIG. 2, and executes the variable amount calculation process of FIG. 28 in S70.
[0233]
This variable amount calculation processing is performed by the additional force distribution processing shown in FIG. 24 (specifically, the additional lateral force distribution calculation processing shown in FIG. 25 and the additional longitudinal force distribution calculation processing shown in FIG. 27). This is a process for calculating the control amount of the actuator for causing the wheels 2FR, 2FL, 2RR, 2RL to actually generate the RL longitudinal force addition amount.
[0234]
In FIG. 28, “**” alternatively represents each of “FR”, “FL”, “RR”, and “RL”. The process marked with “**” is performed for each of the wheels 2FR, 2FL, 2RR, 2RL. Here, when “**” is “FR” (that is, for the right front wheel 2FR). Case).
[0235]
As shown in FIG. 28, when the ECU 20 starts executing the variable amount calculation process, first, in step S1800, the FR lateral force addition amount calculated in the additional lateral force distribution calculation process of FIG. 25 is read.
In step S1805, the “lateral force additional amount versus additional toe variable angle map” is read from the ROM. As shown in FIG. 29, this “additional lateral force amount vs. additional toe variable angle map” is an additional toe that is the change amount of the lateral force addition amount and the toe angle of the wheel necessary to obtain the lateral force addition amount. This is a data map that stores variable angles in association with each other, and is prepared for each wheel 2FR, 2FL, 2RR, 2RL. The additional toe variable angle is set to increase in the direction to increase as the lateral force addition amount increases positively. Conversely, the additional toe variable angle increases in the return direction as the lateral force addition amount increases in negative direction. ing.
[0236]
In the subsequent S1810, the additional toe variable angle (FR additional toe variable angle) of the right front wheel 2FR corresponding to the FR lateral force additional amount read in S1800 is read in “Side force additional amount vs. additional toe” read in S1805. It is calculated based on the “variable angle map”.
Next, in S1815, the FR skid angle calculated in the four-wheel skid angle calculation process of FIG. 9 is input, and in subsequent S1820, the sum of the FR skid angle and the FR additional toe variable angle calculated in S1810 (= FR It is determined whether or not (side slip angle + FR additional toe variable angle) is larger than a predetermined value K9. If the sum is not larger than the predetermined value K9, the process proceeds to S1830 and the subsequent steps. If it is larger than the predetermined value K9, the value obtained by subtracting the FR skid angle from the predetermined value K9 in S1825. After resetting (= K9-FR skid angle) as the FR additional toe variable angle, the process proceeds to S1830 and subsequent steps.
[0237]
The predetermined value K9 is set to the value of the side slip angle at which the tire is considered to reach the limit. In the processing of S1820 and S1825, the current FR side slip angle and the FR additional toe variable angle to be controlled from now on. Is guarded so as not to exceed the predetermined value K9. On the other hand, for S1800 to S1825, only the right front wheel 2FR has been described, but the other wheels 2FL, 2RR, and 2RL are also executed in exactly the same manner, and the toe required for obtaining the additional amount of FL to RL lateral force respectively. The FL additional toe variable angle, the RR additional toe variable angle, and the RL additional toe variable angle, which are the angle change angles, are respectively calculated.
[0238]
Then, when the FR to RL additional toe variable angle is calculated in this way, in S1830 to S1845, the toe angle of the right front wheel 2FR to be adjusted by the toe control actuator 22FR is calculated based on the following formulas 75 to 78. A certain FR toe variable angle, a FL toe variable angle that is a toe angle of the left front wheel 2FL to be adjusted by the toe control actuator 22FL, and an RR toe variable angle that is a toe angle of the right rear wheel 2RR to be adjusted by the toe control actuator 22RR And an RL toe variable angle that is a toe angle of the left rear wheel 2RL to be adjusted by the toe control actuator 22RL, respectively.
[0239]
[Expression 75]
FR toe variable angle = previous value of FR toe variable angle + FR additional toe variable angle-F toe angle correction amount (Formula 75)
[0240]
[76]
FL toe variable angle = previous value of FL toe variable angle + FL additional toe variable angle-F toe angle correction amount ... Formula 76
[0241]
[77]
RR toe variable angle = previous value of RR toe variable angle + RR additional toe variable angle ... Formula 77
[0242]
[Formula 78]
RL toe variable angle = previous value of RL toe variable angle + RL additional toe variable angle (Formula 78)
Note that the “F toe angle correction amount” in Expressions 75 and 76 is a virtual value for the front wheels 2FR and 2FL used when calculating the front target lateral force and the rear target lateral force in the target lateral force calculation process of FIG. This is a correct amount of toe angle correction. The “F toe angle correction amount” is reduced in the above formulas 75 and 76 because the front target lateral force and the rear target lateral force calculated by the target lateral force calculation process of FIG. 17 are the same for the front wheels 2FR and 2FL. This is because the toe angle is a value that can be realized by the front friction circle limit value and the rear friction circle limit value on the premise that the toe angle is reduced by the “F toe angle correction amount”.
[0243]
When the FR to RL toe variable angles are calculated in this way, the process proceeds to S1850. In S1850, the FR front / rear force addition amount calculated in the additional front / rear force distribution calculation process of FIG. 27 is read. In subsequent S1855, the “front / rear force additional amount vs. brake hydraulic pressure variable amount map” is read from the ROM.
[0244]
This “longitudinal force additional amount vs. brake hydraulic pressure variable amount map”, as shown in FIG. 30, shows the longitudinal force additional amount and the brake hydraulic pressure that should be added to the wheel braking device to obtain the longitudinal force additional amount. This is a data map in which a certain amount of brake hydraulic pressure is stored in correspondence with each other, and is prepared for each wheel 2FR, 2FL, 2RR, 2RL. When the longitudinal force addition amount is negative (acceleration direction), the brake hydraulic pressure variable amount is “0”. When the longitudinal force addition amount is positive (deceleration direction), the larger the value, The variable amount of brake hydraulic pressure is set so as to increase in the direction of increasing the braking force by the brake device (pressure increasing direction).
[0245]
Next, in subsequent S1860, the brake hydraulic pressure variable amount (FR brake hydraulic pressure variable amount) corresponding to the FR front / rear force additional amount read in S1850 is read in the “front / rear force additional amount vs. brake hydraulic variable amount map” read in S1855. ”Based on
Here, S1850 to S1860 have been described only for the right front wheel 2FR, but the other three wheels 2FL, 2RR, and 2RL are executed in exactly the same manner. Then, the FL brake hydraulic pressure variable amount, the RR brake hydraulic pressure variable amount, and the RL brake hydraulic pressure, which are brake hydraulic pressures to be added to the brake devices 26FL, 26RR, and 26RL in order to obtain the FL to RL longitudinal force additional amounts, respectively. Variable amounts are calculated respectively.
[0246]
When the brake hydraulic pressure variable amount for each wheel 2FR, 2FL, 2RR, 2RL is calculated in this way, the process proceeds to S1865, and the FR calculated by the additional longitudinal force distribution calculation process of FIG. The RL longitudinal force addition amount that is the sum of the RL longitudinal force addition amounts is calculated.
[0247]
[79]
Front / rear force additional amount = FR front / rear force additional amount + FL front / rear force additional amount + RR front / rear force additional amount + RL front / rear force additional amount
In subsequent S1870, the “additional longitudinal force amount vs. accelerator opening variable amount map” is read from the ROM.
[0248]
This “longitudinal force addition amount vs. accelerator opening variable amount map” is, as shown in FIG. 31, the longitudinal force addition amount calculated in S1865 and the accelerator opening necessary to obtain the longitudinal force addition amount. 4 is a data map in which accelerator opening variable amounts, which are changes in degrees (throttle valve opening), are stored in association with each other. When the additional amount of longitudinal force is positive (deceleration direction), the variable amount of accelerator opening is “0”, and when the additional amount of longitudinal force is negative (acceleration direction), the absolute value is large. The accelerator opening variable amount is set so as to increase in the direction of increasing the engine output (opening direction).
[0249]
Next, in the subsequent S1875, the accelerator opening variable amount corresponding to the front / rear force additional amount calculated in S1865 is calculated based on the “front / rear force additional amount vs. accelerator opening variable amount map” read in S1870.
In the subsequent S1880, the front limit value ratio calculated by the additional longitudinal force distribution calculation process of FIG. 27 is the ratio of the torque that the center differential gear should distribute to the front wheels 2FR, 2FL and the rear wheels 2RR, 2RL. The center differential longitudinal force distribution ratio is set.
[0250]
Further, in each of subsequent S1885 and S1890, based on the following formulas 80 and 81, the front differential front / rear force distribution ratio, which is the ratio of the torque that the front differential gear should distribute to each of the front wheels 2FR and 2FL, The rear differential gear calculates a rear differential longitudinal force distribution ratio, which is a ratio of torque to be distributed to each of the rear wheels 2RR and 2RL, and then ends the variable amount calculation process.
[0251]
[80]
Front differential longitudinal force distribution ratio = FR longitudinal force additional amount / (FR longitudinal force additional amount + FL longitudinal force additional amount)
[0252]
[Formula 81]
Rear differential longitudinal force distribution ratio = RR longitudinal force additional amount / (RR longitudinal force additional amount + RL longitudinal force additional amount) ... Formula 81
Here, the ECU 20 periodically executes a drive process (not shown) in parallel with the process of FIG. 2, and the toe control actuator is executed based on the calculation result in the variable amount calculation process by executing this drive process. Each of 22FR, 22FL, 22RR, 22RL, brake control actuator 28, accelerator control actuator 30, center differential control actuator 32C, front differential control actuator 32F, and rear differential control actuator 32R is controlled.
[0253]
Specifically, the ECU 20 first operates the toe control actuators 22FR, 22FL, 22RR, and 22RL in accordance with the FR to RL toe variable angles calculated in S1830 to S1845 of the variable amount calculation process, thereby causing each wheel 2FR, The toe angles of 2FL, 2RR, and 2RL are changed by the above-described FR to RL toe variable angles, respectively. And thereby, each wheel 2FR, 2FL, 2RR, 2RL will generate | occur | produce adding FR-RL lateral force additional amount.
[0254]
Further, the ECU 20 operates the brake control actuator 28 in accordance with the FR to RL brake hydraulic pressure variable amount calculated in S1860 of the variable amount calculation process, whereby the brake devices 26FR, 26FL, 26FR of the wheels 2FR, 2FL, 2RR, 2RL, The brake hydraulic pressure applied to 26RR and 26RL is increased by the above-described FR to RL brake hydraulic pressure variable amount. As a result, when the FR to RL longitudinal force addition amount is positive (deceleration direction), the braking force increases, and each wheel 2FR, 2FL, 2RR, 2RL has its FR to RL longitudinal force addition amount. Will be generated.
[0255]
On the other hand, the ECU 20 operates the accelerator control actuator 30 in accordance with the accelerator opening variable amount calculated in S1875 of the variable amount calculation process, thereby reducing the accelerator opening (throttle valve opening) to the accelerator opening variable amount. Change by minutes. Further, the ECU 20 operates the center differential control actuator 32C in accordance with the center differential longitudinal force distribution ratio set in S1880 of the variable amount calculation process, thereby obtaining the torque distribution ratio to the front and rear wheels by the center differential gear. The front differential control actuator 32F and the rear differential control actuator 32R are respectively controlled in accordance with the front differential front / rear force distribution ratio and the rear differential front / rear force distribution ratio calculated in S1885 and S1890 of the variable amount calculation processing. By operating, the torque distribution ratio to each front wheel 2FR, 2FL by the front differential gear is controlled to the above-mentioned center differential longitudinal force distribution ratio, and the torque to each rear wheel 2RR, 2RL by the rear differential gear is controlled. The distribution ratio is controlled to the rear differential longitudinal force distribution ratio.
[0256]
Then, by controlling the actuators 30, 32C, 32F, and 32R, the output of the engine is increased by the amount of additional front / rear force calculated in S1865 of the variable amount calculation process, and the increase in the engine output is When the driving force is distributed to each wheel 2FR, 2FL, 2RR, 2RL according to the mutual ratio of the FR to RL longitudinal force addition amount, as a result, the FR to RL longitudinal force addition amount is negative (acceleration direction). Each wheel 2FR, 2FL, 2RR, 2RL is generated by adding an additional amount of FR-RL longitudinal force.
[0257]
Next, when the ECU 20 finishes the variable amount calculation process of FIG. 28, the ECU 20 proceeds to S75 of FIG. In S75, the friction circle enlargement process shown in FIG. 32 is executed.
This friction circle enlarging process adjusts the camber angle of the wheel when there is no margin in the grip force of the wheel and lateral force can no longer be added by changing the toe angle. This is a process for enlarging the radius (that is, the maximum grip force that the wheel can generate).
[0258]
As shown in FIG. 32, when the ECU 20 starts executing the friction circle enlarging process, first, in S1900, it is determined whether or not the FR skid angle calculated in the four-wheel skid angle calculating process of FIG. 9 is larger than a predetermined value K10. judge. The predetermined value K10 is set to the value of the side slip angle at which the tire is considered to reach the limit.
[0259]
If the FR skid angle is larger than the predetermined value K10, the FR lateral force limit value set in the additional lateral force distribution calculation process of FIG. 25 (that is, the right front wheel 2FR is additionally generated) in the next S1905. It is determined whether or not the margin of possible lateral force is “0”. If the FR lateral force limit value is “0”, the front calculated in the additional force calculation process of FIG. Enter additional lateral force.
[0260]
On the other hand, if it is determined in S1900 that the FR skid angle is not greater than the predetermined value K10, or if it is determined in S1905 that the FR lateral force limit value is not “0” (that is, the right front wheel If 2FR can be generated by adding lateral force), the process proceeds to S1915, and the front additional lateral force is set to “0”.
[0261]
Then, after executing either S1910 or S1915, the process proceeds to S1920, and the “additional lateral force versus camber variable angle map” is read from the ROM.
As shown in FIG. 33, this “additional lateral force vs. camber variable angle map” is obtained by adding additional lateral force (front additional lateral force or rear additional lateral force) and camber control actuators 24FR, 24FL, 24RR, 24RL. Is a data map that stores the relationship with the camber variable angle indicating how many camber angles should be changed. When the additional lateral force is "0", the camber variable angle is "0" and the additional lateral force The camber variable angle is set to increase as the absolute value of increases.
[0262]
Then, in the subsequent S1925, the current front additional lateral force (that is, the value calculated by the additional force calculation processing of FIG. 21 when S1910 is executed, and “0” when S1915 is executed). ) Corresponding to the camber variable angle (FR camber variable angle) of the right front wheel 2FR is calculated based on the “additional lateral force vs. camber variable angle map” read in S1920, and then in S1930, the ground camber of FIG. The FR ground camber angle (actual ground camber angle of the right front wheel 2FR) calculated by the angle calculation process is input.
[0263]
Next, in S1935, it is determined whether or not the FR camber variable angle calculated in S1925 is larger than the absolute value of the FR ground camber angle. If the FR camber variable angle is not larger, the process proceeds to S1945. If the FR camber variable angle is larger, the value of the FR camber variable angle is reset to a value equal to the absolute value of the FR ground camber angle in S1940, and then the process proceeds to S1945.
[0264]
Then, in S1945, it is determined whether or not the FR ground camber angle is larger than “0”. If the FR ground camber angle is larger than “0”, the process proceeds to S1950 and the FR camber variable angle is set to “−1”. Is set as an FR camber angle control amount that is a change in the camber angle of the right front wheel 2FR to be adjusted by the camber control actuator 24FR. Conversely, if the FR ground camber angle is not larger than “0”, the process proceeds to S1955, and the FR camber variable angle is set as it is as the FR camber angle control amount.
[0265]
That is, in S1900 to S1955, when the FR skid angle is larger than the predetermined value K10 and the FR lateral force limit value is “0”, the lateral force of the right front wheel 2FR is no longer added by changing the toe angle. The FR camber angle control amount is set so that the ground camber angle of the right front wheel 2FR approaches 0 degrees (that is, the right front wheel 2FR is perpendicular to the ground). Yes. S1935 and S1940 are processes for preventing the FR camber angle control amount from becoming excessive. Conversely, if the FR skid angle is not larger than the predetermined value K10 or the FR lateral force limit value is not “0”, the FR camber angle control amount is set to “0” and the camber control actuator The camber angle control of the right front wheel 2FR by 24FR is stopped.
[0266]
After setting the FR camber angle control amount in this way, in each of the next S1960 to S1970, the camber angle of the left front wheel 2FL to be adjusted by the camber control actuator 24FL by the same procedure as S1900 to S1955 described above. FL camber angle control amount that is a change amount of RR, RR camber angle control amount that is a change amount of the camber angle of the right rear wheel 2RR to be adjusted by the camber control actuator 24RR, and left rear wheel that is to be adjusted by the camber control actuator 24RL The RL camber angle control amount, which is the change in the 2RL camber angle, is set.
[0267]
When the FL camber angle control amount is set in S1960, processing is performed in which the alphabet “FR” used in S1900 to S1955 in FIG. 32 is replaced with the alphabet “FL”.
Further, when setting the RR camber angle control amount and the RL camber angle control amount in each of S1965 and S1970, the alphabet “FR” used in S1900 to S1955 in FIG. In this case, in step S1910, the rear additional lateral force calculated by the additional force calculation processing of FIG. 21 is input. In S1915, the rear additional lateral force is input. Set the force to “0”. In S1925, the camber variable angle (RR camber variable angle, RL camber variable angle) corresponding to the rear additional lateral force is calculated based on the “additional lateral force vs. camber variable angle map”.
[0268]
Thus, when the FL to RL camber angle control amount is set by the processing of S1960 to S1970, the friction circle enlarging processing is terminated. After that, when the next processing cycle arrives, the process returns to S10 in FIG. 2 to start execution of the four-wheel load calculation process, and each process shown in FIG. 2 is sequentially executed again.
[0269]
Note that the ECU 20 reads the FR to RL camber angle control amount set in the friction circle enlarging process in the above-described driving process executed in parallel with the process of FIG. 2, and according to the FR to RL camber angle control amount. Then, by operating the camber control actuators 24FR, 24FL, 24RR, and 24RL, the camber angles of the wheels 2FR, 2FL, 2RR, and 2RL are changed by the above-described FR to RL camber angle control amounts.
[0270]
As a result, with respect to a wheel that has no margin in grip force and can no longer add lateral force by changing the toe angle, the ground camber angle of the wheel is brought close to 0 degrees, and the maximum possible generation of the wheel is achieved. The grip power of increases. Then, when the ECU 20 next executes the four-wheel friction circle estimation calculation process of FIG. 13, the ground camber angle of the wheel is close to 0 degrees. The friction circle reduction coefficient calculated based on the “coefficient map” becomes a value closer to “1”. As a result, the estimated friction circle value of the wheel is also calculated as a large value. Therefore, the actual friction circle radius of the wheel and the estimated friction circle used in the control are expanded, and the performance of the tire mounted on the wheel can be utilized to the maximum.
[0271]
As described in detail above, in the present embodiment, the forces that can be generated between the wheels 2FR, 2FL, 2RR, and 2RL with the road surface by the four-wheel friction circle estimation calculation process of FIG. 13 as the friction circle setting means. The maximum value of the resultant force is set as an estimated value of FR to RL friction circle that is the radius of the friction circle.
[0272]
Then, the lateral G sensor 6, the yaw rate sensor 8, the front / rear G sensor 10 as the running state detection means, and the detection process (not shown) detect the yaw rate, the lateral G, and the front / rear G, which are actual physical physical quantities of the vehicle body, and are generated. From the detected actual yaw rate, lateral G, and longitudinal G, the wheels 2FR, 2FL, 2RR, 2RL are determined to be in the lateral direction by the lateral force computation process of FIG. 4 and the longitudinal force computation process of FIG. The lateral force and longitudinal force actually generated in the longitudinal direction are calculated.
[0273]
The value obtained by dividing the front lateral force calculated in the lateral force calculation process of FIG. 4 by 2 is used as the actual lateral force of each of the front wheels 2FR and 2FL, and the rear lateral force calculated in the same lateral force calculation process is 2. The divided value is used as the actual lateral force of each rear wheel 2RR, 2RL. Similarly, a value obtained by dividing the front longitudinal force calculated by the longitudinal force calculation processing of FIG. 5 by 2 is used as the actual longitudinal force of each front wheel 2FR, 2FL, and the rear longitudinal force 2 similarly calculated by the longitudinal force calculation processing is also used. The value divided by is used as the actual longitudinal force of each rear wheel 2RR, 2RL.
[0274]
Further, by the friction circle margin calculation process of FIGS. 22 and 23 and the longitudinal force margin calculation process of FIG. 26 as the margin calculation means, the lateral force and the actual force generated by each wheel 2FR, 2FL, 2RR, 2RL and Based on the longitudinal force and the estimated FR to RL friction circle value, the FR to RL lateral force positive additional limit value, which is a margin of force that can be generated by adding each wheel 2FR, 2FL, 2RR, 2RL in the lateral direction, and FR to RL lateral force negative additional limit value, FR to RL front and rear force positive additional limit value and FR to RL before and after that is the margin of force that can be generated by adding each wheel 2FR, 2FL, 2RR, 2RL in the front-rear direction The force negative additional limit value is calculated.
[0275]
  Further, the target yaw rate of the vehicle body according to the operation of the driver by the processing as the target setting means consisting of S1005 to S1030 in the target lateral force calculation processing of FIG. 17 and S1110 to S1180 in the target longitudinal force calculation processing of FIG. The target lateral G and the target longitudinal G are set, and further, S1035 to S1050 in the target lateral force calculation process of FIG. 17, S1190 in the target longitudinal force calculation process of FIG. 18, the additional force calculation process of FIG. 21, and the addition of FIG. By the processing as the additional force setting means including the lateral force distribution calculation processing and the additional front / rear force distribution calculation processing of FIG. 27, each wheel is moved in the lateral direction and the front / rear to realize the target yaw rate, the target lateral G, and the target front / rear G. FR to RL lateral force addition amount and FR to RL longitudinal force addition amount, which are the magnitudes of the force that should be generated by adding to each direction, FR to RL lateral force positive tracking Depending on the limit values and FR~RL lateral force negative additional limit value and FR~RL longitudinal force positive additional limit values and FR~RL longitudinal force negative additional limit value, within which additional limit valueYieldIt is set to be full.
[0276]
Then, by the variable amount calculation process of FIG. 28 as the drive control means and the drive process (not shown), each wheel is generated by adding the FR to RL lateral force addition amount and the FR to RL longitudinal force addition amount. The toe control actuators 22FR, 22FL, 22RR, 22RL as force adjusting means, the brake control actuator 28, the accelerator control actuator 30, the center differential control actuator 32C, the front differential control actuator 32F, and the rear differential control actuator 32R are operated.
[0277]
In other words, in the present embodiment, the magnitude of the lateral force and the longitudinal force actually generated by each wheel is obtained, and the magnitude of the obtained force and the FR to RL friction that is the frictional circle radius estimated for each wheel. The margin between the lateral force and the longitudinal force of each wheel is obtained from the estimated circle value. Then, within the range of the margin, the actual yaw rate, lateral G, and longitudinal G of the vehicle body can be obtained by adding the generated force in the lateral direction and the longitudinal direction of each wheel (positive addition or negative addition). The target yaw rate, the target lateral G, and the target longitudinal G are set so that the resultant force of the force generated between each wheel and the road surface does not exceed the estimated FR-RL friction circle. Controls the magnitude and direction of the generated force.
[0278]
For this reason, according to this embodiment, while making the best use of the gripping force that can be generated by each wheel, the driving state of the vehicle is set to the target driving state within a range that does not exceed the limit of the gripping force of each wheel. And the limit of the entire vehicle can be made very high. Therefore, the running stability of the vehicle can be made extremely high.
Further, in the present embodiment, the set target yaw rate and the target lateral G are expressed as FR to RL friction circle estimated values of the respective wheels by the processing as the target correcting means including S1055 to S1070 in the target lateral force calculation processing of FIG. It is determined whether or not it can be realized by the applied force, and when it is determined that it cannot be realized (S1060: NO, S1065: NO), the target yaw rate and the target lateral G are represented by FR to RL friction circle estimated values. The value is corrected to a realizable value by the force.
[0279]
Therefore, for example, even if the driver operates the steering wheel suddenly and greatly during high speed driving and the target yaw rate and the target lateral G are set to be extremely large, the values can be realized with the force that each wheel can generate. Therefore, the vehicle is surely prevented from exceeding the limit, and the running stability of the vehicle can be reliably maintained.
[0280]
On the other hand, in this embodiment, the load of each wheel is detected by the four-wheel load calculation process of FIG. 3 as the load detection means, and the ground camber angle calculation process of FIG. 11 as the camber angle detection means is detected. The ground camber angle is detected, the friction coefficient of the traveling road surface is detected by the road surface μ estimation calculation process of FIGS. 7 and 8 as the friction coefficient detection means, and the tire type determination calculation process of FIG. The grip performance level of the tire mounted on the wheel is detected.
[0281]
In the four-wheel friction circle estimation calculation process of FIG. 13, the larger the wheel load, the closer the wheel camber angle to 0 degrees, the greater the friction coefficient of the road surface, and the higher the tire grip performance level. The friction circle estimated value (FR to RL friction circle estimated value) of each wheel is set to a large value.
[0282]
For this reason, since the setting accuracy of the FR to RL friction circle estimated value is increased and the margin of force that can be generated by each wheel can be calculated more accurately, the grip force that can be generated by the wheel can be more reliably utilized. .
In this embodiment, the camber control actuators 24FR, 24FL, 24RR, and 24RL, the camber angle control means including the friction circle expanding process of FIG. A wheel that does not exist is specified, and the ground camber angle of the specified wheel is adjusted to approach 0 degrees.
[0283]
For this reason, even if a wheel cannot generate a force additionally, the grip force that the wheel can generate is increased, and the ground camber angle is brought close to 0 degrees, so that the wheel is set for the wheel. Since the estimated friction circle for control is also increased, the performance of the tire mounted on the wheel can be maximized.
[0284]
By the way, the ECU 20 of the above embodiment sets the target yaw rate, the target lateral G, and the target longitudinal G based on the operation state of the steering and the accelerator pedal by the vehicle driver. However, a person does not drive the vehicle. When the vehicle is automatically steered by a command from the outside, the ECU 22 inputs the target yaw rate, the target lateral G, and the target longitudinal G from the outside, and the input values are processed in the processing of FIGS. 17 and 18. It should be used. In this case, when a negative determination is made in S1060 or S1065 of FIG. 17, the value of the target yaw rate itself is corrected to a small value in S1070, and thereafter, the processing after S1030 may be repeated.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating a configuration of an entire vehicle control system according to an embodiment.
FIG. 2 is a flowchart showing an entire process executed by the ECU of FIG.
FIG. 3 is a flowchart showing a four-wheel load calculation process in FIG. 2;
4 is a flowchart showing a lateral force calculation process in FIG. 2. FIG.
FIG. 5 is a flowchart showing a longitudinal force calculation process in FIG. 2;
6 is an explanatory diagram for explaining a longitudinal G vs. longitudinal force map referred to in the longitudinal force calculation process of FIG. 5. FIG.
FIG. 7 is a flowchart showing the first half of the road surface μ estimation calculation process in FIG. 2;
FIG. 8 is a flowchart showing the second half of the road surface μ estimation calculation process in FIG. 2;
FIG. 9 is a flowchart showing a four-wheel skid angle calculation process in FIG.
FIG. 10 is a flowchart showing a tire type determination calculation process in FIG.
FIG. 11 is a flowchart showing ground camber angle calculation processing in FIG. 2;
12 is an explanatory diagram for explaining a height vs. camber angle change amount map referred to in the ground camber angle calculation processing of FIG.
13 is a flowchart showing a four-wheel friction circle estimation calculation process in FIG. 2. FIG.
14 is an explanatory diagram for explaining a load-to-friction circle map referred to in the four-wheel friction circle estimation calculation process of FIG. 13; FIG.
FIG. 15 is an explanatory diagram illustrating a ground camber angle versus friction circle reduction coefficient map referred to in the four-wheel friction circle estimation calculation process of FIG. 13;
FIG. 16 is a flowchart showing a target traveling state setting process in FIG.
FIG. 17 is a flowchart showing a target lateral force calculation process executed in the target travel state setting process of FIG.
18 is a flowchart showing a target longitudinal force calculation process executed in the target travel state setting process of FIG.
FIG. 19 is an explanatory diagram illustrating an accelerator state vs. target front / rear G map referred to in the target front / rear force calculation processing of FIG. 18;
FIG. 20 is an explanatory diagram illustrating a brake pedal force vs. target front / rear G map referred to in the target front / rear force calculation process of FIG. 18;
FIG. 21 is a flowchart showing additional force calculation processing in FIG. 2;
FIG. 22 is a flowchart showing the first half of the friction circle margin calculation process in FIG. 2;
FIG. 23 is a flowchart showing the latter half of the friction circle margin calculation process in FIG. 2;
FIG. 24 is a flowchart showing an additional force distribution process in FIG.
25 is a flowchart showing an additional lateral force distribution calculation process executed in the additional force distribution process of FIG. 24. FIG.
FIG. 26 is a flowchart showing a longitudinal force margin calculation process executed in the additional force distribution process of FIG.
FIG. 27 is a flowchart showing an additional longitudinal force distribution calculation process executed in the additional force distribution process of FIG.
FIG. 28 is a flowchart showing variable amount calculation processing in FIG. 2;
29 is an explanatory diagram for explaining a lateral force addition amount vs. additional toe variable angle map referred to in the variable amount calculation processing of FIG. 28;
30 is an explanatory diagram for explaining a front / rear force addition amount vs. brake hydraulic pressure variable amount map referred to in the variable amount calculation processing of FIG. 28;
FIG. 31 is an explanatory diagram for explaining a front / rear force addition amount vs. accelerator opening variable amount map referred to in the variable amount calculation processing of FIG. 28;
32 is a flowchart showing a friction circle enlarging process in FIG. 2. FIG.
33 is an explanatory diagram illustrating an additional lateral force vs. camber variable angle map referred to in the friction circle enlarging process of FIG. 32. FIG.
[Explanation of symbols]
2FR, 2FL, 2RR, 2RL ... Wheel 4FR, 4FL, 4RR, 4RL ... Wheel speed sensor
5FR, 5FL, 5RR, 5RL ... Height sensor 6 ... Horizontal G sensor
8 ... Yaw rate sensor 10 ... Front / back G sensor
12 ... Steering angle sensor 13 ... Brake switch
16 ... Brake pedal force sensor 18 ... Accelerator opening sensor
20 ... Electronic control unit (ECU)
22FR, 22FL, 22RR, 22RL ... Toe control actuator
24FR, 24FL, 24RR, 24RL ... Camber control actuator
26FR, 26FL, 26RR, 26RL ... Brake device
28 ... Brake control actuator
30 ... Accelerator control actuator
32C ... Center differential control actuator
32F ... Front differential control actuator
32R ... Rear differential control actuator

Claims (10)

車両の前後左右4つの各車輪が路面との間で発生可能な力の車輪毎の合力の最大値を、その各車輪毎の摩擦円の半径として夫々設定する摩擦円設定手段と、
前記各車輪が路面との間で発生する前後方向の力(以下、前後力という)及び横方向の力(以下、横力という)の大きさを夫々変化させるための発生力調節手段と、
前記車両の走行に伴い発生する車体の運動物理量を検出する走行状態検出手段と、
該走行状態検出手段により検出された運動物理量から、前記各車輪が発生している前後力及び横力の大きさを算出する発生力算出手段と、
前記各車輪について、前記摩擦円設定手段により設定された摩擦円の半径と、前記発生力算出手段により算出された前後力及び横力の大きさとに基づき、前記各車輪が追加して発生可能な前後力及び横力の余裕度を算出する余裕度算出手段と、
前記運動物理量の目標値を設定する目標設定手段と、
前記走行状態検出手段により検出される運動物理量が前記目標設定手段により設定された目標値となるために、両前輪が追加して発生しなければならない合計の横力であるフロント追加横力と、両後輪が追加して発生しなければならない合計の横力であるリア追加横力と、4輪が追加して発生しなければならない合計の前後力である追加車体前後力とを算出する追加力演算処理を行うと共に、その追加力演算処理で算出した力を前記各車輪へ配分するための配分処理を行う追加力設定手段と、
前記各車輪が前記追加力設定手段により配分された力を追加して発生するように、前記発生力調節手段を作動させる駆動制御手段とを備え、
前記追加力設定手段は、前記配分処理として、
左前輪と右前輪との横力の余裕度の比率(以下、第1の比率という)と、左後輪と右後輪との横力の余裕度の比率(以下、第2の比率という)と、前記追加力演算処理で算出したフロント追加横力及びリア追加横力の何割を実際に追加できるかを、10割を1として示す横力追加可能割合とを、前記余裕度算出手段により算出された各車輪の横力の余裕度から算出する第1の処理と、
前記横力追加可能割合が1以下ならば、前記追加力演算処理で算出したフロント追加横力及びリア追加横力の各々に前記横力追加可能割合を乗じた各値を、配分対象のフロント追加横力及びリア追加横力とし、前記横力追加可能割合が1より大きければ、前記追加力演算処理で算出したフロント追加横力及び前記リア追加横力の各々を、そのまま配分対象のフロント追加横力及びリア追加横力とする第2の処理と、
前記配分対象のフロント追加横力を、前記第1の比率で左前輪と右前輪とに配分すると共に、前記配分対象のリア追加横力を、前記第2の比率で左後輪と右後輪とに配分する第3の処理と、
前輪と後輪との前後力の余裕度の比率(以下、第3の比率という)と、前記追加力演算処理で算出した追加車体前後力の何割を実際に追加できるかを、10割を1として示す前後力追加可能割合とを、前記余裕度算出手段により算出された各車輪の前後力の余裕度から算出する第4の処理と、
前記前後力追加可能割合が1以下ならば、前記追加力演算処理で算出した追加車体前後力に前記前後力追加可能割合を乗じた値を、配分対象の追加車体前後力とし、前記前後力追加可能割合が1より大きければ、前記追加力演算処理で算出した追加車体前後力を、そのまま配分対象の追加車体前後力とする第5の処理と、
前記配分対象の追加車体前後力の半分を、前記第3の比率で左前輪と左後輪とに配分すると共に、前記配分対象の追加車体前後力の残り半分を、前記第3の比率で右前輪と右後輪とに配分する第6の処理と、を実施すること、
特徴とする車両制御装置
Friction circle setting means for setting the maximum value of the resultant force for each wheel of the four front and rear, left and right wheels of the vehicle that can be generated with the road surface as the radius of the friction circle for each wheel;
Generated force adjusting means for changing the magnitude of the longitudinal force (hereinafter referred to as longitudinal force) and the lateral force (hereinafter referred to as lateral force) generated between each wheel and the road surface;
A driving state detecting means for detecting a physical quantity of movement of the vehicle body that occurs as the vehicle travels;
From motion physical value detected by the running condition detecting means, and generating force calculating means for calculating the magnitude of the longitudinal force and lateral force each wheel is occurred,
Wherein for each wheel, wherein the radius of the friction circle set by friction circle setting means, based on the magnitude of the longitudinal force and the lateral force calculated by the generating force calculating means, can be generated wherein each wheel is to add Margin calculating means for calculating the margin of longitudinal force and lateral force ,
Target setting means for setting a target value of the exercise physical quantity;
Front additional lateral force, which is the total lateral force that must be additionally generated by both front wheels, in order for the physical movement quantity detected by the running state detection means to be the target value set by the target setting means , Added to calculate the rear additional lateral force that is the total lateral force that must be generated by the addition of both rear wheels and the additional vehicle longitudinal force that is the total longitudinal force that must be generated by the addition of the four wheels. performs power calculation process, an additional force setting means for performing distribution processing for distributing the force calculated in the additional force calculation process Previous Symbol each wheel,
Drive control means for operating the generated force adjusting means so that each wheel additionally generates the force distributed by the additional force setting means ,
The additional force setting means, as the distribution process,
Ratio of margin of lateral force between the left front wheel and right front wheel (hereinafter referred to as “first ratio”) and ratio of margin of lateral force between the left rear wheel and right rear wheel (hereinafter referred to as “second ratio”). And a marginal force addition ratio indicating that 10% of the front additional lateral force and the rear additional lateral force calculated in the additional force calculation process can be actually added is represented by 100% by the margin calculation means. A first process for calculating from the calculated margin of lateral force of each wheel;
If the lateral force addition possibility ratio is 1 or less, each value obtained by multiplying each of the front additional lateral force and rear additional lateral force calculated by the additional force calculation process by the lateral force addition possibility ratio is added to the distribution target front. If the lateral force and the rear additional lateral force are greater than 1, then the front additional lateral force and the rear additional lateral force calculated by the additional force calculation process are directly used as the front additional lateral to be distributed. A second process for force and rear additional lateral force;
The front additional lateral force to be distributed is distributed between the left front wheel and the right front wheel at the first ratio, and the rear additional lateral force to be distributed is distributed between the left rear wheel and the right rear wheel at the second ratio. A third process of allocating to
The ratio of the margin of front / rear force between the front wheels and the rear wheels (hereinafter referred to as the third ratio) and the percentage of the additional vehicle front / rear force calculated by the additional force calculation process can be actually increased by 10%. A fourth process of calculating a longitudinal force addition possible ratio shown as 1 from the margin of the longitudinal force of each wheel calculated by the margin calculating means;
If the longitudinal force addition possibility ratio is 1 or less, a value obtained by multiplying the additional vehicle longitudinal force calculated by the additional force calculation process by the longitudinal force addition possibility ratio is set as an additional vehicle longitudinal force to be distributed, and the longitudinal force addition is performed. If the possible ratio is greater than 1, a fifth process in which the additional vehicle longitudinal force calculated in the additional force calculation process is directly used as an additional vehicle longitudinal force to be distributed;
Half of the additional vehicle longitudinal force to be distributed is distributed to the left front wheel and the left rear wheel at the third ratio, and the other half of the additional vehicle longitudinal force to be allocated is to the right at the third ratio. Performing a sixth process of allocating to the front wheel and the right rear wheel;
Vehicle control device according to claim.
請求項1に記載の車両制御装置において、
前記発生力調節手段は、
前記各車輪に与える制動力及び駆動力と、前記各車輪の舵角とを調節することにより、前記各車輪の前後方向の力と横方向の力とを変化させるように構成されていること、
を特徴とする車両制御装置。
The vehicle control device according to claim 1 ,
The generated force adjusting means includes
It is configured to change the longitudinal force and lateral force of each wheel by adjusting the braking force and driving force applied to each wheel and the steering angle of each wheel,
A vehicle control device.
請求項1又は請求項2に記載の車両制御装置において、
前記目標設定手段により設定された目標値が、前記摩擦円設定手段により設定された前記各車輪の摩擦円の半径で表される力によって実現可能であるか否かを、その目標値の運動物理量を車体に発生させるために特定の複数の車輪が発生すべき特定方向の力の合計(以下、必要値という)と、その特定の車輪について前記摩擦円設定手段により夫々設定された摩擦円の半径で表される力の合計(以下、限界値という)とを大小比較することで判定し、前記限界値が前記必要値よりも大きくなくて前記目標値が実現不能と判定した場合に、前記目標値を、前記限界値の方が前記必要値よりも大きくなる値であって、前記の判定により実現可能と判定される値に補正する目標補正手段を備えたこと、
を特徴とする車両制御装置。
In the vehicle control device according to claim 1 or 2 ,
Whether or not the target value set by the target setting means can be realized by the force represented by the radius of the friction circle of each wheel set by the friction circle setting means is determined by the physical physical quantity of the target value. The sum of the forces in a specific direction to be generated by a plurality of specific wheels (hereinafter referred to as a necessary value) to generate the vehicle on the vehicle body, and the radius of the friction circle set by the friction circle setting means for each of the specific wheels When the target value is determined to be unrealizable because the limit value is not larger than the required value, the target value is determined to be unrealizable. A target correction unit that corrects the value to a value that is determined to be realizable by the determination, in which the limit value is larger than the necessary value;
A vehicle control device.
請求項1ないし請求項の何れかに記載の車両制御装置において、
前記各車輪に加わっている荷重を検出する荷重検出手段を備え、
前記摩擦円設定手段は、
前記荷重検出手段により検出された荷重が大きい場合ほど、前記摩擦円の半径を大きい値に設定するように構成されていること、
を特徴とする車両制御装置。
The vehicle control device according to any one of claims 1 to 3 ,
A load detecting means for detecting a load applied to each wheel;
The friction circle setting means includes
The larger the load detected by the load detection means, the larger the radius of the friction circle is set to a value,
A vehicle control device.
請求項1ないし請求項の何れかに記載の車両制御装置において、
前記各車輪の対地キャンバ角を検出するキャンバ角検出手段を備え、
前記摩擦円設定手段は、
前記キャンバ角検出手段により検出された対地キャンバ角が0度に近い場合ほど、前記摩擦円の半径を大きい値に設定するように構成されていること、
を特徴とする車両制御装置。
The vehicle control device according to any one of claims 1 to 4 ,
A camber angle detecting means for detecting a ground camber angle of each wheel;
The friction circle setting means includes
The ground camber angle detected by the camber angle detection means is configured to set the radius of the friction circle to a larger value as the ground camber angle is closer to 0 degrees.
A vehicle control device.
請求項に記載の車両制御装置において、
前記余裕度算出手段により算出された余裕度が無い車輪を特定し、該特定した車輪の対地キャンバ角を0度へ近づけるように調整するキャンバ角制御手段を備えたこと、
を特徴とする車両制御装置。
The vehicle control device according to claim 5 , wherein
A camber angle control unit that identifies a wheel having no margin calculated by the margin calculation unit and adjusts the ground camber angle of the identified wheel to approach 0 degree;
A vehicle control device.
請求項1ないし請求項の何れかに記載の車両制御装置において、
前記車両の走行路面の摩擦係数を検出する摩擦係数検出手段を備え、
前記摩擦円設定手段は、
前記摩擦係数検出手段により検出された摩擦係数が大きい場合ほど、前記摩擦円の半径を大きい値に設定するように構成されていること、
を特徴とする車両制御装置。
The vehicle control device according to any one of claims 1 to 6 ,
Friction coefficient detection means for detecting the friction coefficient of the road surface of the vehicle,
The friction circle setting means includes
It is configured to set the radius of the friction circle to a larger value as the friction coefficient detected by the friction coefficient detection means is larger.
A vehicle control device.
請求項1ないし請求項の何れかに記載の車両制御装置において、
前記各車輪に装着されたタイヤのグリップ性能レベルを検出するタイヤ判定手段を備え、
前記摩擦円設定手段は、
前記タイヤ判定手段によりタイヤのグリップ性能レベルが高いと判定されている場合ほど、前記摩擦円の半径を大きい値に設定するように構成されていること、
を特徴とする車両制御装置。
The vehicle control device according to any one of claims 1 to 7 ,
Tire determining means for detecting the grip performance level of the tire mounted on each wheel,
The friction circle setting means includes
The tire determining means is configured to set the radius of the friction circle to a larger value as it is determined that the tire grip performance level is higher.
A vehicle control device.
請求項1ないし請求項の何れかに記載の車両制御装置において、
前記走行状態検出手段は、前記運動物理量としてヨーレートを検出し、
前記目標設定手段は、ヨーレートの目標値を設定すること、
を特徴とする車両制御装置。
The vehicle control device according to any one of claims 1 to 8 ,
The running state detecting means detects a yaw rate as the physical exercise quantity,
The target setting means sets a target value of the yaw rate;
A vehicle control device.
請求項1ないし請求項の何れかに記載の車両制御装置において、
前記走行状態検出手段は、前記運動物理量として横加速度を検出し、
前記目標設定手段は、横加速度の目標値を設定すること、
を特徴とする車両制御装置。
The vehicle control device according to any one of claims 1 to 8 ,
The running state detecting means detects lateral acceleration as the exercise physical quantity,
The target setting means sets a target value of lateral acceleration;
A vehicle control device.
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