KR101008317B1 - 차량 제어 장치 - Google Patents
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Abstract
차량의 복수의 차륜 중 1개 이상의 특정 차륜인 제 k 차륜에 대하여, 제 k 차륜의 횡방향 미끄러짐각과 마찰특성의 검출값 또는 추정값에 따라 제 k 차륜에 노면으로부터 작용할 수 있는 노면 반력과, 차량의 상태량과 규범 상태량의 차를 0에 근접시키기 위한 제 k 차륜의 구동·제동력에 관한 피드백 제어 입력과, 차량의 운전자에 의한 운전조작량에 따른 구동·제동력의 피드포워드 제어 입력과 제 k 차륜의 구동·제동력 조작용 제어 입력의 관계에 관한 요구 조건을 충족시키도록, 제 k 차륜의 구동·제동력 조작용 제어 입력을 결정한다. 이것에 의해, 차륜에 노면으로부터 작용하는 노면 반력의 특성을 적절하게 고려하면서, 실제의 차량의 운동을 원하는 운동으로 적절하게 제어하는 것을 가능하게 한다.
운전조작량 검출 수단, 차량 제어 장치, 실상태량 파악 수단, 실횡방향 미끄러짐각 파악 수단, 마찰특성 추정 수단, 규범 상태량 결정수단, 상태량 편차 산출 수단, 실차 액추에이터 조작용 제어 입력 결정 수단, 차량 제어 장치.
Description
본 발명은 자동차(엔진 자동차), 하이브리드카, 자동 2륜차 등, 복수의 차륜을 갖는 차량 제어 장치에 관한 것이다.
자동차 등의 차량에는, 주요 기구로서, 차륜에 엔진 등의 추진력 발생원으로부터 구동력을 전달하거나, 또는 제동력을 부여하는 구동·제동계와, 차량의 조타륜을 조타하기 위한 스티어링계(조타계), 차륜에 차체를 탄력적으로 지지시키는 서스펜션계 등의 시스템이 구비되어 있다. 그리고, 최근, 예를 들면 일본 특허공개 2000-41386호 공보(이하, 특허문헌 1이라고 함)에 개시되는 바와 같이, 이들 시스템을, 운전자에 의한 스티어링휠(핸들)이나, 엑설레이터 페달, 브레이크 페달 등의 조작(인위적 조작)에 따라 수동적으로 동작시킬 뿐만 아니라, 여러 전동식 혹은 유압식의 액추에이터를 구비하고, 그 액추에이터의 동작을 차량의 주행 상태나 환경조건 등에 따라 능동적(적극적)으로 제어하도록 한 것이 알려져 있다.
특허문헌 1에는, 전륜타각(rudder angle)에 따라 후륜타각의 피드포워드 목표값을 결정함과 아울러, 규범 상태량(규범 요잉레이트와 규범 횡가속도)과 실상태량(요잉레이트의 검출값과 횡가속도의 검출값)의 편차에 따라 후륜타각의 피드백 목표값을 결정하고, 그것들의 목표값의 합에 후륜의 타각을 추종시키는 기술이 제 안되어 있다. 이 경우, 규범 상태량은 전륜의 타각에 따라 설정된다. 또, 피드포워드 제어부, 피드백 제어부, 규범 상태량 결정부의 전달함수의 패러미터 또는 게인은 노면의 마찰계수의 추정값에 따라 조정된다.
그렇지만, 상기 특허문헌 1에 개시되는 바와 같은 기술에서는, 노면의 마찰특성은 고려되어 있지만, 차륜에 작용하는 노면 반력의 특성의 영향이 충분히 고려되어 있지 않다. 즉, 차륜에 작용하는 노면 반력 중, 구동·제동력 성분과 횡력 성분이 채용되는 값, 또는, 그것들 사이의 상관관계는 노면의 마찰특성뿐만 아니라, 차륜의 횡방향 미끄러짐의 영향도 받는다. 그리고, 그 횡방향 미끄러짐의 영향 등이 특허문헌 1에 개시되는 기술에서는 충분히 고려되어 있지 않다. 이 때문에, 후륜타각을 피드백 제어해도, 상기 실상태량을 규범 상태량에 근접시키기 위해서 적절한 노면 반력을 차륜에 발생시킬 수 없는 경우가 있다.
한편, 차량의 운동을 원하는 운동으로 제어하는 점에서는, 이 차량에 작용하는 외력으로서의 노면 반력을 적절하게 제어하는 것이 바람직하다고 생각된다. 이 경우, 예를 들면 각 차륜에 노면으로부터 작용시키는 구동·제동력을 조작함으로써, 차량의 중심점 주위에 발생하는 요잉 방향의 모멘트를 조작하는 것이 가능하다. 따라서, 요잉 방향의 운동에 관한 실상태량을 규범 상태량에 근접시키도록 차량의 거동을 제어하는 경우, 각 차륜에 노면으로부터 작용시키는 구동·제동력을 조작하는 것을 생각할 수 있다.
단, 이 경우, 상기한 바와 같이 노면 반력의 구동·제동력 성분 및 횡력 성분은 차륜과 노면 사이의 마찰 계수 등의 마찰특성뿐만 아니라, 이 차륜의 횡방향 미끄러짐의 영향도 받는다. 이 때문에, 이러한 노면 반력의 특성을 적절하게 고려하면서, 차륜에 작용시키는 구동·제동력을 조작하는 것이 요망된다.
본 발명은, 이러한 배경을 감안하여 이루어진 것으로, 차륜에 노면으로부터 작용하는 노면 반력의 특성을 적절하게 고려하면서, 실제의 차량의 운동을 원하는 운동으로 적절하게 제어하는 것을 가능하게 하는 차량 제어 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 외란 요인 또는 그 변화에 대한 로버스트성을 높여, 차량의 운동을 적절하게 제어할 수 있는 차량 제어 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
(발명의 개시)
이러한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 차량 제어 장치는 복수의 차륜을 갖는 차량의 조종자에 의한 이 차량의 운전조작 상태를 나타내는 운전조작량을 검출하는 운전조작량 검출 수단과, 적어도 상기 차량의 각 차륜의 구동·제동력을 조작 가능하게 이 차량에 설치된 액추에이터 장치와, 상기 액추에이터 장치의 동작을 차례차례 제어하는 액추에이터 장치 제어 수단을 구비한 차량 제어 장치에 있어서,
적어도 실제의 차량의 요잉 방향 회전 운동을 포함하는 소정의 운동에 관한 소정의 제 1 상태량의 값인 제 1 실상태량을 검출 또는 추정하는 실상태량 파악 수단과,
실제의 차량의 적어도 1개의 차륜의 횡방향 미끄러짐각을 검출 또는 추정하는 실횡방향 미끄러짐각 파악 수단과,
실제의 차량의 차륜과 노면 사이의 마찰특성을 추정하는 마찰특성 추정 수단과,
상기 제 1 상태량의 규범값인 제 1 규범 상태량을 적어도 상기 검출된 운전조작량에 따라 결정하는 규범 상태량 결정수단과,
상기 검출 또는 추정된 제 1 실상태량과 상기 결정된 제 1 규범 상태량의 편차인 제 1 상태량 편차를 산출하는 상태량 편차 산출 수단과,
상기 액추에이터 장치를 조작하기 위한 제어 입력이며, 실제의 차량의 각 차륜의 목표 구동·제동력을 규정하는 구동·제동력 조작용 제어 입력을 포함하는 실차 액추에이터 조작용 제어 입력을 적어도 상기 검출된 운전조작량과 상기 산출된 제 1 상태량 편차에 따라 결정하는 실차 액추에이터 조작용 제어 입력 결정 수단을 구비하고,
상기 액추에이터 장치 제어 수단은 상기 결정된 실차 액추에이터 조작용 제어 입력에 따라 상기 액추에이터 장치의 동작을 제어하는 수단이다.
그리고, 본 발명의 차량 제어 장치에서는, 상기 실차 액추에이터 조작용 제어 입력 결정 수단은 상기 제 1 상태량 편차를 0에 근접시키기 위한 각 차륜의 구동·제동력의 조작용의 피드백 제어 입력을 적어도 상기 산출된 제 1 상태량 편차에 따라 결정하는 수단과, 각 차륜의 구동·제동력의 피드포워드 목표값을 규정하는 피드포워드 제어 입력을 적어도 상기 검출된 운전조작 입력에 따라 결정하는 수단과, 상기 복수의 차륜 중 1개 이상의 특정 차륜인 제 k 차륜에 대하여, 적어도 제 k 차륜의 횡방향 미끄러짐각이 상기 검출 또는 추정된 횡방향 미끄러짐각에 일치하고, 또한 제 k 차륜과 노면 사이의 마찰특성이 상기 추정된 마찰특성에 일치한다고 하는 전제조건하에서 이 제 k 차륜에 노면으로부터 작용할 수 있는 노면 반력과 이 제 k 차륜의 상기 피드포워드 제어 입력과 이 제 k 차륜의 상기 피드백 제어 입력과 이 제 k 차륜의 구동·제동력 조작용 제어 입력과의 관계에 관한 소정의 요구 조건을 제 1 요구 조건으로 하고, 상기 결정된 제 k 차륜의 피드포워드 제어 입력에 의해 규정되는 상기 피드포워드 목표값과 상기 제 k 차륜의 구동·제동력 조작용 제어 입력과의 관계에 관한 소정의 요구 조건을 제 3 요구 조건으로 함과 아울러, 이 제 1 요구 조건 및 제 3 요구 조건 중 제 3 요구 조건을 우선 조건으로 하고, 이 제 1 요구 조건 및 제 3 요구 조건 중 적어도 어느 하나를 충족시키도록, 상기 제 k 차륜의 구동·제동력 조작용 제어 입력을 결정하는 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다 (제 1 발명).
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또는, 상기 실차 액추에이터 조작용 제어 입력 결정 수단은 상기 제 1 상태량 편차를 0에 근접시키기 위한 각 차륜의 구동·제동력의 조작용의 피드백 제어 입력을 적어도 상기 산출된 제 1 상태량 편차에 따라 결정하는 수단과, 각 차륜의 구동·제동력의 피드포워드 목표값을 규정하는 피드포워드 제어 입력을 적어도 상기 검출된 운전조작 입력에 따라 결정하는 수단과, 상기 복수의 차륜 중 1개 이상의 특정 차륜인 제 k 차륜에 대하여, 적어도 제 k 차륜의 횡방향 미끄러짐각이 상기 검출 또는 추정된 횡방향 미끄러짐각에 일치하고, 또한 제 k 차륜과 노면 사이의 마찰특성이 상기 추정된 마찰특성에 일치한다고 하는 전제조건하에서 이 제 k 차륜에 노면으로부터 작용할 수 있는 노면 반력과 이 제 k 차륜의 상기 피드포워드 제어 입력과 이 제 k 차륜의 상기 피드백 제어 입력과 이 제 k 차륜의 구동·제동력 조작용 제어 입력과의 관계에 관한 소정의 요구 조건을 제 1 요구 조건으로 하고, 적어도 상기 전제조건하에서 제 k 차륜에 노면으로부터 작용할 수 있는 노면 반력 중, 이 노면 반력에 의해 실제의 차량의 중심점의 주위에 발생하는 요잉 방향의 모멘트가 상기 제 k 차륜의 피드백 제어 입력에 의한 제 k 차륜의 구동·제동력의 조작에 기인하여 실제의 차량의 중심점의 주위에 발생하는 요잉 방향의 모멘트와 동일한 방향을 향하여 최대가 되는 노면 반력의 구동·제동력 성분인 최대 모멘트 발생시 구동·제동력과 상기 제 k 차륜의 구동·제동력 조작용 제어 입력의 관계에 관한 소정의 요구 조건을 제 2 요구 조건으로 하고, 상기 결정된 제 k 차륜의 피드포워드 제어 입력에 의해 규정되는 상기 피드포워드 목표값과 상기 제 k 차륜의 구동·제동력 조작용 제어 입력과의 관계에 관한 소정의 요구 조건을 제 3 요구 조건으로 함과 아울러, 이 제 1 요구 조건, 제 2 요구 조건 및 제 3 요구 조건 중 제 3 요구 조건을 최상위의 우선 조건으로 하고, 또한 상기 제 2 요구 조건을 다음 순위의 우선 조건으로 하고, 이 제 1 요구 조건, 제 2 요구 조건 및 제 3 요구 조건 중 적어도 어느 하나를 충족시키도록, 상기 제 k 차륜의 구동·제동력 조작용 제어 입력을 결정하는 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다(제 2 발명).
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이들 제 1 발명, 제 2 발명에서는, 상기 구동·제동력 조작용 제어 입력을 포함하는 실차 액추에이터 조작용 제어 입력은, 적어도 상기 검출된 운전조작량과 상기 산출된 제 1 상태량 편차에 따라 결정된다.
이때, 제 1 발명에서는, 상기 전제 조건하에서 상기 제 k 차륜에 노면으로부터 작용할 수 있는 노면 반력과 제 k 차륜의 피드포워드 제어 입력과 제 k 차륜의 피드백 제어 입력과 제 k 차륜의 구동·제동력 조작용 제어 입력과의 관계에 관한 소정의 요구 조건을 제 1 요구 조건으로 한다. 또한 제 1 발명에서는, 제 k 차륜의 피드포워드 제어 입력에 의해 규정되는 피드포워드 목표값과 제 k 차륜의 구동·제동력 조작용 제어 입력과의 관계에 관한 소정의 요구 조건을 제 3 요구 조건으로 한다. 그리고, 상기 제 1 발명과 동일한 제 1 요구 조건과, 상기 제 3 요구 조건 중 제 3 요구 조건을 우선 조건(제 1 요구 조건 보다도 우선할 요구 조건)으로 한다. 그리고, 이 제 1 요구 조건 및 제 3 요구 조건 중 적어도 어느 하나를 충족시키도록 제 k 차륜의 구동·제동력 조작용 제어 입력을 결정한다. 바꾸어 말하면, 제 3 요구 조건을 충족시킬 수 있는 범위 내에서, 제 1 요구 조건을 충족시키도록 제 k 차륜의 구동·제동력 조작용 제어 입력을 결정한다.
여기에서, 제 k 차륜의 피드백 제어 입력은, 상기 제 1 상태량 편차를 0에 근접시키는, 즉, 차량의 요잉 방향 회전 운동을 포함하는 소정의 운동의 제 1 실상태량과 제 1 규범 상태량의 차를 0에 근접시키기 위한 피드백 제어 입력이다. 또, 제 k 차륜의 피드포워드 제어 입력은 적어도 상기 운전조작량의 검출값 또는 추정값에 따른 제어 입력(제 1 상태량 편차에 의존하지 않는 제어 입력)이다. 따라서, 기본적으로는, 제 k 차륜의 피드포워드 제어 입력에 의해 규정되는 구동·제동력의 피드포워드 목표값을 피드백 제어 입력에 따라 조정하여 이루어지는 구동·제동력을 제 k 차륜에 노면으로부터 작용시키도록 상기 액추에이터 장치의 동작을 제어하면 된다.
한편, 제 k 차륜에 노면으로부터 작용시킬 수 있는 노면 반력은 제 k 차륜과 노면 사이의 마찰특성의 영향을 받는 것은 물론, 이 제 k 차륜의 횡방향 미끄러짐각의 영향도 받는다. 즉, 제 k 차륜과 노면 사이의 마찰특성이 일정해도, 제 k 차륜에 노면으로부터 작용시킬 수 있는 노면 반력의 구동·제동력 성분과 횡력 성분이 취할 수 있는 값의 범위나, 이 구동·제동력 성분과 횡력 성분 사이의 상관관계가 제 k 차륜의 횡방향 미끄러짐각에 따라 변화된다. 또한, 이 노면 반력의 횡력 성분은 차량의 중심점의 주위에 요잉 방향의 모멘트를 발생한다. 이 때문에, 구동·제동력 성분만을 상기 피드백 제어 입력에 따라 조작해도, 상기 제 1 상태량 편차를 0에 근접시키는 점에서 적절한 요잉 방향의 모멘트를 발생할 수 있다고는 할 수 없다.
그래서, 제 1 발명에서는, 적어도 제 k 차륜의 횡방향 미끄러짐각이 상기 검출 또는 추정된 횡방향 미끄러짐각에 일치하고, 또한 제 k 차륜과 노면 사이의 마찰특성이 상기 추정된 마찰특성에 일치한다고 하는 것을 전제조건으로 한다. 그리고, 이 전제조건하에서 이 제 k 차륜에 노면으로부터 작용할 수 있는 노면 반력과 제 k 차륜의 피드포워드 제어 입력과 제 k 차륜의 피드백 제어 입력과 제 k 차륜의 구동·제동력 조작용 제어 입력의 관계에 관한 소정의 요구 조건을 제 1 요구 조건으로서 고려한다.
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또, 상기 제 1 발명은, 상기 제 1 요구 조건에 더하여 또한, 상기 제 3 요구 조건이 가미된다. 즉, 제 1 발명에서는, 제 k 차륜의 피드포워드 제어 입력에 의해 규정되는 피드포워드 목표값과 제 k 차륜의 구동·제동력 조작용 제어 입력과의 관계에 관한 소정의 요구 조건을 제 3 요구 조건으로 한다. 그리고, 상기 제 1 요구 조건과, 상기 제 3 요구 조건 중 제 3 요구 조건을 우선 조건(제 1 요구 조건보다도 우선해야 할 요구 조건)으로 한다. 그리고, 이 제 1 요구 조건 및 제 3 요구 조건 중 적어도 어느 하나를 충족시키도록 제 k 차륜의 구동·제동력 조작용 제어 입력을 결정한다. 바꾸어 말하면, 제 3 요구 조건을 충족시킬 수 있는 범위 내에서, 제 1 요구 조건을 충족시키도록 제 k 차륜의 구동·제동력 조작용 제어 입력을 결정한다.
여기에서, 제 3 요구 조건에 관한 것으로, 제 k 차륜의 피드포워드 제어 입력은 적어도 운전자의 요구를 나타내는 상기 운전조작량에 따라 결정되는 것이다. 이것을 위해, 특히, 이 피드포워드 제어 입력에 의해 규정되는 제 k 차륜의 구동·제동력의 피드포워드 목표값이 제동방향의 구동·제동력일 경우에, 그 요구되는 구동·제동력의 크기 이상의 구동·제동력을 제 k 차륜에 작용시키도록 제 k 차륜의 구동·제동력 조작용 제어 입력을 결정하는 것이 바람직하다고 생각된다.
그래서, 제 1 발명에서는, 제 k 차륜의 피드포워드 제어 입력에 의해 규정되는 피드포워드 목표값과 제 k 차륜의 구동·제동력 조작용 제어 입력의 관계에 관한 소정의 요구 조건을 제 3 요구 조건으로 함과 아울러, 제 1 요구 조건 및 제 3 요구 조건 중 제 3 요구 조건을 우선 조건으로 하고, 제 1 요구 조건 및 제 3 요구 조건 중 적어도 어느 하나를 충족시키도록 제 k 차량의 구동·제동력 조작용 제어 입력을 결정한다.
이것에 의해, 제 1 발명에 의하면, 가능한 한 차량의 운전자의 요구에 따르는 구동·제동력(특히 제동방향의 구동·제동력)을 제 k 차륜에 작용시키면서, 제 k 차륜의 피드포워드 제어 입력 및 피드백 제어 입력이 가리키는 구동·제동력에 관한 요구(제어 요구)를 가능한 한 만족하도록 제 k 차륜의 구동·제동력 조작용 제어 입력을 결정하는 것이 가능하게 된다. 여기에서, 우선 순위가 높은 제 3 요구 조건은, 상기 제 k 차륜의 구동·제동력 조작용 제어 입력에 의해 규정되는 목표 구동·제동력인 목표 제 k 차륜 구동·제동력이 제동 방향의 구동·제동력이고 또한, 상기 제 k 차륜의 피드포워드 제어 입력에 의해 규정되는 구동·제동력의 피드포워드 목표값이 제동 방향의 구동·제동력일 때, 이 목표 제 k 차륜 구동·제동력의 절대값이 제 k 차륜의 구동·제동력의 피드포워드 목표값의 절대값 이상으로 된다고 하는 조건이다. 이 때문에, 제 1 발명에 의하면, 제 k 차륜에 작용하는 제동 방향의 구동·제동력의 절대값이 운전자가 요구하는 제동 방향의 구동·제동력의 절대값보다도 작아지지 않도록 제 k 차륜의 구동·제동력 조작용 제어 입력을 결정할 수 있다.
또, 상기 제 2 발명에서는, 상기 제 1 요구 조건에 더하여 또한, 상기 제 2 요구 조건 및 제 3 요구 조건이 가미된다. 여기에서, 제 2 요구 조건에 관하여, 제 k 차륜의 피드백 제어 입력에 의한 제 k 차륜의 구동·제동력의 조작에 기인하여 실제 차량의 중심점 주위에 발생하는 요잉 방향의 모멘트의 방향은, 상기 제 1 상태량 편차를 0에 근접시키기 위하여, 그 방향으로, 실제 차량의 중심점 주위의 전체의 요잉 방향의 모멘트를 변화시켜야 한다는 요구를 의미한다. 이 경우, 제 k 차륜의 피드백 제어 입력에 기인하는 제 k 차륜의 구동·제동력의 조작량을 포함한 전체 구동·제동력이, 상기 최대 모멘트 발생시 구동·제동력과 동일한 방향으로 되고, 또한, 당해 전체 구동·제동력의 절대값이 최대 모멘트 발생시 구동·제동력의 절대값을 초과하면, 제 k 차륜의 횡력이 지나치게 작아지거나, 또는, 제 k 차륜의 슬립비의 절대값이 지나치게 커진다.
그래서, 제 2 발명에서는, 상기 최대 모멘트 발생시 구동·제동력과 제 k 차륜의 구동·제동력 조작용 제어 입력과의 관계에 관한 소정의 요구 조건을 제 2 요구 조건으로 한다. 그리고, 제 2 발명에서는 상기 제 1 요구 조건, 제 2 요구 조건 및 제 3 요구 조건 중 제 3 요구 조건을 최상위의 요구 조건으로 하고, 또한 상기 제 2 요구 조건을 다음 순위의 우선 조건으로 한다. 그리고, 이 제 1 요구 조건, 제 2 요구 조건 및 제 3 요구 조건 중 적어도 어느 하나를 충족시키도록, 제 k 차륜의 구동·제동력 조작용 제어 입력을 결정한다.
그래서, 제 2 발명에서는, 상기 최대 모멘트 발생시 구동·제동력과 제 k 차륜의 구동·제동력 조작용 제어 입력과의 관계에 관한 소정의 요구 조건을 제 2 요구 조건으로 한다. 그리고, 제 2 발명에서는 상기 제 1 요구 조건, 제 2 요구 조건 및 제 3 요구 조건 중 제 3 요구 조건을 최상위의 요구 조건으로 하고, 또한 상기 제 2 요구 조건을 다음 순위의 우선 조건으로 한다. 그리고, 이 제 1 요구 조건, 제 2 요구 조건 및 제 3 요구 조건 중 적어도 어느 하나를 충족시키도록, 제 k 차륜의 구동·제동력 조작용 제어 입력을 결정한다.
이것에 의해, 제 2 발명에 의하면, 가능한 한 차량의 운전자의 요구에 따르는 구동·제동력(특히 제동방향의 구동·제동력)을 제 k 차륜에 작용시키는 것과, 제 k 차륜에 실제로 작용하는 횡력이 지나치게 작아지거나, 이 제 k 차륜의 슬립비의 절대값이 지나치게 커지는 것을 가능한 한 방지하는 것을 충족시키면서, 제 k 차륜의 피드포워드 제어 입력 및 피드백 제어 입력이 나타내는 구동·제동력에 관한 요구(제어 요구)를 가능한 한 만족하도록 제 k 차륜의 구동·제동력 조작용 제어 입력을 결정하는 것이 가능하게 된다. 여기에서, 우선 순위가 높은 제 3 요구 조건은 상기 제 k 차륜의 구동·제동력 조작용 제어 입력에 의해 규정되는 목표 구동·제동력인 목표 제 k 차륜 구동·제동력이 제동 방향의 구동·제동력이고, 또한, 상기 제 k 차륜의 피드포워드 제어 입력에 의해 규정되는 구동·제동력의 피드포워드 목표값이 제동 방향의 구동·제동력일 때, 이 목표 제 k 차륜 구동·제동력의 절대값이 제 k 차륜의 구동·제동력의 피드포워드 목표값의 절대값 이상으로 된다고 하는 조건이다. 이 때문에, 제 2 발명에 의하면, 제 k 차륜에 작용하는 제동 방향의 구동·제동력의 절대값이 운전자가 요구하는 제동 방향의 구동·제동력의 절대값 보다도 작아지지 않도록 제 k 차륜의 구동·제동력 조작용 제어 입력을 결정할 수 있다.
이상에 의해, 상기 제 1 발명, 제 2 발명에 의하면, 차륜에 노면으로부터 작용하는 노면 반력의 특성을 적절하게 고려하면서, 실제의 차량의 운동을 원하는 운동으로 적절하게 제어하는 것을 가능하게 된다.
상기 제 1 발명, 제 2 발명에서는, 상기 피드백 제어 입력으로서는, 예를 들면 각 차륜의 구동·제동력의 조작량의 목표값을 규정하는 제어 입력을 들 수 있다. 이 경우, 상기 제 1~제 4 발명의 각각에 있어서, 상기 제 k 차륜의 피드백 제어 입력에 의해 규정되는 구동·제동력의 조작량의 목표값과 상기 제 k 차륜의 피드포워드 제어 입력에 의해 규정되는 구동·제동력의 피드포워드 목표값과의 총합을 무제한 제 k 차륜 요구 구동·제동력으로 했을 때, 상기 제 1 요구 조건은, 상기 제 k 차륜의 구동·제동력 조작용 제어 입력에 의해 규정되는 목표 구동·제동력이, 상기 전제조건하에서 제 k 차륜에 노면으로부터 작용할 수 있는 노면 반력의 구동·제동력 성분의 값의 범위 내의 값이 되고, 또한, 상기 무제한 제 k 차륜 요구 구동·제동력과의 차의 절대값이 최소로 된다고 하는 조건인 것이 바람직하다(제 3 발명).
이 제 3 발명에 의하면, 제 k 차륜의 구동·제동력 조작용 제어 입력에 의해 규정되는 목표 구동·제동력이 상기 전제조건하에서 제 k 차륜에 노면으로부터 작용할 수 있는 노면 반력의 구동·제동력 성분의 값의 범위 내의 값으로 되고, 또한, 상기 피드포워드 제어 입력 및 피드백 제어 입력의 전체의 요구에 상당하는 상기 무제한 제 k 차륜 요구 구동·제동력과의 차의 절대값이 최소가 되도록, 제 k 차륜의 구동·제동력 조작용 제어 입력이 결정된다. 이 때문에, 제 k 차륜에 작용하는 노면 반력의 특성을 적절하게 고려하면서, 제 k 차륜의 피드포워드 제어 입력 및 피드백 제어 입력이 나타내는 구동·제동력에 관한 요구(제어 요구)를 적합하게 만족하도록 제 k 차륜의 구동·제동력 조작용 제어 입력을 결정하는 것이 가능하게 된다.
또는, 상기 제 1 발명, 제 2 발명에서, 상기 피드백 제어 입력의 다른 예로서는, 이 피드백 제어 입력에 의한 각 차륜의 구동·제동력의 조작에 기인하여 실제의 차량의 중심점의 주위에 발생하는 요잉 방향의 모멘트의 목표값을 규정하는 제어 입력을 들 수 있다. 이 경우, 상기 제 1 발명, 제 2 발명의 각각에 있어서, 상기 전제조건하에서 제 k 차륜에 노면으로부터 작용할 수 있는 노면 반력 중, 상기 제 k 차륜의 피드포워드 제어 입력에 의해 규정되는 구동·제동력의 피드포워드 목표값과의 차의 절대값이 최소가 되는 구동·제동력 성분을 갖는 노면 반력이 실제의 차량의 중심점의 주위에 발생하는 요잉 방향의 모멘트와, 상기 제 k 차륜의 피드백 제어 입력에 의해 규정되는 요잉 방향의 모멘트의 목표값과의 총합을 무제한 제 k 차륜 요구 모멘트로 했을 때, 상기 제 1 요구 조건은, 상기 제 k 차륜의 구동·제동력 조작용 제어 입력에 의해 규정되는 목표 구동·제동력이 상기 전제조건하에서 제 k 차륜에 노면으로부터 작용할 수 있는 노면 반력의 구동·제동력 성분의 값의 범위 내의 값으로 되고, 또한, 상기 전제조건하에서 제 k 차륜에 노면으로부터 작용할 수 있는 노면 반력 중, 이 제 k 차륜의 목표·구동 제동력과 동일한 구동·제동력 성분을 갖는 노면 반력에 의해 실제의 차량의 중심점의 주위에 발생하는 요잉 방향의 모멘트와 상기 무제한 제 k 차륜 요구 모멘트의 차의 절대값이 최소로 된다고 하는 조건인 것이 적합하다(제 4 발명).
이 제 4 발명에 의하면, 제 k 차륜의 구동·제동력 조작용 제어 입력에 의해 규정되는 목표 구동·제동력이 상기 전제조건하에서 제 k 차륜에 노면으로부터 작용할 수 있는 노면 반력의 구동·제동력 성분의 값의 범위 내의 값으로 되고, 또한, 상기 전제조건하에서 제 k 차륜에 노면으로부터 작용할 수 있는 노면 반력 중, 그 구동·제동력 성분이 이 제 k 차륜의 목표·구동 제동력과 동일한 노면 반력이 실제의 차량의 중심점의 주위에 발생하는 요잉 방향의 모멘트와 상기 무제한 제 k 차륜 요구 모멘트(이것은 상기 피드포워드 제어 입력 및 피드백 제어 입력의 전체의 요구에 상당함)의 차의 절대값이 최소가 되도록, 제 k 차륜의 구동·제동력 조작용 제어 입력이 결정된다. 이 때문에, 제 k 차륜에 작용하는 노면 반력의 특성을 적절하게 고려하면서, 제 k 차륜의 피드포워드 제어 입력 및 피드백 제어 입력이 나타내는 구동·제동력에 관한 요구(제어 요구)를 적합하게 만족하도록 제 k 차륜의 구동·제동력 조작용 제어 입력을 결정하는 것이 가능하게 된다.
또, 상기 제 2 요구 조건을 사용하는 상기 제 2 발명(또는 이것에 종속하는 발명)에서는, 상기 제 2 요구 조건은 상기 제 k 차륜의 구동·제동력 조작용 제어 입력에 의해 규정되는 목표 구동·제동력인 목표 제 k 차륜 구동·제동력의 방향과 상기 최대 모멘트 발생시 제 k 차륜 구동·제동력의 방향이 서로 역방향으로 되도록, 또는, 이 목표 제 k 차륜 구동·제동력의 절대값이 최대 모멘트 발생시 제 k 차륜 구동·제동력의 절대값 이하로 된다고 하는 조건인 것이 적합하다(제 13 발명). 그리고, 제 4 발명(또는 이것에 종속하는 발명)에서도, 이 제 13 발명과 동등한 기술사항을 채용하는 것이 적합하다(제 5 발명).
이 제 5 발명에 의하면, 제 k 차륜의 구동·제동력 조작용 제어 입력에 의해 규정되는 목표 구동·제동력이 상기 최대 모멘트 발생시 제 k 차륜 구동·제동력과 같은 방향으로 되고, 또한 이 목표 구동·제동력의 절대값이 최대 모멘트 발생시 제 k 차륜 구동·제동력의 절대값을 초과하는 것과 같은 일이 발생하지 않으므로, 제 k 차륜에 실제로 작용하는 횡력이 지나치게 작아지거나, 이 제 k 차륜의 슬립비의 절대값이 지나치게 커지는 것을 방지하면서, 상기 제 1 상태량 편차를 0에 근접시킬 수 있도록, 제 k 차륜의 구동·제동력 조작용 제어 입력을 결정할 수 있다.
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이상에서 설명한 제 1 발명, 제 2 발명의 각각(또는 각각에 종속하는 발명)에 있어서, 상기 차량의 동특성을 나타내는 모델로서 미리 정해진 차량 모델과, 이 차량 모델상에서의 차량의 요잉 방향 회전 운동을 적어도 포함하는 운동을 조작하기 위한 차량 모델 조작용 제어 입력을 적어도 상기 산출된 제 1 상태량 편차에 따라 이 제 1 상태량 편차를 0에 근접시키도록 결정하는 차량 모델 조작용 제어 입력 결정 수단을 구비하고, 상기 규범 상태량 결정수단은 적어도 상기 검출된 운전조작 입력과 상기 결정된 차량 모델 조작용 제어 입력을 상기 차량 모델에 입력하여, 이 차량 모델상에서의 차량의 요잉 방향 회전 운동을 포함하는 상기 소정의 운동에 관한 제 1 상태량을 상기 제 1 규범 상태량으로서 결정하는 수단인 것이 바람직하다(제 6 발명).
이 제 6 발명에 의하면, 실제의 차량의 액추에이터 장치의 동작이 상기 제 1 상태량 편차를 0에 근접시키도록 제어될 뿐만 아니라, 상기 차량 모델상의 차량도 제 1 상태량 편차를 0에 근접시키도록 조작된다. 이 때문에, 상기 마찰특성의 추정 오차나, 차륜의 횡방향 미끄러짐각의 검출 오차 혹은 추정 오차, 또는, 상기 차량 모델의 모델화 오차, 또는, 액추에이터 장치의 동작의 리미터에 의한 제한 등에 기인하여, 상기 제 1 실상태량이 제 1 규범 상태량에 대하여 괴리하려고 해도, 제 1 규범 상태량을 실제 제 1 상태량에 근접시킬 수 있다. 따라서, 상기 제 1 상태량 편차가 여러 다양한 외란 요인 혹은 그 변화에 의해 과대하게 되는 것과 같은 것을 방지할 수 있다. 그 결과, 실제의 차량의 액추에이터 장치의 동작의 제어의 안정성을 높일 수 있다. 따라서, 제 6 발명에 의하면, 외란 요인 또는 그 변화에 대한 로버스트성을 높여, 차량의 운동을 적절하게 제어할 수 있다.
또한, 제 6 발명에서, 차량 모델 조작용 제어 입력으로서는, 상기 차량 모델상의 차량에 부가적으로 작용시키는 가상적인 외력(모멘트 혹은 병진력) 등을 들 수 있다. 상기 제 1 상태량이 차량의 요잉 방향 회전 운동에 관한 상태량을 포함하는 경우에는, 상기 가상적인 외력은 요잉 방향의 모멘트 성분을 포함하는 것이 바람직하다.
또, 제 1 발명, 제 2 발명의 각각(또는 각각에 종속하는 발명)에서는, 상기 실횡방향 미끄러짐각 파악 수단은 상기 차량의 각 차륜의 횡방향 미끄러짐각을 검출 또는 추정하는 수단이어도 되는 것은 물론이지만, 상기 차량의 소정의 위치의 횡방향 미끄러짐각을 상기 적어도 1개의 차륜의 횡방향 미끄러짐각으로서 추정하는 수단이어도 된다(제 7 발명). 또한, 이 경우, 차량의 소정의 위치로서는, 차량의 전륜 부근의 위치, 후륜 부근의 위치, 또는, 차량의 중심점의 위치 등을 들 수 있다.
또, 상기 제 6 발명에 있어서는, 상기 차량 모델상의 차량의 상태량과, 실제의 차량의 상태량이 크게 괴리되지 않는다. 이 때문에, 상기 실횡방향 미끄러짐각 파악 수단은 상기 차량 모델상의 차량의 적어도 1개의 차륜의 횡방향 미끄러짐각과 이 차량 모델상의 차량의 소정의 위치의 횡방향 미끄러짐각 중 어느 하나를 실제의 차량의 상기 적어도 1개의 차륜의 횡방향 미끄러짐각으로서 추정하는 수단이어도 된다(제 8 발명).
또, 상기 제 1 상태량은 차량의 요잉 방향 회전 운동에 관한 상태량 뿐만 아니라, 예를 들면 차량의 횡방향 병진 운동에 관한 상태량을 함유하고 있어도 된다.
도 1은 본 발명의 실시형태에서의 차량의 개략적인 구성을 도시하는 블럭도.
도 2는 본 발명의 제 1 실시형태에서의 차량에 구비한 제어 장치의 전체적인 제어처리 기능의 개략을 나타내는 기능 블럭도.
도 3은 제 1 실시형태에서의 규범 동특성 모델(차량 모델)상의 차량의 구조를 도시하는 도면.
도 4는 제 1 실시형태에서의 규범 조작량 결정부의 처리기능의 상세를 나타내는 기능 블럭도.
도 5는 제 1 실시형태에서의 규범 조작량 결정부에 구비하는 원심력 과대화 방지 리미터의 처리를 설명하기 위한 그래프.
도 6은 제 1 실시형태에서의 원심력 과대화 방지 리미터의 처리의 다른 예를 설명하기 위한 그래프.
도 7은 제 1 실시형태에서의 원심력 과대화 방지 리미터의 처리의 다른 예를 설명하기 위한 그래프.
도 8은 제 1 실시형태에서의 규범 조작량 결정부에서 제 2 제한완료 전륜타각(δf_ltd2)을 결정하기 위한 처리의 다른 예를 나타내는 기능 블럭도.
도 9는 제 1 실시형태에서의 FB분배 스나와치의 처리기능을 나타내는 기능 블럭도.
도 10은 제 1 실시형태에서의 가상 외력 결정부의 처리의 다른 예를 나타내는 기능 블럭도.
도 11은 제 1 실시형태에서의 γβ 제한기의 처리의 다른 예를 설명하기 위한 그래프.
도 12는 제 1 실시형태에서의 액추에이터 동작 FB 목표값 결정부의 처리를 나타내는 기능 블럭도.
도 13은 제 1 실시형태에서의 액추에이터 동작 FB 목표값 결정부의 처리에서 사용하는 변수를 설명하기 위한 도면.
도 14 (a), (b)는 제 1 실시형태에서의 액추에이터 동작 FB 목표값 결정부의 처리에서 사용하는 분배 게인의 설정예를 도시하는 그래프.
도 15(a)~(e)는 제 1 실시형태에서의 액추에이터 동작 FB 목표값 결정부의 처리의 다른 예에서 사용하는 맵을 예시하는 도면.
도 16(a)~(e)는 제 1 실시형태에서의 액추에이터 동작 FB 목표값 결정부의 처리의 다른 예에서 사용하는 맵을 예시하는 도면.
도 17은 제 1 실시형태에서의 FF칙의 처리를 나타내는 기능 블럭도.
도 18은 제 1 실시형태에서의 액추에이터 동작 목표값 합성부의 처리를 나타내는 기능 블럭도.
도 19는 제 1 실시형태에서의 액추에이터 동작 목표값 합성부에 구비한 최적 목표 제n륜 구동·제동력 결정부의 처리를 나타내는 플로우차트.
도 20은 제 1 실시형태에서의 액추에이터 동작 목표값 합성부에 구비한 최적 목표 액티브 타각 결정부의 처리를 나타내는 기능 블럭도.
도 21은 제 2 실시형태에서의 FB 분배칙의 가상 외력 결정부의 처리를 나타내는 기능 블럭도.
도 22는 제 3 실시형태에서의 액추에이터 동작 FB 목표값 결정부의 처리를 나타내는 기능 블럭도.
도 23은 제 3 실시형태에서의 액추에이터 동작 목표값 합성부의 처리를 나타내는 기능 블럭도.
도 24는 제 3 실시형태에서의 액추에이터 동작 목표값 합성부에 구비한 최적 목표 제n륜 구동·제동력 결정부의 처리를 나타내는 플로우차트.
도 25는 본 발명의 실시형태의 변형태양 1에서의 규범 동특성 모델의 처리를 나타내는 기능 블럭도.
(발명을 실시하기 위한 최선의 형태)
본 발명의 차량 제어 장치의 실시형태를 이하에 설명한다.
우선, 도 1을 참조하여, 본 명세서의 실시형태에서의 차량의 개략 구성을 설 명한다. 도 1은 그 차량의 개략 구성을 도시하는 블럭도이다. 또한, 본 명세서의 실시형태에서 예시하는 차량은 4개의 차륜(차량의 전후로 2개씩의 차륜)을 구비하는 자동차이다. 그 자동차의 구조 자체는 공지의 것이어도 되므로, 본 명세서에서의 상세한 도시 및 설명은 생략한다.
도 1에 도시하는 바와 같이, 차량(1)(자동차)은 공지의 통상의 자동차와 마찬가지로, 4개의 차륜(W1, W2, W3, W4) 중 구동륜에 회전구동력(차량(1)의 추진력이 되는 회전력)을 부여하거나, 또는 각 차륜(W1~W4)에 제동력(차량(1)의 제동력이 되는 회전력)을 부여하는 구동·제동 장치(3A)(구동·제동계)와, 4개의 차륜(W1~W4) 중 조타륜을 조타하는 스티어링 장치(3B)(스티어링계)와, 4개의 차륜(W1~W4)에 차체(1B)를 탄력적으로 지지하는 서스펜션 장치(3C)(서스펜션계)를 구비하고 있다. 차륜(W1, W2, W3, W4)은 각각 차량(1)의 좌전, 좌후, 우전, 우후의 차륜이다. 또, 구동륜 및 조타륜은 본 명세서에서 설명하는 실시형태에서는 2개의 전륜(W1, W2)이다. 따라서, 후륜(W3, W4)은 종동륜이며, 또한 비조타륜이다.
단, 구동륜은 2개의 후륜(W3, W4)이어도 되고, 또는, 전륜(W1, W2) 및 후륜(W3, W4) 모두(4개의 차륜(W1~W4))이어도 된다. 또, 조타륜은 2개의 전륜(W1, W2) 뿐만 아니라, 후륜(W3, W4)도 포함되어 있어도 된다.
이들 장치(3A, 3B, 3C)는 차량(1)의 운동을 조작하는 기능을 갖는다. 예를 들면 구동·제동 장치(3A)는, 주로, 차량(1)의 진행방향의 운동(차량(1)의 진행방향의 위치, 속도, 가속도 등)을 조작하는 기능을 갖는다. 스티어링 장치(3B)는, 주로, 차량(1)의 요잉 방향의 회전 운동(차량(1)의 요잉 방향의 자세, 각속도, 각 가속도 등)을 조작하는 기능을 갖는다. 서스펜션 장치(3C)는, 주로, 차량(1)의 차체(1B)의 피칭 방향 및 롤링 방향의 운동(차체(1B)의 피칭 방향 및 롤링 방향의 자세 등), 또는 차체(1B)의 상하방향의 운동(차체(1B)의 노면으로부터의 높이(차륜(W1~W4)에 대한 차체(1B)의 상하방향의 위치) 등)을 조작하는 기능을 갖는다. 또한, 본 명세서에서는, 차량(1) 또는 차체(1B)의 「자세」는 공간적인 방향을 의미한다.
보충하면, 일반적으로, 차량(1)의 선회시 등에, 차륜(W1~W4)의 횡방향 미끄러짐이 발생한다. 그리고, 이 횡방향 미끄러짐은, 차량(1)의 조타륜의 타각, 차량(1)의 요잉레이트(요잉 방향의 각속도), 각 차륜(W1~W4)의 구동·제동력 등의 영향을 받는다. 이 때문에, 구동·제동 장치(3A)나 스티어링 장치(3B)는 차량(1)의 횡방향(좌우방향)의 병진운동을 조작하는 기능도 갖는다. 또한, 차륜의 「구동·제동력」은, 이 차륜에 노면으로부터 작용하는 노면 반력 중, 이 차륜의 전후 방향(상세하게는 이 차륜의 회전면(차륜의 중심점을 통과하여 이 차륜의 회전축과 직교하는 면)과 노면 혹은 수평면과의 교선의 방향)의 병진력 성분을 의미한다. 또, 노면 반력 중, 차륜의 폭방향(차륜의 회전축에 평행한 방향)의 병진력 성분을 「횡력」, 노면 반력 중, 노면 혹은 수평면에 수직한 방향의 병진력 성분을 「접지하중」이라고 한다.
구동·제동 장치(3A)는, 상세한 도시는 생략하지만, 보다 상세하게는 차량(1)의 동력 발생원(차량(1)의 추진력 발생원)으로서의 엔진(내연 기관)과, 이 엔진의 출력(회전구동력)을 차륜(W1~W4) 중 구동륜에 전달하는 동력전달계로 이루어 지는 구동계와, 각 차륜(W1~W4)에 제동력을 부여하는 브레이크 장치(제동계)를 구비하고 있다. 동력전달계에는 변속 장치, 차동기어 장치 등이 포함된다.
또한, 실시형태에서 설명하는 차량(1)은 동력 발생원으로서 엔진을 구비하는 것이지만, 엔진과 전동 모터를 동력 발생원으로서 구비한 차량(소위 패러럴형의 하이브리드 차량)이나 전동 모터를 동력 발생원으로서 구비한 차량(소위 전기 자동차, 또는 시리즈형의 하이브리드 차량)이어도 된다.
또, 차량(1)(자동차)을 운전자가 조종하기 위하여 조작하는 조작기(5)(인위적 조작기)로서, 스티어링휠(핸들), 엑설레이터 페달, 브레이크 페달, 시프트 레버 등이 차량(1)의 차실 내에 구비되어 있다. 또한, 조작기(5)의 각 요소의 도시는 생략한다.
조작기(5) 중 스티어링휠은 상기 스티어링 장치(3B)의 동작에 관련되는 것이다. 즉, 스티어링휠을 회전조작함으로써 이것에 따라 스티어링 장치(3B)가 동작하고, 차륜(W1~W4) 중 조타륜(W1, W2)이 조타된다.
조작기(5) 중 엑설레이터 페달, 브레이크 페달 및 시프트 레버는 상기 구동·제동 장치(3A)의 동작에 관련되는 것이다. 즉, 엑설레이터 페달의 조작량(밟기량)에 따라 엔진에 구비된 스로틀 밸브의 개방도가 변화되고, 엔진의 흡입 공기량 및 연료 분사량(나아가서는 엔진의 출력)이 조정된다. 또, 브레이크 페달의 조작량(밞기량) 에 따라 브레이크 장치가 작동하고, 브레이크 페달의 조작량에 따른 제동 토크가 각 차륜(W1~W4)에 부여된다. 또, 시프트 레버를 조작함으로써 변속 장치의 변속비 등, 이 변속 장치의 동작 상태가 변화되어, 엔진으로부터 구동륜에 전 달되는 구동 토크의 조정 등이 행해진다.
또한, 운전자(차량(1)의 조종자)에 의한 스티어링휠 등의 각 조작기(5)의 운전 조작 상태는, 도시를 생략하는 적절한 센서에 의해 검출된다. 이후, 이 운전 조작 상태의 검출값(센서의 검출출력)을 운전 조작 입력이라고 부른다. 이 운전 조작 입력에는, 스티어링휠의 회전각인 스티어링 각, 엑설레이터 페달의 조작량인 엑설레이터 페달 조작량, 브레이크 페달의 조작량인 브레이크 페달 조작량, 및 시프트 레버의 조작 위치인 시프트 레버 위치의 검출값이 포함된다. 이 운전 조작 입력을 출력하는 센서가 본 발명에서의 운전 조작량 검출 수단에 상당한다.
본 명세서의 실시형태에서는, 상기 구동·제동 장치(3A) 및 스티어링 장치(3B)는, 그 동작(나아가서는 차량(1)의 운동)을, 상기 운전 조작 입력 뿐만 아니라, 이 운전 조작 입력 이외의 요인(차량(1)의 운동상태나 환경상태 등)에도 따라서 능동적으로 제어가능한 것으로 되어 있다. 여기에서, 「능동적으로 제어가능」이라고 하는 것은, 장치(3A), 3B의 동작을, 상기 운전 조작 입력에 대응하는 기본적인 동작(운전 조작 입력에 대응하여 결정되는 기본 목표 동작)을 수정하여 이루어지는 동작에 제어가능한 것을 의미한다.
구체적으로는, 구동·제동 장치(3A)는 전륜(W1, W2)의 세트와 후륜(W3, W4)의 세트 중 적어도 어느 한쪽의 세트에 대하여, 좌측의 차륜(W1, W3)의 구동·제동력과 우측의 차륜(W2, W4)의 구동·제동력의 차 혹은 비율을 이 구동·제동 장치(3A)에 구비한 유압 액추에이터, 전동 모터, 전자제어 밸브 등의 액추에이터를 통하여 능동적으로 제어가능한 기능(이하, 이 제어기능을 좌우 동력배분 제어 기능 이라고 함)을 갖는 구동·제동 장치이다.
또한 구체적으로는, 본 명세서의 실시형태에서는, 구동·제동 장치(3A)는 브레이크 장치의 동작에 의해 각 차륜(W1~W4)에 작용시키는 구동·제동력(상세하게는 차량(1)의 제동방향의 구동·제동력)을 이 브레이크 장치에 구비한 액추에이터를 통하여 능동적으로 제어가능한 구동·제동 장치(브레이크 장치에 의해 각 차륜(W1~W4)에 작용시키는 구동·제동력을 브레이크 페달의 조작량에 따라 결정되는 기본적인 구동·제동력으로부터 증감제어 가능한 구동·제동 장치)이다. 따라서, 구동·제동 장치(3A)는, 전륜(W1, W2)의 세트와 후륜(W3, W4)의 세트의 두 세트에 대하여, 브레이크 장치에 의한 좌측의 차륜(W1, W3)의 구동·제동력과 우측의 차륜(W2, W4)의 구동·제동력의 차 혹은 비율을 액추에이터를 통하여 능동적으로 제어가능한 구동·제동 장치(전륜(W1, W2)의 세트와 후륜(W3, W4)의 세트의 두 세트에 대하여 좌우 동력배분 제어 기능을 갖는 구동·제동 장치)이다.
또한, 구동·제동 장치(3A)는 브레이크 장치의 동작에 의한 각 차륜(W1~W4)의 구동·제동력을 능동적으로 제어하는 기능에 더하여, 구동·제동 장치(3A)의 구동계의 동작에 의해 구동륜인 전륜(W1, W2)에 작용시키는 구동·제동력의 차 혹은 비율을 이 구동계에 구비한 액추에이터를 통하여 능동적으로 제어가능한 기능을 갖는 것이어도 된다.
이와 같이 좌우 동력배분 제어 기능을 갖는 구동·제동 장치(3A)로서는 공지의 것을 사용하면 된다.
보충하면, 상기한 바와 같이 좌우 동력배분 제어 기능을 갖는 구동·제동 장 치(3A)는 그 제어기능에 의해, 차량(1)의 요잉 방향의 회전 운동이나, 횡방향의 병진운동을 능동적으로 조작하는 기능도 갖게 된다.
또한, 구동·제동 장치(3A)에는, 좌우 동력배분 제어 기능에 관계되는 액추에이터 이외에, 브레이크 장치의 제동 토크 발생용의 액추에이터나, 엔진의 스로틀 밸브를 구동하는 액추에이터, 연료 분사 밸브를 구동하는 액추에이터, 변속 장치의 변속 구동을 행하는 액추에이터 등도 포함된다.
또, 상기 스티어링 장치(3B)는, 예를 들면 조타륜인 전륜(W1, W2)을 스티어링휠의 회전조작에 따라 래크·앤드·피니언 등의 조타 기구를 통하여 기계적으로 조타하는 기능에 더하여, 필요에 따라 전동 모터 등의 액추에이터에 의해 전륜(W1, W2)을 보조적으로 조타가능한 스티어링 장치(전륜(W1, W2)의 타각을 스티어링휠의 회전각에 따라 기계적으로 정해지는 타각으로부터 증감제어 가능한 스티어링 장치)이다. 또는, 스티어링 장치(3B)는 전륜(W1, W2)의 조타를 액추에이터의 구동력만을 사용하여 행하는 스티어링 장치(소위, 스티어링·바이·와이어의 스티어링 장치)이다. 따라서, 스티어링 장치(3B)는 전륜(W1, W2)의 타각을 액추에이터를 통하여 능동적으로 제어가능한 스티어링 장치(이하, 액티브 스티어링 장치라고 함)이다.
스티어링 장치(3B)가 조타륜을 스티어링휠의 회전조작에 따라 기계적으로 조타하는 것에 더하여, 보조적으로 액추에이터에 의해 조타륜을 조타하는 액티브 스티어링 장치(이하, 이러한 액티브 스티어링 장치를 액추에이터 보조형의 스티어링 장치라고 함)일 경우에는, 스티어링휠의 회전조작에 의해 기계적으로 결정되는 조 타륜의 타각과, 액추에이터의 동작에 의한 타각(타각의 보정량)의 합성각도가 조타륜의 타각이 된다.
또, 스티어링 장치(3B)가 조타륜(W1, W2)의 조타를 액추에이터의 구동력만을 사용하여 행하는 액티브 스티어링 장치(이하, 이러한 액티브 스티어링 장치를 액추에이터 구동형의 스티어링 장치라고 함)일 경우에는, 적어도 스티어링 각의 검출값에 따라 조타륜의 타각의 목표값이 결정되고, 조타륜의 실제의 타각이 그 목표값으로 되도록 액추에이터가 제어된다.
이와 같이 조타륜(W1, W2)의 타각을 액추에이터를 통하여 능동적인 제어 가능한 스티어링 장치(3B)(액티브 스티어링 장치)로서는 공지의 것을 사용하면 된다.
또한, 본 명세서의 실시형태에서의 스티어링 장치(3B)는 전륜(W1, W2)의 타각을 액추에이터를 통하여 능동적으로 제어 가능한 액티브 스티어링 장치이지만, 스티어링휠의 회전조작에 따른 전륜(W1, W2)의 기계적인 조타만을 행하는 것(이하, 기계식 스티어링 장치라고 함)이어도 된다. 또, 모든 차륜(W1~W4)을 조타륜으로 하는 차량에서는, 스티어링 장치는 전륜(W1, W2) 및 후륜(W3, W4)의 양자의 타각을 액추에이터를 통하여 능동적으로 제어가능한 것이어도 된다. 또는, 이 스티어링 장치는 스티어링휠의 회전조작에 따른 전륜(W1, W2)의 조타를 래크·앤드·피니언 등의 기계적인 수단만으로 행함과 아울러, 후륜(W3, W4)의 타각만을 액추에이터를 통하여 능동적으로 제어가능한 것이어도 된다.
상기 서스펜션 장치(3C)는, 본 명세서의 실시형태에서는, 예를 들면 차량(1)의 운동에 따라 수동적으로 동작하는 서스펜션 장치이다.
단, 서스펜션 장치(3C)는, 예를 들면 차체(1B)와 차륜(W1~W4) 사이에 개재하는 댐퍼의 감쇠력이나 경도 등을 전자제어 밸브나 전동 모터 등의 액추에이터를 통하여 가변적으로 제어가능한 서스펜션 장치이어도 된다. 또는, 서스펜션 장치(3C)는 유압 실린더 또는 공압 실린더에 의해 서스펜션(서스펜션 장치(3C)의 스프링 등의 기구 부분)의 스크로크(차체(1B)와 각 차륜(W1~W4) 사이의 상하방향의 변위량), 또는 차체(1B)와 차륜(W1~W4) 사이에서 발생하는 서스펜션의 상하방향의 신축력을 직접적으로 제어가능한 서스펜션 장치(소위 전자제어 서스펜션)이어도 된다. 서스펜션 장치(3C)가 상기한 바와 같이 댐퍼의 감쇠력이나 경도, 서스펜션의 스트로크 혹은 신축력을 제어가능한 서스펜션 장치(이하, 액티브 서스펜션 장치라고 함)일 경우에는, 이 서스펜션 장치(3C)는 그 동작을 능동적으로 제어가능하다.
이후의 설명에서는, 구동·제동 장치(3A), 스티어링 장치(3B), 및 서스펜션 장치(3C) 중, 상기한 바와 같이 능동적으로 동작을 제어가능한 것을 총칭적으로 액추에이터 장치(3)라고 하는 경우가 있다. 본 명세서의 실시형태에서는, 이 액추에이터 장치(3)에는, 구동·제동 장치(3A) 및 스티어링 장치(3B)가 포함된다. 또한, 서스펜션 장치(3C)가 액티브 서스펜션 장치일 경우에는, 이 서스펜션 장치(3C)도 액추에이터 장치(3)에 포함된다.
또, 차량(1)에는, 상기 각 액추에이터 장치(3)에 구비하는 액추에이터의 조작량(액추에이터에 대한 제어 입력. 이하, 액추에이터 조작량이라고 함)을 상기 운전 조작 입력 등에 따라 결정하고, 그 액추에이터 조작량에 의해 각 액추에이터 장치(3)의 동작을 제어하는 제어 장치(10)가 구비되어 있다. 이 제어 장치(10)는 마이크로 컴퓨터 등을 포함하는 전자회로 유닛으로 구성되고, 조작기(5)의 센서로부터 상기 운전 조작 입력이 입력됨과 아울러, 도시하지 않은 각종 센서로부터, 차량(1)의 주행속도, 요잉레이트 등의 차량(1)의 상태량의 검출값이나 차량(1)의 주행환경의 정보 등이 입력된다. 그리고, 이 제어 장치(10)는, 그것들의 입력을 기초로, 소정의 제어 처리 주기로 액추에이터 조작량을 차례차례 결정하고, 각 액추에이터 장치(3)의 동작을 차례차례 제어한다.
이상이 본 명세서의 실시형태에서의 차량(1)(자동차)의 전체적인 개략 구성이다. 이 개략 구성은 이하에 설명하는 어느 실시형태에서도 동일하다.
보충하면, 본 명세서의 실시형태에서는, 상기 구동·제동 장치(3A), 스티어링 장치(3B), 및 서스펜션 장치(3C) 중, 본 발명에서의 액추에이터 장치(본 발명을 적용하여 동작 제어를 행하는 액추에이터 장치)에 상당하는 것은 구동·제동 장치(3A), 또는, 이 구동·제동 장치(3A) 및 스티어링 장치(3B)이다. 그리고, 제어 장치(10)는 본 발명에서의 액추에이터 장치 제어 수단에 상당한다.
또, 제어 장치(10)는 그 제어 처리 기능에 의해 본 발명에서의 여러 수단을 실현하고 있다.
[제 1 실시형태]
다음에 본 발명의 제 1 실시형태에서의 제어 장치(10)의 제어 처리의 개략을 도 2를 참조하여 설명한다. 도 2는 제어 장치(10)의 전체적인 제어 처리 기능의 개략을 도시하는 기능 블럭도이다. 또한, 이후의 설명에서는, 실제의 차량(1)을 실차(1)라고 한다.
도 2 중의 실차(1)를 제외한 부분(보다 정확하게는, 실차(1)와, 후술의 센서·추정기(12)에 포함되는 센서를 제외한 부분)이 제어 장치(10)의 주요 제어 처리 기능이다. 도 2중의 실차(1)는 상기 구동·제동 장치(3A), 스티어링 장치(3B), 및 서스펜션 장치(3C)를 구비하고 있다.
도시한 바와 같이, 제어 장치(10)는 센서·추정기(12), 규범 조작량 결정부(14), 규범 동특성 모델(16), 감산기(18), 피드백 분배칙(FB 분배칙)(20), 피드포워드칙(FF칙)(22), 액추에이터 동작 목표값 합성부(24), 및 액추에이터 구동 제어 장치(26)를 주요 처리 기능부로서 구비하고 있다. 또한, 도 2 중의 실선의 화살표는 각 처리기능부에 대한 주된 입력을 나타내고, 파선의 화살표는 각 처리기능부에 대한 보조적인 입력을 나타내고 있다.
제어 장치(10)는 이들 처리기능부의 처리를 소정의 제어 처리 주기로 실행하고, 이 제어 처리 주기마다 차례차례, 액추에이터 조작량을 결정한다. 그리고, 그 액추에이터 조작량에 따라 실차(1)의 액추에이터 장치(3)의 동작을 차례차례 제어한다.
이하에, 제어 장치(10)의 각 처리기능부의 개요와 전체적인 처리의 개요를 설명한다. 또한, 이후, 제어 장치(10)의 각 제어 처리 주기에서 결정되는 변수의 값에 관하여, 현재의(최신의) 제어 처리 주기의 처리에서 최종적으로 얻어지는 값을 금회값, 전회의 제어 처리 주기의 처리에서 최종적으로 얻어진 값을 전회값으로 한다.
제어 장치(10)는, 각 제어 처리 주기에서, 우선, 센서·추정기(12)에 의해 실차(1)의 상태량이나 실차(1)의 주행환경의 상태량을 검출 또는 추정한다. 본 실시형태에서는, 센서·추정기(12)의 검출 대상 또는 추정 대상으로는, 예를 들면 실차(1)의 요잉 방향의 각속도인 요잉레이트(γact), 실차(1)의 주행속도(Vact)(대지속도), 실차(1)의 중심점의 횡방향 미끄러짐각인 차량 중심점 횡방향 미끄러짐각(βact), 실차(1)의 전륜(W1, W2)의 횡방향 미끄러짐각인 전륜 횡방향 미끄러짐각(βf_act), 실차(1)의 후륜(W3, W4)의 횡방향 미끄러짐각인 후륜 횡방향 미끄러짐각(βr_act), 실차(1)의 각 차륜(W1~W4)에 노면으로부터 작용하는 반력인 노면 반력(구동·제동력, 횡력, 접지하중), 실차(1)의 각 차륜(W1~W4)의 슬립비, 실차(1)의 전륜(W1, W2)의 타각(δf_act)이 포함된다.
이들 검출 대상 또는 추정 대상 중, 차량 중심점 횡방향 미끄러짐각(βact)은 실차(1)를 상방에서 보았을 때의(수평면 상에서의) 이 실차(1)의 주행속도(Vact)의 벡터가 실차(1)의 전후 방향에 대하여 이루는 각도이다. 또, 전륜 횡방향 미끄러짐각(βf_act)은 실차(1)를 상방에서 보았을 때의(수평면 상에서의) 전륜(W1, W2)의 진행속도 벡터가 전륜(W1, W2)의 전후 방향에 대하여 이루는 각도이다. 또, 후륜 횡방향 미끄러짐각(βr_act)은 실차(1)를 상방에서 보았을 때의(수평면 상에서의) 후륜(W3, W4)의 진행속도 벡터가 후륜(W3, W4)의 전후 방향에 대하여 이루는 각도이다. 또, 타각(δf_act)은 실차(1)를 상방에서 보았을 때의(수평면 상에서의) 전륜(W1, W2)의 회전면이 실차(1)의 전후 방향에 대하여 이루는 각도이다.
또한, 전륜 횡방향 미끄러짐각(βf_act)은 각 전륜(W1, W2)마다 검출 또는 추정해도 되지만, 어느 한쪽의 전륜(W1 또는 W2)의 횡방향 미끄러짐각을 대표적으로 βf_act로서 검출 또는 추정하거나, 또는, 양자의 횡방향 미끄러짐각의 평균값을 βf_act로서 검출 또는 추정해도 된다. 후륜 횡방향 미끄러짐각(βr_act)에 대해서도 동일하다.
또한, 센서·추정기(12)의 추정 대상으로서, 실차(1)의 차륜(W1~W4)과 이것에 접하는 실제의 노면 사이의 마찰계수(이하, 이 마찰계수의 추정값을 추정 마찰계수(μestm)라고 함)가 포함된다. 또한, 추정 마찰계수(μestm)의 빈번한 변동을 일으키지 않도록, 마찰계수의 추정 처리에는 로 패스 특성의 필터링 처리 등을 개재시키는 것이 바람직하다. 또한, 추정 마찰계수(μestm)는, 본 실시형태에서는, 예를 들면 각 차륜(W1~W4)과 노면 사이의 마찰계수의 대표값 혹은 평균값의 추정값이다. 단, 각 차륜(W1~W4)마다 추정 마찰계수(μestm)를 구하거나, 전륜(W1, W2)의 세트와 후륜(W3, W4)의 세트로 각각 별도로, 또는, 좌측의 전륜(W1) 및 후륜(W3)의 세트와, 우측의 전륜(W2) 및 후륜(W4)의 세트로 각각 별도로, 추정 마찰계수(μestm)의 추정값을 구하도록 해도 된다.
센서·추정기(12)는 상기의 검출 대상 또는 추정 대상을 검출 또는 추정하기 위하여 실차(1)에 탑재된 여러 센서를 구비하고 있다. 이 센서로서는, 예를 들면 실차(1)의 각속도를 검출하는 레이트 센서, 실차(1)의 전후 방향 및 좌우방향의 가속도를 검출하는 가속도 센서, 실차(1)의 주행속도(대지속도)를 검출하는 속도센서, 실차(1)의 각 차륜(W1~W4)의 회전속도를 검출하는 회전속도 센서, 실차(1)의 각 차륜(W1~W4)에 노면으로부터 작용하는 노면 반력을 검출하는 힘 센서 등이 포함 된다.
이 경우, 센서·추정기(12)는, 그 검출 대상 또는 추정 대상 중, 실차(1)에 탑재한 센서에 의해 직접적으로 검출할 수 없는 추정 대상에 대해서는, 그 추정 대상과 상관성이 있는 상태량의 검출값이나, 제어 장치(10)가 결정한 액추에이터 조작량의 값 혹은 그것을 규정하는 목표값을 기초로, 옵저버 등에 의해 추정한다. 예를 들면, 차량 중심점 횡방향 미끄러짐각(βact)은 실차(1)에 탑재한 가속도 센서의 검출값 등을 기초로 추정된다. 또, 예를 들면 마찰계수는 가속도 센서의 검출값 등을 기초로 공지의 수법에 의해 추정된다.
보충하면, 센서·추정기(12)는 본 발명에서의 실상태량 파악 수단으로서의 기능을 갖는다. 본 실시형태에서는, 차량의 운동에 관한 제 1 상태량의 종류로서, 차량의 요잉레이트와 차량 중심점 횡방향 미끄러짐각을 사용한다. 이 경우, 요잉레이트는 차량의 요잉 방향의 회전 운동에 관한 상태량으로서의 의미를 가지며, 차량 중심점 횡방향 미끄러짐각은 차량의 횡방향의 병진운동에 관한 상태량으로서의 의미를 갖는다. 그리고, 상기 요잉레이트(γact) 및 차량 중심점 횡방향 미끄러짐각(βact)이 본 발명에서의 제 1 실상태량으로서 센서·추정기(12)에 의해 검출 또는 추정된다.
또, 센서·추정기(12)는 마찰 계수를 추정하는(μestm을 구하는) 기능에 의해, 본 발명에서의 마찰특성 추정 수단으로서의 기능도 갖는다. 또한, 센서·추정기(12)는 전륜 횡방향 미끄러짐각(βf_act) 및 후륜 횡방향 미끄러짐각(βr_act)을 검출 또는 추정하는 기능에 의해, 본 발명에서의 실횡방향 미끄러짐각 파악 수단으 로서의 기능도 갖는다.
이후, 센서·추정기(12)에 의해 검출 또는 추정하는 실차(1)의 상태량 등의 명칭에 종종 「실」을 붙인다. 예를 들면, 실차(1)의 요잉레이트(γact), 실차(1)의 주행속도(Vact), 실차(1)의 차량 중심점 횡방향 미끄러짐각(βact)을 각각 실요잉레이트(γact), 실주행속도(Vact), 실차량 중심점 횡방향 미끄러짐각(βact)이라고 한다.
이어서, 제어 장치(10)는 규범 조작량 결정부(14)에 의해, 후술하는 규범 동특성 모델(16)에 대한 입력으로서의 규범 모델 조작량을 결정한다. 이 경우, 규범 조작량 결정부(14)에는, 상기 조작기(5)의 센서에서 검출되는 운전 조작 입력이 입력되고, 적어도 이 운전 조작 입력에 기초하여 규범 모델 조작량이 결정된다.
보다 상세하게는, 본 실시형태에서는 규범 조작량 결정부(14)가 결정하는 규범 모델 조작량은 후술하는 규범 동특성 모델(16) 상에서의 차량의 전륜의 타각(이하, 모델 전륜타각이라고 함)이다. 이 모델 전륜타각을 결정하기 위하여, 상기 운전 조작 입력 중 스티어링각(θh)(금회값)이 규범 조작량 결정부(14)에 주된 입력량으로서 입력됨과 아울러, 센서·추정기(12)에 의해 검출 또는 추정된 실주행속도(Vact)(금회값) 및 추정 마찰계수(μestm)(금회값)와, 규범 동특성 모델(16) 상에서의 차량의 상태량(전회값)이 규범 조작량 결정부(14)에 입력된다. 그리고, 규범 조작량 결정부(14)는 이것들의 입력을 기초로 모델 전륜타각을 결정한다. 또한, 모델 전륜타각은, 기본적으로는, 스티어링각(θh)에 따라 결정하면 된다. 단, 본 실시형태에서는, 규범 동특성 모델(16)에 입력하는 모델 전륜타각에 소요의 제 한을 건다. 이 제한을 걸기 위하여, 규범 조작량 결정부(14)에는, 스티어링각(θh) 이외에, Vact, μestm 등이 입력된다.
보충하면, 규범 모델 조작량의 종류는, 일반적으로는, 규범 동특성 모델(16)의 형태나, 이 규범 동특성 모델(16)에 의해 결정하려고 하는 상태량의 종류에 의존한다. 또, 규범 동특성 모델(16)에 규범 조작량 결정부(14)를 포함시켜도 된다. 규범 동특성 모델(16)이 운전 조작 입력 그 자체를 필요 입력으로 하도록 구성되어 있는 경우에는, 규범 조작량 결정부(14)를 생략해도 된다.
이어서, 제어 장치(10)는 규범 동특성 모델(16)에 의해 실차(1)의 규범으로 하는 운동(이후, 규범 운동이라고 함)의 상태량인 규범 상태량을 결정하여 출력한다. 규범 동특성 모델(16)은 차량의 동특성을 나타내는, 미리 정해진 모델이며, 상기 규범 모델 조작량을 포함하는 소요의 입력을 기초로, 규범 운동의 상태량(규범 상태량)을 차례차례 결정한다. 이 규범 운동은, 기본적으로는, 운전자에게 있어서 바람직하다고 생각되는 실차(1)의 이상적인 운동 혹은 그것에 가까운 운동을 의미한다.
이 경우, 규범 동특성 모델(16)에는, 규범 조작량 결정부(14)에서 결정된 규범 모델 조작량과, 후술하는 FB 분배칙(20)에서 결정된, 규범 동특성 모델(16)의 조작용의 제어 입력(피드백 제어 입력)(Mvir, Fvir) 등이 입력되고, 그것들의 입력에 기초하여 규범 운동(나아가서는 규범 상태량의 시계열)이 결정된다.
보다 상세하게는, 본 실시형태에서는, 규범 동특성 모델(16)에 의해 결정하여 출력하는 규범 상태량은 차량의 요잉 방향의 회전 운동에 관한 규범 상태량과 차량의 횡방향의 병진운동에 관한 규범 상태량의 세트이다. 차량의 요잉 방향의 회전 운동에 관한 규범 상태량은, 예를 들면 요잉레이트의 규범값(γd)(이후, 규범 요잉레이트(γd)라고 하는 경우가 있음)이며, 차량의 횡방향의 병진운동에 관한 규범 상태량은, 예를 들면 차량 중심점 횡방향 미끄러짐각의 규범값(βd)(이후, 규범 차량 중심점 횡방향 미끄러짐각(βd)이라고 하는 경우가 있음)이다. 이들 규범 상태량(γd, βd)을 제어 처리 주기마다 차례차례 결정하기 위하여, 규범 모델 조작량으로서의 상기 모델 전륜타각(금회값)과, 상기 피드백 제어 입력(Mvir, Fvir)(전회값)이 입력된다. 이 경우, 본 실시형태에서는, 규범 동특성 모델(16) 상의 차량의 주행속도를 실주행속도(Vact)에 일치시킨다. 이 때문에, 규범 동특성 모델(16)에는, 센서·추정기(12)에 의해 검출 또는 추정된 실주행속도(Vact)(금회값)도 입력된다. 그리고, 규범 동특성 모델(16)은, 이것들의 입력을 기초로, 이 규범 동특성 모델(16) 상에서의 차량의 요잉레이트 및 차량 중심점 횡방향 미끄러짐각을 결정하고, 그것을 규범 상태량(γd, βd)으로서 출력한다.
또한, 규범 동특성 모델(16)에 입력하는 피드백 제어 입력(Mvir, Fvir)은 실차(1)의 주행환경(노면상태 등)의 변화(규범 동특성 모델(16)에서 고려되어 있지 않은 변화)나, 규범 동특성 모델(16)의 모델화 오차, 또는, 센서·추정기(12)의 검출오차 혹은 추정 오차 등에 기인하여, 실차(1)의 운동과 규범 운동이 멀어지는(괴리하는) 것을 방지하기(규범 운동을 실차(1)의 운동에 근접시키기) 위하여 규범 동특성 모델(16)에 부가적으로 입력하는 피드백 제어 입력이다. 이 피드백 제어 입력(Mvir, Fvir)은, 본 실시형태에서는, 규범 동특성 모델(16) 상의 차량에 가상적 으로 작용시키는 가상 외력이다. 이 가상 외력(Mvir, Fvir) 중 Mvir은 규범 동특성 모델(16) 상의 차량(1)의 중심점 주위에 작용시키는 요잉 방향의 가상적인 모멘트이며, Fvir은 이 중심점에 작용시키는 횡방향의 가상적인 병진력이다.
보충하면, 상기 규범 상태량(γd, βd)은 본 발명에서의 제 1 규범 상태량에 상당하고, 규범 동특성 모델(16)이 본 발명에서의 차량 모델에 상당한다. 그리고, 규범 조작량 결정부(14) 및 규범 동특성 모델(16)의 처리에 의해, 본 발명에서의 규범 상태량 결정 수단이 구성된다.
이어서, 제어 장치(10)는 센서·추정기(12)에 의해 검출 또는 추정된 실상태량(규범 상태량과 동일한 종류의 실상태량)과, 규범 동특성 모델(16)에 의해 결정한 규범 상태량의 차인 상태량 편차를 감산기(18)에서 산출한다.
보다 상세하게는, 감산기(18)에서는, 실요잉레이트(γact) 및 실차량 중심점 횡방향 미끄러짐각(βact)의 각각의 값(금회값)과, 규범 동특성 모델(16)에 의해 결정한 규범 요잉레이트(γd) 및 규범 차량 중심점 횡방향 미끄러짐각(βd)의 각각의 값(금회값)의 차(γerr(=γact-γd), βerr(=βact-γd))를 상태량 편차로서 구한다.
보충하면, 감산기(18)의 처리에 의해, 본 발명에서의 상태량 편차 산출 수단이 구성된다. 그리고, 이 감산기(18)에 의해 구해지는 상태량 편차(γerr, βerr)가 본 발명에서의 제 1 상태량 편차에 상당한다.
이어서, 제어 장치(10)는 상기와 같이 구한 상태량 편차(γerr, βerr)를 FB 분배칙(20)에 입력하고, 이 FB 분배칙(20)에 의해, 규범 동특성 모델(16)의 조작용 의 피드백 제어 입력인 상기 가상 외력(Mvir, Fvir)과, 실차(1)의 액추에이터 장치(3)의 조작용의 피드백 제어 입력인 액추에이터 동작 피드백 목표값(액추에이터 동작 FB 목표값)을 결정한다.
또한, 본 실시형태에서는, 액추에이터 동작 FB 목표값에는, 구동·제동 장치(3A)의 브레이크 장치의 동작에 관한 피드백 제어 입력(보다 상세하게는, 이 브레이크 장치의 동작에 의해 각 차륜(W1~W4)에 작용시키는 구동·제동력을 조작하는 피드백 제어 입력)이 포함된다. 또는, 액추에이터 동작 FB 목표값에는, 구동·제동 장치(3A)의 동작에 관한 피드백 제어 입력에 더하여, 스티어링 장치(3B)의 동작에 관한 피드백 제어 입력(보다 상세하게는, 스티어링 장치(3B)의 동작에 의한 전륜(W1, W2)의 횡력을 조작하는 피드백 제어 입력)이 포함된다. 이 액추에이터 동작 FB 목표값은, 바꾸어 말하면, 실차(1)에 작용하는 외력인 노면 반력을 조작하기(수정하기) 위한 피드백 제어 입력이다.
FB 분배칙(20)은, 기본적으로는, 입력되는 상태량 편차(γerr, βerr)를 0에 근접시키도록 가상 외력(Mvir, Fvir)과 액추에이터 동작 FB 목표값을 결정한다. 단, FB 분배칙(20)은 가상 외력(Mvir, Fvir)을 결정할 때에, 상태량 편차(γerr, βerr)를 0에 근접시킬 뿐만 아니라, 실차(1) 혹은 규범 동특성 모델(16) 상의 차량의 소정의 제한 대상량이 소정의 허용범위로부터 일탈하는 것을 억제하도록 가상 외력(Mvir, Fvir)을 결정한다. 또, FB 분배칙(20)은 상태량 편차(γerr, βerr)를 0에 근접시키기 위한 소요의 요잉 방향의 모멘트를 실차(1)의 중심점의 주위에 발생시키도록(보다 일반적으로는, 상태량 편차(γerr, βerr)를 0에 근접시키기 위한 소요의 외력(노면 반력)을 실차(1)에 작용시키도록), 구동·제동 장치(3A)의 브레이크 장치의 동작에 관한 피드백 제어 입력을, 또는, 이 피드백 제어 입력과 스티어링 장치(3B)의 동작에 관한 피드백 제어 입력을 액추에이터 동작 FB 목표값으로서 결정한다.
상기 가상 외력(Mvir, Fvir)과 액추에이터 동작 FB 목표값을 결정하기 위하여, FB 분배칙(20)에는, 상태량 편차(γerr, βerr) 뿐만 아니라, 규범 동특성 모델(16)의 출력인 규범 상태량(γd, βd)과, 센서·추정기(12)에서 검출 또는 추정된 실상태량(γact, βact) 중 적어도 어느 한쪽이 입력된다. 또한, FB 분배칙(20)에는, 센서·추정기(12)에서 검출 또는 추정된 실주행속도(Vact), 실전륜 횡방향 미끄러짐각(βf_act), 실후륜 횡방향 미끄러짐각(βr_act) 등의 실상태량도 입력된다. 그리고, FB 분배칙(20)은 이들 입력을 기초로, 가상 외력(Mvir, Fvir)과 액추에이터 동작 FB 목표값을 결정한다.
보충하면, 가상 외력(Mvir, Fvir)은 본 발명에서의 차량 모델 조작용 제어 입력에 상당하고, 액추에이터 동작 FB 목표값에는, 본 발명에서의 피드백 제어 입력이 포함된다.
한편, 이상에서 설명한 규범 조작량 결정부(14), 규범 동특성 모델(16), 감산기(18) 및 FB 분배칙(20)의 제어 처리와 병행하여(혹은 시분할 처리에 의해), 제어 장치(10)는, 상기 운전 조작 입력을 FF칙(22)에 입력하고, 이 FF칙(22)에 의해, 액추에이터 장치(3)의 동작의 피드포워드 목표값(기본 목표값)인 액추에이터 동작 FF 목표값을 결정한다.
본 실시형태에서는, 액추에이터 동작 FF 목표값에는, 구동·제동 장치(3A)의 브레이크 장치의 동작에 의한 실차(1)의 각 차륜(W1~W4)의 구동·제동력에 관한 피드포워드 목표값과, 구동·제동 장치(3A)의 구동계의 동작에 의한 실차(1)의 구동륜(W1, W2)의 구동·제동력에 관한 피드포워드 목표값과, 구동·제동 장치(3A)의 변속 장치의 감속비(변속비)에 관한 피드포워드 목표값과, 스티어링 장치(3B)에 의한 실차(1)의 조타륜(W1, W2)의 타각에 관한 피드포워드 목표값이 포함된다.
FF칙(22)에는, 이들 액추에이터 동작 FF 목표값을 결정하기 위하여, 상기 운전 조작 입력이 입력됨과 아울러, 센서·추정기(12)에서 검출 또는 추정된 실상태량(실주행속도(Vact) 등)이 입력된다. 그리고, FF칙(22)은 이것들의 입력을 기초로, 액추에이터 동작 FF 목표값을 결정한다. 이 액추에이터 동작 FF 목표값은 상기 상태량 편차(γerr, βerr)(제 1 상태량 편차)에 의존하지 않고 결정되는, 액추에이터 장치(3)의 동작 목표값이다. 또, 이 액추에이터 동작 FF 목표값에는 본 발명에서의 피드포워드 제어 입력이 포함된다.
보충하면, 서스펜션 장치(3C)가 액티브 서스펜션 장치일 경우에는, 액추에이터 동작 FF 목표값에는, 일반적으로, 이 서스펜션 장치(3C)의 동작에 관한 피드포워드 목표값도 포함된다.
이어서, 제어 장치(10)는 FF칙(22)에서 결정한 액추에이터 동작 FF 목표값(금회값)과 상기 FB 분배칙(20)에서 결정한 액추에이터 동작 FB 목표값(금회값)을 액추에이터 동작 목표값 합성부(24)에 입력한다. 그리고, 제어 장치(10)는, 이 액추에이터 동작 목표값 합성부(24)에 의해, 액추에이터 동작 FF 목표값과 액추에이 터 동작 FB 목표값을 합성하고, 액추에이터 장치(3)의 동작을 규정하는 목표값인 액추에이터 동작 목표값을 결정한다.
본 실시형태에서는, 액추에이터 동작 목표값에는, 실차(1)의 각 차륜(W1~W4)의 구동·제동력의 목표값(구동·제동 장치(3A)의 구동계 및 브레이크 장치의 동작에 의한 전체 구동·제동력의 목표값)과, 실차(1)의 각 차륜(W1~W4)의 슬립비의 목표값과, 스티어링 장치(3B)에 의한 실차(1)의 조타륜(W1, W2)의 타각의 목표값과, 구동·제동 장치(3A)의 구동계의 동작에 의한 실차(1)의 각 구동륜(W1, W2)의 구동·제동력의 목표값과, 구동·제동 장치(3A)의 변속 장치의 감속비의 목표값이 포함된다.
액추에이터 동작 목표값 합성부(24)에는, 이들 액추에이터 동작 목표값을 결정하기 위하여, 상기 액추에이터 동작 FF 목표값 및 액추에이터 동작 FB 목표값 뿐만 아니라, 센서·추정기(12)에서 검출 또는 추정된 실상태량(전륜(W1, W2)의 실횡방향 미끄러짐각(βf_act), 추정 마찰계수(μestm) 등)도 입력된다. 그리고, 액추에이터 동작 목표값 합성부(24)는, 이들 입력을 기초로, 액추에이터 동작 목표값을 결정한다.
보충하면, 액추에이터 동작 목표값은, 상기한 종류의 목표값에 한정되는 것은 아니고, 그들 목표값 대신, 예를 들면 이 목표값에 대응하는 각 액추에이터 장치(3)의 액추에이터 조작량의 목표값을 결정하도록 해도 된다. 액추에이터 동작 목표값은 기본적으로는 액추에이터 장치의 동작을 규정할 수 있는 것이면 된다. 예를 들면 브레이크 장치의 동작에 관한 액추에이터 동작 목표값으로서, 브레이크 압의 목표값을 결정하거나, 그것에 대응하는 브레이크 장치의 액추에이터 조작량의 목표값을 결정하도록 해도 된다.
또한, 상기 FF 분배칙(20)의 후술하는 액추에이터 동작 FB 목표값 결정부(20b)와, 상기 FF칙(22)과 액추에이터 동작 목표값 합성부(24)에 의해, 본 발명에서의 실차 액추에이터 조작용 제어 입력 결정 수단이 구성된다.
이어서, 제어 장치(10)는, 액추에이터 동작 목표값 합성부(24)에 의해 결정한 액추에이터 동작 목표값을 액추에이터 구동 제어 장치(26)에 입력하고, 이 액추에이터 구동 제어 장치(26)에 의해 실차(1)의 각 액추에이터 장치(3)의 액추에이터 조작량을 결정한다. 그리고, 그 결정한 액추에이터 조작량에 의해 실차(1)의 각 액추에이터 장치(3)의 액추에이터를 제어한다.
이 경우, 액추에이터 구동 제어 장치(26)는, 입력된 액추에이터 동작 목표값을 만족하도록, 또는, 이 액추에이터 동작 목표값대로 액추에이터 조작량을 결정한다. 그리고, 이 결정을 위해, 액추에이터 구동 제어 장치(26)에는, 액추에이터 동작 목표값 이외에, 센서·추정기(12)에서 검출 또는 추정된 실차(1)의 실상태량도 입력된다. 또한, 액추에이터 구동 제어 장치(26)의 제어기능 중, 구동·제동 장치(3A)의 브레이크 장치에 관한 제어기능에는, 소위 앤티락 브레이킹 시스템(anti-lock braking system)이 갖추어져 있는 것이 바람직하다.
이상이 제어 장치(10)의 제어 처리 주기마다의 제어 처리의 개요이다.
또한, 제어 장치(10)의 각 제어 처리 기능부의 처리는 그것들의 순서를 적당하게 변경해도 된다. 예를 들면 센서·추정기(12)의 처리를 각 제어 처리 주기의 최후에 실행하고, 그것에 의한 검출값 또는 추정값을 다음회의 제어 처리 주기의 처리에서 사용하도록 해도 된다.
다음에 본 실시형태에서의 제어 장치(10)의 제어 처리 기능부의 보다 상세한 처리를 설명한다.
[규범 동특성 모델에 대하여]
우선, 본 실시형태에서의 상기 규범 동특성 모델(16)을 도 3을 참조하여 설명한다. 도 3은 본 실시형태에서의 규범 동특성 모델(16) 상의 차량의 구조를 도시하는 도면이다. 이 규범 동특성 모델(16)은, 차량의 동특성을, 1개의 전륜(Wf)과 1개의 후륜(Wr)을 전후에 구비한 차량의 수평면 상에서의 동특성(동역학 특성)에 의해 표현하는 모델(소위 2륜 모델)이다. 이후, 규범 동특성 모델(16) 상의 차량(규범 동특성 모델(16) 상에서 실차(1)에 대응하는 차량)을 모델 차량이라고 한다. 이 모델 차량의 전륜(Wf)은 실차(1)의 2개의 전륜(W1, W2)을 일체화한 차륜에 상당하며, 모델 차량의 조타륜이다. 후륜(Wr)은 실차(1)의 후륜(W3, W4)을 일체화한 차륜에 상당하며, 본 실시형태에서는 비조타륜이다.
이 모델 차량의 중심점(Gd)의 수평면 상에서의 속도 벡터(Vd)가 모델 차량의 전후 방향에 대하여 이루는 각도(βd)(즉, 모델 차량의 차량 중심점 횡방향 미끄러짐각(βd))과, 모델 차량의 연직축 주위의 각속도(γd)(즉, 모델 차량의 요잉레이트(γd))가 각각, 상기 규범 차량 중심점 횡방향 미끄러짐각, 규범 요잉레이트로서 규범 동특성 모델(16)에 의해 차례차례 결정하는 규범 상태량이다. 또, 모델 차량의 전륜(Wf)의 회전면과 수평면의 교선이 모델 차량의 전후 방향에 대하여 이루는 각도(δf_d)가 상기 모델 전륜타각으로서 규범 동특성 모델(16)에 입력되는 규범 모델 조작량이다. 또한 모델 차량의 중심점(Gd)에 부가적으로 작용시키는 횡방향(모델 차량의 좌우방향)의 병진력(Fvir)과, 이 모델 차량의 중심점(Gd)의 주위에 부가적으로 작용시키는 요잉 방향의(연직축 주위의) 모멘트(Mvir)가, 상기 가상 외력으로서 규범 동특성 모델(16)에 입력되는 피드백 제어 입력이다.
또한, 도 3 중, Vf_d는 모델 차량의 전륜(Wf)의 수평면 상에서의 진행속도 벡터, Vr_d는 모델 차량의 후륜(Wr)의 수평면 상에서의 진행속도 벡터, βf_d는 전륜(Wf)의 횡방향 미끄러짐각(전륜(Wf)의 진행속도 벡터(Vf_d)가 전륜(Wf)의 전후 방향(전륜(Wf)의 회전면과 수평면의 교선의 방향)에 대하여 이루는 각도. 이하, 전륜 횡방향 미끄러짐각(βf_d)이라고 함), βr_d는 후륜(Wr)의 횡방향 미끄러짐각(후륜(Wr)의 진행속도 벡터(Vr_d)가 후륜(Wr)의 전후 방향(후륜(Wr)의 회전면과 수평면의 교선의 방향)에 대하여 이루는 각도. 이하, 후륜 횡방향 미끄러짐각(βr_d)이라고 함), βf0은 모델 차량의 전륜(Wf)의 진행속도 벡터(Vf_d)가 모델 차량의 전후 방향에 대하여 이루는 각도(이하, 차량 전륜위치 횡방향 미끄러짐각이라고 함)이다.
보충하면, 본 명세서의 실시형태에서는, 차량 혹은 차륜의 횡방향 미끄러짐각, 차륜의 타각, 차량의 요잉레이트, 요잉 방향의 모멘트에 관해서는, 차량의 상방에서 보아, 반시계 방향을 정의 방향으로 한다. 또, 가상 외력(Mvir, Fvir) 중 병진력(Fvir)은 차량의 좌향을 정의 방향으로 한다. 또, 차륜의 구동·제동력은 차륜의 회전면과 노면 혹은 수평면과의 교선방향에서 차량을 전방방향으로 가속시 키는 힘(노면 반력)의 방향을 정의 방향으로 한다. 바꿔 말하면, 차량의 진행방향에 대하여 구동력이 되는 방향의 구동·제동력을 양의 값, 차량의 진행방향에 대하여 제동력이 되는 방향의 구동·제동력을 음의 값으로 한다.
이 모델 차량의 동특성(연속계에서의 동특성)은, 구체적으로는, 다음 식 01에 의해 표시된다. 또한, 이 식 01의 우변의 제3항(Fvir, Mvir을 포함하는 항)을 제외한 식은, 예를 들면 「자동차의 운동과 제어」로 제목을 붙여진 공지의 문헌(저자: 아베 마사토, 발행자: 주식회사 산카이도, 2004년 7월23일 제2판 제2쇄 발행. 이후, 비특허문헌 1이라고 함)에 기재되어 있는 공지의 식 (3.12), (3.13)과 동등하다.
이 식 01의 단서에서, m은 모델 차량의 총질량, Kf는 모델 차량의 전륜(Wf)을 2개의 좌우의 전륜의 연결체로 간주했을 때의 1륜당의 코너링 파워, Kr은 모델 차량의 후륜(Wr)을 2개의 좌우의 후륜의 연결체로 간주했을 때의 1륜당의 코너링 파워, Lf는 모델 차량의 전륜(Wf)의 중심과 중심점(Gd)의 전후 방향의 거리(전륜(Wf)의 타각이 0일 때의 이 전륜(Wf)의 회전축과 중심점(Gd)의 전후 방향의 거 리. 도 3 참조), Lr은 모델 차량의 후륜(Wr)의 중심과 중심점(Gd)의 전후 방향의 거리(후륜(Wr)의 회전축과 중심점(Gd)의 전후 방향의 거리. 도 3 참조), I는 모델 차량의 중심점(Gd)에서의 요잉축 주위의 이너셔(관성 모멘트)이다. 이들 패러미터의 값은 미리 설정된 값이다. 이 경우, 예를 들면, m, I, Lf, Lr는 실차(1)에서의 그것들의 값과 동일하거나, 혹은 거의 동일하게 설정된다. 또, Kf, Kr은, 각각 실차(1)의 전륜(W1, W2), 후륜(W3, W4)의 타이어의 특성(또는 이 타이어에 요구되는 특성)을 고려하여 설정된다. 또한, Kf, Kr의 값(보다 일반적으로는 a11, a12, a21, a22의 값)의 설정의 방법에 의해, 언더 스티어, 오버 스티어, 뉴트럴 스트어 등의 스티어링 특성을 설정할 수 있다. 또, 실차(1)에서의 m, I, Kf, Kr의 값을 실차(1)의 주행 중에 분류하고, 그 분류한 값을 모델 차량의 m, I, Kf, Kr의 값으로서 사용하도록 해도 된다.
보충하면, 모델 차량의 βf0, βd, βf_d, βr_d, γd, δf_d 사이의 관계는 다음 식 02a, 02b, 02c에 의해 표시된다.
βf_d=βd+Lf·γd/Vd-δf_d ……식 02a
βr_d=βd-Lr·γd/Vd ……식 02b
βf0=βf_d+δf_d=βd+Lf·γd/Vd ……식 02c
또, 도 3에 도시하는 바와 같이, 모델 차량의 전륜(Wf)의 코너링 포스(≒전륜(Wf)의 횡력)을 Ffy_d, 모델 차량의 후륜(Wr)의 코너링 포스(=후륜(Wr)의 횡력)을 Fry_d로 하면, Ffy_d와 βf_d의 관계, 및 Fry_d와 βr_d의 관계는 다음 식 03a ,03b에 의해 표시된다.
Ffy_d=-2·Kf·βf_d ……식 03a
Fry_d=-2·Kr·βr_d ……식 03b
본 실시형태에서의 규범 동특성 모델(16)의 처리에서는, 상기 식 01의 δf_d, Fvir, Mvir을 입력으로 하여, 이 식 01의 연산처리(상세하게는, 식 01을 이산 시간계로 표현하여 이루어지는 식의 연산처리)를 제어 장치(10)의 제어 처리 주기에서 차례차례 실행함으로써, βd, γd가 시계열적으로 차례차례 산출된다. 이 경우, 각 제어 처리 주기에서, 모델 차량의 주행속도(Vd)의 값으로서는, 상기 센서·추정기(12)에 의해 검출 혹은 추정된 실주행속도(Vact)의 최신값(금회값)이 사용된다. 즉, 모델 차량의 주행속도(Vd)는 항상 실주행속도(Vact)에 일치시켜진다. 또, Fvir, Mvir의 값으로서는, FB 분배칙(20)에서 후술하는 바와 같이 결정된 가상 외력의 최신값(전회값)이 사용된다. 또, δf_d의 값으로서는 규범 조작량 결정부(14)에서 후술하는 바와 같이 결정된 모델 전륜타각의 최신값(금회값)이 사용된다. 또한, 새로운 βd, γd(금회값)를 산출하기 위하여, βd, γd의 전회값도 사용된다.
보충하면, 모델 차량의 동특성은, 보다 일반적으로는, 다음 식 4에 의해 나타내도록 해도 된다.
여기에서 f1(γd, βd, δf_d), 및 f2(γd, βd, δf_d)는 각각 γd, βd, δf_d의 함수이다. 상기 식 01은 함수 f1, f2의 값을 γd, βd, δf_d의 선형결합(1차결합)에 의해 나타낸 경우의 예이다. 함수 f1, f2는 수식에 의해 표현되는 함수일 필요는 없고, 그 함수값이 γd, βd, δf_d의 값으로부터 맵에 의해 결정되는 것과 같은 함수이어도 된다.
또한, 본 실시형태에서의 실차(1)의 거동 특성은, 본 발명을 적용하지 않는 경우의 실차(1)의 오픈 특성(상기 액추에이터 FB 동작 목표값을 정상적으로 0에 유지한 경우의 실차(1)의 거동 특성)과, 가상 외력(Mvir, Fvir)을 정상적으로 0에 유지한 경우의 규범 동특성 모델(16)의 거동 특성의 중간적인 거동 특성을 나타낸다. 이 때문에, 규범 동특성 모델(16)은, 일반적으로는, 실차(1)의 오픈 특성보다도, 보다 운전자가 바람직하다고 생각하는 응답 거동을 나타내는 모델로 설정해 두는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 규범 동특성 모델(16)은 실차(1)보다도 선형성이 높은 모델로 설정해 두는 것이 바람직하다. 예를 들면, 모델 차량의 차륜의 횡방향 미끄러짐각 혹은 슬립비와, 이 차륜에 노면으로부터 작용하는 노면 반력(횡력 혹은 구동·제동력)의 관계가 선형적인 관계 혹은 그것에 가까운 관계가 되도록 규범 동특성 모델(16)이 설정되는 것이 바람직하다. 상기 식 01에 의해 동특성을 나타낸 규범 동특성 모델(16)은 이들 요구를 만족하는 모델의 일례이다.
단, 규범 동특성 모델(16)은, 모델 차량의 각 차륜(Wf, Wr)에 작용하는 노면 반력이 횡방향 미끄러짐각 혹은 슬립비의 변화에 대하여 포화되는 것과 같은 특성을 갖게 해도 된다. 예를 들면, 상기 코너링 파워(Kf, Kr)의 값을 일정값으로 하지 않고, 각각 전륜 횡방향 미끄러짐각(βf_d), 후륜 횡방향 미끄러짐각(βr_d)에 따라 설정한다. 그리고, 이때, 전륜 횡방향 미끄러짐각(βf_d)의 절대값이 어느 정도 커졌을 때에, βf_d에 따라 발생하는 전륜(Wf)의 횡력(Ffy_d)(상기 식 03a를 참조)이 βf_d의 증가에 따라 포화되도록, Kf의 값을 βf_d 에 따라 설정한다. 마찬가지로, 후륜 횡방향 미끄러짐각(βr_d)의 절대값이 어느 정도 커졌을 때에, βr_d에 따라 발생하는 후륜(Wr)의 횡력(Fry_d)(상기 식 03b을 참조)이 βr_d의 증가에 따라 포화되도록, Kr의 값을 βr_d에 따라 설정한다. 이렇게 함으로써, 모델 차량의 각 차륜(Wf, Wr)에 작용하는 횡력(Ffy_d, Fry_d)이 횡방향 미끄러짐각(βf_d 또는 βr_d)에 대하여 포화 특성을 갖게 된다.
[규범 조작량 결정부에 대하여]
다음에 상기 규범 조작량 결정부(14)의 처리의 상세를 도 4 및 도 5를 참조하여 설명한다. 도 4는 상기 규범 조작량 결정부(14)의 처리기능의 상세를 나타내는 기능 블럭도, 도 5는 규범 조작량 결정부(14)에 구비하는 원심력 과대화 방지 리미터(14f)의 처리를 설명하기 위한 그래프이다.
도 4를 참조하여, 규범 조작량 결정부(14)는, 우선, 처리부(14a)에서, 입력되는 운전 조작 입력 중 스티어링각(θh)(금회값)을 오버올 스티어링비(is)에 의해 제산함으로써 무제한시 전륜타각(δf_unltd)을 결정한다. 이 무제한시 전륜타각(δf_unltd)은 스티어링각(θh)에 따른 모델 전륜타각(δf_d)의 기본 요구값으로서의 의미를 갖는다.
여기에서, 오버올 스티어링비(is)는 스티어링각(θh)과 모델 차량의 전륜(Wf)의 타각과의 비율이며, 예를 들면 실차(1)의 스티어링각(θh)과 이것에 따른 실차(1)의 전륜(W1, W2)의 타각의 피드포워드 값의 관계에 맞추어 설정된다.
또한, 오버올 스티어링비(is)를 일정값(고정값)으로 하지 않고, 센서·추정기(12)로 검출 혹은 추정된 실차(1)의 주행속도(Vact)에 따라 가변적으로 설정해도 된다. 이 경우에는, 실차(1)의 주행속도(Vact)가 높아짐에 따라, 오버올 스티어링비(is)가 커지도록 is를 설정하는 것이 바람직하다.
이어서, 규범 동특성 모델(16) 상의 모델 차량의 차량 전륜위치 횡방향 미끄러짐각(βf0)이 βf0 산출부(14b)에서 구해진다. 이 βf0 산출부(14b)에는, 규범 동특성 모델(16)에서 결정된 규범 요잉레이트(γd) 및 규범 차량 중심점 횡방향 미끄러짐각(βd)의 전회값이 입력되고, 이들 값으로부터, 상기 식 02c의 연산(식 02c의 2번째의 등호의 우변의 연산)에 의해 βf0의 전회값이 구해진다. 따라서, βf0 산출부(14b)에서 산출되는 βf0은 전회의 제어 처리 주기에서의 모델 차량의 차량 전륜위치 횡방향 미끄러짐각(βf0)의 값이다.
또한, γd, βd의 전회값과, 규범 조작량 결정부(14)에서 결정한 모델 전륜타각(δf_d)의 전회값과, 실주행속도(Vact)의 전회값으로부터, 상기 식 02a의 연산에 의해 모델 차량의 전륜 횡방향 미끄러짐각(βf_d)의 전회값을 구하고, 이 구한 βf_d에 규범 조작량 결정부(14)에서 결정한 모델 전륜타각(δf_d)의 전회값을 더함(식 02c의 1번째의 등호의 우변의 연산을 행함)으로써, βf0를 구하도록 해도 된다. 또, 각 제어 처리 주기에서, βf0의 산출을 규범 동특성 모델(16)의 처리에서 실행하도록 하고, 그 산출된 βf0의 전회값을 규범 조작량 결정부(14)에 입력하도록 해도 된다. 이 경우에는, 규범 조작량 결정부(14)에서의 βf0 산출부(14b)의 연산처리는 불필요하다.
이어서, 상기와 같이 구한 차량 전륜 위치 횡방향 미끄러짐각(βf0)으로부터 무제한시 전륜타각(δf_unltd)을 감산기(14c)에서 감산함으로써, 무제한시 전륜 횡방향 미끄러짐각이 구해진다. 이 무제한시 전륜 횡방향 미끄러짐각은 모델 차량의 모델 전륜타각(δf_d)을 전회값으로부터, 무제한시 전륜타각(δf_unltd)(금회값)으로 순시에 제어했다고 한 경우에 발생하는 모델 차량의 전륜 횡방향 미끄러짐각(βf_d)의 순시 예측값을 의미한다.
이어서, 규범 조작량 결정부(14)는, 이 무제한시 전륜 횡방향 미끄러짐각을 전륜 횡방향 미끄러짐각 리미터(14d)에 통과시킴으로써, 제한완료 전륜 횡방향 미끄러짐각을 결정한다. 여기에서, 도면 중에 나타내는 전륜 횡방향 미끄러짐각 리미터(14d)의 그래프는, 무제한시 전륜 횡방향 미끄러짐각과 제한완료 전륜 횡방향 미끄러짐각의 관계를 예시하는 그래프이며, 그 그래프에 관한 횡축방향의 값은 무제한시 전륜 횡방향 미끄러짐각의 값, 종축방향의 값은 제한완료 전륜 횡방향 미끄러짐각의 값이다.
이 전륜 횡방향 미끄러짐각 리미터(14d)는 모델 차량의 전륜 횡방향 미끄러짐각(βf_d)의 크기가 과대하게 되는 것을 억제하기(나아가서는, 실차(1)에 대하여 요구되는 전륜(W1, W2)의 횡력이 과대하게 되지 않도록 하기) 위한 리미터이다.
본 실시형태에서는, 전륜 횡방향 미끄러짐각 리미터(14d)는 규범 조작량 결정부(14)에 센서·추정기(12)로부터 입력되는 추정 마찰계수(μestm)(금회값)와 실주행속도(Vact)(금회값)에 따라, 전륜 횡방향 미끄러짐각(βf_d)의 허용범위(상세 하게는 이 허용범위의 상한값(βf_max)(>0) 및 하한값(βf_min)(<0)을 설정한다. 이 경우, 기본적으로는, 추정 마찰계수(μestm)가 작을수록, 또는, 실주행속도(Vact)가 높을수록, 허용범위[βf_min, βf_max]를 좁게 하(βf_max, βf_min을 0에 근접시키)도록 이 허용범위가 설정된다. 이때, 이 허용범위[βf_min, βf_max]는, 예를 들면 실차(1)의 전륜(W1, W2)의 횡방향 미끄러짐각과 횡력 혹은 코너링 포스 사이의 관계가 거의 선형적인 관계(비례관계)로 유지되는 것과 같은 횡방향 미끄러짐각의 값의 범위 내에 설정된다.
또한, 이 허용범위[βf_min, βf_max]는 μestm과 Vact 중의 어느 한쪽에 따라 설정해도 되고, 또는, μestm과 Vact에 의하지 않고 미리 고정적인 허용범위로 설정해도 된다.
그리고, 전륜 횡방향 미끄러짐각 리미터(14d)는 입력된 무제한시 전륜 횡방향 미끄러짐각이, 상기한 바와 같이 설정한 허용범위[βf_min, βf_max] 내의 값일 때(βf_min≤무제한시 전륜 횡방향 미끄러짐각≤βf_max일 때)에는, 무제한시 전륜 횡방향 미끄러짐각의 값을 그대로 제한완료 전륜 횡방향 미끄러짐각으로서 출력한다. 또, 이 전륜 횡방향 미끄러짐각 리미터(14d)는, 입력된 무제한시 전륜 횡방향 미끄러짐각의 값이 허용범위를 일탈해 있는 경우에는, 허용범위[βf_min, βf_max]의 하한값(βf_min) 또는 상한값(βf_max)을 제한완료 전륜 횡방향 미끄러짐각으로서 출력한다. 구체적으로는, 무제한시 전륜 횡방향 미끄러짐각>βf_max일 경우에는, βf_max가 제한완료 전륜 횡방향 미끄러짐각으로서 출력되고, 무제한시 전륜 횡방향 미끄러짐각<βf_min일 경우에는, βf_min이 제한완료 전륜 횡방향 미끄러짐 각으로서 출력된다. 이것에 의해, 제한완료 전륜 횡방향 미끄러짐각은 허용범위[βf_min, βf_max] 내에서, 무제한시 전륜 횡방향 미끄러짐각에 일치하거나, 혹은 이 무제한시 전륜 횡방향 미끄러짐각에 가장 가까운 값으로 되도록 결정된다.
이어서, 상기 βf0 산출부(14b)에서 구한 차량 전륜위치 횡방향 미끄러짐각(βf0)으로부터 상기와 같이 구한 제한완료 전륜 횡방향 미끄러짐각을 감산기(14e)에서 감산함으로써, 제 1 제한완료 전륜타각(δf_ltd1)이 구해진다. 이렇게 하여 구해진 제 1 제한완료 전륜타각(δf_ltd1)은 모델 차량의 전륜 횡방향 미끄러짐각(βf_d)이 허용범위[βf_min, βf_max]로부터 일탈하지 않도록 무제한시 전륜타각(δf_unltd)에 제한을 걸어서 이루어지는 모델 전륜타각(δf_d)으로서의 의미를 갖는다.
이어서, 규범 조작량 결정부(14)는 이 제 1 제한완료 전륜타각(δf_ltd1)을 원심력 과대화 방지 리미터(14f)에 통과시킴으로써, 제 2 제한완료 전륜타각(δf_ltd2)을 결정한다. 이 δf_ltd2가 규범 동특성 모델(16)에 입력하는 모델 전륜타각(δf_d)의 값으로서 사용되는 것이다. 여기에서, 도면 중에 나타내는 원심력과 대화 방지 리미터(14f)의 그래프는 제 1 제한완료 전륜타각(δf_ltd1)과 제 2 제한완료 전륜타각(δf_ltd2)의 관계를 예시하는 그래프이며, 그 그래프에 관한 횡축방향의 값은 δf_ltd1의 값, 종축방향의 값은 δf_ltd2의 값이다.
이 원심력 과대화 방지 리미터(14f)는 모델 차량에 발생하는 원심력이 과대하게 되지 않도록 하기(나아가서는 실차(1)에 대하여 요구되는 원심력이 과대하게 되지 않도록 하기) 위한 리미터이다.
본 실시형태에서는, 원심력 과대화 방지 리미터(14f)는 규범 조작량 결정부(14)에 입력되는 추정 마찰계수(μestm)(금회값)와 실주행속도(Vact)(금회값)에 따라, 모델 전륜타각(δf_d)의 허용범위(상세하게는 이 허용범위의 상한값(δf_max)(>0) 및 하한값(δf_min)(<0))을 설정한다. 이 허용범위[δf_min, δf_max]는 가상 외력(Mvir, Fvir)이 정상적으로 0에 유지되고 있다고 한 경우에, 모델 차량이 노면과의 마찰한계를 초과하지 않고 정상 원 선회를 행하는 것이 가능하게 되는 모델 전륜타각(δf_d)의 허용범위이다.
구체적으로는, 우선, 규범 조작량 결정부(14)에 입력되는 Vact, μestm의 값(금회값)을 기초로, 다음 식 05를 만족하는 요잉레이트인 정상 원 선회시 최대 요잉레이트(γmax)(>0)가 구해진다.
m·γmax·Vact=C1·μestm·m·ｇ ……식 05
여기에서, 식 05에서의 m은 상기한 바와 같이, 모델 차량의 총질량이다. 또, g는 중력 가속도, C1은 1 이하의 양의 계수이다. 이 식 05의 좌변은 모델 차량의 요잉레이트(γd) 및 주행속도(Vd)를 각각 γmax, Vact에 유지하고, 이 모델 차량의 정상 원 선회를 행한 경우에 이 모델 차량에 발생하는 원심력(보다 상세하게는 이 원심력의 수렴 예상값)을 의미한다. 또, 식 05의 우변의 연산결과의 값은 μestm에 따라 정해지는 노면 반력(상세하게는 모델 차량에 차륜(Wf, Wr)을 통하여 노면으로부터 작용할 수 있는 총 마찰력(노면 반력의 병진력 수평성분의 총합))의 크기의 한계값에 계수 C1을 곱한 값≤(한계값)이다. 따라서, 정상 원 선회시 최대 요잉레이트(γmax)는 모델 차량에 작용시키는 가상 외력(Mvir, Fvir)을 0에 유지함 과 아울러 모델 차량의 요잉레이트(γd) 및 주행속도(Vd)를 각각 γmax, Vact에 유지하고, 이 모델 차량의 정상 원 선회를 행했을 경우에, 이 모델 차량에 발생하는 원심력이 추정 마찰계수(μestm)에 대응하여 모델 차량에 작용할 수 있는 총 마찰력(노면 반력의 병진력 수평성분의 총합)의 한계값을 초과하지 않도록 결정된다.
또한, 식 05의 계수 C1의 값은 μestm, Vact 중 적어도 어느 한쪽의 값에 따라 가변적으로 설정하도록 해도 된다. 이 경우, μestm이 작을수록, 또는 Vact가 높을수록, C1의 값을 작게 하는 것이 바람직하다.
이어서, 모델 차량의 정상 원 선회시의 γmax에 대응하는 모델 전륜타각(δf_d)의 값이 정상 원 선회시 한계 타각(δf_max_c)(>0)으로서 구해진다. 여기에서, 상기 식 01에 의해 표시되는 규범 동특성 모델(16)에서는, 정상 원 선회시의 모델 차량의 요잉레이트(γd)와 모델 전륜타각(δf_d) 사이에는, 다음 식 06의 관계가 성립한다.
또한, Vd가 충분하게 작을 때(Vd2≒0로 간주할 수 있을 때)에는, 식 06은 근사적으로 다음 식 07로 바꿔쓸 수 있다.
γd=(Vd/L)·δf_d ……식 07
그래서, 본 실시형태에서는, 식 06 또는 식 07에서의 γd, Vd의 각각의 값을 γmax, Vact로 하고, δf_d에 대하여 풂으로써, γmax에 대응하는 정상 원 선회시 한계 타각(δf_max_c)을 구한다.
모델 차량에 발생하는 원심력이 과대하게 되지 않도록 하기 위한 모델 전륜타각(δf_d)의 허용범위[δf_min, δf_max]는, 기본적으로는, 허용범위[-δf_max_c, δf_max_c]에 설정하면 된다. 단, 그 경우에는, 실차(1)의 카운터 스티어 상태(실차(1)의 요잉레이트의 극성과 역극성의 방향으로 전륜(W1, W2)을 조타하는 상태)에서, 모델 전륜타각(δf_d)이 불필요한 제한을 받는 경우가 있다.
그래서, 본 실시형태에서는, 모델 차량의 요잉레이트(γd)와 γmax에 따라 다음 식 08a, 08b에 의해 δf_max_c, -δf_max_c를 수정함으로써 모델 전륜타각(δf_d)의 허용범위의 상한값(δf_max) 및 하한값(δf_min)을 설정한다.
δf_max=δf_max_c+fe(γd, γmax) ……식 08a
δf_min=-δf_max_c-fe(-γd, -γmax) ……식 08b
식 08a, 08b에서의 fe(γd, γmax), fe(-γd, -γmax)는 γd, γmax의 함수이며, 그 함수값이 예를 들면 도 5(a), (b)의 그래프에 나타내는 바와 같이 γd, γmax의 값에 따라 변화되는 함수이다. 이 예에서는, 함수(fe)(γd, γmax)의 값은 도 5(a)의 그래프에 나타내는 바와 같이, γd가 0보다도 약간 큰 소정의 값(γ1) 이하의 값일 경우(γd<0의 경우를 포함함)에는, 양의 일정값(fex)으로 된다. 그리고, fe(γd, γmax)의 값은, γd>γ1일 경우에는, γd가 커짐에 따라, 단조롭게 감소하여, γd가 γmax 이하의 소정값인 γ2(>γ1)에 도달할 때까지 0으로 된다. 또한, fe(γd, γmax)의 값은 γd>γ2일 경우(γd≥γmax의 경우를 포함함)에 는, 0으로 유지된다.
또, 함수(fe)(-γd, -γmax)는 함수(fe)(γd, γmax)의 변수(γd, γmax)의 극성을 반전시킨 함수이므로, 이 함수(fe)(-γd, -γmax)의 값은, 도 5(b)의 그래프에 나타내는 바와 같이 γd에 대하여 변화된다. 즉, γd가 0보다도 약간 작은 소정의 음의 값 -γ1 이상의 값일 경우(γd>0의 경우를 포함함)에는, 양의 일정값(fex)으로 된다. 그리고, fe(-γd, -γmax)의 값은, γd<-γ1일 경우에는, γd가 작아짐에 따라, 단조롭게 감소하여, γd가 -γmax 이상의 소정값인 -γ2에 달할 때까지 0으로 된다. 또한, fe(-γd, -γmax)의 값은 γd<-γ2일 경우(γd≤-γmax의 경우를 포함함)에는, 0으로 유지된다.
또한, 함수(fe)(γd, γmax), fe(-γd, -γmax)의 값을 결정하기 위하여 필요한 γd의 값으로서는, 규범 동특성 모델(16)에서 결정한 규범 요잉레이트(γd)의 전회값을 사용하면 된다.
또, 함수(fe)(γd, γmax)의 그래프의 꺽임점에서의 γd의 값(γ1, γ2), 또는, 상기 양의 일정값(fex)은 추정 마찰계수(μestm)나 실주행속도(Vact)에 따라 가변적으로 변경하도록 해도 된다.
상기한 바와 같이 δf_max_c를 함수(fe)의 값에 의해 보정하여 모델 전륜타각(δf_d)의 허용범위[δf_min, δf_max]를 설정함으로써, γd와 역방향의 모델 전륜타각(δf_d)의 한계값(δf_max 또는 δf_min)의 크기(절대값)는, 모델 차량에 발생시키는 원심력의 한계에 대응하는 정상 원 선회시 한계 타각(δf_max_c)보다도 조금 크게 설정된다. 이 때문에, 실차(1)의 카운터 스티어 상태에서, 모델 전륜타 각(δf_d)이 불필요한 제한을 받는 것을 방지할 수 있다. 또한, 이 허용범위[-δf_min, δf_max]는 실주행속도(Vact)가 높을수록, 또는, 추정 마찰계수(μestm)가 작을수록 좁아진다.
상기와 같이 모델 전륜타각(δf_d)의 허용범위를 설정한 후, 원심력 과대화 방지 리미터(14f)는 입력된 제 1 제한완료 전륜타각(δf_ltd1)이 허용범위[δf_min, δf_max] 내의 값일 때(δf_min≤δf_ltd1≤δf_max일 때)에는, δf_ltd1의 값을 그대로 제 2 제한완료 전륜타각(δf_ltd2)(=규범 동특성 모델(16)에 입력하는 모델 전륜타각(δf_d))으로서 출력한다. 또, 이 원심력 과대화 방지 리미터(14f)는, 입력된 δf_ltd1의 값이 허용범위[δf_min, δf_max]를 일탈해 있는 경우에는, 그 입력값을 강제적으로 제한하여 이루어지는 값을 제 2 제한완료 전륜타각(δf_ltd2)으로서 출력한다. 구체적으로는, δf_ltd1>δf_max일 경우에는, δf_max가 제 2 제한완료 전륜타각(δf_ltd_2)으로서 출력되고, δf_ltd1<δf_min일 경우에는, δf_min이 제 2 제한완료 전륜타각(δf_ltd2)으로서 출력된다. 이것에 따라 δf_ltd2는, 허용범위[δf_min, δf_max] 내에서, 제 1 제한완료 전륜타각(δf_ltd1)에 일치하거나, 혹은, 제 1 제한완료 전륜타각(δf_ltd1)에 가장 가까운 값이 되도록 결정된다.
또한, 상기 식 01로 표시되는 규범 동특성 모델(16)에서는, 모델 차량의 정상 원 선회시에는, βd와 γd 사이에 다음 식 09의 관계가 성립한다.
또한 Vd가 충분하게 작을 때(Vd2≒0으로 간주할 수 있을 때)에는, 식 09는 근사적으로 다음 식 10으로 바꾸어 쓸 수 있다.
βd=(Lr/Vd)·γd ……식 10
따라서, 모델 차량의 정상 원 선회시에 있어서의 γd 또는 γmax의 값은 식 09 또는 식 10에 의해 βd의 값으로 변환할 수 있다(단, Vd=Vact로 함). 이 때문에, 상기와 같이 요잉레이트(γd, γmax)의 값에 따라 모델 전륜타각(δf_d)의 허용범위를 설정하는 대신, 요잉레이트(γd, γmax)에 대응하는 차량 중심점 횡방향 미끄러짐각(βd)의 값에 따라 모델 전륜타각(δf_d)의 허용범위를 설정하도록 해도 된다.
이상이 규범 조작량 결정부(14)의 처리의 상세이다.
이상에서 설명한 규범 조작량 결정부(14)의 처리에 의해, 규범 동특성 모델(16) 상의 모델 차량의 전륜 횡방향 미끄러짐각(βf_d)의 순시값이 과대하게 되지 않고, 또한, 모델 차량에 발생하는 원심력이 과대하게 되지 않도록 하면서, 운전 조작 입력 중 스티어링각(θh)에 따라, 제 2 제한완료 전륜타각(δf_ltd2)이 규범 동특성 모델(16)에 입력하는 모델 전륜타각(δf_d)으로서 제어 처리 주기마다 결정된다.
보충하면, 원심력 과대화 방지 리미터(14f)에서, 규범 동특성 모델(16)에 입력하는 모델 전륜타각(δf_d)을 상기와 같이 제한하여, 모델 차량에 발생하는 원심력이 과대하게 되지 않도록 한다는 것은, 모델 차량의 차량 중심점 횡방향 미끄러짐각(βd)(혹은 후륜 횡방향 미끄러짐각(βr_d))이 과대하게 되지 않도록 모델 전 륜타각(δf_d)를 제한하는 것과 동등하다. 또, 일반적으로, 차량의 원심력이나 차량 중심점 횡방향 미끄러짐각(혹은 후륜 횡방향 미끄러짐각)은 스티어링 조작에 대하여 늦게 발생하므로, 원심력 과대화 방지 리미터(14f)에 의한 모델 전륜타각(δf_d)의 제한 처리는, 차량의 원심력이나 차량 중심점 횡방향 미끄러짐각(혹은 후륜 횡방향 미끄러짐각)의 수렴 예상값을 기초로, 모델 전륜타각(δf_d)을 제한하는 처리라고 할 수 있다. 이에 반해, 전륜 횡방향 미끄러짐각 리미터(14d)의 제한 처리는, 모델 차량의 전륜 횡방향 미끄러짐각(βf_d)의 순시값이 과대하게 되지 않도록 모델 전륜타각(δf_d)을 제한하기 위한 처리라고 할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는, 원심력 과대화 방지 리미터(14f)에서 허용범위[δf_min, δf_max]를 설정하기 위하여 사용하는 함수(fe)를 상기 도 5(a), (b)에 도시한 바와 같이 설정했지만, 이것에 한정되는 것은 아니다.
예를 들면, 함수(fe)(γd, γmax)를 도 6에 실선의 그래프로 도시하는 바와 같이 설정해도 된다. 이 예에서는, fe(γd, γmax)는 그 값이 γd의 값의 증가(부측의 값으로부터 정측의 값으로의 증가)에 따라, 단조함과 아울러, γd=γmax일 때에 0으로 된다. 또한, 이때, 함수(fe)(-γd, -γmax)는 도 6에 파선의 그래프로 나타내는 것으로 된다. 이 경우, 상기 식 08a에 의해 결정되는 모델 전륜타각(δf_d)의 허용범위의 상한값(δf_max)은, γd가 γmax를 초과하면, γd의 증가에 따라, 정상 원 선회시 한계 타각(δf_max_c)보다도 0에 근접하게 된다. 마찬가지로, 상기 식 08b에 의해 결정되는 모델 전륜타각(δf_d)의 허용범위의 하한값(δf_min)은, γd가 -γmax를 부측으로 초과하면, γd의 감소(크기의 증가)에 따라, -δ f_max보다도 0에 근접하게 된다.
또, 상기 식 08a, 08b 대신, 다음 식 11a, 11b에 의해, δf_d의 허용범위의 상한값(δf_max) 및 하한값(δf_min)을 설정하도록 함과 아울러, 함수(fe)(γd, γmax), fe(-γd, -γmax)를 각각, 예를 들면 도 7의 실선, 파선의 그래프로 나타내는 바와 같이 설정해도 된다.
δf_max=δf_max_c·fe(γd, γmax)……식 11a
δf_min=-δf_max_c·fe(-γd, -γmax)……식 1lb
이 예에서는, fe(γd, γmax), fe(-γd, -γmax)는 그 값이 항상 1 이상이며, 또한 도 5(a), (b)의 것과 동일한 형태로 γd에 따라 변화된다. 그리고, 이들 fe(γd, γmax), fe(-γd, -γmax)의 값을 각각 δf_max_c, δf_min_c에 타는 것에 의해, 상한값(δf_max)과 하한값(δf_min)이 설정되게 된다.
또, δf_max_c를 함수(fe)의 값에 의해 보정하여 모델 전륜타각(δf_d)의 허용범위[δf_min, δf_max]를 설정하는 대신, 예를 들면 이하와 같은 처리에 의해 제 2 제한완료 전륜타각(δf_ltd2)을 결정하는 해도 된다. 도 8은 그 처리기능을 설명하기 위한 기능 블럭도이다.
즉, 상기 전륜 횡방향 미끄러짐각 리미터(14d)에서 결정된 제 1 제한완료 전륜타각(δf_ltd1)을 보정하기 위한 전륜타각 보정분(Δδf)을 처리부(14g)에서 모델 차량의 요잉레이트(γd)(전회값)에 따라 결정한다. 이때, Δδf는 처리부(14g) 중의 그래프로 나타내는 바와 같이, 기본적으로는, γd가 정측에서 증가함에 따라, Δδf의 값이 정측에서 단조 증가하고, 또한 γd가 부측에서 감소함에 따라, Δδf 의 값이 부측에서 단조 감소하도록 결정된다. 또한, 처리부(14g) 중의 그래프에서는, Δδf의 값에는 상한값(>0) 및 하한값(<0)이 마련되어 있다. 이 경우, 상한값 및 하한값은, 예를 들면 그 절대값이 상기 도 5(a), (b)에 나타낸 일정값(fex)과 동일한 값이 되도록 설정된다.
이어서, 상기한 바와 같이 결정한 전륜타각 보정분(Δδf)을 상기 감산기(14e)(도 4 참조)에서 산출된 제 1 제한완료 전륜타각(δf_ltd1)에 가산기(14h)로 더함으로써 입력 보정된 제 1 제한완료 전륜타각을 결정한다. 이 경우, δf_ltd1의 방향과 γd의 방향이 서로 역방향일 경우에는, 입력 보정된 제 1 제한완료 전륜타각의 크기는 δf_ltd1의 크기보다도 작아진다. 단, δf_ltd1의 방향과 γd의 방향이 동일한 경우에는, 입력 보정된 제 1 제한완료 전륜타각의 크기는 δf_ltd1의 크기보다도 커진다.
이어서, 이 입력 보정된 제 1 제한완료 전륜타각을 원심력 과대화 방지 리미터(14f)에 통과시킴으로써 입력 보정된 제 1 제한완료 전륜타각을 모델 전륜타각(δf_d)의 허용범위[δf_min, δf_max] 내의 값으로 제한하여 이루어지는 입력 보정된 제 2 제한완료 전륜타각을 결정한다. 즉, 입력 보정된 제 1 제한완료 전륜타각이 허용범위 내의 값일 경우에는, 이 입력 보정된 제 1 제한완료 전륜타각이 그대로 입력 보정된 제 2 제한완료 전륜타각으로서 결정된다. 또, 입력 보정된 제 1 제한완료 전륜타각이 허용범위로부터 일탈해 있는 경우에는, δf_max 및 δf_min 중, 입력 보정된 제 1 제한완료 전륜타각에 가까운 쪽의 값이 입력 보정된 제 2 제한완료 전륜타각으로서 결정된다.
이 경우, 원심력 과대화 방지 리미터(14f)에서의 모델 전륜타각(δf_d)의 허용범위의 상한값(δf_max)(>0)은 δf_ltd1의 방향과 γd의 방향이 동일한 경우의 δf_ltd1의 보정분을 예상하고, 상기 정상 원 선회시 타각 한계값(δf_max_c)보다도 큰 값(예를 들면 δf_max_c+fex)으로 설정된다. 마찬가지로, 모델 전륜타각(δf_d)의 허용범위의 하한값(δf_min)(<0)은 그 절대값이 δf_max_c 보다도 큰 값이 되도록 설정된다.
이어서, 상기한 바와 같이 결정한 입력 보정된 제 2 제한완료 전륜타각으로부터, 상기 전륜타각 보정분(Δδf)을 감산기(14i)로 감산함으로써, 제 2 제한완료 전륜타각(δf_ltd2)을 결정한다.
상기한 바와 같이 제 2 제한완료 전륜타각(δf_ltd2)을 결정하도록 해도, 모델 차량에 발생하는 원심력이 과대하게 되지 않도록 하고, 또한, 실차(1)의 카운터 스티어링 상태에서의 불필요한 제한이 걸리는 것을 방지하면서, 규범 동특성 모델(16)에 입력하는 모델 전륜타각(δf_d)(=δf_ltd2)을 결정할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는, 규범 동특성 모델(16)에 입력하는 모델 전륜타각(δf_d)을 결정하기 위하여, 상기 전륜 횡방향 미끄러짐각 리미터(14d) 및 원심력 과대화 방지 리미터(14f)의 처리를 행하도록 했지만, 어느 한쪽 혹은 양쪽의 처리를 생략해도 된다. 즉, 처리부(14a)에서 결정되는 무제한시 전륜타각(δf_unltd), 또는, 이 δf_unltd를 원심력 과대화 방지 리미터(14f)에 입력하여 얻어지는 값, 또는, 상기 감산기(14e)에서 결정되는 제 1 제한완료 전륜타각(δf_ltd1)을 규범 동특성 모델(16)에 입력하는 모델 전륜타각(δf_d)으로서 결정하도록 해도 된다.
이상 설명한 바와 같이 규범 조작량 결정부(14)에서 결정된 모델 전륜타각(δf_d)의 금회값(=δf_ltd2의 금회값)이 규범 동특성 모델(16)에 입력되고, 그 입력값과 후술하는 바와 같이 FB 분배칙(20)에서 결정된 가상 외력(Fvir, Mvir)(전회값)으로부터, 이 규범 동특성 모델(16)에 의해(상기 식 01에 따라), 규범 요잉레이트(γd) 및 규범 차량 중심점 횡방향 미끄러짐각(βd)의 금회값이 새롭게 결정되게 된다. 또한, 이 처리는, 실제로는, 식 01을 이산 시간계로 나타낸 식에 의해 행해지므로, γd, βd의 금회값을 결정하기 위하여, γd, βd의 전회값도 사용되게 된다.
이 경우, 규범 동특성 모델(16)에 입력되는 모델 전륜타각(δf_d)은 상기한 바와 같이 규범 조작량 결정부(14)에서 제한되고 있으므로, 모델 차량의 스핀이나 극단적인 횡방향 미끄러짐의 발생이 방지된다.
[FB 분배칙에 대하여]
다음에 FB 분배칙(20)의 처리의 상세를 도 9~도 16을 참조하여 설명한다.
도 9는 FB 분배칙(20)의 처리기능을 나타내는 기능 블럭도이다. 도시한 바와 같이 FB 분배칙(20)은, 그 처리기능을 대별하면, 가상 외력(Mvir, Fvir)을 결정하는 처리를 행하는 가상 외력 결정부(20a)와 액추에이터 동작 FB 목표값을 결정하는 처리를 행하는 액추에이터 동작 FB 목표값 결정부(20b)로 구성된다.
또한, 가상 외력 결정부(20a)는 본 발명에서의 차량 모델 조악용 제어 입력 결정 수단에 상당한다. 그리고, 액추에이터 동작 FB 목표값 결정부(20b)는 본 발명에서의 실차 액추에이터 조작용 제어 입력 결정 수단의 구성 요소(본 발명에서의 피드백 제어 입력을 결정하는 수단)이다.
우선, 가상 외력 결정부(20a)를 도 9를 참조하여 설명하면 이 가상 외력 결정부(20a)의 처리기능은 가상 외력 임시값 결정부(201)와 γβ 제한기(202)로 대별된다.
가상 외력 결정부(20a)의 처리에서는, 우선, 상기 감산기(18)로부터 입력되는 상태량 편차γerr(=γact-γd), βerr(=βact-βd)에 따라, 가상 외력 임시값 결정부(201)에 의해 가상 외력의 임시값(Mvirtmp, Fvirtmp)이 결정된다. 임시값(Mvirtmp, Fvirtmp) 중 Mvirtmp는 상태량 편차(γerr, βerr)를 0에 근접시키기 위하여 규범 동특성 모델(16)의 모델 차량의 중심점(Gd)의 주위에 부가적으로 발생시킬 모멘트(요잉 방향의 모멘트), Fvirtmp는 상태량 편차(γerr, βerr)를 0에 근접시키기 위하여 규범 동특성 모델(16)의 모델 차량의 중심점(Gd)에 부가적으로 작용시켜야 할 병진력(모델 차량의 횡방향의 병진력)을 의미한다.
구체적으로는, 다음 식 15로 표시하는 바와 같이, 입력된 상태량 편차(γerr, βerr)로 이루어지는 벡터(γerr, βerr)T(첨자 T는 전치를 의미함)에 소정의 게인 매트릭스(Kfvir)를 곱함으로써, 가상 외력의 임시값(Mvirtmp, Fvirtmp)(이하, 가상 외력 임시값(Mvirtmp, Fvirtmp)으로 함)이 결정된다.
이 식 15에 의해, 상태량 편차(γerr, βerr)를 0에 근접시키기 위하여 규범 동특성 모델(16)에 피드백하는 제어 입력의 임시값으로서의 가상 외력 임시값(Mvirtmp, Fvirtmp)이 상태량 편차(γerr, βerr)로부터 피드백 제어칙에 의해 결정된다.
또한, 이하에 상세히 설명하는 γβ 제한기(202)가 모델 차량의 차량 중심점 횡방향 미끄러짐각(βd) 혹은 실차(1)의 실차량 중심점 횡방향 미끄러짐각(βact)이 소정의 허용범위를 초과할 것 같이 되었을 때, 및 초과해 버렸을 때에만, βd 혹은 βact를 허용범위로 되돌리는 작용을 강하게 발생하도록 하고 싶으면, βerr을 시정수가 작은 1차 지연 특성에 가까운 특성에서 0에 수렴시키는 것이 바람직하다. 그것을 위해서는, 예를 들면 게인 매트릭스(Kfvir)의 성분 중 Kfvir12를 0으로 설정하고, Kfvir11을 그 절대값이 커지도록 설정하면 된다.
이어서, 규범 동특성 모델(16) 상의 모델 차량의 요잉레이트(γd) 및 차량 중심점 횡방향 미끄러짐각(βd)이 각각 소정의 허용범위로부터 일탈하는 것을 억제하도록 가상 외력 임시값(Mvirtmp, Fvirtmp)을 수정하는 처리가 γβ 제한기(202)에 의해 실행된다.
구체적으로는, γβ 제한기(202)는, 우선, 예측 연산부(203)의 처리를 실행하고, 소정 시간 후(1개 이상의 소정 수의 제어 처리 주기의 시간 후)의 모델 차량의 요잉레이트(γd)와 차량 중심점 횡방향 미끄러짐각(βd)을 예측하고, 그들 예측값을 각각 예측 요잉레이트(γda), 예측 차량 중심점 횡방향 미끄러짐각(βda)으로서 출력한다.
이때 예측 연산부(203)에는, 규범 동특성 모델(16)에서 결정된 규범 요잉레이트(γd)(금회값) 및 규범 차량 중심점 횡방향 미끄러짐각(βd)(금회값)과, 센서·추정기(12)에서 검출 또는 추정된 실주행속도(Vact)(금회값)와, 규범 조작량 결정부(14)에서 결정된 제 2 제한완료 전륜타각(δf_ltd2)(금회값)과, 가상 외력 임시값 결정부(201)에서 상기한 바와 같이 결정된 가상 외력 임시값(Mvirtmp, Fvirtmp)(금회값)이 입력된다. 그리고, 이 예측 연산부(203)는, 모델 전륜타각(δf_d)이 입력된 δf_ltd2에 유지되고, 또한, 모델 차량에 작용하는 가상 외력(Mvir, Fvir)이 입력된 Mvirtmp, Fvirtmp에 유지되고, 또한, 모델 차량의 주행속도(Vd)가 입력된 Vact에 유지된다고 가정하고, 상기 식 01에 기초하여 예측 요잉레이트(γda) 및 예측 차량 중심점 횡방향 미끄러짐각(βda)을 산출한다.
이어서, γβ 제한기(202)는 상기한 바와 같이 예측 연산부(203)에서 산출한 γda, βda를 각각 γ 불감대 처리부(204), β 불감대 처리부(205)에 통과시킴으로서, γda, βda의 각각의, 소정의 허용범위로부터의 일탈량(γover, βover)을 구한다. 도면 중에 나타내는 γ 불감대 처리부(204)의 그래프는 γda와 γover의 관계를 예시하는 그래프이며, 이 그래프에 관한 횡축방향의 값은 γda의 값, 종축방향의 값은 γover의 값이다. 마찬가지로, 도면 중에 나타내는 β 불감대 처리부(205)의 그래프는 βda와 βover의 관계를 예시하는 그래프이며, 이 그래프에 관한 횡축방향의 값은 βda의 값, 종축방향의 값은 βover의 값이다.
여기에서, γ 불감대 처리부(204)에서의 허용범위는 그 하한값, 상한값을 각각 γdamin(<0), γdamax(>0)로 하는 허용범위(요잉레이트(γd)의 허용범위)이며, β 불감대 처리부(205)에서의 허용범위는 그 하한값, 상한값을 각각 βdamin(<0), βdamax(>0)로 하는 허용범위(차량 중심점 횡방향 미끄러짐각(βd)의 허용범위)이다.
본 실시형태에서는 요잉레이트(γd)에 관한 허용범위[γdamin, γdamax]는, 예를 들면 모델 차량의 주행속도(Vd)를 Vact(금회값)에 유지함과 아울러, 모델 차량의 요잉레이트(γd)를 γdamin 또는 γdamax에 유지하여 정상 원 선회를 행한 경우에 모델 차량에 발생하는 원심력이 추정 마찰계수(μestm)(금회값)에 따른 마찰력의 한계값을 초과하지 않도록 설정된다. 즉, 다음 식 16a, 16b를 만족하도록, Vact(금회값)과 μestm(금회값)에 따라, γdamax, γdamin이 설정된다.
m·Vact·γdamax<μestm·m·ｇ ……식 16a
m·Vact·γdamin>-μestm·m·ｇ ……식 16b
γdamax, γdamin은, 예를 들면 각각의 절대값이 상기 식 05에 의해 결정되는 정상 원 선회시 최대 요잉레이트(γmax)와 동일한 값이 되도록 설정하면 된다(γdamax=γmax, γdamin=-γmax로 함). 단, γdamax, γdamin을 그 절대값이 γmax와 상이한 값(예를 들면 γmax 보다도 작은 값)으로 되도록 설정해도 된다.
또한, 상기한 바와 같이 설정되는 허용범위[γdamin, γdamax]는 실주행속도(Vact)가 높을수록, 또는, 추정 마찰계수(μestm)가 작을수록 좁아진다.
또, 차량 중심점 횡방향 미끄러짐각(βd)에 관한 허용범위[βdamin, βdamax]는, 예를 들면 실차(1)의 차량 중심점 횡방향 미끄러짐각과 실차(1)의 중심점에 작용하는 횡방향의 병진력 사이의 관계가 거의 선형적인 관계(비례관계)에 유 지되는 것과 같은 차량 중심점 횡방향 미끄러짐각의 범위 내에 설정된다. 이 경우, Vact(금회값)과 μestm(금회값) 중 적어도 어느 한쪽에 따라 βdamin, βdamax를 설정하는 것이 바람직하다.
그리고, γ 불감대 처리부(204)의 처리에서는, 구체적으로는, 입력된 γda가 소정의 허용범위[γdamin, γdamax] 내의 값일 때(γdamin≤γda≤γdamax일 때)에는 γover=0으로 하고, γda<γdamin일 때에는 γover=γda-γdamin으로 하고, γda>γdamax일 때에는 γover=γda-γdamax로 한다. 이것에 의해, 예측 요잉레이트(γda)의 허용범위[γdamin, γdamax]로부터의 일탈량(γover)이 구해진다.
마찬가지로, β 불감대 처리부(205)의 처리는 입력된 βda의 값이 소정의 허용범위[βdamin, βdamax] 내의 값일 때(βdamin≤βda≤βdamax일 때)에는, βover=0으로 하고, βda<βdamin일 때에는 βover=βda-βdamin으로 하고, βda>βdamax일 때에는 βover=βda-βdamax로 한다. 이것에 의해, 예측 차량 중심점 횡방향 미끄러짐각(βda)의 허용범위[βdamin, βdamax]로부터의 일탈량(βover)이 구해진다.
이어서, γβ 제한기(202)는 이들 일탈량(γover, βover)을 0에 근접시키도록, 가상 외력 임시값(Mvirtmp, Fvirtmp)의 보정량인 임시값 조작량(Mvir_over, Fvir_over)을 처리부(206)에서 산출한다.
구체적으로는, 다음 식 17로 표시하는 바와 같이, γover, βover로 이루어지는 벡터(γover, βover)T에 소정의 게인 매트릭스(Kfov)를 곱함으로써, Mvir_over, Fvir_over가 결정된다.
이어서, γβ 제한기(202)는 이 임시값 조작량(Mvir_over, Fvir_over)을 각각 가상 외력 임시값(Mvirtmp, Fvirtmp)으로부터 감산기(207)에서 감산함으로써, 가상 외력(Mvir, Fvir)의 금회값을 결정한다. 즉, 다음 식 18a, 18b에 의해 가상 외력(Mvir, Fvir)이 결정된다.
Mvir=Mvirtmp-Mvir_over ……식 18a
Fvir=Fvirtmp-Fvir_over ……식 18b
이상과 같이 가상 외력 결정부(20a)의 처리가 실행됨으로써, 예측 요잉레이트(γda) 및 예측 차량 중심점 횡방향 미끄러짐각(βda)이 각각 허용범위[γdamin, γdamax], [βdamin, βdamax]로부터 일탈하는 것을 억제하면서, 상태량 편차(γerr, βerr)를 0에 근접시키도록 가상 외력(Mvir, Fvir)이 결정되게 된다.
또한, 이상에서 설명한 가상 외력 결정부(20a)의 γβ 제한기(202)는, 임시값 조작량(Mvir_over, Fvir_over)에 의해 가상 외력 임시값(Mvirtmp, Fvirtmp)을 보정함으로써 가상 외력(Mvir, Fvir)을 결정하(보다 일반적으로 말하면, Mvir_over와 Mvirtmp의 선형결합, 및, Fvir_over와 Fvirtmp의 선형결합에 의해 각각 Mvir, Fvir을 결정하)도록 했지만, 다음과 같이 하여, 가상 외력(Mvir, Fvir)을 결정하도 록 해도 된다. 도 10은 그 처리를 설명하기 위한 기능 블럭도이다.
동 도면을 참조하여, 이 예에서는, 가상 외력 임시값 결정부(201), 예측 연산부(203), γ 불감대 처리부(204), β 불감대 처리부(205), 처리부(206)의 처리는 도 9의 것과 동일하다. 한편, 본 예에서는, 처리부(206)에서 구해진 임시값 조작량(Fvir_over, Mvir_over)는 각각 처리부(208, 209)에 입력되고, 이 처리부(208, 209)에서, 가상 외력 임시값(Mvirtmp, Fvirtmp)을 각각 보정하기 위한 보정계수(Katt1(≥0), Katt2(≥0))가 결정된다. 이들 보정계수(Katt1, Katt2)는 각각 가상 외력 임시값(Mvirtmp, Fvirtmp)에 곱하는 보정계수이다. 또한, 도면 중에 나타내는 처리부(208)에 관계되는 그래프는 Mvir_over와 Katt1의 관계를 예시하는 그래프이며, 이 그래프에 관한 횡축방향의 값은 Mvir_over의 값, 종축방향의 값은 Katt1의 값이다. 마찬가지로, 도면 중에 나타내는 처리부(209)에 관계되는 그래프는 Fvir_over와 Katt2의 관계를 예시하는 그래프이며, 이 그래프에 관한 횡축방향의 값은 Fvir_over의 값, 종축방향의 값은 Katt2의 값이다.
처리부(208)의 처리에서는, 도면 중의 그래프로 나타내는 바와 같이, Mvir_over가 0일 때에는, Katt1=1로 되고, Mvir_over의 절대값이 0으로부터 증가함에 따라, Katt1의 값이 1로부터 0까지 단조롭게 감소하도록 Katt1의 값이 설정된다. 그리고, Katt1의 값은 Mvir_over의 절대값이 소정값(Katt1이 0에 달하는 값)을 초과하면 0에 유지된다.
마찬가지로, 처리부(209)의 처리에서는, 도면 중의 그래프로 나타내는 바와 같이, Fvir_over가 0일 때에는, Katt2=1로 되고, Fvir_over의 절대값이 0으로부터 증가함에 따라, Katt2의 값이 1부터 0까지 단조롭게 감소하도록 Katt2의 값이 설정된다. 그리고, Katt2의 값은 Fvir_over의 절대값이 소정값(Katt2가 0에 달하는 값)을 초과하면 0에 유지된다.
이어서, 상기한 바와 같이 결정된 보정계수(Katt1, Katt2)는, 각각 승산기(210, 211)에서, 가상 외력 임시값(Mvirtmp, Fvirtmp)에 승산되고, 이것에 의해, 가상 외력(Mvir, Fvir)의 금회값이 결정된다.
이와 같이, 도 10의 예에서는, 일탈량(Mvir_over)의 절대값이 커짐에 따라, 가상 외력(Mvir)의 크기를 가상 외력 임시값(Mvirtmp)에 대하여 좁히도록(0에 근접시키도록) 가상 외력(Mvir)이 결정된다. 마찬가지로, 일탈량(Fvir_over)의 절대값이 커짐에 따라, 가상 외력(Mvir)의 크기를 가상 외력 임시값(Mvirtmp)으로 대하여 좁히도록(0에 근접시키도록) 가상 외력(Fvir)이 결정된다. 이와 같이, 가상 외력(Mvir, Fvir)을 결정한다고 하는 것은, γda, βda의 허용범위로부터의 일탈이, 가상 외력(Mvir, Fvir)에 기인하는 것으로 간주하여, γda, βda의 허용범위[γdamin, γdamax], [βdamin, βdamax]로부터의 일탈을 억제하면서, 상태량 편차(γerr, βerr)를 0에 근접시키도록 가상 외력(Mvir, Fvir)을 결정하는 것을 의미한다. 이 경우에는, 규범 조작량 결정부(14)에서, 상기한 바와 같이, 규범 동특성 모델(16)에 입력하는 모델 전륜타각(δf_d)을 제한해 두는 것이 바람직하다.
또, 이상 설명한 γβ 제한기(202)에서는, 예측 연산부(203)에서 상기한 바와 같이 식 01을 사용하여 구한 예측 요잉레이트(γda) 및 예측 차량 중심점 횡방향 미끄러짐각(βda)을 각각 제한 대상량으로 하고, 이들 γda, βda를 γ 불감대 처리부(204), β 불감대 처리부(205)에 입력하여 일탈량(γover, βover)을 구했다. 단, γda, βda 대신, 규범 요잉레이트(γd), 규범 차량 중심점 횡방향 미끄러짐각(βd)의 금회값, 또는, 실요잉레이트(γact), 실차량 중심점 횡방향 미끄러짐각(βact)의 금회값, 또는, 이것들의 값에, 필터링 처리를 시행한 값을 제한 대상량으로서 사용해도 된다.
예를 들면, 각 제어 처리 주기에서 γda 대신 γd의 금회값을 γ 불감대 처리부(204)에 입력함과 아울러, 규범 동특성 모델(16)에서 차례차례 산출되는 βd에, 전달함수가 (1+T1·s)/(1+T2·s)라고 하는 형태로 표시되는 필터링 처리(T1, T2는 어떤 시정수, s는 라플라스 연산자)를 시행하여 이루어지는 값을 βda 대신 β 불감대 처리부(205)에 입력하도록 해도 된다. 이 경우, 예를 들면 T1>T2로 되도록 시정수(T1, T2)를 설정하면, 이 필터링 처리는 소위 위상 진행 보상 요소로서 기능한다. 이때, 어느 정도 높은 주파수 영역에서의 βd의 주파수 성분의 위상을 진행시켜, 이 주파수 성분에 대한 게인을 높임으로써, 각 제어 처리 주기에서 결정되는 βd의 값 자체가 허용범위[βdamin, βdamax]를 일탈하기 전부터, βover에 따라 가상 외력(Mvir, Fvir)을 제한할 수 있다.
또, 제한 대상량으로서의 γda, βda를 이하와 같이 구하도록 해도 된다. 즉, 예측 연산부(203)에서는, 다음 식 19a, 19b로 표시하는 바와 같이, 적당한 계수(cij)를 사용하여 γd, βd의 금회값을 선형결합하여 이루어지는 값을 γda, βda로서 구하도록 해도 된다.
γda=c11·γd+c12·βd ……식 19a
βda=c21·γd+c22·βd ……식 19b
또는, 다음 식 20a, 20b로 표시하는 바와 같이, 적당한 계수(cij)를 사용하여 γd, βd, Mvirtmp, Fvirtmp, 및 δf_ltd2의 금회값을 선형결합하여 이루어지는 값을 γda, βda로서 구하도록 해도 된다.
γda=c11·γd+c12·βd
+c13·Mvirtmp+c14·Fvirtmp+c15·δf_ltd2 ……20a
βda=c21·γd+c22·βd
+c23·Mvirtmp+c24·Fvirtmp+c25·δf_ltd2 ……20b
또한, 이들 식 20a, 20b는 상기한 예측 연산부(203)의 처리를 보다 일반화하여 표현한 것이다.
또는, 다음 식 21a, 21b로 표시하는 바와 같이, 적당한 계수(cij)를 사용하여 γact, βact의 금회값을 선형결합하여 이루어지는 값을 γda, βda로서 구하도록 해도 된다.
γda=c11·γact+c12·βact ……식 21a
βda=c21·γact+c22·βact ……식 21b
보충하면, 식 02b로부터 명확한 바와 같이, c21=-Lr/Vd, c22=1(여기에서, Vd는 모델 차량의 주행속도(=실주행속도(Vact)))라고 하면, βda는 후륜의 횡방향 미끄러짐각에 상당한다.
또는, 다음 식 22a, 22b로 표시하는 바와 같이, 적당한 계수(cij)를 사용하여, γd, βd, βd의 시간미분값(dβd/dt), γact, βact, βact의 시간미분값(dβ act/dt), Mvirtmp, Fvirtmp, 및 δf_ltd2의 금회값을 선형결합하여 이루어지는 값을 γda, βda로서 구하도록 해도 된다.
γda=c11·γd+c12·βd+c13·dβd/dt
+c14·γact+c15·βact+c16·dβact/dt
+c17·Mvirtmp+c18·Fvirtmp+c19·δf_ltd2 ……22a
γda=c21·γd+c22·βd+c23·dβd/dt
+c24·γact+c25·βact+c26·dβact/dt
+c27·Mvirtmp+c28·Fvirtmp+c29·δf_ltd2 ……22b
또는, 식 20a의 우변의 연산결과의 값과 식 21a의 우변의 연산결과의 값의 가중평균값, 및, 식 20b의 우변의 연산결과의 값과 식 21b의 우변의 연산결과의 값의 가중평균값을 각각 γda, βda로서 구하도록 해도 된다. 또한, 이것은, 식 22a, 식 22b에 의해 γda, βda를 구하는 경우의 일례가 된다. 또, 식 20a, 식 20b, 또는, 식 22a, 식 22b에서의 Mvirtmp, Fvirtmp의 항을 생략해도 된다.
또는, 소정 시간 후까지의 각 제어 처리 주기에서의 γd, βd의 예측값을 상기 식 01에 기초하여 구하고, 그 구한 γd, βd 중의 피크값을 γda, βda로서 결정하도록 해도 된다.
또한, 식 20a, 식 20b, 또는, 식 21a, 식 21b, 또는, 식 22a, 식 22b의 어느 것을 사용하여 γda, βda를 구하는 경우이더라도, 그들 식의 계수(cij)에, 주파수특성을 가지게(환언하면 cij를 곱하는 변수의 값에 로 패스 필터 등의 필터링 처리를 시행) 하도록 해도 된다. 또는, 계수(cij)를 곱하는 변수의 값에, 이 변수의 시간적 변화율의 제한을 걸도록 해도 된다.
보충하면, 상기 식 21a, 식 21b, 또는, 식 22a, 식 22b에 의해 γda, βda를 결정하도록 한 경우, 그 γda, βda가 어떤 소정 시간 후의 실차(1)의 실요잉레이트(γact), 실차량 중심점 횡방향 미끄러짐각(βact)의 예측값으로서의 의미를 갖도록 각 계수(cij)를 설정하는 것이 바람직하다.
또, 규범 동특성 모델(16)이 상기 식 01로 표시되는 바와 같이 선형의 모델일 경우, 식 20a, 식 20b, 또는, 식 21a, 식 21b, 또는, 식 22a, 식 22b의 어느 것을 사용해도, 실차(1) 또는 모델 차량이 어떤 소정 시간 후의 요잉레이트 및 차량 중심점 횡방향 미끄러짐각의 예측값으로서의 γda, βda를 적절하게 구할 수 있다.
또한, γda, βda 대신 γact, βact의 금회값, 혹은, γact, βact에 필터링 처리를 시행하여 이루어지는 값을 사용한 경우, 또는, 상기 식 21a, 식 21b, 혹은, 식 22a, 식 22b에 의해 γda, βda를 결정하도록 한 경우에는, 실차(1)의 실 요잉레이트(γact) 및 실차량 중심점 횡방향 미끄러짐각(βact)의 금회값 혹은 필터링 값 혹은 예측값이, 각각 허용범위[γdamin, γdamax], [βdamin, βdamax]로부터 일탈하는 것을 억제하면서, 상태량 편차(γerr, βerr)를 0에 근접시키도록 가상 외력(Mvir, Fvir)을 결정하도록 해도 된다.
보충하면, 가상 외력 결정부(20a)의 처리에서는, 보다 일반적으로는, 다음 식 200에 의해 가상 외력(Mvir, Fvir)을 결정하도록 해도 된다.
또, 상기 γβ 제한기(202)의 γ 불감대 처리부(204) 및 β 불감대 처리부(205)에서는, 각각 별도로 γda, βda의 허용범위[γdamin, γdamax], [βdamin, βdamax]를 설정하고, 일탈량(γover, βover)을 결정하도록 했지만, γda와 βda 사이의 상관성을 고려하여, γda, βda의 세트에 대하여 허용범위(허용 영역)를 설정하여, 일탈량(γover, βover)을 결정하도록 해도 된다.
예를 들면 도 11에 도시하는 바와 같이, γda를 횡축, βda를 종축으로 하는 좌표평면상에서의 직선 1~4에 의해 둘러싸인 영역(A)(평행사변형 형상의 영역)을 γda, βda의 세트의 허용 영역(A)으로서 설정한다. 이 경우, 직선 1, 3은 각각 γda의 하한값, 상한값을 규정하는 직선이다. 그 하한값, 상한값은, 예를 들면 상기 γ 불감대 처리부(204)에서의 허용 범위 [γdamin, γdamax]의 하한값(γdamin), 상한값(γdamax)과 마찬가지로 설정된다. 또, 직선 2, 4는 각각 βda의 하한값, 상한값을 규정하는 직선이다. 이 예에서는, 이 하한값 및 상한값이 각각 γda에 따라 선형적으로 변화되도록 설정된다. 그리고, 일탈량(γover, βover)을 예를 들면 다음과 같이 결정한다. 즉, γda, βda의 세트가, 도 11에 점(P1)으로 나타내는 바와 같이, 허용 영역(A) 내에 존재할 때에는, γover=βover=0으로 한 다. 한편, γda, βda의 세트가, 예를 들면 도 11에 점(P2)으로 나타내는 바와 같이, 허용 영역(A)으로부터 일탈해 있는 경우에는, 점(P2)을 통과하고 소정의 경사를 갖는 직선(5)상의 점 중, 점(P2)에 가장 가까운 허용 영역(A)의 경계의 점(P3)(직선(5)상에서 허용 영역(A) 내에 존재하는 점 중, P2에 가장 가까운 점(P3))을 결정한다. 그리고, 점(P2)에서의 γda의 값과 점(P3)에서의 γda의 값의 차가 일탈량(γover)으로서 결정됨과 아울러, 점(P2)에서의 βda의 값과 점(P3)에서의 βda의 값의 차가 일탈량(βover)으로서 결정된다. 또한, γda, βda의 세트에 대응하는 점이, 예를 들면 도 11에 도시하는 점(P4)인 것과 같은 경우, 즉, γda, βda의 세트에 대응하는 점(P4)을 통과하는 소정의 기울기(직선(5)과 동일한 기울기)를 갖는 직선(6)이 허용 영역(A)과 교차하지 않는 것과 같은 경우(직선(6)상에 허용 범위(A) 내의 점이 존재하지 않는 경우)에는, 이 직선(6)에 가장 가까운 허용 영역(A)의 경계의 점(P5)을 결정한다. 그리고, 점(P4)에서의 γda의 값과 점(P5)에서의 γda의 값의 차를 일탈량(γover)으로서 결정하고, 점(P4)에서의 βda의 값과 점(P5)에서의 βda의 값의 차를 일탈량(βover)으로서 결정하면 된다.
보충하면, γda, βda의 세트의 허용 영역은 평행사변형 형상의 영역일 필요는 없으며, 예를 들면, 도 11에 파선으로 나타내는 바와 같이, 경계부를 매끄럽게 형성한(코너부를 갖지 않도록 형성한) 영역(A')이어도 된다.
또, 상기 γβ 제한기(202)에서는, γda, βda의 양자에 대하여, [γdamin, γdamax], [βdamin, βdamax]로부터의 일탈량(γover, βover)을 구하고, 그것에 따라 임시값(Mvirtmp, Fvirtmp)을 보정하도록 했는데, γover, βover 중 어느 한 쪽에만 따라 임시값(Mvirtmp, Fvirtmp)을 보정하도록 해도 된다. 이 경우에는, 상기 처리부(206)의 처리에서, γover, βover의 어느 한쪽의 값을 0에 고정하고, 임시값 조작량(Mvir_over, Fvir_over)을 구하도록 하면 된다.
다음에 액추에이터 동작 FB 목표값 결정부(20b)의 처리를 도 12~도 14를 참조하여 설명한다. 또한, 이후의 설명에서는, 각 차륜(W1~W4)을 제n륜(Wn)(n=1,2,3,4)이라고 하는 경우가 있다.
도 12는 이 액추에이터 동작 FB 목표값 결정부(20b)의 처리를 나타내는 기능 블럭도이다. 동 도면을 참조하여, 액추에이터 동작 FB 목표값 결정부(20b)는, 우선, 처리부(220)에서, 입력된 상태량 편차(γerr, βerr)에 따라, 이 상태량 편차(γerr, βerr)를 0에 근접시키기 위하여 실차(1)의 중심점(G)의 주위에 발생시켜야 할 요잉 방향의 모멘트의 기본 요구값인 피드백 요잉 모멘트 기본 요구값(Mfbdmd)를 실차(1)의 액추에이터 장치(3)에 대한 피드백 제어 입력의 기본 요구값으로서 결정한다.
Mfbdmd는 상태량 편차(γerr, βerr)로부터 피드백 제어칙에 의해 결정된다. 구체적으로는, 다음 식 23과 같이, βerr, γerr로 이루어지는 벡터(βerr, γerr)T에 소정의 게인 매트릭스(Kfbdmd)를 곱함(βerr, γerr을 선형결합함)으로써, Mfbdmd가 결정된다.
또한, βerr, γerr과, βerr의 1차미분값(dβerr/dt)에 따라 Mfbdmd를 결정하도록 해도 된다. 예를 들면, βerr, γerr, dβerr/dt로 이루어지는 벡터에 적당한 게인 매트릭스를 곱함(βerr, γerr, dβerr/dt를 적당한 계수에 의해 선형결합함)으로써 Mfbdmd를 결정하도록 해도 된다.
또, 게인 매트릭스(Kfbdmd)의 요소(Kfbdmd1 및 Kfbdmd2) 중 적어도 어느 한쪽에, 전달함수가 (1+Tc1·s)/(1+Tc2·s)로 표시되는 위상보상 요소를 곱하도록 해도 된다. 예를 들면, βerr에 곱하는 Kfbdmd1에 상기 위상보상 요소를 곱하도록 하고, 또한, Tc1>Tc2 로 되도록 시정수(Tc1, Tc2)의 값을 설정한다. 이렇게 한 경우에는, Kfbdmd1을 βerr에 곱하여 이루어지는 항은 βerr과 그 미분값을 선형결합한 것을 하이컷 필터에 통과시킨 것과 등가가 된다.
이어서, 액추에이터 동작 FB 목표값 결정부(20b)는 이 Mfbdmd를 불감대 처리부(221)에 통과시킴으로써, 불감대 초과 피드백 요잉 모멘트 요구값(Mfbdmd_a)을 결정한다. 또한, 도면 중의 불감대 처리부(221)의 그래프는 Mfbdmd와 Mfbdmd_a의 관계를 예시하는 그래프이며, 이 그래프에 관한 횡축방향의 값은 Mfbdmd의 값, 종축방향의 값은 Mfbdmd_a의 값이다.
본 실시형태에서는, 실차(1)의 액추에이터 장치(3)의 피드백 제어에서는, 상 태량 편차(γerr, βerr)를 0에 근접시키기 위하여, 주로, 액추에이터 장치(3) 중 구동·제동 장치(3A)의 브레이크 장치를 조작한다. 이 경우, 상기한 바와 같이 결정되는 Mfbdmd에 따라 브레이크 장치를 조작하면, 이 브레이크 장치가 빈번하게 조작될 우려가 있다. 본 실시형태에서는, 이것을 방지하기 위하여, Mfbdmd를 불감대 처리부(221)에 통과시켜 얻어지는 불감대 초과 피드백 요잉 모멘트 요구값(Mfbdmd_a)에 따라 브레이크 장치를 조작하는 것으로 했다.
이 불감대 처리부(221)의 처리는 구체적으로는 다음과 같이 실행된다. 즉, 이 불감대 처리부(221)는 Mfbdmd의 값이 0 근방에 정한 소정의 불감대에 존재할 때에는, Mfbdmd_a=0으로 한다. 또, Mfbdmd가 이 불감대의 상한값(>0)보다도 클 때에는, Mfbdmd_a=Mfbdmd-상한값으로 하고, Mfbdmd가 이 불감대의 하한값(<0)보다도 작을 때에는, Mfbdmd_a=Mfbdmd-하한값으로 한다. 바꾸어 말하면, Mfbdmd의 불감대로부터의 초과분을 Mfbdmd_a로서 결정한다. 이렇게 하여 결정되는 Mfbdmd_a에 따라 구동·제동 장치(3A)의 브레이크 장치를 조작하도록 함으로써 상태량 편차(γerr, βerr)에 따른 브레이크 장치의 빈번한 조작을 억제하면서, 이 상태량 편차(γerr, βerr)를 0에 근접시키도록 브레이크 장치를 조작할 수 있다. 또한, 불감대 처리부(221)의 처리를 생략하고, Mfbdmd를 그대로, Mfbdmd_a로서 사용해도 된다.
이어서, 이 불감대 초과 피드백 요잉 모멘트 요구값(Mfbdmd_a)에 따라, 상기 액추에이터 동작 FB 목표값(액추에이터 장치(3)에 대한 피드백 제어 입력)을 결정하는 처리가 액추에이터 동작 FB 목표값 분배처리부(222)에 의해 실행된다.
이 액추에이터 동작 FB 목표값 분배처리부(222)는 그 처리를 개략적으로 설 명하면 실차(1)의 중심점의 주위에 Mfbdmd_a를 발생시키도록(나아가서는 γerr, βerr을 0에 근접시키도록), 구동·제동 장치(3A)의 브레이크 장치의 동작에 의한 각 차륜(W1~W4)의 구동·제동력의 피드백 목표값(γerr, βerr을 0에 근접시키기 위한 브레이크 장치의 피드백 제어 입력)인 FB 목표 제n륜 브레이크 구동·제동력(Fxfbdmd_n)(n=1,2,3,4)을 결정한다. 또는, Fxfbdmd_n(n=1,2,3,4)에 더하여, 스티어링 장치(3B)의 동작에 의한 전륜(W1, W2)의 횡력의 피드백 목표값인 액티브 조타용 FB 목표 횡력(Fyfbdmd_f)을 결정한다.
이 경우, 본 실시형태에서는, 불감대 초과 피드백 요잉 모멘트 요구값(Mfbdmd_a)이 정방향의 모멘트(실차(1)의 상방에서 보아 반시계방향의 모멘트)일 경우에는, 기본적으로는, 실차(1)의 좌측의 차륜(W1, W3)의 구동·제동력을 제동방향으로 증가시키고, 그것에 의하여, 실차(1)의 중심점(G)의 주위에 Mfbdmd_a를 발생시키도록 FB 목표 제n륜 브레이크 구동·제동력(Fxfbdmd_n)(n=1,2,3,4)이 결정된다. 또한, 이때, 실차(1)의 중심점(G)의 주위에 Mfbdmd_a를 발생시키기 위한 좌측의 차륜(W1, W3)에 관한 FB 목표 제1륜 브레이크 구동·제동력(Fxfbdmd_1) 및 FB 목표 제3륜 브레이크 구동·제동력(Fxfbdmd_3)은 그 각각의 변화와, Mfbdmd_a의 변화와의 관계가 비례관계가 되도록 결정된다. 이후, 이 비례관계에서의 Mfbdmd_a의 변화에 대한 Fxfbdmd_1, Fxfbdmd_3의 각각의 변화의 비율을 각각 전륜측 게인(GA1), 후륜측 게인(GA3)이라고 한다. 본 실시형태에서는, Mfbdmd_a가 정방향의 모멘트일 경우에, Fxfbdmd_1, Fxfbdmd_3은 각각 Mfbdmd_a에 GA1, GA3을 곱한 값(Mfbdmd_a에 비례하는 값)으로 결정된다.
또, Mfbdmd_a가 부방향의 모멘트(실차(1)의 상방에서 보아 시계방향의 모멘트)일 경우에는, 기본적으로는, 실차(1)의 우측의 차륜(W1, W3)의 구동·제동력을 제동방향으로 증가시키고, 그것에 의해, 실차(1)의 중심점(G)의 주위에 Mfbdmd_a를 발생시키도록 FB 목표 제n륜 브레이크 구동·제동력(Fxfbdmd_n)(n=1,2,3,4)이 결정된다. 또한, 이때, 실차(1)의 중심점(G)의 주위에 Mfbdmd_a를 발생시키기 위한 우측의 차륜(W2, W4)에 관한 FB 목표 제2륜 브레이크 구동·제동력(Fxfbdmd_2) 및 FB 목표 제4륜 브레이크 구동·제동력(Fxfbdmd_4)은 그 각각의 변화와, Mfbdmd_a와의 변화와의 관계가 비례관계가 되도록 결정된다. 이후, 이 비례관계에서의 Mfbdmd_a의 변화에 대한 Fxfbdmd_2, Fxfbdmd_4의 각각의 변화의 비율을 각각 전륜측 게인(GA2), 후륜측 게인(GA4)이라고 한다. 본 실시형태에서는, Mfbdmd_a가 부방향의 모멘트일 경우에, Fxfbdmd_2, Fxfbdmd_4는 각각 Mfbdmd_a에 GA2, GA4를 곱한 값(Mfbdmd_a에 비례하는 값)으로 결정된다.
이후의 설명에서는, 도 13에 도시하는 바와 같이, 실차(1)의 전륜(W1, W2)의 간격(즉 전륜(W1, W2)의 트레드)을 df, 후륜(W3, W4)의 간격(즉 후륜(W3, W4)의 트레드)을 dr, 전륜(W1, W2)의 실타각(실전륜타각)을 δf_act로 한다. 또, 실차(1)를 상방에서 보았을 때에, 제n륜(Wn)의 전후 방향과 직교하는 방향(수평면 상에서 직교하는 방향)에서의 이 제n륜(Wn)과 실차(1)의 중심점(G)의 거리를 Ln(n=1,2,3,4)으로 한다. 또, 본 실시형태에서는, 후륜(W3, W4)은 비조타륜이므로 도시는 생략하지만, 후륜(W3, W4)의 실타각(실후륜타각)을 δr_act로 한다. 본 실시형태에서는 δr_act=0이며, L3=L4=dr/2이다.
또한, 도 13 중의 Lf는 실차(1)의 중심점(G)과 전륜(W1, W2)의 차축의 전후방향 거리, Lr은 실차(1)의 중심점(G)과 후륜(W3, W4)의 차축의 전후방향 거리이다. 이들 Lf, Lr의 값은 상기 도 3에서 나타낸 모델 차량에 관한 Lf, Lr의 값과 동일하다.
액추에이터 동작 FB 목표값 분배처리부(222)의 처리를 이하에 구체적으로 설명한다. 우선, 실차(1)의 직진주행 상태(δf_act=0일 때의 주행 상태)를 상정하고, 이 직진주행 상태에서, 실차(1)의 중심점(G) 주위에, Mfbdmd_a와 동일한 요잉 방향의 모멘트를 발생시키기 위하여 필요한 제n륜(Wn)(n=1,2,3,4)의 구동·제동력인 제n륜 구동·제동력 풀 요구값(Fxfullfbdmd_n)을 각각 처리부(222a_n)(n=1,2,3,4)에 의해 결정한다.
구체적으로는, Fxfullfbdmd_n(n=1,2,3,4)은 각 처리부(222a_n)에서, 다음 식 24a~24d의 승산 연산에 의해 결정된다.
Fxfullfbdmd_1=-(2/df)·Mfbdmd_a ……식 24a
Fxfullfbdmd_2=(2/df)·Mfbdmd_a ……식 24b
Fxfullfbdmd_3=-(2/dr)·Mfbdmd_a ……식 24c
Fxfullfbdmd_4=(2/dr)·Mfbdmd_a ……식 24d
이어서, 액추에이터 동작 FB 목표값 분배처리부(222)는 실전륜타각(δf_act) 에 따라, 제1륜 분배비율 보정값(K1_str) 및 제2륜 분배비율 보정값(K2_str)을 각각 처리부(222b_1 ,222b_2)에서 결정함과 아울러, 실후륜타각(δr_act)에 따라, 제3륜 분배비율 보정값(K3_str) 및 제4륜 분배비율 보정값(K4_str)을 각각 처리 부(222b_3, 222b_4)에서 결정한다. 이들 제n륜 분배비율 보정값(Kn_str)(n=1,2,3,4)은 각각 Fxfullfbdmd_n에 곱하는 보정계수이다.
여기에서, 실전륜타각(δf_act)이 0으로부터 변화되면, 실차(1)의 중심점(G)의 주위에 Mfbdmd_a와 동일한 요잉 방향의 모멘트를 발생하는 제1륜(W1) 및 제2륜(W2)의 구동·제동력은 각각 상기 식 24a, 24b에 의해 결정되는 Fxfullfbdmd_1, Fxfullfbdmd_2로부터 변화된다. 마찬가지로, 후륜(W3, W4)이 조타륜일 경우에는, 실후륜타각(δr_act)이 0으로부터 변화되면, 실차(1)의 중심점(G)의 주위에 Mfbdmd_a와 동일한 요잉 방향의 모멘트를 발생하는 제3륜(W3) 및 제4륜(W4)의 구동·제동력은 각각 상기 식 24c, 24d에 의해 결정되는 Fxfullfbdmd_3, Fxfullfbdmd_4로부터 변화된다. 제n륜 분배비율 보정값(Kn_str)은, 기본적으로는, 이러한 타각의 영향을 고려하여 Fxfullfbdmd_n(n=1,2,3,4)을 보정하고, Mfbdmd_a에 동일하거나, 혹은 이것에 가까운 요잉 방향의 모멘트를 실차(1)의 중심점(G)의 주위에 발생하는 제n륜(Wn)의 구동·제동력을 결정하기 위한 보정계수이다.
단, 본 실시형태에서는, 후륜(W3, W4)은 비조타륜이므로, 항상 δr_act=0이다. 이 때문에, K3_str 및 K4_str은 실제로는, 항상 「1」로 설정된다. 따라서, 처리부(222b_3, 222b_4)는 생략해도 된다.
한편, 전륜(W1, W2)에 관한 K1_str, K2_str은 각각 처리부(222b_1 ,222b_2)에서 다음과 같이 결정된다. 즉, 우선, 도 13에 나타낸 L1, L2의 값이 미리 설정된 df, Lf의 값과, δf_act의 값으로부터, 다음 식 25a, 25b의 기하학 연산에 의해 산출된다. 또한, 이 연산에서의 δf_act의 값으로서는 센서·추정기(12)에서 검출 또는 추정된 값(금회값)을 사용하면 되지만, 실차(1)의 전륜(W1, W2)의 타각의 목표값(각 제어 처리 주기에서 최종적으로 결정되는 목표값)의 전회값을 사용해도 된다. 또, 스티어링 장치(3B)가 기계식 스티어링 장치일 경우에는, 이 기계식 스티어링 장치의 오버올 스티어링비와 상기 운전 조작 입력 중의 스티어링각(θh)으로부터 결정해도 된다. 또는, 상기 규범 조작량 결정부(14)의 처리부(14a)에서 결정한 무제한시 전륜타각(δf_unltd)의 금회값을 사용해도 된다.
L1=(df/2)·cosδf_act-Lf·sinδf_act ……식 25a
L2=(df/2)·cosδf_act+Lf·sinδf_act ……식 25b
여기에서, 전륜(W1, W2)의 각각의 구동·제동력에 L1, L2를 각각 곱한 것이, 실차(1)의 중심점(G)의 주위에 발생하는 요잉 방향의 모멘트이다. 따라서, 기본적으로는, K1_str=(df/2)/L1, K2_str=(df/2)/L2로 하고, 이것들을 각각 Fxfullfbdmd_1, Fxfullfbdmd_2에 곱함으로써, 중심점(G)의 주위에 Mfbdmd_a와 동일한 요잉 방향의 모멘트를 발생시키는 전륜(W1, W2)의 구동·제동력을 결정할 수 있다.
단, 이렇게 하면, L1 또는 L2가 작을 때에, K1_str 또는 K2_str이 과대하게 되어, 상태량 편차(γerr, βerr)에 따른 실차(1)의 전체의 피드백 루프 게인이 과대하게 되어, 제어계의 발진 등이 발생하기 쉽다.
그래서, 본 실시형태에서는, 다음 식 26a, 26b에 의해, K1_str, K2_str을 결정한다.
K1_str=(df/2)/max(L1, Lmin) ……식 26a
K2_str=(df/2)/max(L2, Lmin) ……식 26b
여기에서, 식 26a, 식 26b에서, max(a, b)(a, b는 일반 변수)는 변수 a, b 중의 큰 쪽의 값을 출력하는 함수, Lmin은 df/2 보다도 작은 양의 정수이다. 이것에 의해, K1_str, K2_str이 과대하게 되는 것을 방지했다. 바꾸어 말하면, 본 실시형태에서는, (df/2)/Lmin(>1)을 K1_str, K2_str의 상한값으로 하고, 이 상한값 이하에서, 실전륜타각(δf_act)에 따라 K1_str, K2_str이 설정된다.
또한, 본 실시형태에서는, 후륜(W3, W4)은 비조타륜이므로, 상기한 바와 같이 K3_str=K4_str=1이다. 단, 후륜(W3, W4)이 조타륜일 경우에는, 실전륜타각(δf_act)에 따라 상기한 바와 같이 K1_str, K2_str을 설정한 경우와 동일하게, 실후륜타각(δr_act)에 따라 K3_str, K4_str을 설정하는 것이 바람직하다.
이어서, 액추에이터 동작 FB 목표값 분배처리부(222)는 처리부(222c_n)(n=1,2,3,4)에서, 제n륜 분배 게인(Kn)을 실전륜 횡방향 미끄러짐각(βf_act)(금회값) 혹은 실후륜 횡방향 미끄러짐각(βr_act)(금회값)에 따라 결정한다. 이 Kn은 이것을 제n륜 구동·제동력 풀 요구값(Fxfullfbdmd_n)에 곱함으로써 Fxfullfbdmd_n을 보정하는 보정계수(1보다도 작은 양의 값)이다.
이 경우, 제n륜 분배 게인(Kn)은 각 처리부(222c_n)에서 다음과 같이 결정된다.
실차(1)의 좌측에서 전후에 배치되는 제1륜(W1) 및 제3륜(W3)에 관한 제1륜 분배 게인(K1)과 제3륜 분배 게인(K3)은 각각 도 14(a), (b)의 실선의 그래프로 나타내는 바와 같이 βf_act, βr_act에 따라 실질적으로 연속적으로 변화되도록 결 정된다. 또, 실차(1)의 우측에서 전후에 배치되는 제2륜(W2) 및 제4륜(W4)에 관한 제2륜 분배 게인(K2)과 제4륜 분배 게인(K4)은 각각 도 14(a), (b)의 파선의 그래프로 나타내는 바와 같이 βf_act, βr_act에 따라 실질적으로 연속적으로 변화되도록 결정된다. 또한, Kn은 모두 1보다도 작은 양의 값이다. 또, 「실질적으로 연속」이라고 하는 것은 아날로그량을 이산계로 나타냈을 때에 필연적으로 발생하는 값의 건너뜀(양자화)은 아날로그량의 연속성을 손상시키지 않는다는 것을 의미한다.
이 경우, 더욱 상세하게는, 제1륜 분배 게인(K1) 및 제3륜 분배 게인(K3)에 관하여, K1은, 도 14(a)의 실선의 그래프로 나타내는 바와 같이, βf_act가 음의 값으로부터 양의 값으로 증가함에 따라, 소정의 하한값으로부터 소정의 상한값까지 단조롭게 증가하도록 βf_act의 값에 따라 결정된다. 따라서, K1은 βf_act가 양의 값일 때에, 음의 값일 때보다도 값이 커지도록 결정된다.
한편, K3은, 도 14(b)의 실선의 그래프로 나타내는 바와 같이, βr_act가 음의 값으로부터 양의 값으로 증가함에 따라, 소정의 상한값로부터 소정의 하한값까지 단조롭게 감소해 가도록 βr_act의 값에 따라 결정된다. 따라서, K3은 βr_act가 음의 값일 때에, 양의 값일 때보다도 값이 커지도록 결정된다.
또한, 도 14(a), (b)의 실선의 그래프는, βf_act, βr_act가 서로 일치 혹은 거의 일치할 때, 그것들의 βf_act, βr_act에 대응하는 K1, K3의 값의 합이 거의 1이 되도록 설정되어 있다.
또, 제2륜 분배 게인(K2) 및 제4륜 분배 게인(K4)에 관하여, K2는 도 14(a) 의 파선의 그래프로 나타내는 바와 같이, βf_act가 음의 값으로부터 양의 값으로 증가함에 따라, 소정의 상한값로부터 소정의 하한값까지 단조롭게 감소해 가도록 βf_act의 값에 따라 결정된다. 이 경우, K2와 βf_act의 관계를 나타내는 파선의 그래프가 K1과 βf_act의 관계를 나타내는 실선의 그래프를, 종축(βf_act=0의 선)을 중심으로 하여 좌우를 반전시켜 이루어지는 그래프와 동일하다. 따라서, βf_act의 각 값에서의 K2의 값은 βf_act의 부호를 반전시킨 값에서의 K1의 값과 동일하게 되도록 결정된다.
또, K4는 도 14(b)의 파선의 그래프로 나타내는 바와 같이, βr_act가 음의 값으로부터 양의 값으로 증가함에 따라, 소정의 하한값으로부터 소정의 상한값까지 단조롭게 증가해 가도록 βr_act의 값에 따라 결정된다. 이 경우, K4와 βr_act의 관계를 나타내는 파선의 그래프가 K3과 βr_act의 관계를 나타내는 실선의 그래프를 종축(βr_act=0의 선)을 중심으로 하여 좌우를 반전시켜 이루어지는 그래프와 동일하다. 따라서, βr_act의 각 값에서의 K4의 값은 βr_act의 정부를 반전시킨 값에서의 K3의 값과 동일하게 되도록 결정된다.
이상과 같이 제n륜 분배 게인(Kn)(n=1,2,3,4)을 결정함으로써 실차(1)의 정상주행시 등, βf_act와 βr_act가 거의 동일한 값이 되는 상황에서는, 전륜(W1)에 대응하는 제1륜 분배 게인(K1)과 이 전륜(W1)의 바로 뒤의 후륜(W3)에 대응하는 제3륜 분배 게인(K2)의 비율이, K1과 K3의 합을 거의 일정하게 유지하면서, βf_act 및 βr_act의 변화에 대하여 단조롭게 변화되게 된다. 마찬가지로, 전륜(W2)에 대응하는 제2륜 분배 게인(K2)과 이 전륜(W2)의 바로 뒤의 후륜(W4)에 대응하는 제4 륜 분배 게인(K4)의 비율이, K2와 K4의 합을 거의 일정하게 유지하면서, βf_act 및 βr_act의 변화에 대하여 단조롭게 변화되게 된다.
제n륜 분배 게인(Kn)(n=1,2,3,4)을 βf_act, βr_act에 따라 상기한 바와 같이 결정하는 이유에 대해서는 후술한다.
보충하면, 본 실시형태에서는, βf_act, βr_act를 각각 전륜측 게인 조정 패러미터, 후륜측 게인 조정 패러미터로서 사용하고, 그것에 따라 상기한 바와 같이 제n륜 분배 게인(Kn)을 변화시키도록 하고 있다. 그리고, 이것에 의해, 후술하는 바와 같이, 상기 전륜측 게인(GA1, GA2)을 전륜측 게인 조정 패러미터로서의 βf_act에 따라 변화시키고, 또, 후륜측 게인(GA3, GA4)을 후륜측 게인 조정 패러미터로서의 βr_act에 따라 변화시키도록 하고 있다. 이 경우, βf_act는 전륜(W1, W2)의 횡방향 운동에 관한 상태량으로서의 의미를 가지며, βr_act는 후륜(W3, W4)의 횡방향 운동에 관한 상태량으로서의 의미를 갖는다. 또한, 전륜(W1, W2)에 관한 제n륜 분배 게인(Kn)(n=1,2)을 각각 결정하기 위하여, 각 전륜(W1, W2)마다 검출 또는 추정된 βf_act를 사용해도 되지만, 어느 한쪽의 전륜(W1 또는 W2)에 대하여 검출 또는 추정된 βf_act, 또는, 각 전륜(W1, W2)마다 검출 또는 추정된 βf_act의 평균값을 실전륜 횡방향 미끄러짐각의 대표값으로 하고, 이 대표값에 따라 분배 게인(K1, K2)의 양자를 결정하도록 해도 된다. 이것은 후륜(W3, W4)에 관한 분배 게인(K3, K4)을 결정하는 경우에 대해서도 마찬가지이다.
상기한 바와 같이 Kn_str, Kn(n=1,2,3,4)을 결정한 후, 액추에이터 동작 FB 목표값 분배처리부(222)는, 각 제n륜 구동·제동력 풀 요구 값(Fxfullfbdmd_n)(n=1,2,3,4)에, 처리부(222b_n, 222c_n)에서 각각, Kn_str, Kn을 곱함으로써 제n륜 분배구동·제동력 기본값(Fxfb_n)을 결정한다. 즉, 제n륜 분배구동·제동력 기본값(Fxfb_n)(n=1,2,3,4)을 다음 식 27a~27d에 의해 결정한다.
Fxfb_1=Fxfullfbdmd_1·K1_str·K1 ……식 27a
Fxfb_2=Fxfullfbdmd_2·K2_str·K2 ……식 27b
Fxfb_3=Fxfullfbdmd_3·K3_str·K3 ……식 27c
Fxfb_4=Fxfullfbdmd_4·K4_str·K4 ……식 27d
또한, 이와 같이 Fxfb_n(n=1,2,3,4)을 결정했을 때, Mfbdmd_a>0일 때에는, 좌측의 차륜(W1, W3)에 관계되는 Fxfb_1, Fxfb_3이 제동방향의 구동·제동력(부의 구동·제동력)으로 되고, 우측의 차륜(W2, W4)에 관계되는 Fxfb_2, Fxfb_4이 구동 방향의 구동·제동력(정의 구동·제동력)으로 된다. 또한, Mfbdmd_a<0일 때에는, 좌측의 차륜(W1, W3)에 관계되는 Fxfb_1, Fxfb_3이 구동 방향의 구동·제동력(정의 구동·제동력)이 되고, 우측의 차륜(W2, W4)에 관계되는 Fxfb_2, Fxfb_4가 제동방향의 구동·제동력(부의 구동·제동력)이 된다. 또한, 제n륜 분배구동·제동력 기본값(Fxfb_n)은 모두 Mfbdmd_a에 비례하는 것으로 된다.
이어서, 액추에이터 동작 FB 목표값 분배처리부(222)는, 상기한 바와 같이 결정한 제n륜 분배구동·제동력 기본값(Fxfb_n)(n=1,2,3,4)을, 각각 제n륜(Wn)에 대응하는 리미터(222d_n)에 통과시킴으로써, 구동·제동 장치(3A)의 브레이크 장치의 동작에 의한 제n륜(Wn)의 구동·제동력의 피드백 목표값인 FB 목표 제n륜 브레이크 구동·제동력(Fxfbdmd_n)을 각각 결정한다.
여기에서, 도 12 중의 각 리미터(222d_n)(n=1,2,3,4)의 그래프는 Fxfb_n과 Fxfbdmd_n의 관계를 나타내는 그래프이며, 이 그래프에 관한 횡축방향의 값이 Fxfb_n의 값, 종축방향의 값이 Fxfbdmd_n의 값이다.
이 리미터(222d_n)는, 그것에 입력되는 Fxfb_n의 값이 0 또는 음의 값일 때에만, Fxfb_n을 그대로 Fxfbdmd_n으로서 출력하고, Fxfb_n이 양의 값일 때에는, 그 Fxfb_n의 값에 의하지 않고 출력하는 Fxfbdmd_n의 값을 0으로 한다. 바꾸어 말하면, 0을 상한값으로 하여 Fxfb_n에 제한을 걸어서 Fxfbdmd_n을 결정한다.
상기한 바와 같이 FB 목표 제n륜 브레이크 구동·제동력(Fxfbdmd_n)을 각각 결정함으로써, 상기한 바와 같이, Mfbdmd_a>0일 경우에는, 실차(1)의 좌측의 차륜(W1, W3)의 구동·제동력을 제동방향으로 증가시키고(Fxfbdmd_1<0, Fxfbdmd_3<0이라고 함), 그것에 의하여, 실차(1)의 중심점(G)의 주위에 Mfbdmd_a를 발생시키도록 FB 목표 제n륜 브레이크 구동·제동력(Fxfbdmd_n)(n=1,2,3,4)이 결정된다. 또한, 이 경우에는, 우측의 차륜(W2, W4)에 관해서는, 본 실시형태에서는 Fxfbdmd_2=Fxfbdmd_4=0으로 된다.
그리고, 이 경우에 있어서의 좌측의 차륜(W1, W3)에 관한 Fxfbdmd_1, Fxfbdmd_3은 각각, 상기 식 27a, 27c에 의해 결정되는 Fxfb_1, Fxfb_3과 동일하다. 따라서, Mfbdmd_a>0일 경우에 있어서의 좌측의 차륜(W1, W3)에 관한 Fxfbdmd_1, Fxfbdmd_3은 각각 Mfbdmd_a에 비례한다. 나아가서는, Mfbdmd_a의 변화와 Fxfbdmd_1, Fxfbdmd_3의 각각의 변화의 관계가 비례관계가 된다. 또한, 이 경우, 상기 식 24a와 식 27a로부터 명확한 바와 같이, 전륜(W1)에 관한 전륜측 게인(GA1) 은 GA1=-(2/df)·K1_str·K1이므로, K1에 비례한다. 그리고, 이 K1은, 상기한 바와 같이 전륜측 게인 조정 패러미터로서의 실전륜 횡방향 미끄러짐각(βf_act)에 따라 변화되도록 결정되므로, 전륜측 게인(GA1)도, βf_act에 따라 변화되게 된다. 따라서, Fxfbdmd_1은 Mfbdmd_a의 변화와 Fxfbdmd_1의 변화의 관계가 비례관계가 되고, 또한, 그 비례관계에서의 전륜측 게인(GA1)이 전륜측 게인 조정 패러미터로서의 βf_act에 따라 변화되도록 결정되어 있게 된다. 마찬가지로, 상기 식 24c와 식 27c로부터 명확한 바와 같이, 후륜(W3)에 관한 후륜측 게인(GA3)은, GA3=-(2/dr)·K3_str·K3이므로, K3에 비례한다. 그리고, 이 K3은, 상기한 바와 같이 후륜측 게인 조정 패러미터로서의 실후륜 횡방향 미끄러짐각(βr_act)에 따라 변화되도록 결정되므로, 후륜측 게인(GA3)도 βr_act에 따라 변화되게 된다. 따라서, Fxfbdmd_3은 Mfbdmd_a의 변화와 Fxfbdmd_3의 변화와의 관계가 비례관계가 되고, 또한, 그 비례관계에서의 후륜측 게인(GA3)이 후륜측 게인 조정 패러미터로서의 βr_act에 따라 변화되도록 결정되어 있게 된다.
또, Mfbdmd_a<0일 경우에는, 실차(1)의 우측의 차륜(W2, W4)의 구동·제동력을 제동방향으로 증가시키고(Fxfbdmd_2<0, Fxfbdmd_4<0으로 함), 그것에 의하여, 실차(1)의 중심점(G)의 주위에 Mfbdmd_a를 발생시키도록 FB 목표 제n륜 브레이크 구동·제동력(Fxfbdmd_n)(n=1,2,3,4)이 결정된다. 또한, 이 경우에는, 좌측의 차륜(W1, W3)에 관해서는, 본 실시형태에서는 Fxfbdmd_1=Fxfbdmd_3=0으로 된다.
그리고, 이 경우에 있어서의 우측의 차륜(W2, W4)에 관한 Fxfbdmd_2, Fxfbdmd_4는 각각, 상기 식 27b, 27d에 의해 결정되는 Fxfb_2, Fxfb_4과 동일하다. 따라서, Mfbdmd_a<0일 경우에 있어서의 우측의 차륜(W2, W4)에 관한 Fxfbdmd_2, Fxfbdmd_4는 각각 Mfbdmd_a에 비례한다. 나아가서는, Mfbdmd_a의 변화와 Fxfbdmd_2, Fxfbdmd_4의 각각의 변화와의 관계가 비례관계고 된다. 또한, 이 경우, 상기 식 24b와 식 27b로부터 명확한 바와 같이, 전륜(W2)에 관한 전륜측 게인(GA2)은 GA2=(2/df)·K2_str·K2이므로, K2에 비례한다. 그리고, 이 K2는 상기한 바와 같이 전륜측 게인 조정 패러미터로서의 실전륜 횡방향 미끄러짐각(βf_act)에 따라 변화되도록 결정되므로, 전륜측 게인(GA2)도 βf_act에 따라 변화되게 된다. 따라서, Fxfbdmd_2는 Mfbdmd_a의 변화와 Fxfbdmd_2의 변화와의 관계가 비례관계로 되고, 또한, 그 비례관계에서의 전륜측 게인(GA2)이 전륜측 게인 조정 패러미터로서의 βf_act에 따라 변화되도록 결정되어 있는 것으로 된다. 마찬가지로, 상기 식 24d와 식 27d로부터 명확한 바와 같이, 후륜(W4)에 관한 후륜측 게인(GA4)은 GA4=(2/dr)·K4_str·K4이므로, K4에 비례한다. 그리고, 이 K4는 상기한 바와 같이 후륜측 게인 조정 패러미터로서의 실후륜 횡방향 미끄러짐각(βr_act)에 따라 변화되도록 결정되므로, 후륜측 게인(GA4)도, βr_act에 따라 변화되게 된다. 따라서, Fxfbdmd_4는 Mfbdmd_a의 변화와 Fxfbdmd_4의 변화와의 관계가 비례관계로 되고, 또한, 그 비례관계에서의 후륜측 게인(GA4)이 후륜측 게인 조정 패러미터로서의 βr_act에 따라 변화되도록 결정되어 있는 것으로 된다.
또, 어느 경우에도, 상기 제n륜 분배 게인(Kn)(n=1,2,3,4)은 βf_act 또는 βr_act에 따라 실질적으로 연속적으로 변화되도록 결정되므로, Fxfbdmd_n이 불연속적으로 변화되는 것과 같은 사태가 방지된다.
또, Mfbdmd_a>0으로 되는 경우에서의 실차(1)의 정상주행시 등, βf_act와 βr_act가 거의 동일한 값으로 되는 상황에서는, 좌측의 전륜(W1) 및 후륜(W3)에 대응하는 제1륜 분배 게인(K1)과 제3륜 분배 게인(K2)의 비율, 나아가서는, 전륜측 게인(GA1)과 후륜측 게인(GA3)의 비율인 전후 차륜 비율이 βf_act 및 βr_act의 값의 변화에 대하여 단조롭게 변화되게 된다. 마찬가지로, Mfbdmd_a<0으로 되는 경우에서의 실차(1)의 정상주행시 등, βf_act와 βr_act가 거의 동일한 값으로 되는 상황에서는, 우측의 전륜(W2) 및 후륜(W4)에 대응하는 제2륜 분배 게인(K2)과 제4륜 분배 게인(K4)의 비율, 나아가서는, 전륜측 게인(GA2)과 후륜측 게인(GA4)의 비율인 전후 차륜 비율이 βf_act 및 βr_act의 값의 변화에 대하여 단조롭게 변화되게 된다.
여기에서, 제n륜 분배 게인(Kn)(n=1,2,3,4)을 βf_act, βr_act에 따라 상기한 바와 같은 경향으로 결정한 이유를 이하에 설명한다.
우선, Mfbdmd_a>0일 경우에는, 상기한 바와 같이 실차(1)의 좌측의 차륜인 제1륜(W1) 및 제3륜(W3)의 구동·제동력을 제동방향으로 증가시키도록 FB 목표 제n륜 브레이크 구동·제동력(Fxfbdmd_n)이 결정되게 된다.
그리고, 이 경우에 βf_act<0, βr_act<0으로 되는 상황을 상정한다. 이러한 상황에서, 가령 K1의 값을 조금 크게 설정함(나아가서는 Fxfbdmd_1이 제동방향으로 커지도록 함)과 아울러, K3의 값을 조금 작게 설정(나아가서는 Fxfbdmd_3이 제동방향으로 커지는 것을 억제)하면, 제1륜(W1)의 횡력(이것은 Mfbdmd_a와 같은 방향의 모멘트를 실차(1)의 중심점 주위에 발생시키도록 기능함)이 작아지고, 또, 제3륜(W3)의 횡력(이것은 Mfbdmd_a와 역방향의 모멘트를 실차(1)의 중심점 주위에 발생시키도록 기능함)이 조금 크게 된다. 이 때문에, 실차(1)의 중심점(G)의 주위에, Mfbdmd_a에 의해 요구되는 정방향의 모멘트(요잉축 주위의 모멘트)를 충분히 발생하는 것이 곤란하게 될 우려가 있다. 그래서, βf_act<0, βr_act<0으로 되는 상황에서는, 제1륜 분배 게인(K1)을 조금 작은 값으로 결정함과 아울러, 제3륜 분배 게인(K3)을 큰 값으로 결정하도록 했다.
또한, Mfbdmd_a>0일 경우에, βf_act>0, βr_act>0로 되는 상황을 상정한다. 이러한 상황에서, 가령 K1의 값을 조금 작게 설정함(나아가서는 Fxfbdmd_1이 제동방향으로 커지는 것을 억제함)과 아울러, K3의 값을 조금 크게 설정(나아가서는 Fxfbdmd_3이 제동방향으로 커지도록)하면, 제1륜(W1)의 횡력(이것은 Mfbdmd_a와 역방향의 모멘트를 실차(1)의 중심점 주위에 발생시키도록 기능함)이 조금 크게 되고, 또, 제3륜(W3)의 횡력(이것은 Mfbdmd_a와 같은 방향의 모멘트를 실차(1)의 중심점 주위에 발생시키도록 기능함)이 작아진다. 이 때문에, 실차(1)의 중심점(G)의 주위에, Mfbdmd_a에 의해 요구되는 정방향의 모멘트(요잉축 주위의 모멘트)를 충분하게 발생하는 것이 곤란하게 될 우려가 있다. 그래서, βf_act>0, βr_act>0이 되는 상황에서는, 제1륜 분배 게인(K1)을 조금 값으로 결정함과 아울러, 제3륜 분배 게인(K3)을 조금 작은 값으로 결정하도록 했다.
또, Mfbdmd_a<0일 경우에는, 상기한 바와 같이 실차(1)의 우측의 차륜인 제2륜(W2) 및 제4륜(W4)의 구동·제동력을 제동방향으로 증가시키도록 FB 목표 제n륜 브레이크 구동·제동력(Fxfbdmd_n)이 결정되게 된다.
그리고, 이 경우에, βf_act<0, βr_act<0으로 되는 상황을 상정한다. 이러한 상황에서, 가령 K2의 값을 조금 작게 설정함(나아가서는 Fxfbdmd_2이 제동방향으로 커지는 것을 억제함)과 아울러, K4의 값을 조금 크게 설정(나아가서는 Fxfbdmd_4가 제동방향으로 커지도록)하면, 제2륜(W2)의 횡력(이것은 Mfbdmd_a와 역방향의 모멘트를 실차(1)의 중심점 주위에 발생시키도록 기능함)이 조금 크게 되고, 또, 제4륜(W4)의 횡력(이것은 Mfbdmd_a와 같은 방향의 모멘트를 실차(1)의 중심점 주위에 발생시키도록 기능함)이 작아진다. 이 때문에, 실차(1)의 중심점(G)의 주위에, Mfbdmd_a에 의해 요구되는 부방향의 모멘트(요잉축 주위의 모멘트)를 충분하게 발생하는 것이 곤란하게 될 우려가 있다. 그래서, βf_act<0,βr_act<0으로 되는 상황에서는, 제2륜 분배 게인(K2)을 큰 값을 결정함과 아울러, 제4륜 분배 게인(K4)을 조금 작은 값으로 결정하도록 했다.
또한, Mfbdmd_a<0일 경우에, βf_act>0,βr_act>0이 되는 상황을 상정한다. 이러한 상황에서, 가령 K2의 값을 조금 크게 설정함(나아가서는 Fxfbdmd_2가 제동방향으로 커지도록 함)과 아울러, K4의 값을 조금 작게 설정(나아가서는 Fxfbdmd_4가 제동방향으로 커지는 것을 억제)하면, 제2륜(W2)의 횡력(이것은 Mfbdmd_a와 같은 방향의 모멘트를 실차(1)의 중심점 주위에 발생시키도록 기능함)이 작아지고, 또한 제4륜(W4)의 횡력(이것은 Mfbdmd_a와 역방향의 모멘트를 실차(1)의 중심점 주위에 발생시키도록 기능함)이 조금 크게 된다. 이 때문에, 실차(1)의 중심점(G)의 주위에, Mfbdmd_a에 의해 요구되는 부방향의 모멘트(요잉축 주위의 모멘트)를 충분하게 발생하는 것이 곤란하게 될 우려가 있다. 그래서, βf_act>0, βr_act>0이 되는 상황에서는, 제2륜 분배 게인(K2)을 조금 작은 값으로 결정함과 아울러, 제4륜 분배 게인(K4)을 조금 큰 값으로 결정하도록 했다.
이상과 같이, 제n륜 분배 게인(Kn)(n=1,2,3,4)을 상기한 바와 같이 결정함으로써 Mfbdmd_a의 요잉 방향 모멘트를 실차(1)의 중심점(G)의 주위에 발생시키는 점에서 유효하게 되는 횡력이 지나치게 작아지지 않도록 하면서, Mfbdmd_a의 요잉 방향 모멘트를 실차(1)의 중심점(G)의 주위에 발생시키는 점에서 방해가 되는 횡력이 과대하게 되지 않도록 할 수 있다.
또, 상기한 바와 같이 제 n 분배 게인(Kn)(n=1,2,3,4)을 결정함으로써, 실차(1)의 정상 원 선회시나 정상 직진시와 같이, βf_act와 βr_act가 일치 또는 거의 일치하는 상황에서는, K1의 값과 K3의 값의 합, 및 K2의 값과 K4의 값의 합은 각각 거의 1이 된다. 이것은, FB 목표 제n륜 브레이크 구동·제동력(Fxfbdmd_n)에 따라 충실하게 구동·제동 장치(3A)의 브레이크 장치가 동작하면, Mfbdmd_a로부터 실차(1)의 중심점(G)의 주위에 실제로 발생하는 모멘트(요잉 방향의 모멘트)까지의 전달함수의 게인이 거의 1로 되는(실제로 발생하는 요잉 방향의 모멘트가 Mfbdmd_a와 거의 동일하게 되는) 것을 의미한다.
보충하면, 실차(1)의 과도적인 운동상황 등에 있어서, βf_act와 βr_act의 차가 커지는 경우가 있다. 그리고, 이 경우에는, K1의 값과 K3의 값의 합, 및 K2의 값과 K4의 값의 합은 각각 1로부터 크게 벗어나게 된다. 이것을 해소하기 위하여, K1, K3의 값을 상기한 바와 같이 결정한 후, 그것 값의 비를 일정하게 유지하면서 K1, K3의 값을 수정하고, 그 수정 후의 K1, K3의 값의 합이 거의 1이 되거나, 또는, 수정 전의 K1, K3의 값의 합보다도 1에 근접하도록 하는 것이 바람직하다. 마찬가지로, K2, K4의 값을 상기한 바와 같이 결정한 후, 그것들의 값의 비를 일정하게 유지하면서, K2, K4의 값을 수정하고, 그 수정 후의 K2, K4의 값의 합이 거의 1이 되거나, 또는, 수정 전의 K2, K4의 값의 합보다도 1에 근접하도록 하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 예를 들면 제 n 분배 게인(Kn)(n=1,2,3,4)을 상기 도 14(a), (b)의 그래프에 따라 결정한 후, K1'＝K1/(K1+K3), K3'＝K3/(K1+K3), K2'＝K2/(K2+K4), K4'＝K4/(K2+K4)에 의해, K1'，K2'，K3'，K4'을 구한다. 그리고, K1'，K2'，K3'，K4'을 각각 다시 고쳐서, K1, K2, K3, K4의 값으로서 결정하도록 하면 된다.
또한, 이 예에서는, K1과 K3의 합, 및, K2와 K4의 합이 항상, 1로 유지되게 되지만, 반드시 1에 일치시킬 필요는 없으며, 그것들의 합이 1의 근방의 범위 내의 값이 되도록, K1~K4의 값을 수정하도록 해도 된다. 또는, K1과 K3의 합, 및, K2와 K4의 합이 보다 1로 근접하도록 K1~K4를 수정하도록 해도 된다.
또, 본 실시형태의 액추에이터 동작 FB 목표값 분배처리부(222)는, 상기한 바와 같이 FB 목표 제n륜 브레이크 구동·제동력(Fxfbdmd_n)을 결정하는 것에 더하여, 상기 피드백 요잉 모멘트 요구값(Mfbdmd)을 처리부(222e)에 입력하고, 이 처리부(222e)에 의해, 스티어링 장치(3B)의 동작에 의한 전륜(W1, W2)의 횡력의 피드백 목표값인 액티브 조타용 FB 목표 횡력(Fyfbdmd_f)을 결정한다. 여기에서, 도면 중의 처리부(222e)의 그래프는, Mfbdmd와 Fyfbdmd_f의 관계를 의미하는 그래프이며, 이 그래프에 관한 횡축방향의 값이 Mfbdmd의 값, 종축방향의 값이 Fyfbdmd_f의 값 이다. 이 그래프에 보여지는 바와 같이, 처리부(222e)에서는, 기본적으로는, Mfbdmd의 증가에 따라, Fyfbdmd_f가 단조롭게 증가해 가도록 Fyfbdmd_f가 결정된다. 이 경우, Fyfbdmd_f는 처리부(222e)에 입력되는 Mfbdmd의 값으로부터, 예를 들면 맵을 사용하여 결정된다.
또한, Fyfbdmd_f는 Mfbdmd에 소정의 게인을 곱함으로써 결정하도록 해도 된다. 또, Fyfbdmd_f는 소정의 상한값(>0)과 하한값(<0) 사이의 범위 내에서 Mfbdmd 에 따라 결정하도록 해도 된다.
보충하면, 처리부(222e)의 처리는 스티어링 장치(3B)가 액티브 스티어링 장치인지 기계식 스티어링 장치인지에 상관없이 생략해도 된다. 처리부(222e)의 처리에 의해, 액티브 조타용 FB 목표 횡력(Fyfbdmd_f)을 결정하고, 이것에 따라 스티어링 장치(3B)의 동작을 조작하는 경우에는, FB 목표 제n륜 브레이크 구동·제동력(Fxfbdmd_n)(n=1,2,3,4)에 의해 실차(1)의 중심점(G)의 주위에 발생시키고자 하는 요잉 방향의 모멘트와, 액티브 조타용 FB 목표 횡력(Fyfbdmd_f)에 의해 실차(1)의 중심점(G) 주위에 발생하는 요잉 방향의 모멘트와의 합이 상기 피드백 요잉 모멘트 기본 요구값(Mfbdmd)에 거의 동일하게 되도록, Fxfbdmd_n(n=1,2,3,4) 및 Fyfbdmd_f를 결정하는 것이 보다 바람직하다. 예를 들면, Mfbdmd와 Mfbdmd_a의 차에 따라 액티브 조타용 FB 목표 횡력(Fyfbdmd_f)을 결정하도록 해도 된다. 이 경우에는, Mfbdmd_a=0일 때에, Fyfbdmd_f에 의해, 실차(1)의 중심점(G)의 주위에 Mfbdmd에 거의 동일한 요잉 방향의 모멘트를 발생시키도록 Fyfbdmd_f를 결정하는 것이 바람직하다.
이상이 본 실시형태에서의 액추에이터 동작 FB 목표값 결정부(20b)의 처리의 상세이다. 이 처리에 의해, 상기한 바와 같이, Mfbdmd를 0에 근접시키도록(나아가서는 상태량 편차(γerr, βerr)를 0에 근접시키도록), FB 목표 제n륜 브레이크 구동·제동력(Fxfbdmd_n)(n=1,2,3,4)이, 또는, Fxfbdmd_n(n=1,2,3,4)과 액티브 조타용 FB 목표 횡력(Fyfbdmd_f)이 액추에이터 동작 FB 목표값으로서 결정된다.
보충하면, 상기와 같이 액추에이터 동작 FB 목표값 결정부(20b)에 의해 결정되는 액추에이터 동작 FB 목표값 중 FB 목표 제n륜 브레이크 구동·제동력(Fxfbdmd_n)(n=1,2,3,4)이 본 발명에서의 피드백 제어 입력에 상당한다.
또한, 상기 리미터(222d_n)(n=1,2,3,4)는, 그것에 입력되는 Fxfb_n을 0보다도 약간 큰 소정의 양의 상한값 이하로 제한하여 이루어지는 값을 Fxfbdmd_n으로서 출력하도록 해도 된다. 예를 들면, Fxfb_n이 이 상한값 이하의 값일 때에는, Fxfb_n을 그대로 Fxfbdmd_n으로서 출력하고, Fxfb_n이 상한값보다도 큰 양의 값일 때에는, 이 상한값을 Fxfbdmd_n으로서 출력한다. 이렇게 한 경우에는, 양의 값의 Fxfbdmd_n은 브레이크 장치에 의한 제n륜(Wn)의 제동방향의 구동·제동력의 크기를 감소시키도록 기능하는 피드백 제어 입력으로 된다.
또, 각 차륜(Wn)(n=1,2,3,4)에 대하여, 처리부(222a_n)로부터 리미터(222d_n)까지의 처리(Mfbdmd_a와, δf_act 혹은 δr_act와, βf_act 혹은 βr_act를 기초로 Fxfbdmd_n을 결정하는 처리), 또는, 처리부(222b_n)로부터 리미터(222d_n)까지의 처리(Fxfullfbdmd_n과, δf_act 혹은 δr_act와, βf_act 혹은 βr_act를 기초로 Fxfbdmd_n을 결정하는 처리), 또는, 처리부(222c_n)로부터 리미 터(222d_n)까지의 처리(처리부(222b_n)의 출력과, βf_act 혹은 βr_act를 기초로 Fxfbdmd_n을 결정하는 처리), 또는, 처리부(222a_n)로부터 리미터(222d_n)까지의 처리 중 2 이상의 부분을 합친 처리(예를 들면 처리부(222b_n)로부터 처리부(222c_n)까지의 처리)를, 그들 처리에 필요한 입력값으로부터 맵이나 함수식을 사용하여 출력을 결정하도록 변경해도 된다.
예를 들면, 처리부(222c_n)로부터 리미터(222d_n)까지의 처리를 맵을 사용하여 행하는 경우에는, 제1륜용의 맵을, 예를 들면 도 15(a)~(e)에 나타내는 바와 같이 설정해 두고, 제3륜용의 맵을, 예를 들면 도 16(a)~(e)에 나타내는 바와 같이 설정해 두면 된다. 이 경우, 도 15(a)~(e)의 각각의 그래프는, βf_act의 대표적인 복수 종류의 값의 각각에 대응하여, 처리부(222b_1)의 출력(=Fxfullfbdmd_1·K1_str)과 Fxfbdmd_1의 관계를, 각각의 값을 그래프의 횡축방향의 값, 종축방향의 값으로서 나타내고 있다. 또, 도 16(a)~(e)의 각각의 그래프는, βr_act의 대표적인 복수종류의 값의 각각에 대응하여, 처리부(222b_3)의 출력(=Fxfullfbdmd_3·K3_str)과 Fxfbdmd_3의 관계를, 각각의 값을 그래프의 횡축방향의 값, 종축방향의 값으로서 나타내고 있다. 또, 도 15에서, βf_act의 값에 관하여, 「βf--」는 절대값이 비교적 큰 음의 값을 의미하고, 「βf-」는 절대값이 비교적 작은 음의 값을 의미하고, 「βf+」는 절대값이 비교적 작은 양의 값을 의미하고, 「βf++」는 절대값이 비교적 큰 양의 값을 의미한다. 마찬가지로, 도 16에서, βr_act의 값에 관하여, 「βr--」는 절대값이 비교적 큰 음의 값을 의미하고, 「βr-」는 절대값이 비교적 작은 음의 값을 의미하고, 「βr+」는 절대값이 비교적 작은 양의 값을 의미하고, 「βr++」는 절대값이 비교적 큰 양의 값을 의미한다.
또한, 제2륜용의 맵은, 도시를 생략하지만, 처리부(222b_2)의 출력(=Fxfullfbdmd_2·K2_str)과 Fxfbdmd_2의 관계가, βf_act의 각 값에 있어서, 그 값의 부호를 반전시킨 값에 대응하는 제1륜용의 맵과 동일하게 되(예를 들면 βf_act=βf-일 때의 처리부(222b_2)의 출력(=Fxfullfbdmd_2·K2_str)과 Fxfbdmd_2의 관계가 βf_act=βf+일 때의 처리부(222b_1)의 출력과 Fxfbdmd_1의 관계(도 15(c)의 그래프로 나타내는 관계)와 동일하게 되)도록 설정해 두면 된다. 마찬가지로, 제4륜용의 맵은, 도시를 생략하지만, 처리부(222b_4)의 출력(=Fxfullfbdmd_4·K4_str)과 Fxfbdmd_4의 관계가, βr_act의 각 값에서, 그 값의 부호를 반전시킨 값에 대응하는 제3륜용의 맵과 동일하게 되(예를 들면 βr_act=βr-일 때의 처리부(222b_4)의 출력(=Fxfullfbdmd_4·K4_str)과 Fxfbdmd_4의 관계가, βr_act=βr+일 때의 처리부(222b_3)의 출력과 Fxfbdmd_3의 관계(도 16(c)의 그래프로 나타내는 관계)와 동일하게 되)도록 설정해 두면 된다.
또한, 이 예에서는, 처리부(222b_n)(n=1,2,3,4)의 출력이 0 이하의 값일 때는, 상기 도 12에 도시한 것과 마찬가지로 Fxfbdmd_n이 결정된다. 한편, 처리부(222b_n)(n=1,2,3,4)의 출력이 양의 값일 때는, 상기와 같이 리미터(222d_n)에서의 상한값을 양의 값으로 설정한 경우와 마찬가지로, Fxfbdmd_n이 비교적 작은 값의 범위 내에서 양의 값으로 된다.
보충하면, 제3륜(W3)과 제4륜(W4)에 관한 상기 처리부(222b_3, 222b_4)에서는, 모두, 그 입력값과 출력값이 동일하게 되므로, 제3륜(W3)과 제4륜(W4)에 관하여, 처리부(222c_3)로부터 리미터(222d_3)까지의 처리, 및 처리부(222c_4)로부터 리미터(222d_4)까지의 처리를 상기한 바와 같이 맵을 사용하여 행한다고 하는 것은, 처리부(222b_3)로부터 리미터(222d_3)까지의 처리와, 처리부(222b_4)로부터 리미터(222d_4)까지의 처리를 맵을 사용하여 행하는 것과 동일하다.
또, 전륜(W1, W2)에 관한 제n륜 분배 게인(Kn)(n=1,2)을 결정하기(나아가서는, 전륜측 게인(GA1, GA2)을 조작하기) 위한 전륜측 게인 조정 패러미터로서, βf_act 이외에도 다음과 같은 것을 사용해도 된다.
예를 들면, βf_act 대신, 실차(1)의 전륜(W1, W2)의 횡방향 미끄러짐 속도(전륜(W1, W2)의 진행속도 벡터 중, 전륜(W1, W2)의 회전축 방향 성분)의 검출값 혹은 추정값이나, 전륜(W1, W2)의 횡가속도(전륜(W1, W2)의 가속도 벡터의 횡방향 성분)의 검출값 혹은 추정값을 전륜측 게인 조정 패러미터로서 사용해도 된다. 또한, 전륜(W1, W2)의 횡방향 미끄러짐 속도 또는 횡가속도는, βf_act와 마찬가지로, 이 전륜(W1, W2)의 횡방향 운동에 관한 상태량의 예이다. 또, 이들 횡방향 미끄러짐 속도나 횡가속도는 전륜(W1, W2)마다의 검출값 혹은 추정값이어도 되지만, 이것들의 평균값이나 어느 하나의 전륜(W1, W2)에 대한 검출값 혹은 추정값이어도 된다.
또는, 실차(1)의 전방부의 소정 위치(예를 들면, 전륜(W1, W2)의 차축 상의 중앙 위치)의 실횡방향 미끄러짐각의 검출값 혹은 추정값, 또는, 이 소정 위치의 횡방향 미끄러짐 속도(이 소정 위치의 진행속도 벡터의 횡방향 성분)의 검출값 혹은 추정값, 또는, 이 소정 위치의 횡가속도(이 소정 위치의 가속도 벡터의 횡방향 성분)의 검출값 혹은 추정값을 전륜측 게인 조정 패러미터로서 사용해도 된다. 또한, 이 소정 위치의 횡방향 미끄러짐각, 횡방향 미끄러짐 속도, 횡가속도는 이 소정 위치의 횡방향 운동에 관한 상태량의 예이다.
또는, 전륜(W1, W2)의 횡력의 검출값 혹은 추정값을 전륜측 게인 조정 패러미터로서 사용해도 된다. 또한, 이 횡력은 전륜(W1, W2)마다의 검출값 혹은 추정값이어도 되지만, 이들 평균값이나 어느 하나의 전륜(W1, W2)에 관한 검출값 혹은 추정값이어도 된다.
상기한 어느 전륜측 게인 조정 패러미터를 사용하는 경우이더라도, 이 전륜측 게인 조정 패러미터와 제n륜 분배 게인(Kn)(n=1,2)의 관계는 βf_act와 K1, K2의 관계와 마찬가지로 설정하면 된다.
또는, 상기한 바와 같은 실차(1)의 전륜(W1, W2)의 횡방향 운동에 관한 상태량(βf_act 등)과, 실차(1)의 전방부의 소정 위치의 횡방향 운동에 관한 상태량과, 전륜(W1, W2)의 횡력 중 어느 하나와 상관성을 갖는 패러미터를 전륜측 게인 조정 패러미터로서 사용해도 된다. 예를 들면, 당해 횡방향 운동에 관한 상태량 또는 횡력의 검출값 혹은 추정값에 거의 비례하는 것과 같은 임의의 패러미터를 전륜측 게인 조정 패러미터로서 사용해도 된다. 또, 당해 횡방향 운동에 관한 상태량 또는 횡력의 값을 규정하는 것과 같은 1개 이상의 패러미터를 전륜측 게인 조정 패러미터로서 사용해도 된다. 예를 들면 βf_act는, 기본적으로는, 실차량 중심점 횡방향 미끄러짐각(βact)과, 실요잉레이트(γact)와, 실주행속도(Vact)와, 실전륜타각(δf_act)에 따라 규정되고(상기 식 02a를 참조), βf_act는 βact, γact, Vact, δf_act의 함수로서 표현할 수 있다. 따라서, 이들 βact, γact, Vact, δf_act를 전륜측 게인 조정 패러미터로서 사용하여, 이 전륜측 게인 조정 패러미터에 따라 맵 혹은 함수식에 의해 전륜(W1, W2)에 관한 제n륜 분배 게인(Kn)(n=1,2)을 결정하도록 해도 된다. 보다 구체적으로는, 예를 들면, 상기 모델 차량에 관계되는 상기 식 02a의 βf_d, βd, γd, Vd, δf_d를 각각 βf_act, βact, γact, Vact, δf_act로 치한한 식을 기초로, 상기한 βf_act와 제1륜 분배 게인(K1) 및 제2륜 분배 게인(K2)의 관계(상기 도 14(a)의 그래프로 나타내는 관계)를, βact, γact, Vact, δf_act와, K1 및 K2의 관계로 변환해 둔다. 그리고, 그 변환하여 이루어지는 관계에 기초하여 βact, γact, Vact, δf_act에 따라 K1 및 K2를 결정하도록 하면 된다.
상기와 마찬가지로, 후륜(W3, W4)에 관한 제n륜 분배 게인(Kn)(n=3,4)을 결정하기(나아가서는 후륜측 게인(GA3, GA4)을 조작하기) 위한 후륜측 게인 조정 패러미터로서 βr_act 이외에도 다음과 같은 것을 사용해도 된다.
예를 들면, βr_act 대신, 실차(1)의 후륜(W3, W4)의 횡방향 미끄러짐 속도(후륜(W3, W4)의 진행속도 벡터 중, 후륜(W3, W4)의 회전축 방향 성분)의 검출값 혹은 추정값이나, 후륜(W3, W4)의 횡가속도(후륜(W3, W4)의 가속도 벡터의 횡방향 성분)의 검출값 혹은 추정값을 후륜측 게인 조정 패러미터로서 사용해도 된다. 또한, 후륜(W3, W4)의 횡방향 미끄러짐 속도 또는 횡가속도는 βr_act와 마찬가지로, 이 후륜(W3, W4)의 횡방향 운동에 관한 상태량의 예이다. 또, 이들 횡방향 미끄러짐 속도나 횡가속도는 후륜(W3, W4)마다의 검출값 혹은 추정값이어도 되지만, 이들 평균값이나 어느 하나의 후륜(W3, W4)에 관한 검출값 혹은 추정값이어도 된다.
또는, 실차(1)의 후방부의 소정 위치(예를 들면, 후륜(W3, W4)의 차축 상의 중앙 위치)의 횡방향 미끄러짐각의 검출값 혹은 추정값, 또는, 이 소정 위치의 횡방향 미끄러짐 속도(이 소정 위치의 진행속도 벡터의 횡방향 성분)의 검출값 혹은 추정값, 또는, 이 소정 위치의 횡가속도(이 소정 위치의 가속도 벡터의 횡방향 성분)의 검출값 혹은 추정값을 후륜측 게인 조정 패러미터로서 사용해도 된다. 또한, 이 소정 위치의 횡방향 미끄러짐각, 횡방향 미끄러짐 속도, 횡가속도는 이 소정 위치의 횡방향 운동에 관한 상태량의 예이다.
또는, 실차(1)의 후륜(W3, W4)의 횡력의 검출값 혹은 추정값을 후륜측 게인 조정 패러미터로서 사용해도 된다. 또한, 이 횡력은, 후륜(W3, W4)마다의 검출값 혹은 추정값이어도 되지만, 이들 평균값이나 어느 하나의 후륜(W3, W4)에 대한 검출값 혹은 추정값이어도 된다.
상기한 어느 후륜측 게인 조정 패러미터를 사용하는 경우이더라도, 이 후륜측 게인 조정 패러미터와 제n륜 분배 게인(Kn)(n=3,4)의 관계는 βr_act와 K3, K4의 관계와 마찬가지로 설정하면 된다.
또는, 상기한 바와 같은 실차(1)의 후륜(W3, W4)의 횡방향 운동에 관한 상태량(βr_act등)과, 실차(1)의 후방부의 소정 위치의 횡방향 운동에 관한 상태량과, 후륜(W3, W4)의 횡력 중의 어느 하나와 상관성을 갖는 패러미터를 후륜측 게인 조정 패러미터로서 사용해도 된다. 예를 들면, 당해 횡방향 운동에 관한 상태량 또는 횡력의 검출값 혹은 추정값에 거의 비례하는 것과 같은 임의의 패러미터를 후륜 측 게인 조정 패러미터로서 사용해도 된다. 또, 당해 횡방향 운동에 관한 상태량 또는 횡력의 값을 규정하는 것과 같은 1개 이상의 패러미터를 후륜측 게인 조정 패러미터로서 사용해도 된다. 예를 들면, βr_act는, 기본적으로는, 실차량 중심점 횡방향 미끄러짐각(βact)과, 실요잉레이트(γact)와, 실주행속도(Vact)에 따라 규정되고(상기 식 02b를 참조), βr_act는 βact, γact, Vact의 함수로서 표현할 수 있다. 따라서, 이들 βact, γact, Vact를 후륜측 게인 조정 패러미터로서 사용하고, 이 후륜측 게인 조정 패러미터에 따라 맵 혹은 함수식에 의해 후륜(W3, W4)에 관한 제n륜 분배 게인(Kn)(n=3,4)을 결정하도록 해도 된다. 보다 구체적으로는, 예를 들면, 상기 모델 차량에 관계되는 상기 식 02b의 βr_d, βd, γd, Vd를 각각 βr_act, βact, γact, Vact로 치환한 식을 기초로, 상기한 βr_act와 제3륜 분배 게인(K3) 및 제4륜 분배 게인(K4)과의 관계(상기 도 14(b)의 그래프로 나타내는 관계)를 βact, γact, Vact와, K3 및 K4의 관계로 변환해 둔다. 그리고, 그 변환하여 이루어지는 관계에 기초하여, βact, γact, Vact에 따라 K3 및 K4를 결정하도록 하면 된다.
또한, 상기한 바와 같이, 실차(1)의 전륜(W1, W2)의 횡방향 운동에 관한 상태량과, 실차(1)의 전방부의 소정 위치의 횡방향 운동에 관한 상태량과, 실차(1)의 전륜(W1, W2)의 횡력과, 이들 상태량 및 횡력 중 어느 하나와 상관성을 갖는 패러미터를 전륜측 게인 조정 패러미터로서 사용하는 대신, 이것들에 대응하는, 규범 동특성 모델(16) 상의 모델 차량에서의 상태량이나 횡력, 패러미터를 전륜측 게인 조정 패러미터로서 사용해도 된다. 예를 들면, βf_act 대신 모델 차량의 βf_d를 전륜측 게인 조정 패러미터로서 사용하여, 제1륜 분배 게인(K1) 및 제2륜 분배 게인(K2)을 결정하도록 해도 된다. 마찬가지로, 실차(1)의 후륜(W3, W4)의 횡방향 운동에 관한 상태량과, 실차(1)의 후방부의 소정 위치의 횡방향 운동에 관한 상태량과, 실차(1)의 후륜(W3, W4)의 횡력과, 이들 상태량 및 횡력 중 어느 하나와 상관성을 갖는 패러미터를 후륜측 게인 조정 패러미터로서 사용하는 대신, 이것들에 대응하는, 규범 동특성 모델(16) 상의 모델 차량에서의 상태량이나 횡력, 패러미터를 후륜측 게인 조정 패러미터로서 사용해도 된다. 예를 들면, βr_act 대신 모델 차량의 βr_d를 후륜측 게인 조정 패러미터로서 사용하여, 제3륜 분배 게인(K3) 및 제4륜 분배 게인(K4)을 결정하도록 해도 된다.
또는, 실차(1)의 전륜(W1, W2) 혹은 전방부의 소정 위치의 횡방향 운동에 관한 상태량과, 모델 차량의 전륜(Wf) 혹은 전방부의 소정 위치의 횡방향 운동에 관한 상태량(실차(1)측의 상태량과 동일한 종류의 상태량)의 합성값, 또는, 실차(1)의 전륜(W1, W2)의 횡력과 모델 차량의 전륜(Wf)의 횡력의 합성값을 전륜측 게인 조정 패러미터로 사용해도 된다. 마찬가지로, 실차(1)의 후륜(W3, W4) 혹은 후방부의 소정 위치의 횡방향 운동에 관한 상태량과, 모델 차량의 후륜(Wr) 혹은 후방부의 소정 위치의 횡방향 운동에 관한 상태량(실차(1)측의 상태량과 동일한 종류의 상태량)의 합성값, 또는, 실차(1)의 후륜(W3, W4)의 횡력과 모델 차량의 후륜(Wr)의 횡력의 합성값을 후륜측 게인 조정 패러미터로 사용해도 된다. 예를 들면, 실차(1)의 βf_act와 모델 차량의 βf_d의 가중평균값에 따라 제1륜 분배 게인(K1) 및 제2륜 분배 게인(K2)을 결정함과 아울러, 실차(1)의 βr_act와 모델 차량의 β r_d의 가중평균값에 따라 제3륜 분배 게인(K3) 및 제4륜 분배 게인(K4)을 결정하도록 해도 된다. 이 경우, 이 가중평균값에 관계되는 가중도에 주파수특성(예를 들면, 위상보상 요소로서 기능하는 주파수특성)을 갖게 하도록 해도 된다.
또는, 전륜(W1, W2)에 관한 제n륜 분배 게인(Kn)(n=1,2)의 각각의 제 1 임시값을, 실차(1)의 전륜(W1, W2) 혹은 전방부의 소정 위치의 횡방향 운동에 관한 상태량, 또는 실차(1)의 전륜(W1, W2)의 횡력에 따라 결정함과 아울러, 전륜(W1, W2)에 관한 제n륜 분배 게인(Kn)(n=1,2)의 각각의 제 2 임시값을, 모델 차량의 전륜(Wf) 혹은 전방부의 소정 위치의 횡방향 운동에 관한 상태량, 또는 모델 차량의 전륜(Wf)의 횡력에 따라 결정하고, 그것들의 제 1 임시값 및 제 2 임시값의 가중평균값 혹은 가중평균값 등의 합성값을 제n륜 분배 게인(Kn)(n=1,2)으로서 결정하도록 해도 된다. 예를 들면, 제1륜(W1)에 관한 K1의 제 1 임시값을 βf_act에 따라, 상기 도 14(a)에 나타낸 그래프에 나타낸 바와 같이 결정함과 아울러, K1의 제 2 임시값을 βf_d에 따라 제 1 임시값과 마찬가지로 결정한다. 이 경우, βf_d에 대한 제 2 임시값의 변화의 경향은, βf_act에 대한 제 1 임시값의 변화의 경향과 동일해도 된다. 그리고, 이들 제 1 임시값과 제 2 임시값의 가중평균값을 제1륜 분배 게인(K1)으로서 결정한다. 제2륜 분배 게인(K2)에 대해서도 마찬가지이다.
마찬가지로, 후륜(W3, W4)에 관한 제n륜 분배 게인(Kn)(n=3,4)의 각각의 제 1 임시값을, 실차(1)의 후륜(W3, W4) 혹은 후방부의 소정 위치의 횡방향 운동에 관한 상태량, 또는 실차(1)의 후륜(W3, W4)의 횡력에 따라 결정함과 아울러, 후륜(W3, W4)에 관한 제n륜 분배 게인(Kn)(n=3,4)의 각각의 제2 임시값을, 모델 차량 의 후륜(Wr) 혹은 후방부의 소정 위치의 횡방향 운동에 관한 상태량, 또는 모델 차량의 후륜(Wr)의 횡력에 따라 결정하고, 그들 제 1 임시값 및 제 2 임시값의 가중평균값 혹은 가중평균값 등의 합성값을 제n륜 분배 게인(Kn)(n=3,4)으로서 결정하도록 해도 된다. 예를 들면, 제3륜(W3)에 관한 K3의 제 1 임시값을 βr_act에 따라, 상기 도 14(b)에 도시한 그래프에 나타내는 바와 같이 결정함과 아울러, K3의 제 2 임시값을 βr_d에 따라 제 1 임시값과 마찬가지로 결정한다. 이 경우, βr_d에 대한 제 2 임시값의 변화의 경향은 βr_act에 대한 제 1 임시값의 변화의 경향과 동일해도 된다. 그리고, 이들 제 1 임시값과 제 2 임시값의 가중평균값을 제3륜 분배 게인(K3)으로서 결정한다. 제4륜 분배 게인(K4)에 대해서도 마찬가지이다.
또한, 제n륜 분배 게인(Kn)(n=1,2,3,4)의 값을, βf_act, βr_act 등의 전륜측 게인 조정 패러미터 또는 후륜측 게인 조정 패러미터에 따라 변화시킬 뿐만 아니라, 추정 마찰계수(μestm)에도 따라서 변화시키도록 결정하는 것이 보다 바람직하다. 예를 들면, 본 실시형태에 관하여 상기한 바와 같이 βf_act, βr_act에 따라 제n륜 분배 게인(Kn)을 결정하는 경우에 있어서, μestm이 작아질수록, βf_act가 절대값이 큰 음의 값일 때의 제1륜 분배 게인(K1)을 보다 작게 하도록 K1을 결정하는 것이 바람직하다. 또, μestm이 작아질수록, βr_act가 절대값이 큰 양의 값일 때의 제3륜 분배 게인(K3)을 보다 작게 하도록 K3을 결정하는 것이 바람직하다. 마찬가지로, μestm이 작아질수록, βf_act가 절대값이 큰 양의 값일 때의 제2륜 분배 게인(K2)을 보다 작게 하도록 K2를 결정하는 것이 바람직하다. 또, μ estm이 작아질수록, βr_act가 절대값이 큰 음의 값일 때의 제4륜 분배 게인(K4)을 보다 작게 하도록 K4를 결정하는 것이 바람직하다. 이것은, μestm이 작아질수록, 제n륜(Wn)(n=1,2,3,4)의 제동방향의 구동·제동력을 증가시켰을 때의 이 제n륜(Wn)의 횡력의 저하가 현저하게 되기 때문이다.
또, 제n륜 분배 게인(Kn)(n=1,2,3,4)의 값(βf_act, βr_act 등의 전륜측 게인 조정 패러미터 또는 후륜측 게인 조정 패러미터에 따라 설정한 값)을, 제n륜의 실접지하중(제n륜에 작용하는 노면 반력 중 연직방향 또는 노면에 수직한 방향의 병진력의 검출값 혹은 추정값)에도 따라서 조정하도록 해도 된다. 이 경우, 제n륜 분배 게인(Kn)의 값을 제n륜(Wn)의 실접지하중이 작아질수록, 작게 하도록 결정하는 것이 바람직하다.
또는, 각 제n륜(Wn)의 실접지하중을 Fzact_n(n=1,2,3,4), 그것들의 총합을 ΣFzact(=Fzact_1+Fzact_2+Fzact_3+Fzact_4)로 했을 때, 전륜(W1, W2)에 관한 제n륜 분배 게인(K1, K2)의 값을, 각 전륜(W1, W2)의 실접지하중의 합(=Fzact_1+Fzact_2)에 따라 조정하거나, 그 합의 ΣFzact에 대한 비율(=(Fzact_1+Fzact_2)/ΣFzact)에 따라 조정하도록 해도 된다. 마찬가지로, 후륜(W3, W4)에 관한 제n륜 분배 게인(K3, K4)을, 각 후륜(W3, W4)의 실접지하중의 합(=Fzact_3+Fzact_4)에 따라 조정하거나, 그 합의 ΣFzact에 대한 비율(=(Fzact_3+Fzact_4)/ΣFzact)에 따라 조정하도록 해도 된다. 혹은, 각 제n륜 분배 게인(Kn)(n=1,2,3,4)의 값을 각각 제n륜(Wn)의 실접지하중의 ΣFzact에 대한 비율(=Fzact_n/ΣFzact)에 따라 조정하도록 해도 된다.
또, 본 실시형태에서는, 구동·제동 장치(3A)의 브레이크 장치에 대한 피드백 제어 입력으로서(액추에이터 동작 FB 목표값으로서), FB 목표 제n륜 브레이크 구동·제동력(Fxfbdmd_n)(n=1,2,3,4)을 결정하도록 했지만, Fxfbdmd_n 대신, 브레이크 장치에 의한 각 차륜(Wn)(n=1,2,3,4)의 목표 슬립비를 결정하거나, 또는, 이 목표 슬립비와 Fxfbdmd_n의 양자를 결정하도록 해도 된다.
또, Fxfbdmd_n 등의 액추에이터 동작 FB 목표값을 결정하기 위하여, 중간변수인 Mfbdmd나 Mfbdmd_a를 결정하지 않고, 상태량 편차(γerr, βerr)로부터 맵 등을 사용하여 직접적으로 액추에이터 동작 FB 목표값을 결정하도록 해도 된다. 예를 들면, γerr, βerr, βf_act(또는 βf_d), βr_act(또는 βr_d) Vact, μestm 등의 변수를 입력으로 하는 다차원의 맵을 사용하여, 액추에이터 동작 FB 목표값을 결정하도록 해도 된다.
또, 피드백 요잉 모멘트 기본 요구값(Mfbdmd)을, 상태량 편차(γerr, βerr)를 0에 근접시킬 뿐만 아니라, 상기 가상 외력 결정부(20a)의 γβ 제한기(202)에서 구해지는 일탈량(γover, βover)을 0에 근접시키도록(나아가서는 상기 γda, βda가 각각의 허용범위[γdamin, γdamax], [βdamin, βdamax]로부터 일탈하는 것을 억제하도록), Mfbdmd를 결정하도록 해도 된다. 예를 들면, 적당한 계수(Kfbdmd1~Kfbdmd4)를 사용하여, 다음 식 28a에 의해, Mfbdmd를 결정해도 된다.
Mfbdmd=Kfbdmd1·γerr+Kfbdmd2·βerr
-Kfbdmd3·γover-Kfbdmd4·βover ……식 28a
또한, 이 식 28a에 의해 Mfbdmd를 결정한다고 하는 것은, 상태량 편차(γ err, βerr)를 0에 근접시키는 피드백 제어칙에 의해 결정한 Mfbdmd의 임시값(식 28a의 우변의 제1항 및 제2항의 합)을, 일탈량(γover, βover)을 0에 근접시키도록 수정함으로써, Mfbdmd를 결정하는 것과 동등하다.
또는, 상기 식 23에 의해 상태량 편차(γerr, βerr)를 0에 근접시키도록 결정한 Mfbdmd를 불감대 처리부(221)에 통과시켜 이루어지는 값인 상기 불감대 초과 피드백 요잉 모멘트 요구값(Mfbdmd_a)을, 다음 식 28b(상기 식 28a의 우변의 제1항 및 제2항의 합의 값 대신 Mfbdmd_a를 사용한 식)에 의해 수정하여 이루어지는 값(Mfbdmd_a')을 다시 Mfbdmd_a로서 사용하도록 해도 된다. 바꾸어 말하면, Mfbdmd를 불감대 처리부(221)에 통과시켜 이루어지는 값을 Mfbdmd_a의 임시값으로 하고, 이 임시값을 일탈량(γover, βover)을 0에 근접시키도록 수정함으로써, Mfbdmd_a를 결정하도록 해도 된다.
Mfbdmd_a'＝Mfbdmd_a-Kfbdmd3·γover-Kfbdmd4·βover ……식 28b
보충하면, 본 실시형태에서는, 상기한 바와 같이, γβ 제한기(202)에 의해, γover, βover를 0에 근접시키도록 가상 외력 임시값(Mvirtmp, Fvirtmp)을 조작하여 가상 외력(Mvir, Fvir)을 결정하도록 하고 있다. 이것만으로도, 모델 차량의 γd, βd가 각각 허용범위[γdamin, γdamax], [βdamin, βdamax]를 일탈하지 않도록 변화된다. 그리고, 이것에 따라, 실차(1)의 γact, βact를 각각 γd, βd에 근접시키도록 액추에이터 동작 FB 목표값이 변화된다. 이 때문에, γerr, βerr만을 0에 근접시키도록 액추에이터 동작 FB 목표값을 결정한 경우이더라도, 결과적으로, γact, βact도 허용범위[γdamin, γdamax], [βdamin, βdamax]로부터 일탈 하는 것을 억제할 수 있다. 단, 상기한 바와 같이, γerr, βerr에 더하여, γover, βover도 0에 근접시키도록 Mfbdmd 또는 Mfbdmd_a를 결정(나아가서는 액추에이터 동작 FB 목표값을 결정)하도록 함으로써 γact, βact가 각각 허용범위[γdamin, γdamax], [βdamin, βdamax]로부터 일탈하는 것을 더한층 효과적으로 억제할 수 있다.
또, 상기한 바와 같이 γerr, βerr에 더하여, γover, βover도 0에 근접시키도록 Mfbdmd 또는 Mfbdmd_a를 결정하도록 한 경우에는, 가상 외력(Mvir, Fvir)은 반드시 γover, βover를 0에 근접시키도록 결정할 필요는 없고, 단지 γerr, βerr을 0에 근접시키도록 가상 외력(Mvir, Fvir)을 결정하도록 해도 된다. 이 경우에는, 상기 가상 외력 임시값 결정부(201)에서 구해지는 가상 외력 임시값(Mvirtmp, Fvirtmp)을 각각 그대로 가상 외력(Mvir, Fvir)으로서 결정하면 된다. 그리고, Mfbdmd 또는 Mfbdmd_a를 결정하는 처리, 및 가상 외력(Mvir, Fvir)를 결정하는 처리 이외는 본 실시형태와 동일해도 된다. 이렇게 해도, γact, βact가 각각 허용범위[γdamin, γdamax], [βdamin, βdamax]로부터 일탈하는 것을 억제하도록 액추에이터 동작 FB 목표값을 결정할 수 있다. 또, 이 경우이더라도, 상태량 편차(γerr, βerr)를 0에 근접시키도록, 가상 외력(Mvir, Fvir)이 결정되므로, 결과적으로, 모델 차량의 γd, βd가 각각 허용범위[γdamin, γdamax], [βdamin, βdamax]로부터 일탈하는 것이 억제되도록, γd, βd가 결정되게 된다.
[FF칙에 대하여]
다음에 상기 FF칙(22)의 처리를 도 17을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 도 17은 FF칙(22)의 처리를 나타내는 기능 블럭도이다.
상기한 바와 같이, 본 실시형태에서는, FF칙(22)이 결정하는 피드포워드 목표값(운전 조작 입력에 따른 액추에이터 장치(3)의 기본 목표값)에는, 구동·제동 장치(3A)의 브레이크 장치에 의한 실차(1)의 각 차륜(W1~W4)의 구동·제동력의 피드포워드 목표값(이후, FF 목표 제n륜 브레이크 구동·제동력(n=1,2,3,4)이라고 함)과, 구동·제동 장치(3A)의 구동계에 의한 실차(1)의 구동륜(W1, W2)의 구동·제동력의 피드포워드 목표값(이후, FF 목표 제n륜 구동계 구동·제동력(n=1,2)이라고 함)과, 구동·제동 장치(3A)의 변속 장치의 감속비(변속비)의 피드포워드 목표값(이후, FF 목표 미션 감속비라고 함)과, 스티어링 장치(3B)에 의한 실차(1)의 조타륜(W1, W2)의 타각의 피드포워드 목표값(이후, FF 목표 전륜타각(δf_ff)이라고 함)이 포함된다.
또한, FF칙(22)은 본 발명에서의 피드포워드 제어 입력을 결정하는 수단에 상당하고 있고, 여기에서 결정되는 FF 목표 제n륜 브레이크 구동·제동력(n=1,2,3,4)과 FF 목표 제n륜 구동계 구동·제동력(n=1,2)이 본 발명에서의 피드포워드 제어 입력에 상당한다.
도 17에 도시하는 바와 같이, FF 목표 전륜타각(δf_ff)은 운전 조작 입력 중 스티어링각(θh)에 따라(또는 θh와 Vact에 따라) 처리부(230)에 의해 결정된다. 도 17에서는, 스티어링 장치(3B)가 상기 액추에이터 구동형의 스티어링 장치일 경우를 상정하고 있다. 이 경우에는, 처리부(230)는 상기 규범 조작량 결정부(14)의 처리부(14a)의 처리와 동일한 처리에 의해 FF 목표 전륜타각(δf_ff)을 결정한 다. 즉, 스티어링각(θh)을 소정의 오버올 스티어링비(is), 또는, Vact에 따라 설정한 오버올 스티어링비(is)로 제산함으로써 δf_ff를 결정한다. 이렇게 하여 결정되는 δf_ff의 값은 상기 규범 조작량 결정부(14)의 처리부(14a)에 의해 결정되는 무제한시 전륜타각(δf_unltd)의 값과 동일하다.
또한, 스티어링 장치(3B)가 상기 액추에이터 보조형의 스티어링 장치일 경우, 또는, 기계식 스티어링 장치일 경우에는, δf_ff를 결정할 필요는 없다. 또는, δf_ff를 항상 0으로 설정해 두면 된다. 단, 스티어링 장치(3B)가 액추에이터 보조형의 스티어링 장치이며, 스티어링각(θh)에 따라 기계적으로 정해지는 전륜(W1, W2)의 타각을 Vact에 따라 보정하는 기능을 갖는 것과 같은 경우에는, 그 보정분을 Vact에 따라 결정하고, 그것을 δf_ff로서 결정하도록 해도 된다.
보충하면, 스티어링 장치(3B)가 액추에이터 보조형의 스티어링 장치일 경우에는, 전륜(W1, W2)의 기본적인 타각(δf_act의 기본값)은 스티어링각(θh)에 따라 기계적으로 정해지므로, δf_ff는 액추에이터에 의한 전륜(W1, W2)의 타각의 보정량의 피드포워드 목표값으로서의 의미를 갖는 것이 된다.
또, FF 목표 제n륜 브레이크 구동·제동력(n=1,2,3,4)은 운전 조작 입력 중 브레이크 페달 조작량에 따라, 각각 처리부(231a_n)(n=1,2,3,4)에 의해 결정된다. 도면 중의 각 처리부(231a_n)에 나타낸 그래프는, 각각, 브레이크 페달 조작량과 FF 목표 제n륜 브레이크 구동·제동력(n=1,2,3,4)의 관계를 예시하는 그래프이며, 이 그래프에서의 횡축방향의 값이 브레이크 페달 조작량의 값, 종축방향의 값이 FF 목표 제n륜 브레이크 구동·제동력이다. 도시된 그래프에 나타나 있는 바와 같이, FF 목표 제n륜 브레이크 구동·제동력(<0)은, 기본적으로는, 브레이크 페달 조작량의 증가에 따라, 그 크기(절대값)가 단조증가하도록 결정된다. 또한, 도시의 예에서는, FF 목표 제n륜 브레이크 구동·제동력은 그 크기가 과대하게 되지 않도록, 브레이크 페달 조작량이 소정량을 초과하면 포화되(브레이크 페달 조작량의 증가에 대한 FF 목표 제n륜 브레이크 구동·제동력의 절대값의 증가율이 0에 근접하거나, 혹은 0이 되)도록 되어 있다.
FF 목표 제n륜 구동계 구동·제동력(n=1,2)과 FF 목표 미션 감속비란 운전 조작 입력 중 엑설레이터 페달 조작량 및 시프트 레버 위치와 Vact에 따라, 구동계 액추에이터 동작 FF 목표값 결정부(232)에 의해 결정된다. 이 구동계 액추에이터 동작 FF 목표값 결정부(232)의 처리는, 공지의 일반적인 자동차에 있어서, 엑설레이터 페달 조작량과 Vact와 변속 장치의 시프트 레버 위치에 따라, 엔진으로부터 구동륜에 전달하는 구동력과 변속 장치의 감속비를 결정하는 수법과 동일해도 되므로, 본 명세서에서의 상세한 설명은 생략한다.
이상이 본 실시형태에서의 FF칙(22)의 구체적인 처리의 내용이다.
[액추에이터 동작 목표값 합성부에 대하여]
다음에 상기 액추에이터 동작 목표값 합성부(24)의 처리를 상세하게 설명한다. 도 18은 이 액추에이터 동작 목표값 합성부(24)의 처리를 나타내는 기능 블럭도이다.
동 도면을 참조하여, 액추에이터 동작 목표값 합성부(24)는, 제1륜(W1)에 관하여, 상기 액추에이터 동작 FF 목표값 중 FF 목표 제1륜 브레이크 구동·제동력 과, FF 목표 제1륜 구동계 구동·제동력의 합을 가산기(240)에서 구한다. 그리고, 그 합을 FF 종합 목표 제1륜 구동·제동력(FFtotal_1)으로서 최적 목표 제1구동·제동력 결정부(241a_1)에 입력한다. 또한, 이 FFtotal_1과, 상기 액추에이터 동작 FB 목표값 중 FB 목표 제1륜 브레이크 구동·제동력(Fxfbdmd_1)의 합을 가산기(242)에서 구한다. 그리고, 그 합을 무제한 목표 제1륜 구동·제동력(Fxdmd_1)으로서 최적 목표 제1구동·제동력 결정부(241a_1)에 입력한다.
또, 액추에이터 동작 목표값 합성부(24)는, 제2륜(W2)에 관하여, 상기 액추에이터 동작 FF 목표값 중 FF 목표 제2륜 브레이크 구동·제동력과, FF 목표 제2륜 구동계 구동·제동력의 합을 가산기(243)에서 구한다. 그리고, 그 합을 FF 종합 목표 제2륜 구동·제동력(FFtotal_2)으로서 최적 목표 제 2 구동·제동력 결정부(241a_2)에 입력한다. 또한, 이 FFtotal_2와, 상기 액추에이터 동작 FB 목표값 중 FB 목표 제2륜 브레이크 구동·제동력(Fxfbdmd_2)의 합을 가산기(244)에서 구한다. 그리고, 그 합을 무제한 목표 제2륜 구동·제동력(Fxdmd_2)으로서 최적 목표 제 2 구동·제동력 결정부(241a_2)에 입력한다.
또, 액추에이터 동작 목표값 합성부(24)는, 제3륜(W3)에 관하여, 상기 액추에이터 동작 FF 목표값 중 FF 목표 제3륜 브레이크 구동·제동력을 그대로 FF 종합 목표 제3륜 구동·제동력(FFtotal_3)으로서 최적 목표 제 3 구동·제동력 결정부(241a_3)에 입력한다. 또한, 이 FFtotal_3과, 상기 액추에이터 동작 FB 목표값 중 FB 목표 제3륜 브레이크 구동·제동력(Fxfbdmd_3)의 합을 가산기(245)에서 구한다. 그리고, 그 합을 무제한 목표 제3륜 구동·제동력(Fxdmd_3)으로서 최적 목표 제 3 구동·제동력 결정부(241a_3)에 입력한다.
또, 액추에이터 동작 목표값 합성부(24)는, 제4륜(W4)에 관하여, 상기 액추에이터 동작 FF 목표값 중 FF 목표 제4륜 브레이크 구동·제동력을 그대로 FF 종합 목표 제4륜 구동·제동력(FFtotal_4)으로서 최적 목표 제 4 구동·제동력 결정부(241a_4)에 입력한다. 또한, 이 FFtotal_4와, 상기 액추에이터 동작 FB 목표값 중 FB 목표 제4륜 브레이크 구동·제동력(Fxfbdmd_4)의 합을 가산기(246)에서 구한다. 그리고, 그 합을 무제한 목표 제4륜 구동·제동력(Fxdmd_4)으로서 최적 목표 제 4 구동·제동력 결정부(241a_4)에 입력한다.
여기에서, 상기 FF 종합 목표 제n륜 구동·제동력(FFtotal_n)(n=1,2,3,4)은, 그것을 일반화하여 말하면, 구동·제동 장치(3A)의 구동계의 동작에 의한 제n륜(Wn)의 구동·제동력의 피드포워드 목표값(FF 목표 제n륜 구동계 구동·제동력)과 브레이크 장치의 동작에 의한 제n륜(Wn)의 구동·제동력의 피드포워드 목표값(FF 목표 제n륜 브레이크 구동·제동력)의 총합을 의미한다. 이 경우, 본 명세서의 실시형태에서는, 실차(1)의 구동륜을 전륜(W1, W2)으로 하고, 후륜(W3, W4)은 종동륜으로 하고 있으므로, 후륜(W3, W4)에 관해서는, FF 목표 제n륜 브레이크 구동·제동력(n=3,4)이 그대로, FF 종합 목표 제n륜 구동·제동력(FFtotal_n)으로서 결정된다.
또, 상기 무제한 목표 제n륜 구동·제동력(Fxdmd_n)(n=1,2,3,4)은 상기 FF 종합 목표 제n륜 구동·제동력(FFtotal_n)과, 상기 FB 제n륜 브레이크 구동·제동력의 합이므로, 구동·제동 장치(3A)의 피드포워드 제어동작(적어도 운전조작 입력 에 따른 피드포워드 제어동작)과 피드백 제어동작(적어도 상태량 편차(γerr, βerr)에 따른 피드백 제어동작)에 의해 요구되는 제n륜의 전체 구동·제동력을 의미한다.
그리고, 액추에이터 동작 목표값 합성부(24)는 최적 목표 제 n 구동·제동력 결정부(241a_n)(n=1,2,3,4)에 의해, 각각 제n륜(Wn)의 구동·제동력의 최종적인 목표값인 목표 제n륜 구동·제동력(Fxcmd_n)을 결정함과 아울러, 제n륜의 슬립비의 최종적인 목표값인 목표 제n륜 슬립비를 결정한다.
이 경우, 최적 목표 제 n 구동·제동력 결정부(241a_n)(n=1,2,3,4)에는, FFtotal_n 및 Fxdmd_n에 더하여, 제n륜(Wn)의 실횡방향 미끄러짐각(상세하게는, n=1,2일 때는, 실전륜 횡방향 미끄러짐각(βf_act), n=3,4일 때는 실후륜 횡방향 미끄러짐각(βr_act))의 최신값(금회값)과 추정 마찰계수(μestm)의 최신값(금회값)이 입력된다. 또한, 도시는 생략하지만, 전륜(W1, W2)에 관계되는 최적 목표 제 n 구동·제동력 결정부(241a_n)(n=1,2)에는, 실전륜타각(δf_act)의 최신값(금회값)도 입력된다. 그리고, 최적 목표 제 n 구동·제동력 결정부(241a_n)(n=1,2,3,4)는, 각각에 주어지는 입력을 기초로, 목표 제n륜 구동·제동력(Fxcmd_n)과 목표 제n륜 슬립비를 후술하는 바와 같이 결정한다.
또, 액추에이터 동작 목표값 합성부(24)는 상기 액추에이터 동작 FB 목표값 중 액티브 조타용 FB 목표 횡력(Fyfbdmd_f)과, 상기 액추에이터 동작 FF 목표값 중 FF 목표 전륜타각(δf_ff)을 최적 목표 액티브 타각 결정부(247)에 입력하고, 이 최적 목표 액티브 타각 결정부(247)에 의해 전륜(W1, W2)의 최종적인 타각의 목표 값인 목표 전륜타각(δfcmd)을 결정한다. 또한, 이 δfcmd는 스티어링 장치(3B)가 상기 액추에이터 구동형의 스티어링 장치일 경우에는, 액추에이터의 동작에 의한 전륜(W1, W2)의 타각 그 자체(실차(1)의 전후 방향을 기준으로 한 타각)의 최종적인 목표값을 의미한다. 한편, 스티어링 장치(3B)가 상기 액추에이터 보조형의 스티어링 장치일 경우에는, 액추에이터의 동작에 의한 전륜(W1, W2)의 타각의 보정량의 최종적인 목표값을 의미한다.
또한, 액추에이터 동작 목표값 합성부(24)는, 상기 액추에이터 동작 FF 목표값 중 FF 목표 제n륜 구동계 구동·제동력(n=1,2)을 그대로, 구동·제동 장치(3A)의 구동계의 동작에 의한 제n륜(Wn)의 구동·제동력의 최종적인 목표값인 목표 제n륜 구동계 구동·제동력으로서 출력한다. 또한, 액추에이터 동작 목표값 합성부(24)는 상기 액추에이터 동작 FF 목표값 중 FF 목표 미션 감속비를 그대로, 구동·제동 장치(3A)의 변속 장치의 감속비(변속비)의 최종적인 목표값인 목표 미션 감속비로서 출력한다.
또한, 액추에이터 동작 목표값 합성부(24)는, 본 발명에서의 실차 액추에이터 조작용 제어 입력 결정 수단의 구성 요소(구동·제동력 조작용 제어 입력을 결정하는 수단)이며, 여기에서 결정되는 상기의 각 목표값이 실차 액추에이터 조작용 제어 입력에 상당한다. 그리고, 그들 목표값 중 상기 목표 제n륜 구동·제동력(Fxcmd_n)과 목표값 제n륜 슬립비가 본 발명에서의 구동·제동력 조작용 제어 입력에 상당한다.
상기 최적 목표 제 n 구동·제동력 결정부(241a_n)(n=1,2,3,4)의 처리를 이 하에 상세히 설명한다. 도 19는 각 최적 목표 제 n 구동·제동력 결정부(241a_n)의 처리를 나타내는 플로우차트이다.
동 도면을 참조하여, 우선, S100에서, 제n륜(Wn)(n=1,2,3,4)의 횡방향 미끄러짐각이 실횡방향 미끄러짐각(상세하게는, n=1, 2일 때는 실전륜 횡방향 미끄러짐각(βf_act), n=3, 4일 때는 실후륜 횡방향 미끄러짐각(βr_act))이며, 노면 마찰계수(제n륜(Wn)과 노면 사이의 마찰계수)가 추정 마찰계수(μestm)인 것을 전제조건으로 한다. 그리고, 이 전제조건하에서, 무제한 목표 제n륜 구동·제동력(Fxdmd_n)에 가장 가까운(일치하는 경우를 포함함) 제n륜(Wn)의 구동·제동력의 값인 제n륜 구동·제동력 후보(Fxcand_n)와, 그것에 대응하는 제n륜(Wn)의 슬립비의 값인 제n륜 슬립비 후보(Scand_n)를 구한다.
여기에서, 일반적으로, 각 차륜의 횡방향 미끄러짐각과 노면 반력(구동·제동력, 횡력, 및 접지하중)과 슬립비와 노면 마찰계수 사이에는, 이 차륜의 타이어의 특성이나 서스펜션 장치의 특성에 따른 일정한 상관관계가 있다. 예를 들면, 각 차륜의 횡방향 미끄러짐각과 노면 반력(구동·제동력, 횡력, 및 접지하중)과 슬립비와 노면 마찰계수 사이에는, 상기 비특허문헌 1의 식 (2.57), (2.58), (2.72), (2.73)에 의해 표시되는 바와 같은 상관관계가 있다. 또, 예를 들면 접지하중 및 노면 마찰계수를 일정하게 한 경우, 각 차륜의 횡방향 미끄러짐각과 구동·제동력과 횡력과 슬립비 사이에는, 상기 비특허문헌 1의 도 2. 36에 표시되는 바와 같은 상관관계가 있다. 따라서, 횡방향 미끄러짐각 및 노면 마찰계수가 각각 어떤 값일 때의 각 차륜의 노면 반력과 슬립비는, 각각이 독립적인 값을 취할 수는 없으며, 각각의 값은, 상기의 상관관계(이하, 차륜특성 관계라고 함)에 따라 변화된다. 또한, 슬립비는 구동·제동력이 구동 방향의 구동·제동력(>0)일 때는 음의 값이며, 구동·제동력이 제동방향의 구동·제동력(<0)일 때는 양의 값이다.
그래서, 본 실시형태에서의 S100의 처리에서는, 제n륜(Wn)의 횡방향 미끄러짐각과 노면 마찰계수와 구동·제동력과 슬립비의 관계를 나타내는, 미리 작성된 맵에 기초하여 제n륜(Wn)의 실횡방향 미끄러짐각(βf_act 또는 βr_act)(최신값)과 추정 노면 마찰계수(μestm)(최신값)로부터, 무제한 목표 제n륜 구동·제동력(Fxdmd_n)에 가장 가깝거나, 또는 일치하는 구동·제동력(Fxdmd_n과의 차의 절대값이 최소가 되는 구동·제동력)과, 이 구동·제동력에 대응하는 슬립비를 구한다. 그리고, 이렇게 하여 구한 구동·제동력과 슬립비를 각각 제n륜 구동·제동력 후보(Fxcand_n), 제n륜 슬립비 후보(Scand_n)로서 결정한다.
또한, 이 처리에서 사용하는 맵은, 예를 들면 상기 차륜특성 관계를 여러 실험 등을 통하여, 또는, 차륜(W1~W4)의 타이어 특성이나 서스펜션 장치(3C)의 특성에 기초하여, 미리 특정 혹은 추정해 두고, 그 특정 혹은 추정한 차륜 특성관계에 기초하여 작성하면 된다. 또, 그 맵에는, 제n륜(Wn)의 접지하중을 변수 패러미터로서 부가해도 된다. 이 경우에는, 제n륜(Wn)의 실접지하중(Fzact_n)을 최적 목표 제 n 구동·제동력 결정부(241a_n)에 입력하도록 하여, 제n륜(Wn)의 실횡방향 미끄러짐각(βf_act 또는 βr_act)와, 추정 마찰계수(μestm)와, 실접지하중(Fzact_n)으로부터 Fxcand_n, Scand_n을 결정하도록 하면 된다. 단, 실접지하중(Fzact_n)의 변동은 일반적으로 비교적 작으므로, 이 실접지하중(Fzact_n)을 일정값으로 간주해 도 된다.
보충하면, 제n륜(Wn)의 실횡방향 미끄러짐각(βf_act 또는 βr_act)과 추정 노면 마찰계수(μestm)와의 세트에 대응하여, 또는, 이것들과 실접지하중(Fzact_n)의 세트에 대응하여, 제n륜(Wn)에서 발생가능한(노면으로부터 작용가능한) 구동·제동력(상기 차륜특성 관계에 따라 발생가능한 구동·제동력)의 값의 범위 내에 Fxdmd_n이 존재하는 경우에는, 그 Fxdmd_n을 그대로 Fxcand_n으로서 결정하면 된다. 그리고, Fxdmd_n이 당해 범위를 일탈해 있는 경우에는, 당해 범위 중 상한값(>0) 및 하한값(<0)의 중, Fxdmd_n에 가까운 쪽을 Fxcand_n으로서 결정하면 된다.
또, 제n륜(Wn)의 실횡방향 미끄러짐각(βf_act 또는 βr_act)와 추정 노면 마찰계수(μestm)와의 세트에 대응하여, 또는, 이것들과 실접지하중(Fzact_n)의 세트에 대응하여, 제n륜(Wn)에서 발생가능한 슬립비와 구동·제동력의 관계(상기 차륜특성 관계에 따라 발생가능한 슬립비와 구동·제동력과의 관계)는, 일반적으로, 이 슬립비의 변화에 대하여, 구동·제동력이 피크값(극값)을 갖는 것과 같은 관계가 된다(슬립비를 횡축의 값, 구동·제동력의 크기를 종축의 값으로 했을 때의 그래프가 위로 볼록한 그래프로 됨). 이 때문에, 그 피크값보다도 절대값이 작은 구동·제동력의 값에 대응하는 슬립비의 값은 2종류 존재하는 경우가 있다. 이와 같이 Fxcand_n 대응하는 슬립비의 값이 2종류 존재하는 경우에는, 그 2종류의 슬립비의 값 중, 0에 보다 가까운 쪽의 슬립비의 값을 제n륜 슬립비 후보(Scand_n)로서 결정하면 된다. 바꾸어 말하면, 제n륜(Wn)의 슬립비와 구동·제동력의 관계(상기 차륜특성 관계에 따르는 관계)에서, 구동·제동력이 피크값으로 되는 슬립비의 값과 0 사이의 범위 내에서, 제n륜 슬립비 후보(Scand_n)를 결정하면 된다.
보충하면, 구동·제동력이 피크값으로 되는 슬립비의 값과 0 사이의 범위 내에서는, 슬립비의 절대값이 0으로부터 증가함에 따라, 구동·제동력의 절대값은 단조롭게 증가한다.
이어서, S102로 진행되고, S100과 동일한 전제조건하에서, 최대 모멘트 발생시 제n륜 구동·제동력(Fxmmax_n)과, 이것에 대응하는 슬립비인 최대 모멘트 발생시 제n륜 슬립비(Smmax_n)를 결정한다. 여기에서, 최대 모멘트 발생시 제n륜 구동·제동력(Fxmmax_n)은 제n륜(Wn)의 횡방향 미끄러짐각이 실횡방향 미끄러짐각(βf_act 또는 βr_act)이며, 노면 마찰계수가 추정 마찰계수(μestm)일 때에, 제n륜(Wn)에서 발생가능한 노면 반력(상세하게는 상기 차륜특성 관계에 따라 제n륜(Wn)에 노면으로부터 작용가능한 구동·제동력과 횡력의 합력) 중, 이 노면 반력에 의해 실차(1)의 중심점(G)의 주위에 발생하는 요잉 방향의 모멘트가 상기 피드백 요잉 모멘트 기본 요구값(Mfbdmd)의 극성과 동일한 극성(방향)을 향하여 최대가 되는 것과 같은 노면 반력의 구동·제동력 성분의 값을 의미한다. 또한, 이 경우, Fxmmax_n, Smmax_n은 제n륜(Wn)의 구동·제동력과 슬립비의 관계(상기 차륜특성 관계에 따르는 관계)에 있어서, 슬립비의 절대값이 0으로부터 증가함에 따라 구동·제동력의 절대값이 단조롭게 증가하는 영역 내에서 결정된다. 따라서, Smmax_n은 구동·제동력이 피크값으로 되는 슬립비의 값과 0 사이에서 결정된다.
S102에서는, 전륜(W1, W2)에 관해서는(n=1 또는 2일 때), 예를 들면 실전륜 횡방향 미끄러짐각(βf_act)과, 추정 마찰계수(μestm)와, 실전륜타각(δf_act)으로부터, 미리 작성된 맵(전륜 횡방향 미끄러짐각과 노면 마찰계수와 전륜타각과 최대 모멘트 발생시 구동·제동력과 최대 모멘트 발생시 슬립비와의 관계(상기 차륜특성 관계에 따르는 관계)를 나타내는 맵)에 기초하여, 최대 모멘트 발생시 제n륜 구동·제동력(Fxmmax_n)과 이것에 대응하는 최대 모멘트 발생시 제n륜 슬립비(Smmax_n)가 결정된다. 또는, 전륜 횡방향 미끄러짐각과 노면 마찰계수와 슬립비와 구동·제동력과 횡력의 관계를 나타내는 맵과, 실전륜타각(δf_act)에 기초하여, βf_act와 μestm의 세트에 대응하여 발생가능한 제n륜(Wn)(n=1 또는 2)의 구동·제동력과 횡력의 세트 중에서, 그것들의 합력이 실차(1)의 중심점(G)의 주위에 발생하는 요잉 방향의 모멘트가 최대가 되는 구동·제동력과 횡력의 세트를 탐색적으로 결정한다. 그리고, 그 세트에 대응하는 구동·제동력과 슬립비를 각각 Fxmmax_n, Smmax_n으로서 결정하도록 해도 된다.
또, 후륜(W3, W4)에 관해서는(n=3 또는 4일 때), 예를 들면 실후륜 횡방향 미끄러짐각(βr_act)과 추정 마찰계수(μestm)로부터, 미리 작성된 맵(후륜 횡방향 미끄러짐각과 노면 마찰계수와 최대 모멘트 발생시 구동·제동력과 최대 모멘트 발생시 슬립비의 관계(상기 차륜특성 관계에 따르는 관계)를 나타내는 맵)에 기초하여, 최대 모멘트 발생시 제n륜 구동·제동력(Fxmmax_n)과 이것에 대응하는 최대 모멘트 발생시 제n륜 슬립비(Smmax_n)가 결정된다. 또는, 후륜 횡방향 미끄러짐각과 노면 마찰계수와 슬립비와 구동·제동력과 횡력의 관계를 나타내는 맵에 기초하여, βr_act와 μestm의 세트에 대응하여 발생가능한 제n륜(Wn)(n=3 또는 4)의 구동· 제동력과 횡력과의 세트 중에서, 그것들의 합력이 실차(1)의 중심점(G)의 주위에 발생하는 요잉 방향의 모멘트가 최대가 되는 구동·제동력과 횡력과의 조를 탐색적으로 결정한다. 그리고, 그 세트에 대응하는 구동·제동력과 슬립비를 각각 Fxmmax_n, Smmax_n으로서 결정하도록 해도 된다.
또한, S102의 처리에서는, 상기 S100의 처리에 관하여 설명한 경우와 동일하게, 제n륜(Wn)의 실접지하중(Fzact_n)을 변수 패러미터로서 포함시켜도 된다.
이어서, S104~S112의 처리가 후술하는 바와 같이 실행되고, 목표 제n륜 구동·제동력(Fxcmd_n)이 결정된다. 이 경우, 목표 제n륜 구동·제동력(Fxcmd_n)은 다음 조건 (1)~(3)을 만족하도록 결정된다. 단, 조건 (1)~(3)은 조건 (1), (2), (3)의 순으로, 우선순위가 높은 조건으로 된다. 그리고, 조건 (1)~(3) 모두를 충족시키는 목표 제n륜 구동·제동력(Fxcmd_n)을 결정할 수 없는 경우에는, 우선순위가 높은 조건을 우선적으로 만족하도록 목표 제n륜 구동·제동력(Fxcmd_n)이 결정된다.
조건 (1): FF 종합 목표 제n륜 구동·제동력(FFtotal_n)과 목표 제n륜 구동·제동력(Fxcmd_n)이 제동방향의 구동·제동력일 때에는, 목표 제n륜 구동·제동력(Fxcmd_n)의 크기(절대값)가 FF 종합 목표 제n륜 구동·제동력(FFtotal_n)의 크기(절대값)보다도 작아지지 않을 것. 바꾸어 말하면, 0>Fxcmd_n>FFtotal_n으로 되지 않을 것.
조건 (2): 목표 제n륜 구동·제동력(Fxcmd_n)이 최대 모멘트 발생시 제n륜 구동·제동력(Fxmmax_n)과 동극성으로 될 때에는, Fxcmd_n의 크기(절대값)가 Fxmmax_n의 크기(절대값)를 초과하지 않을 것. 바꾸어 말하면, Fxcmd_n>Fxmmax_n>0, 또는, Fxcmd_n<Fxmmax_n<0으로 되지 않을 것.
조건 (3): 목표 제n륜 구동·제동력(Fxcmd_n)은 가능한 한 제n륜 구동·제동력 후보(Fxcand_n)에 일치할 것(보다 정확하게는, Fxcmd_n과 Fxcand_n의 차의 절대값을 최소한으로 할 것)
여기에서, 조건 (1)은 목표 제n륜 구동·제동력(Fxcmd_n)이 실차(1)의 운전자가 브레이크 페달의 조작에 의해 요구하고 있는 실차(1)의 제n륜(Wn)의 제동방향의 구동·제동력(이것은 FFtotal_n에 상당함)보다도 작아지지 않도록 하기 위한 조건이다. 보충하면, 본 명세서의 실시형태에서는, 후륜(W3, W4)은 종동륜이므로, 후륜(W3, W4)에 관한 FF 종합 목표 제n륜 구동·제동력(FFtotal_n)(n=3,4) 및 목표 제n륜 구동·제동력(Fxcmd_n)(n=3,4)은 항상 0 이하의 값이다. 따라서, 후륜(W3, W4)에 관해서는, 조건 (1)은 「목표 제n륜 구동·제동력(Fxcmd_n)의 크기(절대값)가 FF 종합 목표 제n륜 구동·제동력(FFtotal_n)의 크기(절대값)보다도 작아지지 않을 것.」이라고 하는 조건과 동일하다.
또, 조건 (2)는 목표 제n륜 구동·제동력(Fxcmd_n)에 대응하여 제n륜(Wn)에서 발생하는 횡력이 지나치게 작아지지 않도록 하기 위한 조건이다.
또, 조건 (3)은 상기 액추에이터 동작 FB 목표값 결정부(20b)와 FF칙(22)으로 결정된, 액추에이터 장치(3)의 동작의 제어 요구(목표)를 가능한 한 만족하기 위한 조건이다. 또한, Fxcand_n은, 상기한 바와 같이, 상기 차륜특성 관계(제n륜(Wn)의 횡방향 미끄러짐각이 실횡방향 미끄러짐각(βf_act 또는 βr_act)이며, 노면 마찰계수가 추정 마찰계수(μestm)인 것을 전제조건으로 했을 때의 차륜특성 관계)에 따라 제n륜(Wn)에서 발생가능한 구동·제동력의 값의 범위 내에서 상기 무제한 목표 제n륜 구동·제동력(Fxdmd_n)에 가장 가까운(일치하는 경우를 포함함) 구동·제동력의 값이다. 따라서, 조건 (3)은 달리 말하면, 목표 제n륜 구동·제동력(Fxcmd_n)은 상기 차륜특성 관계(제n륜(Wn)의 횡방향 미끄러짐각이 실횡방향 미끄러짐각(βf_act 또는 βr_act)이며, 노면 마찰계수가 추정 마찰계수(μestm)인 것을 전제조건으로 했을 때의 차륜특성 관계)에 따라 제n륜(Wn)에서 발생가능한 구동·제동력의 값의 범위 내의 값으로 되고, 또한, 가능한 한 무제한 목표 제n륜 구동·제동력(Fxdmd_n)(제어 요구에 따르는 구동·제동력)에 일치하거나 혹은 가까운 것(Fxdmd_n과의 차의 절대값이 최소가 되는 것)이라고 하는 조건과 동등하다.
보충하면, 상기 조건 (1)~(3)은 각각, 본 발명에서의 제 3 요구 조건, 제 2 요구 조건, 제 1 요구 조건에 상당한다. 이 경우, 상기 최대 모멘트 발생시 제n륜 구동·제동력(Fxmmax_n)이, 본 발명에서의 최대 모멘트 발생시 제 k 차륜 구동·제동력에 상당한다. 또한, 본 실시형태에서는, 각 차륜(W1~W4)을 본 발명에서의 각 k 차륜(특정 차륜)으로 하고 있다.
상기 S104~S112의 처리는, 구체적으로는, 다음과 같이 실행된다. 우선, S104로 진행되고, S100에서 결정한 Fxcand_n과 S102에서 결정한 Fxmmax_n의 대소관계가 0>Fxmmax_n>Fxcand_n 또는 0 <Fxmmax_n<Fxcand_n인지 아닌지를 판단한다. 이 판단 결과가 NO일 경우에는, S106으로 진행되고, 목표 제n륜 구동·제동력(Fxcmd_n)에 Fxcand_n의 값을 대입한다. 즉, Fxcand_n과 Fxmmax_n가 서로 상이 한 극성일 경우, 또는, Fxcand_n과 Fxmmax_n이 동극성이고, 또한 Fxcand_n의 크기(절대값)가 Fxmmax_n의 크기(절대값) 이하일 경우에는, Fxcand_n의 값이 그대로 Fxcmd_n에 대입된다. 또한, Fxcand_n=0일 때(이때, Fxdmd_n도 0임)에도, Fxcand_n의 값이 Fxcmd_n에 대입된다(Fxcmd_n=0으로 함).
한편, S104의 판단 결과가 YES일 경우에는, S108로 진행되고, 목표 제n륜 구동·제동력(Fxcmd_n)에 Fxmmax_n의 값(S102에서 결정한 값)을 대입한다.
여기까지의 처리에 의해, 상기 조건 (2), (3)을 만족하도록(단, 조건 (2)가 우선되도록), Fxcmd_n이 결정된다.
S106 또는 S108의 처리 후, S110으로 진행되고, 상기 FF 종합 목표 제n륜 구동·제동력(FFtotal_n)과 지금 현재의 목표 제n륜 구동·제동력(Fxcmd_n)(S106 또는 S108에서 결정된 값)의 대소관계가, 0>Fxcmd_n>FFtotal_n인지 아닌지를 판단한다. 이 판단 결과가, YES일 경우에는, S112로 진행되고, 목표 제n륜 구동·제동력(Fxcmd_n)에 다시 고쳐 FFtotal_n을 대입한다. 즉, FF 종합 목표 제n륜 구동·제동력(FFtotal_n)과 S106 또는 S108에서 결정된 제n륜 구동·제동력 후보(Fxcmd_n)가 제동방향의 구동·제동력이고, 또한, Fxcmd_n의 크기(절대값)가 FFtotal_n의 크기(절대값)보다도 작을 경우에는, FFtotal_n의 값을 Fxcmd_n에 대입한다. 또한, S110의 판단 결과가 NO일 때에는, 그때의 Fxcmd_n의 값이 그대로 유지된다.
이상의 S104~S112의 처리에 의해, 상기한 바와 같이, 기본적으로는, 상기 조건 (1)~(3)을 만족하도록 목표 제n륜 구동·제동력(Fxcmd_n)이 결정된다. 그리고, 조건 (1)~(3) 모두를 충족시키는 목표 제n륜 구동·제동력(Fxcmd_n)을 결정할 수 없을 경우에는, 우선순위가 높은 조건을 우선적으로 만족하도록 목표 제n륜 구동·제동력(Fxcmd_n)이 결정된다.
S110의 판단 결과가 YES일 때, 또는, S112의 처리 후에, S114의 처리가 실행된다. 이 S114에서는, 상기한 바와 같이 S106~S112의 처리에서 결정한 Fxcmd_n에 대응하는 슬립비를 목표 제n륜 슬립비(Scmd_n)로서 결정한다. 이 경우, 상기 S104~S112의 처리에 의해, Fxcmd_n은 Fxcand_n, Fxmmax_n, FFtotal_n 중 어느 하나의 값이다. 그리고, Fxcmd_n=Fxcand_n일 때에는, S100에서 구해진 제n륜 슬립비 후보(Scand_n)가 Scmd_n으로서 결정된다. 또, Fxcmd_n=Fxmmax_n일 때에는, S102에서 결정된 최대 모멘트 발생시 제n륜 슬립비(Smmax_n)가 Scmd_n으로서 결정된다. 또, Fxcmd_n=FFtotal_n일 때에는, 예를 들면 상기 S100의 처리에서 사용하는 맵에 기초하여, FFtotal_n에 대응하는 슬립비를 구하고, 그 구한 슬립비를 Scmd_n으로서 결정하면 된다. 이 경우, FFtotal_n에 대응하는 슬립비의 값이 2종류 존재하는 경우에는, 0에 가까운 쪽의 슬립비의 값(제n륜(Wn)의 구동·제동력이 피크값이 되는 슬립비의 값과 0 사이의 범위 내의 값)을 Scmd_n으로서 결정하면 된다. 또, FFtotal_n이 이 맵에서, 제n륜(Wn)에서 발생가능한 구동·제동력의 값의 범위를 일탈해 있는 경우에는, 그 범위 내에서, FFtotal_n에 가장 가까운 구동·제동력의 값에 대응하는 슬립비를 Scmd_n으로서 결정하면 된다.
이상이 최적 목표 제 n 구동·제동력 결정부(241a_n)(n=1,2,3,4)의 처리의 상세이다.
또한, 본 실시형태에서는, 목표 제n륜 구동·제동력(Fxcmd_n)을 결정하고나서, 이것에 대응하는 목표 제n륜 슬립비(Scmd_n)를 결정했지만, 이것과 반대로, 목표 제n륜 슬립비(Scmd_n)를 결정하고나서, 이것에 대응하는 목표 제n륜 구동·제동력(Fxcmd_n)을 결정하도록 해도 된다. 이 경우에는, 상기 조건 (1)~(3)에 대응하는 목표 제n륜 슬립비(Scmd_n)에 관한 조건에 기초하여, 상기 S104~S112와 동일한 처리에 의해, 목표 제n륜 슬립비(Scmd_n)를 결정한다. 그리고, 그 후에, 이 Scmd_n에 대응하는 Fxcmd_n을 결정하도록 하면 된다. 또한, 이 경우, Scmd_n은 제n륜(Wn)의 상기 차륜특성 관계에 따르는 슬립비와 구동·제동력의 관계에서, 구동·제동력이 피크값이 되는 슬립비의 값과 0의 사이의 범위 내에서 결정된다.
다음에, 상기 최적 목표 액티브 타각 결정부(247)의 처리를 설명한다. 도 20은 이 최적 목표 액티브 타각 결정부(247)의 처리를 나타내는 기능 블럭도이다.
동 도면을 참조하여, 최적 목표 액티브 타각 결정부(247)는, 우선, 상기 액추에이터 동작 FB 목표값 결정부(20b)에서 결정된 액티브 조타용 FB 목표 횡력(Fyfbdmd_f)을 실차(1)에 전륜(W1, W2)에 발생시키기(상세하게는 전륜(W1)의 횡력과 전륜(W2)의 횡력의 합력을 Fyfbdmd_f만큼 변화시키기) 위해 요구되는 전륜(W1, W2)의 타각의 변화량인 FB 액티브 타각(δf_fb)을, Fyfbdmd_f를 기초로 처리부(247a)에서 결정한다. 이 경우, 처리부(247a)에서는, 예를 들면, 제1륜(W1)의 실접지하중(Fzact_1)에 따라 소정의 함수식 또는 맵에 의해 제1륜(W1)의 코너링 파워(Kf_1)를 구함과 아울러, 제2륜(W2)의 실접지하중(Fzact_2)에 따라 소정의 함수식 또는 맵에 의해 제2륜(W2)의 코너링 파워(Kf_2)를 구한다. 상기 함수식 또는 맵은 실차(1)의 전륜(W1, W2)의 타이어 특성에 기초하여 미리 설정된다. 그리고, 이 코너링 파워(Kf_1, Kf_2)를 사용하여, 다음 식 30에 의해, FB 액티브 타각(δf_fb)을 결정한다.
δf_fb=(1/(Kf_1+Kf_2))·Fyfbdmd_f ……식 30
이렇게 하여 구해지는 FB 액티브 타각(δf_fb)은 전륜(W1, W2)의 횡력의 합력을 Fyfbdmd_f만큼 변화시키는데 요구되는 전륜 횡방향 미끄러짐각의 수정량에 상당한다.
또한, 통상, 실접지하중(Fzact_1, Fzact_2)의 변화는 작으므로, 식 30에서 Fyfbdmd_f에 곱하는 계수(1/(Kf_1+Kf_2))를 일정값으로 해도 된다.
이어서, 최적 목표 액티브 타각 결정부(247)는, 상기와 같이 결정한 δf_fb를 가산기(247b)로 FF 목표 전륜타각(δf_ff)에 더함으로써, 목표 전륜타각(δfcmd)을 결정한다.
또한, 상기 상태량 편차(γerr, βerr)에 따른 액티브 조타용 FB 목표 횡력(Fyfbdmd_f)의 결정을 행하지 않거나, 또는, 항상 Fyfbdmd_f=0으로 하는 경우에는, δf_ff를 그대로 목표 전륜타각(δf_cmd)으로서 결정하면 된다.
이상이, 상기 액추에이터 동작 목표값 합성부(24)의 처리의 상세이다.
[액추에이터 구동 제어 장치에 대하여]
상기 액추에이터 구동 제어 장치(26)는, 상기 액추에이터 동작 목표값 합성부(24)에서 결정된 목표값을 만족하도록 실차(1)의 액추에이터 장치(3)를 동작시킨다. 예를 들면 구동·제동 장치(3A)의 구동계의 동작에 의한 제1륜(W1)의 구동· 제동력(구동 방향의 구동·제동력)이 상기 목표 제1륜 구동계 구동·제동력으로 되도록 이 구동계의 액추에이터 조작량을 결정하고, 그것에 따라 이 구동계를 동작시킨다. 또한, 제1륜(W1)의 실노면 반력 중 구동·제동력(구동계의 동작에 의한 제1륜(W1)의 구동·제동력과 브레이크 장치의 동작에 의한 제1륜(W1)의 구동·제동력(제동방향의 구동·제동력)의 합)이, 상기 목표 제1륜 구동·제동력(Fxcmd_1)이 되도록, 브레이크 장치의 액추에이터 조작량을 결정하고, 그것에 따라 이 브레이크 장치를 동작시킨다. 그리고, 이 경우, 제1륜(W1)의 실슬립비와 상기 목표 제1륜 슬립비(Scmd_1)의 차가 0에 근접하도록 구동계 또는 브레이크 장치의 동작이 조정된다. 다른 차륜(W2~W4)에 대해서도 동일하다.
또, 스티어링 장치(3B)가 액추에이터 구동형의 스티어링 장치일 경우에는, 실전륜타각(δf_act)이 상기 목표 전륜타각(δfcmd)에 일치하도록 스티어링 장치(3B)의 액추에이터 조작량이 결정되고, 그것에 따라 스티어링 장치(3B)의 동작이 제어된다. 또한, 스티어링 장치(3B)가 액추에이터 보조형의 스티어링 장치일 경우에는, 실전륜타각(δf_act)이 상기 목표 전륜타각(δf_cmd)과 스티어링각(θh)에 따른 기계적인 타각분과의 합에 일치하도록 스티어링 장치(3B)의 동작이 제어된다.
또, 구동·제동 장치(3A)의 구동계의 변속 장치의 감속비는 상기 목표 미션 감속비에 따라 제어된다.
또한, 각 차륜(W1~W4)의 구동·제동력이나 횡력 등의 제어량은 구동·제동 장치(3A), 스티어링 장치(3B), 서스펜션 장치(3C)의 동작이 서로 간섭하기 쉽다. 이러한 경우에는, 이 제어량을 목표값으로 제어하기 위하여, 구동·제동 장치(3A), 스티어링 장치(3B), 서스펜션 장치(3C)의 동작을 비간섭화 처리에 의해 통합적으로 제어하는 것이 바람직하다.
[제 2 실시형태]
다음에 본 발명 제 2 실시형태를 도 21을 참조하여 설명한다. 또한, 본 실시형태는, 상기 제 1 실시형태와 일부의 처리만이 상이하므로, 그 상이한 부분을 중심으로 설명하고, 동일 부분에 대해서는 설명을 생략한다. 또, 본 실시형태의 설명에서는, 제 1 실시형태와 동일한 구성부분 혹은 동일한 기능부분에 대해서는 제 1 실시형태와 동일한 참조부호를 사용한다.
액추에이터 동작 FB 목표값은, 본래, 상태량 편차(γerr, βerr)에 따른 피드백 요잉 모멘트 기본 요구값(Mfbdmd)를 만족하도록 결정되는 것이, 피드백 제어 이론상은 이상적이다. 그런데, 상기 제 1 실시형태에서는, 불감대 처리부(221), 리미터(222d_n) 등의 처리에 기인하여, 액추에이터 동작 FB 목표값에 의해 실차(1)의 중심점(G)의 주위에 발생하는 요잉 방향의 모멘트에는, Mfbdmd에 대하여 과부족을 발생한다. 또한, 액추에이터 동작 FB 목표값으로부터 액추에이터 동작 목표값까지의 각처리 기능부(액추에이터 동작 목표값 합성부(24) 등)에서의 비선형성(리미터나 포화특성 등)의 영향에 의해, 액추에이터 동작 FB 목표값에 따라 실차(1)의 각 차륜(W1~W4)에서 발생하는 노면 반력이 액추에이터 동작 FB 목표값에 대하여 과부족을 발생하는 경우가 있다. 따라서, 실차(1)의 각 차륜(W1~W4)에서 발생하는 노면 반력은 상태량 편차(γerr, βerr)를 0에 근접시키기 위한 이상적인 노면 반력에 대하여 과부족을 발생하는 경우가 있다.
한편, 실차(1)의 운동의 상태량과 모델 차량의 운동의 상태량의 차에 대한 영향에 관해서는, 그 차를 실차(1)의 액추에이터 장치(3)에 피드백하여 부가적인 노면 반력(당해 차를 0에 근접시키기 위한 노면 반력)을 실차(1)에 작용시키는 것과, 이 부가적인 노면 반력을 (-1)배 하여 이루어지는 외력을 모델 차량에 작용시키는 것은 등가이다.
그래서, 본 실시형태에서는, 실차(1)의 각 차륜(W1~W4)에서 발생하는 노면 반력의, 이상적인 노면 반력에 대한 과부족분에 따라, 모델 차량에 작용시키는 가상 외력을 수정하고, 그것에 의하여, 이 과부족분을 보상한다.
이하, 도 21을 참조하여 설명하면 본 실시형태에서는, FB 분배칙(20)의 가상 외력 결정부(20a)는, 상기 제 1 실시형태에서의 기능에 더하여, 처리부(215)를 구비하고 있다.
처리부(215)에서는, 우선, 액추에이터 동작 FB 목표값 결정부(20b)에서 상기한 바와 같이 결정된 액추에이터 동작 FB 목표값(금회값)을 처리부(215a)에 입력한다. 그리고, 이 처리부(215a)에 의해, 이 액추에이터 동작 FB 목표값에 기인하여 실차(1)의 각 차륜(W1~W4)에 작용하는 노면 반력의 보정량(액추에이터 동작 FF 목표값에 대응하여 발생하는 노면 반력으로부터의 보정량)인 노면 반력 보정량을 산출한다. 이 경우, 노면 반력 보정량은 다음과 같이 구해진다.
즉, 액추에이터 동작 FB 목표값(금회값)과 액추에이터 동작 FF 목표값(금회값)을 기초로 액추에이터 동작 목표값 합성부(24)에서 결정되는 목표 제n륜 구동·제동력(Fxcmd_n)(n=1,2,3,4) 및 목표 슬립비(Sxcmd_n)(n=1,2,3,4)에 따라, 제n 륜(Wn)에 작용하는 노면 반력(구동·제동력 및 횡력)을 추정한다. 이때, 제n륜(Wn)의 구동·제동력의 추정값은 Fxcmd_n으로 하고, 횡력은 예를 들면 상기 차륜특성 관계에 기초하는 맵 등을 사용하여 구하면 된다. 보다 구체적으로는, 예를 들면 후술하는 S200 및 S202 등을 사용하여 횡력을 구하면 된다. 또, 액추에이터 동작 FB 목표값을 0으로 하여 액추에이터 동작 목표값 합성부(24)와 동일한 처리를 실행함으로써, 액추에이터 동작 FB 목표값을 0으로 한 경우의 각 제n륜(Wn)(n=1,2,3,4)의 목표 구동·제동력 및 목표 슬립비를 구하고, 그것에 따라 제n륜(Wn)에 작용하는 노면 반력(구동·제동력 및 횡력)을 추정한다. 그리고, 상기한 바와 같이 액추에이터 동작 FB 목표값을 상이한 것으로 하여 구한 제n륜(Wn)의 노면 반력의 차를 구하고, 그 차를 제n륜(Wn)의 노면 반력 보정량으로서 결정한다.
이어서, 상기와 같이 구한 노면 반력 보정량을 처리부(215b)에 입력한다. 그리고, 이 처리부(215b)에 의해, 각 차륜(W1~W4)의 노면 반력 보정량(노면 반력 보정량 중 구동·제동력 성분 및 횡력 성분의 합력)에 기인하여, 실차(1)의 중심점(G)의 주위에 발생하는 총 모멘트(Mfb)(요잉 방향의 모멘트)를 산출한다. 구체적으로는, 각 제n륜(Wn)(n=1,2,3,4)의 노면 반력 보정량과, 실전륜타각(δf_act) 등(각 차륜(W1~W4)과 실차(1)의 중심점의 기하학적 관계를 규정하는 패러미터)를 기초로, 제n륜(Wn)의 노면 반력 보정량이 실차(1)의 중심점(G)의 주위에 발생하는 요잉 방향의 모멘트를 구한다. 그리고, 그것을 모든 차륜(W1~W4)에 대하여 합성함으로써, Mfb가 구해진다.
이어서, 이 모멘트(Mfb)로부터 액추에이터 동작 FB 목표값 결정부(20b)의 처 리부(220)에서 결정된 피드백 요잉 모멘트 기본 요구값(Mfbdmd)(금회값)을 감산기(215c)에서 감산함으로써, 실차 요잉 모멘트 편차(Mfb_err)(=Mfb-Mfbdmd)를 구한다. 또한, 이 실차 요잉 모멘트 편차(Mfb_err)가 액추에이터 동작 FB 목표값에 기인하여 실차(1)에서 발생하는 요잉 방향의 모멘트의, Mfbdmd로부터의 과부족분을 의미한다.
이어서, 이 실차 요잉 모멘트 편차(Mfb_err)에, 승산부(215d)에서 소정의 게인(Cfb)을 곱함으로써 외력 보상 모멘트(Mvir_c)를 결정한다. 게인(Cfb)은 0<Cfb≤1이 되는 값(1이하의 양의 값)이다. 이 가상 외력 보상 모멘트(Mvir_c)는, 액추에이터 동작 FB 목표값에 기인하여 실차(1)에서 발생하는 요잉 방향의 모멘트의, Mfbdmd로부터의 과부족분에 기인하여 발생하는 실차(1)와 모델 차량 사이의 상태량 편차를 0에 근접시키도록 모델 차량의 중심점(Gd)의 주위에 발생시킬 요잉 방향의 모멘트를 의미한다.
이어서, 상기 γβ 제한기(202)에서 전술한 바와 같이 결정되는 가상 외력(상기 감산기(207)의 출력)을 제 2 임시값(Mvir'(＝Mvirtmp-Mvir_over), Fvir'(＝Fvirtmp-Fvir_over))으로 하고, 이 제 2 임시값(Mvir'，Fvir')과 가상 외력 보상 모멘트(Mvir_c)를 가산기(215e)에서 더해 합친다. 이것에 의해, 가상 외력(Mvir, Fvir)(금회값)을 결정한다. 구체적으로는, 제 2 임시값(Mvir')과 Mvir_c의 합을 Mvir로서 결정하고, 제 2 임시값(Fvir')을 그대로 Fvir로서 결정한다.
이상에서 설명한 이외의 구성 및 처리는 상기 제 1 실시형태와 동일하다.
본 실시형태에 의하면, 상태량 편차(γerr, βerr)로부터 액추에이터 동작 목표값까지의 비선형성이 βerr, γerr의 거동에 주는 영향이 저감되고, γerr, βerr은 선형성을 높게 유지하면서 0에 수렴하려고 한다. 바꾸어 말하면, 상태량 편차(γerr, βerr)를 0에 수렴시키기 위한 피드백 게인의 총합이 상기 식 23에서의 게인 매트릭스(Kfbdmd)와 식 15에서의 게인 매트릭스(Kfvir)의 차(Kfbdmd-Kfvir)에 가까운 것으로 된다.
바꾸어 말하면, 가상 외력의 상기 제 2 임시값(Mvir'，Fvir')을 그대로 가상 외력(Mvir, Fvir)으로서 규범 동특성 모델(16)에 입력했다고 한 경우에 상기 모델 차량에 작용하는 외력(요잉 방향의 모멘트)과 상기 액추에이터 동작 FB 목표값에 기인하여 실차(1)에 작용하는 외력(요잉 방향의 모멘트(Mfb))의 차와, 상태량 편차(γerr, βerr)와의 사이의 관계에 비교하여, 제 2 임시값(Mvir'，Fvir')을 가상 외력 보상 모멘트(Mvir_c)로 수정하여 이루어지는 가상 외력(Mvir, Fvir)을 규범 동특성 모델(16)에 입력한 경우에 상기 모델 차량에 작용하는 외력(요잉 방향의 모멘트)과 상기 액추에이터 동작 FB 목표값에 기인하여 실차(1)에 작용하는 외력(요잉 방향의 모멘트(Mfb))의 차와, 상태량 편차(γerr, βerr) 사이의 관계가 보다 선형성이 높은 관계로 된다.
[제 3 실시형태]
다음에 본 발명의 제 3 실시형태를 도 22~도 24를 참조하여 설명한다. 또한, 본 실시형태는 상기 제 1 실시형태와 일부의 처리만이 상이하므로, 그 상이한 부분을 중심으로 설명하고, 동일 부분에 대해서는 설명을 생략한다. 또, 본 실시형태의 설명에서는, 제 1 실시형태와 동일한 구성부분 혹은 동일한 기능부분에 대 해서는 제 1 실시형태와 동일한 참조부호를 사용한다.
상기 제 1 실시형태에서는, 구동·제동장치(3A)에 대한 액추에이터 동작 FB 목표값으로서, 구동·제동장치(3A)의 브레이크 장치의 동작에 의해 제n륜Wn(n=1,2,3,4)에 작용시키는 구동·제동력의 보정 요구값(상태량 편차(γerr, βerr)를 0에 근접시키기 위한 보정 요구값)을 의미하는 상기 FB 목표 제n륜 브레이크 구동·제동력(Fxfbdmd_n)을 구하도록 했다. 본 실시형태에서는, 이것 대신에, 구동·제동장치(3A)에 대한 액추에이터 동작 FB 목표값으로서, FB 목표 제n륜 브레이크 모멘트(Mfbdmd_n)(n=1,2,3,4)를 결정한다. 이 FB 목표 제n륜 브레이크 모멘트(Mlbdmd_n)는 구동·제동장치(3A)의 브레이크 장치의 동작에 의해 각 차륜(W1~W4)에 작용시키는 노면 반력(상세하게는 구동·제동력 및 횡력의 합력)이 실차(1)의 중심점(G)의 주위에 발생하는 요잉 방향의 모멘트의 보정 요구값(상태량 편차(γerr, βerr)를 0에 근접시키기 위한 보정 요구값)을 의미한다. 그리고, 본 실시형태에서는, 이 FB 목표 제n륜 브레이크 모멘트(Mfbdmd_n)를 사용하여, 액추에이터 동작 목표값을 결정한다.
따라서, 본 실시형태에서는, FB 분배칙(20)의 액추에이터 동작 FB 목표값 결정부(20b)의 처리와, 액추에이터 동작 목표값 합성부(24)의 처리가 상기 제 1 실시형태와 상이하다. 그리고, 이외의 구성 및 처리는 제 1 실시형태와 동일하다.
이하에 본 실시형태에서의 액추에이터 동작 FB 목표값 결정부(20b)의 처리와, 액추에이터 동작 목표값 합성부(24)의 처리를 설명한다.
도 22는 본 실시형태에서의 액추에이터 동작 FB 목표값 결정부(20b)의 처리 기능을 나타내는 기능 블럭도이다. 동 도면을 참조하여, 액추에이터 동작 FB 목표값 결정부(20b)는, 우선, 처리부(220, 221)에 의해 제 1 실시형태와 동일한 처리를 실행하고, 각각 상기 피드백 요잉 모멘트 기본 요구값(Mfbdmd)과, 불감대 초과 피드백 요잉 모멘트 요구값(Mfbdmd_a)을 결정한다. 또한, 처리부(2211)를 생략하여 Mfbdmd_a=Mfbdmd_n으로 해도 된다.
이어서, 액추에이터 동작 FB 목표값 결정부(20b)는 액추에이터 동작 FB 목표값 분배처리부(222)의 처리를 실행하여 액추에이터 동작 FB 목표값을 결정한다. 이 경우, 본 실시형태에서는, 각 FB 목표 제n륜 브레이크 모멘트(Mfbdmd_n)(n=1,2,3,4)는 처리부(222f_n, 222g_n)를 통하여 결정된다. 또, 액티브 조타용 FB 목표 횡력(Fyfbdmd_f)이 처리부(222e)에 의해 결정된다. 처리부(222e)의 처리는 상기 제 1 실시형태와 동일하다. 또한, 처리부(222e)는 생략해도 된다.
각 FB 목표 제n륜 브레이크 모멘트(Mfbdmd_n)(n=1,2,3,4)는 다음과 같이 결정된다. 즉, 기본적으로는, Mfbdmd_a가 양일 때에는, 그 모멘트를 실차(1)의 좌측의 차륜(W1, W3)의 노면 반력의 조작(보정)에 의해 발생시키고, Mfbdmd_a가 음일 때에는, 그 모멘트를 실차(1)의 우측의 차륜(W2, W4)의 노면 반력의 조작(보정)에 의해 발생시키도록, FB 목표 제n륜 브레이크 모멘트(Mfbdmd_n)(n=1,2,3,4)가 결정된다.
구체적으로는, 우선, 각 차륜(W1~W4)에 대응하는 처리부(222f_n)(n=1,2,3,4)에 의해, 각각 제n륜 분배 게인(Kn)을 결정한다. 이 제n륜 분배 게인(Kn)의 결정 의 방법은 상기 제 1 실시형태와 동일하다. 즉, 전륜(W1, W2)에 관계되는 K1, K2는, 각각 전륜측 게인 조정 패러미터로서의 실전륜 횡방향 미끄러짐각(βf_act)에 따라, 예를 들면, 상기 도 14(a)의 그래프로 나타낸 바와 같이 결정된다. 또, 후륜(W3, W4)에 관계되는 K3, K4는, 각각 후륜측 게인 조정 패러미터로서의 실후륜 횡방향 미끄러짐각(βr_act)에 따라, 예를 들면 상기 도 14(b)의 그래프로 나타내는 바와 같이 결정된다. 그리고, 각 처리부(222f_n)(n=1,2,3,4)는 이 제n륜 분배 게인(Kn)을 Mfbdmd_a에 곱함으로써, 제n륜 분배 모멘트 기본값(Mfb_n)을 결정한다. 또한, 이와 같이 결정되는 Mfb_n의 극성(방향)은 Mfbdmd_a와 동일하다. 또, 제n륜 분배 게인(Kn)은 βf_act 또는 βr_act에 따라 상기와 같이 결정하는 이외에, 상기 제 1 실시형태에서 설명한 어느 형태로 결정하도록 해도 된다. 그리고, 이 경우, 전륜측 게인 조정 패러미터 및 후륜측 게인 조정 패러미터는 상기 참고예와 마찬가지로, βf_act, βr_act 이외의 패러미터를 사용해도 된다.
이어서 액추에이터 동작 FB 목표값 분배처리부(222)는, 상기한 바와 같이 결정한 제n륜 분배 모멘트 기본값(Mfb_n)(n=1,2,3,4)을, 각각 제n륜(Wn)에 대응하는 리미터(222g_n)에 통과시킴으로써, FB 목표 제n륜 브레이크 모멘트(Mfbdmd_n)를 각각 결정한다.
여기에서, 도 22 중의 각 리미터(222g_n)(n=1,2,3,4)의 그래프는 Mfb_n과 Mfbdmd_n의 관계를 나타내는 그래프이며, 이 그래프에 관한 횡축방향의 값이 Mfb_n의 값, 종축방향의 값이 Mfbdmd_n의 값이다.
이 리미터(222g_n) 중, 제1륜(W1) 및 제3륜(W3)에 관계되는 리미터(222g_1, 222g_3)는 그것에 입력되는 Mfb_n(n=1,3)의 값이 0 또는 양의 값일 때에만, Mfb_n을 그대로 Mfbdmd_n으로서 출력하고, Mfb_n이 음의 값일 때에는, 그 Mfb_n의 값에 의하지 않고 출력하는 Mfbdmd_n의 값을 0으로 한다. 바꾸어 말하면, 0을 하한값으로 하여, Mfb_n에 제한을 걸어 Mfbdmd_n을 결정한다.
한편, 제2륜(W2) 및 제4륜(W4)에 관계되는 리미터(222g_2, 222g_4)는, 그것에 입력되는 Mfb_n(n=2,4)의 값이 0 또는 음의 값일 때에만, Mfb_n을 그대로 Mfbdmd_n으로서 출력하고, Mfb_n이 양의 값일 때에는, 그 Mfb_n의 값에 의하지 않고 출력하는 Mfbdmd_n의 값을 0으로 한다. 바꾸어 말하면, 0을 상한값으로 하여, Mfb_n에 제한을 걸어 Mfbdmd_n을 결정한다.
이와 같이 FB 목표 제n륜 브레이크 모멘트(Mfbdmd_n)(n=1,2,3,4)를 결정함으로써, Mfbdmd_a>0일 경우에는, 실차(1)의 좌측의 차륜(W1, W3)의 노면 반력의 보정에 의해 Mfbdmd_a에 거의 동일한 요잉 방향의 모멘트를 실차(1)의 중심점(G)의 주위에 발생시키기 위해 Mfbdmd_n이 결정된다. 이 경우, 제1륜(W1) 및 제3륜(W3)의 각각의 Mfbdmd_1, Mfbdmd_3은 Mfbdmd_a에 비례하는 것(Mfbdmd_a에 K1 또는 K3을 곱하여 이루어지는 값)이 된다. 나아가서는, Mfbdmd_a의 변화와, Mfbdmd_1, Mfbdmd_3의 변화의 관계가 비례관계가 된다. 그리고, 그 비례관계에서의 전륜측 게인으로서의 제1륜 분배 게인(K1)과 후륜측 게인으로서의 제3륜 분배 게인(K3)이 각각 전륜측 게인 조정 패러미터(본 실시형태에서는βf_act), 후륜측 게인 조정 패러미터(본 실시형태에서는βr_act)에 따라 변화되게 된다.
또, Mfbdmd_a<0일 경우에는, 구동·제동 장치(3A)의 브레이크 장치의 동작에 의한 실차(1)의 우측의 차륜(W2, W4)의 노면 반력의 보정에 의해 Mfbdmd_a에 거의 동일한 요잉 방향의 모멘트를 실차(1)의 중심점(G)의 주위에 발생시키기 위해 Mfbdmd_n이 결정된다. 이 경우, 제2륜(W2) 및 제4륜(W4)의 각각의 Mfbdmd_2, Mfbdmd_4는 Mfbdmd_a에 비례하는 것(Mfbdmd_a에 K2 또는 K4를 곱하여 이루어지는 값)이 된다. 나아가서는, Mfbdmd_a의 변화와 Mfbdmd_2, Mfbdmd_4의 변화의 관계가 비례관계가 된다. 그리고, 그 비례관계에서의 전륜측 게인으로서의 제2륜 분배 게인(K2)과 후륜측 게인으로서의 제4륜 분배 게인(K4)이 각각 전륜측 게인 조정 패러미터(본 실시형태에서는 βf_act), 후륜측 게인 조정 패러미터(본 실시형태에서는 βr_act)에 따라 변화되게 된다.
또한, 제1륜(W1) 및 제3륜(W3)에 관계되는 리미터(222g_n)(n=1,3)는 0보다도 약간 작은 값을 Mfbdmd_n의 하한값으로 하여 Mfb_n에 제한을 걸어 Mfbdmd_n을 결정하도록 해도 된다. 마찬가지로, 제2륜(W2) 및 제4륜(W4)에 관계되는 리미터(222g_n)(n=2,4)는 0보다도 약간 큰 값을 Mfbdmd_n의 상한값으로 하여 Mfb_n에 제한을 걸어 Mfbdmd_n을 결정하도록 해도 된다.
이상이 본 실시형태에서의 액추에이터 동작 FB 목표값 결정부(20b)의 처리의 상세이다.
보충하면, 본 실시형태에서는, FB 목표 제n륜 브레이크 모멘트(Mfbdmd_n)(n=1,2,3,4)는, 본 발명에서의 피드백 제어 입력에 상당한다. 즉, Mfbdmd_n은 그것에 의한 차륜(Wn)의 구동·제동력의 조작에 기인하여 실차(1)의 중심점(G)의 주위에 발생하는 요잉 방향의 모멘트의 목표값으로서의 의미를 갖는다.
다음에 본 실시형태에서의 액추에이터 동작 목표값 합성부(24)의 처리를 도 23 및 도 24를 참조하여 설명한다. 도 23은 액추에이터 동작 목표값 합성부(24)의 처리기능을 나타내는 기능 블럭도, 도 24는 그 처리기능 중 최적 목표 제 n 구동·제동력 결정부의 처리를 나타내는 플로우차트이다.
도 23을 참조하여, 본 실시형태에서의 액추에이터 동작 목표값 합성부(24)는, 목표 제n륜 구동·제동력(Fxcmd_n) 및 목표 제n륜 슬립비(Scmd_n)를 결정하는 최적 목표 제 n 구동·제동력 결정부(241b_n)(n=1,2,3,4)와, 목표 전륜타각(δfcmd)을 결정하는 최적 액티브 타각 결정부(247)를 구비하고 있다.
최적 액티브 타각 결정부(247)의 처리는 제 1 실시형태와 동일하다. 한편, 최적 목표 제 n 구동·제동력 결정부(241b_n)의 처리는 제 1 실시형태와 상이하다. 또, 액추에이터 동작 목표값 합성부(24)는 상기 제 1 실시형태와 마찬가지로, 상기 FF칙(22)에서 결정된 액추에이터 동작 FF 목표값 중 FF 목표 제1륜 구동계 구동·제동력, FF 목표 제2륜 구동계 구동·제동력, 및 FF 목표 미션 감속비를 각각 목표 제1륜 구동계 구동·제동력, 목표 제2륜 구동계 구동·제동력, 목표 미션 감속비로서 출력하도록 하고 있다.
본 실시형태에서는, 전륜(W1, W2)에 관계되는 최적 목표 제 n 구동·제동력 결정부(241b_n)(n=1,2)에는, 각각, 상기 FF칙(22)에서 결정된 액추에이터 동작 FF 목표값 중 FF 목표 제n륜 브레이크 구동·제동력과 FF 목표 제n륜 구동계 구동·제동력의 합인 FF 종합 목표 제n륜 구동·제동력(FFtotal_n)(이것은 제 1 실시형태와 마찬가지로 가산기(240)에서 구해짐)과, 상기 액추에이터 동작 FB 목표값 결정 부(20b)에서 결정된 액추에이터 동작 FB 목표값 중 FB 목표 제n륜 브레이크 모멘트(Mfbdmd_n)가 입력된다. 또한, 전륜(W1, W2)에 관계되는 최적 목표 제 n 구동·제동력 결정부(241b_n)(n=1,2)에는, 제 1 실시형태의 경우와 마찬가지로, 실전륜 횡방향 미끄러짐각(βf_act)의 최신값(금회값) 및 추정 마찰계수(μestm)의 최신값(금회값)도 입력된다. 또한, 도시는 생략하지만, 실전륜타각(δf_act)의 최신값(금회값)도 최적 목표 제 n 구동·제동력 결정부(241b_n)(n=1,2)에 입력된다.
또, 후륜(W3, W4)에 관계되는 최적 목표 제 n 구동·제동력 결정부(241b_n)(n=3,4)에는, 각각, 상기 FF칙(22)에서 결정된 액추에이터 동작 FF 목표값 중 FF 목표 제n륜 브레이크 구동·제동력이 FF 종합 목표 제n륜 구동·제동력(FFtotal_n)으로서 입력됨과 아울러, 상기 액추에이터 동작 FB 목표값 결정부(20b)에서 결정된 액추에이터 동작 FB 목표값 중 FB 목표 제n륜 브레이크 모멘트(Mfbdmd_n)가 입력된다. 또한, 후륜(W3, W4)에 관계되는 최적 목표 제 n 구동·제동력 결정부(241b_n)(n=3,4)에는, 제 1 실시형태의 경우와 마찬가지로, 실후륜 횡방향 미끄러짐각(βr_act)의 최신값(금회값) 및 추정 마찰계수(μestm)의 최신값(금회값)도 입력된다.
그리고, 최적 목표 제 n 구동·제동력 결정부(241b_n)(n=1,2,3,4)는, 각각, 주어진 입력을 기초로, 목표 제n륜 구동·제동력(Fxcmd_n)과 목표 제n륜 슬립비(Scmd_n)를 결정하여 출력한다.
이하에, 도 24를 참조하여, 각 최적 목표 제 n 구동·제동력 결정부(241b_n)(n=1,2,3,4)의 처리를 설명한다.
우선, S200에서, 제n륜(Wn)(n=1,2,3,4)의 횡방향 미끄러짐각이 실횡방향 미끄러짐각(상세하게는 n=1 또는 2일 때는 실전륜 횡방향 미끄러짐각(βf_act), n=3 또는 4일 때는 실후륜 횡방향 미끄러짐각(βr_act))이며, 노면 마찰계수(제n륜(Wn)과 노면 사이의 마찰계수)가 추정 마찰계수(μestm)인 것을 전제조건으로 한다. 그리고, 이 전제조건하에서, 상기 FF 총합 목표 제n륜 구동·제동력(FFtotal_n)에 대응하는 슬립비(Sff_n)를 구한다. 보다 상세하게는, 이 전제조건하에서, 제n륜(Wn)에서 발생가능한 구동·제동력 중, FFtotal_n에 일치하거나, 혹은 가장 가까운 구동·제동력에 대응하는 슬립비의 값을 Sff_n으로서 구한다. 이 경우, 예를 들면 상기 제 1 실시형태에서의 도 19의 S100의 처리에서 사용하는 맵에 기초하여 FFtotal_n에 대응하는 슬립비를 구하고, 그 구한 슬립비를 Sff_n으로서 결정하면 된다. 또한, FFtotal_n에 대응하는 슬립비의 값이 2종류 존재하는 것과 같은 경우에는, 0에 가까운 쪽의 슬립비가 Sff_n으로서 결정된다. 바꾸어 말하면, 제n륜(Wn)의 슬립비와 구동·제동력의 관계(상기 차륜특성 관계에 따르는 관계)에 있어서, 구동·제동력이 피크값(극값)으로 되는 슬립비의 값과 0 사이의 범위 내에서, Sff_n이 결정된다. 또, FFtotal_n이 상기 전제조건하에서, 제n륜(Wn)에서 발생가능한 구동·제동력의 값의 범위를 일탈해 있는 경우에는, FFtotal_n에 가장 가까운 구동·제동력의 값에 대응하는 슬립비의 값이 Sff_n으로서 결정된다.
이어서, S202로 진행되고, 제n륜(Wn)의 슬립비가 Sff_n일 때의 제n륜(Wn)의 횡력(Fyff_n)을 구한다. 이 경우, 예를 들면 제n륜(Wn)의 횡방향 미끄러짐각과 노면 마찰계수와 슬립비와 횡력의 관계(상기 차륜특성 관계에 따르는 관계)를 나타낸 다. 미리 작성된 맵에 기초하여 제n륜(Wn)의 실횡방향 미끄러짐각(βf_act 또는 βr_act)의 값과, 추정 노면 마찰계수(μestm)의 값과, Sff_n의 값으로부터 횡력(Fyff_n)을 구하도록 하면 된다. 또한, 그 맵에는, 제n륜(Wn)의 실접지하중(Fzact_n)을 변수 패러미터로서 포함해도 된다.
이어서, S204로 진행되고, 슬립비가 Sff_n일 때의 제n륜(Wn)의 구동·제동력인 FFtotal_n과, 이 제n륜(Wn)의 횡력인 Fyff_n의 합력 벡터가 실차(1)의 중심점(G)의 주위에 발생하는 요잉 방향의 모멘트(Mff_n)를 구한다. 구체적으로는, 제n륜(Wn)이 전륜(W1, W2)일 때(n=1 또는 2일 때)에는, 실전륜타각(δf_act)을 기초로, 제n륜(Wn)으로부터 본 실차(1)의 중심점(G)의 위치 벡터(수평면상에서의 위치 벡터)를 구한다. 그리고, 그 위치 벡터와 상기 합력 벡터의 외적(벡터적)을 연산함으로써, Mff_n을 구하면 된다. 또, 제n륜(Wn)이 후륜(W3, W4)일 때(n=3 또는 4일 때)에는, 제n륜(Wn)으로부터 본 실차(1)의 중심점(G)의 위치 벡터(수평면상에서의 위치 벡터. 이것은 미리 설정됨)와 상기 합력 벡터의 외적(벡터적)을 연산함으로써, Mff_n을 구하면 된다. 또한, Mff_n은 FFtotal_n과 Fyff_n과 실전륜타각(δf_act)으로부터(n=1 또는 2일 경우), 또는, FFtotal_n과 Fyff_n으로부터(n=3 또는 4일 경우), 미리 작성한 맵에 기초하여 구하도록 해도 된다. 이렇게 하여 구해지는 Mff_n은 제n륜의 피드포워드 요구 모멘트(Mfbdmd_n=0일 경우의 요구 모멘트)에 상당하는 것이다.
이어서, S206으로 진행되고, 상기와 같이 구한 Mff_n과 상기 FB 목표 브레이크 모멘트(Mfbdmd_n)를 서로 더함으로써, 제n륜(Wn)의 노면 반력에 의한 실차(1)의 중심점(G) 주위의 모멘트(요잉 방향의 모멘트)의 임시 목표값인 임시 목표 모멘트 후보(Mcand_n)가 산출된다. 이 Mcand_n은 제n륜(Wn)에서 제어 요구에 따라 실차(1)의 중심점(G)의 주위에 발생해야 할 요잉 방향의 모멘트를 의미한다. 그리고, 이 Mcand_n은 제n륜(Wn)을 본 발명에서의 제 k 차륜으로 간주했을 때, 본 발명에서의 부제한 제 k 차륜 요구 모멘트에 상당한다.
이어서, S208로 진행되고, 제n륜(Wn)(n=1,2,3,4)의 횡방향 미끄러짐각이 실횡방향 미끄러짐각(상세하게는 n=1 또는 2일 때는 실전륜 횡방향 미끄러짐각(βf_act), n=3 또는 4일 때는 실후륜 횡방향 미끄러짐각(βr_act))이며, 노면 마찰계수(제n륜(Wn)과 노면 사이의 마찰계수)가 추정 마찰계수(μestm)인 것을 전제조건으로 하여, 최대 모멘트 발생시 제n륜 슬립비(Smmax_n)를 결정한다. 이 처리는, 상기 제 1 실시형태에서의 도 19의 S102에서 최대 모멘트 발생시 제n륜 슬립비(Smmax_n)를 구하는 경우와 동일하게 실행된다. 단, Smmax_n은 그것에 대응하여 제n륜(Wn)에서 발생하는 구동·제동력과 횡력의 합력에 의해 실차(1)의 중심점(G)의 주위에 발생하는 모멘트(최대 모멘트)가 상기 피드백 요잉 모멘트 기본 요구값(Mfbdmd)의 극성(방향)을 향하여 최대로 되도록 결정된다. 이와 같이 하여 결정되는 Smmax_n은 본 발명에서의 최대 모멘트 발생시 제 k 차륜 구동·제동력에 대응하는 슬립비를 의미한다.
이어서, S210으로 진행되고, 상기와 같이 구한 Smmax_n의 값과 0 사이에서, 요잉 방향의 모멘트가 S206에서 구한 Mcand_n에 일치하거나, 또는 Mcand_n에 가장 가깝게 될 때의 슬립비(Scand_n)를 구한다.
이 S210의 처리에서는, 예를 들면 제n륜(Wn)의 실횡방향 미끄러짐각과 노면 마찰계수와 슬립비와 구동·제동력과 횡력의 관계(상기 차륜특성 관계에 따르는 관계)를 나타내는, 미리 작성된 맵과, 실전륜타각(δf_act)에 기초하여(n=1 또는 2일 경우), 또는, 이 맵에 기초하여(n=3 또는 4일 경우), 상기 전제조건하에서, 탐색적으로, Scand_n을 구하면 된다.
이어서, S212로부터 S216의 처리에 의해, 목표 제n륜 슬립비(Scmd_n)가 결정된다. 이 경우, Scand_n 및 Sff_n이 모두 양의 값일 때(즉, Scand_n, Sff_n에 각각 대응하는 제n륜(Wn)의 구동·제동력이 모두 제동방향의 구동·제동력일 때)에는, Scmd_n에 대응하는 구동·제동력(제동방향의 구동·제동력)의 절대값이 상기 FF 종합 목표 제n륜 구동·제동력(FFtotal_n)의 절대값보다도 작아지지 않도록 Scmd_n이 결정된다.
구체적으로는, S212에서, Scand_n>Sff_n>0인지 아닌지가 판단되고, 이 판단 결과가 YES일 때에는, S214로 진행되고, Scmd_n에 Scand_n의 값이 대입된다. 또, S212의 판단 결과가 NO일 때에는, S216으로 진행되고, Scmd_n에 Sff_n의 값이 대입된다.
이어서, S218로 진행되고, 상기한 바와 같이 결정한 Scmd_n에 대응하는 제n륜(Wn)의 구동·제동력이 목표 제n륜 구동·제동력(Fxcmd_n)으로서 결정된다. 이 경우, 예를 들면 슬립비와 구동·제동력의 관계를 나타내는, 미리 작성된 맵에 기초하여 Scmd_n의 값에 대응하는 Fxcmd_n이 결정된다.
이상이, 본 실시형태에서의 최적 목표 제 n 구동·제동력 결정부(242b_n)의 처리이다.
보충하면, 본 실시형태에서는, 상기 제 1 실시형태에서의 조건 (3) 대신, 목표 제n륜 구동·제동력(Fxcmd_n)은, 상기 차륜특성 관계(제n륜(Wn)의 횡방향 미끄러짐각이 실횡방향 미끄러짐각(βf_act 또는 βr_act)이며, 노면 마찰계수가 추정 마찰계수(μestm)인 것을 전제조건으로 했을 때의 차륜특성 관계)에 따라 제n륜(Wn)에서 발생가능한 구동·제동력의 값의 범위 내의 값으로 되고, 또한, 이 차륜특성 관계에 따라서 제n륜(Wn)에서 발생가능한 노면 반력 중, 그 구동·제동력 성분이 Fxcmd_n과 동일한 노면 반력에 의해 실차(1)의 중심점(G)의 주위에 발생하는 요잉 방향의 모멘트가 가능한 한 상기 Mcand_n에 일치하거나 혹은 가까운 것(Mcand_n과의 차의 절대값이 최소가 되는 것), 이라고 하는 조건이 사용되고 있다. 그리고, 이 조건(이하, 조건 (3)'이라고 함)과, 상기 조건 (1), (2) 중, 상기 조건 (1)을 최상위의 조건, 조건 (2)를 다음 순위의 조건으로 하고, 이들 조건 (1), (2), (3)'을 그 우선순위에 따라 만족하도록 목표 제n륜 구동·제동력(Fxcmd_n)이 결정되어 있다. 이 경우, 상기 S210까지의 처리에 의해, 결과적으로, 조건 (2)를 충족시킬 수 있는 범위 내에서, 조건 (3)'을 가능한 한 충족시키도록, Fxcmd_n이 결정되게 된다. 즉, S210의 처리에서 결정되는 Scand_n에 대응하는 구동·제동력(S212의 판단 결과가 YES일 경우에 있어서의 Scmd_n에 대응하는 구동·제동력)을 목표 제n륜 구동·제동력(Fxcmd_n)으로서 결정했을 때, 그 Fxcmd_n은 조건 (2)를 우선조건으로 하고, 조건 (2), (3)'을 만족하는 것으로 된다. 또한, S212~S216의 처리를 거침으로써 최우선의 조건 (1)을 충족시키도록 Fxcmd_n이 결정 되게 된다.
다음에 상기 제 1~제 3 실시형태의 변형태양을 몇 가지 설명한다.
[변형태양 1]
상기 제 1~제 3 실시형태에서는, 규범 상태량으로서 규범 요잉레이트(γd)와 규범 차량 중심점 횡방향 미끄러짐각(βd)을 사용했지만, 다음과 같이 해도 된다. 예를 들면, 규범 동특성 모델에 의해 규범 요잉레이트(γd)만을 규범 상태량으로서 차례차례 구한다. 그리고, 실제로 요잉레이트(γact)와 그 규범 요잉레이트(γd)의 차인 상태량 편차(γerr)를 0에 근접시키도록, 규범 동특성 모델과 실차(1)의 액추에이터 장치(3)를 조작하도록 해도 된다. 이 경우, 상기 식 (01)에 의해 나타낸 규범 동특성 모델(16) 대신, 예를 들면 도 28에 도시하는 규범 동특성 모델(56)에 의해, 규범 요잉레이트(γd)를 차례차례 결정하도록 해도 된다.
이하, 도 28의 규범 동특성 모델(56)을 보다 상세하게 설명하면 이 규범 동특성 모델(56)에는, 스티어링각(θh)과, 실주행속도(Vact)와, 규범 동특성 모델(56)의 조작용의 제어 입력(γerr을 0에 근접시키기 위한 제어 입력)으로서의 가상 외력 모멘트(요잉 방향의 모멘트)(Mvir)가 제어 처리 주기마다 차례차례 입력된다. 또한, θh와 Vact는 최신값(금회값)이며, Mvir은 전회값이다.
그리고, 규범 동특성 모델(56)은, 우선, 입력된 θh, Vact로부터 정정 목표값 결정용 맵(56a)에 의해, 정정 목표 요잉레이트(γ∞)를 구한다. 이 정정 목표 요잉레이트(γ∞)는, θh와 Vact가 그것들의 입력값에 정상적으로 유지되었다고 한 경우의 모델 차량(본 실시형태에서의 규범 동특성 모델(56) 상의 차량)의 요잉레이 트의 수렴값을 의미한다. 또한, 정정 목표값 결정용 맵(56a)은 추정 마찰계수(μestm)에 따라 설정해 두는 것이 바람직하다.
이어서, 규범 요잉레이트(γd)의 전회값(규범 동특성 모델(56)로부터 전회의 제어 처리 주기에서 구한 값)과, 상기 정정 목표 요잉레이트(γ∞)가 플라이휠 추종칙(56b)에 입력된다. 그리고, 이 플라이휠 추종칙(56b)에 의해, 플라이휠용 FB 모멘트(Mfb)를 결정한다. 여기에서, 본 실시형태에서는, 모델 차량의 그 요잉 방향의 회전 운동을 수평한 플라이휠(회전축이 연직방향의 축인 플라이휠)의 회전 운동에 의해 표현한다. 그리고, 그 플라이휠의 회전각속도를 규범 요잉레이트(γd)로서 출력한다.
그래서, 플라이휠 추종칙(56b)은 그 플라이휠의 회전각속도, 즉, 규범 요잉레이트(γd)를 상기 정정 목표 요잉레이트(γ∞)에 결속시키도록, 피드백 제어칙(예를 들면, 비례칙, 비례·미분칙 등)에 의해, 플라이휠에 입력하는 모멘트(플라이휠에 입력하는 외력의 차원의 제어 입력)로서의 상기 플라이휠용 FB 모멘트(Mfb)를 결정한다.
이어서, 규범 동특성 모델(56)은, 가산기(56c)에서, 이 Mfb에, 가상 외력 모멘트(Mvir)를 더하여 합침으로써, 플라이휠의 입력(모멘트)을 결정한다. 그리고, 이 입력 모멘트를, 처리부(56d)에서, 플라이휠의 관성 모멘트(J)에 의해 제산함으로써, 플라이휠의 회전각가속도를 구한다. 또한 그 회전각가속도를 적분하여 이루어지는 값(도면에서는, 그 적분을 연산자 「1/s」에 의해 나타내고 있음)을 규범 요잉레이트(γd)로서 출력한다.
또한, 플라이휠의 관성 모멘트(J)의 값은, 예를 들면 실차(1)의 중심점(G) 주위의 관성 모멘트의 값과 동일하거나, 또는 거의 동일한 값으로 설정해 두면 좋다. 또는, 실차(1)의 주행 중에 확인한 값을 사용해도 된다.
이상이, 규범 동특성 모델(56)의 처리의 상세이다.
보충하면, 이 변형태양 1에서의 규범 동특성 모델(56) 이외의 처리에 대해서는, 예를 들면 상기 제 1 실시형태와 동일해도 된다. 단, 상기 제 1 실시형태의 가상 외력 결정부(20a)의 처리에서는, 예를 들면, βerr, βda, βover를 0으로 하여, Mvir을 결정하고, 그 Mvir을 규범 동특성 모델(56)에 피드백한다. 이 경우, γda에 관해서는, 예를 들면 Vact, θh의 금회값과, γerr에 따른 Mvir의 임시값(Mvirtmp)으로부터 규범 동특성 모델(56) 상의 차량의 요잉레이트의 소정 시간 후의 값을 예측하고, 그 예측값을 γda로서 사용하면 된다. 또는, 예를 들면, γact의 금회값, 혹은, γact와 γd의 선형결합값을 γda로서 사용하도록 해도 된다. 또, 액추에이터 동작 FB 목표값 결정부(20b)의 처리에서는, βerr을 0으로 하여, 상기 제 1 실시형태에서 설명한 처리를 실행한다. 또한, 이 변형태양 1에서는, 규범 조작량 결정부(14)의 처리는 불필요하다. 이것 이외는 상기 제 1 실시형태에서 설명한 처리와 동일해도 된다.
[변형태양 2]
상기 제 1~제 3 실시형태에서는, 차량(실차(1) 및 모델 차량)의 횡방향의 병진 운동에 관한 기저의 상태량, 회전 운동에 관한 기저의 상태량으로서(본 발명에서의 제 1 상태량으로서), 차량 중심점 횡방향 미끄러짐각(β), 요잉레이트(γ)를 사용했지만, 이것들 이외의 상태량을 사용해도 된다. 즉, 적당한 변환 매트릭스에 의해, 차량의 운동의 기술을 β와 γ를 기저로 하는 계로부터, 그 이외의 상태량의 세트를 기저로 하는 계로 변환해도 된다.
예를 들면, 차량의 중심점의 횡방향 미끄러짐 속도(주행속도(Vact)의 횡방향 성분)인 차량 횡방향 미끄러짐 속도(Vy)를 차량 중심점 횡방향 미끄러짐각(β) 대신 사용해도 된다. 보충하면, 차량 중심점 횡방향 미끄러짐각(β)이나 요잉레이트(γ)에 비해, 차량의 주행속도(Vact)의 변화가 완만하고, 이 주행속도(Vact)가 일정하다고 간주할 수 있는 경우에는, 다음 식 50a, 50b에 의해, β 및 dβ/dt(β의 시간 미분값)를, 각각, Vy, dVy/dt(Vy의 시간 미분값)로 변환할 수 있다.
Vy=Vact·β ……식 50a
dVy/dt=Vact·dβ/dt ……식 50b
또, 예를 들면 차량의 중심점의 횡방향 미끄러짐 가속도(Vy의 시간적 변화율)인 차량 횡방향 미끄러짐 가속도(αy)와 요잉레이트(γ)를 기저의 상태량으로서 사용해도 된다.
보충하면, 차량 횡방향 미끄러짐 가속도(αy)는 차량 횡방향 미끄러짐 속도(Vy)=Vact·β의 시간 미분값이다. 즉, 다음 식 51이 성립한다.
αy=d(Vact·β)/dt=dVact/dt·β+Vact·dβ/dt ……식 51
또한, 횡방향 미끄러짐각(β)이나 요잉레이트(γ)에 비해 차량의 주행속도(Vact)의 변화가 완만하고, Vact가 일정하다고 간주할 수 있는 경우(dVact/dt≒0로 간주할 수 있는 경우)에는, 상기 식 01과 식 51에 기초하여, 다음 식 52가 성립 한다.
αy=Vact·dβ/dt=a11·Vact·β+a12·Vact·γ ……식 52
따라서, 다음 식 53으로 표시되는 변환식에 의해, β와 γ를 기저로 하는 계는 αy와 γ를 기저로 하는 계로 변환된다.
상기한 바와 같이, 적당한 매트릭스에 의해, 차량의 운동의 기술을 β와 γ를 기저로 하는 계로부터, Vy와 γ를 기저로 하는 계나, αy와 γ를 기저로 하는 계 등으로 변환할 수 있다. 그리고, 이와 같이 차량의 운동의 기저를 변환한 경우에는, 상기 제 1~제 5 실시형태에서 설명한 상태량(요잉레이트 및 차량 중심점 횡방향 미끄러짐각)에 관계되는 행렬의 각 요소값은 이 실시형태와 상이한 것으로 되지만, 그것 이외에 관해서는, 상기 각 실시형태에서의 「차량 중심점 횡방향 미끄러짐각」을 「차량 횡방향 미끄러짐 속도(Vy)」, 또는, 「차량 횡방향 미끄러짐 가속도」로 바꿔 읽으면 되게 된다. 따라서, Vy와 γ의 세트, 또는, αy와 γ의 세트를 상태량으로서 사용한 실시형태를 상기 제 1~제 5 실시형태와 마찬가지로 구축할 수 있다.
또한, 차량 횡방향 미끄러짐 가속도(αy) 대신, 이것에 차량의 구심가속도(=Vact·γ)를 더한 횡가속도(αy')(＝αy+Vact·γ)를 사용해도 된다.
또한, 차량의 중심점에서의 횡방향 미끄러짐각(β)이나 횡방향 미끄러짐 속도(Vy) 대신, 중심점 이외의 위치(예를 들면, 후륜의 위치)에서의 차량의 횡방향 미끄러짐각이나 횡방향 미끄러짐 속도, 횡방향 미끄러짐 가속도, 또는 횡가속도를 사용해도 된다. 이 경우도, 적당한 매트릭스에 의해, 차량의 운동의 기술을, 차량 중심점 횡방향 미끄러짐각(β)과 요잉레이트(γ)를 기저로 하는 계로부터, 차량의 중심점 이외의 위치에서의 차량의 횡방향 미끄러짐각이나 횡방향 미끄러짐 속도, 횡방향 미끄러짐 가속도, 또는 횡가속도와, 요잉레이트(γ)를 기저로 하는 계로 변환할 수 있다.
또, 상기 FB 분배칙(20)에서의 제한 대상량에 있어서도, 실차(1) 또는 모델 차량의 차량 중심점 횡방향 미끄러짐각(β) 대신, 그 중심점의 횡방향 미끄러짐 속도나 횡방향 미끄러짐 가속도, 또는 횡가속도의 예측값이나 금회값(최신값), 또는 필터링 값을 사용하도록 해도 된다. 또한, 차량의 중심점 이외의 위치에서의 차량의 횡방향 미끄러짐각이나 횡방향 미끄러짐 속도, 횡방향 미끄러짐 가속도, 또는 횡가속도의 예측값이나 금회값(최신값), 또는, 필터링값을 제한 대상량으로서 사용하도록 해도 된다.
[변형태양 3]
상기 제 1~제 3 실시형태에서는, 상태량 편차(γerr, βerr)를 0에 근접시키기 위한 모델 조작용의 제어 입력으로서, 가상 외력(Mvir, Fvir)을 사용했지만, 차량 모델 조작용 제어 입력은 가상 외력에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 실차(1)가 모든 차륜(W1~W4)을 조타 가능하게 하는 스티어링 장치를 구비하고 있는지 아닌지에 의하지 않고, 모델 차량의 모든 차륜을 조타륜으로 한다. 그리고, 가상 외력에 상당하는 노면 반력의 보상량(보정 요구량)을 모델 차량에 발생시키도록(나 아가서는 상태량 편차를 0에 근접시키도록), 모델 차량의 조타륜의 타각과 모델 차량의 차륜의 구동·제동력을 조작하도록 해도 된다. 이 경우, 규범 동특성 모델이 선형계(규범 동특성 모델상의 노면 반력에 포화 특성을 갖지 않는 계)일 경우에는, 모델 차량의 조타륜의 타각과 모델 차량의 차륜의 구동·제동력을 조작함으로써 모델 차량에 가상 외력을 부여하는 경우와 동등한 효과를 갖게 할 수 있다.
예를 들면, 규범 동특성 모델의 동특성을 나타내는 식으로서 상기 식 01 대신, 다음 식 60을 사용해도 된다.
이 식 60에 의해 표시되는 규범 동특성 모델은 모델 차량의 전륜의 타각의 보상량(δf_fb)과, 후륜의 타각의 보상량(보정 요구량)(δr_fb)과, 제1~제4륜의 구동·제동력의 보상량(보정 요구량)(Fx1fb, Fx2fb, Fx3fb, Fx4fb)를 모델 조작용의 피드백 제어 입력으로 하는 모델이다. 또한, 식 60에서의 a11, a12, a21, a22, b1, b2는 상기 식 01의 단서에서 나타낸 것과 동일해도 된다. 또, b3, b4는, 예를 들면 b3=2·Kr/(m·Vd), b4=2·Lr·Kr/1로 하면 된다. 또, 식 60의 우변의 제4항은 모델 차량의 전륜의 구동·제동력의 보상량(Fx1fb, FX2fb)이 모델 차량의 중심점의 주위에 발생하는 모멘트(이것은, 상기 도 13과 같이 4개의 차륜(W1~W4)을 구비한 모델 차량의 전륜(W1)에 Fx1fb의 구동·제동력을 발생시키고, 전륜(W2)에 Fx2fb의 구동·제동력을 발생시킨 경우에, 이 모델 차량의 중심점의 주위에 발생하는 모멘트를 의미함)이다. 또, 제5항은 모델 차량의 후륜의 구동·제동력의 보상량(Fx3fb, Fx4fb)가 모델 차량의 중심점의 주위에 발생하는 모멘트(이것은, 상기 도 13과 같이 4개의 차륜(W1~W4)을 구비한 모델 차량의 후륜(W3)에 Fx3fb의 구동·제동력을 발생시키고, 후륜(W4)에 Fx4fb의 구동·제동력을 발생시킨 경우에, 이 모델 차량의 중심점의 주위에 발생하는 모멘트를 의미함)이다. 따라서, 이들 제4항 및 제5항의 계수(b5, b6)는, 각각, 적어도 모델 차량의 전륜의 트레드, 후륜의 트레드에 따라 정해지는 계수이다. 이 계수는 모델 차량의 전륜의 타각 또는 후륜의 타각에 따라 보정해도 된다.
이러한 식 60에 의해 표시되는 규범 동특성 모델을 사용한 경우, 전륜의 타각의 보상량(δf_fb) 및 후륜의 타각의 보상량(δr_fb)은, 예를 들면 다음 식 61a, 61b를 사용하여 결정하도록 하면 된다. 식 61a는 상기 식 15에 대응하는 식이며, 식61b는 상기 식 17, 18a, 18b에 대응하는 식이다.
δf_fbtmp, δr_fbtmp는 각각 전륜의 타각의 보상량의 임시값, 후륜의 타각의 보상량의 임시값을 의미하며, βerr, γerr, βover, γover는 상기 제 1 실시형태에서 설명한 것과 동일하다.
또, 모델 차량의 제1~제4륜의 구동·제동력의 보상량(보정 요구량)(Fx1fb, Fx2fb, Fx3fb, Fx4fb), 또는, 전륜의 구동·제동력의 보상량의 차(Fx2fb-Fx1fb) 및 후륜의 구동·제동력의 보상량의 차(Fx4fb-Fx3fb)는 예를 들면 0으로 하면 된다.
[그 밖의 변형태양]
상기 제 1~제 3 실시형태에서는, 액추에이터 동작 목표값 합성부(24)의 각 최적 목표 제 n 구동·제동력 결정부(241a_n 또는 241b_n)(n=1,2,3,4)의 처리에서, 실전륜 횡방향 미끄러짐각(βf_act), 실후륜 횡방향 미끄러짐각(βr_act)를 사용했다. 단, 이것들 대신에, 실차량 중심점 횡방향 미끄러짐각(βact)을 사용해도 된다. 또는, βf_act, βr_ act의 각각 대신에, 각각 모델 차량의 전륜 횡방향 미끄러짐각(βf_d), 후륜 횡방향 미끄러짐각(βr_d)을 사용하거나, βf_act, βr_act 대신, 모델 차량의 차량 중심점 횡방향 미끄러짐각(βd)을 사용해도 된다. 또는, 실차(1)의 βf_act, βr_act의 각각과 모델 차량의 βf_d, βr_d의 각각의 가중평균값을, 각각 βf_act, βr_act 대신 사용하거나, 실차(1)의 βact와 모델 차량의 βd의 가중평균값을 βf_act, βr_act 대신 사용해도 된다. 이 경우, 그 가중도에 주파수특성(예를 들면 위상 보상 요소로서 기능하는 주파수 특성)을 갖게 하도록 해도 된다.
또, 상기 제 1~제 3 실시형태에서의 각 처리부의 입력값이나 출력값(검출값, 추정값, 목표값 등)은, 적당하게, 필터(로 패스 필터, 하이 패스 필터, 위상보상 요소 등)에 통과하도록 해도 된다.
또, 제어 장치(10)의 각 처리기능부에서는, 제 1~제 4 실시형태와 등가가 되 도록, 또는, 근사적으로 등가가 되도록, 처리를 변환하거나, 처리의 순서를 변경해도 된다.
또, 각 리미터는 그 입력과 출력의 관계가 꺾은선 모양의 그래프로 표시되는 것이 아니어도, 예를 들면 S자 모양의 그래프로 표시되는 것과 같은 리미터를 사용해도 된다.
또, 규범 동특성 모델의 정밀도를 높이기 위하여, 이 모델을 공기 저항이나, 노면의 경사각 등을 가미하여 구성해도 된다.
또, 상기 각 실시형태에서 사용하는 각 게인은 실주행속도(Vact), 추정 마찰계수(μestm) 등에 따라, 차례차례 변경하는 것이 바람직하다.
또, 상기 제 1~제 3 실시형태에서는, 상태량 편차(γerr, βerr)(제 1 상태량 편차)에 따라 규범 동특성 모델(16)상의 차량을 조작하도록 했다. 단, 상태량 편차(γerr, βerr)를 규범 동특성 모델(16)에 피드백하지 않도록 해도 된다. 이 경우에는, 규범 동특성 모델(16)에서는, 상기 식 (1)의 Mvir, Fvir를 항상 0으로 하거나, 또는, 식 (1)의 Mvir, Fvir에 관한 항을 생략한 식에 의해, 규범 상태량을 차례차례 구하도록 하면 된다.
또, 상기 제 1 및 제 2 실시형태에서는, 조건 (1), (2), (3)을 그것들의 우선 순위에 따라 만족하도록 목표 제n륜 구동·제동력(Fxcmd_n) 및 목표 제n륜 슬립비 (Scmd_n)를 결정하도록 했다. 단, 예를 들면 조건 (3)만을 만족하도록 Fxcmd_n 및 Scmd_n을 결정하도록 해도 된다. 이 경우에는, 도 19의 S100에서 구해지는 Fxcand_n 및 Scand_n을 각각 Fxcmd_n 및 Scmd_n으로 하여 결정하도록 하면 된다. 또, 조건 (1), (3)을 그것들의 우선 순위에 따라 만족하도록 Fxcmd_n 및 Scmd_n을 결정하도록 해도 된다. 이 경우에는, 도 19의 S102, S104 및 S108의 처리를 생략하면 된다. 또, 조건 (1), (2)를 그것들의 우선 순위에 따라 만족하도록 Fxcmd_n 및 Scmd_n을 결정하도록 해도 된다. 이 경우에는, 도 19의 S110 및 S112의 처리를 생략하면 된다.
마찬가지로, 상기 제 3 실시형태에서는, 조건 (1), (2), (3)'을 그것들의 우선 순위에 따라 만족하도록 Fxcmd_n 및 Scmd_n을 결정하는 대신, 조건 (3)'만을 만족하도록 Fxcmd_n 및 Scmd_n을 결정해도 된다. 이 경우에는, 예를 들면, 상기 차륜특성 관계에서 구동·제동력이 피크값이 되는 슬립비와 0 사이의 범위 내에서, 상기 도 24의 S206에서 구해지는 Mcand_n에 일치 혹은 가장 가깝게 되는 것과 같은 요잉 방향 모멘트를 발생할 수 있는 구동·제동력 및 횡력의 세트에 대응하는 슬립비를 Scmd_n으로서 결정함과 아울러, 이것에 대응하는 구동·제동력을 Fxcmd_n으로서 결정하면 된다. 또, 조건 (1), (3)'을 그것들의 우선 순위에 따라 만족하도록 Fxcmd_n 및 Scmd_n을 결정하도록 해도 된다. 이 경우에는, 도 24의 S210의 처리 대신, 상기 차륜특성 관계에서 구동·제동력이 피크값으로 되는 슬립비와 0 사이의 범위 내에서, 상기 도 24의 S206에서 구해지는 Mcand_n에 일치 혹은 가장 가깝게 되는 것과 같은 요잉 방향 모멘트를 발생할 수 있는 구동·제동력 및 횡력의 세트에 대응하는 슬립비를 Scand_n으로서 결정하도록 하면 된다. 또, 조건 (1), (2)을 그것들의 우선 순위에 따라 만족하도록 Fxcmd_n 및 Scmd_n을 결정하도록 해도 된다. 이 경우에는, 도 24의 S212 및 S216의 처리를 생략하면 된다.
또, 상기 조건 (1) 또는 (2)를 충족시키기 위한 각 차륜(W1~W4)의 구동·제동력 또는 슬립비를 제한하는 범위에 관해서는, 「○○ 이하」 (○○은 어떤 경계값을 의미함)라고 하는 것과 같이 규정하는 대신, 「○○에 C1을 곱하여 이루어지는 값 이하」라고 하는 것과 같이 당해 범위를 규정하도록 해도 된다. 여기에서, C1은 보정 계수를 의미하며, 1에 가까운 값으로 설정된다.
또 상기 제 1~제 3 실시형태에서는, 4륜의 차량(1)을 예로 들어 설명했지만, 자동 2륜차 등의 차량에서도 본 발명을 적용할 수 있다.
이상에서 설명한 것으로부터 명확한 바와 같이, 본 발명은, 자동차나 자동 2륜차의 운동을 높은 로버스트성으로 원하는 운동으로 제어할 수 있는 것으로서 유용하다.
Claims (28)
- 복수의 차륜을 갖는 차량의 조종자에 의한 이 차량의 운전조작 상태를 나타내는 운전조작량을 검출하는 운전조작량 검출 수단과, 적어도 상기 차량의 각 차륜의 구동·제동력을 조작 가능하게 이 차량에 설치된 액추에이터 장치와, 상기 액추에이터 장치의 동작을 차례차례 제어하는 액추에이터 장치 제어 수단을 구비한 차량 제어 장치에 있어서,적어도 실제의 차량의 요잉 방향 회전 운동을 포함하는 소정의 운동에 관한 소정의 제 1 상태량의 값인 제 1 실상태량을 검출 또는 추정하는 실상태량 파악 수단과,실제의 차량의 적어도 1개의 차륜의 횡방향 미끄러짐각을 검출 또는 추정하는 실횡방향 미끄러짐각 파악 수단과,실제의 차량의 차륜과 노면 사이의 마찰특성을 추정하는 마찰특성 추정 수단과,상기 제 1 상태량의 규범값인 제 1 규범 상태량을 적어도 상기 검출된 운전조작량에 따라 결정하는 규범 상태량 결정수단과,상기 검출 또는 추정된 제 1 실상태량과 상기 결정된 제 1 규범 상태량의 편차인 제 1 상태량 편차를 산출하는 상태량 편차 산출 수단과,상기 액추에이터 장치를 조작하기 위한 제어 입력이며, 실제의 차량의 각 차륜의 목표 구동·제동력을 규정하는 구동·제동력 조작용 제어 입력을 포함하는 실차 액추에이터 조작용 제어 입력을 적어도 상기 검출된 운전조작량과 상기 산출된 제 1 상태량 편차에 따라 결정하는 실차 액추에이터 조작용 제어 입력 결정 수단을 구비하고,상기 액추에이터 장치 제어 수단은 상기 결정된 실차 액추에이터 조작용 제어 입력에 따라 상기 액추에이터 장치의 동작을 제어하는 수단이며,상기 실차 액추에이터 조작용 제어 입력 결정 수단은,상기 제 1 상태량 편차를 0에 근접시키기 위한 각 차륜의 구동·제동력의 조작용의 피드백 제어 입력을 적어도 상기 산출된 제 1 상태량 편차에 따라 결정하는 수단과,각 차륜의 구동·제동력의 피드포워드 목표값을 규정하는 피드포워드 제어 입력을 적어도 상기 검출된 운전조작 입력에 따라 결정하는 수단과,상기 복수의 차륜 중 1개 이상의 특정 차륜인 제 k 차륜에 대하여, 적어도 제 k 차륜의 횡방향 미끄러짐각이 상기 검출 또는 추정된 횡방향 미끄러짐각에 일치하고, 또한 제 k 차륜과 노면 사이의 마찰특성이 상기 추정된 마찰특성에 일치한다고 하는 전제조건하에서 이 제 k 차륜에 노면으로부터 작용할 수 있는 노면 반력과 이 제 k 차륜의 상기 피드포워드 제어 입력과 이 제 k 차륜의 상기 피드백 제어 입력과 이 제 k 차륜의 구동·제동력 조작용 제어 입력의 관계에 관한 소정의 요구 조건을 제 1 요구 조건으로 하고, 상기 결정된 제 k 차륜의 피드포워드 제어 입력에 의해 규정되는 상기 피드포워드 목표값과 상기 제 k 차륜의 구동·제동력 조작용 제어 입력과의 관계에 관한 소정의 요구 조건을 제 3 요구 조건으로 함과 아울러, 이 제 1 요구 조건 및 제 3 요구 조건 중 제 3 요구 조건을 우선 조건으로 하고, 이 제 1 요구 조건 및 제 3 요구 조건 중 적어도 어느 하나를 충족시키도록, 상기 제 k 차륜의 구동·제동력 조작용 제어 입력을 결정하는 수단을 구비하고,상기 제 3 요구 조건은, 상기 제 k 차륜의 구동·제동력 조작용 제어 입력에 의해 규정되는 목표 구동·제동력인 목표 제 k 차륜 구동·제동력이 제동방향의 구동·제동력이며, 또한, 상기 제 k 차륜의 피드포워드 제어 입력에 의해 규정되는 구동·제동력의 피드포워드 목표값이 제동방향의 구동·제동력일 때에, 이 목표 제 k 차륜 구동·제동력의 절대값이 제 k 차륜의 구동·제동력의 피드포워드 목표값의 절대값 이상으로 된다고 하는 조건인 것을 특징으로 하는 차량 제어 장치.
- 복수의 차륜을 갖는 차량의 조종자에 의한 이 차량의 운전조작 상태를 나타내는 운전조작량을 검출하는 운전조작량 검출 수단과, 적어도 상기 차량의 각 차륜의 구동·제동력을 조작 가능하게 이 차량에 설치된 액추에이터 장치와, 상기 액추에이터 장치의 동작을 차례차례 제어하는 액추에이터 장치 제어 수단을 구비한 차량 제어 장치에 있어서,적어도 실제의 차량의 요잉 방향 회전 운동을 포함하는 소정의 운동에 관한 소정의 제 1 상태량의 값인 제 1 실상태량을 검출 또는 추정하는 실상태량 파악 수단과,실제의 차량의 적어도 1개의 차륜의 횡방향 미끄러짐각을 검출 또는 추정하는 실횡방향 미끄러짐각 파악 수단과,실제의 차량의 차륜과 노면 사이의 마찰특성을 추정하는 마찰특성 추정 수단과,상기 제 1 상태량의 규범값인 제 1 규범 상태량을 적어도 상기 검출된 운전조작량에 따라 결정하는 규범 상태량 결정수단과,상기 검출 또는 추정된 제 1 실상태량과 상기 결정된 제 1 규범 상태량의 편차인 제 1 상태량 편차를 산출하는 상태량 편차 산출 수단과,상기 액추에이터 장치를 조작하기 위한 제어 입력이며, 실제의 차량의 각 차륜의 목표 구동·제동력을 규정하는 구동·제동력 조작용 제어 입력을 포함하는 실차 액추에이터 조작용 제어 입력을 적어도 상기 검출된 운전조작량과 상기 산출된 제 1 상태량 편차에 따라 결정하는 실차 액추에이터 조작용 제어 입력 결정 수단을 구비하고,상기 액추에이터 장치 제어 수단은 상기 결정된 실차 액추에이터 조작용 제어 입력에 따라 상기 액추에이터 장치의 동작을 제어하는 수단이며,상기 실차 액추에이터 조작용 제어 입력 결정 수단은,상기 제 1 상태량 편차를 0에 근접시키기 위한 각 차륜의 구동·제동력의 조작용의 피드백 제어 입력을 적어도 상기 산출된 제 1 상태량 편차에 따라 결정하는 수단과,각 차륜의 구동·제동력의 피드포워드 목표값을 규정하는 피드포워드 제어 입력을 적어도 상기 검출된 운전조작 입력에 따라 결정하는 수단과,상기 복수의 차륜 중 1개 이상의 특정 차륜인 제 k 차륜에 대하여, 적어도 제 k 차륜의 횡방향 미끄러짐각이 상기 검출 또는 추정된 횡방향 미끄러짐각에 일치하고, 또한 제 k 차륜과 노면 사이의 마찰특성이 상기 추정된 마찰특성에 일치한다고 하는 전제조건하에서 이 제 k 차륜에 노면으로부터 작용할 수 있는 노면 반력과 이 제 k 차륜의 상기 피드포워드 제어 입력과 이 제 k 차륜의 상기 피드백 제어 입력과 이 제 k 차륜의 구동·제동력 조작용 제어 입력의 관계에 관한 소정의 요구 조건을 제 1 요구 조건으로 하고, 적어도 상기 전제조건하에서 제 k 차륜에 노면으로부터 작용할 수 있는 노면 반력 중, 이 노면 반력에 의해 실제의 차량의 중심점의 주위에 발생하는 요잉 방향의 모멘트가 상기 제 k 차륜의 피드백 제어 입력에 의한 제 k 차륜의 구동·제동력의 조작에 기인하여 실제의 차량의 중심점의 주위에 발생하는 요잉 방향의 모멘트와 동일한 방향을 향하여 최대가 되는 노면 반력의 구동·제동력 성분인 최대 모멘트 발생시 구동·제동력과 상기 제 k 차륜의 구동·제동력 조작용 제어 입력의 관계에 관한 소정의 요구 조건을 제 2 요구 조건으로 하고, 상기 결정된 제 k 차륜의 피드포워드 제어 입력에 의해 규정되는 상기 피드포워드 목표값과 상기 제 k 차륜의 구동·제동력 조작용 제어 입력과의 관계에 관한 소정의 요구 조건을 제 3 요구 조건으로 함과 아울러, 이 제 1 요구 조건, 제 2 요구 조건 및 제 3 요구 조건 중 제 3 요구 조건을 최상위의 우선 조건으로 하고, 또한 상기 제 2 요구 조건을 다음 순위의 우선 조건으로 하고, 이 제 1 요구 조건, 제 2 요구 조건 및 제 3 요구 조건 중 적어도 어느 하나를 충족시키도록, 상기 제 k 차륜의 구동·제동력 조작용 제어 입력을 결정하는 수단을 구비하고,상기 제 3 요구 조건은, 상기 제 k 차륜의 구동·제동력 조작용 제어 입력에 의해 규정되는 목표 구동·제동력인 목표 제 k 차륜 구동·제동력이 제동방향의 구동·제동력이며, 또한, 상기 제 k 차륜의 피드포워드 제어 입력에 의해 규정되는 구동·제동력의 피드포워드 목표값이 제동방향의 구동·제동력일 때에, 이 목표 제 k 차륜 구동·제동력의 절대값이 제 k 차륜의 구동·제동력의 피드포워드 목표값의 절대값 이상으로 된다고 하는 조건인 것을 특징으로 하는 차량 제어 장치.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 피드백 제어 입력은 각 차륜의 구동·제동력의 조작량의 목표값을 규정하는 제어 입력이며,상기 제 k 차륜의 피드백 제어 입력에 의해 규정되는 구동·제동력의 조작량의 목표값과 상기 제 k 차륜의 피드포워드 제어 입력에 의해 규정되는 구동·제동력의 피드포워드 목표값과의 총합을 무제한 제 k 차륜 요구 구동·제동력으로 했을 때, 상기 제 1 요구 조건은, 상기 제 k 차륜의 구동·제동력 조작용 제어 입력에 의해 규정되는 목표 구동·제동력이 상기 전제조건하에서 제 k 차륜에 노면으로부터 작용할 수 있는 노면 반력의 구동·제동력 성분의 값의 범위 내의 값으로 되고, 또한, 상기 무제한 제 k 차륜 요구 구동·제동력과의 차의 절대값이 최소로 된다고 하는 조건인 것을 특징으로 하는 차량 제어 장치.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 피드백 제어 입력은 이 피드백 제어 입력에 의한 각 차륜의 구동·제동력의 조작에 기인하여 실제의 차량의 중심점의 주위에 발생하는 요잉 방향의 모멘트의 목표값을 규정하는 제어 입력이며,상기 전제조건하에서 제 k 차륜에 노면으로부터 작용할 수 있는 노면 반력 중, 상기 제 k 차륜의 피드포워드 제어 입력에 의해 규정되는 구동·제동력의 피드포워드 목표값과의 차의 절대값이 최소가 되는 구동·제동력 성분을 갖는 노면 반력이 실제의 차량의 중심점의 주위에 발생하는 요잉 방향의 모멘트와, 상기 제 k 차륜의 피드백 제어 입력에 의해 규정되는 요잉 방향의 모멘트의 목표값과의 총합을 무제한 제 k 차륜 요구 모멘트로 했을 때, 상기 제 1 요구 조건은, 상기 제 k 차륜의 구동·제동력 조작용 제어 입력에 의해 규정되는 목표 구동·제동력이 상기 전제조건하에서 제 k 차륜에 노면으로부터 작용할 수 있는 노면 반력의 구동·제동력 성분의 값의 범위 내의 값이 되고, 또한, 상기 전제조건하에서 제 k 차륜에 노면으로부터 작용할 수 있는 노면 반력 중, 이 제 k 차륜의 목표·구동 제동력과 동일한 구동·제동력 성분을 갖는 노면 반력에 의해 실제의 차량의 중심점의 주위에 발생하는 요잉 방향의 모멘트와 상기 무제한 제 k 차륜 요구 모멘트의 차의 절대값이 최소가 된다고 하는 조건인 것을 특징으로 하는 차량 제어 장치.
- 제 2 항에 있어서, 상기 제 2 요구 조건은 상기 제 k 차륜의 구동·제동력 조작용 제어 입력에 의해 규정되는 목표 구동·제동력인 목표 제 k 차륜 구동·제동력의 방향과 상기 최대 모멘트 발생시 제 k 차륜 구동·제동력의 방향이 서로 역방향으로 되거나, 또는, 이 목표 제 k 차륜 구동·제동력의 절대값이 최대 모멘트 발생시 제 k 차륜 구동·제동력의 절대값 이하로 된다고 하는 조건인 것을 특징으로 하는 차량 제어 장치.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 차량의 동특성을 나타내는 모델로서 미리 정해진 차량 모델과, 이 차량 모델상에서의 차량의 요잉 방향 회전 운동을 적어도 포함하는 운동을 조작하기 위한 차량 모델 조작용 제어 입력을 적어도 상기 산출된 제 1 상태량 편차에 따라 이 제 1 상태량 편차를 0에 근접시키도록 결정하는 차량 모델 조작용 제어 입력 결정 수단을 구비하고,상기 규범 상태량 결정수단은, 적어도 상기 검출된 운전조작 입력과 상기 결정된 차량 모델 조작용 제어 입력을 상기 차량 모델에 입력하고, 이 차량 모델상에서의 차량의 요잉 방향 회전 운동을 포함하는 상기 소정의 운동에 관한 제 1 상태량을 상기 제 1 규범 상태량으로서 결정하는 수단인 것을 특징으로 하는 차량 제어 장치.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 실횡방향 미끄러짐각 파악 수단은 상기 차량의 소정의 위치의 횡방향 미끄러짐각을 상기 적어도 1개의 차륜의 횡방향 미끄러짐각으로서 추정하는 수단인 것을 특징으로 하는 차량 제어 장치.
- 제 6 항에 있어서, 상기 실횡방향 미끄러짐각 파악 수단은 상기 차량 모델상의 차량의 적어도 1개의 차륜의 횡방향 미끄러짐각과 이 차량 모델상의 차량의 소정의 위치의 횡방향 미끄러짐각 중 어느 하나를 실제의 차량의 상기 적어도 1개의 차륜의 횡방향 미끄러짐각으로서 추정하는 수단인 것을 특징으로 하는 차량 제어 장치.
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