(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両がアンダーステア状態である時は旋回内側車輪の制動力を旋回外側車輪の制動力よりも大きくし、車両がオーバーステア状態である時は旋回外側車輪の制動力を旋回内側車輪の制動力よりも大きくするように、左右の車輪の制動力を個別に制御可能な車両の姿勢制御装置において、
操作部材と、
その操作部材の操作に応じて駆動される操舵用アクチュエータと、
その操舵用アクチュエータの動きに応じて舵角が変化するように、その動きを車輪に伝達する手段と、
その舵角変化に基づく車両の挙動変化に対応する挙動指標値を求める手段と、
その操作部材の操作量を求める手段と、
その求めた操作量に応じた目標挙動指標値を、その操作量と目標挙動指標値との記憶した関係に基づき求める手段と、
その演算した目標挙動指標値に挙動指標値が追従するように、前記操舵用アクチュエータを制御する手段と、
車輪横すべり角を求める手段と、
車両がアンダーステア状態であると判断される場合、旋回内側への車両ヨーモーメントを最大にする旋回内側車輪の制動力を、記憶した演算式に基づき求める手段と、
車両がアンダーステア状態であると判断される場合、その求めた車輪横すべり角の大きさが予め定めた設定最大値以上であるか否かを判断する手段とが設けられ、
その設定最大値以上である時は、前記求めた制動力が作用するように制動力制御がなされ、且つ、前記目標挙動指標値への挙動指標値の追従のための操舵用アクチュエータの制御量が最小とされ、
その設定最大値未満である時は、その求めた車輪横すべり角が小さくなる程に、制動力の制御量が減少され、且つ、前記目標挙動指標値への挙動指標値の追従のための前記操舵用アクチュエータの制御量が増大される車両の姿勢制御装置。
【請求項２】
車体横すべり角の大きさに対応する値と、その車体横すべり角の変化速度の大きさに対応する値の中の少なくとも一方が、予め設定した正数値を超えるか否かを判断する手段が設けられ、
その車体横すべり角の大きさに対応する値と、その車体横すべり角の変化速度の大きさに対応する値とが、予め設定した正数値以下の場合、その求めた車輪横すべり角の大きさに関わらず、その車輪横すべり角に対する前記制動力の制御量と前記操舵用アクチュエータの制御量とは一定とされる請求項１に記載の車両の姿勢制御装置。
【請求項３】
その車輪横すべり角の予め定めた設定最大値は、車輪の横すべり角とコーナリングフォースとが比例する線形領域を維持し得る車輪横すべり角の最大値以下とされる請求項１または２に記載の車両の姿勢制御装置。
【請求項４】
その記憶される演算式は、ＦＸ  を制動力、Ｗを各車輪のタイヤ荷重、μを路面と各車輪のタイヤとの間の摩擦係数として、
ＦＸ  ＝ａ・μ・Ｗ／（ｒ２  ＋ａ２  ）１／２
とされ、ＦＯ  を非制動時のコーナリングフォースとして、そのｒはｒ＝ＦＯ  ／（μ・Ｗ）の関係から求められ、
前輪の制動力を演算する場合はＬｆ  を前輪と車両重心間の距離、ｄを前輪トレッドとして、そのａはｄ／２  ＝ａ・Ｌｆ  の関係から求められ、後輪の制動力を演算する場合はＬｒ  を後輪と車両重心間の距離、ｄを後輪トレッドとして、そのａはｄ／２  ＝ａ・Ｌｒ  の関係から求められる請求項２または３に記載の車両の姿勢制御装置。
【請求項５】
各車輪の制動力を求める手段と、
旋回内側車輪の制動力と旋回外側車輪の制動力との制動力差を求める手段と、
その求めた目標挙動指標値と制動力差とに対応する舵角設定値を、その目標挙動指標値と制動力差と舵角設定値との間の記憶した関係に基づき演算する手段と、その目標挙動指標値と前記求めた挙動指標値との偏差に対応する舵角修正値を、その偏差と舵角修正値との記憶した関係に基づき演算する手段と、
舵角が舵角設定値と舵角修正値との和である目標舵角に対応するように、前記操舵用アクチュエータを制御することで、その目標挙動指標値へ挙動指標値を追従させる請求項１〜４の中の何れかに記載の車両の姿勢制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両挙動の安定化を図ることができる車両の姿勢制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両がアンダーステア状態やオーバーステア状態になった時に、車輪に作用する制動力を制御することで車両姿勢を制御することが行われている。すなわち、アンダーステア状態の車両においては旋回内側車輪の制動力を旋回外側車輪の制動力よりも大きくし、オーバーステア状態の車両においては旋回外側車輪の制動力を旋回内側車輪の制動力よりも大きくすることで、車両挙動を安定化させるヨーモーメントを発生させている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、アンダーステア状態を解消するために舵角を過度に増大させることで、車輪の横すべり角とコーナリングフォースとが比例する線形領域を維持できなくなったり、内側車輪に作用させる制動力が過大になると、車両挙動を安定化させるヨーモーメントが減少するという問題がある。
【０００４】
本発明は、上記問題を解決することのできる車両の姿勢制御装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、車両がアンダーステア状態である時は旋回内側車輪の制動力を旋回外側車輪の制動力よりも大きくし、車両がオーバーステア状態である時は旋回外側車輪の制動力を旋回内側車輪の制動力よりも大きくするように、左右の車輪の制動力を個別に制御可能な車両の姿勢制御装置に適用される。
【０００６】
本発明の第１の特徴は、操作部材と、その操作部材の操作に応じて駆動される操舵用アクチュエータと、その操舵用アクチュエータの動きに応じて舵角が変化するように、その動きを車輪に伝達する手段と、その舵角変化に基づく車両の挙動変化に対応する挙動指標値を求める手段と、その操作部材の操作量を求める手段と、その求めた操作量に応じた目標挙動指標値を、その操作量と目標挙動指標値との記憶した関係に基づき求める手段と、その演算した目標挙動指標値に挙動指標値が追従するように、前記操舵用アクチュエータを制御する手段と、車輪横すべり角を求める手段と、車両がアンダーステア状態であると判断される場合、旋回内側への車両ヨーモーメントを最大にする旋回内側車輪の制動力を、記憶した演算式に基づき求める手段と、車両がアンダーステア状態であると判断される場合、その求めた車輪横すべり角の大きさが予め定めた設定最大値以上であるか否かを判断する手段とが設けられ、その設定最大値以上である時は、前記求めた制動力が作用するように制動力制御がなされ、且つ、前記目標挙動指標値への挙動指標値の追従のための操舵用アクチュエータの制御量が最小とされ、その設定最大値未満である時は、その求めた車輪横すべり角が小さくなる程に、制動力の制御量が減少され、且つ、前記目標挙動指標値への挙動指標値の追従のための前記操舵用アクチュエータの制御量が増大される点にある。
これにより、操作部材の操作量に応じた車両の目標挙動指標値と検出した挙動指標値との偏差を低減するように操舵用アクチュエータを制御する場合に、その操舵用アクチュエータの動きによる舵角変化によりアンダーステア状態やオーバーステア状態になるのを、制動力の作用により防止できる。すなわち、舵角と制動力の統合制御により車両挙動を安定化させることができる。
しかも、アンダーステア状態において車輪横すべり角の大きさが設定最大値以上である場合は、旋回内側への車両ヨーモーメントを最大にする制動力が旋回内側車輪に作用し、且つ、目標挙動指標値への挙動指標値の追従のための操舵用アクチュエータの制御量が最小とされる。また、アンダーステア状態において車輪横すべり角の大きさが設定最大値未満である場合は、車輪横すべり角が小さくなる程に制動力の制御量が減少され、目標挙動指標値への挙動指標値の追従のための操舵用アクチュエータの制御量が増大される。これにより、アンダーステア状態において、舵角が過度に増大するのを防止でき、且つ、旋回内側車輪に作用させる制動力が過大になるのを防止でき、車両挙動を安定化させるヨーモーメントが減少するのを防止できる。また、複雑な制御を要することなく、車両挙動が不安定になって横すべり角が大きくなる程に、車両挙動を安定化させる制動力を大きくすることができる。
【０００７】
車体横すべり角の大きさに対応する値と、その車体横すべり角の変化速度の大きさに対応する値の中の少なくとも一方が、予め設定した正数値を超えるか否かを判断する手段が設けられ、その車体横すべり角の大きさに対応する値と、その車体横すべり角の変化速度の大きさに対応する値とが、予め設定した正数値以下の場合、その求めた車輪横すべり角の大きさに関わらず、その車輪横すべり角に対する前記制動力の制御量と前記操舵用アクチュエータの制御量とは一定とされるのが好ましい。
これにより、目標挙動指標値への挙動指標値の追従のために舵角や制動力が必要以上に変動することはないので、操舵フィーリングの低下を防止できる。
【０００８】
その車輪横すべり角の予め定めた設定最大値は、車輪の横すべり角とコーナリングフォースとが比例する線形領域を維持し得る車輪横すべり角の最大値以下とされるのが好ましい。
これにより、アンダーステア状態において舵角が過大になるのを防止することで、車輪の横すべり角とコーナリングフォースとが比例する線形領域を維持でき、車両挙動が不安定になるのを確実に防止できる。
【０００９】
その記憶される演算式は、ＦＸ  を制動力、Ｗを各車輪のタイヤ荷重、μを路面と各車輪のタイヤとの間の摩擦係数として、
ＦＸ  ＝ａ・μ・Ｗ／（ｒ２  ＋ａ２  ）１／２
とされ、ＦＯ  を非制動時のコーナリングフォースとして、そのｒはｒ＝ＦＯ  ／（μ・Ｗ）の関係から求められ、前輪の制動力を演算する場合はＬｆ  を前輪と車両重心間の距離、ｄを前輪トレッドとして、そのａはｄ／２  ＝ａ・Ｌｆ  の関係から求められ、後輪の制動力を演算する場合はＬｒ  を後輪と車両重心間の距離、ｄを後輪トレッドとして、そのａはｄ／２  ＝ａ・Ｌｒ  の関係から求められるのが好ましい。
これにより、車両挙動を安定化させる適正な制動力を作用させることができる。
【００１０】
各車輪の制動力を求める手段と、旋回内側車輪の制動力と旋回外側車輪の制動力との制動力差を求める手段と、その求めた目標挙動指標値と制動力差とに対応する舵角設定値を、その目標挙動指標値と制動力差と舵角設定値との間の記憶した関係に基づき演算する手段と、その目標挙動指標値と前記求めた挙動指標値との偏差に対応する舵角修正値を、その偏差と舵角修正値との記憶した関係に基づき演算する手段と、舵角が舵角設定値と舵角修正値との和である目標舵角に対応するように、前記操舵用アクチュエータを制御することで、その目標挙動指標値へ挙動指標値を追従させるのが好ましい。
これにより、操作部材の操作量に応じた目標挙動指標値と左右車輪の制動力差とに対応する舵角設定値と、その目標挙動指標値と求めた挙動指標値との偏差に対応する舵角修正値との和である目標舵角に対応するように、操舵用アクチュエータを制御する。その舵角設定値は目標舵角におけるフィードフォワード項、その舵角修正値はフィードバック項に対応することから、フィードフォワード制御とフィードバック制御とが行われる。すなわち、その舵角設定値は、操作部材の操作量だけでなく左右車輪の制動力差に応じて定められることから、制動力の制御により車両挙動を安定化させる場合に、その制動力差に応じて舵角をフィードフォワード制御できる。よって、制動力の制御に起因する挙動指標値に応じて舵角をフィードバック制御するのに比べて、制御の応答性を向上して車両挙動を安定化することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１に示す車両用姿勢制御装置は、ステアリングホイール（操作部材）１の回転操作に応じて駆動される操舵用アクチュエータ２の動きを、そのステアリングホイール１を車輪４に機械的に連結することなく、ステアリングギヤ３により舵角が変化するように前部左右車輪４に伝達する。
【００１２】
その操舵用アクチュエータ２は、例えば公知のブラシレスモータ等の電動モータにより構成できる。そのステアリングギヤ３は、その操舵用アクチュエータ２の出力シャフトの回転運動をステアリングロッド７の直線運動に変換する運動変換機構を有する。そのステアリングロッド７の動きは、タイロッド８とナックルアーム９を介して車輪４に伝達される。このステアリングギヤ３は公知のものを用いることができ、操舵用アクチュエータ２の動きにより舵角を変更できれば構成は限定されず、例えば操舵用アクチュエータ２の出力シャフトにより回転駆動されるナットと、そのナットにねじ合わされると共にステアリングロッド７に一体化されるスクリューシャフトとを有するものにより構成できる。なお、操舵用アクチュエータ２が駆動されていない状態では、車輪４がセルフアライニングトルクにより直進操舵位置に復帰できるようにホイールアラインメントが設定されている。
【００１３】
そのステアリングホイール１は、車体側により回転可能に支持される回転シャフト１０に連結されている。そのステアリングホイール１を操作するのに要する操作反力を作用させるため、その回転シャフト１０にトルクを付加する操作用アクチュエータＲが設けられている。その操作用アクチュエータＲは、例えば回転シャフト１０と一体の出力シャフトを有するブラシレスモータ等の電動モータにより構成できる。
【００１４】
そのステアリングホイール１を直進操舵位置に復帰させる方向の弾力を付与する弾性部材３０が設けられている。この弾性部材３０は、例えば、回転シャフト１０に弾力を付与するバネにより構成できる。上記操作用アクチュエータＲが回転シャフト１０にトルクを付加していない時、その弾力によりステアリングホイール１は直進操舵位置に復帰する。
【００１５】
そのステアリングホイール１の操作量として、その回転シャフト１０の回転角に対応する操作角を検出する角度センサ１１が設けられている。そのステアリングホイール１の操作トルクを検出するトルクセンサ１２が設けられている。そのトルクセンサ１２により検出されるトルクの符号から操舵方向が判断可能とされている。
【００１６】
車両の舵角として、そのステアリングロッド７の作動量を検出する舵角センサ１３が設けられている。その舵角センサ１３はポテンショメータにより構成できる。
【００１７】
その角度センサ１１とトルクセンサ１２と舵角センサ１３は、コンピュータにより構成されるステアリング系制御装置２０に接続される。その制御装置２０に、車速を検出する速度センサ１４、車両の前後方向加速度を検出する前後方向加速度センサ１５ａ、車両の横加速度を検出する横加速度センサ１５ｂ、車両のヨーレートを検出するヨーレートセンサ１６が接続されている。その制御装置２０は、駆動回路２２、２３を介して上記操舵用アクチュエータ２と操作用アクチュエータＲを制御する。本実施形態では、そのヨーレートセンサ１６により求められるヨーレートが、舵角変化に基づく車両の挙動変化に対応する挙動指標値とされる。
【００１８】
車両の前後左右車輪４を制動するための油圧制動システムが設けられている。その制動システムは、ブレーキペダル５１の踏力に応じた各車輪の制動圧をマスターシリンダ５２により発生させる。その制動圧は、制動圧制御ユニットＢにより増幅されると共に各車輪４のブレーキ装置５４にホイルシリンダ圧として分配され、各ブレーキ装置５４が各車輪４に制動力を作用させる。その制動圧制御ユニットＢは、コンピューターにより構成される走行系制御装置６０に接続される。この走行系制御装置６０に、ステアリング系制御装置２０と、各車輪４それぞれのホイルシリンダ圧を個別に検出する制動圧センサ６１と、各車輪４それぞれの回転速度を個別に検出する車輪速センサ６２が接続される。この走行系制御装置６０は、その車輪速センサ６２により検知される各車輪４の回転速度と制動圧センサ６１により検出される制動力フィードバック値に対応するホイルシリンダ圧に応じて、制動圧を増幅すると共に分配することができるように制動圧制御ユニットＢを制御する。これにより、前後左右車輪４それぞれの制動力を個別に制御することが可能とされている。その制動圧制御ユニットＢは、ブレーキペダル５１の操作がなされていない場合でも、走行系制御装置６０からの信号に対応する制動圧を内蔵ポンプにより発生することが可能とされている。
【００１９】
図２は、上記姿勢制御装置の制御ブロック図を示す。なお、以下の説明における記号は次の通りである。
ｍ：車両質量
ｈｇ  ：車両重心高さ
Ｗ：各車輪のタイヤ荷重
μ：路面とタイヤとの間の摩擦係数
Ｌ：ホイールベース
Ｌｆ  ：前輪‐車両重心間距離
Ｌｒ  ：後輪‐車両重心間距離
ｄ：トレッド
Ｖ：車速
ω１、ω２、ω３、ω４：車輪速
ＧＸ  ：前後方向加速度
ＧＹ  ：横加速度
Ａ′：制動時スタビリティファクタ
Ｉｚ  ：車両慣性モーメント
Ｔｈ  ：操作トルク
Ｔｈ ＊  ：目標操作トルク
γ：ヨーレート
γ＊  ：目標ヨーレート
ｄγ／ｄｔ：ヨーレート微分値
Ｍ：ヨーモーメント
Ｍｍａｘ  ：最大ヨーモーメント
δｈ  ：操作角
δ：前輪舵角
δ＊  ：目標舵角
δＦＦ＊  ：舵角設定値
δＦＢ＊  ：舵角修正値
β：車体横すべり角
ｄβ／ｄｔ：車体横すべり角速度
βｆ  ：前輪横すべり角
βｆｍａｘ：横力最大時の前輪横すべり角
βｒ  ：後輪横すべり角
βｒｍａｘ：横力最大時の後輪横すべり角
Ｆｙ  ：コーナリングフォース
ＦＯ  ：非制動時コーナリングフォース
Ｆｆ１：左前輪コーナリングフォース
Ｆｆ２：右前輪コーナリングフォース
Ｆｒ１：左後輪コーナリングフォース
Ｆｆ２：右後輪コーナリングフォース
Ｋｆｏ：非制動時の１車輪当たりの前輪コーナリングパワー
Ｋｒｏ：非制動時の１車輪当たりの後輪コーナリングパワー
Ｋｆ  ：制動時の前輪コーナリングパワー総和
Ｋｒ  ：制動時の後輪コーナリングパワー総和
Ｋｆ１：制動時の左前輪コーナリングパワー
Ｋｆ２：制動時の右前輪コーナリングパワー
Ｋｒ１：制動時の左後輪コーナリングパワー
Ｋｒ２：制動時の右後輪コーナリングパワー
ＦＸ  ：制動力
Ｂｄ  ：左右車輪の制動力差
ＦＸｆ１  ：左前輪制動力
ＦＸｆ２  ：右前輪制動力
ＦＸｒ１  ：左後輪制動力
ＦＸｒ２  ：右後輪制動力
ΔＰ１、ΔＰ２、ΔＰ３、ΔＰ４：指示制動圧
Ｐｆ  ：静止荷重時の前輪ロック圧力
Ｐｒ  ：静止荷重時の後輪ロック圧力
Ｐｆ１：左前輪ホイルシリンダ圧
Ｐｆ２：右前輪ホイルシリンダ圧
Ｐｒ１：左後輪ホイルシリンダ圧
Ｐｒ２：右後輪ホイルシリンダ圧
ＫＢ  ：制動力制御ゲイン
ＫＢｍａｘ：最大制動力制御ゲイン
Ｋｄ  ：前輪舵角制御ゲイン
Ｋｄｍａｘ：最大前輪舵角制御ゲイン
ｉｍ ＊  ：操舵用アクチュエータ２の目標駆動電流
ｉｈ ＊  ：操作用アクチュエータＲの目標駆動電流
【００２０】
図２において、Ｋ１は操作角δｈ  に対する目標操作トルクＴｈ ＊  のゲインであり、Ｔｈ ＊  ＝Ｋ１・δｈ  の関係と角度センサ１１により検出された操作角δｈ  とから目標操作トルクＴｈ ＊  が演算される。すなわち、制御装置２０は、その目標操作トルクＴｈ ＊  と操作角δｈ  との間の予め定められた関係を表すゲインＫ１を記憶し、その関係と検出した操作角δｈ  とに基づき目標操作トルクＴｈ ＊  を演算する。そのＫ１は最適な制御を行えるように設定される。なお、操作角δｈ  に代えて操作トルクＴｈ  を用い、目標操作トルクＴｈ ＊  と操作トルクＴｈ  との関係を予め定めて記憶し、その関係と操作トルクＴｈ  とから目標操作トルクＴｈ ＊  を演算するようにしてもよい。
【００２１】
Ｇ１は、目標操作トルクＴｈ ＊  と操作トルクＴｈ  との偏差に対する操作用アクチュエータＲの目標駆動電流ｉｈ ＊  の伝達関数であり、制御装置２０は予め定めて記憶したｉｈ ＊  ＝Ｇ１・（Ｔｈ ＊  −Ｔｈ  ）の関係と、演算した目標操作トルクＴｈ ＊  と、トルクセンサ１２により検出した操作トルクＴｈ  とから目標駆動電流ｉｈ ＊  を演算する。その伝達関数Ｇ１は、例えばＰＩ制御を行う場合、ゲインをＫ２、ラプラス演算子をｓ、時定数をτａとして、Ｇ１＝Ｋ２〔１＋１／（τａ・ｓ）〕になる。そのゲインＫ２および時定数τａは最適な制御を行えるように調整される。すなわち制御装置２０は、目標操作トルクＴｈ ＊  から検出した操作トルクＴｈ  を差し引いた偏差と目標駆動電流ｉｈ ＊  との間の予め定められた関係を表す伝達関数Ｇ１を記憶し、その関係に基づき、演算した目標操作トルクＴｈ ＊  と、検出した操作トルクＴｈ  とに応じた目標駆動電流ｉｈ ＊  を演算する。その目標駆動電流ｉｈ ＊  に応じて操作用アクチュエータＲが駆動される。
【００２２】
Ｇ２はステアリングホイール１の操作角δｈ  に対する目標挙動指標値である目標ヨーレートγ＊  の伝達関数であり、制御装置２０は記憶したγ＊  ＝Ｇ２・δｈ  の関係と、角度センサ１１により検出した操作角δｈ  とから目標ヨーレートγ＊  を演算する。その伝達関数Ｇ２は、例えば一次遅れ制御を行う場合、ｓをラプラス演算子、Ｋ３を操作角δｈ  に対する目標ヨーレートγ＊  の定常ゲイン、τｂを操作角δｈ  に対する目標ヨーレートγ＊  の１次遅れ時定数として、Ｇ２＝Ｋ３／（１＋τｂ・ｓ）になる。そのゲインＫ３及び時定数τｂは最適な制御を行えるように調整される。すなわち、制御装置２０は、検出した操作角δｈ  と目標ヨーレートγ＊  との間の予め定められた関係を表す伝達関数Ｇ２を記憶し、その関係に基づき検出した操作角δｈ  に応じた目標ヨーレートγ＊  を求める。
なお、そのゲインＫ３を車速Ｖの関数とし、高車速での安定性確保のために車速Ｖの増大に伴いゲインＫ３が減少するようにしてもよい。
【００２３】
Ｃ１は制御装置２０における演算部であり、求めたステアリングホイール１の操作量に応じて演算された上記目標ヨーレートγ＊  と、旋回内側車輪の制動力と旋回外側車輪の制動力との制動力差Ｂｄ  とに対応する舵角設定値δＦＦ＊  を、その目標ヨーレートと制動力差と舵角設定値との間の予め定めて記憶した関係に基づき演算する。その予め定めて記憶される関係は、車両の運動方程式に基づき求められる。
本実施形態では、その運動方程式は、制御の速応性と安定性を両立させるため、平面における横方向運動とヨー運動の２自由度を有する車両の運動を近似的に表す以下の式（１）、（２）とされている。
0003626388.tif 000002
なお、Ｂｄ  は以下の式（３）により表される左車輪の制動力と右車輪の制動力の差である。なお、各車輪制動力ＦＸｆ１  、ＦＸｒ１  、ＦＸｆ２  、ＦＸｒ２  は制動圧センサ６１により検出されるホイルシリンダ圧Ｐｆ１、Ｐｆ２、Ｐｒ１、Ｐｒ２に対応し、その対応関係は予め定められて制御装置に記憶され、その記憶された関係と検出されたホイルシリンダ圧Ｐｆ１、Ｐｆ２、Ｐｒ１、Ｐｒ２とから制御装置２０により求められる。
Ｂｄ  ＝ＦＸｆ１  ＋ＦＸｒ１  −ＦＸｆ２  −ＦＸｒ２                              （３）
【００２４】
また、各車輪４において接地面との間の摩擦に起因してタイヤに作用する摩擦力μ・Ｗが、そのタイヤに作用する制動力ＦＸ  と横力Ｆの合力である場合、そのタイヤと接地面との間の摩擦に起因する力は摩擦円の半径であるμ・Ｗよりも大きくなることはない。すなわち図１０に示すように、タイヤ２００と接地面との間の摩擦係数をμ、そのタイヤ２００に作用する車両重量をＷとすると、そのタイヤ２００には接地面との間の摩擦に起因して水平方向の摩擦力μ・Ｗが作用する。その摩擦力μ・Ｗの大きさを半径とする円は摩擦円と呼ばれる。そのタイヤ２００に制動力ＦＸ  を作用させた場合に、タイヤ２００に接地面との間の摩擦に起因する力として制動力ＦＸ  と横力Ｆのみが作用するとすれば、その制動力ＦＸ  と横力Ｆの合力が摩擦力μ・Ｗとなる。そのタイヤ２００と接地面との間の摩擦に起因する力は摩擦円の半径であるμ・Ｗよりも大きくなることはない。よって、制動力ＦＸ  が増加すると横力Ｆが低下することから、その横力Ｆのタイヤ進行方向に対する直交成分であるコーナリングフォースＦｙ  が低下する。
よって、その摩擦力μ・Ｗ、制動力ＦＸ  、コーナリングフォースＦｙ  、および非制動時コーナリングフォースＦＯ  の間に以下の拘束式（４）を得る。
｛ＦＸ  ／（μ・Ｗ）｝２  ＋（Ｆｙ  ／ＦＯ  ）２  ＝１                    （４）
【００２５】
なお、その路面摩擦係数μは、例えば車速と車輪速と路面摩擦係数との間の関係を予め求めて制御装置２０に記憶させ、その記憶した関係と速度センサ１４により検出した車速Ｖと車輪速センサ６２により検出した車輪速ω１〜ω４とから求める。
【００２６】
また、図３において矢印４０で示す方向に車速Ｖで旋回する車両１００に、矢印４１で示す方向に作用する横加速度ＧＹ  と、矢印４２で示す方向に作用するヨーレートγとの関係は、車両１００が定常旋回状態であるとみなすと近似的にγ＝ＧＹ  ／Ｖである。また、図４の（１）に示すようにオーバーステア状態の横すべりした車両１００や、図４の（２）に示すようにアンダーステア状態の横すべりした車両１００において、その車両１００の前後方向に沿う１点鎖線で示す車体中心線と、横すべりがないとした場合に車両１００が進行する破線で示す方向とがなす角度が車体横すべり角βとされる。その車体横すべり角βの変化速度ｄβ／ｄｔは近似的に（ＧＹ  ／Ｖ−γ）により求められるので、その車体横すべり角βは以下の式（５）に示すように（ＧＹ  ／Ｖ−γ）の時間積分値により求められる。
β＝∫（ｄβ／ｄｔ）ｄｔ＝∫（ＧＹ  ／Ｖ−γ）ｄｔ                （５）
すなわち、車体横すべり角βに相関する値として上記挙動指標値であるヨーレートγを含む値、本実施形態ではヨーレートγ、横加速度Ｇｙ、車速Ｖが検出され、その車体横すべり角βに相関する値ＧＹ  、Ｖ、γと車体横すべり角βとの関係である演算式（５）が制御装置２０に記憶され、その関係と検出した車体横すべり角βに相関する値とに基づき制御装置２０は車体横すべり角βを時系列に求める。
【００２７】
その車体横すべり角βと、前輪‐重心間距離Ｌｆ  、後輪‐重心間距離Ｌｒ  、車速Ｖ、前輪舵角δにより、前輪横すべり角βｆ  と後輪横すべり角βｒ  が以下の式（６）、（７）により求められる。
βｆ  ＝β＋Ｌｆ  ・γ／Ｖ−δ                                      （６）
βｒ  ＝β−Ｌｒ  ・γ／Ｖ                                          （７）
すなわち、車輪横すべり角βｆ  、βｒ  に相関する値として上記車体横すべり角βが求められると共に、挙動指標値であるヨーレートγを含む値、本実施形態ではヨーレートγ、車速Ｖ、舵角δが検出され、その車輪横すべり角βｆ  、βｒ  に相関する値β、Ｖ、γ、δと車輪横すべり角βｆ  、βｒ  との関係である予め求められた演算式（６）、（７）が制御装置２０に記憶され、その関係と車輪横すべり角βｆ  、βｒ  に相関する値とに基づき制御装置２０は車輪横すべり角βｆ  、βｒ  を求める。
【００２８】
車両の前後加速度ＧＸ  および横加速度ＧＹ  が重心荷重移動量に比例し、各タイヤ荷重Ｗおよび路面摩擦係数μがコーナリングパワーに比例し、ホイルシリンダ圧が制動力に比例すると仮定すると、式（４）に基づき以下の式（８）〜（１１）が成立する。
Ｆｆ１＝−Ｋｆ１・（β＋Ｌｆ  ・γ／Ｖ−δ）                          （８）
Ｆｆ２＝−Ｋｆ２・（β＋Ｌｆ  ・γ／Ｖ−δ）                          （９）
Ｆｒ１＝−Ｋｒ１・（β−Ｌｒ  ・γ／Ｖ）                            （１０）
Ｆｒ２＝−Ｋｒ２・（β−Ｌｒ  ・γ／Ｖ）                            （１１）
ここで、制動時の各車輪のコーナリングパワーＫｆ１、Ｋｆ２、Ｋｒ１、Ｋｒ２は以下の式（１２）〜（１４）により求められる。
Ｋｆ１＝μ・Ｋｆｏ・［｛１−（ＧＸ  ／２Ｌ＋ＧＹ  ／２ｄ）・ｈｇ  ｝２  −（Ｐｆ１／μ・Ｐｆ  ）２  ］１／２                                                （１２）
Ｋｆ２＝μ・Ｋｆｏ・［｛１−（ＧＸ  ／２Ｌ−ＧＹ  ／２ｄ）・ｈｇ  ｝２  −（Ｐｆ２／μ・Ｐｆ  ）２  ］１／２                                                （１３）
Ｋｒ１＝μ・Ｋｒｏ・［｛１＋（ＧＸ  ／２Ｌ−ＧＹ  ／２ｄ）・ｈｇ  ｝２  −（Ｐｒ１／μ・Ｐｒ  ）２  ］１／２                                                （１４）
Ｋｒ２＝μ・Ｋｒｏ［｛１＋（ＧＸ  ／２Ｌ＋ＧＹ  ／２ｄ）・ｈｇ  ｝２  −（Ｐｒ２／μ・Ｐｒ  ）２  ］１／２                                                  （１５）
【００２９】
Ｋｆ１＋Ｋｆ２＝Ｋｆ  、Ｋｒ１＋Ｋｒ２＝Ｋｒ  とすると、式（８）〜（１１）より以下の式（１６）、（１７）が成立する。
Ｆｆ１＋Ｆｆ２＝−（Ｋｆ１＋Ｋｆ２）・（β＋Ｌｆ  ・γ／Ｖ−δ）＝−２Ｋｆ  ・（β＋Ｌｆ  ・γ／Ｖ−δ）                                            （１６）
Ｆｒ１＋Ｆｒ２＝−（Ｋｒ１＋Ｋｒ２）・（β−Ｌｒ  ・γ／Ｖ）＝−２Ｋｒ  ・（β−Ｌｒ  ・γ／Ｖ）                                                    （１７）
【００３０】
式（１）、（２）、（１６）、（１７）より、制動時の前輪舵角δに対するヨーレートγは以下の式（１８）で与えられる。
0003626388.tif 000003
その式（１８）におけるＰ（ｓ）  、Ｇｔ  、Ｔｔ  、Ｇｂ  、Ｔｂ  は以下の式（１９）〜（２３）に示す通りである。
Ｐ（ｓ）  ＝１＋２ζ・ｓ／ω＋ｓ２  ／ω２                            （１９）
Ｇｔ  ＝Ｖ／｛（１＋Ａ′・Ｖ２  ）・Ｌ｝                          （２０）
Ｔｔ  ＝ｍ・Ｌｆ  ・Ｖ／（２Ｌ・Ｋｒ  ）                            （２１）
Ｇｂ  ＝ｄ・（Ｋｆ  ＋Ｋｒ  ）／（４Ｌ・Ｋｆ  ・Ｋｒ  ）                （２２）
Ｔｂ  ＝ｍ・Ｖ／２（Ｋｆ  ＋Ｋｒ  ）                                （２３）
ここで、式（２０）における制動時のスタビリティファクタＡ′は以下の式（２４）に示す通りであり、式（１９）におけるω、ζは以下の式（２５）、（２６）に示す通りである。
0003626388.tif 000004
【００３１】
式（１８）におけるヨーレートγが上記の伝達関数Ｇ２＝Ｋ３／（１＋τｂ・ｓ）に基づき求められる目標ヨーレートγ＊  に等しいとし、その時の式（１８）におけるδが舵角設定値δＦＦ＊  に等しいとすると、操作角δｈ  と制動力差Ｂｄ  に応じた目標ヨーレートγ＊  をフィードフォワード制御により実現するための舵角設定値δＦＦ＊  は、以下の式（２７）により求められる。
δＦＦ＊  ＝Ｋ３・Ｐ（ｓ）  ・δｈ  ／｛Ｇｔ  ・（１＋τｂ・ｓ）・（１＋Ｔｔ  ・ｓ）｝−Ｇｂ  ・Ｂｄ  ・（１＋Ｔｂ  ・ｓ）／（１＋Ｔｔ  ・ｓ）                （２７）
【００３２】
Ｃ２は、目標ヨーレートγ＊  とヨーレートセンサ１６により検出される車両１００の実際のヨーレートγとの偏差に応じて、前輪舵角と制動力を制御する場合における前輪舵角制御ゲインＫｄ  と制動力制御ゲインＫＢ  を演算する制御装置２０における演算部である。その演算により、アンダーステア状態にある車両の姿勢制御における前輪舵角制御と制動力制御の分担比率を定め、タイヤの横すべり角とコーナリングフォースとが比例する線形領域では前輪舵角制御の比率を高くし、また、走行条件や路面条件の変化等によりタイヤの横すべり角が変化してもコーナリングフォースが変化しなくなる飽和領域に近づくにつれて、制動力制御の比率を高くする協調制御を行う。
【００３３】
そのため演算部Ｃ２においては、まず上記式（５）、（６）により車体横すべり角βと前輪横すべり角βｆ  とが演算される。なお、前輪横すべり角βｆ  に代えて式（７）により後輪横すべり角βｒ  を演算してもよい。次に、その協調制御を行うか否かを判定するため、車体横すべり角の大きさに対応する値と、その車体横すべり角の変化速度の大きさに対応する値の中の少なくとも一方が、予め設定した正数値を超えるか否かを判断する。本実施形態では、その車体横すべり角の大きさに対応する値として車体横すべり角βの絶対値が予め設定した整数値１／Ｃａ以下で、その車体横すべり角の変化速度の大きさに対応する値として車体横すべり角速度ｄβ／ｄｔの絶対値が予め設定した整数値１／Ｃｂ以下の場合、その求めた車輪横すべり角である前輪横すべり角βｆ  あるいは後輪横すべり角βｒ  の大きさに関わらず、その車輪横すべり角に対する制動力の制御量と操舵用アクチュエータ２の制御量とは一定とされ、協調制御は行われない。
【００３４】
本実施形態では、その協調制御を行うか否かの判定係数Ｊを以下の式（２８）により演算し、その判定係数Ｊの絶対値が１を超えるか否かを判断する。
Ｊ＝Ｃａ・β＋Ｃｂ・ｄβ／ｄｔ                                （２８）
その式（２８）におけるＣａ、Ｃｂは正数であって、舵角と制動力の協調制御の必要性に応じて予め設定される値である。その判定係数Ｊの絶対値が１を超える場合、車両の車体横すべり角βと車体横すべり角速度ｄβ／ｄｔとの関係は図５における領域Ｉ〜ＶＩで示される。すなわち、領域Ｉ、ＩＩでは車体横すべり角βの大きさを表す絶対値が増加状態であり、領域ＩＩＩ、ＩＶでは車体横すべり角βの絶対値が１／Ｃａの絶対値よりも大きく、領域Ｖ、ＶＩでは車体横すべり角速度ｄβ／ｄｔの大きさを表す絶対値が１／Ｃｂの絶対値よりも大きいことから、舵角と制動力の協調制御が必要であると判断される。なお、本実施形態では、横すべり角度は旋回内側に向く方向を正とし、旋回外側に向く方向を負とする。また、その判定係数Ｊの絶対値が１以下の場合、領域ＶＩＩ、ＶＩＩＩでは車体横すべり角βの絶対値が減少状態であり、領域ＩＸ、Ｘでは車体横すべり角βの絶対値が１／Ｃａの絶対値以下、かつ、車体横すべり角速度ｄβ／ｄｔの絶対値が１／Ｃｂ以下であることから、舵角と制動力の協調制御は不必要であると判断される。
【００３５】
舵角と制動力の協調制御が必要であると判断されると、演算部Ｃ２においては、少なくとも検出した挙動指標値であるヨーレートγと、求めた目標挙動指標値である目標ヨーレートγ＊  とに基づき、車両がアンダーステア状態かオーバーステア状態かを判断する。
すなわち、ドライバーによるステアリングホイール１の操作方向が車両の旋回方向に対応している状態では、求めたヨーレートγが目標ヨーレートγ＊  に至っていない時はアンダーステア状態である。その求めたヨーレートγが目標ヨーレートγ＊  に至っておらず、且つ、そのヨーレートγを目標ヨーレートγ＊  から離すように、求めた車体横すべり角βが変化している時、車両はアンダーステア状態であると判断される。
また、その求めたヨーレートγが目標ヨーレートγ＊  を超えている時、車両はオーバーステア状態であると判断される。
この判断のために、先ず、δ・（γ＊  −γ）とδ・ｄβ／ｄｔが演算され、そのδ・（γ＊  −γ）が正であり、且つ、δ・ｄβ／ｄｔが正であるか否かが判断される。そのδ・（γ＊  −γ）が正であり、且つ、δ・ｄβ／ｄｔが正であれば、車両１００に作用する実際のヨーレートγが目標ヨーレートγ＊  に至っておらず、且つ、その車体横すべり角βの絶対値が増加中であるから、車両１００はアンダーステア状態であると判断される。また、そのδ・（γ＊  −γ）が負である場合、あるいは、そのδ・（γ＊  −γ）が正であって、且つ、δ・ｄβ／ｄｔが負であれば、車両１００はオーバーステア状態であると判断される。
【００３６】
車両１００がアンダーステア状態であると判断されると、演算部Ｃ２においては、前輪横すべり角βｆ  の大きさが予め定めた設定最大値以上であるか否かが判断される。その予め定めた設定最大値は、本実施形態ではタイヤの横すべり角とコーナリングフォースとが比例する線形領域を維持しえる車輪横すべり角の最大値、すなわち横力最大時の前輪横すべり角βｆｍａｘとされている。その前輪横すべり角βｆ  は旋回内側を向くか外側を向くかで正負の符号が変化することから、その前輪横すべり角βｆ  の大きさに対応する絶対値が、横力最大時の前輪横すべり角βｆｍａｘ以上か否かが判断される。なお、その予め定めた設定最大値は、そのタイヤの横すべり角とコーナリングフォースとが比例する線形領域を維持しえる車輪横すべり角の最大値以下であればよい。
前輪横すべり角βｆ  はタイヤと路面との間の摩擦係数μに相関し、図６の（１）に示すように、最大横力に対応するコーナリングフォースＦｙ  ′に至る時の前輪横すべり角βｆｍａｘは、摩擦係数μが高い程に小さくなる。この関係に基づきβｆｍａｘを求めることができ、例えば、以下の式（２９）により近似的に求められる。
ｔａｎ（βｆｍａｘ）＝３μ・Ｗ／Ｋｆ                                （２９）
【００３７】
その求めた前輪横すべり角βｆ  の絶対値がβｆｍａｘ以上である時は、前輪舵角制御ゲインＫｄ  は零に設定され、制動力制御ゲインＫＢ  は最大値ＫＢｍａｘに設定される。その前輪舵角制御ゲインＫｄ  が零に設定されることで、後述の舵角修正値δＦＢ＊  が零とされるので、目標ヨーレートγ＊  へのヨーレートγの追従のための操舵用アクチュエータ２の制御量が最小とされる。その制動力制御ゲインＫＢ  が最大値ＫＢｍａｘに設定されることで、制動力として後述の式（３６）により求められる値ＦＸ  が作用するように制動力制御される。
【００３８】
その前輪横すべり角βｆ  の絶対値がβｆｍａｘ未満である時は、前輪舵角制御ゲインＫｄ  の制動力制御ゲインＫＢ  に対する比率は前輪横すべり角βｆ  が大きくなるに従って小さくされる。本実施形態では、前輪舵角制御ゲインＫｄ  は以下の式（３０）によって演算され、制動力制御ゲインＫＢ  は以下の式（３１）によって演算される。
Ｋｄ  ＝Ｋｄｍａｘ．（１−βｆ ２  ／βｆｍａｘ ２）                        （３０）
ＫＢ  ＝ＫＢｍａｘ・βｆ ２  ／βｆｍａｘ ２                                （３１）
その前輪舵角制御ゲインＫｄ  の最大値Ｋｄｍａｘと制動力制御ゲインＫＢ  の最大値ＫＢｍａｘは車両に応じて適宜設定される。
これにより、前輪横すべり角βｆ  の絶対値がβｆｍａｘ未満である時は、その求めた前輪横すべり角βｆ  の変化に応じて舵角と制動力の制御量が変化するように制御される。すなわち、その求めた前輪横すべり角βｆ  の絶対値が小さくなる程に式（３６）により求められる制動力ＦＸ  の制御量が減少され、且つ、目標ヨーレートγ＊  へのヨーレートγの追従のための操舵用アクチュエータ２の制御量が増大される。
なお、その式（３０）、（３１）は一例であり、前輪舵角制御ゲインＫｄ  の制動力制御ゲインＫＢ  に対する比率が、前輪横すべり角βｆ  が大きくなるに従って小さくなればよいから、例えば式（３０）、（３１）におけるβｆ ２  に代えてβｆ  の絶対値を用い、βｆｍａｘ ２に代えてβｆｍａｘを用いてもよく、この場合の前輪舵角制御ゲインＫｄ  と前輪横すべり角βｆ  の絶対値との関係は図６の（２）により示され、制動力制御ゲインＫＢ  と前輪横すべり角βｆ  の絶対値との関係は図６の（３）により示される。また、式（３０）、（３１）や図６の（２）、（３）におけるβｆ  、βｆｍａｘに代えてβｒ  、βｒｍａｘを用いてもよい。
【００３９】
Ｇ３は、演算した目標ヨーレートγ＊  と車両１００のヨーレートγとの偏差（γ＊  −γ）に対する舵角修正値δＦＢ＊  の伝達関数である。すなわち制御装置２０は、記憶したδＦＢ＊  ＝Ｇ３・（γ＊  −γ）の関係と、演算した目標ヨーレートγ＊  と、ヨーレートセンサ１６により検出したヨーレートγから舵角修正値δＦＢ＊  を演算する。その伝達関数Ｇ３は、例えばＰＩ制御を行う場合、上記演算した前輪舵角制御ゲインＫｄ  を用いて、ラプラス演算子をｓ、時定数をτｃとして、Ｇ３＝Ｋｄ  ・〔１＋１／（τｃ・ｓ）〕になる。その時定数τｃは最適な制御を行えるように調整される。すなわち、制御装置２０は、その偏差（γ＊  −γ）と舵角修正値δＦＢ＊  との間の予め定められた関係を表す伝達関数Ｇ３を記憶し、その記憶した関係に基づき、演算した前輪舵角制御ゲインＫｄ  と偏差（γ＊  −γ）とに応じた舵角修正値δＦＢ＊  を演算する。
【００４０】
その制御装置２０は、その舵角設定値δＦＦ＊  と舵角修正値δＦＢ＊  の和として目標舵角δ＊  を演算する。すなわち、舵角設定値δＦＦ＊  は目標舵角δ＊  におけるフィードフォワード項であり、舵角修正値δＦＢ＊  は目標舵角δ＊  におけるフィードバック項である。車両挙動の制御において、舵角設定値δＦＦ＊  に基づくフィードフォワード制御により速応性が充足され、舵角修正値δＦＢ＊  に基づくフィードバック制御により安定性が充足される。
【００４１】
その制御装置２０は、その演算した目標舵角δ＊  と舵角δとの偏差（δ＊  −δ）に対応する操舵用アクチュエータ２の目標駆動電流ｉｍ ＊  を、その偏差（δ＊  −δ）と目標駆動電流ｉｍ ＊  との関係である伝達関数Ｇ４に基づき演算する。すなわち制御装置２０は、予め定めて記憶したｉｍ ＊  ＝Ｇ４・（δ＊  −δ）の関係と、演算した目標舵角δ＊  と、舵角センサ１３により検出した舵角δとから目標駆動電流ｉｍ ＊  を演算する。その目標駆動電流ｉｍ ＊  に応じて操舵用アクチュエータ２が駆動される。これにより、舵角δが目標舵角δ＊  に対応するように操舵用アクチュエータ２が制御装置２０により制御される。その伝達関数Ｇ４は、例えばＫ４をゲイン、τｄを時定数として、ＰＩ制御がなされるようにＧ４＝Ｋ４〔１＋１／（τｄ・ｓ）〕とされ、そのゲインＫ４および時定数τｄは最適な制御を行えるように調整される。
【００４２】
Ｃ３は、前後左右の各車輪４への指示制動圧ΔＰ１、ΔＰ２、ΔＰ３、ΔＰ４を演算する走行系制御装置６０における演算部である。この演算部Ｃ３においては、演算した目標ヨーレートγ＊  と車両１００のヨーレートγとの偏差（γ＊  −γ）を低減し、好ましくは打ち消すヨーモーメントが各車輪４の制動力制御により発生するように、各車輪４の指示制動圧ΔＰ１、ΔＰ２、ΔＰ３、ΔＰ４を演算する。その指示制動圧ΔＰ１、ΔＰ２、ΔＰ３、ΔＰ４に基づき制動圧制御ユニットＢを、車両１００がアンダーステア状態である時は旋回内側への車両ヨーモーメントが発生するように旋回内側車輪の制動力が増加するように制御し、車両１００がオーバーステア状態である時は旋回外側への車両ヨーモーメントが発生するように旋回外側車輪の制動力が増加するように制御する。そのため、車両１００がアンダーステア状態であると判断された場合は、旋回内側への車両ヨーモーメントを最大にする旋回内側における前後両方の車輪の制動力を、予め定めて記憶した演算式に基づき求める。また、車両１００がオーバーステア状態であると判断された場合は、旋回外側への車両ヨーモーメントを最大にする旋回外側における前後両方の車輪の制動力を、その記憶した演算式に基づき求める。その制動力ＦＸ  の演算式は、例えば以下の式（３６）により表される。
【００４３】
すなわち、車両がアンダーステア状態にある時の旋回内側の前輪におけるヨーモーメントＭは、以下の式（３２）により近似的に求められる。
Ｍ＝Ｌｆ  ・Ｆｙ  ＋ｄ／２  ・ＦＸ                                      （３２）
また、トレッドｄ  と前輪‐重心間距離Ｌｆ  との関係を、０＜ａ＜１として以下の式（３３）により近似的に表す。
ｄ／２  ＝ａ・Ｌｆ                                                                            （３３）
上記式（３２）、（３３）を上記式（４）に代入することで以下の式（３４）を得る。
Ｍ＝Ｌｆ  ・（Ｆｙ  ＋ａ・ＦＸ  ）＝Ｌｆ  ・｛（μ２  ・Ｗ２  −ＦＸ ２  ）１／２  ・ＦＯ  ／（μ・Ｗ）＋ａ・ＦＸ  ｝                                        （３４）
上記式（３４）のヨーモーメントＭをＦＸ  で微分したｄＭ／ｄＦＸ  を０と置くことで以下の式（３５）を得る。
0003626388.tif 000005
上記式（３５）より、旋回内側の前輪におけるヨーモーメントＭが最大となるときの内側前輪の制動力ＦＸ  は、ｒ＝ＦＯ  ／（μ・Ｗ）とおくと、以下の式（３６）により求められる。
ＦＸ  ＝ａ・μ・Ｗ／（ｒ２  ＋ａ２  ）１／２                            （３６）
なお、式（４）より内側前輪のコーナリングフォースＦｙ  は以下の式（３７）により求められる。
Ｆｙ  ＝ｒ・ＦＯ  ／（ｒ２  ＋ａ２  ）１／２                              （３７）
また、その式（３４）、（３６）、（３７）より、内側前輪の最大ヨーモーメントＭｍａｘ  は以下の式（３８）により求められる。
Ｍｍａｘ  ＝Ｌｆ  ・ＦＯ  ・（１＋ａ２  ／ｒ２  ）１／２                      （３８）
【００４４】
車両がアンダーステア状態にある時の旋回内側の後輪におけるヨーモーメントが最大となるときの内側後輪の制動力ＦＸ  は、旋回内側の前輪に関する上記式（３２）〜（３５）において、前輪‐車両重心間距離Ｌｆ  に代えて後輪‐車両重心間距離Ｌｒ  を用いる以外は同様にして式（３６）により求めればよい。また、トレッドｄ  が前輪側と後輪側とで相違する場合は対応する値を用いればよい。
【００４５】
また、車両がオーバーステア状態にある時は、旋回外側車輪におけるヨーモーメントが最大となるときの旋回外側の前後車輪の制動力を、アンダーステア状態にある時と同様にして式（３６）により求めればよい。
【００４６】
その演算部Ｃ３においては、演算部Ｃ２において車両がアンダーステア状態であると判断されると、旋回内側の前輪と後輪とに上記演算した制動力ＦＸ  を作用させるのに必要な最大指示制動圧を演算し、また、車両がオーバーステア状態であると判断されると、旋回外側の前輪と後輪とに上記演算した制動力ＦＸ  を作用させるのに必要な最大指示制動圧を演算する。さらに、その最大指示制動圧に、上記式（３１）により演算された制動力制御ゲインＫＢ  を乗じた指示制動圧ΔＰ１、ΔＰ２、ΔＰ３、ΔＰ４を演算する。各指示制動圧ΔＰ１、ΔＰ２、ΔＰ３、ΔＰ４は、制動圧センサ６１により検出されたホイルシリンダ圧Ｐｆ１、Ｐｆ２、Ｐｒ１、Ｐｒ２からの偏差として求められる。すなわち制御装置６０は、操舵方向と、制動力制御ゲインＫＢ  と、各車輪４のホイルシリンダ圧と、各車輪４の車輪速との間の関係を予め定めて記憶し、その記憶した関係と、演算部Ｃ２における車両がアンダーステア状態かオーバーステア状態かの判断結果と、上記演算した制動力制御ゲインＫＢ  と、トルクセンサ１２により検出した操作トルクＴｈ  の符号から判断した操舵方向と、制動圧センサ６１により検出したホイルシリンダ圧Ｐｆ１、Ｐｆ２、Ｐｒ１、Ｐｒ２と、車輪速センサ６２により検出した車輪速ω１、ω２、ω３、ω４とから、指示制動圧ΔＰ１、ΔＰ２、ΔＰ３、ΔＰ４を演算する。これにより、車両１００がアンダーステア状態である時は旋回内側における前後両方の車輪の制動力が増加し、車両１００がオーバーステア状態である時は旋回外側における前後両方の車輪の制動力が増加するように制動圧制御ユニットＢを制御する。その制動力制御ゲインＫＢ  が最大値ＫＢｍａｘである時には、コーナリングフォースおよび制動力によるヨーモーメント総和が最大とされる。
【００４７】
図７〜図９のフローチャートを参照して、制御装置２０、６０による上記姿勢制御装置の制御手順を説明する。
まず、各センサ１１〜１６、６１、６２による操作角δｈ  、操作トルクＴｈ  、舵角δ、車速Ｖ、前後方向加速度ＧＸ  、横加速度ＧＹ  、ヨーレートγ、ホイルシリンダ圧Ｐｆ１、Ｐｆ２、Ｐｒ１、Ｐｒ２、車輪速ω１、ω２、ω３、ω４の検出データが読み込まれる（ステップ１）。次に、検出した操作角δｈ  とゲインＫ１とから求められる目標操作トルクＴｈ ＊  から検出した操作トルクＴｈ  を差し引いた偏差が零になるように、伝達関数Ｇ１に基づき操作用アクチュエータＲの目標駆動電流ｉｈ ＊  が求められる（ステップ２）。その目標駆動電流ｉｈ ＊  が印加されることで操作用アクチュエータＲが制御される。次に、操作角δｈ  に応じた目標ヨーレートγ＊  が伝達関数Ｇ２に基づき求められる（ステップ３）。次に、制動圧センサ６１により検出されるホイルシリンダ圧Ｐｆ１、Ｐｆ２、Ｐｒ１、Ｐｒ２に対応する各車輪制動力ＦＸｆ１  、ＦＸｒ１  、ＦＸｆ２  、ＦＸｒ２  に応じた制動力差Ｂｄ  が、予め設定されて記憶された式（３）に基づき演算される（ステップ４）。次に、速度センサ１４により検出される車速Ｖ、舵角センサ１３により検出される舵角δ、横加速度センサ１５ｂにより検出される横加速度ＧＹ  、ヨーレートセンサ１６により検出されるヨーレートγに応じて、式（５）〜（７）に基づき、車体横すべり角β、前輪横すべり角βｆ  、後輪横すべり角βｒ  が演算され（ステップ５）、速度センサ１４により検出される車速Ｖ、前後方向加速度センサ１５ａにより検出される前後方向加速度ＧＸ  、横加速度センサ１５ｂにより検出される横加速度ＧＹ  、制動圧センサ６１により検出されるホイルシリンダ圧Ｐｆ１、Ｐｆ２、Ｐｒ１、Ｐｒ２に応じて、式（８）〜（２７）に基づき舵角設定値δＦＦ＊  が演算される（ステップ６）。なお、その舵角設定値δＦＦ＊  の演算において、非制動時の１車輪当たりの前輪コーナリングパワーＫｆｏ、非制動時の１車輪当たりの後輪コーナリングパワーＫｒｏ、静止荷重時の前輪ロック圧力Ｐｆ  、静止荷重時の後輪ロック圧力Ｐｒ  は、予め定めて制御装置２０に記憶すればよい。次に、判定係数Ｊが式（２８）に基づき演算され（ステップ７）、その判定係数Ｊの絶対値が１を超えるか否か、すなわち舵角と制動力の協調制御が必要か否かが判断される（ステップ８）。判定係数Ｊの絶対値が１を超える場合、δ・（γ＊  −γ）が正であり、且つ、δ・ｄβ／ｄｔが正であるか否かが判断される（ステップ９）。δ・（γ＊  −γ）が正であり、且つ、δ・ｄβ／ｄｔが正である場合、車両１００はアンダーステア状態であると判断され、この場合、最大横力に対応するコーナリングフォースＦｙ  ′に至る時の前輪横すべり角βｆｍａｘが式（２９）に基づき演算される（ステップ１０）。次に、上記演算した前輪横すべり角βｆ  の絶対値が横力最大時の前輪横すべり角βｆｍａｘ以上か否かが判断される（ステップ１１）。そのβｆ  の絶対値がβｆｍａｘ以上である場合、前輪舵角制御ゲインＫｄ  は零に設定され、制動力制御ゲインＫＢ  は最大値ＫＢｍａｘに設定される（ステップ１２）。その前輪横すべり角βｆ  の絶対値がβｆｍａｘ未満である場合、前輪舵角制御ゲインＫｄ  が式（３０）に基づき演算され、制動力制御ゲインＫＢ  が式（３１）に基づき演算される（ステップ１３）。ステップ８において判定係数Ｊの絶対値が１以下の場合、ステップ９において車両１００がアンダーステア状態であると判断されない場合、前輪舵角制御ゲインＫｄ  は最大値Ｋｄｍａｘに設定され、制動力制御ゲインＫＢ  は最大値ＫＢｍａｘに設定される（ステップ１４）。次に、その演算した目標ヨーレートγ＊  と検出ヨーレートγとの偏差（γ＊  −γ）に対応する舵角修正値δＦＢ＊  を伝達関数Ｇ３に基づき演算し（ステップ１５）、その舵角設定値δＦＦ＊  と舵角修正値δＦＢ＊  の和として目標舵角δ＊  を演算する（ステップ１６）。その演算した目標舵角δ＊  と舵角センサ１３により検出した舵角δとの偏差に対応する操舵用アクチュエータ２の目標駆動電流ｉｍ ＊  を伝達関数Ｇ４に基づき演算する（ステップ１７）。その目標駆動電流ｉｍ ＊  に応じて操舵用アクチュエータ２を駆動することで、舵角δが目標舵角δ＊  に対応するように操舵用アクチュエータ２を制御する。これにより、演算した目標挙動指標値である目標ヨーレートγ＊  に挙動指標値であるヨーレートが追従するように操舵用アクチュエータ２が制御される。次に、車両がアンダーステア状態かオーバーステア状態かが判断される（ステップ１８〜２０）。すなわち、δ・（γ＊  −γ）が正であり、且つ、δ・ｄβ／ｄｔが正であればアンダーステア状態であると判断される。また、そのδ・（γ＊  −γ）が負である場合、あるいは、そのδ・（γ＊  −γ）が正であって、且つ、δ・ｄβ／ｄｔが負であればオーバーステア状態であると判断される。アンダーステア状態でもオーバーステア状態でもない場合はステップ２５に進む。車両がアンダーステア状態である場合は旋回内側の前後車輪の制動力を式（３６）により演算し（ステップ２１）、車両がオーバーステア状態である場合は旋回外側の前後車輪の制動力を式（３６）により演算する（ステップ２２）。なお、その制動力の演算において、非制動時コーナリングフォースＦＯ  は、予め定めて制御装置２０に記憶すればよい。次に、その演算した制動力ＦＸ  を作用させるのに必要な最大指示制動圧を演算し（ステップ２３）、その最大指示制動圧に上記求められた制動力制御ゲインＫＢ  を乗じた指示制動圧ΔＰ１、ΔＰ２、ΔＰ３、ΔＰ４を、制動圧センサ６１により検出されたホイルシリンダ圧Ｐｆ１、Ｐｆ２、Ｐｒ１、Ｐｒ２と車輪速センサ６２により検出した車輪速ω１、ω２、ω３、ω４とに応じて演算する（ステップ２４）。その演算された指示制動圧ΔＰ１、ΔＰ２、ΔＰ３、ΔＰ４に応じて制動圧制御ユニットＢが制動力を変化させることで各車輪４の制動力が制御される。これにより、車両がアンダーステア状態である時は、旋回内側における前後両方の車輪の制動力が増加することで、旋回内側車輪の制動力を旋回外側車輪の制動力よりも大きくし、旋回内側への車両ヨーモーメントが発生するように旋回内側車輪の制動力が制御される。また、車両がオーバーステア状態である時は、旋回外側における前後両方の車輪の制動力が増加することで、旋回外側車輪の制動力を旋回内側車輪の制動力よりも大きくし、旋回外側への車両ヨーモーメントが発生するように旋回外側車輪の制動力が制御される。次に、制御を終了するか否かを判断���（ステップ２５）、終了しない場合はステップ１に戻る。その終了判断は、例えば車両の始動用キースイッチがオンか否かにより判断できる。
【００４８】
上記構成によれば、アンダーステア状態の車両において旋回内側の後輪だけでなく前輪にも制動力を作用させることで、旋回内側への車両ヨーモーメントを発生させることができ、また、オーバーステア状態の車両における旋回外側の前輪だけでなく後輪にも制動力を作用させることで、旋回外側への車両ヨーモーメントを発生させることができる。これにより、従来よりも車両挙動を安定化させるヨーモーメントを増大させることができる。
【００４９】
また、ステアリングホイール１による操作量に応じた車両の目標ヨーレートγ＊  と求めたヨーレートγとの偏差を低減するように操舵用アクチュエータ２を制御する場合に、その操舵用アクチュエータ２の動きによる舵角変化によりアンダーステア状態やオーバーステア状態になるのを、制動力の作用により防止できる。すなわち、舵角と制動力の統合制御により車両挙動を安定化させることができる。
【００５０】
その求めたヨーレートγが目標ヨーレートγ＊  に至っていない場合、車体横すべり角βがヨーレートγを目標ヨーレートγ＊  に近接させるように変化しているか、目標ヨーレートγ＊  から離すように変化しているかを判断している。そして、オーバーステア状態において、カウンタ操舵を行うことにより求めたヨーレートγがステアリングホイール１の操作量に対応する目標ヨーレートγ＊  に至っていない状態になった場合、そのヨーレートγを目標ヨーレートγ＊  から離すように車体横すべり角βは変化するので、この場合はオーバーステア状態であると判断できる。これにより、オーバーステア状態を解消するカウンタ操舵を行った場合に、制動力もオーバーステア状態を解消するように作用させることできる。よって、舵角制御と制動力制御とが干渉するのを防止し、車両挙動を安定化できる。
【００５１】
また、アンダーステア状態において前輪横すべり角βｆ  の絶対値が横力最大時の前輪横すべり角βｆｍａｘ以上である時は、旋回内側への車両ヨーモーメントを最大にする制動力が旋回内側車輪に作用し、且つ、目標ヨーレートγ＊  へのヨーレートγの追従のための操舵用アクチュエータ２の制御量が最小とされる。また、アンダーステア状態において前輪横すべり角βｆ  の絶対値が横力最大時の前輪横すべり角βｆｍａｘ未満である時は、その求めた前輪横すべり角βｆ  の絶対値が減少する程に制動力の制御量が減少され、目標ヨーレートγ＊  へのヨーレートγの追従のための操舵用アクチュエータ２の制御量が増大される。この舵角と制動力の協調制御により、アンダーステア状態において、舵角が過度に増大するのを防止でき、且つ、内側車輪に作用させる制動力が過大になるのを防止でき、車両挙動を安定化させるヨーモーメントが減少するのを防止できる。また、複雑な制御を要することなく、車両挙動が不安定になって横すべり角が大きくなる程に、車両挙動を安定化させる制動力を大きくすることができる。この舵角と制動力の協調制御は、判定係数Ｊの絶対値が１を超える場合のみなされるので、目標ヨーレートγ＊  へのヨーレートγの追従のために舵角や制動力が必要以上に変動することはなく、操舵フィーリングの低下を防止できる。さらに、アンダーステア状態において舵角が過大になるのを防止することで、タイヤの横すべり角とコーナリングフォースとが比例する線形領域を維持でき、車両挙動が不安定になるのを確実に防止できる。
【００５２】
そして、ステアリングホイール１の操作角δｈに応じた目標ヨーレートγ＊  と左右車輪の制動力差Ｂｄ  とに対応する舵角設定値δＦＦ＊  と、その目標ヨーレートγ＊  と求めたヨーレートγとの偏差に対応する舵角修正値δＦＢ＊  との和である目標舵角δ＊  に対応するように、操舵用アクチュエータ２を制御する場合、その舵角設定値δＦＦ＊  は目標舵角δ＊  におけるフィードフォワード項、その舵角修正値δＦＢ＊  はフィードバック項に対応することから、フィードフォワード制御とフィードバック制御とが行われる。すなわち、その舵角設定値δＦＦ＊  は、ステアリングホイール１の操作角δｈだけでなく左右車輪の制動力差Ｂｄ  に応じて定められることから、制動力の制御により車両挙動を安定化させる場合に、その制動力差Ｂｄ  に応じて舵角をフィードフォワード制御できる。よって、制動力の制御に起因するヨーレートγに応じて舵角をフィードバック制御するのに比べて、制御の応答性を向上して車両挙動を安定化することができる。
【００５３】
本発明は上記実施形態に限定されない。例えば、ステアリングホイールを車輪に機械的に連結した車両にも本発明は適用できる。また、操作部材の操作量としてトルクセンサにより検出される操作トルクを用いるようにしてもよい。
【００５４】
【発明の効果】
本発明によれば、アンダーステア状態やオーバーステア状態の車両において、制動力と舵角を互いに干渉することなく統合して制御し、さらに、アンダーステア状態において舵角や制動力が過大になるのを防止し、制御の応答性を向上し、車両挙動を安定化させることができる車両の姿勢制御装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の姿勢制御装置の構成説明図
【図２】本発明の実施形態の姿勢制御装置の制御ブロック図
【図３】定常円旋回状態の車両状態を示す図
【図４】（１）はオーバーステア状態の横すべりした車両を示す図、（２）はアンダーステア状態の横すべりした車両を示す図
【図５】本発明の実施形態の車体横すべり角と車体横すべり角速度との関係を示す図
【図６】本発明の実施形態の（１）は前輪横すべり角とコーナリングフォースとの関係を示す図、（２）は前輪舵角制御ゲインＫｄ  と前輪横すべり角βｆ  の絶対値との関係を示す図、（３）は制動力制御ゲインＫＢ  と前輪横すべり角βｆ  の絶対値との関係を示す図
【図７】本発明の実施形態の姿勢制御装置の制御手順を示すフローチャート
【図８】本発明の実施形態の姿勢制御装置の制御手順を示すフローチャート
【図９】本発明の実施形態の姿勢制御装置の制御手順を示すフローチャート
【図１０】タイヤと接地面との間の摩擦に起因して作用する力を示す図
【符号の説明】
１  ステアリングホイール（操作部材）
２  操舵用アクチュエータ
３  ステアリングギヤ
４  車輪
１１  角度センサ
１３  舵角センサ
１４  速度センサ
１５ａ  前後方向加速度センサ
１５ｂ  横加速度センサ
１６  ヨーレートセンサ
２０  ステアリング系制御装置
５４  ブレーキ装置
６０  走行系制御装置
Ｂ  制動圧制御ユニット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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