(57)【要約】【課題】  車体発生合力及びヨーモーメントの各々の大きさによらないで所定の車体運動を実現する。【解決手段】  各種センサにより検出された各種の車体の状態量を取り込む（１０２）。各輪毎に、最大摩擦力Ｆimaxを演算する（１０４〜１１０）。最大摩擦力Ｆimax及びその他の物理量を用いて、車体発生合力がヨーモーメントより大きい場合の評価関数と、車体発生合力がヨーモーメント以下の場合の評価関数と、を用いて作成された、車体発生合力及びヨーモーメントの各々の大きさによらない評価関数を定義する（１１２）。第３の評価関数を用いて、各輪のタイヤ発生合力qiの方向を演算し（１１４）、演算された各輪のタイヤ発生合力の方向等を用いて、各輪の制駆動力、舵角を求め（１１６）、求めた各輪の制駆動力、舵角に基づいて、各輪を制御する（１１８）。【選択図】        図６
2005145252.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤ発生力の方向を含む評価関数を用いて、所定の車体運動を得るための所望のヨーモーメント及び車体発生力を実現するように、各輪毎に、タイヤ発生力の方向を算出し、算出したタイヤ発生力の方向を用いて、該車体運動を実現する車体運動実現方法であって、
前記評価関数は、所望の車体合力及びヨーモーメントの各々の２乗和と、各輪で一定と仮定した路面とタイヤとの間の摩擦係数である路面摩擦係数利用率と、の比に相当する評価関数であることを特徴とする車体運動実現方法。
【請求項２】
所望のヨーモーメント及び車体発生力を拘束条件として、評価関数を用いて、各輪毎に、タイヤ発生力の方向を算出する請求項１に記載の車体運動実現方法。
【請求項３】
所望のヨーモーメント及び車体発生力の拘束条件を線形化し、前記評価関数を用いて、各輪毎に、タイヤ発生力の方向を算出する
請求項２に記載の車体運動実現方法。
【請求項４】
前記車輪が前後合わせて４輪備えられ、
前記線形化された所望のヨーモーメント及び車体発生力の２つの拘束条件と評価関数から作成された２行４列の行列の擬似逆行列を用いて、各輪のタイヤ発生力の方向を算出する、
請求項３に記載の車体運動実現方法。
【請求項５】
車両の状態量を検出する検出手段と、タイヤ発生力の方向を含む評価関数と、に基づいて、所定の車体運動を得るための所望のヨーモーメント及び車体発生力を実現するように、各輪毎に、タイヤ発生力の方向を算出する算出手段と、
前記算出手段により各輪毎に算出されたタイヤ発生力の方向、タイヤ発生力の方向の算出に利用した評価関数値、及び所望のヨーモーメント及び車体発生合力に基づき演算される路面とタイヤとの間の摩擦係数である路面摩擦係数利用率に基づいて、各輪の操舵角及び各輪の制駆動力を制御する制御手段と、
を備えた車体運動実現装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車体運動実現方法及び装置にかかり、特に、車両が所定の車体運動を実現する車体運動実現方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１では、所望の車体合力方向とヨーモーメントを実現するなかで、車体合力を最大化する４輪独立操舵、独立制駆動制御を提示している。ここでは、各輪のタイヤと路面との間の路面摩擦係数μの利用率（以下、μ利用率という）は、一定としてタイヤ発生力方向を操作量と考えてμ利用率を最小とする最適な制御則を導出している。
【０００３】
また、特許文献２では、目標となるヨーモーメント、車両前後力、及び横力、各輪のスリップ率微小変化に対するヨーモーメント、車両前後力、及び横力の変化に基づいて目標となるヨーモーメントと車両前後力、横力を得るための各輪のスリップ率目標値を演算し、この目標値に基づく制動力制御を提案している。
【特許文献１】特願2003-024177号明細書
【特許文献２】特開平11-348753号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１の装置では、要求される車体合力に比較してヨーモーメントは小さいと仮定し、各輪のタイヤ発生力方向は、車体合力の方向に対し、±π／２以内であるという仮定の下で所望の車体合力と、路面とタイヤとの間の摩擦係数である路面摩擦係数利用率と、の比に相当する評価関数に基づき最適解を導出している。
【０００５】
しかし、低μ路などにおいてスピン発生の抑制時などにおいては要求されるヨーモーメントは車体合力に対し大きくなり、各輪のタイヤ発生力方向が車体合力方向に対し±π／２以内であるという特許文献１の装置の仮定の下では適切な解が導出できない。なお、上記特許文献２における手法では各輪のスリップ率を求める制動力配分ロジックにおいて４行４列の逆行列を用いた最急降下法の演算を行っており、演算負荷が大きい。
【０００６】
本発明は、上記事実に鑑み成されたもので、車体発生合力及びヨーモーメントの各々の大きさによらないで所定の車体運動を実現することの可能な車体運動実現方法及び装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、タイヤ発生力の方向を含む評価関数を用いて、所定の車体運動を得るための所望のヨーモーメント及び車体発生力を実現するように、各輪毎に、タイヤ発生力の方向を算出し、算出したタイヤ発生力の方向を用いて、該車体運動を実現する車体運動実現方法であって、前記評価関数は、所望の車体合力及びヨーモーメントの各々の２乗和と、各輪で一定と仮定した路面とタイヤとの間の摩擦係数である路面摩擦係数利用率と、の比に相当する評価関数としている。
【０００８】
即ち、本発明は、タイヤ発生力の方向を含む評価関数を用いて、所定の車体運動を得るための所望のヨーモーメント及び車体発生合力を実現するように、各輪毎に、タイヤ発生力の方向を算出し、算出してタイヤ発生力の方向を用いて、該車体運動を実現する。
【０００９】
ここで、ヨーモーメントが車体合力に比較して小さいと仮定し、所望の車体合力と、路面とタイヤとの間の摩擦係数である路面摩擦係数利用率と、の比に相当する評価関数で、所望のヨーモーメント及び車体発生力を実現するように、各輪毎に、タイヤ発生力の方向を算出しても、ヨーモーメントが車体合力に比較して小さくない場合には、該タイヤ発生合力を用いても、所定の車体運動を適切に実現することはできない。
【００１０】
そこで、本発明は、本発明における評価関数を、所望の車体合力及びヨーモーメントの各々の２乗和と、各輪で一定と仮定した路面とタイヤとの間の摩擦係数である路面摩擦係数利用率と、の比に相当する評価関数を用いるようにしている。
【００１１】
このように、本発明は、車体発生合力及びヨーモーメントの各々双方の大きさを含む評価関数を用いているので、該評価関数から算出してタイヤ発生力の方向を用いれば、所望の車体合力及びヨーモーメントと大きさのバランスにかかわらず、所定の車体運動を適切に実現することができる。
【００１２】
また、所望のヨーモーメント及び車体発生合力の拘束条件を線形化し、評価関数を用いて、各輪毎に、タイヤ発生力の方向を算出するようにしてもよい。このように、所望のヨーモーメント及び車体発生合力の拘束条件を線形化すると、計算負荷を減らすことができる。
【００１３】
具体的には、例えば、前記車輪が前後合わせて４輪備えられた場合には、前記線形化された所望のヨーモーメント及び車体発生合力の２つの拘束条件及び評価関数から作成された２行４列の行列の擬似逆行列を用いて、各輪のタイヤ発生力の方向を求める。
【００１４】
請求項５に記載の発明の車体運動実現装置は、車両の状態量を検出する検出手段と、タイヤ発生力の方向を含む評価関数と、に基づいて、所定の車体運動を得るための所望のヨーモーメント及び車体発生合力を実現するように、各輪毎に、タイヤ発生力の方向を算出する算出手段と、前記算出手段により各輪毎に算出されたタイヤ発生力の方向、タイヤ発生力の方向の算出に利用した評価関数値、及び所望のヨーモーメント及び車体発生合力に基づき演算される路面とタイヤとの間の摩擦係数である路面摩擦係数利用率に基づいて、各輪の操舵角及び各輪の制駆動力を制御する制御手段と、を備えている。本発明の車体運動実現装置は、上記と同様の作用・効果を奏するので、その説明を省略する。
【００１５】
なお、本発明の車体運動実現装置の算出手段は、上記と同様に、次のようにすることができる。即ち、所望のヨーモーメント及び車体発生合力を拘束条件として、評価関数を用いて、各輪毎に、タイヤ発生力の方向を算出する。この場合、所望のヨーモーメント及び車体発生合力の拘束状態を線形化し、評価関数を用いて、各輪毎に、タイヤ発生力の方向を算出するようにしてもよい。そして、例えば、前記車輪が前後合わせて４輪備えられた場合は、前記線形化された所望のヨーモーメント及び車体発生合力の２つの拘束条件と評価関数から作成された２行４列の行列の擬似逆行列を用いて、タイヤ発生力の方向を算出してもよい。
【発明の効果】
【００１６】
以上説明したように本発明によれば、車体発生合力及びヨーモーメントの双方の大きさを含む評価関数を用いているので、該評価関数から算出してタイヤ発生力の方向を用いれば、所望の車体合力及びヨーモーメントの大きさのバランスに関わらず所定の車体運動を適切に実現することができる、という効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例を詳細に説明する。
【００１８】
最初に、本実施の形態における車体発生合力及びヨーモーメントの２乗和と、タイヤと路面との間の路面摩擦係数μの利用率（μ利用率）との比に相当する評価関数を用いてタイヤ発生合力の方向を算出しする原理を説明する。
【００１９】
まず、限界走行時の車体発生合力とヨーモーメントの関係を説明する。
【００２０】
従来、所望のヨーモーメントと車体発生合力方向が与えられたときの車体発生合力を最大化する制御則を導出しているが、車体発生合力の大きさとヨーモーメントの間には、トレードオフの関係があり、大きなヨーモーメントを得る場合には、車体発生合力が小さくなってしまう。このため、限界を超える要求が出された際には、車体発生合力とヨーモーメントのどちらを優先させるべきかを勘案し、制御則導出ロジックへの入力（所望の車体発生合力とヨーモーメント）を調整する必要がある。ここでは、この調整に利用することを目的として車体発生合力とヨーモーメント間のトレードオフの関係を近似的に導出する。
【００２１】
図１は、左右２輪で近似した車両運動モデルを表している。ここで、各輪の２輪間荷重移動を無視するとともに左右２輪とも摩擦限界の横力を出力していると仮定する。このとき、左右輪にそれぞれ大きさuの制動力、駆動力を加えるとヨーモーメントMzは、
【００２２】
【数１】
2005145252.tif 000003
となる。ただし、l：重心から各輪までの距離である。また、横力の合力Fは、
【００２３】
【数２】
2005145252.tif 000004
となる。ただし、μ：路面μ、m：車両質量、g：重力加速度である。これらの関係から、
【００２４】
【数３】
2005145252.tif 000005
が導かれる。(3)式は、荷重移動がないなどの仮定の下での議論であるが、車体発生合力とヨーモーメント、および路面μの関係を記述したものであり、lを重心と各輪位置の平均的な距離と考えることによって４輪に拡張して考えることも可能である。
図２は、μ=0.78、l =1.5 [m]としたときの(3)式の関係と荷重移動や摩擦円の荷重非線形性まで考慮した従来技術のロジック（車体合力方向=0、π／４、π／２、ロール剛性配分＝最適マップ利用）に基づいて導出した制御則を４輪の荷重移動や摩擦円における荷重非線形性まで考慮した詳細モデルに適用したときのヨーモーメントと最大化された車体合力の関係を示したものである。(3)式は、荷重移動がないなどの仮定の下で導出された関係であるが、荷重移動や摩擦円の荷重非線形性まで考慮した状態でも比較的良い近似となっていることがわかる。
【００２５】
図３に示すように４輪で発生するタイヤ発生力の合力として車体に加えられる力の方向θと各輪の限界摩擦円の大きさＦimax（i=1：左前輪、2：右前輪、3：左後輪、4：右後輪）が既知であると仮定し、所望のヨーモーメントと車体合力を確保しつつ、各輪のグリップ余裕度を均等に最大化するための各輪タイヤ発生力の方向（発生合力方向と単輪発生力のなす角qi）を求める。
【００２６】
このためにここでは、まず、所望のヨーモーメントと車体合力を確保するという拘束条件のモデル化を行う。発生合力の方向をx軸、これに垂直な方向をy軸とする座標変換を実施すると各タイヤの位置(x、y)=(ai、bi)は、
【００２７】
【数４】
2005145252.tif 000006
と記述できる（図４参照）。ただし、θは直進加速時に０とし、反時計方向を正とする。また、現時点の車両重心周りで発生すべきヨーモーメントがMz0、車体合力がF0、各輪のμ利用率がγとすると、各輪の発生力方向qi（発生合力の方向に対し、反時計方向を正とする）には、以下の拘束条件が存在することになる。
【００２８】
【数５】
2005145252.tif 000007
ここで、(12)式は、
【００２９】
【数６】
2005145252.tif 000008
と記述でき、また、(13)、(14)式からγを消去して整理すると、
【００３０】
【数７】
2005145252.tif 000009
となることから、結局拘束条件は、(15)、(16)式のように記述される。
【００３１】
従来技術のように要求される車体合力の大きさがヨーモーメントに比較して十分大きい場合、各輪の発生力方向は車体合力方向に近く、−π／２＜qi＜π／２が成立していると考えられる。この場合には、グリップ余裕度の最大化問題、すなわちμ利用率の最小化問題は、車体合力の拘束条件である(13)式に基づいて、以下の評価関数（第１の評価関数）としての
【００３２】
【数８】
2005145252.tif 000010
を最大化する−π／２＜qi＜π／２を求める問題に置き換えることができる。また、ヨーモーメントMzoが車体合力F0に比べて十分に大きい場合には、ヨーモーメントの拘束条件である(14)式に基づいて、以下の評価関数（第２の評価関数）としての
【００３３】
【数９】
2005145252.tif 000011
ただし、
【００３４】
【数１０】
2005145252.tif 000012
を最大化するai−π／２＜qi＜aI＋π／２を求める問題に置き換えることができる。この条件は、各輪のタイヤ発生力方向が所望のヨーモーメントの方向と概ね一致していることを表している。このように、車体合力の拘束条件である(13)式に基づいて評価関数を設定する場合とヨーモーメントの拘束条件である(14)式に基づいて評価関数を設定する場合では、求めるタイヤ発生力方向の探索領域が異なる。本実施の形態では、この性質に着眼し、両者の評価関数を組み合わせることによって所望の車体合力とヨーモーメントの大きさのつりあいに適応した探索領域の設定を行う。
【００３５】
限界領域における車体合力とヨーモーメントの関係は、(3)式で与えられる。このことから、評価関数（第３の評価関数）を
【００３６】
【数１１】
2005145252.tif 000013
として、最大化を図ることによって、車体合力とヨーモーメントの釣り合いをバランスよく評価できると考えられる。(13)、(14)式の関係から(20)式は、
【００３７】
【数１２】
2005145252.tif 000014
と記述できる。この問題は、擬似逆行列を繰り返し利用する手法によって解くことができる。まず、(15)式の拘束条件をテーラー展開すると
【００３８】
【数１３】
2005145252.tif 000015
すなわち、
【００３９】
【数１４】
2005145252.tif 000016
また、(16)式のテーラー展開は、
【００４０】
【数１５】
2005145252.tif 000017
すなわち、
【００４１】
【数１６】
2005145252.tif 000018
と記述される。ただし、qi0は、前ステップにおけるqiである。(21)式を２次のテーラー展開で近似した場合、
【００４２】
【数１７】
2005145252.tif 000019
ただし、
【００４３】
【数１８】
2005145252.tif 000020
と記述できる。ここで、
【００４４】
【数１９】
2005145252.tif 000021
とすると、
【００４５】
【数２０】
2005145252.tif 000022
という変数変換によって、(24)式の最大化の問題は、
【００４６】
【数２１】
2005145252.tif 000023
の最小化問題となる。なお、(25)式の条件は、車体合力の拘束条件である(13)式に基づいて評価関数を(17)式のように設定した場合の演算条件
【００４７】
【数２２】
2005145252.tif 000024
すなわち、
【００４８】
【数２３】
2005145252.tif 000025
とヨーモーメントの拘束条件である(14)式に基づいて評価関数を(18)式のように設定した場合の演算条件
【００４９】
【数２４】
2005145252.tif 000026
すなわち、
【００５０】
【数２５】
2005145252.tif 000027
の和となっており、車体合力とヨーモーメントが同程度の大きさのときにも成立することが期待できる。このとき、(15)、(16)式を１次のテーラー展開した(22)、(23)式は、
【００５１】
【数２６】
2005145252.tif 000028
の関係から
【００５２】
【数２７】
2005145252.tif 000029
と記述できる。したがって、(22)、(23)式を満足し、(24)式を最大化する、すなわちμ利用率γを最小化するqiは、次式の漸化式を繰り返し演算することによって求めることができる。
【００５３】
【数２８】
2005145252.tif 000030
なお、Ｅ+はＥの擬似逆行列を表しており、Ｅが行フルランクと仮定すると、
【００５４】
【数２９】
2005145252.tif 000031
として求めることができる。(30)式の演算は、擬似逆行列の演算が拘束条件を満たしかつユークリッドノルム
【００５５】
【数３０】
2005145252.tif 000032
を最小化する解Piを導出するという性質を利用したものである。
【００５６】
次に、本実施の形態の具体的構成を説明する。
【００５７】
図５は、本実施の形態の車体運動実現方法を実現する車体運動実現装置が示されている。１０FL及び１０FRはそれぞれ車輌１２の左右の前輪を示し、１０RL及び１０RRはそれぞれ車輌の駆動輪である左右の後輪を示している。従動輪であり操舵輪でもある左右の前輪１０FL及び１０FRは運転者によるステアリングホイール１４の転舵に応答して駆動されるラック・アンド・ピニオン式のパワーステアリング装置１６によりタイロッド１８L 及び１８R を介して操舵される。
【００５８】
各車輪の制動力は制動装置２０の油圧回路２２によりホイールシリンダ２４FR、２４FL、２４RR、２４RLの制動圧が制御されることによって制御されるようになっている。図には示されていないが、油圧回路２２はリザーバ、オイルポンプ、種々の弁装置等を含み、各ホイールシリンダの制動圧は通常時には運転者によるブレーキペダル２６の踏み込み操作に応じて駆動されるマスタシリンダ２８により制御され、また必要に応じて後に詳細に説明する如く電気式制御装置３０により制御される。
【００５９】
車輪１０FR〜１０RLにはそれぞれ車輪速度Ｖwi（ｉ＝fr、fl、rr、rl）を検出する車輪速度センサ３２FR、３２FL、３２RR、３２RLが設けられ、ステアリングホイール１４が連結されたステアリングコラムには操舵角φを検出する操舵角センサ３４が設けられている。また車輌１２にはそれぞれ車輌のヨーレートｒを検出するヨーレートセンサ３６、前後加速度Ｇx を検出する前後加速度センサ３８、横加速度Ｇy を検出する横加速度センサ４０、車速Ｖを検出する車速センサ４２が設けられている。尚操舵角センサ３４、ヨーレートセンサ３６及び横加速度センサ４０は車輌の左旋回方向を正としてそれぞれ操舵角、ヨーレート及び横加速度を検出する。
【００６０】
図示の如く、車輪速度センサ３２FR〜３２RLにより検出された車輪速度Ｖwiを示す信号、操舵角センサ３４により検出された操舵角φを示す信号、ヨーレートセンサ３６により検出されたヨーレートｒを示す信号、前後加速度センサ３８により検出された前後加速度Ｇx を示す信号、横加速度センサ４０により検出された横加速度Ｇy を示す信号、車速センサ４２により検出された車速Ｖを示す信号は電気式制御装置３０に入力される。尚図には詳細に示されていないが、電気式制御装置３０は例えばＣＰＵとＲＯＭとＲＡＭと入出力ポート装置とを有し、これらが双方向性のコモンバスにより互いに接続された一般的な構成のマイクロコンピュータを含んでいる。なお、ＲＯＭには、車体運動実現方法を実現するための車体運動実現プログラムが記憶されている。
【００６１】
次に、本実施の形態の作用を、図６に示す車体運動実現プログラムのフローチャーと参照して説明する。
【００６２】
ステップ１０２で、上記各種センサにより検出された各種の車体の状態量を取り込む。
【００６３】
ステップ１０４で、各輪を識別する変数ｉを初期化し、ステップ１０６で、変数ｉを１インクリメントする。
【００６４】
ステップ１０８で、変数ｉで識別される車輪についての最大摩擦力Ｆimaxを演算する。
【００６５】
ステップ１１０で、変数ｉが車輪の総数ｉ0（本実施の形態では４）に等しいか否かを判断する。変数ｉが車輪の総数ｉ0に等しくないと判断された場合には、最大摩擦力Ｆimaxが演算されていない車輪があるので、ステップ１０６に戻り、以上の処理（ステップ１０８）を実行する。
【００６６】
一方、変数ｉが車輪の総数ｉ0に等しいと判断された場合には、最大摩擦力Ｆimaxが演算されていない車輪がないので、ステップ１１２で、上記演算して得られた最大摩擦力Ｆimax及びその他の物理量を用いて、（30）式に示す関数を定義する。ステップ１１４で、関数（（30）式）を用いて、各輪のタイヤ発生合力qiの方向を演算し、ステップ１１６で、詳細は後述するように、演算された各輪のタイヤ発生力の方向等を用いて、各輪の制駆動力、舵角を求め、ステップ１１８で、求めた各輪の制駆動力、舵角に基づいて、各輪を制御する。
【００６７】
以上説明したように本実施の形態によれば、車体発生合力及びヨーモーメントの各々の大きさによらない評価関数を用いているので、該評価関数から算出してタイヤ発生力の方向を用いれば、所定の車体運動を適切に実現することができる。
【００６８】
また、本実施の形態では、所望のヨーモーメント及び車体発生合力を拘束条件として、タイヤ発生合力の方向を求めているので、前記所望のヨーモーメント及び車体発生合力を実現でき、所定の車体運動を精度よく得ることができる。
【００６９】
更に、本実施の形態では、所望のヨーモーメント及び車体発生合力の拘束条件を線形化して、前後摩擦係数利用率を最小化しているので、計算負荷を減らすことができる。
【００７０】
なお、本実施の形態では、所望のヨーモーメント及び車体発生合力を実現するように、各輪毎に、タイヤ発生力の方向を算出しているが、これは、所望のヨーモーメント及び車体発生合力を実現するという拘束条件のもとで、各輪のグリップ余裕度を均等に最大化する、すなわちμ利用率を最小化するものでもある。
【００７１】
以上説明した実施の形態では、単純に擬似逆行列を繰り返し演算しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、ペナルテイ関数を用いるようにしてもよい。
【００７２】
最大化すべき評価関数J(q)と拘束条件の偏差に関する評価を併せたペナルティ関数
【００７３】
【数３１】
2005145252.tif 000033
を定義する。ただし、JFy(q)は、(15)式の左辺、JFMz(q)は、(16)式の左辺、ρは正の数である。ここで、(30)式の解ｑと前ステップの探索点ｑ0に関するペナルティ関数を演算し、p(q)＜P(q0)であれば、q＝q0として(30)式の漸化式を再び演算する。また、p(q)＞P(q0)であれば、
【００７４】
【数３２】
2005145252.tif 000034
を次の探索点候補と考え、
【００７５】
【数３３】
2005145252.tif 000035
に関するペナルティ関数を演算する。
【００７６】
ここで、
【００７７】
【数３４】
2005145252.tif 000036
であれば、
【００７８】
【数３５】
2005145252.tif 000037
として(30)式の漸化式を再び演算する。また、
【００７９】
【数３６】
2005145252.tif 000038
であれば
【００８０】
【数３７】
2005145252.tif 000039
を満たすまで
【００８１】
【数３８】
2005145252.tif 000040
を繰り返し、常にペナルティ関数を減少させるステップを進め、漸化式の収束を図る。
【００８２】
この漸化式の収束(qi=qi0)は、(15)、(16)式をqi0周りで線形化した代数方程式(22)、(23)式を満たし、かつ(21)式をqi0周りで近似した(24)式を最大化するqiが qi=qi0となることを意味している。(22)、(23)式において、qi=qi0とすると
【００８３】
【数３９】
2005145252.tif 000041
となることから、qi0は(15)、(16)式を満たし、かつ(21)式の評価関数を極大化する局所最適解となっていることがわかる。
【００８４】
なお、μ利用率γは、こうして導出されたqiから
【００８５】
【数４０】
2005145252.tif 000042
に基づき演算される。
【００８６】
ところで、(30)式のロジックは、(25)式が成立する領域内で解くことができることから、漸化式の初期値もこの領域内の値に設定しておく必要がある。この(25)式は、
【００８７】
【数４１】
2005145252.tif 000043
ただし、
【００８８】
【数４２】
2005145252.tif 000044
と記述することができることから、
【００８９】
【数４３】
2005145252.tif 000045
を(30)式の初期値とすることが考えられる。この角度は、各輪のタイヤ発生力を車体合力方向に
【００９０】
【数４４】
2005145252.tif 000046
また、ヨーモーメント方向に
【００９１】
【数４５】
2005145252.tif 000047
発生させて、所望の車体合力とヨーモーメントを得るときの各輪タイヤ発生力方向を表している。
【００９２】
また、(34)式に基づく演算で、、μ利用率γが１以上の値となった場合には、現時点のタイヤ発生力特性の下では、目標車体合力とヨーモーメントを達成できないことを表している。このとき、(30)式によって演算されたタイヤ発生力方向を限界摩擦円の大きさで実現すると、F0/γの車体合力とMz0/γのヨーモーメントが得られることになる。これは、車体合力とヨーモーメントの目標値が達成できない場合、ともに達成できる値まで均等に小さくすることを意味している。
【００９３】
図５は、演算の一例として車体合力方向がπ／２のときに、(30)式に基づいて各輪の発生力方向を求めた結果である。なお、ここでは、ｌ=1.5mとして、(30)式の漸化式を解いている。目標車体合力が目標ヨーモーメントに比較して大きい場合（Ｆ0=10000[N]、Mz0=1000 [Nm]）、また、目標ヨーモーメントが目標車体合力に比較して大きい場合（Ｆ0= 1000[N]、 Mz0=10000[Nm]）ともに適切な解を求めることができていることがわかる。また、目標車体合力とヨーモーメントの値を何れも大きく設定した場合（Ｆ0=10000[N]、 Mz0=±10000[Nm]）にも適切に解が演算されていることがわかる。また、最適解の探索領域に相当する(31)式が成立する領域を図５中の斜線で示された領域で表示しているが、この領域は、要求される車体合力とヨーモーメントの大きさに応じて適切に変化している。この結果から、各輪の発生力方向を求めるロジックは、車体合力とヨーモーメントの大きさに基づいて切り替える必要はなく、常に(30)式を利用して演算できることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】左右２輪モデルにおける限界横力とヨーモーメントの関係を示す図である。
【図２】限界時の車体合力とヨーモーメントの関係を示す図である。
【図３】車両モデルを示す図である。
【図４】車体合力に対応した座標系を示す図である。
【図５】本実施の形態にかかる車体運動実現装置の概略構成図である。
【図６】車体運動実現方法を実現する車体運動実現プログラムを示したフローチャートである。
【図７】本実施の形態にかかる各輪発生力方向の演算結果を示す図である。
【符号の説明】
【００９５】
１０FR〜１０RL    車輪
２０    制動装置
２８    マスタシリンダ
３０    電気式制御装置
３２FR〜３２RL    車輪速度センサ
３４    操舵角センサ
３６    ヨーレートセンサ
３８    前後加速度センサ
４０    横加速度センサ
４２    車速センサ
【図１】
2005145252.tif 000048
【図２】
2005145252.tif 000049
【図３】
2005145252.tif 000050
【図４】
2005145252.tif 000051
【図５】
2005145252.tif 000052
【図６】
2005145252.tif 000053
【図７】
2005145252.tif 000054