(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の速度、横加速度、ヨーレイト及び操舵角を含む車両の運動状態量を検出する運動状態検出手段と、車両運動モデルを記憶する車両運動モデル記憶手段と、前記運動状態検出手段が検出した車両の速度、横加速度及びヨーレイトに基づき車体横すべり角速度を演算し、該車体横すべり角速度を所定の演算周期で積分して車体横すべり角を推定する第１の車体横すべり角推定手段と、前記運動状態検出手段が検出した車両の運動状態量と前記車両運動モデル記憶手段が記憶した車両運動モデルに基づいて車体横すべり角を推定する第２の車体横すべり角推定手段と、前記運動状態検出手段の検出結果に基づき前記車両のタイヤに対する横方向負荷を判定するタイヤ負荷判定手段と、該タイヤ負荷判定手段の判定結果に応じて前記第１の車体横すべり角推定手段による車体横すべり角の推定と前記第２の車体横すべり角推定手段による車体横すべり角の推定を切り換える切換手段とを備え、前記タイヤ負荷判定手段は、前記運動状態検出手段が検出した車両の横加速度の絶対値を所定値と比較し、及び／又は前記運動状態検出手段が検出した車両の横加速度が０点を通過したか否かを判定するように構成し、前記切換手段は、前記タイヤ負荷判定手段の判定結果に基づき、前記運動状態検出手段が検出した車両の横加速度の絶対値が所定値以下であるとき、及び／又は前記運動状態検出手段が検出した車両の横加速度が０点を通過したときに車体横すべり角の推定を前記第２の車体横すべり角推定手段による推定に切り換え、前記運動状態検出手段が検出した車両の横加速度の絶対値が所定値より大きいとき、及び／又は前記運動状態検出手段が検出した車両の横加速度が０点を通過しないときに車体横すべり角の推定を前記第１の車体横すべり角推定手段による推定に切り換えることを特徴とする車体横すべり角推定装置。
【請求項２】
車両の速度、横加速度、ヨーレイト及び操舵角を含む車両の運動状態量を検出する運動状態検出手段と、車両運動モデルを記憶する車両運動モデル記憶手段と、前記運動状態検出手段が検出した車両の速度、横加速度及びヨーレイトに基づき車体横すべり角速度を演算し、該車体横すべり角速度を所定の演算周期で積分して車体横すべり角を推定する第１の車体横すべり角推定手段と、前記運動状態検出手段が検出した車両の運動状態量と前記車両運動モデル記憶手段が記憶した車両運動モデルに基づいて車体横すべり角を推定する第２の車体横すべり角推定手段と、前記運動状態検出手段の検出結果に基づき前記車両のタイヤに対する横方向負荷を判定するタイヤ負荷判定手段と、該タイヤ負荷判定手段の判定結果に応じて前記第１の車体横すべり角推定手段による車体横すべり角の推定と前記第２の車体横すべり角推定手段による車体横すべり角の推定を切り換える切換手段とを備え、前記タイヤ負荷判定手段は、前記運動状態検出手段が検出した車両のヨーレイトの絶対値を所定値と比較し、及び／又は前記運動状態検出手段が検出した車両のヨーレイトが０点を通過したか否かを判定するように構成し、前記切換手段は、前記タイヤ負荷判定手段の判定結果に基づき、前記運動状態検出手段が検出した車両のヨーレイトの絶対値が所定値以下であるとき、及び／又は前記運動状態検出手段が検出した車両のヨーレイトが０点を通過したときに車体横すべり角の推定を前記第２の車体横すべり角推定手段による推定に切り換え、前記運動状態検出手段が検出した車両のヨーレイトの絶対値が所定値より大きいとき、及び／又は前記運動状態検出手段が検出した車両のヨーレイトが０点を通過しないときに車体横すべり角の推定を前記第１の車体横すべり角推定手段による推定に切り換えることを特徴とする車体横すべり角推定装置。
【請求項３】
前記車両の走行路面の摩擦係数を推定する摩擦係数推定手段を備え、該摩擦係数推定手段の推定結果が大きい程、前記タイヤ負荷判定手段における横加速度に対する所定値又はヨーレイトに対する所定値を大きく設定することを特徴とする請求項１又は２記載の車体横すべり角推定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車体横すべり角推定装置に関し、特に、積分演算による車体横すべり角推定手段と車両運動モデルに基づく車体横すべり角推定手段を備え、両手段を適切に選択して車体横すべり角を推定する車体横すべり角推定装置に係る。
【０００２】
【従来の技術】
近時、車両の運動特性、特に旋回特性を制御する手段として、制動力の左右差制御により旋回モーメントを直接制御する手段が注目され、実用に供されている。例えば、特開平９−３０１１４７号公報には、車両旋回時における車両の運動状態量を推定し、この車両運動状態量が制御開始閾値を越えたときに、車両のヨーモーメントを安定側に修正するようにブレーキ液圧制御装置を制御し、車両の各車輪に制動力を付与する運動制御装置が開示されている。同公報では、特に、路面摩擦係数に応じて車両運動状態量における制御開始領域を変えることを目的として、路面摩擦係数が低い程、制御開始閾値を小さく設定するように構成した運動制御装置が提案されている。
【０００３】
このような車両の運動制御装置には、車両の運動状態を表す信号を検出する種々の検出手段が配設されている。例えば、特開平９−３１１０４２号公報には、操舵入力および運動状態量（ヨーレイトや横加速度等）の観測値から車体横すべり角を検出する車体横すべり角検出装置に関し、車両のパラメータ変化に柔軟に対応でき、車体横すべり角を精度よく推定することを目的として、車両の運動を表す運動方程式を用いて車体横すべり角を推定することが提案されている。而して、タイヤの非線形性、車速による車両特性変化に柔軟に対応でき、かつ、センサ信号により車体横すべり角の推定値を補正することにより推定精度の向上をはかることができる。
【０００４】
これに対し、積分演算による車体横すべり角推定手段として、上記特開平９−３０１１４７号公報には、車体の横加速度Ｇｙ、車体速度Ｖso及びヨーレイトγに基づき車体横すべり角速度Ｄβ（＝Ｇｙ／Ｖso−γ）を演算し、この車体横すべり角速度Ｄβを積分して車体横すべり角β（＝∫Ｄβｄｔ）を求めることが開示されている。また、特開平８−４０２３２号公報には、車体の横加速度Ｇｙ、車速Ｖ及び車体のヨーレイトγを検出し、偏差（Ｇｙ−Ｖ・γ）を所定の積分時間にて積分することにより、車両の横すべり速度Ｖｙを求め、少くとも車両の横すべり速度に基づき車両の旋回挙動を推定し、推定された旋回挙動に基づき車両の旋回挙動を制御する車両の旋回挙動制御装置が提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記特開平９−３１１０４２号公報公報に記載のように、車両の運動モデルに基づいて車体横すべり角の推定を行なう場合には、例えばタイヤの非線形性、路面によるタイヤ特性変化等に対して対応可能ではあるが、単一の種類のタイヤに限られ、種々のタイヤを交換して用いる場合や、タイヤの空気圧に極端な差が生じたとき等においては、対応が困難となる。このような場合には、積分演算による車体横すべり角の推定を行なうことが望ましいが、この推定演算は特開平８−４０２３２号公報にも記載のように誤差が蓄積されるという問題があり、また、傾斜路等でのロバスト性に問題が残る。尚、特開平８−４０２３２号公報では車両の旋回挙動判定の基準として車両の横すべり速度Ｖｙが用いられているが、これは前掲の特開平９−３０１１４７号公報に記載の車体横すべり角速度（Ｇｙ／Ｖ−γ）に車速Ｖを乗じた値に相当し、車体横すべり角に対応する値である。
【０００６】
而して、上記の積分演算による車体横すべり角推定手段と車両運動モデルに基づく車体横すべり角推定手段を備え、これらを適宜選択して車体横すべり角を推定することが考えられるが、仮に両手段を備えたものとしても、その切換えが適切に行なわれなければ、却って複雑な制御となって処理速度が遅くなり、車体横すべり角を用いた円滑な運動制御を行なうことが困難となる等、新たな問題を惹起することになる。
【０００７】
そこで、本発明は、積分演算による車体横すべり角推定手段と車両運動モデルに基づく車体横すべり角推定手段を備えた車体横すべり角推定装置において、迅速且つ容易に前者と後者の手段を切換え、両手段を適切に選択して車体横すべり角を推定することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明の車体横すべり角推定装置は、請求項１に記載のように、車両の速度、横加速度、ヨーレイト及び操舵角を含む車両の運動状態量を検出する運動状態検出手段と、車両運動モデルを記憶する車両運動モデル記憶手段と、前記運動状態検出手段が検出した車両の速度、横加速度及びヨーレイトに基づき車体横すべり角速度を演算し、該車体横すべり角速度を所定の演算周期で積分して車体横すべり角を推定する第１の車体横すべり角推定手段と、前記運動状態検出手段が検出した車両の運動状態量と前記車両運動モデル記憶手段が記憶した車両運動モデルに基づいて車体横すべり角を推定する第２の車体横すべり角推定手段と、前記運動状態検出手段の検出結果に基づき前記車両のタイヤに対する横方向負荷を判定するタイヤ負荷判定手段と、該タイヤ負荷判定手段の判定結果に応じて前記第１の車体横すべり角推定手段による車体横すべり角の推定と前記第２の車体横すべり角推定手段による車体横すべり角の推定を切り換える切換手段とを備えたものとし、前記タイヤ負荷判定手段は、前記運動状態検出手段が検出した車両の横加速度の絶対値を所定値と比較し、及び／又は前記運動状態検出手段が検出した車両の横加速度が０点を通過したか否かを判定するように構成し、前記切換手段は、前記タイヤ負荷判定手段の判定結果に基づき、前記運動状態検出手段が検出した車両の横加速度の絶対値が所定値以下であるとき、及び／又は前記運動状態検出手段が検出した車両の横加速度が０点を通過したときに車体横すべり角の推定を前記第２の車体横すべり角推定手段による推定に切り換え、前記運動状態検出手段が検出した車両の横加速度の絶対値が所定値より大きいとき、及び／又は前記運動状態検出手段が検出した車両の横加速度が０点を通過しないときに車体横すべり角の推定を前記第１の車体横すべり角推定手段による推定に切り換えることとしたものである。
【００１１】
あるいは、請求項２に記載のように、前記タイヤ負荷判定手段は、前記運動状態検出手段が検出した車両のヨーレイトの絶対値を所定値と比較し、及び／又は前記運動状態検出手段が検出した車両のヨーレイトが０点を通過したか否かを判定するように構成し、前記切換手段は、前記タイヤ負荷判定手段の判定結果に基づき、前記運動状態検出手段が検出した車両のヨーレイトの絶対値が所定値以下であるとき、及び／又は前記運動状態検出手段が検出した車両のヨーレイトが０点を通過したときに車体横すべり角の推定を前記第２の車体横すべり角推定手段による推定に切り換え、前記運動状態検出手段が検出した車両のヨーレイトの絶対値が所定値より大きいとき、及び／又は前記運動状態検出手段が検出した車両のヨーレイトが０点を通過しないときに車体横すべり角の推定を前記第１の車体横すべり角推定手段による推定に切り換えるように構成することもできる。
【００１２】
更に、請求項３に記載のように、前記車両の走行路面の摩擦係数を推定する摩擦係数推定手段を備え、該摩擦係数推定手段の推定結果が大きい程、前記タイヤ負荷判定手段における横加速度に対する所定値又はヨーレイトに対する所定値を大きく設定するように構成することができる。走行路面の摩擦係数は、例えば前記運動状態検出手段が検出した車両の運動状態量に基づいて演算することができる。
【００１３】
尚、前記運動状態検出手段は、前記車両の車体速度を検出する車体速度検出手段と、前記車両の横加速度を検出する横加速度検出手段と、前記車両のヨーレイトを検出するヨーレイト検出手段と、前記車両の操舵角を検出する操舵角検出手段と、前記車体速度検出手段の検出車体速度、前記横加速度検出手段の検出横加速度及び前記ヨーレイト検出手段の検出ヨーレイトに基づき前記車両の車体横すべり角速度を演算する車体横すべり角速度演算手段を具備し、前記第１の車体横すべり角推定手段を、前記車体横すべり角速度演算手段の演算結果を積分して車体横すべり角を推定するように構成し、前記第２の車体横すべり角推定手段を、前記車体速度検出手段の検出車体速度、前記横加速度検出手段の検出横加速度、前記ヨーレイト検出手段の検出ヨーレイト、及び前記操舵角検出手段の検出操舵角と前記車両運動モデル記憶手段が記憶した車両運動モデルに基づいて車体横すべり角を推定するように構成することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の望ましい実施形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の車体横すべり角推定装置の一実施形態を示すもので、車両の横加速度を検出する横加速度検出手段Ｄ１と、車両のヨーレイトを検出するヨーレイト検出手段Ｄ２と、車両の車体速度を検出する車体速度検出手段Ｄ３と、車両の操舵角を検出する操舵角検出手段Ｄ４を具備した運動状態検出手段ＤＴを備え、車両の速度、横加速度、ヨーレイト及び操舵角を含む車両の運動状態量が検出される。また、車両運動モデルを記憶する車両運動モデル記憶手段ＭＬを備えている。
【００１５】
更に、車体速度、横加速度及びヨーレイトに基づき車両の車体横すべり角速度を演算する車体横すべり角速度演算手段ＳＡを備え、これに基づき車体横すべり角速度を演算し、この車体横すべり角速度を所定の演算周期で積分して車体横すべり角を推定する第１の車体横すべり角推定手段Ｓ１と、車体速度、横加速度、ヨーレイト及び操舵角と車両運動モデルに基づいて車体横すべり角を推定する第２の車体横すべり角推定手段Ｓ２を備えている。更に、運動状態検出手段ＤＴの検出結果に基づき、例えば車両の横加速度及びヨーレイトの少くとも何れか一方の変化に基づき、車両のタイヤに対する横方向負荷を判定するタイヤ負荷判定手段ＴＲを備えている。そして、このタイヤ負荷判定手段ＴＲの判定結果に応じて第１の車体横すべり角推定手段Ｓ１による車体横すべり角の推定と第２の車体横すべり角推定手段Ｓ２による車体横すべり角の推定を切り換える切換手段ＣＳを備えたものである。例えば、第１の車体横すべり角推定手段Ｓ１による車体横すべり角の推定を原則とし、タイヤに対する横方向負荷が小さいときには、第１の車体横すべり角推定手段Ｓ１による車体横すべり角の推定から第２の車体横すべり角推定手段Ｓ２による車体横すべり角の推定に切り換えるように構成するとよい。
【００１６】
タイヤ負荷判定手段ＴＲは、運動状態検出手段ＤＴにて検出された車両の横加速度の絶対値を所定値と比較し、及び／又は車両の横加速度が０点を通過したか否かを判定するように構成し、この判定結果に基づき、切換手段ＣＳが、車両の横加速度の絶対値が所定値以下であるとき、及び／又は車両の横加速度が０点を通過したときにはタイヤに対する横方向負荷が小さいので、第１の車体横すべり角推定手段Ｓ１による車体横すべり角の推定から第２の車体横すべり角推定手段Ｓ２による車体横すべり角の推定に切り換えるように構成するよい。あるいは、タイヤ負荷判定手段ＴＲを、運動状態検出手段ＤＴにて検出された車両のヨーレイトの絶対値を所定値と比較し、及び／又は車両のヨーレイトが０点を通過したか否かを判定するように構成し、この判定結果に基づき、切換手段ＣＳが、車両のヨーレイトの絶対値が所定値以下であるとき、及び／又は車両のヨーレイトが０点を通過したときに、第１の車体横すべり角推定手段Ｓ１による車体横すべり角の推定から第２の車体横すべり角推定手段Ｓ２による車体横すべり角の推定に切り換えるように構成してもよい。
【００１７】
更に、図１に示すように、例えば運動状態検出手段ＤＴが検出した車両の運動状態量に基づき、車両の走行路面の摩擦係数を推定する摩擦係数推定手段Ｅ１を備え、その推定摩擦係数に応じて、タイヤ負荷判定手段ＴＲにおける横加速度に対する所定値又はヨーレイトに対する所定値を設定することができるが、これらの具体例については後述する。
【００１８】
図２は上記の車体横すべり角推定装置を備えた車両の運動制御装置を含む車両の全体構成を示すものであり、エンジンＥＧはスロットル制御装置ＴＨ及び燃料噴射装置ＦＩを備えた内燃機関で、スロットル制御装置ＴＨにおいてはアクセルペダルＡＰの操作に応じてメインスロットルバルブＭＴのメインスロットル開度が制御される。また、電子制御装置ＥＣＵの出力に応じて、スロットル制御装置ＴＨのサブスロットルバルブＳＴが駆動されサブスロットル開度が制御されると共に、燃料噴射装置ＦＩが駆動され燃料噴射量が制御されるように構成されている。
【００１９】
本実施形態のエンジンＥＧは変速制御装置ＧＳを介して車両前方の車輪ＦＬ，ＦＲに連結されており、所謂前輪駆動方式が構成されている。制動系については、車輪ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲに夫々ホイールシリンダＷｆｌ，Ｗｆｒ，Ｗｒｌ，Ｗｒｒが装着されており、これらのホイールシリンダＷｆｌ等にブレーキ液圧制御装置ＢＣが接続されている。尚、車輪ＦＬは運転席からみて前方左側の車輪を示し、以下車輪ＦＲは前方右側、車輪ＲＬは後方左側、車輪ＲＲは後方右側の車輪を示しており、本実施形態では所謂Ｘ配管が構成されている。
【００２０】
車輪ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲには車輪速度センサＷＳ１乃至ＷＳ４が配設され、これらが電子制御装置ＥＣＵに接続されており、各車輪の回転速度、即ち車輪速度に比例するパルス数のパルス信号が電子制御装置ＥＣＵに入力されるように構成されている。更に、ブレーキペダルＢＰが踏み込まれたときにオンとなるブレーキスイッチＢＳ、車両前方の車輪ＦＬ，ＦＲの舵角θf を検出する前輪舵角センサＳＳｆ、車両の横加速度を検出する横加速度センサＹＧ、及び車両重心を通る鉛直軸回りの車両回転角（ヨー角）の変化速度、即ちヨー角速度（ヨーレイト）を検出するヨーレイトセンサＹＳ等が電子制御装置ＥＣＵに接続されている。而して、横加速度センサＹＧ、前輪舵角センサＳＳｆ、及びヨーレイトセンサＹＳが、夫々本発明における横加速度検出手段、ヨーレイト検出手段、及び操舵角検出手段を構成する。
【００２１】
本実施形態の電子制御装置ＥＣＵは、図２に示すように、バスを介して相互に接続されたプロセシングユニットＣＰＵ、メモリＲＯＭ，ＲＡＭ、入力ポートＩＰＴ及び出力ポートＯＰＴ等から成るマイクロコンピュータＣＭＰを備えている。上記車輪速度センサＷＳ１乃至ＷＳ４、ブレーキスイッチＢＳ、前輪舵角センサＳＳｆ、ヨーレイトセンサＹＳ、横加速度センサＹＧ等の出力信号は増幅回路ＡＭＰを介して夫々入力ポートＩＰＴからプロセシングユニットＣＰＵに入力されるように構成されている。また、出力ポートＯＰＴからは駆動回路ＡＣＴを介してスロットル制御装置ＴＨ及びブレーキ液圧制御装置ＢＣに夫々制御信号が出力されるように構成されている。
【００２２】
マイクロコンピュータＣＭＰにおいては、メモリＲＯＭは図３乃至図６に示したフローチャートを含む種々の処理に供するプログラムを記憶し、プロセシングユニットＣＰＵは図示しないイグニッションスイッチが閉成されている間当該プログラムを実行し、メモリＲＡＭは当該プログラムの実行に必要な変数データを一時的に記憶する。尚、スロットル制御等の各制御毎に、もしくは関連する制御を適宜組合せて複数のマイクロコンピュータを構成し、相互間を電気的に接続することとしてもよい。
【００２３】
上記のように構成された本実施形態においては、電子制御装置ＥＣＵにより制動操舵制御、アンチスキッド制御等の一連の処理が行なわれ、イグニッションスイッチ（図示せず）が閉成されると図３乃至図６等のフローチャートに対応したプログラムの実行が開始する。図３は車両の制御作動全体を示すもので、先ずステップ１０１にてマイクロコンピュータＣＭＰが初期化され、各種の演算値がクリアされる。次にステップ１０２において、車輪速度センサＷＳ１乃至ＷＳ４の検出信号が読み込まれると共に、前輪舵角センサＳＳｆの検出信号（舵角θf ）、ヨーレイトセンサＹＳの検出ヨーレイトγ(n) 及び横加速度センサＹＧの検出加速度（即ち、実横加速度でありＧy(n)で表す）が読み込まれる。
【００２４】
次に、ステップ１０３に進み、各車輪の車輪速度Ｖw** （**は各車輪FR等を表す）が演算されると共に、これらが微分され各車輪の車輪加速度ＤＶw** が求められる。続いて、ステップ１０４において各車輪の車輪速度Ｖw** の最大値が車両重心位置での推定車体速度Ｖsoとして演算される（Ｖso＝ＭＡＸ( Ｖw**)）。また、各車輪の車輪速度Ｖw** に基づき各車輪毎に推定車体速度Ｖso**が求められ、必要に応じ、車両旋回時の内外輪差等に基づく誤差を低減するため正規化が行われる。更に、推定車体速度Ｖsoが微分され、車両重心位置での推定車体加速度（符号が逆の推定車体減速度を含む）ＤＶsoが演算される。
【００２５】
次に、ステップ１０５において、上記ステップ１０２及び１０３で求められた各車輪の車輪速度Ｖw** と推定車体速度Ｖso**（あるいは、正規化推定車体速度）に基づき各車輪の実スリップ率Ｓa** がＳa** ＝（Ｖso**−Ｖw** ）／Ｖso**として求められる。次に、ステップ１０６おいて、車両重心位置での推定車体加速度ＤＶsoと横加速度センサＹＧの検出信号の実横加速度Ｇy(n)に基づき、路面摩擦係数μが近似的に（ＤＶso2 ＋Ｇy(n)2)1/2 として求められる。更に、路面摩擦係数を検出する手段として、直接路面摩擦係数を検出するセンサ等、種々の手段を用いることができる。
【００２６】
続いて、ステップ１０７，１０８にて車体横すべり角速度Ｄβ(n) が演算されると共に、車体横すべり角β(n) が演算される。この車体横すべり角β(n) は、車両の進行方向に対する車体のすべりを角度で表したもので、次のように演算し推定することができる。即ち、車体横すべり角速度Ｄβ(n) は車体横すべり角β(n) の微分値ｄβ(n) ／ｄｔであり、ステップ１０７にてＤβ(n) ＝Ｇy(n)／Ｖso−γ(n) として求めることができる。そして、ステップ１０８にて車体横すべり角β(n) が推定されるが、これについては図４を参照して後述する。
【００２７】
そして、ステップ１０９に進み制動操舵制御モードとされ、後述するように制動操舵制御に供する目標スリップ率が設定され、後述のステップ１１８の液圧サーボ制御により、車両の運動状態に応じて各車輪に対する制動力が制御される。この制動操舵制御は、後述する全ての制御モードにおける制御に対し重畳される。この後ステップ１１０に進み、アンチスキッド制御開始条件を充足しているか否かが判定され、開始条件を充足し制動操舵時にアンチスキッド制御開始と判定されると、初期特定制御は直ちに終了しステップ１１１にて制動操舵制御及びアンチスキッド制御の両制御を行なうための制御モードに設定される。
【００２８】
ステップ１１０にてアンチスキッド制御開始条件を充足していないと判定されたときには、ステップ１１２に進み前後制動力配分制御開始条件を充足しているか否かが判定され、制動操舵制御時に前後制動力配分制御開始と判定されるとステップ１１３に進み、制動操舵制御及び前後制動力配分制御の両制御を行なうための制御モードに設定され、充足していなければステップ１１４に進みトラクション制御開始条件を充足しているか否かが判定される。制動操舵制御時にトラクション制御開始と判定されるとステップ１１５にて制動操舵制御及びトラクション制御の両制御を行なうための制御モードに設定され、制動操舵制御時に何れの制御も開始と判定されていないときには、ステップ１１６にて制動操舵制御開始条件を充足しているか否かが判定される。
【００２９】
ステップ１１６において制動操舵制御開始と判定されるとステップ１１７に進み制動操舵制御のみを行なう制御モードに設定される。そして、これらの制御モードに基づきステップ１１８にて液圧サーボ制御が行なわれた後ステップ１０２に戻る。尚、前後制動力配分制御モードにおいては、車両の制動時に車両の安定性を維持するように、後輪に付与する制動力の前輪に付与する制動力に対する配分が制御される。ステップ１１６において制動操舵制御開始条件も充足していないと判定されると、ステップ１１９にて全ての電磁弁のソレノイドがオフとされた後ステップ１０２に戻る。尚、ステップ１１１，１１３，１１５，１１７に基づき、必要に応じ、車両の運動状態に応じてスロットル制御装置ＴＨのサブスロットル開度が調整されエンジンＥＧの出力が低減され、駆動力が制限される。
【００３０】
図４は図３のステップ１０８で行なわれる車体横すべり角の推定処理を示すもので、このルーチンが所定の演算周期（ΔＴ）で繰り返される。先ず、ステップ２０１において、車体横すべり角速度Ｄβ(n) の積分値として、図３のステップ１０７の演算結果の車体横すべり角速度Ｄβ(n) と演算周期ΔＴの積（Ｄβ(n) ・ΔＴ）、即ち車体横すべり角速度Ｄβ(n) の積分値∫Ｄβ(n) ｄｔに略等しい擬似積分値が演算され、これが前回(n-1) の車体横すべり角β(n-1) に加算されて第１の車体横すべり角β１が求められる。
【００３１】
続いてステップ２０２に進み、車両運動モデルに基づき車両の運動方程式に従って第２の車体横すべり角β２が求められる。車両の運動方程式は、
ｍ・Ｖ（ｄβ／ｄｔ＋ｄγ／ｄｔ）＝−Ｃｆ｛β＋（Ｌｆ・ｄγ／ｄｔ）／Ｖ−θf ｝−Ｃｒ｛β−（Ｌｒ・ｄγ／ｄｔ）／Ｖ｝という第１式と、
Ｉ・ｄ2 γ／ｄｔ2 ＝−Ｌｆ・Ｃｆ｛β＋（Ｌｆ・ｄγ／ｄｔ）／Ｖ−θf ｝＋Ｌｒ・Ｃｒ｛β−（Ｌｒ・ｄγ／ｄｔ）／Ｖ｝という第２式から成る。
ここで、ｍは車両の質量、Ｃｆは前輪のコーナリングフォース、Ｃｒは後輪のコーナリングフォース、Ｌｆは前軸・重心間の距離、Ｌｒは後軸・重心間の距離、θf は前輪の操舵角、Ｉはヨー慣性モーメントを夫々表す。尚、この第２の車体横すべり角β２は、前掲の特開平９−３１１０４２号公報公報に記載の運動方程式等に基づいて求められた車体横すべり角と同様であるので、詳細な説明は省略する。
【００３２】
そして、ステップ２０３において、横加速度Ｇｙの今回値Ｇy(n)と前回値Ｇy(n-1)の積が演算され、演算結果の正負が判定される。演算結果が負、即ち今回値Ｇy(n)と前回値Ｇy(n-1)が異符号であるときには、横加速度Ｇｙが０点を通過したことになり、タイヤに対する横方向負荷が小さいときには誤差の少ない第２の車体横すべり角β２を用いることが望ましい。そこで、この場合にはステップ２０４に進み、車両の運動方程式に基づく第２の車体横すべり角β２が今回の車体横すべり角β(n) として設定される。即ち、図９の下段中央に実線で示した部分の第２の車体横すべり角β２の値が用いられる。
【００３３】
ステップ２０３において、横加速度Ｇｙの今回値Ｇy(n)と前回値Ｇy(n-1)の積が正、即ち今回値Ｇy(n)と前回値Ｇy(n-1)が同符合と判定されると、更にステップ２０５に進み、横加速度Ｇy(n)の絶対値が所定値ε１と比較される。ステップ２０５において横加速度Ｇy(n)の絶対値が所定値ε１を下回っていると判定されたときには、横加速度Ｇｙが０近傍の値と推定されるので、ステップ２０４にて車両の運動方程式に基づく第２の車体横すべり角β２が今回の車体横すべり角β(n) として設定される。そして、横加速度Ｇy(n)の絶対値が所定値ε１以上と判定されるとステップ２０６に進む。
【００３４】
ステップ２０６においては、ヨーレイトγの今回値γ(n) と前回値γ(n-1) の積が演算され、演算結果の正負が判定される。演算結果が負、即ち今回値γ(n) と前回値γ(n-1) が異符号であるときには、ヨーレイトγが０点を通過したことになり、タイヤに対する横方向負荷が小さいときには誤差の少ない第２の車体横すべり角β２を用いることが望ましい。そこで、この場合にもステップ２０４に進み、車両の運動方程式に基づく第２の車体横すべり角β２が今回の車体横すべり角β(n) として設定される。ヨーレイトγの今回値γ(n) と前回値γ(n-1) の積が正、即ち今回値γ(n) と前回値γ(n-1) が同符合と判定されると、更にステップ２０７に進み、ヨーレイトγ(n) の絶対値が所定値ε２と比較される。
【００３５】
ステップ２０７においてヨーレイトγ(n) の絶対値が所定値ε２を下回っていると判定されたときには、ステップ２０４にて車両の運動方程式に基づく第２の車体横すべり角β２が今回の車体横すべり角β(n) として設定される。而して、ヨーレイトγ(n) の絶対値が所定値ε２以上と判定されるとステップ２０８に進み、擬似積分値である第１の車体横すべり角β１が今回の車体横すべり角β(n) として設定される。即ち、図９の上段右側に実線で示した部分の第１の車体横すべり角β１の値が用いられる。尚、図９の上段右側に２点鎖線で示した部分は切換えを行なわない場合の第１の車体横すべり角β１の値である。
【００３６】
上記の所定値ε１（横加速度）及びε２（ヨーレイト）は夫々図７及び図８に示すように、路面摩擦係数μに応じて設定される。即ち、ステップ１０６にて推定された路面摩擦係数μが大であるほど所定値ε１及びε２が大きい値に設定される。
【００３７】
図５は図３のステップ１０９における制動操舵制御の具体的処理内容を示すもので、制動操舵制御にはオーバーステア抑制制御及びアンダーステア抑制制御が含まれ、各車輪に関しオーバーステア抑制制御及び／又はアンダーステア抑制制御に応じた目標スリップ率が設定される。先ず、ステップ３０１，３０２においてオーバーステア抑制制御及びアンダーステア抑制制御の開始・終了判定が行なわれる。
【００３８】
ステップ３０１で行なわれるオーバーステア抑制制御の開始・終了判定は、第１のマップ（図示せず）で設定される制御領域にあるか否かに基づいて行なわれる。例えば、判定時における車体横すべり角β(n) と車体横すべり角速度Ｄβ(n) の値に応じて制御領域に入ればオーバーステア抑制制御が開始され、制御領域を脱すればオーバーステア抑制制御が終了とされる。一方、ステップ３０２で行なわれるアンダーステア抑制制御の開始・終了判定は、第２のマップ（図示せず）で設定される制御領域にあるか否かに基づいて行なわれる。例えば、判定時において目標横加速度Ｇytに対する実横加速度Ｇy(n)の変化に応じて、理想状態から外れて制御領域に入ればアンダーステア抑制制御が開始され、制御領域を脱すればアンダーステア抑制制御が終了とされる。
【００３９】
続いて、ステップ３０３にてオーバーステア抑制制御が制御中か否かが判定され、制御中でなければステップ３０４にてアンダーステア抑制制御が制御中か否かが判定され、これも制御中でなければそのままメインルーチンに戻る。ステップ３０４にてアンダーステア抑制制御と判定されたときにはステップ３０５に進み、各車輪の目標スリップ率が後述するアンダーステア抑制制御用に設定される。ステップ３０３にてオーバーステア抑制制御と判定されると、ステップ３０６に進みアンダーステア抑制制御か否かが判定され、アンダーステア抑制制御でなければステップ３０７において各車輪の目標スリップ率は後述するオーバーステア抑制制御用に設定される。また、ステップ３０６でアンダーステア抑制制御が制御中と判定されると、オーバーステア抑制制御とアンダーステア抑制制御が同時に行なわれることになり、ステップ３０８にて同時制御用の目標スリップ率が設定される。
【００４０】
ステップ３０５における各車輪の目標スリップ率は、旋回外側の前輪がＳtufoに設定され、旋回内側の前輪がＳtufiに設定され、旋回内側の後輪がＳturiに設定される。ここで示したスリップ率（Ｓ）の符号については "t"は「目標」を表し、後述の「実測」を表す "a"と対比される。 "u"は「アンダーステア抑制制御」を表し、 "r"は「後輪」を表し、 "o"は「外側」を、 "i"は「内側」を夫々表す。
【００４１】
ステップ３０７における各車輪の目標スリップ率は、旋回外側の前輪がＳtefoに設定され、旋回内側の後輪がＳteriに設定される。ここで、 "e"は「オーバーステア抑制制御」を表す。そして、ステップ３０８における各車輪の目標スリップ率は、旋回外側の前輪がＳtefoに設定され、旋回内側の前輪がＳtufiに設定され、旋回内側の後輪がＳturiに夫々設定される。即ち、オーバーステア抑制制御とアンダーステア抑制制御が同時に行なわれるときには、旋回外側の前輪はオーバーステア抑制制御の目標スリップ率と同様に設定され、旋回内側の車輪は何れもアンダーステア抑制制御の目標スリップ率と同様に設定される。尚、何れの場合も旋回外側の後輪（即ち、前輪駆動車における従動輪）は推定車体速度設定用のため非制御とされている。
【００４２】
ステップ３０７におけるオーバーステア抑制制御用の目標スリップ率の設定には、車体横すべり角β(n) と車体横すべり角速度Ｄβ(n) が用いられるが、アンダーステア抑制制御における目標スリップ率の設定には、目標横加速度Ｇytと実横加速度Ｇy(n)との差が用いられる。例えば、オーバーステア抑制制御に供する旋回外側の前輪の目標スリップ率Ｓtefoは、Ｓtefo＝Ｋ1 ・β(n) ＋Ｋ2 ・Ｄβ(n) として設定され、旋回内側の後輪の目標スリップ率Ｓteriは”０”とされる。ここで、Ｋ1 ，Ｋ２は定数で、加圧方向（制動力を増大する方向）の制御を行なう値に設定される。
【００４３】
一方、アンダーステア抑制制御に供する目標スリップ率は、目標横加速度Ｇytと実横加速度Ｇy(n)の偏差ΔＧy に基づいて以下のように設定される。即ち、旋回外側の前輪に対する目標スリップ率ＳtufoはＫ3 ・ΔＧy と設定され、定数Ｋ3 は加圧方向（もしくは減圧方向）の制御を行なう値に設定される。また、旋回内側の後輪に対する目標スリップ率ＳturiはＫ4 ・ΔＧy に設定され、定数Ｋ4 は加圧方向の制御を行なう値に設定される。同様に、旋回内側の前輪に対する目標スリップ率ＳtufiはＫ5 ・ΔＧy に設定され、定数Ｋ5 は加圧方向の制御を行なう値に設定される。
【００４４】
図６は図３のステップ１１８で行なわれる液圧サーボ制御の処理内容を示すもので、各車輪についてホイールシリンダ液圧のスリップ率サーボ制御が行なわれる。先ず、前述のステップ３０５，３０７又は３０８にて設定された目標スリップ率Ｓt** がステップ４０１にて読み出され、これらがそのまま各車輪の目標スリップ率Ｓt** として読み出される。
【００４５】
続いてステップ４０２において、各車輪毎にスリップ率偏差ΔＳt** が演算されると共に、ステップ４０３にて車体加速度偏差ΔＤＶso**が演算される。ステップ４０２においては、各車輪の目標スリップ率Ｓt** と実スリップ率Ｓa** の差が演算されスリップ率偏差ΔＳt** が求められる（ΔＳt** ＝Ｓt** −Ｓa** ）。また、ステップ４０３においては車両重心位置での推定車体加速度ＤＶsoと制御対象の車輪における車輪加速度ＤＶw** の差が演算され、車体加速度偏差ΔＤＶso**が求められる。このときの各車輪の実スリップ率Ｓa** 及び車体加速度偏差ΔＤＶso**はアンチスキッド制御、トラクション制御等の制御モードに応じて演算が異なるが、これらについては説明を省略する。
【００４６】
続いて、ステップ４０４に進み、各制御モードにおけるブレーキ液圧制御に供する一つのパラメータＹ**がＧs** ・ΔＳt** として演算される。ここでＧs** はゲインであり、車体横すべり角β(n) に応じて設定される。また、ステップ４０５において、ブレーキ液圧制御に供する別のパラメータＸ**がＧd** ・ΔＤＶso**として演算される。このときのゲインＧd** は一定の値である。この後、ステップ４０６に進み、各車輪毎に、上記パラメータＸ**，Ｙ**に基づき、制御マップ（図示せず）に従って液圧モードが設定される。制御マップにおいては予め急減圧領域、パルス減圧領域、保持領域、パルス増圧領域及び急増圧領域の各領域が設定されており、ステップ４０６にてパラメータＸ**及びＹ**の値に応じて、何れの領域に該当するかが判定される。尚、非制御状態では液圧モードは設定されない（ソレノイドオフ）。
【００４７】
ステップ４０６にて今回判定された領域が、前回判定された領域に対し、増圧から減圧もしくは減圧から増圧に切換わる場合には、ブレーキ液圧の立下りもしくは立上りを円滑にする必要があるので、ステップ４０７において増減圧補償処理が行われる。例えば急減圧モードからパルス増圧モードに切換るときには、急増圧制御が行なわれ、その時間は直前の急減圧モードの持続時間に基づいて決定される。上記液圧モード、特定液圧モード及び増減圧補償処理に応じて、ステップ４０８にて液圧制御ソレノイドの駆動処理が行なわれ、ブレーキ液圧制御装置ＢＣのソレノイドが駆動され、各車輪の制動力が制御される。
【００４８】
そして、ステップ４０９にて、ブレーキ液圧制御装置ＢＣにおける液圧ポンプ駆動用モータの駆動処理が行なわれる。尚、上記の実施形態ではスリップ率によって制御することとしているが、制御目標としてはスリップ率のほか、各車輪のホイールシリンダのブレーキ液圧等、各車輪に付与される制動力に対応する目標値であればどのような値を用いてもよい。
【００４９】
本発明は上述のように構成されているので以下の効果を奏する。即ち、本発明の車体横すべり角推定装置においては、車両の速度、横加速度、ヨーレイト及び操舵角を含む車両の運動状態の検出結果に基づき車両のタイヤに対する横方向負荷を判定し、その判定結果に応じて、車体横すべり角速度を所定の演算周期で積分する第１の車体横すべり角推定手段による車体横すべり角の推定と、車両運動モデルに基づく第２の車体横すべり角推定手段による車体横すべり角の推定を切り換えるように構成されているので、タイヤに対する横方向負荷を容易且つ確実に判定し、その判定結果に応じて、迅速且つ容易に第１の車体横すべり角推定手段による車体横すべり角の推定と、第２の車体横すべり角推定手段による車体横すべり角の推定を切換え、両手段を適切に選択して車体横すべり角を推定することができる。
【００５１】
更に、請求項３に記載のように、車両の走行路面の摩擦係数を推定し、その推定結果に応じて、タイヤ負荷判定手段における比較対象の所定値を設定するように構成することにより、タイヤに対する横方向負荷を走行路面状態に応じて適切に判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の車体横すべり角推定装置の一実施形態の全体構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の車体横すべり角推定装置を備えた運動制御装置の一実施形態の全体構成図である。
【図３】本発明の車体横すべり角推定装置を備えた車両の運動制御の全体を示すフローチャートである。
【図４】本発明の一実施形態における車体横すべり角の推定処理を示すフローチャートである。
【図５】本発明の一実施形態における制動操舵制御に供する目標スリップ率設定の処理を示すフローチャートである。
【図６】本発明の一実施形態における液圧サーボ制御の処理を示すフローチャートである。
【図７】本発明の一実施形態において路面摩擦係数μに応じて所定値ε１を設定するためのマップを示すグラフである。
【図８】本発明の一実施形態において路面摩擦係数μに応じて所定値ε２を設定するためのマップを示すグラフである。
【図９】本発明の一実施形態における第１及び第２の車体横すべり角推定時のタイムチャートである。
【符号の説明】
ＷＳ１〜ＷＳ４  車輪速度センサ，    ＦＲ，ＦＬ，ＲＲ，ＲＬ  車輪，
前輪舵角センサＳＳｆ，  ＹＧ  横加速度センサ，
ＹＳ  ヨーレイトセンサ，    ＥＣＵ  電子制御装置，
【図１】
0004042277.tif 000002
【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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