專利名稱：用于車輛的運動控制裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于車輛的運動控制裝置，該裝置通過控制施加于車輛車輪的制動力來控制車輛的運動。
背景技術：
例如，日本專利申請未審公開(kokai)No.H10-81215中公開的用于車輛的運動控制裝置(制動裝置)在作用在車輛上的實際側向加速度(的絕對值)達到等于或高于特定閾值時向設置于轉動軌跡的徑向外側上的車輪(例如，前輪)施加制動力(下文稱為“外輪制動力”)。采用這種結構，當施加外輪制動力時，將在車輛中產生沿與車輛轉動方向相對的方向的偏轉力矩，由此，作用在車輛上的實際側加速的大小減小，并且因此，可防止車輛的過度橫搖(rolling)。
不過，當在施加外輪制動力而使在車輛中產生沿與車輛的轉動方向相對的方向的偏轉(yawing)力矩時，轉動的車輛被控制為轉向不足的方向。結果，在一些情況下，不能令人滿意地保持理想的轉動軌跡追蹤性能。
為了避免上述缺陷，日本專利申請未審公開(kokai)No.2005-35451中公開的用于車輛的運動控制裝置在作用在車輛上的實際側向加速度(的絕對值)等于或高于第一閾值但是不大于比第一閾值大的第二閾值時僅向在轉動軌跡的徑向內側上設置的后輪施加制動力(下文稱為“內后輪制動力”)。當雖然施加該內后輪制動力但實際側向加速度(其絕對值)進一步增加并且達到第二閾值時，類似第一次提及的出版物中公開的裝置，該運動控制裝置施加外輪制動力。
借助該結構，在橫搖角增加的過程中，首先只有內后輪制動力施加于相應車輪。結果，在車輛中產生與車輛轉動方向相同方向的偏轉力矩，由此可令人滿意地保持車輛的理想轉動軌跡追蹤性能。另外，在位于設置在轉動軌跡內側上的后輪上方的車體的部分上，用于抑制那個部分的高度增加的力(下文指代為“車輛高度減小力”)發(fā)生作用，由此抑制橫搖角的增加。也就是，可防止車輛的過度橫搖，同時令人滿意地保持理想轉動軌跡的追蹤性能。
這里，將說明其中會產生車輛高度減小力的機構。這種車輛高度減小力產生的原因是因為連接車輪和車輛主體的懸掛一般具有下述結構，在該結構中，設置在車體側上的瞬時中心位于相對于車輪中心的上部和前部，其在車輪相對于車體運動時有效地發(fā)生作用。也就是，當制動力施加于特定車輪時，制動力作用在位于車體側上的瞬時中心(相應地，對于車體本身)，圍繞瞬時中心的力矩作用在該車輪上。因為車輪中心和瞬時中心之間的上述位置關系，該力矩沿減小車輪中心與瞬時中心之間的垂直距離的方向發(fā)生作用。結果，用于抑制位于車體側上(相應地，位于這一車輪的上方的一部分車體)的瞬時中心的高度增加的力(也就是，車輛高度減小力)作用在那部分上。采用這種方式，當制動力施加于特定車輪時，車輛高度減小力作用在車體的位于該車輪上方的一部分上。
一般地，當車輛處于減速狀態(tài)時，施加在前輪上的負載由于作用在車輛上的慣性力而增加。相應地，當車輛處于減速狀態(tài)時，與制動力施加于后輪的情況相比，在將制動力施加于前輪時可有效地在車輛中產生偏轉力矩。另外，當制動力施加于設置在轉動軌跡徑向內側上的驅動輪時，由于受驅動狀態(tài)下的差速器的動作，分配至位于轉動軌跡徑向外側上的驅動輪的一部分驅動力增加，從而有效地產生與轉動方向相同的方向的偏轉力矩。鑒于上述內容，理想的轉動軌跡追蹤性能預期可被更令人滿意地保持，如果替代內后輪制動力，那么一個力(下文稱之為“內前輪制動力”)首先僅施加于在轉動軌跡徑向內側上設置的前輪。也就是，第二次提及的出版物中公開的裝置在正確地保持理想轉動軌跡追蹤性能方面具有改善的空間。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是為了解決上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種用于車輛的運動控制裝置，其可防止車輛過度橫搖，同時令人滿意地保持理想的轉動軌跡追蹤性能。
根據本發(fā)明的用于車輛的運動控制裝置包括確定裝置(轉動狀態(tài)確定裝置)，用于確定車輛是否處于轉動狀態(tài)；獲取裝置(指標獲取裝置)，用于獲取表示車輛橫搖過度的趨勢程度的指標值(過度橫搖發(fā)生趨勢指標)；以及第一控制裝置(內前輪制動力控制裝置)，用于在車輛處于轉動狀態(tài)下以及指標值等于或大于預定第一值(由過度橫搖發(fā)生趨勢指標表示的過度偏轉趨勢程度達到等于或大于預定第一程度)時僅向(設置在轉動軌跡徑向內側上的)轉動方向的內側處的前輪施加第一制動力(也就是，上述內前輪制動力)。
過度橫搖發(fā)生趨勢指標是基于下述值中的至少一個而得到的值，但是并不局限于此，這些值包括側向加速度(作用在車輛上的加速度沿車體側向方向的分量)；作用在車輛上的偏轉率；車輛的橫搖角；橫搖角速度，該角速度為橫搖角隨時間的變化率；轉向輪的操作量，該轉向輪改變車輛的可轉向車輪的轉向角；轉向輪的操作速度(例如，根據這些值中的任意一個確定的值，或者根據這些值的兩個或多個確定的值)。
借助上述結構，當車輛橫搖過度的趨勢程度達到等于或大于預定第一程度時，內前輪制動力僅施加于轉動軌跡徑向內側上的前輪。該內前輪制動力用作上述車輛高度減小力，該力抑制位于設置在轉動軌跡徑向內側上的前輪上方的車體的一部分的高度的增加。相應地，車體橫搖角的增加可被抑制，由此，車輛被防止過度橫搖。
另外，通過施加該內前輪制動力，偏轉力矩沿與轉動方向相同的方向產生在車輛中，由此可令人滿意地保持理想的轉動軌跡追蹤性能。尤其，內前輪制動力作用在其負載在加速狀態(tài)下增加的那個前輪上。相應地，與在第二次提到的出版物中記載的裝置的情況相比，在施加內前輪制動力時，與轉動方向相同的方向的偏轉力矩可更有效地產生，在第二次提到的出版物中，上述內后輪制動力施加于相應的后輪。結果，與第二次提到的出版物記載的裝置相比，可更令人滿意地保持理想的轉動軌跡追蹤性能。
優(yōu)選地，內前輪制動力控制裝置配置成根據過度橫搖的趨勢程度改變內前輪制動力，該趨勢程度由過度橫搖發(fā)生趨勢指標表示。該結構使得內前輪制動力隨著過度橫搖的趨勢程度增加。相應地，內前輪制動力可根據產生過度橫搖被防止的程度設定為適當(正好)的程度。
另外，優(yōu)選地，本發(fā)明的運動控制裝置應用于其前輪為驅動輪的車輛。當本發(fā)明的運動控制裝置應用于具有四個車輪的車輛時，車輛優(yōu)選地為前輪驅動車輛或四輪驅動車輛。
一般地，左和右輪經由差速器連接在一起。當左和右輪是驅動輪時，來自驅動源的驅動力通過差速器的作用被正確地分配至左和右車輪。如果驅動力從驅動源傳送至差速器并且制動力僅被施加于左和右輪之一，那么被分配至沒有施加制動力的另一車輪的驅動力的比例由于差速器的作用而增加。
因此，在前輪是驅動輪的情況下，如果驅動力從驅動源傳送至前輪側差速器并且制動力僅被施加于設置在轉動軌跡徑向內側上的前輪，那么被分配至設置在轉動軌跡徑向外側上的前輪的驅動力的比例由于前輪側差速器的作用而增加。這意味著沿與轉動方向相同的方向在車輛中產生的偏轉力矩增加。相應地，當內前輪制動力在如上所述的結構中前輪作為驅動輪的情況下時，由于差速器的作用，與轉動方向相同的方向的偏轉力矩可在驅動狀態(tài)(驅動力從驅動源傳送至驅動輪時所處的狀態(tài))下更有效地產生。結果，理想的轉動軌跡追蹤性能可被更加令人滿意地保持。
優(yōu)選地，本發(fā)明的運動控制裝置還包括第二控制裝置(內后輪制動力控制裝置)，用于當車輛處于轉動狀態(tài)下并且指標值等于或著大于比預定第一值大的預定第二值(由過度橫搖發(fā)生趨勢指標表示的過度橫搖趨勢程度達到等于或者大于比預定第一程度大的預定第二程度)時向設置在轉動軌跡徑向內側上的后輪施加第二制動力(也就是，上述內后輪制動力)。
一般地，在許多情況下，當車輛橫搖過度時，車體高度在設置于轉動軌跡徑向外側上的車體的前部處達到最小值，在設置于轉動軌跡徑向內側上的車體的后部處達到最大值。上述結構以這一理解作為基礎。也就是，即使在施加上述內前輪制動力之后、在過度橫搖的趨勢程度增加的情況下，上述內后輪制動力(除了內前輪制動力)被施加，從而抑制設置在轉動軌跡徑向內徑上的車體的后部的高度的增加，由此更有效地防止車輛出現(xiàn)過度橫搖。此外，由于與轉動方向相同的方向的偏轉力矩產生在車輛中，所以理想的轉動軌跡追蹤性能可被更加令人滿意地保持。
在這種情況下，優(yōu)選地，內后輪制動力控制裝置配置成根據由過度橫搖發(fā)生趨勢指標表示的過度橫搖趨勢程度改變內后輪制動力。該配置使得內后輪制動力能夠隨著過度橫搖趨勢程度實現(xiàn)增加。相應地，內后輪制動力可根據防止過度橫搖發(fā)生的程度設定為適當(正好)的程度。
優(yōu)選地，如上所述包括內后輪制動力控制裝置的本發(fā)明的運動控制裝置還包括第三控制裝置(外輪制動力控制裝置)，用于在車輛處于轉動狀態(tài)以及指標值等于或大于比預定第一值大的預定第三值時、將第三制動力(也就是，上述外輪制動力)施加于在(設置在轉動軌跡徑向外側上的)轉動方向的外側處的至少一個車輪上(由過度橫搖發(fā)生趨勢指標表示的過度橫搖的趨勢程度達到等于或者大于比預定第一程度大的預定第三程度)。與預定第三程度對應的過度橫搖趨勢程度可設定為等于與預定第二程度對應的過度橫搖趨勢程度。
如上所述，當施加內前輪制動力或內后輪制動力時，橫搖角的增加可借助上述車輛高度減小力而被防止。但是，施加內前輪制動力或內后輪制動力會導致在車輛中沿與轉動方向相同的方向產生偏轉力矩以及作用在車輛上的離心力增加。相應地，單獨地施加內前輪制動力或內后輪制動力會導致車體橫搖角的增加，尤其因為轉動軌跡徑向外側上的車體高度的減小。
比較來說，當運動控制裝置配置成當過度橫搖的趨勢程度如上所述達到等于或大于預定第三程度時施加外輪制動力，偏轉力矩可沿與轉動方向相對的方向產生，從而抵消(至少部分地抵消)當施加內前輪制動力或內后輪制動力時產生的沿與轉動方向相同的方向的偏轉力矩。結果，尤其由轉動軌跡徑向外側上的車體的高度減小導致的車輛橫搖角的增加被抑制，過度橫搖的產生可被更有效地防止。
在這種情況下，優(yōu)選地，與預定第三程度對應的過度橫搖的趨勢程度被設定為大于與預定第二程度對應的過度橫搖的趨勢程度。借助該結構，在過度橫搖的趨勢程度增加的過程中，在開始施加內后輪制動力之后，開始施加外輪制動力。相應地，在設置于轉動軌跡徑向內側上的車體的后部的高度增加被可靠地抑制的狀態(tài)下，開始施加外輪制動力，由此可更可靠地防止產生過度橫搖。
優(yōu)選地，外輪制動力控制裝置被配置成將外輪制動力施加于設置在轉動軌跡徑向外側上的前輪，其中前輪用作“設置在轉動軌跡徑向外側上的至少一個車輪”。當車輪處于減速狀態(tài)時，施加在前輪上的負載由于作用在車輛的慣性力而增加。因此，如果制動力施加于前輪，那么制動力將有效地用作使車輛減速的減速力。相應地，當運動控制裝置被配置成如上所述向設置在轉動軌跡徑向外側上的前輪施加外輪制動力時，沿與車輛的轉動方向相對的方向的偏轉力矩的作用和減速力的作用會共同地進一步減小作用在車輛上的實際側向加速度。結果，在車輛中產生的過度橫搖可被更有效地防止。
優(yōu)選地，外輪制動力控制裝置被配置成根據由過度橫搖發(fā)生趨勢指標表示的過度橫搖的趨勢程度改變外輪制動力。該結構使外輪制動力能夠隨著過度橫搖的趨勢程度而增加。相應地，外輪制動力可根據過度橫搖的產生被防止的程度而設定為適當(正好)的程度。
優(yōu)選地，第一控制裝置(內前輪制動力控制裝置)配置成設定第一制動力(內前輪制動力)使得在指標值處于第二值與第三值之間的范圍中時、隨著指標值的增加、第一制動力減小。借助該結構，通過施加內前輪制動力產生的與轉動方向相同的方向的偏轉力矩被減小。結果，可更有效地防止產生過度橫搖


本發(fā)明的各種其他目的、特征以及許多附屬優(yōu)勢將會易于理解，這些內容結合附圖并且參照優(yōu)選實施例的隨后詳細說明將會得到更好地理解，其中圖1是根據本發(fā)明一項實施例的裝配有用于車輛的運動控制裝置的車輛的示意圖；圖2是圖1所示的制動液壓控制器的示意圖；圖3是示出施加于車輛的每個車輪的實例制動力的示意圖，該力在執(zhí)行翻轉防止控制并且車輛沿(從車輛的上方觀看的)逆時針方向轉動的情況下施加；圖4是示出圖1所示CPU計算輪速和其他參數(shù)所采用的程序的流程圖；圖5是示出圖1所示CPU計算側向加速度偏差所采用的程序的流程圖；圖6是示出圖1所示CPU在OS-US抑制控制期間計算目標滑移率所采用的程序的流程圖；圖7是示出圖1所示CPU在翻轉防止控制期間計算目標滑移率所采用的程序的流程圖；圖8是示出圖1所示CPU設定控制模式所采用的程序的流程圖；圖9是示出圖1所示CPU控制施加于車輛的每個車輪的制動力所采用的程序的流程圖；以及圖10是示出根據圖1所示的實施例的改進方案的用于車輛的運動控制裝置的CPU計算橫搖角所采用的程序的流程圖。
具體實施例方式
下面將參照

根據本發(fā)明的車用運動控制裝置的實施例。圖1示意性地示出安裝有根據本發(fā)明實施例的車輛運動控制裝置10的車輛。所示的車輛是具有兩個前輪(前左輪FL和前右輪FR)和兩個后輪(后左輪RL和后右輪RR)的四輪驅動車輛，該前輪為可轉向的驅動輪，該后輪為不可轉向的非驅動輪(從動輪)。
該車輛運動控制裝置10具有用于使可轉向輪FL和FR轉向的前輪轉向機構部分20；產生驅動力并且將其傳送至驅動輪FL和FR的驅動力傳送機構部分30；用于通過制動液壓在每個車輪中產生制動力的制動液壓控制器40；包括各種傳感器的傳感器部分50；以及電子控制器60。
前輪轉向機構20包括轉向輪21、與轉向輪21共同可轉動的轉向桿22、連接于轉向桿22的轉向致動器23、以及連接機構24，該連接機構包括通過轉向致動器23移動至車體的左部和右部的拉桿并且可通過拉桿的移動使可移動車輪FL和FR轉動。
驅動力機構部分30包括產生驅動力的發(fā)動機31；節(jié)流閥致動器32，該致動器包括對設置在發(fā)動機31進氣管31a中的節(jié)流閥TH開度進行控制的DC馬達，該DC馬達使進氣管31a的開啟橫截面面積發(fā)生變化；燃料注射裝置33，該裝置包括在發(fā)動機31的未示出的進氣口的附近噴灑燃料的未示出的燃料噴射器；連接于發(fā)動機31的輸出軸的變速器34；以及差動齒輪35，該齒輪將從變速器34傳送的驅動力分布在兩個前輪FR和FL之間。
如圖2示意性所示，制動液壓控制器40包括高壓產生部分41；制動液壓產生部分42，該部分響應于制動踏板BP的操作力而產生制動液壓；用于前右輪FR的制動液壓調節(jié)器43；用于前左輪FL的制動液壓調節(jié)器44；用于后右輪RR的制動液壓調節(jié)器45；以及用于后左輪RL的制動液壓調節(jié)器46。制動液壓調節(jié)器43、制動液壓調節(jié)器44、制動液壓調節(jié)器45和制動液壓調節(jié)器46可調節(jié)供應至對應輪缸Wfr、Wfl、Wrr和Wrl的制動液壓，這些輪缸分別安裝在車輪FR、FL、RR和RL上。
高壓產生部分41包括電動機M；液壓泵HP，該泵由電動機M驅動并且增加來自蓄液器RS的制動液體的壓力；以及存儲器(accumulator)Acc，該存儲器通過單向閥CVH連接于液壓泵HP的排出側并且存儲由液壓泵HP增加壓力的制動液體。
制動液壓產生部分42包括液壓助力器HB，該助力器響應于制動踏板BP的操作而進行操作；以及主缸MC，該主缸連接于液壓助力器HB。液壓助力器HB利用由液壓高壓產生部分41供給的高壓以預定比率促進制動踏板BP的操作力并且將所促進的操作力傳送至主缸MC。
控制閥SA1為三口二位電磁閥，該閥設置在主缸MC、用于前右輪FR的制動液壓調節(jié)器43的上游側和用于前左輪FL的制動液壓液壓調節(jié)器44的上游側之間。類似地，控制閥SA2也是一個三口二位電磁閥，該控制閥設置在液壓助力器HB、用于后右輪RR的制動液壓調節(jié)器45的上游側和用于后左輪RL的制動液壓液壓調節(jié)器46的上游側。切換閥STR為二口二位的通常關閉的電磁閥，該閥設置在高壓產生部分41與控制閥SA1和SA2之間。
采用這種結構，當控制閥SA1處于其第一位置(非激活狀態(tài)下的位置)時，主缸液壓被供給至用于前右輪FR的制動液壓調節(jié)器43的上游側以及用于前左輪FL的制動液壓調節(jié)器44的上游側，當控制閥SA1處于其第二位置(處于激活狀態(tài)下的位置)并且切換閥STR處于其第二位置(與激活狀態(tài)對應的位置)時，高壓產生部分41中產生的高壓被供給至制動液壓調節(jié)器43的上游側以及制動液壓調節(jié)器44的上游側。
類似地，當控制閥SA2處于其第一位置時，來自液壓助力器HB的控制器(regulator)液壓被供給至用于后右輪RR的制動液壓調節(jié)器45的上游側以及用于后左輪RL的制動液壓調節(jié)器46的上游側，當控制閥SA2處于其第二位置并且切換閥STR處于其第二位置時，高壓產生部分41中產生的高壓被供給至制動液壓調節(jié)器45的上游側以及制動液壓調節(jié)器46的上游側。
用于前右輪FR的制動液壓調節(jié)器43包括壓力增加閥PUfr，該閥為二口二位的通常為開啟的電磁閥，以及壓力減小閥PDfr，該閥為二口二位的通常為關閉的電磁閥。
采用這種結構，當壓力增加閥PUfr和壓力減小閥PDfr都處于其第一位置時，輪缸Wfr內部的制動液壓通過將用于前右輪FR的制動液壓調節(jié)器43的上游側上的液壓供給至輪缸Wfr的內部而增加。當壓力增加閥PUfr處于其第二位置并且壓力減小閥PDfr處于其第一位置時，不考慮用于前右輪FR的制動液壓調節(jié)器43的上游側中的液壓，輪缸Wfr中那時的液壓得以保持。另外，當壓力增加閥PUfr和壓力減小閥PDfr都處于其第二位置時，輪缸Wfr中的壓力由制動液從輪缸Wfr中返回到蓄液器RS而減小。
類似地，用于前左輪FL的制動液壓調節(jié)器44、用于后右輪RR的制動液壓調節(jié)器45和用于后左輪RL的制動液壓調節(jié)器46分別包括壓力增加閥PUfl和壓力減小閥PDfl、壓力增加閥PUrr和壓力減小閥PDrr，以及壓力增加閥PUrl和壓力減小閥PDrl。
采用上述結構，當所有的電磁閥都處于它們的第一位置時，制動液壓控制器40將與制動踏板BP的操作力相對應的制動液壓供給至每個輪缸。在該狀態(tài)下，例如，通過控制壓力增加閥PUrr和壓力減小閥PDrr，只在輪缸Wrr中的制動液壓可只被減小預定的量。
當制動踏板BP沒有被操作時，即其處于釋放狀態(tài)，通過利用由高壓產生部分41產生的高壓，制動液壓控制器40可將僅在輪缸Wfr中的制動液壓增加預定的量，同時通過例如將控制閥SA1、轉換閥STR和壓力增加閥PUfl轉換至其第二位置以及控制壓力增加閥PUfr和壓力減小閥PDfr從而保持輪缸Wfl中的制動液壓。
再次參照圖1，傳感器部分50包括電磁拾取式輪速傳感器51fr、51fl、51rr和51rl，它們的每個都輸出具有與對應輪FR、FL、RR或RL的轉速相對應的頻率的信號；轉向角傳感器52，該傳感器檢測轉向輪21離開中立位置的轉動角并且輸出表示轉向角θs(度)的信號；油門操作傳感器53，該傳感器檢測由司機操作的油門踏板AP的操作量并且輸出表示油門踏板AP的操作量Accp的信號；側向加速度傳感器54(用作指標獲取裝置)，該傳感器檢測實際側向加速度，作為過度橫搖發(fā)生趨勢指標，并且輸出表示實際側向加速度Gy(m/s2)的信號，該實際側向加速度是沿車體的側向方向測量的、作用在車輛上的實際加速度的分量；制動開關55，該開關檢測制動踏板BP是否由司機操作并且輸出表示制動操作是否進行的信號；以及車輛高度傳感器56fr、56fl、56rr和56rl，它們檢測在車輪FR、FL、RR和RL附近的車體的預定部分(車輪部分)的(距離路面的)各個高度并且輸出表示車輪部分的車輪高度Hfr、Ffl、Hrr和Hrl的信號。
轉向角θs在轉向輪21處于其中立位置時為零，當轉向輪21從中立位置沿(司機看到的)逆時針方向旋轉時，轉向角變?yōu)檎?，并且當轉向輪21沿順時針方向離開中立位置轉動時，轉向角變?yōu)樨撝?。另外，實際側向加速度Gy在車輛沿(從車輛上部看到的)逆時針方向轉動時變?yōu)檎?，在車輛沿(從車輛上部看到的)順時針方向轉動時變?yōu)樨撝怠?br> 電子控制器60是微計算機，該微計算機包括CPU 61；ROM 62，其中具有由CPU 61表(查詢表和圖)等執(zhí)行的預先存儲程序(程序)、常數(shù)等；RAM 63，CPU 61在其中按照需要暫時存儲數(shù)據；備份RAM 64，其在電源開啟時存儲數(shù)據，在電源切斷時保持所存儲的數(shù)據；包含A/D轉換器的接口65等。上述部件由總線相互連接。接口65連接于上述傳感器51-56并且將傳感器51-56的信號供給至CPU 61，并且其根據CPU 61的指令將各驅動信號輸出至電磁閥和制動液壓控制器40的馬達M、節(jié)流閥致動器32以及燃料噴射裝置33的每個。
根據本發(fā)明的車輛移動控制的概要根據本發(fā)明的車輛運動控制裝置10使用下述方程(1)計算目標側加速度Gyt(m/s2)，該方程為由車輛運動的模型推導出的理論方程。目標側向加速度Gyt設定為當轉向角θs為正值時變?yōu)檎?，當轉向角θs為負值時變?yōu)樨撝怠Ｔ摾碚摲匠瘫硎井斳囕v在轉向角和車體速度都為常數(shù)的狀態(tài)下(在穩(wěn)定圓形轉動期間)轉動時的作用在車輛上的側向加速的理論值。
Gyt＝(Vso2·θs)/(n·L)·(1/(1+Kh·Vso2))(1)在上述方程(1)中，Vso是推算的車體速度(m/s)，該速度如下所述進行計算。n是傳動比(常數(shù)值)，其作為轉向輪21的轉動角的變化與可轉向輪FL和FR的轉向角的變化的比值。L是車輛的車輪基部(m)，該值是由車體確定的固定值。Kh是穩(wěn)定性因數(shù)(s2/m2)，該因數(shù)是由車體確定的固定值。
根據下述方程(2)，本裝置計算側向加速度偏差ΔGy(m/s2)，其為如上所述計算的目標側向加速度Gyt的絕對值與借助側向加速度傳感器54檢測的實際側向速度Gy的絕對值之間的偏差或差值。
ΔGy＝|Gyt|-|Gy| (2)<轉向不足抑制控制>
當側向加速度偏差ΔGy的值為正值時，車輛處于實際轉動半徑大于由在下述假設下確定的轉動半徑的狀態(tài)，該假設為在車輛中產生目標側向加速度Gyt(下文稱之為“轉向不足狀態(tài)”)。因此，當側向加速度偏差ΔGy等于或高于預定正值ΔGy1時，本裝置確定車輛處于轉向不足狀態(tài)并且執(zhí)行用于抑制轉向不足狀態(tài)的轉向不足抑制控制(下文稱之為“US抑制控制”)。
具體地說，本裝置產生預定制動力，該制動力對應于只在設置于轉動軌跡徑向內側上的后輪中的側向加速度偏差ΔGy的值，并且本裝置強迫地在車輛中產生沿與轉動方向相同的方向的偏轉力矩。由于該偏轉力矩，實際側向加速度Gy的絕對值增加，實際側向加速度Gy被控制以接近目標側向加速度Gyt。
<過度轉向抑制控制>
比較來說，當側向加速度偏差值ΔGy為負的時，車輛處于實際轉動半徑小于在目標側向加速度Gyt產生于車輛中這一假設下確定的轉動半徑的狀態(tài)(下文稱之為“過度轉向狀態(tài)”)。因此，當側向加速度偏差ΔGy等于或者小于預定的負值(-ΔGy1)時，本裝置確定該車輛處于過度轉向狀態(tài)并且執(zhí)行用于抑制該過度轉向狀態(tài)的過度轉向抑制控制(下文稱之為“OS抑制控制”)。
具體地說，本裝置產生預定的制動力，該力對應于只在設置于轉動軌跡徑向外側上的前輪中的側向加速度偏差值ΔGy，并且強迫地在車輛中沿與車輛轉動方向相對的方向產生偏轉力矩。由于該偏轉力矩，實際側向加速度Gy的絕對值減小，實際側向加速度Gy被控制以接近目標側向加速Gyt。
采用這種方式，通過執(zhí)行轉向不足抑制控制或者過度轉向抑制控制，本裝置產生偏轉力矩的方向使得實際側向加速度Gy接近目標側向加速度Gyt，其根據上述方程(1)進行計算。
<翻轉防止控制>
當借助側向加速度傳感器54檢測到的實際側向加速度Gy的絕對值|Gy|(車輛過度橫搖的趨勢或可能性)等于或大于翻轉(rollover)防止控制啟動參考值Gyth(在本實施例中，該值等同于下文將要說明的第一參考值Gy1)，本裝置確定車輛趨向于過度橫搖，并且執(zhí)行翻轉防止控制，用于根據實際側向加速度的絕對值|Gy|抑制(減小)橫搖角的增加。明顯地，當翻轉防止控制執(zhí)行時(即，實際側向加速度Gy的絕對值|Gy|等于或高于翻轉防止控制啟動參考值Gyth)時，上述轉向不足抑制控制和過度轉向抑制控制沒有執(zhí)行。換句話說，翻轉防止控制執(zhí)行的優(yōu)先級高于轉向不足抑制控制和過度轉向抑制控制。
翻轉防止控制將在下文參照圖3進行更詳細地描述。圖3是示出在車輛沿(從車輛上方看的)逆時針方向轉動時、翻轉防止控制執(zhí)行的情況下施加于車輪的實例制動力的示意圖。
如圖3所示，當實際側向加速度的絕對值|Gy|等于或大于翻轉防止控制啟動參考值Gyth(＝第一參考值Gy1)時，本裝置首先使對應于實際側向加速度的絕對值|Gy|的制動力(內前輪制動力)僅產生在設置于轉動軌跡徑向內側上的前輪(圖3中的前左輪FL)中產生，如圖3(a)所示。第一參考值Gy1對應于預定的第一程度。
在實際側向加速度的絕對值|Gy|處于第一參考值Gy1與大于第一參考值Gy1的第二參考值Gy2之間的范圍中時、隨著實際側向加速度的絕對值|Gy|增加、內前輪制動力被設定為從零以預定斜率增加至特定值，并且在實際側向加速度的絕對值|Gy|處于第二參考至Gy2與大于第二參考值Gy2的第三參考值Gy3之間的范圍中時、隨著實際側向加速度的絕對值|Gy|的增加、內前輪制動力被設定為從特定值以預定斜率減小至零。第二參考值Gy2對應于預定的第二程度，第三參考值Gy3對應于預定的第三程度。
由于施加內前輪制動力，上述車輛高度減小力產生在設置于轉動軌跡徑向內側上的車體的前部分處。因此，設置在轉動軌跡徑向內側上的車體前部分的高度被防止增加，由此抑制車體橫搖角的增加。另外，由于內前輪制動力施加于其負載在減速狀態(tài)下增加的那一前輪，所以在施加內前輪制動力時，偏轉力矩沿與車輛轉動方向相同的方向有效地產生在車輛中。因此，車輛的理想轉動軌跡追蹤性能得以令人滿意地保持。
而且，該車輛屬于前輪驅動類型。因此，當來自發(fā)動機31的驅動力被傳送至差動齒輪35(參見圖1)且同時施加內前輪制動力時，差動齒輪35以較大的比例將驅動力分配至設置于轉動軌跡徑向外側上的前輪(圖3中的前右輪FR)。這意味著在車輛中沿與車輛轉動方向相同的方向的偏轉力矩增加。因此，當內前輪制動力在驅動狀態(tài)下被施加時，由于差動齒輪35的作用，可更有效地產生沿與車輛轉動方向相同的方向的偏轉力矩。因此，車輛的理想轉動軌跡追蹤性能可被更加令人滿意地保持。
如上所述，上述內前輪制動力由于實際側向加速度的絕對值|Gy|達到等于或者大于第一參考值Gy1而被施加。但是，當實際側向加速度的絕對值|Gy|仍然達到第二參考值Gy2時，本裝置產生一制動力(內后輪制動力)，該制動力對應于在位于轉動軌跡徑向內側上的后輪(圖3的后左輪RL)中的實際側向加速度的絕對值|Gy|，如圖3(b)所示。
隨著實際側向加速度的絕對值|Gy|從第二參考值Gy2增加，內后輪制動力被設定為從零以預定斜率增加至上限fr，并且即使在實際側向加速度的絕對值|Gy|進一步增加時也保持在上限fr。由于施加內后輪制動力，所以上述車輛高度減小力產生在位于轉動軌跡徑向內側上的車體的后部處。結果，位于轉動軌跡徑向內側上的車體后部處的高度減小，由此抑制車體的橫搖角的增加。而且，通過施加內后輪制動力，偏轉力矩沿與車輛轉動方向相同的方向產生在車輛中。因此，車輛的理想轉動軌跡追蹤性能可被令人滿意地保持。
如上所述，由于實際側向加速度的絕對值|Gy|等于或大于第二參考值Gy2，所以上述內后輪制動力被施加。但是，當實際側向加速度的絕對值|Gy|。仍然達到第三參考值Gy3時，本發(fā)明產生預定制動力(外輪制動力)，該制動力對應于在位于轉動軌跡徑向外側上的前輪(圖3的前右輪FR)中的實際側向加速度的絕對值|Gy|，如圖3(c)所示隨著實際側向加速度的絕對值|Gy|從第三參考值Gy3增加，外輪制動力被設定為從零以預定斜率增加至上限ff，并且即使在實際側向加速度的絕對值|Gy|進一步增加時仍保持在上限ff。由于施加外輪制動力，所以偏轉力矩被強迫地產生在與車輛轉動方向相對的方向。因此，實際側向加速度的絕對值|Gy|減小，由此抑制車體橫搖角的增加。
如上所述，在用做過度橫搖發(fā)生趨勢指標的實際側向加速度的絕對值|Gy|達到等于或者大于翻轉防止控制啟動參考值Gyth(＝第一參考值Gy1)的情況下，本裝置在實際側向加速度的絕對值|Gy|小于第二參考值Gy2的早期階段、根據實際側向加速度的絕對值|Gy|只產生內前輪制動力；除了內前輪制動力，在實際側向加速度的絕對值|Gy|等于或大于第二參考值Gy2但是不大于第三參考值Gy3的隨后階段、根據實際側向加速度的絕對值|Gy|還產生內后輪制動力；并且除了內后輪制動力，在實際側向加速度的絕對值|Gy|等于或大于第三參考值Gy3的階段(在該階段，內前輪制動力沒有產生)、根據實際側向加速度的絕對值|Gy|還產生外輪制動力。
采用這種方式，本裝置執(zhí)行US抑制控制、OS抑制控制和翻轉防止控制(下文總體地稱之為“轉動穩(wěn)定性控制”)，由此向相應車輪施加預定制動力，用于確保車輛的穩(wěn)定性。此外，當后面所述的抗滑動控制、前后制動力分配控制以及牽引控制中的任何一個也在執(zhí)行轉動穩(wěn)定性控制期間需要被執(zhí)行時，本裝置考慮將施加于車輪的各制動力從而最終確定將要施加于車輪的制動力，以執(zhí)行上述控制的任意一個。上面內容是車輛運動控制的概要。
實際操作根據本發(fā)明的具有上述結構的車輛運動控制裝置10的實際操作將參照圖4至9在下文進行說明，圖4至9示出了由電子控制裝置60的CPU 61執(zhí)行的程序的流程圖。在流程圖中，“**”附屬于各個變量、標記或符號的末端，其總體地表示fl、fr、rl和rr，并且表示特定變量標記或符號施加于車輛的所有車輪。例如，輪速Vw**總體地表示前左輪速Vwfl、前右輪速Vwfr、后左輪速Vwrl和后右輪速Vwrr。
在規(guī)定的時間間隔中，CPU 61重復地執(zhí)行圖4中的程序，用于計算輪速Vw**和其他參數(shù)。在預定的定時，CPU 61從步驟400開始處理程序。CPU 61前進至步驟405并且計算每個車輪的輪速(輪胎外周的速度)Vw**(m/s)。具體地說，CPU 61在每個輪速傳感器51**輸出信號的頻率的基礎上計算每個車輪的輪速Vw**。
接下來，CPU 61前進至步驟410并且將推算的車體速度Vso設定為輪速Vw**的最大值。可選擇地，推算的車體速度Vso可設定為輪速Vw**的平均值。
接下來，CPU 61前進至步驟415并且根據在步驟410中計算的推算車體速度Vso、步驟405中計算的每個車輪的輪速Vw**的值和步驟415方框中所示的方程計算每個車輪的實際滑移率Sa**。如下文所述，實際滑移率Sa**在計算將要施加于每個車輪的制動力時被使用。
接下來，CPU 61前進至步驟420并且根據下述方程(3)計算推算車體加速度DVso，該加速度是推算車體速度Vso相對于時間的微分。在方程(3)中，Vso1是本程序的早先執(zhí)行期間在步驟410中計算的預先推算的車體速度，同時Δt表示上述預定間隔，其對應于本程序的計算期間。
DVso＝(Vso-Vso1)/Δt (3)接下來，CPU 61前進至步驟425并且確定借助側向加速度傳感器54檢測的實際側向加速度Gy的值是否等于或高于零。如果實際側向加速度Gy的值等于或大于零，那么在步驟425中作出“是”的確定，由此CPU 61前進至步驟430并且將轉動方向指示標記L設定為“1”。CPU 61隨后前進至步驟495并且結束本程序的當前執(zhí)行。在步驟425進行的確定中，如果實際側向加速度Gy的值是負的，那么在步驟425中作出“否”的確定，這樣CPU 61前進至步驟435并且將轉動方向指示標記L設定為“0”。CPU 61隨后前進至步驟495并且結束本程序的當前執(zhí)行。
這里，轉動方向指示標記L在其值為“1”時表示車輛沿(從車輛上部看的)逆時針方向轉動，當其值為“0”時表示車輛沿(從車輛上部看的)順時針轉動。相應地，車輛的轉動方向由轉動方向指示標記L的值進行說明。
接下來，將說明側向加速度偏差的計算。CPU 61重復地以預定間隔執(zhí)行圖5所示的程序。在預定的定時，CPU 61開始從步驟500進行程序的進程。CPU 61前進至步驟505并且根據借助轉向角傳感器52檢測的轉向角θs的值、圖4的步驟410中計算的推算車體速度Vso的值以及與上述方程(1)右側對應的步驟505的方框中示出的方程計算目標側向加速度Gyt。
接下來，CPU 61前進至步驟510并且根據步驟505中計算的目標側向加速度Gyt的值、借助側向加速度傳感器54檢測的實際側向加速度Gy的值以及與上述方程(2)右側對應的步驟510的方框中示出的方程計算側向加速度偏差ΔGy。CPU 61隨后前進至步驟505并且結束本程序的目前執(zhí)行。
接下來，將說明每個車輪的目標滑移率的計算，需要使用該值確定當只有上述OS-US抑制控制被執(zhí)行時將要施加于每個車輪的制動力。CPU61重復地以預定的間隔執(zhí)行圖6所示的程序。在預定的定時，CPU 61從步驟600開始該程序的進程。CPU 61前進至步驟605并且確定借助側向加速度傳感器54檢測的實際側向加速度Gy的絕對值|Gy|是否小于上述翻轉防止控制啟動參考值Gyth(＝第一參考值Gy1)。如果在步驟605中作出“否”的確定，那么CPU 61會立刻前進至步驟695并且結束本程序的當前執(zhí)行。這對應于對執(zhí)行翻轉防止控制給定較高優(yōu)先級的情況。
這里，在實際側向加速度的絕對值|Gy|小于翻轉防止控制啟動參考值Gyth的假設下，繼續(xù)進行說明。在這種情況下，CPU 61在步驟605作出“是”的確定，并且前進至步驟610，從而根據在圖5的步驟510中計算的側向加速度偏差ΔGy的絕對值和步驟610的方框中示出的圖表計算對應于偏轉力矩大小的控制量Gou，該偏轉力矩應該在車輛中由OS-US抑制控制產生。
如步驟610的方框中記載的圖表所示，當側向加速度偏差ΔGy的絕對值小于或等于值ΔGy1時，控制量Gou被設定為零。當側向加速度偏差ΔGy的絕對值大于或等于ΔGy1但是不大于值ΔGy2時、隨著側向加速度偏差ΔGy的絕對值從值ΔGy1增加至值ΔGy2、控制量Gou被設定以從零線性增加至上限G1。當側向加速度偏差ΔGy的絕對值等于或者大于值ΔGy2時，控制量Gou被保持在上限G1。換句話說，當側向加速度偏差ΔGy的絕對值小于值ΔGy1時，OS-US抑制控制沒有執(zhí)行，反而當側向加速度偏差ΔGy的絕對值等于或大于值ΔGy1時，控制量Gou根據側向加速度偏差ΔGy并且參照步驟610的方框中示出的圖表進行確定。
接下來，CPU 61前進至步驟615并且確定在圖5的步驟510中計算的側向加速度偏差ΔGy的值是否等于或大于零。如果側向加速度偏差ΔGy的值等于或大于零(實際上，側向加速度偏差ΔGy的值等于或大于ΔGy1)，那么CPU 61如上所述確定車輛處于轉向不足狀態(tài)，并且CPU 61前進至步驟620和隨后各步驟，用于計算當上述轉向不足抑制控制沒有執(zhí)行時將要使用的每個車輪的目標滑移率。
CPU 61前進至步驟S620從而確定轉動方向指示符號L的值是否為“1”。當在步驟620中作出“是”的確定(也就是，車輛沿從車輛上方觀看的逆時針方向轉動)時，CPU 61前進至步驟625，并且將后左輪RL的目標滑移率Str1設定為通過將系數(shù)Kb乘以控制量Gou獲得的值。其余車輪FL、FR、RR的目標滑移率Stfl、Stfr和Strr都設定為零。CPU 61隨后前進至步驟695并且結束本程序的當前執(zhí)行。結果，與側向加速度偏差ΔGy的絕對值|ΔGy|相對應的并且沿與車輛的轉動方向相同的方向產生偏轉力矩的目標滑移率只為后左輪RL設定，該輪為當車輛沿從車輛上部看的逆時針方向轉動時設置在轉動軌跡的徑向內側上的后輪。
當轉動方向指示標記L在步驟620中設定為“0”時，CPU 61在步驟620中作出“否”的確定，從而前進至步驟630。在步驟630中，CPU 61將后右輪RR的目標滑移率Strr設定為通過系數(shù)Kb乘以控制量Gou獲得的值。其余車輪FL、FR、RL的目標滑移率Stfl、Stfr和Strl都設定為零。CPU61隨后前進至步驟695并且結束本程序的當前執(zhí)行。結果，與側向加速度偏差ΔGy的絕對值|ΔGy|相對應的并且沿與車輛的轉動方向相同的方向產生偏轉力矩的目標滑移率只為后右輪RR設定，該輪為當車輛沿從車輛上部看的逆時針方向轉動時設置在轉動軌跡的徑向內側上的后輪。
當側向加速度偏差ΔGy的值在步驟615中被確定為負(實際上，側向加速度偏差ΔGy的值等于或者小于-ΔGy1)時，CPU 61如上所述確定車輛處于過度轉向狀態(tài)并且CPU 61前進至步驟635和隨后各步驟，計算用于執(zhí)行上述過度轉向抑制控制的每個車輪的目標滑移率。
從步驟635到步驟645的處理對應于程序從步驟620到步驟630的上述處理。當前進至步驟640時(也就是，車輛沿從車輛上方看的逆時針方向轉動)時，CPU 61將前右輪FR的目標滑移率Stfr設定為通過將系數(shù)Kf乘以控制量Gou獲得的值。其余車輪FL、RL和RR的目標滑移率Stfl、Strl和Strr都設定為零。CPU 61隨后前進至步驟695并且結束本程序的當前執(zhí)行。結果，與側向加速度偏差ΔGy的絕對值|ΔGy|相對應的并且沿與車輛的轉動方向相對的方向產生偏轉力矩的目標滑移率只為前右輪FR設定，該輪為當車輛沿從車輛上部看的逆時針方向轉動時設置在轉動軌跡的徑向外側上的前輪。
此外，當前進至步驟645時(也就是，車輛沿從車輛上方看的順時針方向轉動)，CPU 61將前左輪FL的目標滑移率Stfl設定為通過將系數(shù)Kf乘以控制量Gou獲得的值。其余車輪FR、RL和RR的目標滑移率Stfr、Strl和Strr都設定為零。CPU 61隨后前進至步驟695并且結束本程序的當前執(zhí)行。結果，與側向加速度偏差ΔGy的絕對值|ΔGy|相對應的并且沿與車輛的轉動方向相對的方向產生偏轉力矩的目標滑移率只為前左輪FL設定，該輪為當車輛沿從車輛上部看的順時針方向轉動時設置在轉動軌跡的徑向外側上的前輪。采用這種方式，可確定每個車輪的目標滑移率，需要該值以確定當只有OS-US抑制控制執(zhí)行時將要施加于每個車輪的制動力。
接下來，將說明用于每個車輪的目標滑移率的計算，該值有必要用于確定當只有上述翻轉防止控制執(zhí)行時將要施加于每個車輪的制動力。CPU61以預定間隔重復地執(zhí)行圖7所示的程序。在預定的定時，CPU 61開始從步驟700處理程序。該程序前進至步驟705并且確定借助側向加速度傳感器54檢測的實際側向加速度Gy的絕對值|Gy|是否等于或大于翻轉防止控制啟動參考值Gyth。如果在步驟705中作出“否”的確定，那么CPU 61立刻前進至步驟795并且結束本程序的當前執(zhí)行。在這種情況下，上述翻轉防止控制沒有執(zhí)行(OS-US抑制控制可被執(zhí)行)。
這里，將繼續(xù)在下述假設下進行說明，該假設即實際側向加速度Gy的絕對值|Gy|等于或大于翻轉防止控制啟動參考值Gyth。在這種情況下，CPU 61在步驟705中作出“是”的確認，并且前進至步驟710。在步驟710中，根據借助側向加速度傳感器54檢測到的側向加速度Gy的絕對值|Gy|并且參照與圖3(a)至圖3(b)所示的曲線圖相對應的步驟710的方框示出的圖表，CPU 61計算對應于內前輪制動力的控制量Gfi、對應于內后輪制動力的大小的控制量Gri以及對應于外輪制動力的大小的控制量Gfo，這些力必須通過翻轉防止控制產生在車輛中。
如步驟710的方框中記載的圖表所示，當實際側向加速度的絕對值|Gy|處于第一參考值Gy1與第二參考值Gy2之間的范圍中時、隨著實際側向加速度的絕對值|Gy|增加、控制量Gfi被設定為從零以預定斜率增加至特定值；當實際側向加速度的絕對值|Gy|處于第二參考值Gy2與第三參考值Gy3之間的范圍中時、隨著實際側向加速度的絕對值|Gy|增加、控制量Gfi被設定為從特定值以預定斜率減小至零。隨著實際側向加速度的絕對值|Gy|從第二參考值Gy2增加、控制量Gri設定為從零以預定斜率增加至上限G2，并且即使當實際側向加速度的絕對值|Gy|進一步增加時也保持在上限G2。隨著實際側向加速度的絕對值|Gy|從第三參考值Gy3增加、控制量Gfo設定為從零以預定斜率增加至上限G3，并且即使當實際側向加速度的絕對值|Gy|進一步增加時也保持在上限G3。
接下來，CPU 61前進至步驟715并且確定轉動方向指示標記L的值是否為“1”。當在步驟715中作出“是”的確定時(也就是，車輛沿從車輛上方看的逆時針方向轉動)，CPU 61前進至步驟720，并且將前左輪FL的目標滑移率Stfl設定為通過將系數(shù)Kf乘以在步驟710中計算的控制量Gfi獲得的值；將前右輪FR的目標滑移率Stfr設定為通過將系數(shù)Kf乘以在步驟710中計算的控制量Gfo獲得的值；將后左輪RL的目標滑移率Strl設定為通過將系數(shù)Kr乘以控制量Gri獲得的值；將后右輪RR的目標滑移率Strr設定為零。CPU 61然后前進至步驟795并且結束本程序的當前執(zhí)行。結果，當車輛沿從車輛上方看的逆時針方向轉動時，與內前輪制動力對應的目標滑移率為前左輪FL設定，該前輪對應于設置在轉動軌跡徑向內側上的前輪；與內后輪制動力對應的目標滑移率為后左輪RL設定，該后輪對應于設置在轉動軌跡徑向內側上的后輪；以及，與外前輪制動力對應的目標滑移率為前右輪FR設定，該前輪對應于設置在轉動軌跡徑向外側上的前輪。
當轉動方向指示標記L在步驟715確定為“0”時，CPU 61在步驟715中作出“否”的確定，從而前進至步驟725。在步驟725中，CPU 61將前左輪FL的目標滑移率Stfl設定為通過將系數(shù)Kf乘以在步驟710中計算的控制量Gfo獲得的值；將前右輪FR的目標滑移率Stfr設定為通過將系數(shù)Kf乘以在步驟710中計算的控制量Gfi獲得的值；將后右輪RR的目標滑移率Strr設定為通過將系數(shù)Kr乘以控制量Gri獲得的值；將后左輪RL的目標滑移率Strl設定為零。CPU 61然后前進至步驟795并且結束本程序的當前執(zhí)行。結果，當車輛沿從車輛上方看的順時針方向轉動時，與內前輪制動力對應的目標滑移率為前右輪FR設定，該前輪對應于設置在轉動軌跡徑向內側上的前輪；與內后輪制動力對應的目標滑移率為后右輪RR設定，該后輪對應于設置在轉動軌跡徑向內側上的后輪；以及，與外輪制動力對應的目標滑移率為前左輪FL設定，該前左輪對應于設置在轉動軌跡徑向外側上的前輪。采用這種方式，用于每個車輪的目標滑移率得以確定，該值有必要用于確定當只有翻轉防止控制執(zhí)行時將要施加于每個車輪的制動力。
接下來，將說明對車輛的控制模式進行設定。CPU 61以預定的間隔重復地執(zhí)行圖8所示的程序。在預定的定時，CPU 61開始從步驟800處理。CPU 61前進至步驟805并且確定當前是否需要抗滑動控制?？够瑒涌刂圃谥苿犹ぐ錌P正在操作時、當特定車輪被鎖定時減小特定車輪中的制動力?？够瑒涌刂频脑敿殐热菀呀浌?，因此其詳細內容的說明在此省略。
具體地說，在步驟805中，當制動開關55表示制動踏板BP正在被操作并且在圖4步驟415中計算的特定車輪的實際滑移率Sa**的值等于或者高于預定的正值時，CPU 61確定抗滑動控制是需要進行的。
當在步驟805中確定需要抗滑動控制時，CPU 61前進至步驟810并且將可變模式的值設定為1從而選擇一控制模式，用于執(zhí)行轉動穩(wěn)定性控制和抗滑動控制。CPU 61然后前進至步驟850。
當在步驟805中確定抗滑動控制并不必需時，CPU 61前進至步驟815并且確定當前是否需要進行前后制動力分配控制。前后制動力分配控制是一種控制形式，其根據在制動踏板BP正在被操作的狀態(tài)下、在車輛的前后方向的減速大小、減小后輪制動力相對于前輪制動力的比率(分配值)。前后制動力分配控制的詳細內容已經公知，因此其詳細說明在這里省略。
具體地說，在步驟815中，當制動開關55表示制動踏板BP正在被操作時，在圖4的步驟420中計算的推算車體加速度DVso是負值，所推算的車體加速度DVso的絕對值等于或大于預定值，CPU 61確定前后制動力分配控制是必要的。
如果在步驟815中確定前后制動力分配控制是必要的，那么CPU 61前進至步驟820，其將可變模式設定為2，從而選定一控制模式，用于執(zhí)行轉動穩(wěn)定性控制和前后制動力分配控制，然后前進至步驟850。
當在步驟815中確定前后制動力分配控制不是必要的時，CPU 61前進至步驟825并且確認牽引控制是否在當時是必要的。在制動踏板BP沒有被操作時、當沿發(fā)動機31產生驅動力的方向進行特定車輪的旋轉時，牽引控制將增加施加于特定車輪的制動力或者減小發(fā)動機31的驅動力。牽引控制的詳細內容已經公知，因此其詳細內容的說明在此省略。
具體地說，在步驟825中，當由制動開關55指示制動踏板BP沒有被操作并且當在圖4的步驟415中計算的特定車輪的實際滑移率Sa**是負值并且實際滑移率Sa**的絕對值等于或大于預定值時，CPU 61確定牽引控制是必要的。
如果在步驟825中確定牽引控制是必要的，那么CPU 61前進至步驟830，其將可變模式設定為3從而選擇一控制模式，用于執(zhí)行轉動穩(wěn)定性控制和牽引控制，并且CPU 61前進至步驟850。
如果在步驟825確定牽引控制不是必要的，那么CPU 61前進至步驟835并且確定上述轉動穩(wěn)定性控制當時是否是必要的。具體地說，在步驟835中，CPU 61確定轉動穩(wěn)定性控制在下述兩種情況下是必要的，因為存在一特定車輪，該車輪由圖6或7中的程序設定的目標滑移率St**不是零情況1借助側向加速度傳感器54檢測的實際側向加速度Gy的絕對值小于翻轉防止控制啟動參考值Gyth并且在圖5的步驟510中計算的側向加速度偏差ΔGy的絕對值等于或大于上述ΔGy1(也就是，執(zhí)行OS-US抑制控制)；以及情況2實際側向加速度Gy的絕對值等于或大于翻轉防止控制啟動參考值Gyth(也就是，執(zhí)行翻轉防止控制)。
在步驟835中確定轉動穩(wěn)定性控制是必要的，CPU 61前進至步驟840從而將可變模式的值設定為4，由此選擇一控制模式，用于僅執(zhí)行轉動穩(wěn)定性控制(實際上，OS-US抑制控制或翻轉防止控制)。隨后，CPU 61前進至步驟850。如果在步驟835中確定轉動穩(wěn)定性控制不是必要的，那么CPU61前進至步驟845從而將可變模式的值設定為零，由此選擇不執(zhí)行車輛運動控制的非控制模式，然后前進至步驟850。在這種情況下，應該被控制的特定車輪并不存在。
當CPU 61前進至步驟850時，CPU 61將待控制的車輪的標記CONT**設定為“1”，并且其將沒有被控制的未控制車輪的標記CONT**設定為“0”。需要為在步驟850中待控制的車輪控制圖2所示的壓力增加閥PU**和壓力減小閥PD**的至少一個。
相應地，例如，當制動踏板BP沒有被操作并且前進至圖6的步驟640時，有必要僅增加前右輪FR的輪缸Wfr的制動液壓。因此，通過將圖2所示的控制閥SA1、切換閥STR和壓力增加閥PUfl的每個切換至其第二位置并且控制壓力增加閥PUfr和壓力減小閥PDfr的每個，只在輪缸Wfr中的制動液壓通過利用高壓產生部分41產生的高壓而增加，同時當時的輪缸Wfl中的制動液壓得以保持。相應地，在這種情況下，待控制的車輪包括前右輪FR和前左輪FL。在CPU 61執(zhí)行步驟850之后，CPU 61前進至步驟895并且結束本程序的當前執(zhí)行。采用這種方式，控制模式是指定的，待控制的車輪也是指定的。
接下來，將說明施加于每個車輪的制動力的控制。CPU 61重復地以預定的間隔執(zhí)行圖9所示的程序。在預定的定時，CPU 61從步驟900開始處理，并且CPU 61前進至步驟905從而確定可變模式的值是否為0。如果可變模式的值為0，那么CPU 61在步驟905中作出“否”的確定，并且前進至步驟910，在其中，CPU 61將制動液壓控制器40中的所有電磁閥設定為關(非激活狀態(tài))，因為沒有必要執(zhí)行相對于任何車輪的制動控制。CPU 61然后前進至步驟995并且結束本程序的當前執(zhí)行。結果，與由司機施加至制動踏板BP的操作力對應的制動液壓力被施加于每個輪缸W**。
另一方面，如果在步驟905中確認可變模式不是0，那么CPU在步驟905中作出“否”的確定，并且前進至步驟915，此時其確定可變模式的值是否為4。如果可變模式的值不是4(即，如果抗滑動控制或除了轉動穩(wěn)定性控制的其他類型控制是必要的)，那么CPU 61在步驟915中作出“否”的確定并且前進至步驟920。在步驟920中，每個車輪的標記CONT**的值在圖8的步驟850已被設定為“1”，CPU 61校正已在圖6或7中設定的目標滑移率St**的值，該值在只有轉動穩(wěn)定性控制執(zhí)行時是必要的。CPU 61隨后前進至步驟925。結果，已經在圖6或7中設定的滑移率St**的值對于每個待控制的輪被校正，校正量對應于每個車輪的目標滑移率，其目標滑移率在除了轉動穩(wěn)定性控制之外、與可變模式的值對應的類型的控制被執(zhí)行時變得必要。
當可變模式的值在步驟915中確定為4時，CPU 61在步驟915中作出“是”的確定，因為其不必要校正圖6或7中已經設定的每個車輪的目標滑移率St**，CPU 61直接前進至步驟925。在步驟925，CPU 61根據目標滑移率St**的值、在圖4的步驟415中計算的實際滑移率Sa**的值以及步驟925的方框中示出的方程計算待控制的車輪的滑移率偏差ΔSt**，用于所述車輪的標記CONT**在圖8的步驟850中已經設定為“1”。
CPU 61隨后前進至步驟930并且設定待控制的每個車輪的液壓控制模式，即對于每個車輪，CONT**＝1。具體地說，根據在步驟925中已計算的待控制的每個車輪的滑移率偏差ΔSt**以及步驟930的方框中示出的圖表，當滑移率偏差ΔSt**超過預定的正參考值時，CPU 61將液壓控制模式設定為待控制的每個車輪的“增加壓力”，當滑移率偏差ΔSt**的值大于或等于預定的負參考值以及至多是上述正參考值時，其將液壓控制模式設定為“保持”，并且當滑移率偏差ΔSt**的值下降低于上述預定負參考值時，其將液壓控制模式設定為“減小壓力”。
CPU 61然后前進至步驟935，并且根據已在步驟930中設定的待控制的每個車輪的液壓控制模式，CPU 61控制圖2所示的控制閥SA1、SA2和切換閥STR，并且其根據待控制的每個車輪的液壓控制模式控制壓力增加閥PU**和壓力減小閥PD**。
具體地說，CPU 61將壓力增加閥PU**和壓力減小閥PD**控制為每個車輪的第一位置(非激活狀態(tài)的位置)，所對應的液壓模式為“增加壓力”，其將壓力增加閥PU**控制至第二位置(激活狀態(tài)的位置)并且其將壓力減小閥PD**控制至每個車輪的第一位置，所對應的液壓控制模式為“保持”，并且其將壓力增加閥PU**和壓力減小閥PD**的值控制為每個車輪的第二位置(激活狀態(tài)的位置)，所對應的液壓控制模式為“減小壓力”。
結果，液壓控制模式為“增加壓力”的、有待控制的車輪的輪缸W**中的制動液壓增加，液壓控制模式為“減小壓力”的、有待控制的車輪的輪缸W**中的制動液壓減小，并且每個受控車輪的實際滑移率Sa**被控制為接近目標滑移率St**。結果，對應于圖8中設定的控制模式的控制得以實現(xiàn)。
當通過執(zhí)行圖8的程序設定的控制模式是用于執(zhí)行牽引控制的控制模式(可變模式的值＝3)或者用于僅執(zhí)行轉動穩(wěn)定性控制的控制模式(可變模式的值＝4)時，為了減小發(fā)動機31的驅動力，如果必要的話，CPU 61控制節(jié)油閥致動器32從而使節(jié)油閥TH的開度以預定量小于與油門踏板AP的操作量Accp相對應的開度。然后，CPU 61前進至步驟995并且結束本程序的當前執(zhí)行。
如上所述，在根據本發(fā)明的用于車輛的運動控制裝置中，在實際側向加速度Gy的絕對值|Gy|在上述翻轉防止控制中達到等于或者大于第一參考值Gy1的情況下，與實際側向加速度的絕對值|Gy|相對應的內前輪制動力只在實際側向加速度的絕對值|Gy|小于第二參考值Gy2的相對早的階段、在設置于轉動軌跡的徑向內側上的前輪中產生。當施加內前輪制動力時，上述車輛高度減小力產生于設置在轉動軌跡徑向內側上的車體的前部。因此，抑制車體的橫搖角的增加。另外，由于內前輪制動力作用在其負載在減速狀態(tài)下增加的那一前輪上，所以偏轉力矩在車輛中沿與車輛轉動方向相同的方向上高效地產生。因此，車輛的理想轉動軌跡追蹤性能可被令人滿意地保持。而且，當在驅動狀態(tài)下施加內前輪制動力時，由于差動齒輪35的作用，偏轉力矩在與車輛轉動方向相同的方向上更有效地產生。因此，轉動和追蹤能力可被更加令人滿意地保持。
此外，在實際側向加速度的絕對值|Gy|等于或者大于第二參考值Gy2但是小于第三參考值Gy3的階段中，除了內前輪制動力，與實際側向加速度的絕對值|Gy|對應的內后輪制動力在設置于轉動軌跡徑向內側上的后輪中產生。內后輪制動力在設置于轉動軌跡徑向內側上的車體的后部中產生上述車輛高度減小力。因此，車體橫搖角的增加得以抑制。此外，通過施加內后輪制動力，偏轉力矩沿與車輛的轉動方向相同的方向產生在車輛中。因此，車輛的轉動和追蹤能力可被令人滿意地保持。
而且，在實際側向加速度的絕對值|Gy|等于或者大于第三參考值Gy3的階段中，除了內后輪制動力，與實際側向加速度的絕對值|Gy|對應的外輪制動力在設置于轉動軌跡徑向外側上的前輪中產生。通過施加外輪制動力，沿于車輛的轉動方向相對的方向的偏轉力矩被強迫地產生。結果，實際側向加速度的絕對值|Gy|被減小，由此抑制車體橫搖角的增加。
此外，當實際側向加速度Gy的絕對值|Gy|達到至少第一參考值Gy1時，內前輪制動力首先只在設置于轉動軌跡的徑向內側上的前輪(也就是，在單個車輪中)中產生。相應地，司機在這一階段感覺到的減速相對較小。結果，將第一參考值Gy1設定為較小值允許翻轉防止控制在實際側向加速度Gy的絕對值|Gy|較小(相應地，橫搖角較小)的較早階段啟動。
如上所述，在實際側向加速度Gy的絕對值|Gy|增加的過程中，外輪制動力在施加內前輪制動力和內后輪制動力之后被施加。相應地，外輪制動力在設置于轉動軌跡徑向內側上的車輛的一部分的高度增加被抑制的同時被施加，由此更可靠地防止過度橫搖角的產生。
本發(fā)明并不局限于上述實施例，可在本發(fā)明的范圍中進行各種改進。例如，在上述實施例中，每個車輪的滑移率用作控制目標，以控制施加于車輛的每個車輪的制動力。但是，任何物理量，諸如每個車輪的輪缸W**的制動液壓，可用作控制目標，只要該物理量根據施加于每個車輪的制動力發(fā)生變化即可。
在上述實施例中，當實際側向加速度Gy的絕對值|Gy|處于第一參考值Gy1與第二參考值Gy2之間的范圍中時、隨著實際側向加速度Gy的絕對值|Gy|增加、內前輪制動力被設定為從零以預定斜率增加至特定值，當實際側向加速度Gy的絕對值|Gy|處于第二參考值Gy2與第三參考值Gy3之間的范圍中時、隨著實際側向加速度Gy的絕對值|Gy|增加、內前輪制動力被設定為從特定值以預定斜率減小至零。但是，當實際側向加速度Gy的絕對值|Gy|等于或大于第二參考值Gy2時，隨著實際側向加速度Gy的絕對值|Gy|的增加、內前輪制動力減小所對應的速率可被改變。具體地說，與減小內前輪制動力達到零時所處的點對應的實際側向加速度Gy的絕對值|Gy|可能與第三參考值Gy3不同。此外，當實際側向加速度Gy的絕對值|Gy|等于或大于第二參考值Gy2時，內前輪制動力可根據實際側向加速度Gy的絕對值|Gy|的增加而從特定值進一步增加。
在上述實施例中，在圖6的步驟610中計算的控制量Gou的上限G1與圖7的步驟710中計算的控制量Gfo的上限G3不同。但是，控制量Gou的上限G1可等于控制量Gfo的上限G3。
在上述實施例中，用作外輪制動力的制動力只施加于設置在轉動軌跡徑向外側上的前輪。但是，用作外輪制動力的制動力可施加于設置在轉動軌跡徑向外側上的前和后輪。
而且，在上述實施例中，如圖7的步驟710所示，翻轉防止控制中所使用的控制量Gfi、Gri和Gfo根據由側向加速度傳感器54的輸出表示的實際側向加速度Gy的絕對值|Gy|(過度橫搖發(fā)生趨勢指標)進行確定。但是，翻轉防止控制中使用的控制量Gfi、Gri和Gfo可根據車輛的橫搖角θroll的絕對值進行確定，其用作過度橫搖發(fā)生趨勢指標。
更具體地說，在預定的定時，CPU 61重復地執(zhí)行圖10所示的程序，從而計算車輛的橫搖角θroll。相應地，在預定的定時，CPU 61開始從步驟1000處理程序。CPU 61前進至步驟1005并且根據從車輛高度傳感器56fl、56fr、56rl和56rr獲得的車輪部分處的車輛高度Hfl、Hfr、Hrl和Hrr以及步驟1005的方框中所示的方程計算車體左側部分和車體右側部分之間的車輛高度差ΔH。
這里，車輛高度差ΔH表示車體前左部分與車體前右部分之間的車輛高度差以及車體后左部分與車體后右部分之間的車輛高度差的平均值。當車體左側部分的車輛高度高于車體右側部分的車輛高度時，車輛高度差ΔH變?yōu)檎?；也就是，當車輛沿(從車輛上部看的)逆時針方向轉動時；以及當車體左側部分的車輛高度低于車體右側部分的車輛高度時，車輛高度差變?yōu)樨?；也就是，當車輛沿(從車輛上部看的)順時針方向轉動時。
接下來，CPU 61前進至步驟1010并且根據在步驟1005中計算的車輛高度差ΔH的值、輪距T的值以及步驟1010的方框中所示的方程、計算車體的橫搖角θroll，輪距T的值為左輪(例如，后左輪RL)的胎線與路面之間的接觸面的中心與右輪(例如，后右輪RR)的胎線與路面之間的接觸面的中心之間的橫向距離。CPU 61隨后前進至步驟1095并且終止本程序的當前執(zhí)行。這里，從步驟1010的方框示出的方程可清楚地看出，橫搖角θroll的符號與車輛高度差ΔH的符號是相同的，由此，在車輛沿(從車輛上部看的)逆時針方向轉動時，橫搖角θroll變?yōu)檎?，同時在車輛沿(從車輛上部看的)順時針方向轉動時變?yōu)樨撝怠?br> CPU 61參照與圖7的步驟710的方框圖中示出的圖表類似的圖表計算控制量Gfi、Gri和Gfo，但是該圖表的水平軸線是圖10的步驟1010中計算的橫搖角θroll的絕對值，而不是實際側向加速度Gy的絕對值|Gy|。也就是，CPU 61參照改進的圖表并且利用第一、第二和第三參考值Gy1、Gy2和Gy3代替第一、第二和第三參考值Gy1、Gy2和Gy3來計算控制量Gfi、Gri和Gfo。如上所述，用于翻轉防止控制中的控制量Gfi、Gri和Gfo(相應地，內前輪制動力、內后輪制動力和外輪制動力)根據車輛橫搖角θroll的絕對值進行改變。此外，本裝置可被改進以使用橫搖角速度θ’roll作為過度橫搖發(fā)生趨勢指標，該角速度為上面計算的橫搖角θroll相對于時間的微分，并且根據橫搖角速度θ’roll的絕對值確定用于翻轉防止控制的圖7的步驟710中計算的控制量Gfi、Gri和Gfo。
圖7的步驟710中計算的控制量Gfi、Gri和Gfo可根據車輛實際偏轉率的絕對值進行改變，該值借助未示出的偏轉率傳感器檢測得到并且用作過度橫搖發(fā)生趨勢指標。圖7的步驟710中計算的控制量Gfi、Gri和Gfo可根據轉向角θs(轉向輪操作量)進行改變，該角由轉向角傳感器52獲得并且用作過度橫搖發(fā)生趨勢指標。圖7的步驟710中計算的控制量Gfi、Gri和Gfo可根據轉向輪21的旋轉速度的絕對值(轉向輪操作所對應的速度)進行改變，該絕對值用作過度橫搖發(fā)生趨勢指標。在這種情況下，轉向輪的旋轉速度θ’s可根據下述方程(4)進行計算。
θ’s＝(θs-θs1)/Δt (4)在方程(4)中，θsl是在圖5的步驟505的先前執(zhí)行期間從轉向角傳感器52獲得的先前轉向角；Δt表示上述預定的時間間隔，其對應于每個程序的計算期間。
而且，“過度橫搖發(fā)生趨勢指標”可以是通過將實際側向加速度Gy的絕對值、實際偏轉率的絕對值、橫搖角θroll的絕對值、橫搖角速度θ’roll的絕對值、轉向角θs的絕對值和轉向車輪轉速θ’s的絕對值乘以各個預定系數(shù)獲得的值(加權值)的總和。此外，這些絕對值中超過與上述翻轉防止控制啟動參考值Gyth相對應的參考值的一個值(如果多個值超過對應參考值，那么就是與對應的參考值偏差程度最大的值)可用作“過度橫搖發(fā)生趨勢指標”。
權利要求
1.一種用于車輛的運動控制裝置，包括用于確定所述車輛是否處于轉動狀態(tài)的確定裝置；獲取裝置，用于獲取表示所述車輛過度偏轉的趨勢程度的指標值(|Gy|)；以及根據所述指示值(|Gy|)施加制動力，其特征在于，所述運動控制裝置包括第一控制裝置(61，在圖7至9中的程序)，該裝置用于在所述車輛處于轉動狀態(tài)下以及所述指標值(|Gy|)等于或大于預定第一值(Gy1)時、僅向處于轉動方向內側的前輪施加第一制動力(對應于Gfi)。
2.根據權利要求1所述的用于車輛的運動控制裝置，其特征在于，所述第一控制裝置根據所述指標值改變所述第一制動力。
3.根據權利要求1所述的用于車輛的運動控制裝置，其特征在于，所述前輪是所述車輛的驅動輪。
4.根據權利要求1所述的用于車輛的運動控制裝置，還包括第二控制裝置(61，在圖7-9中的程序)，該裝置用于在所述車輛處于轉動狀態(tài)下以及所述指標值等于或大于比所述預定第一值(Gy1)大的預定第二值(Gy2)時、向處于轉動方向內側的后輪施加第二制動力(對應于Gri)。
5.根據權利要求4所述的用于車輛的運動控制裝置，其特征在于，所述第二控制裝置根據所述指標值改變所述第二制動力。
6.根據權利要求4所述的用于車輛的運動控制裝置，還包括第三控制裝置(61，在圖7-9中的程序)，該裝置用于在所述車輛處于轉動狀態(tài)下以及所述指標值等于或大于比所述預定第一值(Gy1)大的預定第三值(Gy3)時、向處于轉動方向外側的至少一個車輪施加第三制動力(對應于Gfo)。
7.根據權利要求6所述的用于車輛的運動控制裝置，其特征在于，所述預定第三值(Gy3)大于所述預定第二值(Gy2)。
8.根據權利要求6所述的用于車輛的運動控制裝置，其特征在于，所述第三控制裝置向處于所述轉動方向外側的前輪施加所述第三制動力。
9.根據權利要求6所述的用于車輛的運動控制裝置，其特征在于，所述第三控制裝置根據所述指標值改變所述第三制動力。
10.根據權利要求7所述的用于車輛的運動控制裝置，其特征在于，所述第一控制裝置設定所述第一制動力，從而當所述指標值處于所述第二值與第三值之間的范圍中時、隨著所述指標值的增加、所述第一制動力減小。
11.根據權利要求1所述的用于車輛的運動控制裝置，其特征在于，所述獲取裝置基于下述值的至少一個獲取一值以作為所述指標值，這些值包括側向加速度，該加速度為作用在所述車輛上的加速度的沿所述車體的側向方向的分量；作用在所述車輛上的偏轉率；所述車輛的橫搖角；橫搖角速度，該值為所述橫搖角隨著時間的變化率；轉向輪的操作量，該轉向輪改變所述車輛的可轉向車輪的轉向角；以及所述轉向輪的操作速度。
全文摘要
一種用于車輛的運動控制裝置。在翻轉防止控制中，在實際側向加速度的絕對值處于第一值與第二值之間的相對較早的階段，內前輪制動力只產生在位于轉動軌跡徑向內側上的前輪。當該絕對值達到大于第二值時，除了內前輪制動力，內后輪制動力產生在設置在轉動軌跡徑向內側上的后輪中。當該絕對值變得大于第三值時，除了內后輪制動車輪，外輪制動力產生在位于轉動軌跡徑向外側上的前輪中。因此，橫搖角的增加被抑制，理想的轉動軌跡追蹤性能可被令人滿意地保持。
文檔編號B60T8/1755GK1966320SQ200610143568
公開日2007年5月23日 申請日期2006年11月13日 優(yōu)先權日2005年11月14日
發(fā)明者安武俊雄, 加藤平久, 津川信次 申請人:株式會社愛德克斯