JP3704939B2 - 制動力制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、制動力を制御することにより車両状態を制御する例えばＡＢＳ，ＴＣＳ，ＶＤＣ等のような車両制御システムに好適な制動力制御装置に関し、特に、実車輪速（実際の車輪速）と目標車輪速との偏差や、その偏差若しくは実車輪速の微分値等に基づいたフィードバック制御を実行する制動力制御装置において、フィードバックゲインの最適化が図られるようにしたものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、例えば実車輪速と目標車輪速との偏差、或いは、実スリップ率（実際のスリップ率）と目標スリップ率との偏差等に基づいたＰＩＤ制御等のフィードバック制御を実行するようになっている制動力制御装置がある。例えば、ＡＢＳ（アンチロックブレーキシステム）に関する従来の技術としては、本出願人が先に提案した特開平８−１４２８３７号公報等に開示されるものがある。
【０００３】
そして、従来のＡＢＳ等にあっては、フィードバック制御に用いるフィードバックゲインとしては、予め車両の諸元等に基づいて実験やシミュレーション等を行って決定した固定値が用いられるようになっていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、車両の制動性能を考える際には、車両諸元のような各車両毎に固有の情報の他に、天候，走行路面，車体速，操舵条件等の各種走行条件にも留意することが望ましいのであるが、上記のようにフィードバックゲインが固定であっては、十分な対処が行えないという未解決の課題があった。例えばＡＢＳであれば、上記のような偏差に基づいたＰＤ制御やＰＩＤ制御を行う場合に、制御対象となる制御プラント（つまり車輪の回転運動）の状態が変化することに起因して、フィードバックゲインが、必ずしも最適値ではなくなってしまうため、走行状況に応じては、制御目標として用いられる車輪速やスリップ率の目標値への追従性等が十分でなくなり、制動距離が延びる等のシステムとしての性能低下を招く恐れがあるのである。
【０００５】
本発明は、このような従来の技術が有する未解決の課題に着目してなされたものであって、走行状況等が変化しても、フィードバックゲインの最適化を図ることができる制動力制御装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、車輪の運動を表す状態量に基づいてフィードバック制御を行ってブレーキ力を制御するようになっている制動力制御装置において、タイヤ及び路面の接触状態としての制駆動剛性係数（Driving Stiffness ）と、車体速との両方に基づいて、予め設定したマップにより前記フィードバック制御に用いるフィードバックゲインを変更するフィードバックゲイン変更手段を設けた。
また、上記目的を達成するために、請求項２に係る発明は、車輪の運動を表す状態量に基づいてフィードバック制御を行ってブレーキ力を制御するようになっている制動力制御装置において、タイヤ及び路面の接触状態としての制駆動剛性係数と、車体速との比に基づいて、予め設定したマップにより前記フィードバック制御に用いるフィードバックゲインを変更するフィードバックゲイン変更手段を設けた。
さらに、上記目的を達成するために、請求項３に係る発明は、車輪の運動を表す状態量に基づいてフィードバック制御を行ってブレーキ力を制御するようになっている制動力制御装置において、タイヤ及び路面の接触状態としての制駆動剛性係数に基づいて、予め設定したマップにより前記フィードバック制御に用いるフィードバックゲインを変更するフィードバックゲイン変更手段を設けた。
【０００７】
請求項４に係る発明は、上記請求項１〜３に係る発明である制動力制御装置において、前記車輪の運動を表す状態量は、車輪速とした。
これに対し、請求項５に係る発明は、上記請求項１〜３に係る発明である制動力制御装置において、前記車輪の運動を表す状態量は、スリップ率とした。
【０００９】
そして、請求項６に係る発明は、上記請求項１〜５に係る発明である制動力制御装置において、前記制駆動剛性係数として、局所的な制駆動剛性係数を用いるようにした。
【００１０】
さらに、請求項７に係る発明は、上記請求項６に係る発明である制動力制御装置において、前記局所的な制駆動剛性係数として、目標スリップ率に対応した局所的な制駆動剛性係数を用いるようにした。
【００１１】
請求項８に係る発明は、上記請求項１〜７に係る発明である制動力制御装置において、前記タイヤ及び路面の接触状態を、車両の横方向の運動を表す状態量に基づいて補正する補正手段を設けた。
【００１２】
また、請求項９に係る発明は、上記請求項８に係る発明である制動力制御装置において、前記車両の横方向の運動を表す状態量は、タイヤ横滑り角とした。
ここで、図２に示す車輪の運動モデルから、車輪回りのタイヤの回転の運動方程式は、下記の（１）式のようになる。
【００１３】
Ｉ_whω' ＝−Ｄ_S ｒκ−２μ_pad Ａｒ_b Ｐ ……（１）
但し、Ｐはホイールシリンダ圧（kgf/cm²)、ωは車輪回転角速度（rad/s)、κはスリップ率、Ｉ_whは車輪の回転慣性（kgm²）、μ_pad はディスクブレーキ装置を構成するブレーキパッドの摩擦係数、Ａはホイールシリンダの受圧面積、ｒはタイヤ半径（ｍ）、Ｖは車体速（m/s)、Ｄ_s は制駆動剛性係数（Ｎ）、ｒ_b は車輪の回転中心からブレーキ装置までの距離であるブレーキ半径（ｍ）である。
【００１４】
また、スリップ率κは、下記の（２）式によって求めることができるから、この（２）式を上記（１）式に代入することにより、下記の（３）式のような最終的な車輪の回転の運動方程式が得られる。
【００１５】
κ＝（ｒω−Ｖ）／Ｖ ……（２）
Ｉ_whω' ＝−Ｄ_S ｒ（ｒω−Ｖ）／Ｖ−２μ_pad Ａｒ_b Ｐ ……（３）
この（３）式中、車両の走行状況によって変動するパラメータは、制駆動剛性係数Ｄ_S と、車体速Ｖとであり、制駆動剛性係数Ｄ_s は、例えば路面摩擦係数μ等のようにタイヤ及び路面の接触状態に応じて変化する係数である。
【００１６】
一方、請求項１に係る発明にあっては、車輪の運動を表す状態量（例えば、請求項４に係る発明のように車輪速、或いは、請求項５に係る発明のようにスリップ率）の実際値（検出値或いは推定値）と目標値との偏差（Ｐ）、その偏差若しくは状態量の微分値（Ｄ）及びその偏差の積分値（Ｉ）のうちの少なくとも一つに基づいて、例えばＰＤ制御或いはＰＩＤ制御等のフィードバック制御が実行されるから、偏差に基づくのであれば比例制御用のフィードバックゲインＫ_p が、微分値に基づくのであれば微分値制御用のフィードバックゲインＫ_d が、積分値に基づくのであれば積分値制御用のフィードバックゲインＫ_i が、それぞれ用いられる。
【００１７】
そして、フィードバックゲイン変更手段が、タイヤ及び路面の接触状態としての制駆動剛性係数Ｄ _s と、車体速との両方に基づいて、予め設定したマップにより上記フィードバックゲインＫ_p ，Ｋ_d ，Ｋ_i を変更するから、車両の走行状況が変化してもそれを追従するようにフィードバックゲインが再設定されることになる。
【００１８】
また、請求項２に係る発明であれば、タイヤ及び路面の接触状態としての制駆動剛性係数Ｄ_s と車体速Ｖとの比（Ｄ_s ／Ｖ）に基づいて、予め設定したマップによりフィードバックゲインが決定されるため、それら制駆動剛性係数Ｄ_s や車体速Ｖの両方が同時に変化するような状況下であっても、最適なフィードバックゲインが設定されるようになる。
そして、請求項３に係る発明であれば、制駆動剛性係数Ｄ_s に基づいて予め設定したマップによりフィードバックゲインを変更するようにしているから、それが固定であった従来技術に比べれば良好な制御が行えるようになる。
【００１９】
そして、請求項６に係る発明のように、制駆動剛性係数Ｄ_s として、スリップ率とタイヤ前後力との単なる比ではなく、局所的な制駆動剛性係数Ｄ_s を用いることも可能である。その場合、現時点のスリップ率に対応する局所的な制駆動剛性係数Ｄ_s を用いることができるし、或いは、請求項７に係る発明のように、目標スリップ率に対応する局所的な制駆動剛性係数Ｄ_s を用いることもできる。
【００２０】
特に、後者の請求項７に係る発明であれば、非線形制御系の平衡点（目標値）回りで系を安定させるのに適したフィードバックゲインが設定される。
さらに、請求項８に係る発明のように、補正手段が、制駆動剛性係数のようなタイヤ及び路面の接触状態を、車両の横方向の運動を表す状態量（例えば、請求項９に係る発明のようにタイヤ横滑り角）に基づいて補正すれば、例えば旋回中に横力の発生により制駆動剛性係数Ｄ_s が減少しても、それも考慮できるようになるから、車両の直進，旋回を問わず最適なフィードバックゲインが設定されるようになる。
【００２１】
【発明の効果】
請求項１、２に係る発明によれば、タイヤ及び路面の接触状態としての制駆動剛性係数と、車体速との両方に基づいてフィードバックゲインを変更するようにしたため、車両の走行状況が変化してもそれを追従するようにフィードバックゲインが再設定されることになり、より安定したフィードバック制御が実行されるという効果がある。
また、請求項３に係る発明であっても、制駆動剛性係数に基づいてフィードバックゲインを変更するようにしているから、それが固定であった従来技術に比べれば良好な制御が行えるという効果がある。
【００２２】
特に、請求項６〜９に係る発明であれば、より最適なフィードバックゲインを設定することができるから、さらに安定したフィードバック制御が実行できるという効果がある。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の第１の実施の形態の全体構成を示すブロック図であり、本実施の形態における車両は、車両状態量推定部１０と、目標設定部２０と、制御量演算部３０と、ブレーキ力サーボ装置４０と、を備えて構成されている。なお、ブレーキ力サーボ装置４０としては、従来のＡＢＳやＴＣＳ装置等に適用されて各車輪のホイールシリンダ（ブレーキ装置）の圧力を制御するホイールシリンダ圧増減装置が採用可能であるから、その具体的な説明は省略する。
【００２４】
そして、車両状態量推定部１０，目標設定部２０及び制御量演算部３０は、実際にはマイクロコンピュータや必要なインタフェース回路等によって構成されていて、車両状態量推定部１０には、各車輪毎の実車輪速Ｖ_whfl，Ｖ_whfr，Ｖ_whrl及びＶ_whrrを検出する車輪速センサ１１と、車体の前後加速度α_lon を検出する前後加速度センサ１２と、車体の横加速度α_lat を検出する横加速度センサ１３とから、それぞれ検出信号が入力されるようになっている。
【００２５】
車両状態量推定部１０は、各センサから供給される各検出信号に基づき、車体速Ｖと、各車輪毎の実スリップ率κ_fl〜κ_rrと、路面摩擦係数μとを、それぞれ推定するようになっている。
【００２６】
車体速Ｖは、従来のＡＢＳと同様の手法で推定すればよく、例えば、実車輪速Ｖ_whfl〜Ｖ_whrrのうちの従動輪の実車輪速Ｖ_whを車体速Ｖとして推定することもできるし、或いは、実車輪速Ｖ_whfl〜Ｖ_whrrのうちの最も遅い実車輪速Ｖ_whを車体速Ｖとして推定することもできる。
【００２７】
実スリップ率κ（κ_fl〜κ_rr）は、上記（２）式と同義の下記の（４）式に従って演算することができる。
κ＝（Ｖ_wh−Ｖ）／Ｖ ……（４）
つまり、実車輪速Ｖ_whと車輪回転角速度ωとの間にか、下記の（５）式の関係がある。
【００２８】
ω＝Ｖ_wh／ｒ ……（５）
また、路面摩擦係数μは、ＡＢＳ作動時には車輪にスリップが生じているという前提から、前後加速度α_lon 及び横加速度α_lat に基づいて、下記の（６）式に従って演算することができる。
【００２９】
μ＝（α_lon ² ＋α_lat ² ）^1/2 ……（６）
目標設定部２０には、各車輪の実車輪速Ｖ_whfl〜Ｖ_whrr、車体速Ｖ、各車輪の実スリップ率κ_fl〜κ_rr及び路面摩擦係数μが入力されるようになっていて、目標設定部２０は、ＡＢＳを有効に機能させるための目標スリップ率κ^* と実スリップ率κ_fl〜κ_rrとの偏差や実車輪速Ｖ_whfl〜Ｖ_whrr等に基づいて、各車輪の目標車輪速Ｖ_whfl ^* 〜Ｖ_whrr ^* を設定するようになっている。
【００３０】
そして、制御量演算部３０には、実車輪速Ｖ_whfl〜Ｖ_whrr、車体速Ｖ、実スリップ率κ_fl〜κ_rr、路面摩擦係数μ及び目標車輪速Ｖ_whfl ^* 〜Ｖ_whrr ^* が入力されるようになっていて、それら情報に基づき、ブレーキ力サーボ装置３０への指令信号である各車輪毎のホイールシリンダ圧の増圧目標値ΔＰ_fl〜ΔＰ_rrを求めるようになっている。
【００３１】
即ち、この制御量演算部３０の構成が本発明の適用により従来と大きく異なっているのであって、制御量演算部３０は、路面摩擦係数μと、路面摩擦係数μを１と仮定した場合の制駆動剛性係数Ｄ_S1とに基づいて、そのときの制駆動剛性係数Ｄ_S を推定する一方、その制駆動剛性係数Ｄ_S と車体速Ｖとに基づいて、フィードバック制御に用いるフィードバックゲインＫ_p 及びＫ_d を設定し、それら設定されたフィードバックＫ_p 及びＫ_d を用いて増圧目標値ΔＰ_fl〜ΔＰ_rrを求めるようになっている。
【００３２】
ここで、本実施の形態では、下記の（７）式で示されるようなフィードバック制御則を用いている。

この（７）式中、（ｋ），（ｋ−１）が付く項はそれぞれ離散時刻ｋ，ｋ−１における値であることを表している。従って、Ｐ（ｋ）はこれから演算するホイールシリンダ圧であり、Ｐ（ｋ−１）は前回の処理で演算したホイールシリンダ圧（よって、現在のホイールシリンダ圧）である。
【００３３】
そして、上記（７）式の右辺第２項中の（Ｖ_wh(k-1) −Ｖ_wh ^* ）は、実車輪速Ｖ_whと目標車輪速Ｖ_whとの偏差であり、これに比例制御用のフィードバックゲインＫ_p が乗じられているから、この右辺第２項は、偏差に応じたフィードバック量である。
【００３４】
また、上記（７）式の右辺第３項中の（Ｖ_wh(k-1) −Ｖ_wh(k-2) ）は、実車輪速Ｖ_whの最新値とその一つ前の値との差つまり微分値であり、微分値の目標値は零であり、その微分値に微分制御用のフィードバックゲインＫ_d が乗じられているから、この右辺第３項は、微分値に応じたフィードバック量となっている。
【００３５】
つまり、本実施の形態では、いわゆるＰＤ制御のフィードバック制御によってホイールシリンダ圧Ｐの増圧目標値ΔＰ（＝Ｋ_p （Ｖ_wh(k-1) −Ｖ_wh ^* ）＋Ｋ_d （Ｖ_wh(k-1) −Ｖ_wh(k-2) ））が求められるようになっているのである。
【００３６】
そして、制御量演算部３０は、フィードバックゲインＫ_p 及びＫ_d を、制駆動剛性係数Ｄ_s と車体速Ｖとに基づいて設定するようになっている。
つまり、制御量演算部３０は、予め実験やシミュレーション等に基づいて生成した図３（ａ），（ｂ）に示すような３次元マップを記憶していて、それら３次元マップに制駆動剛性係数ＤS と車体速Ｖとを当てはめることにより、フィードバックＫ_p 及びＫ_d をそれぞれ決定するようになっている。
【００３７】
なお、制駆動剛性係数Ｄ_s は、下記の（８）式に従って演算するようになっている。
Ｄ_s ＝μ×Ｄ_s1 ……（８）
路面摩擦係数μを１と仮定した場合の制駆動剛性係数Ｄ_S1は、前輪及び後輪のそれぞれについて求められるが、ここでは、前輪側の制駆動剛性係数Ｄ_S1は、前輪側の輪加重Ｗ_f に基づいてマップを検索することにより求められ、後輪側の制駆動剛性係数Ｄ_S1は、後輪側の輪加重Ｗ_r に基づいてマップを検索することにより求められる。輪加重Ｗ_f 及びＷ_r は、下記の（９）式及び（10）式に従って演算される。
【００３８】
Ｗ_f ＝Ｗ_f ^* ＋α_lon ｈ_g ／Ｌ ……（９）
Ｗ_r ＝Ｗ_r ^* −α_lon ｈ_g ／Ｌ ……（10）
但し、Ｗ_f ^* は静的な前輪軸重、Ｗ_r ^* は静的な後輪軸重、ｈ_g は重心高、Ｌはホイールベースである。
【００３９】
図４は制御量演算部３０における処理の概要を示すフローチャートである。なお、この図４における処理は各車輪毎に実行されるようになっており、各処理の手順は同じであるため、車輪速Ｖ_whや実スリップ率κ等に付される各車輪を表す添え字（fl〜rr）は省略し、各車輪毎の処理は纏めて説明することとする。
【００４０】
即ち、所定のサンプリング・クロックの間隔で図４の処理が開始されると、先ず、そのステップ１０１において、車両状態量推定部１０及び目標設定部２０で推定・設定された各種情報を読み込み、次いで、ステップ１０２に移行し、上記（９）式及び（10）式に基づいて、前輪及び後輪のそれぞれの輪加重Ｗ_f ，Ｗ_r を演算する。
【００４１】
次いで、ステップ１０３に移行し、輪加重Ｗ_f ，Ｗ_r に基づいてマップを検索することにより、前輪及び後輪のそれぞれについて、路面摩擦係数μを１と仮定した場合の制駆動剛性係数Ｄ_S1を求める。
【００４２】
そして、ステップ１０４に移行し、上記（８）式に従って、前輪及び後輪のそれぞれについて、制駆動剛性係数Ｄ_S を演算し、次いで、ステップ１０５に移行し、制駆動剛性係数Ｄ_S と車体速Ｖとに基づき、図３（ａ），（ｂ）に示すような３次元マップを検索して、フィードバックゲインＫ_p 及びＫ_d を決定する。なお、制駆動剛性係数Ｄ_S は前輪及び後輪別に求められるため、フィードバックゲインＫ_p 及びＫ_d も、前輪及び後輪別に求められることになる。
【００４３】
ステップ１０５でフィードバックゲインＫ_p 及びＫ_d が求められたら、ステップ１０６に移行し、上記（７）式の右辺第２項及び第３項からなるホイールシリンダ圧の増圧目標値ΔＰを、各車輪毎に演算する。
【００４４】
そして、ステップ１０７に移行し、増圧目標値ΔＰをブレーキ力サーボ装置４０に供給し、ステップ１０８に移行し、次回の演算に必要な一つ前の車輪速Ｖ_wh（ｋ−１）及び現在の車輪速Ｖ_wh（ｋ）をそれぞれＶ_wh（ｋ−２）及びＶ_wh（ｋ−１）として保存した後に、今回の処理を終了する。
【００４５】
ステップ１０７において増圧目標値ΔＰがブレーキ力サーボ装置４０に供給されると、各車輪に対応するホイールシリンダの圧力が、各車輪毎に演算されている増圧目標値ΔＰに応じて適宜増減又は保持され、これにより各車輪のスリップ率が目標スリップ率に制御されて、車輪のロックを防止して操舵性を確保しつつ制動距離を可能な範囲で短縮できるようになる。
【００４６】
しかも、本実施の形態にあっては、ＰＤ制御に用いられるフィードバックゲインＫ_p 及びＫ_d を、各割り込みタイミングにおける制駆動剛性係数Ｄ_S 及び車体速Ｖに基づいて設定するようになっているから、走行路面の状態や車体速等が変化してもそれを追従するようにフィードバックゲインＫ_p 及びＫ_d が設定されることになり、より安定したフィードバック制御を実行できるのである。
【００４７】
ここで、本実施の形態にあっては、ステップ１０２〜１０５の処理によってフィードバックゲイン変更手段が構成される。
図５乃至図７は本発明の第２の実施の形態を示す図であって、図５は図４と同様に制御量演算部３０における処理の概要を示すフローチャートである。なお、全体構成は上記第１の実施の形態と同様であるため、その図示及び説明は省略するとともに、図４と同様の処理を実行するステップには同じ符号を付し、その重複する説明は省略する。
【００４８】
ここで、連続系で記述された上記（３）式のタイヤの回転の運動方程式を離散値系に変換し、それと上記（７）式のフィードバック制御則とを合わせて運動をモデル化すると、下記の（11）式が得られる。なお、ω₁ は、一回前の割り込み処理における車輪回転角速度（つまり、ω（ｋ−１））を、Δｔはサンプリング間隔をそれぞれ表している。
【００４９】
【数１】

【００５０】

但し、
Ａ_d11 ＝Ａ_d32 ＝１
Ａ_d12 ＝ｒ（Ｋ_p ＋Ｋ_d ）
Ａ_d13 ＝ｒＫ_d
Ａ_d21 ＝−Δｔ２μ_pad Ａｒ_b ／Ｉ_wh
Ａ_d22 ＝１−（Δｔｒ² ／Ｉ_{w h} ）（Ｄ_s ／Ｖ）
Ａ_d23 ＝Ａ_d31 ＝Ａ_d33 ＝０
Ｂ_d1 ＝Ｋ_p Ｖ_wh ^*
Ｂ_d2 ＝ΔｔＤ_s ｒ／Ｉ_wh
Ｂ_d3 ＝０
である。
【００５１】
この（11）式で表されるシステムの安定性は、下記の（12）式の行列Ａ_d の固有値によって判別可能である。
【００５２】
【数２】

【００５３】

この行列Ａ_d において車両の走行状態によって変動するパラメータは、制駆動剛性係数Ｄ_S と車体速Ｖとの比である（Ｄ_s ／Ｖ）のみである。そこで、パラメータ（Ｄ_s ／Ｖ）に応じてフィードバックゲインＫ_p ，Ｋ_d を設定することにより、安定したフィードバック制御を実現できるのである。
【００５４】
具体的には、上記行列Ａ_d は車両諸元等からパラメータ（Ｄ_s ／Ｖ）以外の部分は予め設定可能であるから、そのパラメータ（Ｄ_s ／Ｖ）が種々変化した場合でも、行列Ａ_d の特性根の絶対値が１より小さくなるようにフィードバックゲインＫ_p ，Ｋ_d を設定するためのマップを作成しておけばよい。
【００５５】
つまり、行列Ａ_d ^* の特性根実部及び特性根虚部と、制御の安定・不安定との関係を示したものであるが、一般に、フィードバックゲインＫ_p を大きくすると根は不安定領域に近づく傾向がある。逆に、フィードバックゲインＫ_p を小さくすると根は安定領域に落ち着く傾向はあるが制御の追従性は悪化する。そこで、パラメータ（Ｄ_s ／Ｖ）が種々変化した場合でも、行列Ａ_d の特性根の絶対値が１より若干小さくなるように、フィードバックゲインＫ_p 設定するためのマップを作成する。フィードバックゲインＫ_d についても同様の観点からマップを作成する。
【００５６】
図７（ａ）及び（ｂ）は上記観点に従って作成したフィードバックＫ_p ，Ｋ_d の設定するためのマップの例であり、図７（ａ）は、パラメータ（Ｄ_s ／Ｖ）が小さい範囲では比較的小さいなフィードバックゲインＫ_p を、パラメータ（Ｄ_s ／Ｖ）が大きい範囲では比較的大きなフィードバックゲインＫ_p を、パラメータ（Ｄ_s ／Ｖ）が中間の値にあるときにはその増加に伴ってフィードバックゲインＫ_p を徐々に大きくするようになっているマップの例である。また、図７（ｂ）は、パラメータ（Ｄ_s ／Ｖ）の増加に伴ってフィードバックゲインＫ_d を徐々に小さくするようになっているマップの例である。
【００５７】
そして、制御量演算部３０において図５の処理が実行されると、ステップ１０４から２０１に移行し、パラメータ（Ｄ_s ／Ｖ）に基づき、図７（ａ），（ｂ）に示すような予め作成し記憶しておいたマップを参照して、フィードバックゲインＫ_p 及びＫ_d を、前輪及び後輪別に設定する。フィードバックゲインＫ_p 及びＫ_d が設定されたら、ステップ１０６に移行し、上記第１の実施の形態と同様の処理を実行する。
【００５８】
この図５の処理が実行される結果、フィードバックゲインＫ_p 及びＫ_d が各割り込みタイミングにおけるパラメータ（Ｄ_S ／Ｖ）に基づいて設定されるため、上記第１の実施の形態と同様の作用効果が得られる。
【００５９】
しかも、本実施の形態であれば、制駆動剛性係数Ｄ_S 及び車体速Ｖの比であるパラメータ（Ｄ_S ／Ｖ）に基づいてフィードバックゲインＫ_p 及びＫ_d を決定するようになっているため、それら制駆動剛性係数Ｄ_S 及び車体速Ｖの両方が同時に変化するような状況下であっても、適切にフィードバックゲインＫ_p 及びＫ_d を設定できる。
【００６０】
特に、そのフィードバックゲインＫ_p 及びＫ_d を設定するためのマップを、上述の行列Ａ_d の特性根に基づいてシステムの安定性及び追従性の両方を満足できるように作成するようになっているため、高精度のアンチロックブレーキ制御を実行する上で好適なフィードバックゲインＫ_p 及びＫ_d を確実に設定できるという利点もある。
【００６１】
ここで、本実施の形態では、ステップ１０２〜１０４，２０１の処理によってフィードバックゲイン変更手段が構成される。
図８乃至図１０は本発明の第３の実施の形態を説明するための図であり、図８は図４，図５と同様に制御量演算部３０における処理の概要を示すフローチャートである。なお、全体構成は上記第１の実施の形態と同様であるため、その図示及び説明は省略するとともに、図４，図５と同様の処理を実行するステップには同じ符号を付し、その重複する説明は省略する。
【００６２】
ここで、アンチロックブレーキ制御の実行中に、所定の制動力Ｑ及び目標スリップ率κ^* の平衡点回りの運動が行われているとすると、上記（１）式で示した運動方程式と同様のモデルを使用して、下記の（13）式のようなモデル化が可能である。
【００６３】
【数３】

【００６４】

但し、
Ｃ_d1＝Ｃ_d3＝０
Ｃ_d2＝（ΔｔＤ_s ｒ／Ｉ_wh）＋（−ΔｔＱｒ／Ｉ_wh）
である。
【００６５】
また、右肩に“〜”が付く記号は、目標値からの偏差を意味しており、目標スリップ率κ^* とするための車輪回転角速度ω，ω₁ の目標値をω^* ，ω₁ ^* とすれば、下記の（14）式，（15）式のような関係が成り立つ。
【００６６】
【数４】

そして、上記（13）式中の行列Ａ_d は、上記第２の実施の形態で用いた（12）式の行列Ａ_d と同じである。
【００６７】
しかし、本実施の形態では、所定の制動力Ｑ及び目標スリップ率κ^* の平衡点回りに運動法定式を立てているため、制駆動剛性係数Ｄ_S としては、目標スリップ率κ^* に対応した局所的な制駆動剛性係数Ｄ_SLが適用されることになる。
【００６８】
ここで、上記第２の実施の形態で用いた制駆動剛性係数Ｄ_S をグローバルな制駆動剛性係数Ｄ_SGとし、これら制駆動剛性係数Ｄ_SG及びＤ_SLを図示すると、図９のようになる。つまり、制駆動剛性係数Ｄ_SG及びＤ_SLは、実スリップ率κが目標スリップ率κ^* よりもある程度小さい範囲では一致するが、実スリップ率κが目標スリップ率κ^* 付近にあるときには、局所的な制駆動剛性係数Ｄ_SLはグローバルな制駆動剛性係数Ｄ_SGよりも小さくなる傾向がある。
【００６９】
そこで、目標スリップ率κ^* 基づいて図１０に示すようなマップを参照して係数Ｇκを設定しておき、上記（８）式ではなく、下記の（16）式に従って制駆動剛性係数Ｄ_S を演算するようになっている。
【００７０】
Ｄ_s ＝μ×Ｇκ×Ｄ_s1 ……（16）
即ち、図８に示すように、ステップ１０３の処理を終えたらステップ３０１に移行し、目標スリップ率κ^* に基づき図１０に示すようなマップを参照して、係数Ｇκを設定する。そして、ステップ３０２に移行し、上記（16）式に従って制駆動剛性係数Ｄ_S を演算し、ステップ２０１に移行する。それ以降の処理は、上記第２の実施の形態と同様である。
【００７１】
そして、本実施の形態のように、所定の制動力Ｑ及び目標スリップ率κ^* の平衡点回りに運動法定式を用いるとともに、制駆動剛性係数Ｄ_S として目標スリップ率κ^* に対応した局所的な制駆動剛性係数Ｄ_S を用いるようになっていると、非線形制御系の平衡点回りで系を安定させるのに適しているフィードバックゲインＫ_p 及びＫ_d を設定することができるのである。
【００７２】
なお、目標スリップ率κ^* と、実スリップ率κとは、ＡＢＳ制御の実行中であっても必ずしも一致するものではないから、例えば、実スリップ率κが目標スリップ率κ^* から大きく離れているときには、その実スリップ率κに対応した局所的な制駆動剛性係数Ｄ_S を用いてフィードバックゲインＫ_p 及びＫ_d を設定し、実スリップ率κが目標スリップ率κ^* に近い場合には、この第３の実施の形態のように目標スリップ率κ^* に対応した局所的な制駆動剛性係数Ｄ_S を用いてフィードバックゲインＫ_p 及びＫ_d を設定するようにしてもよい。
【００７３】
図１１乃至図１３は本発明の第４の実施の形態を示す図であって、図１１は図１と同様に全体構成を示すブロック図、図１２は図４，図５，図８と同様に制御量演算部３０における処理の概要を示すフローチャートである。なお、上記各実施の形態と同様の構成，ステップには同じ符号を付し、その重複する説明は省略する。
【００７４】
ここで、本実施の形態は、車両旋回中には、横力の発生により制駆動剛性係数Ｄ_S が減少し、これによって車輪の回転運動が影響を受けてしまうことに着目したものであって、制駆動剛性係数Ｄ_S を、車両の横方向の運動を状態量としてのタイヤ横滑り角β_f ，β_r に基づいて補正することにより、車両の直進，旋回を問わず制御の安定化が図られるようにしたものである。
【００７５】
そこで、車両状態量推定部１０には、車輪速センサ１１，前後加速度センサ１２及び横加速度センサ１３の各センサ出力の他に、ヨーレートｒを検出するヨーレートセンサ１４から供給される実ヨーレートｒと、前輪及び後輪のそれぞれの舵角を検出する舵角センサ１５から供給される前輪及び後輪の舵角δ_f ，δ_r とが供給されるようになっている。なお、後輪を操舵する機構を備えていない場合には、常にδ_r ＝０として考えればよい。
【００７６】
そして、車両状態量推定部１０は、下記の（17）式に従って車体横滑り角βを推定するとともに、下記の（18）式に従って前輪及び後輪のタイヤ横滑り角β_f 及びβ_r を推定するようになっている。
【００７７】

但し、Ｍは車両の質量、ａは車両重心から前輪側車軸までの水平距離、ｂは車両重心から後輪側車軸までの水平距離、ＣＰ_f は前輪のコーナリングパワー、ＣＰ_r は後輪のコーナリングパワーである。なお、前輪の操舵角δ_f は、操舵角θと、前輪操舵系のステアリングギア比Ｎとから求める（δ_f ＝θ／Ｎ）こともできる。
【００７８】
そして、制御量演算部３０は、タイヤ横滑り角β_f ，β_r に基づいて図１３に示すようなマップを参照して係数Ｇβを設定し、下記の（20）式に従って制駆動剛性係数Ｄ_S を演算するようになっている。
【００７９】
Ｄ_s ＝μ×Ｇκ×Ｇβ×Ｄ_s1 ……（20）
即ち、図１２に示すように、ステップ３０１で係数Ｇκを設定した後に、ステップ４０１に移行し、前輪及び後輪のそれぞれについて、タイヤ横滑り角β_f ，β_r に基づき図１３に示すようなマップを参照して、係数Ｇβを設定し、次いでステップ４０２に移行し、上記（20）式に従って制駆動剛性係数Ｄ_S を演算し、ステップ２０１に移行する。それ以降の処理は、上記第２の実施の形態と同様である。
【００８０】
このような構成であれば、上記第３の実施の形態と同様の作用効果が得られるとともに、制駆動剛性係数Ｄ_S がタイヤ横滑り角β_f ，β_r に基づいて補正されているから、車両の直進，旋回を問わず制御の安定化が図られるという利点もある。
【００８１】
ここで、本実施の形態では、ステップ４０２の処理が補正手段に対応する。
なお、上記各実施の形態では、前輪及び後輪毎に輪加重Ｗ_f ，Ｗ_r を求めることに対応して、制駆動剛性係数Ｄ_S を前輪及び後輪毎に求めるようになっているが、これに限定されるものではなく、前後加速度α_lon 及び横加速度α_lat に基づいて輪加重を前後左右の各車輪毎に求めるとともに、制駆動剛性係数Ｄ_S も各車輪毎に求めて、フィードバックゲインＫ_p 及びＫ_d を各車輪毎に求めるようにしてもよい。
【００８２】
また、上記各実施の形態では、車輪の運動を表す状態量として車輪速Ｖ_whを用い、その車輪速Ｖ_whと目標車輪速Ｖ_wh ^* との偏差等に基づいたフィードバック制御を実行するようにしているが、これに限定されるものではなく、車輪の運動を表す状態量として実スリップ率κを用い、その実スリップ率κと目標スリップ率κ^* との偏差等に基づいたフィードバック制御を実行するようにしてもよい。
【００８３】
そして、フィードバック制御としては、上記各実施の形態ではいわゆるＰＤ制御を実行するようになっているが、これに限定されるものでなく、Ｐ制御、或いはＰＩＤ制御等であってもよい。
【００８４】
さらに、上記第４の実施の形態では、車両の横方向の運動を状態量としてタイヤ横滑り角β_f ，β_r を用いているが、これに限定されるものではなく、車両の横方向の運動を状態量として車体横滑り角βを用いるようにしてもよい。
【００８５】
また、上記各実施の形態は、本発明に係る制動力制御装置をＡＢＳに適用した場合について説明したが、本発明の適用対象はこれに限定されるものではなく、ＴＣＳやＶＤＣ等を搭載した車両に対しても本発明は適用可能である。
【００８６】
そして、上記各実施の形態では、制駆動剛性係数Ｄ_s 及び車体速Ｖの両方に基づいてフィードバックゲインを変更するようにしているが、これに限定されるものではなく、車体速Ｖは考慮することなく制駆動剛性係数Ｄ _s によってフィードバックゲインを変更するようにしてもそれが固定であった従来技術に比べれば良好な制御が行えるようになる。
【００８７】
また、上記第４の実施の形態では、車体横滑り角βを上記（17）式に従って演算するようにしたが、これに限定されるものではなく、例えば本出願人が先に提案した特開平８−２８２５２１号公報に開示されるような公知の方法に従って車体横滑り角βを求めるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の全体構成を示すブロック図である。
【図２】車輪の運動モデルを示す図である。
【図３】フィードバックゲインを決定するためのマップの一例を示す図である。
【図４】第１の実施の形態における処理の概要を示すフローチャートである。
【図５】第２の実施の形態における処理の概要を示すフローチャートである。
【図６】制御の安定性を説明する根配置図である。
【図７】フィードバックゲインを決定するためのマップの一例を示す図である。
【図８】第３の実施の形態における処理の概要を示すフローチャートである。
【図９】スリップ率とタイヤ前後力との関係を示す特性図である。
【図１０】係数Ｇκを決定するためのマップの一例を示す図である。
【図１１】本発明の第４の実施の形態の全体構成を示すブロック図である。
【図１２】第４の実施の形態における処理の概要を示すフローチャートである。
【図１３】係数Ｇβを決定するためのマップの一例を示す図である。
【符号の説明】
１０ 車両状態量推定部
１１ 車輪速センサ
１２ 前後加速度センサ
１３ 横加速度センサ
１４ ヨーレートセンサ
１５ 舵角センサ
２０ 目標設定部
３０ 制御量演算部
４０ ブレーキ力サーボ装置

Claims (9)

1. 車輪の運動を表す状態量に基づいてフィードバック制御を行ってブレーキ力を制御するようになっている制動力制御装置において、
   タイヤ及び路面の接触状態としての制駆動剛性係数と、車体速との両方に基づいて、予め設定したマップにより前記フィードバック制御に用いるフィードバックゲインを変更するフィードバックゲイン変更手段を設けたことを特徴とする制動力制御装置。
2. 車輪の運動を表す状態量に基づいてフィードバック制御を行ってブレーキ力を制御するようになっている制動力制御装置において、
   タイヤ及び路面の接触状態としての制駆動剛性係数と、車体速との比に基づいて、予め設定したマップにより前記フィードバック制御に用いるフィードバックゲインを変更するフィードバックゲイン変更手段を設けたことを特徴とする制動力制御装置。
3. 車輪の運動を表す状態量に基づいてフィードバック制御を行ってブレーキ力を制御するようになっている制動力制御装置において、
   タイヤ及び路面の接触状態としての制駆動剛性係数に基づいて、予め設定したマップにより前記フィードバック制御に用いるフィードバックゲインを変更するフィードバックゲイン変更手段を設けたことを特徴とする制動力制御装置。
4. 前記車輪の運動を表す状態量は、車輪速である請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の制動力制御装置。
5. 前記車輪の運動を表す状態量は、スリップ率である請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の制動力制御装置。
6. 前記制駆動剛性係数として、局所的な制駆動剛性係数を用いるようになっている請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の制動力制御装置。
7. 前記局所的な制駆動剛性係数として、目標スリップ率に対応した局所的な制駆動剛性係数を用いるようになっている請求項６記載の制動力制御装置。
8. 前記タイヤ及び路面の接触状態を、車両の横方向の運動を表す状態量に基づいて補正する補正手段を設けた請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の制動力制御装置。
9. 前記車両の横方向の運動を表す状態量は、タイヤ横滑り角である請求項８記載の制動力制御装置。

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