JP3198797B2 - 車両運動制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ヨーレート等の運動状
態量を用いたフィードバック制御による車両運動制御装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の車両運動制御装置としては、例え
ば、特開平２−１８１６８号公報に記載のものが知られ
ている。

【０００３】この従来出典には、操舵角に対するヨーレ
ートの所望の応答特性を規範モデルで与え、これを実現
するための後輪舵角を線形２自由度車両モデルの逆系を
用いて計算し制御するフィードフォワード後輪舵角制御
系に、外乱の影響を緩和するため、ヨーレート目標値と
実際値の偏差に基づくフィードバック制御を追加したシ
ステムにおいて、目標値に対し得る実際値の遅れをムダ
時間として考慮し、外乱のない状態ではフィードフォワ
ード制御のみが働き、横風や路面不整による外乱が入力
された時のみフィードバック制御によりその影響を緩和
する構成となっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の車両運動制御装置にあっては、この制御を実際のマ
イクロコンピュータを用いた車載コントローラで実現す
る場合、ムダ時間が刻み時間Ｔの整数倍に限られてしま
うため、下記のような問題点があった。

【０００５】（問題点１）例えば、演算周期１０ｍｓ
で、実際の車両の遅れが３５ｍｓであった場合、ムダ時
間としては３０ｍｓまたは４０ｍｓのいずれかを選択し
なければならない。

【０００６】（問題点２）ムダ時間相当の遅れの１つの
要因であるタイヤコーナリングフォースの発生遅れは、
一般に低速で大、高速で小となるため、車速により目標
値と実際値の遅れに差が発生する。

【０００７】上記２つの問題点は共に、外乱がない状態
でのヨーレート目標値と実際値の偏差を生み、不要なフ
ィードバック制御が行なわれるため、図１６に示すよう
に、ヨーレートの微変動を引き起こす。

【０００８】また、車速によって遅れが変化することに
対応してムダ時間Ｔを車速の関数として与えることは、
特開平２−１８１６８号公報に示唆されている。

【０００９】しかし、刻み時間Ｔが十分に短ければ（１
ｍｓ〜２ｍｓ）、実際の車両の遅れと近い値を選択する
ことで対応できるものの、刻み時間Ｔが５ｍｓ，１０ｍ
ｓとなると、近い値を選択したところで、各々最大２．
５ｍｓ，５ｍｓの誤差が発生し、車両挙動としてみた場
合、無視できない誤差となる。安全上問題になるレベル
ではないが、感覚に優れるドライバに対しては“よれ
感”とか“ふらつき感”といった言葉で表現される違和
感を与える。

【００１０】しかるに、一般の車両用のマイクロコンピ
ュータの場合、オフィス等で使用されるいわゆるコンピ
ュータと比較して演算能力は高くなく、車両モデルの計
算等を実用上問題のでない刻み時間（１〜２ｍｓ）でリ
アルタイムに実行することは困難が伴う。

【００１１】本発明は、上記問題点に着目してなされた
もので、その目的とするところは、車載のデジタルコン
ピュータを演算処理に用い、フィードバック制御により
車両運動を制御する車両運動制御装置において、演算能
力を高めることなく、外乱の入力がない時に不必要なフ
ィードバック制御によるドライバへの違和感を防止する
ことにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
請求項１記載の第１の発明の車両運動制御装置では、図
１のクレーム対応図に示すように、操舵角もしくは操舵
角に相当する量を検出する操舵角検出手段ａと、車速を
検出する車速検出手段ｂと、目標とする動特性を数学モ
デル化してなる規範モデルに、前記操舵角および車速の
検出値を与え、自車で実現使用とする運動状態量の第１
の目標値をデジタルコンピュータを用いて刻み時間Ｔ毎
に少なくとも１種類以上求める第１の運動状態量目標値
演算手段ｃと、前記第１の運動状態量目標値を自車で実
現するために必要な少なくとも１つの制御入力値を、自
車の車両諸元と自車の運動方程式で表される運動特性に
基づきデジタルコンピュータを用いて刻み時間Ｔ毎に決
定する制御入力決定手段ｄと、前記第１の運動状態量目
標値を、デジタルコンピュータのメモリに刻み時間Ｔ毎
に順次保存する運動目標値格納手段ｅと、車速検出値を
入力し、予めデジタルコンピュータ内に記憶させてある
各車速における車両ムダ時間の関係式もしくは関数マッ
プよりムダ時間τを決定するムダ時間決定手段ｆと、ｎ
Ｔ≦τ＜（ｎ＋１）Ｔ（ｎ：整数）を満足するｎを算出
し、ｎサンプル前の第１の運動状態量目標値Ａ（ｎＴ）
および（ｎ＋１）サンプル前の同目標値Ａ｛（ｎ＋１）
Ｔ｝およびムダ時間決定手段ｆで決定されたムダ時間τ
を用いた補間計算により第２の運動状態量目標値を求め
る第２の運動状態量目標値設定手段ｇと、自車に生じる
運動状態量のうち前記運動状態量目標値と同種の運動状
態量をデジタルコンピュータの刻み時間Ｔ毎に検出する
運動状態量検出手段ｈと、前記第２の運動状態量目標値
と前記運動状態量検出値の差に対応して補助制御入力値
を決定する補助入力決定手段ｉと、前記制御入力値に前
記補助入力値を加え合わせて制御入力目標値を修正する
制御入力修正手段ｊと、前記制御入力修正手段ｊで修正
された制御入力目標値にしたがって制御入力可変機構ｋ
を調整する制御入力可変機構調整手段ｍと、を備えてい
ることを特徴とする。

【００１３】上記目的を達成するため請求項２記載の第
２の発明の車両運動制御装置では、図２のクレーム対応
図に示すように、操舵角もしくは操舵角に相当する量を
検出する操舵角検出手段ａと、車速を検出する車速検出
手段ｂと、少なくとも前記操舵角の検出値を入力し、予
め与えられる制御関数に基づき、デジタルコンピュータ
を用いて刻み時間Ｔ毎に制御入力値を決定する制御入力
決定手段ｄ’と、前記操舵角および車速の検出値と、前
記制御入力決定手段ｄ’で決定された制御入力値を入力
し、自車の車両諸元と運動方程式に基づき与えられる車
両モデルを用いて、デジタルコンピュータにより刻み時
間Ｔ毎に少なくとも１種類の第１の運動状態量推定値を
求める第１の運動状態量推定手段ｃ’と、前記第１の運
動状態量推定値を、デジタルコンピュータのメモリに刻
み時間Ｔ毎に順次保存する運動推定値格納手段ｅ’と、
車速検出値を入力し、予めデジタルコンピュータ内に記
憶させてある各車速における車両ムダ時間の関係式もし
くは関数マップよりムダ時間τを決定するムダ時間決定
手段ｆと、ｎＴ≦τ＜（ｎ＋１）Ｔ（ｎ：整数）を満足
するｎを算出し、ｎサンプル前の第１の運動状態量推定
値Ａ（ｎＴ）および（ｎ＋１）サンプル前の同推定値Ａ
｛（ｎ＋１）Ｔ｝およびムダ時間決定手段ｆで決定され
たムダ時間τを用いた補間計算により第２の運動状態量
推定値を求める第２の運動状態量推定手段ｇ’と、自車
に生じる運動状態量のうち前記運動状態量推定値と同種
の運動状態量をデジタルコンピュータの刻み時間Ｔ毎に
検出する運動状態量検出手段ｈと、前記第２の運動状態
量推定値と前記運動状態量検出値の差に対応して補助制
御入力値を決定する補助入力決定手段ｉ’と、前記制御
入力値に前記補助入力値を加え合わせて制御入力目標値
を修正する制御入力修正手段ｊ’と、前記制御入力修正
手段ｊ’で修正された制御入力目標値にしたがって制御
入力可変機構ｋを調整する制御入力可変機構調整手段ｍ
と、を備えていることを特徴とする。

【００１４】上記目的を達成するため請求項３記載の第
３の発明の車両運動制御装置では、図３のクレーム対応
図に示すように、操舵角もしくは操舵角に相当する量を
検出する操舵角検出手段ａと、車速を検出する車速検出
手段ｂと、前記操舵角および車速の検出値を入力し、自
車の車両諸元と運動方程式に基づき与えられる車両モデ
ルを用いて、デジタルコンピュータにより刻み時間Ｔ毎
に少なくとも１種類の第１の運動状態量推定値を求める
第１の運動状態量推定手段ｃ’と、前記第１の運動状態
量推定値を、デジタルコンピュータのメモリに刻み時間
Ｔ毎に順次保存する運動推定値格納手段ｅ’と、車速検
出値を入力し、予めデジタルコンピュータ内に記憶させ
てある各車速における車両ムダ時間の関係式もしくは関
数マップよりムダ時間τを決定するムダ時間決定手段ｆ
と、ｎＴ≦τ＜（ｎ＋１）Ｔ（ｎ：整数）を満足するｎ
を算出し、ｎサンプル前の第１の運動状態量推定値Ａ
（ｎＴ）および（ｎ＋１）サンプル前の同推定値Ａ
｛（ｎ＋１）Ｔ｝およびムダ時間決定手段ｆで決定され
たムダ時間τを用いた補間計算により第２の運動状態量
推定値を求める第２の運動状態量推定手段ｇ’と、自車
に生じる運動状態量のうち前記運動状態量推定値と同種
の運動状態量をデジタルコンピュータの刻み時間Ｔ毎に
検出する運動状態量検出手段ｈと、前記第２の運動状態
量推定値と前記運動状態量検出値の差に対応して制御入
力目標値を決定する制御入力目標値決定手段ｎと、前記
制御入力目標値決定手段ｎで決定された制御入力目標値
にしたがって制御入力可変機構ｋを調整する制御入力可
変機構調整手段ｍと、を備えていることを特徴とする。

【００１５】請求項４記載の発明では、請求項１〜請求
項３記載の車両運動制御装置において、制御入力とは、
後輪舵角または／および前輪補助舵角であることを特徴
とする。

【００１６】請求項５記載の発明では、請求項１〜請求
項３記載の車両運動制御装置において、制御入力とは、
前輪の制動／駆動力の左右輪差、または／および後輪の
制動／駆動力の左右輪差であることを特徴とする。

【００１７】上記目的を達成するため請求項６記載の第
４の発明の車両運動制御装置では、図４のクレーム対応
図に示すように、制御対象に入力する第１の制御指令値
を演算する第１の制御指令値演算部ｄ”と、後述する制
御指令値決定部にて求められた第１および第２の制御指
令値を加え合わせた制御指令値を入力し、予め同定され
た制御対象の入出力関係に基づき数式化された制御対象
モデルを用いて、制御対象の出力すなわち被制御量を推
定する被制御量推定部ｐと、被制御量を検出する被制御
量検出センサｈ”と、前記被制御量推定値と被制御量検
出値の偏差を入力し、予め与えられた制御関数を用い
て、第２の制御指令値を演算する第２の制御指令値演算
部ｉ”と、前記第１および第２の制御指令値を加え合わ
せて制御指令決定値とする制御指令値決定部ｊ”と、前
記制御指令決定値にしたがい制御入力可変機構ｋを調整
する制御入力可変機構調整手段ｍを有し、少なくとも前
記被制御量推定部ｐの演算はデジタルコンピュータを用
いて刻み時間Ｔで実行される車両運動制御装置におい
て、前記被制御量推定部ｐは、制御対象の入出力特性
が、 制御出力（被制御量）＝（制御対象基本特性）・（ムダ時間）・制御入力 ｙ＝ Ｇp(S) ・ ｅ(τｓ) ・ｕ で表される場合、制御対象の基本特性に基づき、制御出
力すなわち被制御量の仮の値を刻み時間Ｔ毎に演算する
被制御量仮推定値演算手段ｃ”と、前記被制御量仮推定
値をデジタルコンピュータのメモリに刻み時間Ｔ毎に順
次保存する被制御量仮推定値格納手段ｅ”と、動作状態
によりムダ時間τ相当の値を決定するムダ時間決定手段
ｆ’と、ｎＴ≦τ＜（ｎ＋１）Ｔ（ｎ：整数）を満足す
るｎを算出し、ｎサンプル前の被制御量仮推定値ｙ＾
（ｎＴ）および（ｎ＋１）サンプル前の被制御量仮推定
値ｙ＾｛（ｎ＋１）Ｔ｝およびムダ時間決定手段ｆ’で
決定されたムダ時間τを用いた補間計算により被制御量
推定値を決定する被制御量推定値決定手段ｇ”で構成さ
れていることを特徴とする。

【００１８】請求項７記載の発明では、請求項６記載の
車両運動制御装置において、第２の制御指令値演算部
ｉ”で用いられる制御関数は、制御対象基本特性の逆系
と、ゲイン１のローパスフィルタの積で構成されること
を特徴とする。

【００１９】請求項８記載の発明では、請求項１〜請求
項７記載の車両運動制御装置において、制御対象のムダ
時間相当の値τが各種動作状態によらずほぼ一定とみな
せ、かつ、刻み時間Ｔに対してｋＴ＜τ＜（ｋ＋１）Ｔ
であり、かつ、τ−ｋＴ，（ｋ＋１）Ｔ−τが制御性能
上無視できない場合、固定されたτ値とｎ値（ｎ＝ｋ）
を用いた補間計算により、第２の車両運動目標値または
第２の車両運動推定値または被制御量推定値を決定する
ことを特徴とする。

【００２０】

【作用】第１の発明の作用を説明する。

【００２１】走行時には、第１の運動状態量目標値演算
手段ｃにおいて、目標とする動特性を数学モデル化して
なる規範モデルに、操舵角検出手段ａからの操舵角およ
び車速検出手段ｂからの車速の検出値が与えられ、自車
で実現使用とする運動状態量の第１の目標値がデジタル
コンピュータを用いて刻み時間Ｔ毎に少なくとも１種類
以上求められる。そして、制御入力決定手段ｄにおい
て、第１の運動状態量目標値を自車で実現するために必
要な少なくとも１つの制御入力値が、自車の車両諸元と
自車の運動方程式で表される運動特性に基づきデジタル
コンピュータを用いて刻み時間Ｔ毎に決定される（フィ
ードフォワード制御）。

【００２２】一方、運動目標値格納手段ｅにおいて、第
１の運動状態量目標値演算手段ｃからの第１の運動状態
量目標値が、デジタルコンピュータのメモリに刻み時間
Ｔ毎に順次保存され、ムダ時間決定手段ｆにおいて、車
速検出値を入力し、予めデジタルコンピュータ内に記憶
させてある各車速における車両ムダ時間の関係式もしく
は関数マップよりムダ時間τが決定される。そして、第
２の運動状態量目標値設定手段ｇにおいて、ｎＴ≦τ＜
（ｎ＋１）Ｔ（ｎ：整数）を満足するｎが算出され、ｎ
サンプル前の第１の運動状態量目標値Ａ（ｎＴ）および
（ｎ＋１）サンプル前の同目標値Ａ｛（ｎ＋１）Ｔ｝お
よびムダ時間決定手段ｆで決定されたムダ時間τを用い
た補間計算により第２の運動状態量目標値が求められ
る。そして、補助入力決定手段ｉにおいて、この第２の
運動状態量目標値と運動状態量検出値の差に対応して補
助制御入力値が決定される。ここで、運動状態量検出値
は、自車に生じる運動状態量のうち前記運動状態量目標
値と同種の運動状態量をデジタルコンピュータの刻み時
間Ｔ毎に検出する運動状態量検出手段ｈから得られる
（フィードバック制御）。

【００２３】そして、制御入力修正手段ｊにおいて、前
記制御入力決定手段ｄからの制御入力値（フィードフォ
ワード分）に前記補助入力決定手段ｉからの補助入力値
（フィードバック分）を加え合わせて制御入力目標値が
修正され、制御入力可変機構調整手段ｍにおいて、制御
入力修正手段ｊで修正された制御入力目標値にしたがっ
て制御入力可変機構ｋが調整される。

【００２４】したがって、フィードフォワード制御で
は、目標とする動特性を数学モデル化してなる規範モデ
ルを用いた第１の運動状態量目標値を自車で実現するべ
く自車の車両諸元と自車の運動方程式で表される運動特
性に基づきフィードフォワード分の制御入力が決定され
る。

【００２５】また、フィードバック制御では、第２の運
動状態量目標値と運動状態量検出値の差に対応してフィ
ードバック分の補助制御入力値が決定される。ここで、
第２の運動状態量目標値は、ムダ時間τを各車速におけ
る関係式もしくは関数マップより予め与え、この関係式
または関数マップから得られらムダ時間τに対し、ｎＴ
≦τ＜（ｎ＋１）Ｔ（Ｔ：刻み時間，ｎ：整数）を満足
するｎを求め、格納されているｎサンプル前と（ｎ＋
１）サンプル前の第１の運動状態量目標値を用いた補間
計算により求めるようにしているため、補間計算による
わずかな誤差を除き車速に対応した最適なムダ時間τが
設定され、刻み時間Ｔ（演算周期）を現行のままとして
もムダ時間τが刻み時間Ｔの整数倍に限られることがな
い。

【００２６】この結果、外乱の入力がない時には目標値
と検出値の偏差がほぼゼロとなり、不必要なフィードバ
ック制御が行なわれることがない。

【００２７】第２の発明の作用を説明する。

【００２８】走行時には、制御入力決定手段ｄ’におい
て、少なくとも操舵角検出手段ａからの操舵角の検出値
を入力し、予め与えられる制御関数に基づき、デジタル
コンピュータを用いて刻み時間Ｔ毎に制御入力値が決定
される（フィードフォワード制御）。

【００２９】一方、第１の運動状態量推定手段ｃ’にお
いて、操舵角および車速の検出値と、前記制御入力決定
手段ｄ’で決定された制御入力値を入力し、自車の車両
諸元と運動方程式に基づき与えられる車両モデルを用い
て、デジタルコンピュータにより刻み時間Ｔ毎に少なく
とも１種類の第１の運動状態量推定値が求められ、運動
推定値格納手段ｅ’において、第１の運動状態量推定値
が、デジタルコンピュータのメモリに刻み時間Ｔ毎に順
次保存され、ムダ時間決定手段ｆにおいて、車速検出値
を入力し、予めデジタルコンピュータ内に記憶させてあ
る各車速における車両ムダ時間の関係式もしくは関数マ
ップよりムダ時間τが決定される。そして、第２の運動
状態量推定手段ｇ’において、ｎＴ≦τ＜（ｎ＋１）Ｔ
（ｎ：整数）を満足するｎを算出し、ｎサンプル前の第
１の運動状態量推定値Ａ（ｎＴ）および（ｎ＋１）サン
プル前の同推定値Ａ｛（ｎ＋１）Ｔ｝およびムダ時間決
定手段ｆで決定されたムダ時間τを用いた補間計算によ
り第２の運動状態量推定値が求められ、補助入力決定手
段ｉ’において、この第２の運動状態量推定値と運動状
態量検出値の差に対応して補助制御入力値が決定され
る。ここで、運動状態量検出値は、自車に生じる運動状
態量のうち前記運動状態量推定値と同種の運動状態量を
デジタルコンピュータの刻み時間Ｔ毎に検出する運動状
態量検出手段ｈから得られる（フィードバック制御）。

【００３０】そして、制御入力修正手段ｊ’において、
前記制御入力決定手段ｄ’からの制御入力値（フィード
フォワード分）に前記補助入力決定手段ｉ’からの補助
入力値（フィードバック分）を加え合わせて制御入力目
標値が修正され、制御入力可変機構調整手段ｍにおい
て、制御入力修正手段ｊ’で修正された制御入力目標値
にしたがって制御入力可変機構ｋが調整される。

【００３１】すなわち、この第２の発明は、フィードフ
ォワード制御において、予め与えられる制御関数に基づ
き少なくとも操舵角検出値を用いてフィードフォワード
分の制御入力値を与える点で第１の発明とは異なる。

【００３２】第３の発明の作用を説明する。

【００３３】走行時には、第１の運動状態量推定手段
ｃ’において、操舵角検出手段ａからの操舵角および車
速検出手段ｂからの車速の検出値を入力し、自車の車両
諸元と運動方程式に基づき与えられる車両モデルを用い
て、デジタルコンピュータにより刻み時間Ｔ毎に少なく
とも１種類の第１の運動状態量推定値が求められ、この
第１の運動状態量推定値が、運動推定値格納手段ｅ’に
おいて、デジタルコンピュータのメモリに刻み時間Ｔ毎
に順次保存され、ムダ時間決定手段ｆにおいて、車速検
出値を入力し、予めデジタルコンピュータ内に記憶させ
てある各車速における車両ムダ時間の関係式もしくは関
数マップよりムダ時間τが決定される。そして、第２の
運動状態量推定手段ｇ’において、ｎＴ≦τ＜（ｎ＋
１）Ｔ（ｎ：整数）を満足するｎが算出され、ｎサンプ
ル前の第１の運動状態量推定値Ａ（ｎＴ）および（ｎ＋
１）サンプル前の同推定値Ａ｛（ｎ＋１）Ｔ｝およびム
ダ時間決定手段ｆで決定されたムダ時間τを用いた補間
計算により第２の運動状態量推定値が求められる。

【００３４】一方、運動状態量検出手段ｈにおいて、自
車に生じる運動状態量のうち前記運動状態量推定値と同
種の運動状態量がデジタルコンピュータの刻み時間Ｔ毎
に検出され、制御入力目標値決定手段ｎにおいて、前記
第２の運動状態量推定値と前記運動状態量検出値の差に
対応して制御入力目標値が決定される。

【００３５】そして、制御入力可変機構調整手段ｍにお
いて、制御入力目標値決定手段ｎで決定された制御入力
目標値にしたがって制御入力可変機構ｋが調整される。

【００３６】したがって、この第３の発明は、フィード
フォワード制御は行なわず、フィードバック制御のみに
より外乱の抑制を行なうような制御系に適用される。

【００３７】第４の発明の作用を説明する。

【００３８】走行時には、第１の制御指令値演算部ｄ”
において、制御対象に入力する第１の制御指令値が演算
される（フィードフォワード制御）。

【００３９】一方、被制御量推定部ｐにおいて、後述す
る制御指令値決定部ｊ”にて求められた第１および第２
の制御指令値を加え合わせた制御指令値を入力し、予め
同定された制御対象の入出力関係に基づき数式化された
制御対象モデルを用いて、制御対象の出力すなわち被制
御量がデジタルコンピュータを用いて刻み時間Ｔで推定
され、被制御量検出センサｈ”において、被制御量が検
出され、第２の制御指令値演算部ｉ”において、前記被
制御量推定値と被制御量検出値の偏差を入力し、予め与
えられた制御関数を用いて、第２の制御指令値が演算さ
れる（フィードバック制御）。

【００４０】そして、制御指令値決定部ｊ”において、
前記第１および第２の制御指令値を加え合わせて制御指
令決定値とされ、制御入力可変機構調整手段ｍにおい
て、前記制御指令決定値にしたがい制御入力可変機構ｋ
が調整される。

【００４１】ここで、前記被制御量推定部ｐでは、制御
対象の入出力特性が、 制御出力（被制御量）＝（制御対象基本特性）・（ムダ時間）・制御入力 ｙ＝ Ｇp(S) ・ ｅ ⁽τｓ⁾ ・ｕ で表される場合、被制御量仮推定値演算手段ｃ”におい
て、制御対象の基本特性に基づき、制御出力すなわち被
制御量の仮の値が刻み時間Ｔ毎に演算され、被制御量仮
推定値格納手段ｅ”において、この被制御量仮推定値が
デジタルコンピュータのメモリに刻み時間Ｔ毎に順次保
存され、ムダ時間決定手段ｆ’において、動作状態によ
りムダ時間τ相当の値が決定され、被制御量推定値決定
手段ｇ”において、ｎＴ≦τ＜（ｎ＋１）Ｔ（ｎ：整
数）を満足するｎが算出され、ｎサンプル前の被制御量
仮推定値ｙ＾（ｎＴ）および（ｎ＋１）サンプル前の被
制御量仮推定値ｙ＾｛（ｎ＋１）Ｔ｝およびムダ時間決
定手段ｆ’で決定されたムダ時間τを用いた補間計算に
より被制御量推定値が決定される。

【００４２】したがって、この第４の発明は、第１〜第
３の発明と同様に、外乱の入力がない時に不必要なフィ
ードバック制御を抑えることができると共に、制御対象
の実応答と推定モデルを用いた推定値の偏差に基づきフ
ィードバック制御を行なう他の車載制御システムに適用
することができる。

【００４３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００４４】（第１実施例）まず、構成を説明する。

【００４５】図５は請求項１及び請求項４記載の第１の
発明に対応する第１実施例の後輪舵角制御装置（車両運
動制御装置の一例）のシステムブロック図、図６は第１
実施例装置の制御系ブロック図である。尚、実施例で用
いる符号で、『’』は一階微分値、『”』は二階微分
値、『＊』は目標値あるいは指令値、『＾』は推定値を
示す。

【００４６】図５において、１は操舵角センサ（操舵角
検出手段ａに相当）、２は車速センサ（車速検出手段ｂ
に相当）、３はヨーレートセンサ（運動状態量検出手段
ｈに相当）、４はコントローラ、５は後輪操舵アクチュ
エータ（制御入力可変機構ｋに相当）、６は後輪舵角セ
ンサである。

【００４７】前記コントローラ４は、各入力信号をマイ
クロコンピュータ４−２に取り込むためのインターフェ
ース回路４−１と、各入力信号に基づき刻み時間Ｔ毎に
後輪舵角目標値δ^*Rを計算するマイクロコンピュータ４
−２と、後輪舵角目標値δ^*Rと後輪舵角実際値δR とが
一致するように制御するアクチュ駆動回路４−３（制御
入力可変機構調整手段ｍに相当）により構成されてい
る。

【００４８】図６の制御系は実システムにおいてはマイ
クロコンピュータ４−２の制御プログラムとして具現化
されている。

【００４９】図６において、１０は車両運動目標値設定
部（第１の運動状態量目標値演算手段ｃに相当）、１１
はフィードフォワード後輪舵角計算部（制御入力決定手
段ｄに相当）、１２は目標値記憶部（運動目標値格納手
段ｅに相当）、１３はムダ時間決定部（ムダ時間決定手
段ｆに相当）、１４は第２の運動目標値決定部（第２の
運動状態量目標値設定手段ｇに相当）、１５はフィード
バック補償器（補助入力決定手段ｉに相当）、１６は加
算器（制御入力修正手段ｊに相当）である。

【００５０】前記車両運動目標値設定部１０では、操舵
角θと車速Ｖを入力し、予め与えた規範モデルを用いた
演算により、第１ヨーレート目標値ψ₁'^* とヨー加速度
目標値ψ"^*が求められる。

【００５１】前記フィードフォワード後輪舵角計算部１
１では、操舵角θと車速Ｖと第１ヨーレート目標値ψ₁'
^* とヨー加速度目標値ψ"^*とを入力し、運動方程式で記
述される車両モデルに基づく逆演算によりフィードフォ
ワード後輪舵角目標値δR^*F/Fが計算される。

【００５２】前記目標値記憶部１２では、刻み時間Ｔ毎
に設定される第１ヨーレート目標値ψ₁'^* を順次記憶す
る。

【００５３】前記ムダ時間決定部１３では、車速Ｖに応
じてムダ時間τが決定される。

【００５４】前記第２の運動目標値決定部１４では、前
記目標値記憶部１２に記憶されている第１ヨーレート目
標値ψ₁'^* と、前記ムダ時間決定部１３で決定されたム
ダ時間τを用いて第２ヨーレート目標値ψ₂'^* が演算さ
れる。

【００５５】前記フィードバック補償器１５では、第２
ヨーレート目標値ψ₂'^* とヨーレート検出値ψ’の偏差
ｅ（＝ψ₂'^* −ψ’）と、予め与えてあるフィードバッ
ク制御関数に基づきフィードバック後輪舵角目標値δR^*
F/B が計算される。

【００５６】前記加算器１６では、後輪舵角目標値δR^*
が前記フィードフォワード後輪舵角目標値δR^*F/F と前
記フィードバック後輪舵角目標値δR^*F/B との加算によ
り求められる。

【００５７】次に、作用を説明する。

【００５８】図７はコントローラ４のマイクロコンピュ
ータ４−２で実行される後輪舵角制御処理作動の流れを
示すフローチャートで、このフローチャートにしたがっ
て第１実施例装置での後輪舵角制御作用を説明する。

【００５９】ステップ７０では、車速Ｖと操舵角θとヨ
ーレート検出値ψ’が入力される。ステップ７１では、
車両運動目標値設定部１０において、操舵角θと車速Ｖ
を入力し、予め与えた規範モデルを用いた演算により、
第１ヨーレート目標値ψ₁'^* とヨー加速度目標値ψ"^*が
求められる。

【００６０】ステップ７２では、フィードフォワード後
輪舵角計算部１１において、操舵角θと車速Ｖと第１ヨ
ーレート目標値ψ₁'^* とヨー加速度目標値ψ"^*とを入力
し、運動方程式で記述される車両モデルに基づく逆演算
によりフィードフォワード後輪舵角目標値δR^*F/F が計
算される。

【００６１】ステップ７３では、目標値記憶部１２にお
いて、刻み時間Ｔ毎に設定される第１ヨーレート目標値
ψ₁'^* が順次記憶される。

【００６２】すなわち、メモリ群に記憶してあるＫサン
プル前のψ₁'^* であるψ₁'^*(K-1)をψ₁'^*(K)に、（Ｋ−
１）サンプル前のψ₁'^* であるψ₁'^*(K-2)をψ₁'^*(K-1)
に、というように順次シフトし、最新のψ₁'^* をψ₁'
^*(0)に格納する。このようなシフトを行なうことにより
ｘサンプル前（ｘは整数）のψ₁'^* をψ₁'^*(x)に格納さ
れていることになる。

【００６３】ステップ７４では、ムダ時間決定部１３で
は、車速Ｖに応じてムダ時間τが決定される。ここで、
ムダ時間τは、例えば、図８に示すように、車速Ｖの関
数としてマップもしくは数式（近似式）で予め与えられ
ている。

【００６４】ステップ７５では、上記ムダ時間τを刻み
時間Ｔで割り、小数点以下を切り捨てた値がｎとされ
る。例えば、τ＝３５ｍｓ，Ｔ＝１０ｍｓの場合、ｎ＝
３となる。

【００６５】ステップ７６では、第２の運動目標値決定
部１４において、前記目標値記憶部１２に格納されてい
るデータよりψ₁'^*(n)とψ₁'^*(n+1)を引き出し、これら
のデータと前記ムダ時間決定部１３で決定されたムダ時
間τを用いた次式の計算を行なうことによって第２ヨー
レート目標値ψ₂'^* が求められる。

【００６６】 ψ₂'^* ＝［ψ₁'^*(n)｛（ｎ＋１）Ｔ−τ｝＋ψ₁'^*(n+1)｛τ−ｎＴ｝］／Ｔ ステップ７７では、フィードバック補償器１５におい
て、第２ヨーレート目標値ψ₂'^* とヨーレート検出値
ψ’の偏差ｅ（＝ψ₂'^* −ψ’）が計算される。

【００６７】ステップ７８では、フィードバック補償器
１５において、偏差ｅと予め与えてあるフィードバック
制御関数Ｗ(s) に基づきフィードバック後輪舵角目標値
δR^*F/B が計算される。

【００６８】ステップ７９では、加算器１６において、
後輪舵角目標値δR^*が前記フィードフォワード後輪舵角
目標値δR^*F/F と前記フィードバック後輪舵角目標値δ
R^*F/B との加算により求められる。

【００６９】ステップ８０では、ステップ７９で求めら
れた後輪舵角目標値δR^*がアクチュエータ駆動回路４−
３に出力される。

【００７０】次に、効果を説明する。

【００７１】後輪舵角制御で、上記のように第２ヨーレ
ート目標値ψ₂'^* を求めるようにした効果について図９
を用いて説明する。この例は、刻み時間Ｔは１０ｍｓ，
車両の持つムダ時間相当の遅れは３５ｍｓの場合を示し
ている。

【００７２】まず、従来の方法では、ムダ時間を３０ｍ
ｓまたは４０ｍｓ（刻み時間Ｔの整数倍）から選択しな
ければならなかったため、例えば、３０ｍｓを選択する
と、ψ₂'^* は実際のヨーレートψ’より進み（×印）、
４０ｍｓを選択すると、ψ₂'^* は実際のヨーレートψ’
より遅れてしまう（△印）。このような進みや遅れは、
図１６に示したように、外乱の入力がない状態でも偏差
を生じさせ、車両に不要な後輪舵角を与えることになる
ため、結果として、ヨーレートのふらつきを生じさせ
る。

【００７３】これに対し、本発明を適用した場合、ムダ
時間τを車速Ｖに応じて設定すると共に、補間計算によ
り実質的に演算の刻み時間Ｔより細かくムダ時間τを与
えるようにしていることで、外乱の入力がない状態では
ψ₂'^* とψ’との偏差ｅを実質的にゼロとできるため、
従来問題となっていたフィードバック制御によるヨーレ
ートのふらつきは、刻み時間Ｔ（演算周期）を現行のま
まとしてもほとんど発生しない。この結果、フィードバ
ック制御系を本来狙いとしていた外乱抑制にのみ有効に
働かせることができる。

【００７４】（第２実施例）まず、構成を説明する。

【００７５】図１０は請求項２及び請求項４記載の第２
の発明に対応する第２実施例の後輪舵角制御装置の制御
系ブロック図である。

【００７６】図１０において、１７はフィードフォワー
ド後輪舵角計算部（制御入力決定手段ｄ’に相当）、１
８は車両モデル（第１の運動状態量推定手段ｃ’に相
当）、１２は推定値記憶部（運動推定値格納手段ｅ’に
相当）、１３はムダ時間決定部（ムダ時間決定手段ｆに
相当）、１４は第２の運動状態量推定部（第２の運動状
態量推定手段ｇ’に相当）、１５はフィードバック補償
器（補助入力決定手段ｉ’に相当）、１６は加算器（制
御入力修正手段ｊ’に相当）である。

【００７７】前記フィードフォワード後輪舵角計算部１
７では、操舵角θと車速Ｖを入力し、例えば、下記の制
御関数に基づきフィードフォワード後輪舵角目標値δR^*
F/F が計算される。

【００７８】 δR^*F/F ＝ＫP(V)θ＋ＫD(V)θ’＋ＫDDθ” 前記車両モデル１８では、操舵角θと車速Ｖとフィード
フォワード後輪舵角目標値δR^*F/F を入力し、自車の車
両諸元と運動方程式に基づき与えられる車両モデルを用
いてヨーレート推定値ψ'∧が求められる。

【００７９】尚、他の構成は第１実施例装置と同様であ
るので説明を省略する。

【００８０】また、作用効果についてもフィードフォワ
ード制御が異なるだけで、フィードバック制御について
は第１実施例装置と同様であるので説明を省略する。

【００８１】（第３実施例）まず、構成を説明する。

【００８２】図１１は請求項３及び請求項４記載の第３
の発明に対応する第３実施例の後輪舵角制御装置の制御
系ブロック図である。

【００８３】図１１において、１８’は車両モデル（第
１の運動状態量推定手段ｃ’に相当）、１２は推定値記
憶部（運動推定値格納手段ｅ’に相当）、１３はムダ時
間決定部（ムダ時間決定手段ｆに相当）、１４は第２の
運動状態量推定部（第２の運動状態量推定手段ｇ’に相
当）、１５はフィードバック補償器（制御入力目標値決
定手段ｎに相当）である。

【００８４】前記車両モデル１８’では、操舵角θと車
速Ｖを入力し、自車の車両諸元と運動方程式に基づき与
えられる車両モデルを用いてヨーレート推定値ψ'∧が
求められる。

【００８５】尚、他の構成は第１実施例装置と同様であ
るので説明を省略する。

【００８６】また、作用効果についてもフィードフォワ
ード制御を行なわず、フィードバック制御のみにより外
乱の抑制を行なうような制御系に適用される例で、フィ
ードバック制御については第１実施例装置と同様である
ので説明を省略する。

【００８７】（第４実施例）まず、構成を説明する。

【００８８】図１２は請求項６，請求項７記載の第４の
発明に対応する第４実施例の定速走行制御装置（車両運
動制御装置の一例）のシステムブロック図、図１３は第
４実施例装置の制御系ブロック図である。

【００８９】図１２において、１０１は各種センサ、１
０２はコントローラ、１０３はアクチュエータ（制御入
力可変機構ｋに相当）、１０４は制御対象、１０５は被
制御量検出センサ（被制御量検出センサｈ”に相当）で
ある。

【００９０】前記各種センサ１０１は、定速走行制御装
置（ＡＳＣＤ）の場合、セット信号，アクセラレート信
号，リジューム信号等を発生する操作スイッチ類であ
る。

【００９１】前記コントローラ１０２は、各入力信号を
マイクロコンピュータ４−２に取り込むためのインター
フェース回路１０２−１と、各入力信号に基づき刻み時
間Ｔ毎に制御指令決定値ｕ* を計算するマイクロコンピ
ュータ１０２−２と、制御指令決定値ｕ* と制御実際値
ｕとが一致するように制御するアクチュエータ駆動回路
１０２−３（制御入力可変機構調整手段ｍに相当）によ
り構成されている。

【００９２】前記アクチュエータ１０３は、ＡＳＣＤの
場合、スロットル開度を調整するスロットルアクチュエ
ータである。

【００９３】前記制御対象１０４は、ＡＳＣＤの場合、
エンジン＋トランスミッション等の駆動系＋車輪＋車体
等で構成される車両である。

【００９４】前記被制御量検出センサ１０５は、ＡＳＣ
Ｄの場合、被制御量である車速または車輪速を検出する
センサである。

【００９５】図１３の制御系は実システムにおいてはマ
イクロコンピュータ１０２−２の制御プログラムとして
具現化されている。

【００９６】図１３において、１１０は第１の制御指令
値演算部（第１の制御指令値演算部ｄ”に相当）、１１
５は第２の制御指令値演算部（第２の制御指令値演算部
ｉ”に相当）、１１６は被制御量推定部（被制御量推定
部ｐに相当）、１１７は加算器（制御指令値決定部ｊ”
に相当）であり、前記被制御量推定部１１６には、制御
対象の特性モデル１１１（被制御量仮推定値演算手段
ｃ”に相当）と、推定値記憶部１１２（被制御量仮推定
値格納手段ｅ”に相当）と、ムダ時間決定部１１３（ム
ダ時間決定手段ｆ’に相当）と、推定値決定部１１４
（被制御量推定値決定手段ｇ”に相当）とを有する。

【００９７】前記第１の制御指令値演算部１１０では、
各種センサ値や被制御量検出値ｙを入力し、第１の制御
指令値ｕ₁ が演算される。

【００９８】前記制御対象の特性モデル１１１では、制
御指令決定値ｕ^* を入力し、予め同定された制御対象の
特性のうちムダ時間分を除く部分を数式化した制御対象
の特性モデルを用いて、刻み時間Ｔ毎に被制御量の推定
値ｙ∧(i)を計算する。

【００９９】前記推定値記憶部１１２では、推定値ｙ∧
(i)が第１実施例装置の目標値記憶部１２と同様に順次
格納される。

【０１００】前記ムダ時間決定部１１３では、制御対象
の動作状態に基づきムダ時間τが求められる。

【０１０１】前記推定値決定部１１４では、第１実施例
装置の第２の運動目標値決定部１４と同様に、ｎＴ≦τ
＜（ｎ＋１）Ｔ（ｎ：整数）を満足するｎを算出し、格
納されているｙ∧(i)群のうちｎサンプル前の被制御量
推定値ｙ＾（ｎＴ）および（ｎ＋１）サンプル前の被制
御量仮推定値ｙ＾｛（ｎ＋１）Ｔ｝およびムダ時間決定
部１１３で決定されたムダ時間τを用いた補間計算によ
り被制御量推定値ｙ∧ が決定される。

【０１０２】前記第２の制御指令値演算部１１５では、
被制御量推定値ｙ∧ と被制御量検出値ｙの偏差を入力
し、予め与えられた制御関数を用いて制御入力補正値ｕ
₂ が演算される。

【０１０３】前記加算器１１７では、制御指令決定値ｕ
^* が第１の制御指令値ｕ₁ と制御入力補正値ｕ₂ との和
により計算される。

【０１０４】図１３について、ＡＳＣＤを例にとって説
明を加える。

【０１０５】第１の制御指令値演算部１１０は、セット
信号等に基づき設定された設定車速Ｖ^* と実車速Ｖに基
づき第１のスロットル開度θ1 を決定する。

【０１０６】制御対象の特性モデル１１１は、スロット
ル開度θから車速Ｖまでの伝達特性からモデル化された
車両モデルである。

【０１０７】ムダ時間決定部１１３は、エンジンのムダ
時間相当の遅れや車速の検出遅れに基づきエンジン回転
数または車速の関数としてムダ時間τを与える。

【０１０８】次に、作用を説明する。

【０１０９】制御対象に外乱が入力されていない場合、
第１実施例装置と同様に、ムダ時間τの設定制限を実質
的に除く補間計算により被制御量推定値ｙ∧ が計算さ
れるため、ｙ∧ ≒ｙとなり、フィードバック制御分の
制御入力補正値ｕ₂ がｕ₂ ＝０となる。よって、ＡＳＣ
Ｄの場合には、外乱の入力がない限り、スロットル開度
を変動させる制御が行なわれなく、安定した定速走行が
確保される。

【０１１０】制御対象に外乱が入力された場合、被制御
量推定値ｙ∧ と被制御量検出値ｙの間に偏差が生じ、
これを補正するようにフィードバック制御分の制御入力
補正値ｕ₂ が計算される。よって、ＡＳＣＤの場合、例
えば、登降坂道にさしかかった場合の走行抵抗等による
外乱が入力されると、この走行抵抗分を補うようにスロ
ットル開度が制御され、外乱の影響が小さく抑えられ
る。

【０１１１】ここで、第２の制御指令値演算部１１５
を、制御対象の伝達特性（ムダ時間分を除く）の逆系と
ゲイン１のローパスフィルタで構成すると効果的に外乱
による影響を除去することができる（請求項７）。以
下、図１４及び図１５を用いて説明する。

【０１１２】図１４は基本動作を説明するためのもの
で、制御対象のムダ時間は無視できる場合を示してあ
る。ＧP(S)は制御対象の伝達特性、ＧP∧(S) はＧP(S)
を数学モデルかしてなる推定モデルに相当する。Ｈ(S)
／ＧP∧(S) は、第２の制御指令値演算部１１５に相当
する部分で、Ｈ(S) はゲイン１のローパスフィルタであ
る。

【０１１３】まず、外乱ｄがゼロの場合、ＧP∧(S) が
十分な精度で制御対象を表現していればＧP∧(S) ＝ＧP
(S)となるので、偏差ｅ＝０となり、ｕ₂ ＝０である。

【０１１４】したがって、第１の制御指令値ｕ₁ に対す
る制御対象の応答は、 ｙ＝ＧP(S)ｕ₁ …Ａ となる。

【０１１５】次に、ＧP∧(S) ＝ＧP(S)の仮定のもとに
外乱ｄが入力された場合の制御対象の出力応答を計算す
ると、 ｙ＝ＧP(S)ｕ₁ ＋ＧP(S)（１−Ｈ(S) ）ｄ …Ｂ となる。

【０１１６】ここで、Ｈ(S) が１とみなせる周波数域で
は、Ｂ式の右辺第２項はゼロとなり、出力ｙはＡ式の応
答、すなわち外乱のない場合の応答と一致する。

【０１１７】以上の説明により、第２の制御指令値演算
部１１５をＨ(S) ／ＧP∧(S) で構成することにより、
制御入力の補正値であるｕ₂ は外乱の影響を除去するよ
うに発生されることが分かる。この手法は「近似ゼロイ
ング」と呼ばれる公知の技術であるが、この技術をムダ
時間を持つ制御対象に適用したのが図１５である。

【０１１８】この図１５において、制御対象はＧP(S)ｅ
^-LS の伝達特性を持っており、これをＧP(S)ｅ^-L'Sとモ
デル化して構成した場合を示している。

【０１１９】ここで、Ｌ’はＬと一致していることが外
乱除去性能上重要であり、Ｌが制御対象の動作状態によ
り変化する場合、本発明を適用し、Ｌ’を常にＬと一致
させることが有効に作用する。

【０１２０】以上、実施例を図面により説明してきた
が、具体的な構成は実施例に限られるものではなく、本
発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加等があ
っても本発明に含まれる。

【０１２１】例えば、第１実施例〜第３実施例では、制
御機構が後輪舵角制御機構の適用例を示したが、制御機
構が前輪舵角制御機構の場合や前後輪舵角制御機構の場
合であっても本発明を同様に適用することができる（請
求項４）。ここで、前後輪共に制御可能な場合には、ヨ
ーレートに加え、重心点横速度等の２つの良が制御可能
となるが、この場合には、ヨーレート目標値および横速
度目標値の設定の各々に本発明を適用する。

【０１２２】第１実施例〜第３実施例では、ヨーレート
を制御する方法として舵角の例を示したが、舵角の他に
左右輪の制駆動力の差を利用することも可能であり、こ
のような装置に対しても全く同様に本発明を適用するこ
とができる（請求項５）。

【０１２３】第４実施例では、定速走行制御装置を例に
とって説明したが、この第４の発明はムダ時間相当の遅
れを持つ制御対象の実応答と、推定モデルを用いた推定
値の偏差に基づきフィードバック制御を行なう他の車載
システムにも全く同様に適用することができる。

【０１２４】第１〜第４の発明は、制御対象のムダ時間
相当の遅れが変化する場合に特に有効であるが、ほぼ一
定値であってもマイクロコピュータの演算都合上、正確
に推定値にムダ時間相当の遅れを持たせることができな
い場合は、本発明の一部を用いてこの問題を解決するこ
とができる（請求項８）。

【０１２５】例えば、演算周期Ｔ＝１０ｍｓ、制御対象
のムダ時間３４ｍｓで固定の場合、常に４０ｍｓ前の値
まで残しておき、 ｙ＝０．６・ｙ∧ （３Ｔ）＋０．４・ｙ∧ （４Ｔ） なる計算を行なう。

【０１２６】

【発明の効果】請求項１記載の第１の発明にあっては、
車載のデジタルコンピュータを演算処理に用い、規範モ
デル適合手法によるフィードフォワード制御＋フィード
バック制御により車両運動を制御する車両運動制御装置
において、各車速における車両ムダ時間の関係式または
関数マップを予め与え、この関係式または関数マップか
らムダ時間τを決定するムダ時間決定手段と、ｎＴ≦τ
＜（ｎ＋１）Ｔ（Ｔ：刻み時間，ｎ：整数）を満足する
ｎを求め、格納されているｎサンプル前と（ｎ＋１）サ
ンプル前の第１の運動状態量目標値を用いた補間計算に
より第２の運動状態量目標値（フィードバック制御の目
標値）を設定する第２の運動状態量目標値設定手段とを
有してフィードバック制御系を構成したため、演算能力
を高めることなく、外乱の入力がない時に不要なフィー
ドバック制御量の発生によるドライバへの違和感を防止
することができるという効果が得られる。

【０１２７】請求項２記載の第２の発明にあっては、車
載のデジタルコンピュータを演算処理に用い、制御関数
に基づくフィードフォワード制御＋フィードバック制御
により車両運動を制御する車両運動制御装置において、
各車速における車両ムダ時間の関係式または関数マップ
を予め与え、この関係式または関数マップからムダ時間
τを決定するムダ時間決定手段と、ｎＴ≦τ＜（ｎ＋
１）Ｔ（Ｔ：刻み時間，ｎ：整数）を満足するｎを求
め、格納されているｎサンプル前と（ｎ＋１）サンプル
前の第１の運動状態量推定値を用いた補間計算により第
２の運動状態量推定値（フィードバック制御の推定値）
を設定する第２の運動状態量推定手段とを有してフィー
ドバック制御系を構成したため、演算能力を高めること
なく、外乱の入力がない時に不要なフィードバック制御
量の発生によるドライバへの違和感を防止することがで
きるという効果が得られる。

【０１２８】請求項３記載の第３の発明にあっては、車
載のデジタルコンピュータを演算処理に用いフィードバ
ック制御のみにより車両運動を制御する車両運動制御装
置において、各車速における車両ムダ時間の関係式また
は関数マップを予め与え、この関係式または関数マップ
からムダ時間τを決定するムダ時間決定手段と、ｎＴ≦
τ＜（ｎ＋１）Ｔ（Ｔ：刻み時間，ｎ：整数）を満足す
るｎを求め、格納されているｎサンプル前と（ｎ＋１）
サンプル前の第１の運動状態量推定値を用いた補間計算
により第２の運動状態量推定値を設定する第２の運動状
態量推定手段とを有して制御系を構成したため、演算能
力を高めることなく、外乱の入力がない時に不要なフィ
ードバック制御量の発生によるドライバへの違和感を防
止することができるという効果が得られる。

【０１２９】請求項６記載の第４の発明にあっては、車
載のデジタルコンピュータを演算処理に用い、フィード
フォワード制御＋フィードバック制御により車両運動を
制御する車両運動制御装置において、動作状態によりム
ダ時間τ相当の値を決定するムダ時間決定手段と、ｎＴ
≦τ＜（ｎ＋１）Ｔ（Ｔ：刻み時間，ｎ：整数）を満足
するｎを求め、格納されているｎサンプル前と（ｎ＋
１）サンプル前の被制御量仮推定値を用いた補間計算に
より被制御量推定値（フィードバック制御の推定値）を
設定する被制御量推定値決定手段とを有してフィードバ
ック制御系を構成したため、演算能力を高めることな
く、外乱の入力がない時に不要なフィードバック制御量
の発生によるドライバへの違和感を防止することができ
ると共に、補助舵角や制駆動力の制御に限らず制御対象
の実応答と推定モデルを用いた推定値の偏差に基づきフ
ィードバック制御を行なう他の車載制御システムにも適
用可能であるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の発明の車両運動制御装置を示すクレーム
対応図である。

【図２】第２の発明の車両運動制御装置を示すクレーム
対応図である。

【図３】第３の発明の車両運動制御装置を示すクレーム
対応図である。

【図４】第４の発明の車両運動制御装置を示すクレーム
対応図である。

【図５】第１の発明に相当する第１実施例の後輪舵角制
御装置（車両運動制御装置の一例）を示す全体システム
ブロック図である。

【図６】第１実施例装置の制御系ブロック図である。

【図７】第１実施例装置のマイクロコンピュータで実行
される後輪舵角制御勝利差動の流れを示すフローチャー
トである。

【図８】第１実施例装置で用いられる車速に対するムダ
時間マップ図である。

【図９】第１実施例装置のヨーレートの発生に対する効
果確認実験結果図である

【図１０】第２の発明に相当する第２実施例の後輪舵角
制御装置（車両運動制御装置の一例）を示す制御系ブロ
ック図である。

【図１１】第３の発明に相当する第３実施例の後輪舵角
制御装置（車両運動制御装置の一例）を示す全体システ
ムブロック図である。

【図１２】第４の発明に相当する第４実施例の定速走行
制御装置（車両運動制御装置の一例）を示す制御系ブロ
ック図である。

【図１３】第４実施例装置の制御系ブロック図である。

【図１４】第４実施例装置の第２の制御指令値演算部の
基本構成を示す制御系ブロック図である。

【図１５】第４実施例装置の第２の制御指令値演算部を
ムダ時間を持つ制御対象に適用した場合の制御系ブロッ
ク図である。

【図１６】従来のフィードフォワード制御＋フィードバ
ック制御を行なう後輪舵角制御装置でステップ操舵時に
実車両に対してムダ時間の設定が小の場合と大の場合と
における後輪舵角及びヨーレートのふらつきを示すタイ
ムチャートである。

【符号の説明】

ａ 操舵角検出手段 ｂ 車速検出手段 ｃ 第１の運動状態量目標値演算手段 ｄ 制御入力決定手段 ｅ 運動目標値格納手段 ｆ ムダ時間決定手段 ｇ 第２の運動状態量目標値設定手段 ｈ 運動状態量検出手段 ｉ 補助入力決定手段 ｊ 制御入力修正手段 ｋ 制御入力可変機構 ｍ 制御入力可変機構調整手段

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B62D 6/00 - 6/06

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 操舵角もしくは操舵角に相当する量を検
   出する操舵角検出手段と、 車速を検出する車速検出手段と、 目標とする動特性を数学モデル化してなる規範モデル
   に、前記操舵角および車速の検出値を与え、自車で実現
   使用とする運動状態量の第１の目標値をデジタルコンピ
   ュータを用いて刻み時間Ｔ毎に少なくとも１種類以上求
   める第１の運動状態量目標値演算手段と、 前記第１の運動状態量目標値を自車で実現するために必
   要な少なくとも１つの制御入力値を、自車の車両諸元と
   自車の運動方程式で表される運動特性に基づきデジタル
   コンピュータを用いて刻み時間Ｔ毎に決定する制御入力
   決定手段と、 前記第１の運動状態量目標値を、デジタルコンピュータ
   のメモリに刻み時間Ｔ毎に順次保存する運動目標値格納
   手段と、 車速検出値を入力し、予めデジタルコンピュータ内に記
   憶させてある各車速における車両ムダ時間の関係式もし
   くは関数マップよりムダ時間τを決定するムダ時間決定
   手段と、 ｎＴ≦τ＜（ｎ＋１）Ｔ（ｎ：整数）を満足するｎを算
   出し、ｎサンプル前の第１の運動状態量目標値Ａ（ｎ
   Ｔ）および（ｎ＋１）サンプル前の同目標値Ａ｛（ｎ＋
   １）Ｔ｝およびムダ時間決定手段で決定されたムダ時間
   τを用いた補間計算により第２の運動状態量目標値を求
   める第２の運動状態量目標値設定手段と、 自車に生じる運動状態量のうち前記運動状態量目標値と
   同種の運動状態量をデジタルコンピュータの刻み時間Ｔ
   毎に検出する運動状態量検出手段と、 前記第２の運動状態量目標値と前記運動状態量検出値の
   差に対応して補助制御入力値を決定する補助入力決定手
   段と、 前記制御入力値に前記補助入力値を加え合わせて制御入
   力目標値を修正する制御入力修正手段と、 前記制御入力修正手段で修正された制御入力目標値にし
   たがって制御入力可変機構を調整する制御入力可変機構
   調整手段と、 を備えていることを特徴とする車両運動制御装置。
2. 【請求項２】 操舵角もしくは操舵角に相当する量を検
   出する操舵角検出手段と、 車速を検出する車速検出手段と、 少なくとも前記操舵角の検出値を入力し、予め与えられ
   る制御関数に基づき、デジタルコンピュータを用いて刻
   み時間Ｔ毎に制御入力値を決定する制御入力決定手段
   と、 前記操舵角および車速の検出値と、前記制御入力決定手
   段で決定された制御入力値を入力し、自車の車両諸元と
   運動方程式に基づき与えられる車両モデルを用いて、デ
   ジタルコンピュータにより刻み時間Ｔ毎に少なくとも１
   種類の第１の運動状態量推定値を求める第１の運動状態
   量推定手段と、 前記第１の運動状態量推定値を、デジタルコンピュータ
   のメモリに刻み時間Ｔ毎に順次保存する運動推定値格納
   手段と、 車速検出値を入力し、予めデジタルコンピュータ内に記
   憶させてある各車速における車両ムダ時間の関係式もし
   くは関数マップよりムダ時間τを決定するムダ時間決定
   手段と、 ｎＴ≦τ＜（ｎ＋１）Ｔ（ｎ：整数）を満足するｎを算
   出し、ｎサンプル前の第１の運動状態量推定値Ａ（ｎ
   Ｔ）および（ｎ＋１）サンプル前の同推定値Ａ｛（ｎ＋
   １）Ｔ｝およびムダ時間決定手段で決定されたムダ時間
   τを用いた補間計算により第２の運動状態量推定値を求
   める第２の運動状態量推定手段と、 自車に生じる運動状態量のうち前記運動状態量推定値と
   同種の運動状態量をデジタルコンピュータの刻み時間Ｔ
   毎に検出する運動状態量検出手段と、 前記第２の運動状態量推定値と前記運動状態量検出値の
   差に対応して補助制御入力値を決定する補助入力決定手
   段と、 前記制御入力値に前記補助入力値を加え合わせて制御入
   力目標値を修正する制御入力修正手段と、 前記制御入力修正手段で修正された制御入力目標値にし
   たがって制御入力可変機構を調整する制御入力可変機構
   調整手段と、 を備えていることを特徴とする車両運動制御装置。
3. 【請求項３】 操舵角もしくは操舵角に相当する量を検
   出する操舵角検出手段と、 車速を検出する車速検出手段と、 前記操舵角および車速の検出値を入力し、自車の車両諸
   元と運動方程式に基づき与えられる車両モデルを用い
   て、デジタルコンピュータにより刻み時間Ｔ毎に少なく
   とも１種類の第１の運動状態量推定値を求める第１の運
   動状態量推定手段と、 前記第１の運動状態量推定値を、デジタルコンピュータ
   のメモリに刻み時間Ｔ毎に順次保存する運動推定値格納
   手段と、 車速検出値を入力し、予めデジタルコンピュータ内に記
   憶させてある各車速における車両ムダ時間の関係式もし
   くは関数マップよりムダ時間τを決定するムダ時間決定
   手段と、 ｎＴ≦τ＜（ｎ＋１）Ｔ（ｎ：整数）を満足するｎを算
   出し、ｎサンプル前の第１の運動状態量推定値Ａ（ｎ
   Ｔ）および（ｎ＋１）サンプル前の同推定値Ａ｛（ｎ＋
   １）Ｔ｝およびムダ時間決定手段で決定されたムダ時間
   τを用いた補間計算により第２の運動状態量推定値を求
   める第２の運動状態量推定手段と、 自車に生じる運動状態量のうち前記運動状態量推定値と
   同種の運動状態量をデジタルコンピュータの刻み時間Ｔ
   毎に検出する運動状態量検出手段と、 前記第２の運動状態量推定値と前記運動状態量検出値の
   差に対応して制御入力目標値を決定する制御入力目標値
   決定手段と、 前記制御入力目標値決定手段で決定された制御入力目標
   値にしたがって制御入力可変機構を調整する制御入力可
   変機構調整手段と、 を備えていることを特徴とする車両運動制御装置。
4. 【請求項４】 前記制御入力とは、後輪舵角または／お
   よび前輪補助舵角であることを特徴とする請求項１〜請
   求項３記載の車両運動制御装置。
5. 【請求項５】 前記制御入力とは、前輪の制動／駆動力
   の左右輪差、または／および後輪の制動／駆動力の左右
   輪差であることを特徴とする請求項１〜請求項３記載の
   車両運動制御装置。
6. 【請求項６】 制御対象に入力する第１の制御指令値を
   演算する第１の制御指令値演算部と、 後述する制御指令値決定部にて求められた第１および第
   ２の制御指令値を加え合わせた制御指令値を入力し、予
   め同定された制御対象の入出力関係に基づき数式化され
   た制御対象モデルを用いて、制御対象の出力すなわち被
   制御量を推定する被制御量推定部と、 被制御量を検出する被制御量検出センサと、 前記被制御量推定値と被制御量検出値の偏差を入力し、
   予め与えられた制御関数を用いて、第２の制御指令値を
   演算する第２の制御指令値演算部と、 前記第１および第２の制御指令値を加え合わせて制御指
   令決定値とする制御指令値決定部と、 前記制御指令決定値にしたがい制御入力可変機構を調整
   する制御入力可変機構調整手段を有し、 少なくとも前記被制御量推定部の演算はデジタルコンピ
   ュータを用いて刻み時間Ｔで実行される車両運動制御装
   置において、 前記被制御量推定部は、制御対象の入出力特性が、 制御出力（被制御量）＝（制御対象基本特性）・（ムダ時間）・制御入力 ｙ＝ Ｇp(S) ・ ｅ(τｓ) ・ｕ で表される場合、制御対象の基本特性に基づき、制御出
   力すなわち被制御量の仮の値を刻み時間Ｔ毎に演算する
   被制御量仮推定値演算手段と、 前記被制御量仮推定値をデジタルコンピュータのメモリ
   に刻み時間Ｔ毎に順次保存する被制御量仮推定値格納手
   段と、 動作状態によりムダ時間τ相当の値を決定するムダ時間
   決定手段と、 ｎＴ≦τ＜（ｎ＋１）Ｔ（ｎ：整数）を満足するｎを算
   出し、ｎサンプル前の被制御量仮推定値ｙ＾（ｎＴ）お
   よび（ｎ＋１）サンプル前の被制御量仮推定値ｙ＾
   ｛（ｎ＋１）Ｔ｝およびムダ時間決定手段で決定された
   ムダ時間τを用いた補間計算により被制御量推定値を決
   定する被制御量推定値決定手段で構成されていることを
   特徴とする車両運動制御装置。
7. 【請求項７】 前記第２の制御指令値演算部で用いられ
   る制御関数は、制御対象基本特性の逆系と、ゲイン１の
   ローパスフィルタの積で構成されることを特徴とする請
   求項６記載の車両運動制御装置。
8. 【請求項８】 制御対象のムダ時間相当の値τが各種動
   作状態によらずほぼ一定とみなせ、かつ、刻み時間Ｔに
   対してｋＴ＜τ＜（ｋ＋１）Ｔであり、かつ、τ−ｋ
   Ｔ，（ｋ＋１）Ｔ−τが制御性能上無視できない場合、
   固定されたτ値とｎ値（ｎ＝ｋ）を用いた補間計算によ
   り、第２の車両運動目標値または第２の車両運動推定値
   または被制御量推定値を決定することを特徴とする請求
   項１〜請求項７記載の車両運動制御装置。