JP3878840B2 - 車輌の走行制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車輌の走行制御装置に係り、更に詳細には互いに協調して車輌の挙動を制御する複数の挙動制御手段として操舵制御手段及び制駆動力制御手段を備えた車輌の走行制御装置に係る。
【０００２】
【従来の技術】
自動車等の車輌の走行制御装置の一つとして、例えば特開平６−３３５１１５号公報に記載されている如く、左右輪のトルク差を制御する左右輪トルク差制御手段と、前後輪の少なくとも一方の舵角を制御する舵角制御手段と、車輌の安定な走行運動を確保するための主として高周波範囲の左右輪トルク差目標値を演算する手段と、車輌の安定な走行運動を確保するための主として低周波範囲の舵角制御目標値を演算する手段とを有し、左右輪トルク差目標値に基づき左右輪トルク差制御手段を制御し、舵角制御目標値に基づき舵角制御手段を制御するよう構成された走行制御装置が従来より知られている。
【０００３】
一般に、左右輪トルク差制御手段による車輌の挙動制御に於いては車輌の加減速を伴うことが避けられない。上述の走行制御装置によれば、高応答の挙動制御が必要とされる状況に於いては車輌の挙動が主として左右輪のトルク差により制御され、挙動制御が高応答である必要がない状況に於いては車輌の挙動が主として車輪の操舵により制御されるので、車輌の不必要な加減速が生じることを抑制しつつ車輌の挙動を応答性よく制御することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし上述の如き従来の走行制御装置に於いては、車輌の安定な走行運動を確保するための制御量が左右輪トルク差制御手段及び舵角制御手段に対し配分される態様が一定であるため、車輌の状況が変化した場合には、特に車輌の走行運動制御の応答性に関する左右輪トルク差制御手段若しくは舵角制御手段の状況が変化した場合には、車輌の走行運動を必ずしも最適に制御できなくなるという問題がある。
【０００５】
本発明は、車輌の安定な走行運動を確保するための主として高周波範囲の左右輪トルク差目標値に基づき左右輪トルク差制御手段を制御し、車輌の安定な走行運動を確保するための主として低周波範囲の舵角制御目標値に基づき舵角制御手段を制御するよう構成された従来の走行制御装置に於ける上述の如き問題に鑑みてなされたものであり、本発明の主要な課題は、互いに異なる作用により互いに協調して車輌の挙動を制御する複数の挙動制御手段としての操舵制御手段及び制駆動力制御手段により車輌の走行運動を制御するに当たり、車輌の挙動制御に対する各挙動制御手段の制御応答性に関する特性、特に制御応答周波数特性を逐次検出し、検出された特性に応じて各挙動制御手段に対する走行運動制御目標の配分を可変制御することにより、車輌の状況の変化、特に挙動制御手段の挙動制御特性の変化に拘わらず車輌の走行運動を常に最適に制御することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述の主要な課題は、本発明によれば、操舵輪の舵角を制御する操舵制御手段と、各車輪の制駆動力を制御する制駆動力制御手段と、車輌を安定的に走行させるための車輌全体の目標挙動制御量として車輌の目標前後力、目標横力、目標ヨーモーメントを演算する手段と、前記車輌全体の目標挙動制御量を前記操舵制御手段の目標挙動制御量及び前記制駆動力制御手段の目標挙動制御量に配分し、配分結果に基づき前記操舵制御手段及び前記制駆動力制御手段を制御する配分制御手段とを有する車輌の走行制御装置に於いて、前記配分制御手段は車輌の挙動制御に対する前記操舵制御手段及び前記制駆動力制御手段の制御応答性に関する特性を逐次検出する手段を有し、検出された前記特性に応じて前記車輌全体の目標挙動制御量を前記操舵制御手段の目標挙動制御量及び前記制駆動力制御手段の目標挙動制御量に配分する際の配分重みを設定し、前記配分重みに応じて前記車輌全体の目標挙動制御量を前記操舵制御手段の目標挙動制御量及び前記制駆動力制御手段の目標挙動制御量に配分することを特徴とする車輌の走行制御装置（請求項１の構成）、又は操舵輪の舵角を制御する操舵制御手段と、各車輪の制駆動力を制御する制駆動力制御手段と、車輌を安定的に走行させるための車輌全体の目標挙動制御量として車輌の目標前後力、目標横力、目標ヨーモーメントを演算する手段と、前記車輌全体の目標挙動制御量を前記操舵制御手段の目標挙動制御量及び前記制駆動力制御手段の目標挙動制御量に配分し、配分結果に基づき前記操舵制御手段及び前記制駆動力制御手段を制御する配分制御手段とを有する車輌の走行制御装置に於いて、前記配分制御手段は車輌の挙動制御に対する前記操舵制御手段及び前記制駆動力制御手段の制御応答性に関する特性を逐次検出する手段を有し、検出された前記特性に応じて前記車輌全体の目標挙動制御量を前記操舵制御手段の目標挙動制御量及び前記制駆動力制御手段の目標挙動制御量に配分する際の配分重みを設定し、前記配分重みに応じて前記車輌全体の目標挙動制御量を前記操舵制御手段の目標挙動制御量及び前記制駆動力制御手段の目標挙動制御量に配分する配分手段と、タックインが生じているか否かを判定する判定手段と、前記判定手段によりタックインが生じていると判定されたときには、前記操舵制御手段に対する配分を増大すると共に前記制駆動力制御手段に対する配分を低減する配分変更手段とを有することを特徴とする車輌の走行制御装置（請求項２の構成）、又は操舵輪の舵角を制御する操舵制御手段と、各車輪の制駆動力を制御する制駆動力制御手段と、車輌を安定的に走行させるための車輌全体の目標挙動制御量として車輌の目標前後力、目標横力、目標ヨーモーメントを演算する手段と、前記車輌全体の目標挙動制御量を前記操舵制御手段の目標挙動制御量及び前記制駆動力制御手段の目標挙動制御量に配分し、配分結果に基づき前記操舵制御手段及び前記制駆動力制御手段を制御する配分制御手段とを有する車輌の走行制御装置に於いて、前記配分制御手段は車輌の挙動制御に対する前記操舵制御手段及び前記制駆動力制御手段の制御応答性に関する特性を逐次検出する手段を有し、検出された前記特性に応じて前記車輌全体の目標挙動制御量を前記操舵制御手段の目標挙動制御量及び前記制駆動力制御手段の目標挙動制御量に配分する際の配分重みを設定し、前記配分重みに応じて前記車輌全体の目標挙動制御量を前記操舵制御手段の目標挙動制御量及び前記制駆動力制御手段の目標挙動制御量に配分する配分手段と、車輌が旋回加速状態にあるか否かを判定する判定手段と、前記判定手段により車輌が旋回加速状態にあると判定されたときには、前記操舵制御手段に対する配分を低減すると共に前記制駆動力制御手段に対する配分を増大する配分変更手段とを有することを特徴とする車輌の走行制御装置（請求項３の構成）、又は操舵輪の舵角を制御する操舵制御手段と、各車輪の制駆動力を制御する制駆動力制御手段と、車輌を安定的に走行させるための車輌全体の目標挙動制御量として車輌の目標前後力、目標横力、目標ヨーモーメントを演算する手段と、前記車輌全体の目標挙動制御量を前記操舵制御手段及び前記制駆動力制御手段に配分し、配分結果に基づき前記操舵制御手段及び前記制駆動力制御手段を制御する配分制御手段とを有する車輌の走行制御装置に於いて、前記配分制御手段は前記操舵制御手段を最優先順位の挙動制御手段とし、車輌の挙動制御に対する前記操舵制御手段及び前記制駆動力制御手段の制御応答性に関する特性を逐次検出する手段と、検出され た前記操舵制御手段の制御応答性に関する特性に応じて前記車輌全体の目標挙動制御量を前記操舵制御手段の目標挙動制御量に配分する際の配分重みを設定し、前記配分重みに応じて前記車輌全体の目標挙動制御量を前記操舵制御手段の目標挙動制御量に配分することにより前記操舵制御手段の目標挙動制御量を演算する手段と、前記車輌全体の目標挙動制御量と前記操舵制御手段の目標挙動制御量との差分を前記制駆動力制御手段に配分する手段とを有することを特徴とする車輌の走行制御装置（請求項４の構成）によって達成される。
【０００８】
また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項４の構成に於いて、前記配分制御手段は車輌の走行状態に基づき最優先順位の変更が必要であるか否かを判定する手段と、最優先順位の変更が必要であると判定されたときには前記最優先順位の挙動制御手段を制駆動力制御手段に変更し、検出された前記制駆動力制御手段の制御応答性に関する特性に応じて前記車輌全体の目標挙動制御量を前記制駆動力制御手段の目標挙動制御量に配分する際の配分重みを設定し、前記配分重みに応じて前記車輌全体の目標挙動制御量を前記制駆動力制御手段の目標挙動制御量に配分することにより前記制駆動力制御手段の目標挙動制御量を演算する手段と、前記車輌全体の目標挙動制御量と前記制駆動力制御手段の目標挙動制御量との差分を前記操舵制御手段に配分する手段とを有するよう構成される（請求項５の構成）。
【０００９】
また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項１乃至５の何れかの構成に於いて、前記配分制御手段は前記制御応答性に関する特性として前記操舵制御手段及び前記制駆動力制御手段の制御応答周波数特性を示す値を逐次検出し、前記操舵制御手段及び前記制駆動力制御手段の前記制御応答周波数特性を示す値に比例する値をそれぞれ前記操舵制御手段の目標挙動制御量及び前記制駆動力制御手段の目標挙動制御量に対する前記配分重みに設定し、これにより前記操舵制御手段及び前記制駆動力制御手段の制御応答周波数特性を示す値に基づいて前記車輌全体の目標挙動制御量が周波数分離された値として前記操舵制御手段の目標挙動制御量及び前記制駆動力制御手段の目標挙動制御量を演算するよう構成される（請求項６の構成）。
【００１１】
【発明の作用及び効果】
上記請求項１の構成によれば、車輌の挙動制御に対する操舵制御手段及び制駆動力制御手段の制御応答性に関する特性が逐次検出され、検出された特性に応じて車輌全体の目標挙動制御量を操舵制御手段の目標挙動制御量及び制駆動力制御手段の目標挙動制御量に配分する際の配分重みを設定し、該配分重みに応じて車輌全体の目標挙動制御量が操舵制御手段の目標挙動制御量及び制駆動力制御手段の目標挙動制御量に配分され、その配分結果に基づき操舵制御手段及び制駆動力制御手段が制御されるので、操舵制御手段及び制駆動力制御手段の何れかの制御応答性に関する特性に変化が生じてもその変化に対応して操舵制御手段及び制駆動力制御手段に対する車輌全体の目標挙動制御量の配分を逐次変更することができ、これにより操舵制御手段及び制駆動力制御手段の制御応答性に関する特性の変化に拘わらず車輌の走行運動を常に最適に制御することができる。
【００１２】
また上記請求項２の構成によれば、上記請求項１の場合と同様に車輌の挙動制御に対する操舵制御手段及び制駆動力制御手段の制御応答性に関する特性に応じて車輌全体の目標挙動制御量が操舵制御手段及び制駆動力制御手段に配分されるので、操舵制御手段及び制駆動力制御手段の制御応答性に関する特性の変化に拘わらず車輌の走行運動を常に最適に制御することができると共に、タックインが生じているか否かが判定され、タックインが生じていると判定されたときには、操舵制御手段に対する配分が増大されると共に制駆動力制御手段に対する配分が低減されるので、制御応答性に関する特性に応じた車輌全体の目標挙動制御量の配分によっては却って車輌の挙動の悪化を来たす状況がタックインに起因して生じても、車輌の挙動を悪化させることなく車輌の走行運動を適正に制御することができる。
また上記請求項３の構成によれば、上記請求項１の場合と同様に車輌の挙動制御に対する操舵制御手段及び制駆動力制御手段の制御応答性に関する特性に応じて車輌全体の目標挙動制御量が操舵制御手段及び制駆動力制御手段に配分されるので、操舵制御手段及び制駆動力制御手段の制御応答性に関する特性の変化に拘わらず車輌の走行運動を常に最適に制御することができると共に、車輌が旋回加速状態にあるか否かが判定され、車輌が旋回加速状態にあると判定されたときには、操舵制御手段に対する配分が低減されると共に制駆動力制御手段に対する配分が増大されるので、制御応答性に関する特性に応じた車輌全体の目標挙動制御量の配分によっては却って車輌の挙動の悪化を来たす状況が車輌の旋回加速状態に起因して生じても、車輌の挙動を悪化させることなく車輌の走行運動を適正に制御することができる。
【００１３】
また上記請求項４の構成によれば、操舵制御手段が最優先順位の挙動制御手段とされ、車輌の挙動制御に対する操舵制御手段及び制駆動力制御手段の制御応答性に関する特性が逐次検出され、検出された操舵制御手段の制御応答性に関する特性に応じて車輌全体の目標挙動制御量が操舵制御手段の目標挙動制御量に配分する際の配分重みが設定され、配分重みに応じて車輌全体の目標挙動制御量を操舵制御手段の目標挙動制御量に配分することにより操舵制御手段の目標挙動制御量が演算され、車輌全体の目標挙動制御量と操舵制御手段の目標挙動制御量との差分が制駆動力制御手段に配分されるので、車輌の挙動制御に対する操舵制御手段の制御応答性に関する特性に応じて最優先順位の挙動制御手段としての操舵制御手段の目標挙動制御量を演算することが可能になると共に、操舵手段により優先的に車輌の走行運動を制御し、制駆動力制御手段により補助的に車輌の走行運動を制御することが可能になる。
【００１６】
また上記請求項５の構成によれば、車輌の走行状態に基づき最優先順位の変更が必要であるか否かが判定され、最優先順位の変更が必要であると判定されたときには最優先順位の挙動制御手段が制駆動力制御手段に変更され、検出された制駆動力制御手段の制御応答性に関する特性に応じて車輌全体の目標挙動制御量を制駆動力制御手段の目標挙動制御量に配分する際の配分重みが設定され、該配分重みに応じて車輌全体の目標挙動制御量を制駆動力制御手段の目標挙動制御量に配分することにより制駆動力制御手段の目標挙動制御量が演算され、車輌全体の目標挙動制御量と制駆動力制御手段の目標挙動制御量との差分が操舵制御手段に配分されるので、最優先順位の挙動制御手段が制駆動力制御手段であるときには、車輌の挙動制御に対する制駆動力制御手段の制御応答性に関する特性に応じて制駆動力制御手段の目標挙動制御量を演算することが可能になると共に、制駆動力手段により優先的に車輌の走行運動を制御し、操舵制御手段により補助的に車輌の走行運動を制御することが可能になる。
また上記請求項６の構成によれば、制御応答性に関する特性として操舵制御手段及び制駆動力制御手段の制御応答周波数特性を示す値が逐次検出され、操舵制御手段及び制駆動力制御手段の制御応答周波数特性を示す値に比例する値がそれぞれ操舵制御手段の目標挙動制御量及び制駆動力制御手段の目標挙動制御量に対する配分重みに設定され、操舵制御手段及び制駆動力制御手段の制御応答周波数特性を示す値に基づいて車輌全体の目標挙動制御量が周波数分離された値として操舵制御手段の目標挙動制御量及び制駆動力制御手段の目標挙動制御量を演算されるので、操舵制御手段の制御応答周波数特性を示す値に基づいて周波数分離された挙動制御量を操舵制御手段の目標挙動制御量に配分すると共に制駆動力制御手段の制御応答周波数特性を示す値に基づいて周波数分離された挙動制御量を制駆動力制御手段の目標挙動制御量に配分することができ、従って後に詳細に説明する如く、車輌全体の目標挙動制御量が操舵制御手段及び制駆動力制御手段の制御応答周波数特性を示す値に基づいて周波数分離されることなく各制御手段の目標挙動制御量に配分される場合に比して、車輌全体の目標挙動制御量の配分演算を容易に且つ適切に行うことができる。
【００１８】
【課題解決手段の好ましい態様】
本発明の一つの好ましい態様によれば、上記請求項１乃至６の何れかの構成に於いて、車輌全体の目標挙動制御量を演算する手段は運転者の車輌運転操作量に基づく車輌の目標挙動に対応する車輌の目標内部状態量と車輌の走行状態に基づく車輌の実際の内部状態量との偏差に基づいて車輌全体の目標挙動制御量を演算するよう構成される（好ましい態様１）。
【００１９】
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記好ましい態様１の構成に於いて、車輌の目標内部状態量は車輌の目標前後力、目標横力、目標ヨーモーメントであり、車輌の実際の内部状態量は車輌の実際の前後力、横力、ヨーモーメントであるよう構成される（好ましい態様２）。
【００２０】
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項１乃至６の何れかの構成に於いて、配分制御手段は操舵制御手段の目標挙動制御量に基づいて操舵輪についての目標舵角制御量を演算するとともに、制駆動力制御手段の目標挙動制御量に基づいて各車輪の目標制駆動力制御量を演算し、目標舵角制御量に基づき操舵制御手段を制御すると共に、目標制駆動力制御量に基づき制駆動力制御手段を制御するよう構成される（好ましい態様３）。
【００２３】
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項１乃至６又は上記好ましい態様１乃至３の何れかの構成に於いて、制御応答性に関する特性を逐次検出する手段は操舵制御手段及び制駆動力制御手段の入出力に基づき操舵制御手段及び制駆動力制御手段の制御応答性に関する特性を逐次検出するよう構成される（好ましい態様４）。
【００２４】
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記好ましい態様４の構成に於いて、制御応答性に関する特性を逐次検出する手段は何れかの制御手段の制御応答性に関する特性を検出することができないときには、当該制御手段については前回の制御応答性に関する特性を維持するよう構成される（好ましい態様５）。
【００３０】
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項５又は６又は上記好ましい構成１乃至５の何れかの構成に於いて、最優先順位の変更が必要であるか否かを判定する手段は、車輌のドリフトアウト状態の程度に基づいて最優先順位の変更が必要であるか否かを判定するよう構成される（好ましい態様６）。
【００３１】
【本発明に於ける配分制御の概要】
次に挙動制御手段が操舵制御手段及び制駆動力制御手段である場合について、車輌全体の目標挙動制御量としての車輌の目標前後力、目標横力、目標ヨーモーメントを各制御手段に配分し、各車輪毎の制御目標量としての目標スリップ角及び目標スリップ量を演算する概要について説明する。
【００３２】
［１］操舵制御手段及び制駆動力制御手段に対する配分
車輌の前後力Ｆx、横力Ｆy、ヨーモーメントＭzの修正量の誤差をＥとし、左前輪、右前輪、左後輪、右後輪のスリップ角α₁〜α₄及びスリップ率κ₁〜κ₄をｕとし、各車輪のスリップ角の変化量δα₁〜δα₄及びスリップ率の変化量δκ₁〜δκ₄をδｕとし、修正量の誤差Ｅに対する重みをＷ_Eとし、各車輪のスリップ角及びスリップ率の変化量δｕに対する重みをＷ_{δ u}とし、ｕ＋δｕに対する重みをＷ_uとして評価関数Ｌを下記の式１の通りとする。
【００３３】
Ｌ＝Ｅ^TＷ_EＥ＋δｕ^TＷ_{δ u}δｕ＋（ｕ＋δｕ）^T Ｗ_u（ｕ＋δｕ）……（１）
尚上記式１に於いて、修正量の誤差Ｅ、各車輪のスリップ角及びスリップ率の変量δｕ、各車輪のスリップ角及びスリップ率ｕはそれぞれ下記の式２〜４の通りである。
【００３４】
Ｅ＝Δ−ｄＦ ……（２）
δｕ＝［δκ₁…δκ₄ δα₁…δα₄］^T ……（３）
ｕ＝［κ₁…κ₄ α₁…α₄］^T ……（４）
【００３５】
上記式２に於けるΔは車輌の前後力Ｆx、横力Ｆy、ヨーモーメントＭzの目標修正量であり、車輌の目標前後力をＦxtとし、目標横力をＦytとし、目標ヨーモーメントをＭztとして下記の式５により表わされる。
【数１】

【００３６】
また上記式２に於けるｄＦは各車輪のスリップ角及びスリップ率の変化量δｕによる車輌の前後力Ｆx、横力Ｆy、ヨーモーメントＭzの修正量を動作時点近傍について線形近似することにより求められる値であり、下記の式６及び７により表わされる。尚上記式５〜７に於いて使用される車輌の前後力Ｆx、横力Ｆy、ヨーモーメントＭz及びヤコビアンＪは後述のタイヤモデルにより推定される。
【００３７】
【数２】

【数３】

【００３８】
制御目標を操舵制御手段及び制駆動力制御手段に配分して各車輪の目標スリップ角及び目標スリップ率を求めるに際しては、最急降下法による繰り返し演算により上記式１にて表わされる評価関数Ｌを最小にするスリップ角及びスリップ率の目標修正量δｕtが演算され、現在の値ｕに修正量δｕtが加算されることにより各車輪の目標スリップ角αt₁〜αt₄及び目標スリップ率κt₁〜κt₄が演算される。
【００３９】
目標修正量δｕtは以下の如く求められる。即ち上記式１より下記の式８が成立し、評価関数Ｌが最小であるときには∂Ｌ／∂δｕが０であるので、下記の式９が成立し、従って目標修正量δｕtは下記の式１０により表わされる。
【数４】

（Ｗ_{δ u}＋Ｗ_u＋Ｊ^TＷ_EＪ）δｕt＋（Ｗ_uｕ−Ｊ^TＷ_EΔ）＝０ ……（９）
δｕt＝（Ｗ_{δ u}＋Ｗ_u＋Ｊ^TＷ_EＪ）^-1（Ｊ^TＷ_EΔ−Ｗ_uｕ） ……（１０）
【００４０】
この場合、各車輪毎に操舵制御手段及び制駆動力制御手段の挙動制御特性として車輌の挙動制御に対する操舵制御手段及び制駆動力制御手段の制御応答性に関する特性が逐次検出され、その検出結果に基づき重みＷｕを可変設定することにより、操舵制御手段及び制駆動力制御手段の制御応答性に関する特性に応じて各車輪毎に操舵制御手段及び制駆動力制御手段に対する車輌全体の目標挙動制御量（目標前後力Ｆxt、目標横力Ｆyt、目標ヨーモーメントＭzt）の配分を最適化する。
【００４１】
［２］制駆動力制御手段に対する配分
制駆動力制御手段に関する車輌の前後力Ｆx、横力Ｆy、ヨーモーメントＭzの修正量の誤差をＥ_κとし、左前輪、右前輪、左後輪、右後輪のスリップ率κ₁〜κ₄をκとし、各車輪のスリップ率の変化量δκ₁〜δκ₄をδκとし、修正量の誤差Ｅ_κに対する重みをＷ_{E κ}とし、各車輪のスリップ率の変化量δκに対する重みをＷ_δκとし、κ＋δκに対する重みをＷ_κとして評価関数Ｌ_κを下記の式１１の通りとする。
Ｌ_κ＝Ｅ_κ ^TＷ_{E κ}Ｅκ＋δκ^TＷ_δκδκ＋（κ＋δκ）^T Ｗ_κ（κ＋δκ）……（１１）
【００４２】
尚上記式１１に於いて、修正量の誤差Ｅ_κ、各車輪のスリップ率の変量δκ、各車輪のスリップ率κはそれぞれ下記の式１２〜１４の通りである。
Ｅ_κ＝Δ_κ−ｄＦ_κ ……（１２）
δκ＝［δκ₁…δκ₄］^T ……（１３）
κ＝［κ₁…κ₄］^T ……（１４）
【００４３】
上記式１２に於けるΔ_κは制駆動力制御手段に関する車輌の前後力Ｆx、横力Ｆy、ヨーモーメントＭzの目標修正量であり、制駆動力制御手段に関する車輌の目標前後力をＦxt_κとし、目標横力をＦyt_κとし、目標ヨーモーメントをＭzt_κとして下記の式１５により表わされる。
【数５】

【００４４】
また上記式１２に於けるｄＦ_κは各車輪のスリップ率の変化量δκによる車輌の前後力Ｆx、横力Ｆy、ヨーモーメントＭzの修正量を動作時点近傍について線形近似することにより求められる値であり、下記の式１６及び１７により表わされる。尚上記式１５〜１７に於いて使用される車輌の前後力Ｆx、横力Ｆy、ヨーモーメントＭz及びヤコビアンＪ_κは後述のタイヤモデルにより推定される。
【００４５】
【数６】

【数７】

【００４６】
制御目標を制駆動力制御手段に配分して各車輪の目標スリップ率を求めるに際しては、最急降下法による繰り返し演算により上記式１１にて表わされる評価関数Ｌ_κを最小にするスリップ率の目標修正量δκtが演算され、現在の値κに修正量δκtが加算されることにより各車輪の目標スリップ率κt₁〜κt₄が演算される。
【００４７】
目標修正量δκtは以下の如く求められる。即ち上記式１１より下記の式１８が成立し、評価関数Ｌ_κが最小であるときには∂Ｌ_κ／∂δκが０であるので、下記の式１９が成立し、従って目標修正量δκtは下記の式２０により表わされる。
【００４８】
【数８】

【００４９】
この場合、各車輪毎に制駆動力制御手段の挙動制御特性として車輌の挙動制御に対する制駆動力制御手段の制御応答性に関する特性が逐次検出され、その検出結果に基づき重みＷｕκを可変設定することにより、制駆動力制御手段の制御応答性に関する特性に応じて各車輪毎に制駆動力制御手段の目標挙動制御量（目標前後力Ｆxtκ、目標横力Ｆytκ、目標ヨーモーメントＭztκ）の配分を最適化する。
【００５０】
［３］操舵制御手段に対する配分
操舵制御手段に関する車輌の前後力Ｆx、横力Ｆy、ヨーモーメントＭzの修正量の誤差をＥ_αとし、左前輪、右前輪、左後輪、右後輪のスリップ率α₁〜α₄をαとし、各車輪のスリップ率の変化量δα₁〜δα₄をδαとし、修正量の誤差Ｅ_αに対する重みをＷ_{E α}とし、各車輪のスリップ率の変化量δαに対する重みをＷ_δαとし、α＋δαに対する重みをＷ_αとして評価関数Ｌ_αを下記の式２１の通りとする。

【００５１】
尚上記式２１に於いて、修正量の誤差Ｅ_α、各車輪のスリップ率の変量δα、各車輪のスリップ率αはそれぞれ下記の式２２〜２４の通りである。
Ｅ_α＝Δ_α−ｄＦ_α ……（２２）
δα＝［δα₁…δα₄］^T ……（２３）
α＝［α₁…α₄］^T ……（２４）
【００５２】
上記式２２に於けるΔ_αは操舵制御手段に関する車輌の前後力Ｆx、横力Ｆy、ヨーモーメントＭzの目標修正量であり、操舵制御手段に関する車輌の目標前後力をＦxt_αとし、目標横力をＦyt_αとし、目標ヨーモーメントをＭzt_αとして下記の式２５により表わされる。
【数９】

【００５３】
また上記式２２に於けるｄＦ_αは各車輪のスリップ率の変化量δαによる車輌の前後力Ｆx、横力Ｆy、ヨーモーメントＭzの修正量を動作時点近傍について線形近似することにより求められる値であり、下記の式２６及び２７により表わされる。尚上記式２５〜２７に於いて使用される車輌の前後力Ｆx、横力Ｆy、ヨーモーメントＭz及びヤコビアンＪ_αは後述のタイヤモデルにより推定される。
【００５４】
【数１０】

【数１１】

【００５５】
制御目標を操舵制御手段に配分して各車輪の目標スリップ率を求めるに際しては、最急降下法による繰り返し演算により上記式２１にて表わされる評価関数Ｌ_αを最小にするスリップ率の目標修正量δαtが演算され、現在の値αに修正量δαtが加算されることにより各車輪の目標スリップ率αt₁〜αt₄が演算される。
【００５６】
目標修正量δαtは以下の如く求められる。即ち上記式２１より下記の式２８が成立し、評価関数Ｌ_αが最小であるときには∂Ｌ_α／∂δαが０であるので、下記の式２９が成立し、従って目標修正量δαtは下記の式３０により表わされる。
【００５７】
【数１２】

【００５８】
この場合、各車輪毎に操舵制御手段の挙動制御特性として車輌の挙動制御に対する操舵制御手段の制御応答性に関する特性が逐次検出され、その検出結果に基づき重みＷｕαを可変設定することにより、操舵制御手段の制御応答性に関する特性に応じて各車輪毎に操舵制御手段の目標挙動制御量（目標前後力Ｆxtα、目標横力Ｆytα、目標ヨーモーメントＭztα）の配分を最適化する。
【００５９】
［４］タイヤモデル
ブラッシュタイヤモデルによれば、κiをタイヤのスリップ率とし、Ｆziをタイヤの接地荷重とし、Ｋ_{κ 0}を荷重で正規化されたドライビングスティフネスとし、Ｋ_{α 0}を荷重で正規化されたコーナリングパワーとし、μを路面の最大摩擦係数とすると、ドライビングスティフネスＫ_κ及びコーナリングパワーＫ_αはそれぞれ下記の式３３及び３４にて表わされる。またタイヤの路面反力がタイヤの前後方向に対しなす角度をθfiとし、λ及びξをそれぞれ下記の式３５及び３６にて表わされる値とすると、cosθfi及びsinθfiはそれぞれ下記の式３１及び３２にて表わされる。
【００６０】
【数１３】

【００６１】
そしてタイヤの前後力Ｆxi及び横力Ｆyiはξ≧０であるときには下記の式３７及び３８にて表わされ、ξ≦０であるときには下記の式３９及び４０にて表わされる。
【数１４】

【００６２】
車輌の前後加速度をＧxとし、車輌の横加速度をＧyとし、車輌のばね上質量をＭbとし、車輌の重心高さをＨcとし、車輌のロール中心高さをＨφとし、車輌のピッチ中心高さをＨθとし、車輌のホイールベースをＬとし、車輌の前輪のトレッドをＴrfとし、車輌の後輪のトレッドをＴrrとし、車輌のフロントロール剛性をＫφfとし、車輌のリヤロール剛性をＫφrとし、車輌のピッチ剛性をＫθとすると、車体のピッチ角θh及びロールφhはそれぞれ下記の式４１及び４２にて表わされ、左前輪、右前輪、左後輪、右後輪の接地荷重Ｆxi（ｉ＝fl、fr、rl、rr）は下記の式４３により求められる。
【００６３】
【数１５】

【００６４】
［６］タイヤの前後力Ｆxi及び横力Ｆyiと車輌の前後力Ｆx、横力Ｆy、ヨーモーメントＭzとの関係
Ｔ（δi）を各車輪のタイヤ前後力Ｆxi及びタイヤ横力Ｆyiを車輌の前後力Ｆx及び横力Ｆyに変換する係数とし、係数Ｔ（i）及びＬ（i）をそれぞれ下記の式４６及び４７にて表わされる値とすると、車輌の前後力Ｆx及び横力Ｆyは下記の式４４にて表わされ、車輌のヨーモーメントＭzは下記の式４５にて表わされる。
【００６５】
【数１６】

【００６６】

【００６７】
【発明の実施の形態】
以下に添付の図を参照しつつ、本発明を幾つかの好ましい実施形態について詳細に説明する。
【００６８】
第一の実施形態
図１は本発明による車輌の走行制御装置の第一の実施形態を示す概略構成図である。
図１に於いて、１０は車輌１２に搭載された駆動源としてのエンジンを示しており、エンジン１０の駆動力はトルクコンバータ１４及びトランスミッション１６を介して出力軸１８へ伝達され、出力軸１８の駆動力はセンターディファレンシャル２０により前輪用プロペラシャフト２２及び後輪用プロペラシャフト２４へ伝達される。エンジン１０の出力は運転者により操作される図１には示されていないアクセルペダルの踏み込み量等に応じてエンジン制御装置２６により制御される。
【００６９】
前輪用プロペラシャフト２２の駆動力は前輪ディファレンシャル３０により左前輪車軸３２L及び右前輪車軸３２Rへ伝達され、これにより左右の前輪３４FL及び３４FRが回転駆動される。同様に後輪用プロペラシャフト２４の駆動力は後輪ディファレンシャル３６により左後輪車軸３８L及び右後輪車軸３８Rへ伝達され、これにより左右の後輪４０RL及び４０RRが回転駆動される。
【００７０】
かくしてトルクコンバータ１４、トランスミッション１６、センターディファレンシャル２０、前輪ディファレンシャル３０、後輪ディファレンシャル３６等は車輌の駆動系を構成している。特に図示の実施形態の駆動系は左右前輪３４FL、３４FR及び左右後輪４０RL、４０RRに対し一定の配分比率にてエンジン１０の駆動トルクを配分し、エンジン制御装置２６はエンジン１０より各車輪へ伝達される駆動トルクを総括的に制御する。
【００７１】
左右の前輪３４FL、３４FR及び左右の後輪４０RL、４０RRの制動力は制動装置４２の油圧回路４４により対応するホイールシリンダ４６FL、４６FR、４６RL、４６RRの制動圧が制御されることによって制御される。図には示されていないが、油圧回路４４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４７に対する踏力に応じて駆動されるマスタシリンダ４８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走行制御用電子制御装置５０により個別に制御される。
【００７２】
また図１に示されている如く、左右の前輪３４FL及び３４FRは前輪用操舵装置５２により操舵される。図示の実施形態に於いては、前輪用操舵装置５２は運転者によるステアリングホイール５４の操舵操作に応答して駆動される油圧式のパワーステアリング装置５６を有し、左右の前輪３４FL及び３４FRはパワーステアリング装置５６によりタイロッド５８L及び５８Rを介して操舵される。
【００７３】
タイロッド５８L及び５８Rにはそれぞれそれらの有効長さを可変制御するアクチュエータ６０L及び６０Rが設けられており、アクチュエータ６０L及び６０Rは舵角制御装置６２により制御され、これにより左右の前輪３４FL及び３４FRの舵角は相互に独立して、また後輪４０RL及び４０RRとは独立して制御されるようになっている。
【００７４】
同様に、左右の後輪４０RL及び４０RRは後輪用操舵装置６４により操舵される。後輪用操舵装置６４は運転者によるステアリングホイール５４の操舵操作や車速に応答して駆動される油圧式のパワーステアリング装置６６を有し、左右の後輪の４０RL及び４０RRはパワーステアリング装置６６によりタイロッド６８L及び６８Rを介して操舵される。
【００７５】
タイロッド６８L及び６８Rにはそれぞれそれらの有効長さを可変制御するアクチュエータ７０L及び７０Rが設けられており、パワーステアリング装置６６及びアクチュエータ７０L、７０Rは舵角制御装置６２により制御され、これにより左右の後輪４０RL及び４０RRの舵角は相互に独立して、また前輪３４FL及び３４FRとは独立して制御されるようになっている。
【００７６】
以上の説明より解る如く、前輪用操舵装置５２、後輪用操舵装置６４、舵角制御装置６２は各車輪３４FL、３４FR、４０RL、４０RRの舵角を個別に制御可能な操舵制御手段を構成しており、エンジン１０、エンジン制御装置２６、制動装置４２、電子制御装置５０は互いに共働して各車輪の制駆動力、即ち前後力を個別に制御可能な制駆動力制御手段を構成しており、電子制御装置５０は操舵制御手段及び制駆動力制御手段を制御する制御手段として機能する。
【００７７】
電子制御装置５０には車速センサ７２より車速Ｖxを示す信号、前後加速度センサ７４及び横加速度センサ７６よりそれぞれ車輌１２の前後加速度Ｇx及び横加速度Ｇyを示す信号、ヨーレートセンサ７８より車輌のヨーレートγを示す信号、踏力センサ８０よりブレーキペダル４７に対する踏力Ｆb（運転者による制動制御操作量）を示す信号、車輪速度センサ８２i（ｉ＝fl、fr、rl、rr）より左右前輪及び左右後輪の車輪速度Ｖwiを示す信号、圧力センサ８４i（ｉ＝fl、fr、rl、rr）より左右前輪及び左右後輪の制動圧Ｐi、即ちホイールシリンダ４６FL、４６FR、４６RR、４６RL内の圧力を示す信号が入力される。尚運転者による制動制御操作量はマスタシリンダ４８内の圧力又はブレーキペダル４７の踏み込みストロークにより検出されてもよい。
【００７８】
一方エンジン制御装置２６にはエンジン回転数センサ８６よりエンジン回転数Ｎeを示す信号、スロットル開度センサ８８よりスロットル開度Ｔa（運転者による駆動力制御操作量）を示す信号、シフトポジション（ＳＰ）センサ９０よりトランスミッション１６のシフトポジションＰsを示す信号が入力され、これらの信号はエンジン制御装置２６より電子制御装置５０にも入力される。尚運転者による駆動力制御操作量はアクセルペダルの踏み込みストロークにより検出されてもよい。
【００７９】
更に舵角制御装置６２には操舵角センサ９２よりステアリングホイール５４に連結されたステアリングシャフトの回転角度として操舵角θ（運転者による操舵制御操作量）を示す信号及び舵角センサ９４i（ｉ＝fl、fr、rl、rr）より左右前輪及び左右後輪の舵角θwiを示す信号が入力され、これらの信号は舵角制御装置６２より電子制御装置５０にも入力される。
【００８０】
尚前後加速度センサ７４は車輌の加速方向を正として前後加速度を検出し、横加速度センサ７６、ヨーレートセンサ７８及び操舵角センサ９２はそれぞれ車輌の左旋回方向を正として横加速度等を検出する。またエンジン制御装置２６、電子制御装置５０、舵角制御装置６２は実際にはそれぞれ例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力装置を含むマイクロコンピュータ及び駆動回路にて構成されていてよい。
【００８１】
後に詳細に説明する如く、走行制御用電子制御装置５０は図３乃至図６に示されたルーチンに従って、まず車速Ｖx等に基づき車輌の目標運動状態量として車輌の目標ヨーレートγt、車輌の目標横加速度Ｇyt、車輌の目標前後加速度Ｇxtを演算し、これらに基づき車輌の目標内部状態量として車輌の目標前後加速度Ｇxtに対応する車輌の目標前後力Ｆxt、目標横加速度Ｇytに対応する車輌の目標横力Ｆyt、目標ヨーレートγtに対応する車輌の目標ヨーモーメントＭztを演算する。
【００８２】
また走行制御用電子制御装置５０は、後述の如く車輌の挙動制御に対する操舵制御手段及び制駆動力制御手段の制御応答性に関する特性として操舵制御手段及び制駆動力制御手段の制御応答周波数特性を示す値（以下単に制御応答周波数特性という）Ｇαｉ及びＧκｉを演算し、それらの逆数に比例する値を上記式１０に於ける重みＷｕとして配分制御による各車輪のスリップ率の目標修正量δκti及び目標スリップ角の目標修正量δαti（ｉ＝fl、fr、rl、rr）を演算し、これらに基づき上記式６９及び７０に従って各車輪の目標スリップ率κti及び目標スリップ角αti（ｉ＝fl、fr、rl、rr）を演算する。
【００８３】
そして走行制御用電子制御装置５０は、目標スリップ率κtiに基づき各車輪の目標制動圧Ｐti及びエンジンの目標駆動トルクＴetを演算し、各車輪の制動圧Ｐiが目標制動圧Ｐtiになりエンジンの駆動トルクが目標駆動トルクＴetになるよう制動装置４２及びエンジン１０を制御することにより、各車輪のスリップ率κiを目標スリップ率κtiに制御し、また目標スリップ角αtiに基づき各車輪の目標舵角θwtiを演算し、各車輪の舵角θwiが目標舵角θwtiになるよう前輪用操舵装置５２及び後輪用操舵装置６４を制御することにより、各車輪のスリップ角αiを目標スリップ角αtiに制御する。
【００８４】
次に図３乃至図６に示されたフローチャートを参照して第一の実施形態に於ける車輌の走行制御ルーチンについて説明する。尚図３に示されたフローチャートのメインルーチンによる制御は図には示されていないイグニッションスイッチの閉成により開始され、所定の時間毎に繰返し実行される。
【００８５】
まずステップ５０に於いては車速センサ７２により検出された車速Ｖxを示す信号等の読み込みが行われ、ステップ１００に於いては車速Ｖx等に基づき車輌の目標運動状態量として車輌の目標ヨーレートγt、車輌の目標横加速度Ｇyt、車輌の目標前後加速度Ｇxtが演算される。
【００８６】
例えば目標ヨーレートγtはステアリングギヤ比をＮとし、車輌のホイールベースをＬとし、スタビリティファクタをＫｈとし、操舵−ヨーレート過渡伝達関数をＨ(s)として下記の式４８に従って演算され、目標横加速度Ｇytはヨーレート−横加速度過渡伝達関数をＧ(s)として下記の式４９により演算され、目標前後加速度Ｇxtはエンジン回転数Ｎe、スロットル開度Ｔa、トランスミッション１６のシフトポジションＰsに基づく駆動系のギヤ比Ｒd、ブレーキペダルに対する踏力Ｆbを変量として車輌の目標前後加速度を演算するための関数Ｆ（Ｎe，Ｔa，Ｒd，Ｆb）により下記の式５０に従って演算される。
【００８７】
γt＝θ・Ｖx／｛Ｎ・Ｌ(１＋Ｋh・Ｖx²)｝Ｈ(s) ……（４８）
Ｇyt＝γt・Ｖx・Ｇ(s) ……（４９）
Ｇxt＝Ｆ（Ｎe，Ｔa，Ｒd，Ｆb） ……（５０）
【００８８】
ステップ１５０に於いては車輌の目標内部状態量として車輌の目標前後加速度Ｇxtに対応する車輌の目標前後力Ｆxt、目標横加速度Ｇytに対応する車輌の目標横力Ｆyt、目標ヨーレートγtに対応する車輌の目標ヨーモーメントＭztが演算される。
【００８９】
特に車輌の目標前後力Ｆxt及び目標横力Ｆytは車輌の質量をＭvとしてそれぞれ下記の式５１及び５２に従って演算され、目標ヨーモーメントＭztは車輌のヨー慣性モーメントをＩyとし、車輌の目標ヨーレートγtの微分値をγtdとして下記の式５３に従って演算される。
Ｆxt＝Ｍv・Ｇxt ……（５１）
Ｆyt＝Ｍv・Ｇyt ……（５２）
Ｍzt＝Ｉy・γtd ……（５３）
【００９０】
ステップ２００に於いては舵角制御装置６２よりアクチュエータ６０L、６０R、７０L、７０Rへ出力される制御信号（操舵制御入力）と舵角センサ９４iにより検出される各車輪の舵角θwi（操舵制御出力）とに基づきＴ_{o α i}を係数とし、Ｔ_{α i}を時定数とし、ｓをラプラス演算子とする下記の式５４にて示される操舵制御手段の制御応答周波数特性Ｇ_{α i}（ｉ＝fl、fr、rl、rr）が演算されると共に、電子制御装置５０より制動装置４２及びエンジン制御装置２６を介してエンジン１０へ出力される制御信号（操舵制御入力）と車輪速度センサ８２iにより検出される各車輪の車輪速度Ｖwiの微分値として求められる車輪加速度Ｖwdi（ｉ＝fl、fr、rl、rr）（操舵制御出力）とに基づきＴ_{o κ i}を係数とし、Ｔ_{κ i}を時定数とし、ｓをラプラス演算子とする下記の式５５にて示される制駆動力制御手段の制御応答周波数特性Ｇ_{κ i}（ｉ＝fl、fr、rl、rr）が演算される。
Ｇ_{α i}＝１／｛Ｔ_{o α i}（１＋Ｔ_{α i}ｓ）｝ ……（５４）
Ｇ_{κ i}＝Ｔ_{o κ i}（１＋Ｔ_{α i}ｓ）｝ ……（５５）
【００９１】
尚制御開始時には操舵制御手段の制御応答周波数特性Ｇ_{α i}及び制駆動力制御手段の制御応答周波数特性Ｇ_{κ i}は予め設定された初期値に設定され、操舵制御手段の制御応答周波数特性Ｇ_{α i}若しくは制駆動力制御手段の制御応答周波数特性Ｇ_{κ i}を演算することができないときには特性Ｇ_{α i}若しくはＧ_{κ i}は前回値に設定される。
【００９２】
ステップ２５０に於いてはＫs及びＫbを例えば予め実験的に求められた正の一定の係数として、制御目標の配分制御のための上記式１０に於ける重みＷ_uが下記の式５６にて示される通り制御応答周波数特性Ｇαi及びＧκiの逆数に比例する値に設定される。
Ｗ_u＝ｄｉａｇ（Ｋs／Ｇ_{α fl} … Ｋs／Ｇ_{α rr}
Ｋb／Ｇ_{κ fl} … Ｋb／Ｇ_{κ rr}） ……（５６）
【００９３】
ステップ３００に於いては後述の図４に示されたルーチンに従って配分制御による各車輪の目標スリップ率κti及び目標スリップ角αti（ｉ＝fl、fr、rl、rr）が演算され、ステップ９００に於いては後述の図５に示されたルーチンに従って各車輪の目標舵角θwti（ｉ＝fl、fr、rl、rr）が演算される。
【００９４】
ステップ１０００に於いては後述の図６に示されたルーチンに従って各車輪の目標制動圧Ｐti（ｉ＝fl、fr、rl、rr）及びエンジン１０の目標駆動トルクＴetが演算され、ステップ１１００に於いては各車輪の舵角θwiがそれぞれ目標舵角θwtiになるよう前輪用操舵装置５２及び後輪用操舵装置６４が舵角制御装置６２により制御され、各車輪のホイールシリンダ圧力Ｐiが目標制動圧Ｐtiになるよう制動装置４２が制御され、エンジン１０の駆動トルクＴeが目標駆動トルクＴetになるようエンジン１０がエンジン制御装置２６により制御される。
【００９５】
図４に示された各車輪の目標スリップ率κti及び目標スリップ角αti演算ルーチンのステップ３１０に於いては、各車輪の車輪速度Ｖwi等に基づき当技術分野に於いて公知の要領にて各車輪のスリップ率κi及びスリップ角αi（ｉ＝fl、fr、rl、rr）が演算される。
【００９６】
例えば下記の式５７に従って車輌のスリップ角βが演算され、下記の式５８〜６１に従って各車輪の接地点の進行方向角αwi（ｉ＝fl、fr、rl、rr）が演算され、下記の式６２に従って各車輪のスリップ角αiが舵角θwiと接地点の進行方向角αwiとの和として演算される。尚左前輪について図１２に示されている如く、接地点の進行方向角αwiは各車輪の接地点Ｐzi（ｉ＝fl、fr、rl、rr）の進行方向が車輌の前後方向に対しなす角度である。
【００９７】
β＝∫（Ｇy／Ｖx−γ）ｄｔ ……（５７）
αwfl＝（β・Ｖx＋Ｌf・γ）／（Ｖx−Ｔrf・γ／２） ……（５８）
αwfr＝（β・Ｖx＋Ｌf・γ）／（Ｖx＋Ｔrf・γ／２） ……（５９）
αwrl＝（β・Ｖx−Ｌr・γ）／（Ｖx−Ｔrr・γ／２） ……（６０）
αwrr＝（β・Ｖx−Ｌr・γ）／（Ｖx＋Ｔrr・γ／２） ……（６１）
αi＝θwi＋αwi ……（６２）
【００９８】
また下記の式６３〜６６に従って各車輪の接地点の前後速度Ｖwxi（ｉ＝fl、fr、rl、rr）が演算され、下記の式６７に従って各車輪の転動方向の移動速度Ｖtwi（ｉ＝fl、fr、rl、rr）が演算され、各車輪のスリップ率κiが下記の式６８に従って演算される。
【００９９】
Ｖwxfl＝Ｖx＋Ｔrf・γ／２ ……（６３）
Ｖwxfr＝Ｖx−Ｔrf・γ／２ ……（６４）
Ｖwxrl＝Ｖx＋Ｔrr・γ／２ ……（６５）
Ｖwxrr＝Ｖx−Ｔrr・γ／２ ……（６６）
Ｖtwi＝Ｖwxi（cosθwi−tanαi・sinθwi） ……（６７）
κi＝１−Ｖrwi／Ｖtwi ……（６８）
【０１００】
ステップ３２０に於いては上記式４１〜４３に従って各車輪の接地荷重Ｆzi（ｉ＝fl、fr、rl、rr）が演算され、ステップ３３０に於いては上記式３７及び３８又は上記式３９及び４０に従って各車輪の前後力Ｆxi及び横力Ｆyi（ｉ＝fl、fr、rl、rr）が演算される。
【０１０１】
ステップ３４０に於いては上記式４４〜４７に従って車輌の前後力Ｆx、横力Ｆy、ヨーモーメントＭzが演算され、ステップ３５０に於いては上記式５に従って車輌の前後力Ｆx、横力Ｆy、ヨーモーメントＭzの目標修正量Δが演算される。
【０１０２】
ステップ３６０に於いては車輌の前後力Ｆx、横力Ｆy、ヨーモーメントＭzが各車輪のスリップ率κi及びスリップ角αiにて偏微分されることにより、上記式７により表わされるヤコビアンＪが演算され、ステップ３７０に於いては上記式１０に従って目標修正量δｕ、即ち各車輪のスリップ率の目標修正量δκti及びスリップ角の目標修正量δαti（ｉ＝fl、fr、rl、rr）が演算される。尚この場合上記式１０に於ける重みＷ_{δ u}及びＷ_Eは例えば予め実験的に求められた定数に設定される。
【０１０３】
ステップ３８０に於いては各車輪の目標スリップ率κtiが現在のスリップ率κiとスリップ率の目標修正量Δκtiとの和として下記の式６９に従って演算されると共に、各車輪の目標スリップ角αtiが現在のスリップ角αiとスリップ角の目標修正量Δαtiとの和として下記の式７０に従って演算され、しかる後ステップ９００へ進む。
κti＝κi＋δκti ……（６９）
αti＝αi＋δαti ……（７０）
【０１０４】
図５に示された各車輪の目標舵角θwti演算ルーチンのステップ９１０に於いては、下記の式７１に従って車輌の目標スリップ角βtが演算される。
βt＝∫（Ｇyt／Ｖx−γt）ｄｔ ……（７１）
【０１０５】
ステップ９２０に於いては下記の式７２〜７５に従って各車輪の接地点の目標進行方向角αwti（ｉ＝fl、fr、rl、rr）が演算される。尚左前輪について図１２に示されている如く、接地点の目標進行方向角αwtiは各車輪の接地点Ｐzi（ｉ＝fl、fr、rl、rr）の目標進行方向が車輌の前後方向に対しなす角度である。
【０１０６】
αwtfl＝（βt・Ｖx＋Ｌf・γt）／（Ｖx−Ｔrf・γt／２） ……（７２）
αwtfr＝（βt・Ｖx＋Ｌf・γt）／（Ｖx＋Ｔrf・γt／２） ……（７３）
αwtrl＝（βt・Ｖx−Ｌr・γt）／（Ｖx−Ｔrr・γt／２） ……（７４）
αwtrr＝（βt・Ｖx−Ｌr・γt）／（Ｖx＋Ｔrr・γt／２） ……（７５）
【０１０７】
ステップ９３０に於いては下記の式７６に従って各車輪の目標舵角θwti（ｉ＝fl、fr、rl、rr）が目標スリップ角αtiと各車輪の接地点目標進行方向角αwtiとの差として演算され、しかる後ステップ１０００へ進む。
θwti＝αti−αwti ……（７６）
【０１０８】
図６に示された各車輪の目標制動圧Ｐti及びエンジンの目標駆動トルクＴet演算ルーチンのステップ１０１０に於いては、下記の式７７〜８０に従って各車輪の接地点の目標前後速度Ｖwxti（ｉ＝fl、fr、rl、rr）が演算されると共に、下記の式８１に従って各車輪の転動方向の目標移動速度Ｖtwti（ｉ＝fl、fr、rl、rr）が演算される。
【０１０９】
Ｖwxtfl＝Ｖx＋Ｔrf・γ／２ ……（７７）
Ｖwxtfr＝Ｖx−Ｔrf・γ／２ ……（７８）
Ｖwxtrl＝Ｖx＋Ｔrr・γ／２ ……（７９）
Ｖwxtrr＝Ｖx−Ｔrr・γ／２ ……（８０）
Ｖtwti＝Ｖwxti（cosθwti−tanαti・sinθwti） ……（８１）
【０１１０】
ステップ１０２０に於いては目標スリップ率κti及び転動方向の目標移動速度Ｖtwtiに基づき下記の式８２に従って各車輪の目標車輪速度Ｖrwti（ｉ＝fl、fr、rl、rr）が演算される。
Ｖrwti＝（１−κti）Ｖtwti ……（８２）
【０１１１】
ステップ１０３０に於いては下記の式８３に従って車輌の目標前後力Ｆxt及び目標横力Ｆytの合力として車輌の目標発生力Ｆxytが演算されると共に、下記の式８４が成立するので、車輌にヨーモーメントを与えることなく車輌の目標発生力Ｆxytを達成する各車輪の目標発生力Ｆxyti（ｉ＝fl、fr、rl、rr）が下記の式８５〜８８に従って演算され、更に目標発生力Ｆxytiの車輪の前後方向の成分として各車輪の目標車輪前後力Ｆwxti（ｉ＝fl、fr、rl、rr）が下記の式８９に従って演算される。下記の式８５〜８８に於けるｇは重力加速度である。
【０１１２】
Ｆxyt＝（Ｆxt²＋Ｆyt²）^1/2 ……（８３）
Ｆzfl＋Ｆzfr＋Ｆzrl＋Ｆzrr＝Ｍv・ｇ ……（８４）
Ｆxytfl＝Ｆxyt・Ｆzfl／（Ｍv・ｇ） ……（８５）
Ｆxytfr＝Ｆxyt・Ｆzfr／（Ｍv・ｇ） ……（８６）
Ｆxytrl＝Ｆxyt・Ｆzrl／（Ｍv・ｇ） ……（８７）
Ｆxytrr＝Ｆxyt・Ｆzrr／（Ｍv・ｇ） ……（８８）
Ｆwxti＝Ｆxyti・cos（π／２−θwti）
＝Ｆxyti・sinθwti ……（８９）
【０１１３】
ステップ１０４０に於いては例えば目標車輪速度Ｖrwtiの時間微分値として各車輪の目標車輪加速度Ｖrwtdi（ｉ＝fl、fr、rl、rr）が演算されると共に、車輪の有効半径をＲwとし、車輪の回転慣性モーメントをＩwとして下記の式９０に従って各車輪の目標回転トルクＴwti（ｉ＝fl、fr、rl、rr）が演算される。
Ｔwti＝Ｆwxti・Ｒw＋Ｉw・Ｖrwtdi ……（９０）
【０１１４】
ステップ１０５０に於いては全ての車輪の目標回転トルクＴwtiが負の値であるか否かの判別、即ち全ての車輪について制動が必要な状況であるか否かの判別が行われ、肯定判別が行われたときにはステップ１０８０へ進み、否定判別が行われたときにはステップ１０６０へ進む。
【０１１５】
ステップ１０６０に於いてはシフトポジションＰsに基づき駆動系のギヤ比Ｒdが求められると共に、駆動系による各車輪に対するエンジン１０の駆動トルクの配分率をＸi（ｉ＝fl、fr、rl、rr）（０＜Ｘi＜０．５、ΣＸi＝１）とし、四輪の目標回転トルクＴwtiのうちの最大値をＴwtmaxとし、目標回転トルクが最大値Ｔwtmaxである車輪（最大駆動トルク車輪）の駆動トルク配分率をＸmaxとして、エンジン１０の目標駆動トルクＴetが下記の式９１に従って演算される。
Ｔet＝Ｔwtmax・Ｒd／Ｘmax ……（９１）
【０１１６】
ステップ１０７０に於いては最大駆動トルク車輪の目標制動圧Ｐtiが０に設定されると共に、制動圧と制動トルクとの変換係数をＫpとして最大駆動トルク車輪以外の各車輪の目標制動圧Ｐtiが下記の式９２に従って演算され、しかる後ステップ１１００へ進む。
Ｐti＝（Ｔwtmax・Ｘi／Ｘmax−Ｔwti）／Ｋp ……（９２）
【０１１７】
ステップ１０８０に於いてはエンジン１０の目標駆動トルクＴetが０に設定され、ステップ１０９０に於いては各車輪の目標制動圧Ｐtiが下記の式９３に従って演算され、しかる後ステップ１１００へ進む。
Ｐti＝−Ｔwti／Ｋp ……（９３）
【０１１８】
かくして図示の第一の実施形態によれば、ステップ１００に於いて車速Ｖx等に基づき車輌の目標ヨーレートγt、車輌の目標横加速度Ｇyt、車輌の目標前後加速度Ｇxtが演算され、ステップ１５０に於いて車輌の目標前後加速度Ｇxtに対応する車輌の目標前後力Ｆxt、目標横加速度Ｇytに対応する車輌の目標横力Ｆyt、目標ヨーレートγtに対応する車輌の目標ヨーモーメントＭztが演算される。
【０１１９】
またステップ２００に於いて操舵制御手段及び制駆動力制御手段の制御応答周波数特性Ｇ_{α i}及びＧ_{κ i}が演算され、ステップ２５０に於いて特性Ｇ_{α i}及びＧ_{κ i}の逆数に比例する値が上記式１０に於ける重みＷ_uに設定され、ステップ３００に於いて配分制御による各車輪のスリップ率の目標修正量δκti及び目標スリップ角の目標修正量δαtiが演算されることにより、各車輪の目標スリップ率κti及び目標スリップ角αtiが演算される。
【０１２０】
そしてステップ９００に於いて目標スリップ角αtiに基づき各車輪の目標舵角θwtiが演算され、ステップ１０００に於いて目標スリップ率κtiに基づき各車輪の目標制動圧Ｐti及びエンジン１０の目標駆動トルクＴetが演算され、ステップ１１００に於いて各車輪の舵角θwiがそれぞれ目標舵角θwtiになるよう前輪用操舵装置５２及び後輪用操舵装置６４が舵角制御装置６２により制御され、各車輪のホイールシリンダ圧力Ｐiが目標制動圧Ｐtiになるよう制動装置４２が制御され、エンジン１０の駆動トルクＴeが目標駆動トルクＴetになるようエンジン１０がエンジン制御装置２６により制御される。
【０１２１】
従って図示の第一の実施形態によれば、車輌の目標前後力Ｆxt、目標横力Ｆyt、目標ヨーモーメントＭtを達成するよう、換言すれば車輌の目標ヨーレートγt、車輌の目標横加速度Ｇyt、車輌の目標前後加速度Ｇxtを達成するよう、各車輪の制駆動力及び舵角を制御することができ、これにより運転者による操舵制御操作量（操舵角θ）、駆動力制御操作量（スロットル開度Ｔa）、制動制御操作量（ブレーキペダル踏力Ｆb）に応じた所望の運動状態にて車輌を安定的に走行させることができる。
【０１２２】
また図示の第一の実施形態によれば、ステップ２００に於いて操舵制御手段及び制駆動力制御手段の制御応答周波数特性Ｇ_{α i}及びＧ_{κ i}が演算され、ステップ２５０に於いて特性Ｇ_{α i}及びＧ_{κ i}の逆数に比例する値が上記式１０に於ける重みＷ_uに設定され、ステップ３００に於いて配分制御による各車輪のスリップ率の目標修正量δκti及び目標スリップ角の目標修正量δαtiが演算されるので、車輌の目標前後力Ｆxt、目標横力Ｆyt、目標ヨーモーメントＭtを達成するための制御目標を操舵制御手段及び制駆動力制御手段の制御応答周波数特性Ｇ_{α i}及びＧ_{κ i}に応じて最適にこれらの制御手段に配分することができる。
【０１２３】
特に図示の第一の実施形態によれば、操舵制御手段及び制駆動力制御手段の制御応答周波数特性Ｇ_{α i}及びＧ_{κ i}は毎回演算されるので、操舵制御手段及び制駆動力制御手段の制御応答周波数特性の変化、例えばアクチュエータ６０L等の経時変化、制動装置４２の作動オイルの温度変化に伴う粘性の変化、各車輪の制動機構のブレーキパッドの如き摩擦材の温度変化等に起因する摩擦係数の変化等が生じても、その変化に対応して挙動制御量を各制御手段に適正に配分することができ、従って上記式１０に於ける重みＷ_uが予め一定に設定される場合に比して、操舵制御手段及び制駆動力制御手段の制御応答周波数特性の変化に拘わらず車輌を安定的に走行させることができる。
また一般に、車輌が主として後輪の駆動力により加速されている状況に於いて、前輪の制動力の制御により車輌のヨー方向の制御が行われるような場合には、前輪のタイヤが無駄に変形され、タイヤの使用領域が非線形領域になるので、操舵制御手段による制御の応答が悪化する。図示の第一の実施形態によれば、操舵制御手段及び制駆動力制御手段の制御周波数特性の変化に応じてこれらの制御手段に対する制御目標の配分が適宜に変更されるので、かかる状況に於いても車輌を安定的に走行させることができ、また前輪のタイヤの無駄な変形を低減してエネルギ効率が悪化することを防止することができる。
【０１２４】
例えば図１８（Ａ）に示されている如く、制駆動力制御手段の入出力の周波数応答が実線より破線に低下したときには、即ち上記式５４の時定数Ｔ_{κ i}が低下したときには、制御応答周波数特性Ｇ_{κ i}が減少し、図１８（Ｂ）に示されている如くそれに対応して応答が低下した周波数領域の制御手段の重み（Ｗ）が増大するので、制駆動力制御手段の入出力の周波数応答の変動に拘わらず車輌を安定的に走行させるために必要な制駆動力制御手段の制御量を適正に演算することができる。
【０１２５】
また図１９（Ａ）に示されている如く、制駆動力制御手段の入出力のゲインが実線より破線に低下したときには、即ち上記式５４の係数Ｔ_{0 κ i}が低下したときには、制御応答周波数特性Ｇ_{κ i}も減少し、図１９（Ｂ）に示されている如くそれに対応して制御手段の重み（Ｗ）が全体的に増大するので、制駆動力制御手段の入出力のゲインの変動に拘わらず車輌を安定的に走行させるために必要な制駆動力制御手段の制御量を適正に演算することができる。
【０１２６】
また図示の第一の実施形態によれば、操舵制御手段及び制駆動力制御手段の制御応答周波数特性Ｇ_{α i}及びＧ_{κ i}は各車輪について演算され、これにより上記式１０に於ける重みＷ_uも各車輪について演算されるので、車輌を安定的に走行させるための挙動制御量を各車輪単位にて操舵制御手段及び制駆動力制御手段に最適に配分することができ、重みＷ_uが例えば操舵制御手段全体及び制駆動力制御手段全体の制御応答周波数特性Ｇ_α及びＧ_κが演算され、重みＷ_uが特性Ｇ_α及びＧ_κに比例する値として全ての車輪について共通の重みにされる場合に比して、各車輪の舵角及び制駆動力を最適に制御することができる。
【０１２７】
第二の実施形態
図７は本発明による車輌の走行制御装置の第二の実施形態に於ける各車輪の舵角制御及び制駆動力制御のメインルーチンを示すフローチャートである。尚図７に於いて、図３に示されたステップに対応するステップには図３に於いて付されたステップ番号と同一のステップ番号が付されている。
【０１２８】
この実施形態のステップ５０〜１５０は上述の第一の実施形態の場合と同様に実行され、ステップ１５０の次に実行されるステップ４００に於いてはＴ_{o α}を係数とし、Ｔ_αを時定数とし、ｓをラプラス演算子として下記の式９４にて表わされる車輌の前後力Ｆx、横力Ｆy、ヨーモーメントＭzに対する操舵制御手段の制御応答周波数特性Ｇ_αが上述の第一の実施形態の場合と同様の要領にて演算されると共に、Ｔ_{o κ}を係数とし、Ｔ_κを時定数とし、ｓをラプラス演算子として下記の式９５にて表わされる車輌の前後力Ｆx、横力Ｆy、ヨーモーメントＭzに対する制駆動力制御手段の制御応答周波数特性Ｇ_κが上述の第一の実施形態の場合と同様の要領にて演算される。

【０１２９】
尚この実施形態の場合にも制御開始時には操舵制御手段の制御応答周波数特性Ｇ_α及び制駆動力制御手段の制御応答周波数特性Ｇ_κは予め設定された初期値に設定され、操舵制御手段の制御応答周波数特性Ｇ_α若しくは制駆動力制御手段の制御応答周波数特性Ｇ_κを演算することができないときには特性Ｇ_α若しくはＧ_κは前回値に設定される。
【０１３０】
ステップ４５０に於いてはＫ_κを正の一定の係数として制駆動力制御手段に対する車輌の目標前後力Ｆxt_κ、目標横力Ｆyt_κ、目標ヨーモーメントＭzt_κが下記の式９６に従って演算されると共に、Ｋ_αを正の一定の係数として操舵制御手段に対する車輌の目標前後力Ｆst_α、目標横力Ｆyt_α、目標ヨーモーメントＭzt_αが下記の式９７に従って演算されることにより、車輌の目標前後力Ｆxt、目標横力Ｆyt、目標ヨーモーメントＭztが制駆動力制御手段及び操舵制御手段の制御応答周波数に基づき周波数分離される。

【０１３１】
ステップ５００に於いては図８に示されたルーチンに従って配分制御による各車輪の目標スリップ率κti及び目標スリップ角αti（ｉ＝fl、fr、rl、rr）が演算され、しかる後ステップ９００〜１１００が上述の第一の実施形態の場合と同様に実行される。
【０１３２】
図８に示された各車輪の目標スリップ率κti及び目標スリップ角αti演算ルーチンのステップ５１０〜５４０はそれぞれ上述の第一の実施形態のステップ３１０〜３４０と同様に実行され、ステップ５５０に於いては下記の式９８に従って制駆動力制御手段に対する配分制御の重みＷ_{u κ}が演算されると共に、下記の式９９に従って操舵制御手段に対する配分制御の重みＷ_{u α}が演算される。
Ｗ_{u κ}＝ｄｉａｇ（Ｋb／Ｇ_{κ fl} … Ｋb／Ｇ_{κ rr}） ……（９８）
Ｗ_{u α}＝ｄｉａｇ（Ｋs／Ｇ_{α fl} … Ｋs／Ｇ_{α rr}） ……（９９）
【０１３３】
ステップ５６０に於いては上記式１５に従って制駆動力制御手段に関する車輌の前後力Ｆx、横力Ｆy、ヨーモーメントＭzの目標修正量Δ_κが演算されると共に、上記式２２に従って操舵制御手段に関する車輌の前後力Ｆx、横力Ｆy、ヨーモーメントＭzの目標修正量Δ_αが演算される。
【０１３４】
ステップ５７０に於いては車輌の前後力Ｆx、横力Ｆy、ヨーモーメントＭzが各車輪のスリップ率κiにて偏微分されることにより上記式１７により表わされるヤコビアンＪ_κが演算されると共に、車輌の前後力Ｆx、横力Ｆy、ヨーモーメントＭzが各車輪のスリップ角αiにて偏微分されることにより、上記式２７により表わされるヤコビアンＪ_αが演算される。
【０１３５】
ステップ５８０に於いては上記式２０に従ってスリップ率の目標修正量δκti（ｉ＝fl、fr、rl、rr）が演算されると共に、上記式３０に従ってスリップ角の目標修正量δαti（ｉ＝fl、fr、rl、rr）が演算され、しかる後ステップ５８０が上述の第一の実施形態のステップ３８０の場合と同様に実行される。
【０１３６】
かくして図示の第二の実施形態によれば、ステップ４００に於いて車輌の前後力Ｆx、横力Ｆy、ヨーモーメントＭzに対する操舵制御手段の制御応答周波数特性Ｇ_α及び制駆動力制御手段の制御応答周波数特性Ｇ_κが演算され、ステップ４５０に於いて制駆動力制御手段に対する車輌の目標前後力Ｆxt_κ、目標横力Ｆyt_κ、目標ヨーモーメントＭzt_κが上記式９６に従って演算されると共に、操舵制御手段に対する車輌の目標前後力Ｆst_α、目標横力Ｆyt_α、目標ヨーモーメントＭzt_αが上記式９７に従って演算されることにより、車輌の目標前後力Ｆxt、目標横力Ｆyt、目標ヨーモーメントＭztが制駆動力制御手段及び操舵制御手段の制御応答周波数に基づき周波数分離される。
【０１３７】
そしてステップ５００に於いて周波数分離により制駆動力制御手段及び操舵制御手段に対し割り振られた車輌の目標前後力、目標横力、目標ヨーモーメントに基づき図８に示されたルーチンに従って配分制御による各車輪の目標スリップ率κti及び目標スリップ角αtiが演算される。
【０１３８】
従ってこの第二の実施形態によれば、制駆動力制御手段及び操舵制御手段の制御応答周波数に応じて車輌の目標前後力Ｆxt、目標横力Ｆyt、目標ヨーモーメントＭztを二つの制御手段に最適に配分し、各制御手段に配分された制御目標をそれぞれ各車輪に配分することができるので、制駆動力制御手段若しくは操舵制御手段の制御応答周波数の変化に拘わらず各車輪のスリップ率及びスリップ角を最適に制御することができるだけでなく、車輌全体の目標挙動制御量を各車輪毎の制駆動力制御手段及び操舵制御手段の目標制御量に容易に配分することができる。
【０１３９】
また上述の第一の実施形態によれば、車輌全体の目標挙動制御量の配分に際し８行８列の行列式を解かなければならないのに対し、この第二の実施形態によれば、４行４列の行列式を二回演算すればよいので、上述の第一の実施形態の場合に比して配分制御に必要な演算量を低減することができる。
【０１４０】
第三の実施形態
図９は本発明による車輌の走行制御装置の第三の実施形態に於ける各車輪の舵角制御及び制駆動力制御のメインルーチンを示すフローチャートである。尚図９に於いて、図３に示されたステップに対応するステップには図３に於いて付されたステップ番号と同一のステップ番号が付されている。
【０１４１】
この実施形態のステップ５０〜１５０も上述の第一の実施形態の場合と同様に実行され、ステップ１５０の次に実行されるステップ６００に於いては上記式９４にて表わされる操舵制御手段の制御応答周波数特性Ｇ_αが演算され、ステップ６５０に於いては操舵制御手段に対する車輌の目標前後力Ｆxt_α、目標横力Ｆyt_α、目標ヨーモーメントＭzt_αが上記式９７に従って演算される。
【０１４２】
ステップ７００に於いては図１０に示されたルーチンに従って配分制御による各車輪の目標スリップ角αti（ｉ＝fl、fr、rl、rr）が演算され、ステップ８００に於いては下記の式１００に従って制駆動力制御手段に対する車輌の目標前後力Ｆxt_κ、目標横力Ｆyt_κ、目標ヨーモーメントＭzt_κが演算される。

【０１４３】
ステップ８５０に於いては図１１に示されたルーチンに従って配分制御による各車輪の目標スリップ率κti（ｉ＝fl、fr、rl、rr）が演算され、しかる後ステップ９００〜１１００が上述の第一の実施形態の場合と同様に実行される。
【０１４４】
図１０に示された各車輪の目標スリップ角αti演算ルーチンのステップ７１０〜７４０はそれぞれ上述の第一の実施形態のステップ３１０〜３４０の場合と同様に実行され、ステップ７５０に於いては上記式９９に従って操舵制御手段に対する配分制御の重みＷ_{u α}が演算され、ステップ７６０に於いては上記式２２に従って操舵制御手段に関する車輌の前後力Ｆx、横力Ｆy、ヨーモーメントＭzの目標修正量Δ_αが演算される。
【０１４５】
ステップ７７０に於いては車輌の前後力Ｆx、横力Ｆy、ヨーモーメントＭzが各車輪のスリップ角αiにて偏微分されることにより、上記式２７により表わされるヤコビアンＪ_αが演算され、ステップ７８０に於いては上記式３０に従ってスリップ角の目標修正量δαti（ｉ＝fl、fr、rl、rr）が演算され、ステップ７９０に於いては上記式５８に従って各車輪の目標スリップ角αtiが演算され、しかる後ステップ８００へ進む。
【０１４６】
また図１１に示された各車輪の目標スリップ率κti演算ルーチンのステップ８５５に於いては、上記式９８に従って制駆動力制御手段に対する配分制御の重みＷ_{u κ}が演算され、ステップ８６０に於いては上記式１５に従って制駆動力制御手段に関する車輌の前後力Ｆx、横力Ｆy、ヨーモーメントＭzの目標修正量Δ_κが演算される。
【０１４７】
ステップ８７０に於いては車輌の前後力Ｆx、横力Ｆy、ヨーモーメントＭzが各車輪のスリップ率κiにて偏微分されることにより上記式１７により表わされるヤコビアンＪ_κが演算され、ステップ８８０に於いては上記式２０に従ってスリップ率の目標修正量δκti（ｉ＝fl、fr、rl、rr）が演算され、ステップ８９０に於いては上記式５７に従って各車輪の目標スリップ率κtiが演算され、しかる後ステップ９００へ進む。
【０１４８】
かくして図示の第三の実施形態によれば、ステップ６００に於いて操舵制御手段の制御応答周波数特性Ｇ_αが演算され、ステップ６５０に於いて制御応答周波数特性Ｇ_αに応じて車輌の目標前後力Ｆxt、目標横力Ｆyt、目標ヨーモーメントＭztが操舵制御手段に配分されることにより、操舵制御手段に対する車輌の目標前後力Ｆxt_α、目標横力Ｆyt_α、目標ヨーモーメントＭzt_αが演算され、ステップ７００に於いて操舵制御手段に対する車輌の目標前後力Ｆxt_α、目標横力Ｆyt_α、目標ヨーモーメントＭzt_αに基づき各車輪の目標スリップ角αtiが演算される。
【０１４９】
そしてステップ８００に於いて車輌の目標前後力Ｆxt、目標横力Ｆyt、目標ヨーモーメントＭztよりそれぞれ操舵制御手段に対する車輌の目標前後力Ｆxt_α、目標横力Ｆyt_α、目標ヨーモーメントＭzt_αを減算した値として制駆動力制御手段に対する車輌の目標前後力Ｆxt_κ、目標横力Ｆyt_κ、目標ヨーモーメントＭzt_κが演算され、ステップ８５０に於いて目標前後力Ｆxt_κ、目標横力Ｆyt_κ、目標ヨーモーメントＭzt_κに基づき各車輪の目標スリップ率κtiが演算される。
【０１５０】
従ってこの第三の実施形態によれば、操舵角制御手段を最優先順位の制御手段として、車輌全体の目標挙動制御量Ｆxt、Ｆyt、Ｍztが優先的に操舵制御手段に配分されることにより、操舵制御手段の目標挙動制御量Ｆxt_α、Ｆyt_α、Ｍzt_αが演算され、車輌全体の目標挙動制御量Ｆxt、Ｆyt、Ｍztと操舵制御手段の目標挙動制御量Ｆxt_α、Ｆyt_α、Ｍzt_αとの差分が制駆動力制御手段の目標挙動制御量Ｆxt_κ、Ｆyt_κ、Ｍzt_κとして演算されるので、制駆動力制御手段による挙動制御によって車輌が不必要に加減速される虞れを低減しつつ、車輌の挙動を確実に制御し、車輌を安定的に走行させることができる。
【０１５１】
またこの第三の実施形態によれば、操舵制御手段の目標挙動制御量Ｆxt_α、Ｆyt_α、Ｍzt_α及び制駆動力制御手段の目標挙動制御量Ｆxt_κ、Ｆyt_κ、Ｍzt_κが演算され、目標挙動制御量Ｆxt_α、Ｆyt_α、Ｍzt_αが各車輪に配分されることにより各車輪について操舵制御手段の目標制御量、即ち目標スリップ角αtiが演算され、また目標挙動制御量Ｆxt_κ、Ｆyt_κ、Ｍzt_κが各車輪に配分されることにより各車輪について制駆動力制御手段の目標制御量、即ち目標スリップ率κtiが演算されるので、上述の第二の実施形態の場合と同様、配分制御に必要な演算量を低減することができる。
【０１５２】
第四の実施形態
図１３は上述の第一の実施形態の修正例として構成された本発明による車輌の走行制御装置の第四の実施形態に於ける各車輪の舵角制御及び制駆動力制御のメインルーチンを示すフローチャートである。尚図１３に於いて、図３に示されたステップに対応するステップには図３に於いて付されたステップ番号と同一のステップ番号が付されている。
【０１５３】
この実施形態のステップ５０〜２００及びステップ２５０〜１１００は上述の第一の実施形態の場合と同様に実行され、ステップ２００の次に実行されるステップ２１０に於いてはタックインが生じているか否かの判別が行われ、否定判別が行われたときにはステップ２３０へ進み、肯定判別が行われたときにはステップ２２０に於いて配分制御の重みＷ_uの係数Ｋbが０に設定される点を除き上述の第一の実施形態の場合と同一の要領にて配分制御の重みＷ_uが演算される。
【０１５４】
ステップ２３０に於いては車輌が旋回急加速状態にあるか否かの判別が行われ、否定判別が行われたときにはステップ２５０へ進み、肯定判別が行われたときには配分制御の重みＷ_uの係数Ｋsが０に設定される点を除き上述の第一の実施形態の場合と同一の要領にて配分制御の重みＷ_uが演算される。
【０１５５】
かくして図示の第四の実施形態によれば、ステップ２１０に於いてタックインが生じているか否かの判別が行われ、ステップ２３０に於いては車輌が旋回急加速状態にあるか否かの判別が行われ、タックインが生じておらず車輌が旋回急加速状態にない場合にはステップ２５０以降が実行され、これにより上述の第一の実施形態の場合と同様の制御が行われる。
【０１５６】
これに対しタックインが生じているときには、ステップ２１０に於いて肯定判別が行われ、ステップ２２０に於いて係数Ｋbが０に設定されることにより制駆動力制御手段に対する配分の重みが０に設定され、その状態にてステップ３００以降が実行され、これにより車輌の目標前後力Ｆxt、目標横力Ｆyt、目標ヨーモーメントＭztが操舵制御手段にのみ配分されるので、各車輪のスリップ角を適正な値に確実に制御し、タックインを低減して車輌の走行安定性を効果的に確保することができる。
【０１５７】
またタックインは生じていないが車輌が旋回急加速状態にあるときには、ステップ２３０に於いて肯定判別が行われ、ステップ２４０に於いて係数Ｋsが０に設定されることにより操舵制御手段に対する配分の重みが０に設定され、その状態にてステップ３００以降が実行され、これにより車輌の目標前後力Ｆxt、目標横力Ｆyt、目標ヨーモーメントＭztが制駆動力制御手段にのみ配分されるので、各車輪のスリップ率を適正な値に確実に制御し、スリップ率が過剰になること及びこれに起因して車輪の横力が低下する虞れを低減して車輌の走行安定性を効果的に確保することができる。
【０１５８】
尚図示の第四の実施形態に於いては、タックインが生じている場合には車輌の目標挙動制御量としての目標前後力Ｆxt、目標横力Ｆyt、目標ヨーモーメントＭztが操舵制御手段にのみ配分され、タックインは生じていないが車輌が旋回急加速状態にあるときには車輌の目標前後力Ｆxt、目標横力Ｆyt、目標ヨーモーメントＭztが制駆動力制御手段にのみ配分されるようになっているが、タックインが生じている場合には通常時に比して操舵制御手段に対する目標挙動制御量の配分比率が増大されると共に制駆動力制御手段に対する配分比率が低減され、タックインは生じていないが車輌が旋回急加速状態にあるときには操舵制御手段に対する目標挙動制御量の配分比率が低減されると共に制駆動力制御手段に対する配分比率が増大されるよう修正されてもよい。
【０１５９】
第五の実施形態
図１４は上述の第三の実施形態の修正例として構成された本発明による車輌の走行制御装置の第五の実施形態に於ける各車輪の舵角制御及び制駆動力制御のメインルーチンを示すフローチャートである。尚図１４に於いて、図９に示されたステップに対応するステップには図３に於いて付されたステップ番号と同一のステップ番号が付されている。
【０１６０】
この実施形態のステップ５０〜１５０及びステップ６００〜１１００は上述の第一の実施形態の場合と同様に実行され、ステップ１５０の次に実行されるステップ１６０に於いては車輌の目標ヨーレートγtと車輌の実際のヨーレートγとの偏差の絶対値として車輌のドリフトアウト状態の程度を示すドリフトバリューＤＶが演算されると共に、ドリフトバリューＤＶが基準値ＤＶo（正の定数）以上であるか否かの判別、即ち車輌のドリフトアウト状態の程度が大きく車輌のスリップ角βの推定精度が低い状況であるか否かの判別が行われ、否定判別が行われたときにはステップ６００へ進み、肯定判別が行われたときにはステップ１２００へ進む。
【０１６１】
ステップ１２００に於いては制駆動力制御手段の制御応答周波数特性Ｇ_κが上記式９５に従って演算され、ステップ１３００に於いては制駆動力制御手段に対する車輌の目標前後力Ｆxt_κ、目標横力Ｆyt_κ、目標ヨーモーメントＭzt_κが上記式９６に従って演算される。
【０１６２】
ステップ１４００に於いては図１６に示されたルーチンに従って配分制御よる各車輪の目標スリップ率κ_ti（ｉ＝fl、fr、rl、rr）が演算され、ステップ１５００に於いては下記の式１０１に従って操舵制御手段に対する車輌の目標前後力Ｆxt_α、目標横力Ｆyt_α、目標ヨーモーメントＭzt_αが演算され、ステップ１６００に於いては図１７に示されたルーチンに従って配分制御による各車輪の目標スリップ角αti（ｉ＝fl、fr、rl、rr）が演算され、しかる後ステップ９００へ進む。

【０１６３】
尚図１６に示された各車輪の目標スリップ率κti演算ルーチンの１４１０〜１４５０ぞれ上述の第三の実施形態に於けるステップ８５５〜８９０の場合と同様に実行され、また図１７に示された各車輪の目標スリップ角αti演算ルーチンのステップ１６１０〜１６９０はそれぞれ上述の第三の実施形態に於けるステップ７１０〜７９０の場合と同様に実行される。
【０１６４】
かくして図示の第五の実施形態によれば、ステップ１６０に於いて車輌のドリフトアウト状態の程度を示すドリフトバリューＤＶが基準値ＤＶo以上であるか否かの判別により車輌のスリップ角βの推定精度が低い状況であるか否かの判別が行われ、ドリフトバリューＤＶが基準値ＤＶo未満であるときにはステップ６００以降が実行されることにより、操舵制御手段を最優先順位の挙動制御手段として上述の第三の実施形態の場合と同様の制御が行われるので、車輌が不必要に加減速される虞れを低減しつつ車輌を安定的に走行させることができる。
【０１６５】
これに対しドリフトバリューＤＶが基準値ＤＶo以上であるときには、ステップ１６０に於いて肯定判別が行われ、ステップ１２００〜１６００が実行され、これにより車輌の目標前後力Ｆxt、目標横力Ｆyt、目標ヨーモーメントＭztが制駆動力制御手段にのみ配分され、制駆動力制御手段を最優先順位の挙動制御手段として車輌の走行挙動が制御されるので、車輌のドリフトアウト状態の程度が大きく車輌のスリップ角βの推定精度が低いことに起因して操舵制御手段による挙動制御が不適切に行われること及びこれにより車輌の走行安定性が良好に制御されなくなることを確実に防止することができる。
【０１６６】
尚上述の各実施形態によれば、四輪全てが操舵されるので、例えば前輪のみが操舵される場合に比して車輌の走行安定性を確実に向上させることができ、また各車輪の制動力に加えてエンジンの出力が制御されることにより各車輪のスリップ率が制御されるので、エンジンの出力が制御されない場合に比して車輌の走行安定性を確実に向上させることができる。
【０１６７】
以上に於ては本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかであろう。
【０１６８】
例えば上述の各実施形態に於いては、複数の挙動制御手段としての操舵制御手段及び制駆動力制御手段の挙動制御特性は各制御手段の制御応答周波数特性であるが、挙動制御特性は各制御手段の挙動制御に対する制御応答に関する特性である限り、上述の各式以外の態様にて演算されてもよい。
【０１６９】
また上述の各実施形態に於いては、互いに異なる作用により互いに協調して車輌の挙動を制御する複数の挙動制御手段は操舵制御手段及び制駆動力制御手段であるが、本発明に於ける挙動制御手段はこれらのみに限定されるものではなく、例えば挙動制御手段は操舵制御手段、制駆動力制御手段、及び各車輪の接地荷重を制御する接地荷重制御手段の組合せであってもよい。
【０１７０】
また上述の各実施形態に於いては、各車輪の制動力及びエンジンの出力が制御されること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るようになっているが、各車輪の制動力のみが制御されエンジンの出力の制御が行われないよう修正されてもよい。
【０１７１】
また上述の各実施形態に於いては、車輌は四輪駆動車であり、四輪全ての車輪の制動力及び舵角が制御されるようになっているが、本発明は前輪駆動車又は後輪駆動車に適用されてもよく、また前輪のみが操舵される車輌に適用されてもよい。
【０１７２】
また上述の各実施形態に於いては、操舵制御手段及び制駆動力制御手段の制御応答周波数特性及び配分制御の重みＷ_uが各サイクル毎に演算されるようになっているが、一般に各制御手段の制御応答周波数特性が急激に変化することはないので、制御応答周波数特性及び配分制御の重みＷ_uは所定のサイクル毎に演算されるよう修正されてもよい。
【０１７３】
また上述の各実施形態に於いては、車輌１２は駆動源としてのエンジン１０と駆動源の駆動トルクを各車輪へ一定の配分比率にて伝達する駆動系とを有し、制駆動力制御手段はエンジン１０の駆動トルクを制御することにより全ての車輪の駆動力を総括的に制御する駆動力制御手段（エンジン制御装置２６）と、各車輪の制動力を個別に制御可能である制動力制御手段（制動装置４２及び電子制御装置５０）とよりなっているが、車輌が例えば所謂ホイールインモータ式の車輌として構成されることにより、駆動力制御手段が各車輪の駆動力を個別に制御可能であり、制動力制御手段が各車輪の制動力を個別に制御可能であるよう構成されてもよい。
【０１７４】
また上述の各実施形態に於いては、各車輪は油圧式のパワーステアリング装置５６、６６のタイロッド５８Ｌ、５８Ｌ、６８Ｌ、６８Ｒの有効長さがアクチュエータ６０Ｌ、６０Ｌ、７０Ｌ、７０Ｒによって可変制御されることにより操舵されるようになっているが、各車輪は各々個別に設けられた操舵装置により操舵されるよう構成されてもよい。
【０１７５】
また図示の第四の実施形態に於いては、各挙動制御手段の挙動制御特性に応じた挙動制御量の配分によっては却って車輌の挙動の悪化をきたす虞れがあるか否かの判定はタックインが生じているか否か及び車輌が旋回急加速状態にあるか否かの判定により行われるようになっているが、各挙動制御手段の挙動制御特性に応じた挙動制御量の配分によっては却って車輌の挙動の悪化をきたす虞れがあるか否かの判定は他の車輌状況により判定されてもよい。
【０１７６】
また図示の第五の実施形態に於いては、通常時には最優先順位の挙動制御手段が操舵制御手段に設定され、ドリフトバリューＤＶが基準値以上である場合に最優先順位の挙動制御手段が制駆動力制御手段に変更されるようになっているが、最優先順位の挙動制御手段の変更が必要であるか否かの判定は例えば各挙動制御手段を制御するためのパラメータを検出するセンサの検出精度、車体の推定スリップ角βの推定精度、タイヤのスリップ角又は車体の推定スリップ角が基準範囲を越えているか否かの如くドリフトバリューＤＶ以外に基づいて行われるよう修正されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による車輌の走行制御装置の第一の実施形態を示す概略構成図である。
【図２】第一の実施形態の制御系を示すブロック線図である。
【図３】第一の実施形態に於ける走行制御のメインルーチンを示すフローチャートである。
【図４】図３に示されたフローチャートのステップ３００に於ける各車輪の目標スリップ率κti及び目標スリップ角αti演算ルーチンを示すフローチャートである。
【図５】図３に示されたフローチャートのステップ９００に於ける各車輪の目標舵角θwti演算ルーチンを示すフローチャートである。
【図６】図３に示されたフローチャートのステップ１０００に於ける各車輪の目標制動圧Ｐti及びエンジンの目標駆動トルクＴet演算ルーチンを示すフローチャートである。
【図７】本発明による車輌の走行制御装置の第二の実施形態に於ける走行制御のメインルーチンを示すフローチャートである。
【図８】図７に示されたフローチャートのステップ５００に於ける各車輪の目標スリップ率κti及び目標スリップ角αti演算ルーチンを示すフローチャートである。
【図９】本発明による車輌の走行制御装置の第三の実施形態に於ける走行制御のメインルーチンを示すフローチャートである。
【図１０】図９に示されたフローチャートのステップ７００に於ける各車輪の目標スリップ角αti演算ルーチンを示すフローチャートである。
【図１１】図９に示されたフローチャートのステップ８５０に於ける各車輪の目標スリップ率κti演算ルーチンを示すフローチャートである。
【図１２】左前輪について車輪の接地点の目標進行方向角αwtflを示す説明図である。
【図１３】本発明による車輌の走行制御装置の第四の実施形態に於ける走行制御のメインルーチンを示すフローチャートである。
【図１４】本発明による車輌の走行制御装置の第五の実施形態に於ける走行制御のメインルーチンの要部を示すフローチャートである。
【図１５】本発明による車輌の走行制御装置の第五の実施形態に於ける走行制御のメインルーチンの残りの部分を示すフローチャートである。
【図１６】図１５に示されたフローチャートのステップ１４００に於ける各車輪の目標スリップ率κti演算ルーチンを示すフローチャートである。
【図１７】図１５に示されたフローチャートのステップ１６００に於ける各車輪の目標スリップ角αti演算ルーチンを示すフローチャートである。
【図１８】制駆動力制御手段の入出力の周波数応答が低下した場合に於ける第一の実施形態の作動を説明するためのグラフである。
【図１９】制駆動力制御手段の入出力のゲインが低下した場合に於ける第一の実施形態の作動を説明するためのグラフである。
【符号の説明】
１０…エンジン
１２…車輌
１６…トランスミッション
１８…センターディファレンシャル
２６…エンジン制御装置
４２…制動装置
４４…油圧回路
５０…走行制御用電子制御装置
５２…前輪用操舵装置
６２…舵角制御装置
６４…後輪用操舵装置
７２…車速センサ
７４…前後加速度センサ
７６…横加速度センサ
７８…ヨーレートセンサ
８０…踏力センサ
８２i…車輪速度センサ
８４i…圧力センサ

Claims (6)

1. 操舵輪の舵角を制御する操舵制御手段と、各車輪の制駆動力を制御する制駆動力制御手段と、車輌を安定的に走行させるための車輌全体の目標挙動制御量として車輌の目標前後力、目標横力、目標ヨーモーメントを演算する手段と、前記車輌全体の目標挙動制御量を前記操舵制御手段の目標挙動制御量及び前記制駆動力制御手段の目標挙動制御量に配分し、配分結果に基づき前記操舵制御手段及び前記制駆動力制御手段を制御する配分制御手段とを有する車輌の走行制御装置に於いて、前記配分制御手段は車輌の挙動制御に対する前記操舵制御手段及び前記制駆動力制御手段の制御応答性に関する特性を逐次検出する手段を有し、検出された前記特性に応じて前記車輌全体の目標挙動制御量を前記操舵制御手段の目標挙動制御量及び前記制駆動力制御手段の目標挙動制御量に配分する際の配分重みを設定し、前記配分重みに応じて前記車輌全体の目標挙動制御量を前記操舵制御手段の目標挙動制御量及び前記制駆動力制御手段の目標挙動制御量に配分することを特徴とする車輌の走行制御装置。
2. 操舵輪の舵角を制御する操舵制御手段と、各車輪の制駆動力を制御する制駆動力制御手段と、車輌を安定的に走行させるための車輌全体の目標挙動制御量として車輌の目標前後力、目標横力、目標ヨーモーメントを演算する手段と、前記車輌全体の目標挙動制御量を前記操舵制御手段の目標挙動制御量及び前記制駆動力制御手段の目標挙動制御量に配分し、配分結果に基づき前記操舵制御手段及び前記制駆動力制御手段を制御する配分制御手段とを有する車輌の走行制御装置に於いて、前記配分制御手段は車輌の挙動制御に対する前記操舵制御手段及び前記制駆動力制御手段の制御応答性に関する特性を逐次検出する手段を有し、検出された前記特性に応じて前記車輌全体の目標挙動制御量を前記操舵制御手段の目標挙動制御量及び前記制駆動力制御手段の目標挙動制御量に配分する際の配分重みを設定し、前記配分重みに応じて前記車輌全体の目標挙動制御量を前記操舵制御手段の目標挙動制御量及び前記制駆動力制御手段の目標挙動制御量に配分する配分手段と、タックインが生じているか否かを判定する判定手段と、前記判定手段によりタックインが生じていると判定されたときには、前記操舵制御手段に対する配分を増大すると共に前記制駆動力制御手段に対する配分を低減する配分変更手段とを有することを特徴とする車輌の走行制御装置。
3. 操舵輪の舵角を制御する操舵制御手段と、各車輪の制駆動力を制御する制駆動力制御手段と、車輌を安定的に走行させるための車輌全体の目標挙動制御量として車輌の目標前後力、目標横力、目標ヨーモーメントを演算する手段と、前記車輌全体の目標挙動制御量を前記操舵制御手段の目標挙動制御量及び前記制駆動力制御手段の目標挙動制御量に配分し、配分結果に基づき前記操舵制御手段及び前記制駆動力制御手段を制御する配分制御手段とを有する車輌の走行制御装置に於いて、前記配分制御手段は車輌の挙動制御に対する前記操舵制御手段及び前記制駆動力制御手段の制御応答性に関する特性を逐次検出する手段を有し、検出された前記特性に応じて前記車輌全体の目標挙動制御量を前記操舵制御手段の目標挙動制御量及び前記制駆動力制御手段の目標挙動制御量に配分する際の配分重みを設定し、前記配分重みに応じて前記車輌全体の目標挙動制御量を前記操舵制御手段の目標挙動制御量及び前記制駆動力制御手段の目標挙動制御量に配分する配分手段と、車輌が旋回加速状態にあるか否かを判定する判定手段と、前記判定手段により車輌が旋回加速状態にあると判定されたときには、前記操舵制御手段に対する配分を低減すると共に前記制駆動力制御手段に対する配分を増大する配分変更手段とを有することを特徴とする車輌の走行制御装置。
4. 操舵輪の舵角を制御する操舵制御手段と、各車輪の制駆動力を制御する制駆動力制御手段と、車輌を安定的に走行させるための車輌全体の目標挙動制御量として車輌の目標前後力、目標横力、目標ヨーモーメントを演算する手段と、前記車輌全体の目標挙動制御量を前記操舵制御手段及び前記制駆動力制御手段に配分し、配分結果に基づき前記操舵制御手段及び前記制駆動力制御手段を制御する配分制御手段とを有する車輌の走行制御装置に於いて、前記配分制御手段は前記操舵制御手段を最優先順位の挙動制御手段とし、車輌の挙動制御に対する前記操舵制御手段及び前記制駆動力制御手段の制御応答性に関する特性を逐次検出する手段と、検出された前記操舵制御手段の制御応答性に関する特性に応じて前記車輌全体の目標挙動制御量を前記操舵制御手段の目標挙動制御量に配分する際の配分重みを設定し、前記配分重みに応じて前記車輌全体の目標挙動制御量を前記操舵制御手段の目標挙動制御量に配分することにより前記操舵制御手段の目標挙動制御量を演算する手段と、前記車輌全体の目標挙動制御量と前記操舵制御手段の目標挙動制御量との差分を前記制駆動力制御手段に配分する手段とを有することを特徴とする車輌の走行制御装置。
5. 前記配分制御手段は車輌の走行状態に基づき最優先順位の変更が必要であるか否かを判定する手段と、最優先順位の変更が必要であると判定されたときには前記最優先順位の挙動制御手段を制駆動力制御手段に変更し、検出された前記制駆動力制御手段の制御応答性に関する特性に応じて前記車輌全体の目標挙動制御量を前記制駆動力制御手段の目標挙動制御量に配分する際の配分重みを設定し、前記配分重みに応じて前記車輌全体の目標挙動制御量を前記制駆動力制御手段の目標挙動制御量に配分することにより前記制駆動力制御手段の目標挙動制御量を演算する手段と、前記車輌全体の目標挙動制御量と前記制駆動力制御手段の目標挙動制御量との差分を前記操舵制御手段に配分する手段とを有することを特徴とする請求項４に記載の車輌の走行制御装置。
6. 前記配分制御手段は前記制御応答性に関する特性として前記操舵制御手段及び前記制駆動力制御手段の制御応答周波数特性を示す値を逐次検出し、前記操舵制御手段及び前記制駆動力制御手段の前記制御応答周波数特性を示す値に比例する値をそれぞれ前記操舵制御手段の目標挙動制御量及び前記制駆動力制御手段の目標挙動制御量に対する前記配分重みに設定し、これにより前記操舵制御手段及び前記制駆動力制御手段の制御応答周波数特性を示す値に基づいて前記車輌全体の目標挙動制御量が周波数分離された値として前記操舵制御手段の目標挙動制御量及び前記制駆動力制御手段の目標挙動制御量を演算することを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の車輌の走行制御装置。

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