JPH02109749A - 車両駆動系制御装置および制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、車輪を弾性に富んだ支持装置を介して人や荷
物を載置する車体に固定し、該車輪を高応答のアクチエ
ータにより駆動する車両駆動系の制御装置および制御方
法に関し、特に車両駆動系を常に安定に制御する車両駆
動系制御装置および制御方法に関する。

〔従来技術およびその問題点〕

車輪を備えた車両は、一般に第２図に示すような車両駆
動系制御装置により駆動される。この制御装置は、車両
の運転指令に基づいて車輪が出力すべきトルクを演算す
るトルク指令演算部１と、該トルク指令演算部１より出
力されたトルク指令に基づいてアクチエータの出力を制
御するための制御信号を演算するアクチエータ制御信号
演算部２と、該アクチエータ制御信号演算部２より出力
されたアクチエータ制御信号に基づいてアクチエータ４
の出力を制御する出力制御部３と、アクチエータ４とか
らなり、該アクチエータ４から出力されたトルクは車軸
５を介して車輪６を駆動し車両の駆動力を得る。

このような従来の車両駆動系制御装置では、これまで特
に急激な加減速運転、または、過負荷運転を必要としな
かったため、系が極端に振動的したり不安定になること
はなかった。

ところが、横風などの外乱に対し車両をアクティブに制
御し走行安定性を向上させるシステム、または、車両の
加速時および制動時においてタイヤのスリップ率を的確
に制御しタイヤと路面の摩擦状態を最適な状態にコント
ロールするシステム等においては、アクチエータに対し
高応答の制御と短時間の過負荷運転が要求される。その
ため、この従来の装置では、飽和などの非線形特性や温
度等の急激な変化による系のパラメータ変動が生じ、そ
の結果として車輪駆動系が極端に振動し、時には系が不
安定になるという問題を生ずる。この原因は、サスペン
ションや弾性変形するタイヤなどによるバネ系と非線形
特性やパラメータ変動を有する駆動系との干渉によるも
のである。

この対策として、摩擦ダンパなどを取り付ける方法が考
えられるが、十分に振動が抑制できるわけではなく、ま
た、かなり大がかりなものとなるため、重量、スペース
、経済性の面から実現不可能である。

一方、非線形特性やパラメータ変動のない高出力のアク
チエータを使用する方法もあるが、この場合も、高価で
重量、体格の大きなアクチエータが必要となり、実用上
実現が難しいという問題があった。

そこで、本発明者らは、上述の如き従来技術の問題点を
解決すべく鋭意研究し、各種の系統的実験を重ねた結果
、本発明を成すに至ったものである。

［発明の目的］ 本発明の目的は、通常時のみならずアクチュエータの過
負荷運転時などにおいても、安定化した振動のない高応
答の車両駆動系制御装置および制御方法を提供するにあ
る。

本発明者らは、上述の従来技術の問題点に対し、以下の
ことに着眼した。

すなわち、従来の車両駆動系制御装置においては、急激
な加減速運転や過負荷運転を行う時、サスペンション、
弾性変形するタイヤなどによるバネ系と非線形特性、パ
ラメータ変動を有する駆動系とが干渉し、車輪駆動系の
極端な振動といった不安定現象が発生していた。本発明
者らは、車輪駆動系の近似モデルに基づいて検出できな
い車両の状態量を推定し、各々の状態量にフィードバッ
クゲインを掛けて状態フィードバックすることにより系
を安定化し、振動などの不安定現象が発生しないように
なして、従来技術の主たる問題点を解決することに着眼
した。また、指令値に対し定常偏差もなくかつ高応答で
動作すること、アクチエータの出力限界に基づく非線形
特性に対しても十分に安定であること、付加する検出器
も極力少なくまた安価であること、さらには、推定され
た状態量がトラクション・コントロールなどの他の車両
制御または運転状態のモニタとして利用できることに着
眼し、高性能で信頼性の高い車輪駆動系制御装置を実現
した。

〔第１発明の説明〕 光里■盪底 本第１発明の車両駆動系制御装置（特許請求の範囲第（
１）項記載の発明）は、第１図に示すように、人や荷物
を載置する車体と弾性に富んだ支持装置により支えられ
た車輪２００と該車輪１００を駆動するためのアクチュ
エータ手段６０を備えた車両駆動系を制御する装置にお
いて、車両の運転指令に基づき車輪１００が出力すべき
トルクを演算するトルク指令演算手段１０と、該トルク
指令演算手段１０から出力された目標トルクに基づき車
両駆動系を安定化する最適制御量を得る動的補償手段３
０と、該動的補償手段３０より出力された制御量信号に
基づき車両駆動系を制御するために必要な制御量に見合
うアクチュエータ制御量を演算するア、クチュエータ制
御信号演算手段４０とからなり、前記トルク指令演算手
段１０より出力された目標トルクに見合う制’ｔＢ量を
演算する制御量演算手段２０と、該制御量演算手段２０
より出力されたアクチュエータ指令信号に基づきアクチ
ュエータ手段６０の出力を制御する出力制御手段５０と
、該出力制御手段５０より出力された信号に基づき車輪
の制御トルクを出力するアクチュエータ手段６０と、該
アクチュエータ手段６０の出力トルクを車輪に伝達する
トルク伝達手段９０と、車両の速度およびアクチュエー
タの出力軸の回転速度などの車両の状態量を検出する車
両状態量検出手段７０と、該車両状態量検出手段７０よ
り出力された車両状態量信号と前記制御量演算手段２０
からの信号に基づき前記制御量を得るのに必要な他の状
態量を推定し前記制御量演算手段２０の動的補償手段３
０に該推定状態量および前記車両状態量を出力する状態
量推定手段８０とからなることを特徴とするものである
。

光里■作■ まず、トルク指令演算手段１０において、車両の運転指
令に基づいて車輪が出力すべきトルクを演算し、制御の
目標値として出力する。

そして、制御量演算手段２０において、該トルク指令演
算手段１０より出力された目標トルクに見合う制御量を
演算し、アクチュエータ指令信号を出力する。

さらに、出力制御手段５０において、該制御量演算手段
２０より出力されたアクチュエータ指令信号に基づきア
クチュエータ手段６０の出力を制御する。

そして、該出力制御手段５０より出力される制御量信号
に基づき、アクチエエータ手段６０を駆動し、トルク伝
達手段９０を介して車輪１００を回転させ車両の駆動力
を得る。

ここで、本発明の車両駆動系制御装置では、車両状態量
検出手段７０において、車両の速度およびアクチュエー
タ手段６０の出力軸の回転速度などの車両の状態量を検
出し、該状態量に相当する電気信号などに変換する。そ
して、状態量推定手段８０において、該車両状態量検出
手段７０より出力された推定状態量および車両状態量信
号と前記制御量演算手段２０からの信号に基づき前記制
御量を得るのに必要な他の状態量を推定し、該推定状態
量および前記車両状態量を出力する。該状態量推定手段
８０より出力された推定状態量および車両状態量は前記
制御量演算手段２０の動的補償手段３０に入力され、こ
の動的補償手段３０においてこれら状態量と前記トルク
指令演算手段か１０ら出力された目標トルクとに基づい
て車両駆動系を安定化する最適制御量を得る。次いで、
アクチュエータ制御信号演算手段４０において、該動的
補償手段３０より出力された制御量信号に基づき車両駆
動系を制御するために必要な制′ａ量に見合うアクチュ
エータ制御量を演算し、アクチュエータ制御信号を出力
する。

完夙卑四来 本第１発明により、サスペンションや弾性変形するタイ
ヤなどによるバネ系と非線形特性、パラメータ変動など
を有する駆動系が干渉し、通常、振動といった不安定現
象が発生する車両駆動系においても、車両駆動系の近似
モデルに基づいて検出できない車両の状態量を推定し、
各々の状態量に的確なフィードバックゲインを掛けて状
態フィードバックする。そのため、系が常に安定な状態
に保たれ、振動などの不安定現象のない車両駆動系が実
現できる。

また、これを実現するために特別な機械要素を必要とし
ないので重量、スペースの面で有利であり、ひいては、
経済性、信軌性においても優れている。

さらに、状態量推定手段により推定された状態量は、ト
ラクション・コントロールなどの他の車両制御への情報
として、または運転状態のモニタとして利用できるので
、全体的には検出器の低減が可能となりコスト、スペー
ス、信頼性の面で利するところが大きい。

〔第２発明の説明〕 光凱■盪底 本第２発明の車両駆動系制御方法（特許請求の範囲第（
８）項記載の発明）は、人や荷物を載置する車体と弾性
に富んだ支持装置により支えられた車輪と該車輪を駆動
するためのアクチュエータ手段を備えた車両駆動系の制
御方法であって、車両の運転指令に基づき車輪が出力す
べきトルクを演算し、該目標トルクに見合う制御量に基
づきアクチュエータの出力を制御することにより、車輪
の制御トルクを出力制御する車両駆動系制御方法におい
て、車両の速度およびアクチュエータ出力軸の回転速度
などの車両の状Ｌｉｉ、Ｉと前記制御量に基づいて前記
制御量を得るのに必要な他の状態量を推定し、該推定状
態量および車両状態量と前記目標トルクに基づいて車両
駆動系を安定化する最適制御量を得、これにより前記目
標トルクを動的に補償してなることを特徴とするもので
ある。

又里■作里 本第２発明の車両駆動系制御方法は、車両の運転指令に
基づき車輪が出力すべきトルクを演算し、該目標トルク
に見合う制御量に基づきアクチュエータの出力を制御す
ることにより、車輪の制御トルクを出力制御する車両駆
動系制御方法において、先ず、車両の速度およびアクチ
ュエータ出力軸の回転速度などの車両の状態量と前記制
御量に基づいて、前記制御量を得るのに必要な他の状態
量を車両駆動系の近似モデルを使うなどして推定する。

次に、該推定状態量および車両状態量と前記目標トルク
に基づき、該状態量にフィードバックゲインを掛けた結
果を前記トルク指令から減算するなどして車両駆動系を
安定化する最適制御量を得る。

このように、前記目標トルクを動的に補償することによ
り、車両駆動系を安定化する。

衾班二勉來 本第２発明の車両駆動系の制御方法により、サスベンジ
ジンや弾性変形するタイヤなどによるバネ系と非線形特
性、パラメータ変動などを有する駆動系が干渉し、通常
、振動といった不安定現象が発生する車両駆動系におい
ても、車両駆動系の近似モデルに基づいて検出できない
車両の状ａｔを推定し、各々の状態量に的確なフィード
バックゲインを掛けて状態フィードバックする。そのた
め、系が常に安定な状態に保たれ、振動などの不安定現
象がな（、しかも信顛性の高い車両駆動系が実現できる
。

〔他の発明の説明〕

以下、本第１発明の車両駆動系制御装置に関するその他
の発明について、述べる。

本発明の第１発明の車両駆動系制御装置の状態量推定手
段および制御量演算手段のさらに具体例な発明について
述べると、以下のようである。

すなわち、本発明の第３の発明は、前記第１発明におい
て、状態量推定手段８０は、車両状態量検出手段７０よ
り出力された推定状態量および車両状態量信号と前記制
御量演算手段２０がらの信号を入力する。そして、これ
らの入力信号から車輪駆動系を模擬した近似モデルの状
態量を演算する。ここで、近似モデルの状態■と実機の
状Ｍ量との偏差が常に零に収束するように設計する。こ
れにより、検出できない状態量についても近似モデルの
状態を使用すること、すなわち、推定が可能になる。

次に、動的補償手段３０において、状態量推定手段８０
から出力された推定状態量および実際の車両状態量にフ
ィードバックゲインを掛け、その結果をトルク指令演算
手段１０からのトルク゛指令値から減算する、いわゆる
状態フィードバックをする。そして、この結果を制御入
力信号としてアクチエータ制御信号演算手段４０に出力
する。ここで、各々の状態量に対するフィードバックル
ープは、１人力ｌ出力系におけるマイナーループと同様
な働きをするため、仮に、系の理想的な状態からのずれ
（各状態量の定常値からの偏差）が生じても、それをす
みやかに減少させるように作動する。ゆえに、車両駆動
系は、常に、安定な状態に保たれる。

このようにすることにより、この本第３の発明の制御装
置では、車両の駆動力を制御する際、状態量推定手段８
０において、車両状態量検出手段７０より出力された推
定状態量および車両状態量信号と前記制御量演算手段２
０からの信号を入力し、これらの値により、車両駆動系
を模擬した近似モデルの状態量を実機の状ｆｉｌに追従
させる。

これにより、検出できない状態量も近似モデルの状態量
を使用することにより、すなわち推定が可能になる。続
いて動的補償手段３０において、各々の状態量にフィー
ドバックゲインを掛けその結果をトルク指令演算手段ｌ
Ｏからのトルク指令から減算する、いわゆる状態フィー
ドバックをする。

ここで、各々の状態量に対するフィードバックゲインは
、系の理想的な状態からのずれ（各状態量の定常値から
の偏差）に対し、それをすみやかに減少させるような値
に設定するため、車両駆動系の安定化がはかられる。

また、本第１発明の車両駆動系制御装置は、アクチエー
タ制御信号演算手段４０と出力制御手段５０とアクチエ
ータ手段６０とトルク伝達手段９０と車輪１００と車両
状態量検出手段７０とからなる部分を制御工学における
制御対象として考えることができる。ここで、制御入力
をＵ、出力をｙ、状態ベクトルをＸとすると、 ｘ　（ｋ＋　１　）　＝Ａｘ　（ｋ）　＋［３ｕ　（ｋ
　−１）ｙ　（ｋ）＝Ｃｘ　（ｋ） ・　（１） なる状態方程式で表わすことができる。ここで、Ａはｎ
Ｘｎ行列、ＢはｎＸｍ行列、Ｃはｔｘｎ行列である。ま
た、ここでは動的補償手段や状態量推定手段などの計算
遅れを前記制御対象側に含めているので、ｕ　（ｋ）を
ｕ（ｋ−１）としている。

これをブロック図で表わすと第３図のようになり、アク
チエータ制御信号演算手段６０と出力制御手段５０とア
クチエータ手段６０とトルク伝達手段９０と車輪１００
を行列Ａ、［３、Ｃからなる制御対象８０によりまとめ
た構成となる。

さて、（１）式は、実際の制御対象を有限次数の線形方
程式で表した近似モデルである。この近似モデルは状態
量推定手段８０において状態量を推定する際に使用する
。そのため、これをどのように構成するかは制御特性を
決める上で極めて重要である。

本発明の車両駆動系制御装置は、上記近似モデルの構成
方法、状態量推定手段８０、動的補償手段３０の方式の
違い等により、以下のような他の発明を採り得る。

第４の発明は、状態量推定手段８０において、車両駆動
系をアクチエータ手段６０側の慣性系と車体側の慣性系
とをバネで結合した近似モデルで模擬し、この近似モデ
ルと同一次元のモデルを使用することにより状態量の推
定を行う推定手段を具備することを特徴とする車両駆動
系制御装置である。

第４の発明による近似モデルは、第４図、第５図により
説明することができる。

第４図は、車両駆動系の１輪分を表したものである。ア
クチエータ手段６０は減速機ＲＧ、車軸９０を介して車
輪１００を駆動しており、それらは支持装置ＳＤを介し
て車体に固定されている。

ここで、車輪１００の回転方向に対する歪と支持装置Ｓ
Ｄの前後方向の変形は、車軸１００の回転方向の弾性変
形と等価である。ゆえに、第５図のように、アクチエー
タ手段６０側の慣性系（慣性モーメント：Ｊｍ、粘性摩
擦係数：　Ｄｍ）と車体側の慣性系（慣性モーメンｌ−
：Ｊｖ、粘性摩擦係数：Ｄｖ）をバネ（バネ係数二Ｋ）
で結合した近似モデルで表せる。なお、アクチエータ側
６０側の回転角をθｍ、回転角速度をωｍ、また、車体
側の回転角をθＶ、回転角速度をωＶとし、それぞれの
偏差をΔω、Δθとしている。

第４の発明では、この近似モデルとまったく同じモデル
を状態量推定手段内に構成し、制御入力に対する出力を
演算する。そして、演算された出力と検出器により検出
した出力とを比較しその偏差が零に収束するようにフィ
ードバックする。

その結果、状Ｂ１１ｋ推定手段内の状態量は実機の状態
量に追従することになり推定可能となる。これは、現代
制御理論における同一次元オブザーバである。

第４の発明によれば、実際の車両駆動系を少ない次数で
近似でき近似精度も高い。また、近似モデルとまったく
同じモデルを状態量推定手段内に設けるため推定した状
態量が物理的な意味を持つ諸量となり都合がよい。また
、ノイズ等にも強い。

第５の発明は、状態量推定手段８０において、車両駆動
系をアクチエータ側の慣性系と車体側の慣性系とをバネ
で結合した近似モデルで模擬し、この近似モデルに対し
、出力に関する次元を格下げした最小次元のモデルを使
用することにより状態量の推定を行う推定手段を具備す
ることを特徴とする車両駆動系制御装置である。

第５の発明の近似モデルは、第４の発明の近似モデルと
まったく同じであるので近似モデルの説明を省く。

第５の発明では、近似モデルにおいて、出力に関する状
態量はすでに既知であることに着目してそれらに対する
次元を格下げし、その結果骨られる最小次元のモデルを
状態量推定手段８０内に設ける。そして、原理的には、
制御入力に対する出力を演算し、演算された出力と車両
状態量検出手段７０により検出した出力との偏差が零に
収束するようにフィードバックすることと等価な演算を
行う。

その時、状態量推定手段８０内の状態量は実機の状態量
に追従することになり推定可能となる。これは、現代制
御理論における最小次元オブザーバである。

第５の発明によれば、第４の発明と同様に、実際の車輪
駆動系を少ない次数の近似モデルで近似でき近似精度も
高い。また、状態量推定手段８０内で推定する際には、
さらに、次数の少ないモデルを使用するため推定するた
めの演算量が減少し制御回路の簡単化、高速化が可能と
なる。

第６の発明は、状態量推定手段８０において、演算され
た出力と車両状態量検出手段７０により検出した出力と
の偏差をフィードバックする際、偏差に対するフィード
バックゲインを極配置法に基づいて決定することにより
状態量の推定を行う推定手段を具備することを特徴とす
る車両駆動系制御装置である。

第６の発明では、状態量推定手段８０において推定され
る状態量が極配置法で指定される極位置に対応した応答
速度で実際値に追従する。そのため、フィルタ的な効果
が現れノイズ等の外乱に対しても強い。

また、アナログ回路により構成することも容易であるの
で、高応答、高精度の制御回路を実現できる。

第７の発明は、状態量推定手段８０において、演算され
た出力と車両状態量検出手段７０により検出した出力と
の偏差をフィードバックする際、偏差に対するフィード
バックゲインを有限整定法に基づいて決定することによ
り状態量の推定を行う推定手段を具備することを特徴と
する車両駆動系制御装置である。

第７の発明では、状態量推定手段８０において推定され
る状態量が状態量推定手段８０に設けられたモデルの次
数に等しい演算回数で収束する。

そのため、演算周期が長い場合においても、短時間で状
態量を推定することができる。

第８の発明は、動的補償手段３０において、状態量を状
態フィードバックする際にフィードバックゲインを最適
レギュレータの手法に基づいて決定することにより最適
制御量を算出する補償手段を具備することを特徴とする
車両駆動系制御装置である。

第８の発明では、車両駆動系の応答が、動的補償手段３
０において最適レギュレータにより設定した評価関数を
最小とする応答となる。

そのため、実用化する際に、個々の制御対象に応じた適
切なフィードバックゲインを設定することができる。

第９の発明は、動的補償手段３０において、状態量を状
態フィードバックする際にフィードバックゲインを極配
置法に基づいて決定することにより最適制御量を算出す
る補償手段を具備することを特徴とする車両駆動系制御
装置である。

第９の発明では、車両駆動系の応答速度が、動的補償手
段３０において極配置法により指定した極位置に対応し
た応答速度になる。

そのため、実用化する際に、車両駆動系として求められ
る応答性能に応じた適切なフィードバックゲインを設定
することができる。

第１０の発明は、動的補償手段３０において、定常偏差
をなくすための積分補償手段を付加することを特徴とす
る車両駆動系制御装置である。

第１０の発明では、動的補償手段３０において、入力指
令に対する偏差を積分しその積分値をフィ−ドパツクす
るため定常偏差は生じない。

そのため、積分特性のない制御対象に対しても系の状態
量を常に入力指令に追従させることが可能となり、制御
がきわめて容易となる。

第１１の発明は、動的補償手段３０において、計算機の
計算遅れの影響を防ぐための計算遅れ補償手段を付加す
ることを特徴とする車両駆動系制御装置である。

第１１の発明では、動的補償手段３０を計算機で構成す
る際、計算機の計算遅れも状態量として定義しフィー、
ドパツクする。

そのため、制御周期が長い場合においても、計算遅れの
影響を極力小さくすることができる。

第１２の発明は、動的補償手段３０において、定常偏差
をなくすために積分制御手段を併用することを特徴とす
る車両駆動系制御装置である。

第１２の発明では、動的補償手段３０において、入力指
令に対する状態量の偏差を積分しその積分値に積分ゲイ
ンを掛けた後入力指令に加算する。

これにより、定常状態における偏差が零となる。

そのため、積分特性のない制御対象に対しても、系の状
態量を常に入力指令に追従させることが可能となり、制
御がきわめて容易となる。また、状態フィードバックと
は別に積分ゲインを設定できるので設計が容易である。

第１３の発明は、動的補償手段３０において、出力制御
手段５０およびアクチエータ手段６０の出力限界から決
まる制御入力の上限値、下限値に基づいて、上限値より
大きな制御入力信号に対しては制御人力信号を上限値に
再設定し、その時の積分補償または積分制御の積分値に
ついては、制御人力信号が上限値になるような値を逆算
しその値に再設定し、下限値より小さな制御人力信号に
対しては制御入力信号を下限値に再設定し、その時の積
分補償または積分制御の積分値については、制御入力信
号が下限値になるような値を逆算しその値に再設定する
手段を具有することを特徴とする車両駆動系制御装置で
ある。

第１３の発明では、動的補償手段３０において、限界値
を越える制御入力信号に対して、制御入力信号を限界値
に再設定した場合においても、その時の積分補償または
積分制御の積分値については、制御入力信号が限界値に
なるような値を逆算しにその値に再設定するため、系の
動作点は完全な飽和領域に入らず線形領域と飽和領域の
境界に再設定される。

そのため、制御入力が飽和するような状態においても、
状態フィードバックは利いており、常に車両駆動系は安
定化される。

第１４の発明は、動的補償手段３０において、出力制御
手段４０およびアクチエータ手段６０の出力限界から決
まる制御人力の上限値、下限値に基づいて、上限値より
大きな制御入力信号に対しては制御入力信号を上限値に
再設定し、その時の積分補償または積分制御の積分値に
ついては、制御入力信号が上限値になるような値を逆算
し、逆算した結果が正の場合にはその値に再設定し、逆
算した結果が負の場合には、零に再設定し、下限値より
小さな制御入力信号に対しては制御入力信号を下限値に
再設定し、その時の積分補償または積分制御の積分値に
ついては、制御入力信号が下限値になるような値を逆算
し、逆算した結果が負の場合にはその値に再設定し、逆
算した結果が正の場合には、零に再設定する手段を具有
することを特徴とする車両駆動系制御装置である。

第１４の発明では、動的補償手段３０において、限界値
を越える制御入力信号に対して、制御入力信号を限界値
に再設定した場合においても、その時の積分補償または
積分制御の積分値については、制御入力信号が限界値に
なるような値を逆算しにその値に再設定するため、系の
動作点は完全な飽和領域に入らず線形領域と飽和領域の
境界に再設定される。

そのため、制御入力が飽和するような状態においても、
状態フィードバックは利いており、常に車両駆動系は安
定化される。

また、限界値を極端に越える制御入力信号により、再設
定された後の積分補償または積分制御の積分値の符号が
変わるような場合には、積分値を零に再設定する。

そのため、ノイズ等により積分値が本来の値から極端に
かけ離れた値に再設定されることはなく、常に安定で信
頼性の高い車輪駆動系が実現できる。

第１５の発明は、トルク指令演算手段１０において、定
常偏差をな（すために、あらかじめ定常偏差分のオフセ
ットをトルク指令値に加えるオフセット手段を具有する
ことを特徴とする車両駆動系制御装置である。

第１５の発明では、トルク指令演算手段１０において、
あらかじめ定常偏差分のオフセットをトルク指令値に加
え、状態量の定常値が本来の入力指令に落ち着くように
制御される。

そのため、積分特性のない制御対象に対しても、系の状
態量を常に入力指令に追従させることが可能となり、制
御が極めて容易となる。また、積分補償、積分制御等に
よる極の追加もないため、系の応答性を上げることがで
きる。

第１６の発明は、車両状態量検出手段７０において、ア
クチエータ手段６０の出力軸の回転速度を検出する回転
速度センサを具備することを特徴とする車両駆動系制御
装置である。

第１６の発明では、比較的高精度で高応答な検出が容易
なアクチエータ手段６０の出力軸の回転速度を検出する
ため、状態量推定手段８０における状Ｂｆ！にの推定精
度が向上する。

そのため、車両駆動系の制御においても高精度で高応答
な制御特性が得られる。

第１７の発明は、車両状態量検出手段７０において、車
体の車速を検出する車速センサを具備することを特徴と
する車両駆動系制御装置である。

第１７の発明では、もともと他の車両制御で使用してい
る車速検出器の情報を使用して状態量推定手段８０での
状態量の推定を行う。

そのため、検出器を付加する必要がなくなり経済的にも
有利である。

以上の基本的な発明の他に、本発明の車両駆動系制御装
置は、アクチエータ制御信号演算手段４０、出力制御手
段５０、アクチエータ手段６０、の方式の違いにより、
さらに以下のような他の発明を採り得る。

第１８の発明は、アクチエータ制御信号演算手段１８を
交流モータのベクトル制御回路と電流制御回路で、出力
制御手段５０をインバータ回路で、アクチエータ手段６
０を交流モータで構成することを特徴とする車両駆動系
制御装置である。

上述の構成より成る第１８の発明においては、堅牢、安
価、保守不要である交流モータを電子回路ならびに電気
的な電力変換回路で駆動することになる。

そのため、高精度、高応答の制御が可能な上、騒音も小
さくクリーンなシステムが実現する。また、保守もほと
んど不要となる。

第１９の発明は、アクチエータ制御信号演算手段４０を
電流制御回路で、出力制御手段５０をチョッパ回路で、
アクチエータ手段６０を直流モータで構成することを特
徴とする車両駆動系制御装置である。

上述の構成より成る第１９の発明においては、制御が容
易な直流モータを電子回路ならびに電気的な電力変換回
路で駆動することになる。

そのため、第１６の発明と同様に高精度、高応答の制御
特性が得られ、かつ騒音も小さくクリーンなシステムが
実現する。また、制御が容易であるため制御回路も簡単
化する。

第２０の発明は、アクチエータ制御信号演算手段４０を
油圧バルブ制御回路で、出力制御手段５０を油圧バルブ
で、アクチエータ手段６０を油圧アクチエータで構成す
ることを特徴とする車両駆動系制御装置である。

上述の構成より成る第２０の発明においては、重量当り
の出力が非常に大きい油圧アクチエータを小さなバルブ
でコントロールすることになる。

そのため、電気式に比べ重量、スペースの面で有利とな
る。また、油圧源を共通にできるので、さらにコンパク
トになる。

第２１の発明は、アクチエータ制御信号演算手段４０を
変速比演算回路で、出力制御手段５０を変速比制御回路
で、アクチエータ手段６０を無段変速機で構成すること
を特徴とする車両駆動系制御装置である。

上述の構成より成る第２１の発明においては、エンジン
等を動力源として無段変速機の変速比を変えることによ
り応答性の高い出力トルクの制御をする。

そのため、出力を大きくとることができ即応性にも優れ
ている。

第２２の発明は、アクチエータ制御信号演算手段１７を
指令トルクに対し各種操作量を演算する燃料噴射量演算
回路、吸入空気量演算回路および点火タイミング演算回
路で構成し、出力制御手段５０を燃料噴射量制御回路、
吸入空気量制御回路および点火タイミング制御回路で構
成し、アクチエータ手段６０をエンジンで構成すること
を特徴とする車両駆動系制御装置である。

上述の構成より成る第２２の発明においては、エネルギ
として化学エネルギを使用する。

そのため、エネルギ密度が高く、軽量の車両を構成でき
る。また、運転持続時間も長くとれ、走行距離も延びる
。さらに、出力を太き（とることも可能となる。

この他、トルク伝達手段９０を構成する際、歯車による
減速機、タイミングベルト、チェーン、等の選択が有り
得る。また、それらを省略しホイールモータ等によりダ
イレクトドライブすることが考えられる。しかし、これ
らは実用化する際の構成要素の選択であり本発明の本質
に関わるものではない。

〔実施例〕

以下に、本発明の内容を、具体的に説明する。

茅１大脂班 本発明の車両駆動系制御装置を、第６図および第７図を
用いて説明する。

本実施例の車両駆動系制御装置は、車両の走行安定性、
外乱抑止力向上を目指したアクティブ制御装置を有する
車両に適用したものである。

本実施例装置は、第６図に示すように、トルク指令演算
手段１１と、制御量演算手段２１と、出力制御手段５１
と、アクチュエータ手段６１と、車両状態量検出手段７
１と、状態量推定手段８１と、トルク伝達手段９１と、
車輪１０１とからなる。

トルク指令演算手段１１は、車両の運転指令に基づいて
車輪１０１が出力すべきトルクを演算し、制御の目標値
として出力する。

制御量演算手段２１は、動的補償手段３１とアクチュエ
ータ制御信号演算手段４１とからなる。

動的補償手段３１は、前記トルク指令演算手段ｌｌより
出力された目標トルクと状Ｂｍ推定手段８１より出力さ
れた推定状態量および車両状ＢＮに基づいて車両駆動系
を安定化する最適制御量を演算する。

アクチュエータ制御量演算手段４１は、ベクトル制御回
路４１０と電流制御回路４２０とからなる。ベクトル制
御回路４１０は、前記動的補償手段３１より出力された
制御量信号をベクトル制御演算して電流指令を求め、出
力する。電流制御回路４２０は、ベクトル制御回路４１
０から出力された電流指令に実際の電流が追従するよう
にＰＷＭ制御演算する。

出力制御手段５１は、インバータ回路で構成され、前記
電流制御回路４２０より出力された最適制御量に相当す
る電気信号に基づき、各相の出力電位をスイッチングし
て交流モータをＰＷＭ制御する。

アクチュエータ手段６１は、交流モータで構成され、ト
ルク伝達手段９１を介して車輪１０１に接続し、前記出
力制御手段５１から出力された信号に基づき該車輪１０
１のトルクを連続的に可変制御する。

トルク伝達手段９１は、減速機９１１と車軸９１２とか
ら構成され、アクチュエータ手段６１より出力されたト
ルクを回転数変換して車輪１０１にトルクを伝達する。

そして、該駆動輪１０１には、弾性に富んだ市販のゴム
類のタイヤが一体的に取りつけられており、これらトル
ク伝達手段９１および駆動輪１０１は、支持装置ＳＤＩ
を介して車体に固定されている。

車両状態量検出手段７１は、回転速度検出センサで構成
され、前記交流モータ６１の回転速度を検出し、該回転
速度に相当する電気信号を出力する。

状態量推定手段８１は、前記制御量演算手段２１の動的
補償手段３１より出力された制御量信号と前記車両状態
検出手段７１より出力された回転速度に相当する電気信
号に基づき系の状態量を推定し、該状態量推定量および
前記回転速度に相当する電気信号を出力する。

また、本実施例装置を分かり易く説明するため、アクチ
ュエータ制御信号演算手段４１と出力制御手段５１とア
クチュエータ手段６１とトルク伝達手段９１と車輪１０
１と車両状ａｔ検出手段７１とからなる部分を、行列Ａ
、ＩＢ、Ｃによる制御対象２１０として、第７図に示し
ている。

なお、動的補償手段３１は、減算器３１１と、加算器３
１５と、加減算器３１３と、係数行列乗算器３１２．３
１４．３１７と、演算子（ＺＩＩ）３１６と、演算子（
Ｚ−’）　３１８と、リミッタ３１９とからなる。

減算器３１１は、前記トルク指令演算手段１１から出力
された目標トルクと、前記状態量推定手段８１から出力
された推定状態量および車両状態量を減算してトルク誤
差を出力する。

また、乗算器３１２は、減算器３１１より出力されたト
ルク誤差に相当する電気信号をに＋倍してその結果を出
力する。

また、加算器３１５は、減算器３１１より出力されたト
ルク誤差に相当する電気信号と前記演算子３１６　（１
’［ｒ）から出力されたトルク誤差の積算値に相当する
信号を加算し、新たなトルク誤差の積算値を出力する。

また、演算子３１６　（Ｚ−’ＩＩ）３１６は、前記加
算器３１５から出力された新たなトルク誤差の積算値に
相当する信号とリミッタ３１９から出力された信号とか
らトルク誤差の積算値を演算し出力する。

また、乗算器３１７は、演算子３１６より出力されたト
ルク誤差の積算値に相当する電気信号をに３倍して出力
する。

また、乗算器３１４は、前記状態量推定手段８１から出
力された状ＢｔをＫｚ倍して出力する。

また、加減算器３１３は、前記乗算器３１２から出力さ
れた信号と前記乗算器３１７ら出力された信号を加算し
、および前記乗算器３１４より出力された信号を減算し
て、新たな制御量を出力する。

また、演算子（Ｚ−’）　３１８は、前記加減算器３１
３から出力された新な制御量を記憶してその値を出力す
る。

また、リミッタ３１９は、前記演算子３１８からの出力
を上限・下限値内に制限してその結果を出力する。

前記状態量推定手段８１は、係数行列乗算器８１１．８
１２．８１５．８１６．８１Ｂと加算器８１３．８１７
および演算子８１４とからなる。

乗算器８１１は、制御入力量を入力し、行列Ｍを乗算す
る。乗算器８１２は、モータ回転速度を入力し、行列Ｃ
を乗算する。加算器８１３は、前記乗算器８１１からの
出力と乗算器８１２からの出力および乗算器８１５から
の出力を加算する。

演算子８１４は、加算器８１３からの出力を入力し、そ
の結果を次回の演算まで保持する。この演算は２−＋を
乗算することに相当する。乗算器８１５は、演算子８１
４に前回から保持されていた演算結果に行列Ｆを乗算す
る。乗算器８１６は、演算子８１４に前回から保持され
ていた演算結果に行列Ｈを乗算する０乗算器８１８は、
モータ回転速度を入力し、行列Ｊを乗算する。加算器８
１７は、前記乗算器８１６の出力上乗算器８１８の出力
を加算し、その結果である系の状態量を動的補償手段３
１に出力する。

前記制御対象２１０は、アクチュエータ制御信号演算手
段４１に相当するベクトル制御回路４１０と、電流制御
回路４２０と、出力制御手段５１に相当するインバータ
回路と、アクチュエータ手段６１に相当する交流モータ
と、トルク伝達手段９１に相当する減速機９１１および
主軸９１２と、車輪１０１と、車両状態量推定手段７１
に相当する回転速度検出センサとにより構成される。

この制御対象２１０を、 ｘ　（ｋ＋　１　）　＝Ａ、ｘ　（ｋ）　＋ｌＢ　ｕ　
（ｋ））’　　（ｋ）＝Ｃｘ　（ｋ） なる状態方程式と出力方程式により近似する。上式をブ
ロック線図表示すると、係数行列乗算機２１１．２１４
．２１５と加算器２１２と演算子２１３とにより構成で
きる。

乗算器２１１は、制′御入力Ｕを入力し、行列Ｂを乗算
する。加算器２１２は、前記乗算器２１１からの出力と
乗算器２１５からの出力を加算する。

演算子２１３は、加算器２１２からの出力を次回の演算
まで保持する。この演算は、Ｚ−１を乗算することに相
当する。乗算器２１５は、演算子２１３に前回より保持
されていた演算結果に行列Ｃを乗算することによりモー
タ回転速度を演算し、状態量推定手段８１へ出力する。

この実施例装置は、基本的に第４図と同様の方法であり
、第５図に示すように、タイヤの回転方向に対する歪と
支持装置の前後方向の変形を、車軸の回転方向の弾性変
形に近似したモデルで考えたものである。

すなわち、アクチエータ側の慣性系（慣性モーメン）：
Ｊｍ、粘性摩擦係数：　Ｄｍ）と車体側の慣性系（慣性
モーメン）：Ｊｖ、粘性摩擦係数＝Ｄｖ）をバネ（バネ
係数ｊＫ）で結合した近似モデルである。なお、アクチ
エータ側の回転角をθｍ、回転角速度をωｍ、また、車
体側の回転角をθＶ、回転角速度をωＶ、それぞれの偏
差をΔω、Δθとし、モータトルクＴｍおよびホイール
トルクＴｈを、式で表すと次のようになる。

Ｔｍ＝Ｊｍ−Ｐ−Δω＋Ｄｍ　・△ω＋ＴｈＴｈミＫ・
八〇 Ｔｈ＝Ｊｖ　−Ｐ　・（Ｊ）Ｖ＋ＤＶ　・ωｖここで、
Ｄｍは、タイヤ、支持装置などの弾性変形に対する損失
に関係した係数である。また、車体側の諸量については
、減速機の減速比を使ってモータ側の値に換算している
。ここで、制御入力をＵ、出力をｙ、状態ベクトルをＸ
とすると、系は Ｐｘ＝Ａｘ＋ｆＢｕ ｙ＝Ｃｘ　　、Ｐ＝ｄ／ｄｔ。

ｕ＝Ｔｍ　　、ｘ＝　［、Ｔｈ、Δω、　ωｖ］’ｙ　
２ωｍ なる状態方程式で表わすことができる。なお、添字“Ｔ
”′は、行列の転置を示す。

以上は、連続系の状態方程式であるが、これを離散化計
算し計算機用の状態方程式に置き換える。

得られた結果を新たに行列Ａ、行列Ｂ、行列Ｃと置（と
、 ｘ　（ｋ＋１）＝Ａｘ　（ｋ）　十［３ｕ　（ｋ−１）
ｙ　（ｋ）＝Ｃｘ　（ｋ） と書き表すことができる。これを、ブロック図で表すと
第７図における制御対象２１ｏ（構成要素：２１１〜２
１５）となる。

つぎに、上式で表される制御対象に対し最小次元オブザ
ーバによる状態観測手段を設計する。すなわち、次の式
により、状態ベクトルｋを推定するオブザーバを構成す
る。

Ｚ　（ｋ＋１）＝ＦＺ　（ｋ）　＋Ｍｕ　（ｋ）＋ＧＹ
　（ｋ） ｘ　（ｋ）＝Ｈ２（ｋ）＋Ｊｙ　（ｋ）最小次元オブザ
ーバの設計に際しては極配置法を適用する。これにより
、第７図における行列Ｍ８１１、行列Ｇ３１２、行列Ｆ
８１５、行列１ｔ−１８１６、行列ＪＩ８１８が決定さ
れる。この結果、制御人力Ｕと出力ｙを入力し状態ベク
トルＸを推定する状態量推定手段８１が実現する。推定
された状態ベクトル又は、動的補償手段３１に出力する
。

なお、最小次元オブザーバの設計法および極配置法に関
しては、制御工学においてよく用いられる一般的な方法
であり、ここでは説明を省く。

動的補償手段３１においては、状態量推定手段８１で推
定された状態ベクトルｋに対しフィードバックゲインを
掛けて、その結果をトルク指令演算手段１１からのトル
ク指令から減算することにより制御人力Ｕを求める。こ
れは、いわゆる状態フィードバックであり、フィードバ
ックゲインを適切に与えることにより車輪駆動系を安定
化する制御入力信号を得ることができる。これを、式で
表すと、 ｕ　（ｋ）＝に、”　ｒ　（ｋ）−ＫＺ”　：ｘ　（ｋ
）となる。なお、ここでは極配置法に基づいてフィード
バックゲインを決定する。すなわち、行列［Ａ−Ｂ　−
ｋ”　］に対する安定な固有値（絶対値が１より小さい
）を指定し、それを満足するｋＴを求める。なお、こ極
配置法に関しても、制御工学においてよく用いられる一
般的な方法により行う。以上により求められたに７を、 ｋ’　＝　（ｋ＋　、ｋｚ　、に３〕 とすると行列に７は次のように決定することができる。

つぎに、このシステムが定常状態において定常偏差を生
じないように、トルク指令値とホイールトルク推定値と
の偏差に対し積分制御を施す。その時、制御人力Ｕは ｕ　（ｋ）　＝ｒＫ、”　ｒ　（ｋ）　−Ｋｚ”　ｘ　
（ｋ）十に３′Σ（ｖ　（ｋ）　−ｘ　（ｋ）　１とな
り、また、行列Ｋｌ　、行列に、は次のように決定する
ことができる。

（ｋ４　：積分ゲイン） なお、出力制御手段５１がインバータ回路で、アクチエ
ータ手段６１が交流モータで構成されていることを考え
ると、電流の定格値から制御入力の限界値が存在する。

そこで、動的補償手段３１の最終段に飽和特性を持った
リミッタ３１９を設けている。また、飽和領域に達する
と状態フィードバックの効果がなくなる。これを防ぐた
めに、積分制御における積分値に対して、次のような処
理を行う。

１、ｕ　（ｋ）＞ｕｍａｘＯ時、 ｕ　（ｋ）　＝ｕｍａｘとし、積分値は、Σ（ｒ　（ｋ
）　−ｘ　（ｋ）　） ＝　［ｕｍａｘ　−に、’　　（ｒ（ｋ）　　ｘ　（ｋ
））−に２′　　・　３１巳　（ｋ）　　コ　／に４を
満足するように再設定する。

但し、Σ（ｒ　（ｋ）　−ｘ　（ｋ）　）　＜０　　と
なる時には、 Σ（ｒ　（ｋ）　−ｘ　（ｋ）　）　＝０とする。

Ｈ，ｕ　（ｋ）　＜ｕｍｉｎの時、 ｕ　（ｋ）　＝ｕｍｉｎ とし、積分値は Σ（Ｆ　（ｋ）　−ｘ　（ｋ）　） −［ｕｍｉｎ　−ＩＫ、’　　（ｒ　（ｌｃ）　−ｘ　
（ｋ）　）−ＩＫ２Ｔ　ｘ　（ｋ）　］　／ｋａ を満足するように再設定する。

但し、Σ（ｒ　（ｋ）−ｘ　（ｋ））＞Ｏとなる時には
、 Σ　（ｒ　　（ｋ）、−ｘ　（ｋ））＝０とする。

以上をブロック図で表すと第７図における動的補償手段
３１が得られる。

上述の構成より成る第１実施例においては、車両の駆動
力を制御する際、状態量推定手段８１において、アクチ
エータ制御信号演算手段４１への制御入力信号と車両状
態量検出手段７１からの実際の出力状態量を入力し、こ
れらの値により車両駆動系を模擬した近似モデルの状態
量を実機の状態量に追従させる。これにより、検出でき
ない状態量近似モデルにより推定された状態量を使用す
ること、すなわち、推定が可能になる。続いて動的補償
手段３１において、各々の状態量にフィードバックゲイ
ンを掛けその結果をトルク指令演算手段１１からのトル
ク指令から減算する、いわゆる、状態フィードバックを
行う。ここで、各々の状態量に対するフィードバックゲ
インは、系の理想的な状態からのずれ（各状態量の定常
値からの偏差）に対し、それをすみやかに減少させるよ
うな僅に設定する。

本実施例によれば、サスペンションや弾性変形するタイ
ヤを有する車輪１０１などによるバネ系と非線形特性、
パラメータ変動などを有する駆動系が干渉し、通常、振
動といった不安定現象が発生する車両駆動系においても
、車両駆動系の近似モデルに基づいて検出できない車両
の状態量を推定し、各々の状態量に的確なフィードバッ
クゲインを掛けて状態フィードバックする。そのため、
系が常に安定な状態に保たれ、振動などの不安定現象の
ない車両駆動系が実現できる。

また、これを実現するために特別な機械要素を必要とし
ないので重量、スペースの面で有利であり、ひいては、
経済性、信頼性においても優れている。

さらに、状態量推定手段８１により推定された状態量は
、トラクション・コントロールなどの他の車両制御への
情報として、または運転状態のモニタとして利用できる
ので、全体的には検出器の低減が可能となりコスト、ス
ペース、信頼性の面で利するところが大きい。

また、本実施例では、状態量推定手段８１において、車
両駆動系をアクチエータ例の慣性系と車体側の慣性系と
をバネで結合した極めて簡潔な近似モデルで模擬してい
る。そして、この近似モデルにおいて、出力に関する状
態量はすでに既知であることに着目してそれらに対する
次元を格下げし、その結果得られる最小次元のモデルを
状Ｍｉｔｔ推定手段８１内に設けている。原理的には、
制御人力に対する出力を演算し、演算された出力と検出
器により検出した出力との偏差が零に収束するようにフ
ィードバックすることと等価な演算を行っている。すな
わち、状態量推定手段８１内の状態量を実機の状態量に
追従させている。

従って、実際の車両駆動系を少ない次数の近似モデルで
近似でき近似精度も高い。また、状態量推定手段８１内
で推定する際には、さらに、次数の少ないモデルを使用
するため推定するための演算量が減少し制御回路の簡単
化、高速化が可能となる。

また、本実施例においては、状態量推定手段８１におい
て、フィードバック行列りを極配置法に基づいて決定し
ているため、推定される状態量が極配置法で指定される
極位置に対応した応答速度で実際値に追従する。従って
、フィルタ的な効果が現れノイズ等の外乱に対しても強
い。また、アナログ回路により構成することも容易であ
るので、高応答、高精度の制御回路を実現できる。

同様に、動的補償手段８１におけても、フィードバック
ゲインを極配置法に基づいて決定しているため、車両駆
動系の応答速度が、極配置法により指定した極位置に対
応した応答速度になる。従って、実用化する際に、車両
駆動系として求められる応答性能に応じた適切なフィー
ドバックゲインを設定することができる。

また、動的補償手段３１において、入力指令に対する状
態量の偏差を積分しその積分値に積分ゲインを掛けたの
ち入力指令に加算する、いわゆる、積分制御を行ってい
るため、定常偏差は生じない。

従って、積分特性のない制御対象に対しても、系の状態
量を常に入力指令に追従させることが可能となり、制御
がきわめて容易となる。また、状態フィードバックとは
別に積分ゲインを設定できるので設計が容易である。

また、動的補償手段８１において、限界値を越える制御
入力信号に対しては、制御人力信号を限界値に再設定し
、その時の積分補償または積分制御の積分値については
、制御入力信号が限界値になるような値を逆算し、その
値に再設定する。従って、系の動作点は完全な飽和領域
に入らず線形領域と飽和領域の境界に再設定される。そ
の結果として、制御入力が飽和するような状態において
も、状態フィードバックは作用することになり、常に車
輪駆動系は安定化される。

また、限界値を極端に越える制御入力信号により、再設
定された後の積分値の符号が変わるような場合には、積
分値を零に再設定する。そのため、ノイズ等により積分
値が本来の値から極端にかけ離れた値に再設定されるこ
とはな（、常に安定で信頼性の高い車輪駆動系が実現で
きる。

また、車両状態量検出手段７１においては、比較的高精
度で高応答な検出が容易なアクチエータの回転速度を検
出している。従って、状態量推定手段８１における状態
量の推定精度が向上し、その結果、車両駆動系の制御に
おいても高精度で高応答な制御特性が得られる。

さらに、アクチエータ手段６１として、堅牢、安価、保
守不要である交流モータを使用し、電子回路ならびに電
気的な電力変換回路で駆動している。従って、高精度、
高応答の制御が可能な上、騒音も小さ（クリーンなシス
テムが実現する。また、保守もほとんど不要となる。

Σ」」ぎ１拠 本発明の第２実施例の車両駆動系制御装置を説明する。

本実施例は、前記第１実施例の車両駆動系制御装置にお
いて、行列に１、行列ＩＫ！、行列ＩＫ３の選び方およ
び制御対象の構成を変えた例である。

以下、前記第１実施例との相違点を中心に詳述する。

本第２実施例の車両駆動系制御装置は、先ず、アクチュ
エータ制御信号演算手段４１を電流制御回路で、出力制
御手段５１をＰＷＭ式のチョッパ回路で、アクチエータ
手段６１を直流モータで、車両状態量検出手段７１をモ
ータの回転速度検出センサで構成している。

また、本実施例装置は、アクチエータ制御信号演算手段
３１と出力制御手段４１とアクチエータ手段５１とトル
ク伝達手段９１と駆動輪１０１と車両状態量検出手段７
１とからなる部分を行列Ａ、Ｂ、ｃによる制御対象とし
て示している。

このシステムにおいて、近似モデルを前記第１実施例と
同様に構成することにより、 ｘ　（ｋ＋１）＝Ａｘ　（ｋ）＋ＩＢｕ　（ｋ−１）ｙ
　（ｋ）＝Ｃｘ　（ｋ） なる離散化された状態方程式を得ることができる。また
、状態量推定手段８１においても、第１実施例と同様の
最小次元オブザーバを設計する。

その時、制御対象２１０ならび状態量推定手段８１は、
ブロック図で示すと第７図における２１１〜２１５．８
１１〜８１８となる。

動的補償手段３１においては、積分補償を含んだ状態フ
ィードバックを行う。即ち、状態量推定手段８Ｉで推定
された状態ベクトルワ、入力と状態ベクトルとの差［ｒ
　（ｋ）　　ｘ　（ｋ）　］さらに積分補償の積分値に
対しフィードバンクゲインを掛けてそれらを加算するこ
とにより制御人力Ｕを求める。ここで、フィードバック
ゲインを適切に与えることにより車両駆動系を安定化す
る制御入力信号を得ることができる。これを、実現する
ために、次のように、系を４次元に拡張して考える。

て書き換えると、 ｘ’　（ｋ＋１）　−Ａ’ｘ’　（ｋ）＋Ｂ’ｕ　（ｋ
）＋ｒ’　（ｋ） となる。この拡張された系に対して、極配置法よりフィ
ードバックゲインを決定する。すなわち、行列［Ａ’−
ＩＢ’ｋ”］に対する安定な固有値（絶体値が１より小
さい）を指定し、それを満足するに′Ｔを求める。なお
、この極配置法に関しては、前記第１実施例と同様に制
御工学においてよく用いられる一般的な方法であるので
詳細な説明は省く。

以上により求められたｋ”Ｔを、 ｋ”＝　［ｋ＋　、ｋｇ　、ｋｚ　、に４］とすると行
列に３１行行列Ｋｇ、行列に、は次のように決定するこ
とができる。

ここで、上式をＡ′、Ｂｏ、Ｘ′、ｒ゛を使っこの行列
に１２行列に２１行列に、を用いて次に示す状態フィー
ドバックを行うことにより、安定で定常偏差を生じない
車両駆動系が実現できる。

ｕ　（ｋ）　＝Ｋｔ’　（ｒ　（ｋ）　−ｘ　（ｋ）　
）−ＫｚＴｘ　（ｋ）　＋ＩＫｓ’ｗ　（ｋ）ここで、
ｗ　（ｋ）　＝Σ（ｒ　（ｋ）　　ｘ　（ｋ）　）。

なお、この場合も出力制御手段５１がチョッパ回路で、
アクチエータ手段６１が直流モータで構成されているこ
とを考えると、電流の定格値から制御入力の限界値が存
在する。そこで、動的補償手段３１の最終段に飽和特性
を持ったリミッタ３１９を設ける。また、飽和領域に達
すると状態フィードバックの効果がなくなる。これを防
ぐために、積分制御における積分値に対して、前記第１
実施例のような処理を行う。

以上のようにすることにより、本第２実施例装置は、前
記第１実施例と同様の効果を奏するほか、以下のような
効果を奏する。

すなわち、動的補償手段３１において、人力指令に対す
る偏差を積分しその積分値をフィードパ・ンクする、い
わゆる、積分補償を行っているため、定常偏差は生じな
い。従って、積分特性のない制御対象に対しても、系の
状ｌｌ量を常に入力指令に追従させることが可能となり
、制御がきわめて容易となる。

また、動的補償手段３１において、限界値を越える制御
入力信号に対しては、制御入力信号を限界値に再設定し
、その時の積分補償の積分値については、制御入力信号
が限界値になるような値を逆算し、その値に再設定する
。従って、系の動作点は完全な飽和領域に入らず線形領
域と飽和領域の境界に再設定される。その結果として、
制御入力が飽和するような状態においても、状態フィー
ドバックは作用することになり、常に車両駆動系は安定
化される。

さらに、アクチエータ手段６１として、制御が容易な直
流モータを使用し、電子回路ならびに電気的な電力変換
回路で駆動しているので、高精度、高応答の制御が可能
な上、騒音も小さくクリーンなシステムが実現する。ま
た、制御が容易であるため制御回路も簡単化する。

第ｍ医 本発明の第３実施例の車両駆動系制御装置を、第８図を
用いて説明する。

本実施例は、アクチエータ制御信号演算手段を変速比演
算回路で、出力制御手段を変速比制御回路で、アクチエ
ータ手段を無段変速機で車両状態量検出手段を車速検出
センサで構成している。また、トルク伝達手段は車軸で
、車輪は弾性に富んだタイヤが一体的に取りつけられた
市販のタイヤで構成し、それらは支持装置を介して車体
に固定している。

以下、本実施例装置を、前記第１実施例との相違点を中
心に詳述する。

本第３実施例の車両駆動系制御装置は、第８図に示すよ
うに、アクチュエータ制御信号演算手段と、出力制御手
段、アクチエータ手段、トルク伝達手段、車輪、車両状
態量検出手段とからなる部分を、行列Ａ、Ｅ、Ｃによる
制御対象として示している。トルク指令演算手段につい
ては、第２図、第３図におけるトルク指令演算手段１１
と同じであるので図から省いている。

このシステムにおいて、近似モデルを第５図のように構
成する。そして、状態方程式を次のように表す。

Ｐ　ｘ＝Ａ　ｘ＋Ｅ　ｕ ｙ＝Ｃｘ、　　　Ｐ＝ｄ／ｄｔ ｕ＝Ｔｍ　　、　　　ｘ＝　［Ｔｈ、Δ（Ｊ）、　（Ｌ
ＩＶ］”ｙ　＝ωＶ この状態方程式をコントローラのサンプリングタイムで
離散化すると ｘ　（ｋ＋１　）　＝Ａｘ、　（ｋ）　＋Ｂ　ｕ　（ｋ
　−１）ｙ　　（ｋ）＝Ｃｘ　（ｋ） なる状態方程式を得ることができる。これを、ブロック
図で表すと第８図における制御対象２３０（構成要素：
２３１〜２３５）となる。

つぎに、上式で表される制御対象に対し同一次元オブザ
ーバによる状態量推定手段を設計する。

すなわち、次の式により、状態ベクトルスを推定するオ
ブザーバを構成する。

ｘ　（ｋ＋１　）　＝Ａｘ　（ｋ）　＋ＩＢ　ｕ　（ｋ
　−１）十り、　（ｙ　（ｋ）　−ｙ　（ｋ）　）ｙ　
（ｋ）＝Ｃｘ　（ｋ） 同一次元オブザーバの設計に際しては有限整定法を適用
する。すなわち、同一次元オブザーバの極をすべて零に
設定する。これにより、行列Ｌ８３３が決定される。行
列Ａ３３５、行列Ｂ８３１、行列Ｃ８３６については、
制御対象２３０の近似モデルと同じである。この結果、
制御人力Ｕと出力ｙを入力し状態ベクトルＸを推定する
状態量推定手段８３が実現する。推定された状態ベクト
ル又は、動的補償手段３３に出力する。ただし、状Ｍｆ
ｉｉが整定するまでにオブザーバの次元の数回だけ演算
を繰り返す必要があるので、オブザーバの演算周期は他
の演算の１／３に設定する。なお、同一次元オブザーバ
の設計法および有限整定法に関しては、制御工学におい
てよく用いられる一般的な方法である。

動的補償手段３３においては、積分補償と計算遅れ補償
を含んだ状態フィードバックを行う、すなわち状態量推
定手段８３で推定された状態ベクトルｋ、入力と状態ベ
クトルとの差［ｒ　（ｋ）　−ｘ（ｋ）］、積積分値の
積分値、１回前の制御入力に対し、フィードバックゲイ
ンを掛けてそれらを加算することにより制御人力Ｕを求
める。ここで、フィードバックゲインを適切に与えるこ
とにより車両駆動系を安定化する制御入力信号を得るこ
とができる。これを実現するために、まず、第２実施例
と同様に、系を４次元に拡張して考える。

ここで、上式をＡ′、Ｂ゛、Ｘｏ、ｒｏを使って書き換
えると、 ｘ’　（ｋ＋１）＝Ａ’ｘ’　（ｋ）＋Ｅ’ｕ　（ｋ）
＋ｒ’　（ｋ） となる。この拡張された系に対して、最適レギュレータ
の手法に基づいてフィードバックゲインを決定する。す
なわち、評価関数 十Ｒｕ（ｋ）２］ を最小にするに°７をリカッチの方程式より求める。

なお、最適レギュレータの手法に関しては、制御工学に
おいてよく用いられる一般的な方法であるので詳細な説
明は省く。

以上により求められたｌ’Ｔを、 ｋ”＝　　［ｋ、°＋に２″、　　ｋｉ’、　　ｋ４°
コとすると、つぎに、次式の計算を行い、計算遅れ補償
を考慮した５次元モデルのフィードバックゲインを求め
る。

１ｋ”＝（ｋ＋、ｋｇ、ｋｓ、に４］ ＝ｋ”Ａ ｋ、＝ｋ”Ｂ 以上の計算から、第８図における行列Ｋｌ　　（３３２
）９行列Ｋｇ（３３４）、行列ＩＫｆｆ　　（３３７）
、に４　　（３４０）、Ｋｓ　　（３４１）を決定する
ことができる。

Ｋａ　　＝ｋｉ　　　　、　　ＩＫｓ　　＝ｋｓこの行
列に、（３３２）、行列に、（３３４）。

行列に３　　（３３７）、ｒＫａ　　（３４０）、Ｋｓ
　　（３４１）を用いて次に示す状態フィードバックを
行うことにより、安定で定常偏差を生じない車両駆動系
が実現できる。

ｕ　　（ｋ）　＝ＩＫ＋’　　（ｒ　　（ｋ）　　−ｘ
　（ｋ）　）−Ｋｔ”　　ｘ　（ｋ）＋ＩＫ＋”　　ｗ
　（ｋ）Ｋ４）’　　（ｋ）　　　Ｋｓｕ　　（ｋ　　
　１）ここで、ｗ　（ｋ）−（ｒ　（ｋ）−ｘ　（ｋ）
）以上をブロック図で表すと第８図における動的補償手
段３３が得られる。

上述の構成より成る第３実施例においては、車両の駆動
力を制御する際、状態量推定手段８３において、アクチ
エータ制御信号演算手段４３への制御入力信号と車両状
態量検出手段７３からの実際の出力状態量を入力し、こ
れらの値により車両駆動系を模擬した近似モデルの状態
量を実機の状ａｔに追従させる。これにより、検出でき
ない状態量も近似モデルにより推定された状態量を使用
すること、すなわち、推定が可能になる。続いて動的補
償手段３３において、各々の状態量にフィードバックゲ
インを掛けその結果をトルク指令演算手段からのトルク
指令から減算する、いわゆる、状態フィードバックを行
う。ここで、各々の状態量に対するフィードバックゲイ
ンは、系の理想的な状態からのずれ（各状態量の定常値
からの偏差）に対し、それをすみやかに減少させるよう
な値に設定する。

以上のようにすることにより、本第３実施例装置は、前
記第１実施例と同様の効果を奏するほか、以下のような
効果を奏する。

すなわち、サスペンションや弾性変形するタイヤを含む
車輪などによるバネ系と非線形特性、パラメータ変動な
どを有する駆動系が干渉し、通常、振動といった不安定
現象が発生する車両駆動系においても、車両駆動系の近
似モデルに基づいて検出できない車両の状態量を推定し
、各々の状態量に的確なフィードバックゲインを掛けて
状態フィードバックする。そのため、系が常に安定な状
態に保たれ、振動などの不安定現象のない車両駆動系が
実現できる。

また、本実施例では、状態量推定手段８３において、車
量駆動系をアクチエータ側の慣性系と車体側の慣性系と
をバネで結合した極めて簡潔な近似モデルで模擬してい
る。そして、この近似モデルとまったく同じモデルを状
態量推定手段８３に構成し、制御入力に対する出力を演
算している。

続いて、演算された出力と検出器により検出した出力と
を比較し、その偏差が零に収束するようにフィードバッ
クを行っている。すなわち、状態量推定手段８３の状態
量を実機の状態量に追従させている。従って、実際の車
両駆動系を少ない次数で近似でき近似精度も高い、また
、近似モデルとまったく同じモデルを状Ｌｌ量推定手段
８３内に設けるため推定した状態量が物理的な意味を持
つ諸量となり都合がよい。また、ノイズ等にも強い。

また、状態量推定手段８３において、フィードバック行
列Ｌ８３３を有限整定法に基づいて決定しているため、
推定される状態量が状態量推定手段８３に設けられたモ
デルの次数に等しい演算回数で収束する。従って、その
ため、演算周期が長い場合においても、短時間で状態量
を推定することができる。

また、動的補償手段３３において、フィードバックゲイ
ンを最適レギュレータの手法に基づいて決定しているた
め、車両駆動系の応答が、動的補償手段３３において最
適レギュレータにより設定した評価関数を最小とする応
答となる。従って、実用化する際に、個々の制御対象に
応じた適切なフィードバックゲインを設定することがで
きる。

また、動的補償手段３３において、入力指令に対する偏
差を積分しその積分値をフィードバックする、いわゆる
、積分補償を行っているため、定常偏差は生じない。そ
のため、積分特性のない制御対象に対しても、系の状Ｄ
Ｉを常に入力指令に追従させることが可能となり、制御
がきわめて容易となる。

また、動的補償手段３３を計算機で構成する際、計算機
の計算遅れも状態量として定義しフィードバックする、
いわゆる、計算遅れ補償を行なっている。従って、制御
周期が長い場合においても、計算遅れの影響を極力小さ
くすることができる。

また、車両状態雨検出手段検出器においては、もともと
他の車両制御で使用している車速検出器の情報を使用し
て状態量推定手段８３での状８１の推定を行っている。

従って、車両状態量検出手段を付加する必要がなくなり
経済的にも有利である。

さらに、アクチエータ手段として、無段変速機を適用し
ている。

そのため、エンジン等を動力源として無段変速機の変速
比を変えることにより、即応性に優れ、かつ出力の大き
なトルクの制御が可能となる。また、運転持続時間も長
くとれ、走行距離も延びる。

裏」】０１桝 本発明の第４実施例の車両駆動系制御装置を、第９図を
用いて説明する。

本実施例は、アクヂエータ制御信号演算手段を指令トル
クに対し各種操作量を演算する燃料噴射量演算回路と吸
入空気量演算回路および点火タイミング演算回路で、出
力制御手段を燃料噴射量演算回路と吸入空気量制御１１
回路および点火タイミング制御回路で、アクチエータ手
段をエンジンで、車両状態量検出手段をエンジン回転数
検出センサで構成している。また、トルク伝達手段はト
ランスミッションおよび車軸で、車輪は弾性に富んだタ
イヤが一体的に取りつけられた市販のタイヤで構成し、
それらは支持装置を介して車体に固定している。

以下、本実施例装置を、前記第１実施例との相違点を中
心に詳述する。

本第４実施例の車両駆動系制御装置は、第９図に示すよ
うに、アクチュエータ制御信号演算手段と、出力制御手
段、アクチエータ手段、トルク伝達手段、車輪、車両状
態量検出手段とからなる部分を、行列Ａ、１１３、Ｃに
よる制御対象として示している。トルク指令演算手段に
ついては、第２図、第３図におけるトルク指令演算手段
１１と同じであるので図から省いている。

このシステムにおいて、近似モデルを第５図のように構
成する。そして、状態方程式を次のように表す。

Ｐｘ＝Ａｘ＋Ｂｕ ’ｊ＝ｃｘ、　　　Ｐ＝ｄ／ｄｔ ｕ＝Ｔｍ、　　　ｘ＝　［Ｔｈ、　　△ω、ωｍ］Ｔｙ
　＝ωｍ この状態方程式をコントローラのサンプリングタイムで
離散化すると、 ｘ　（ｋ＋１）　−Ａｘ　（ｋ）＋［Ｂｕ　（ｋ−１）
Ｙ　（ｋ）＝Ｃｘ　（ｋ） なる状態方程式を得ることができる。これを、ブロック
図で表すと第９図における制御対象２５０（構成要素：
２５１〜２５５）となる。

つぎに、上式で表される制御対象２５０に対し同一次元
オブザーバによる状態量推定手段８５を設計する。すな
わち、次の式により、状態ベクトルｋを推定するオブザ
ーバを構成する。

ｘ　（ｋ＋１）＝Ａｘ　（ｋ）＋ＩＢｕ　（ｋ−１）＋
Ｌ　（ｙ　（ｋ）　−ｙ　（ｋ）　ＩＹ　（ｋ）＝Ｃｘ
　（ｋ） 同一次元オブザーバの設計に際しては極配置法を適用す
る。すなわち、同一次元オブザーバの極を単位円内に設
定する。これにより、行列Ｌ８５３が決定される。行列
Ａ３５５、行列Ｂ８５１、行列Ｃ８５６については、制
御対象２５０の近似モデルと同じである。

以上により、制御人力Ｕと出力ｙを入力し状態ベクトル
Ｘを推定する状態量推定手段８５が実現する。推定され
た状態ベクトルには、動的補償手段３５に出力する。な
お、同一次元オブザーバの設計法および極配置法に関し
ては、制御工学においてよく用いられる一般的な方法で
ある。

動的補償手段３５においては、計算遅れ補償を含んだ状
態フィードバックを行う、すなわち状態量推定手段８５
で推定された状態ベクトルｋ、出力ｙ、１回前の制御入
力に対し、フィードバックゲインを掛けてそれらを加算
することにより制御人力Ｕを求める。ここで、フィード
バックゲインを適切に与えることにより車両駆動系を安
定化する制御入力信号を得ることができる。これを、実
現するために、系を４次元に拡張して考える。

法に関しても、制御工学においてよく用いられる一般的
な方法である。以上により求められたｋＴを、 ｋＴ＝［ｋｒ　、ｋｇ、ｋｙ、ｋａ　］とすると行列Ｋ
ｚ　　（３５２）、Ｋ−（３５６）、Ｋ、（３５５）は
次のように決定することができる。

ここで、上式を八°、Ｂ″、Ｘ′を使って書き換えると ｘ’　（ｋｒ１）＝Ａ’ｘ’　（ｋ）＋Ｅ’ｕ　（ｋ）
となる。この拡張された系に対して、極配置法に基づい
てフィードバックゲインを決定する。すなわち、行列［
Ａ’−ＩＢ″ｋＴ］に対する安定な固有値（絶対値が１
より小さい）を指定し、それを満足するｋＴを求める。

なお、ここでの極配置Ｋｓ＝に４ この行列Ｋｚ　、ＩＫ−、Ｋｓを用いて次に示す状態フ
ィードバックを行うことにより、安定な車両駆動系が実
現できる。

ｕ　（ｋ）　−ｒ　（ｋ）　−Ｋｚ’　ｘ　（ｋ）−Ｋ
ａ　ｙ　（ｋ）　　ＩＫｓ　ｕ　（ｋ　　１　）以上を
ブロック図で表すと第８図における動的補償手段３５が
得られる。

トルク指令演算手段１５においては、定常偏差をなくす
ために、あらかじめ定常偏差分のオフセットをトルク指
令値に加えている。すなわち、その時のトルク指令値が
Ｔｍｒ’で回転速度がωｍとすると、その時の定常状態
における定常偏差は次式のように、Ｔｍｒ’とωｍの関
数で一義的に定まる。

ΔＴｍｒ＝ｆ　　（Ｔｍｒ’、　　ωｍ）そこで、トル
ク指令演算手段１５の最終段では、トルク指令値Ｔｍｒ
”に△Ｔｍｒを加算し、Ｔｍ　ｒ　−Ｔｍ　ｒ’＋ΔＴ
ｍｒ をｒ　（ｋ）として出力している。

上述の構成より成る第４実施例においては、車両の駆動
力を制御する際、状態量推定手段８５において、アクチ
エータ制御信号演算手段への制御入力信号と車両状態量
検出手段からの実際の出力状態量を入力し、これらの値
により車両駆動系を模擬した近似モデルの状態量を実機
の状態量に追従させる。これにより、検出できない状態
量も近似モデルにより推定された状８１を使用すること
、すなわち、推定が可能になる。続いて動的補償手段３
５において、各々の状態量にフィードバックゲインを掛
けその結果をトルク指令演算手段１５からのトルク指令
から減算する、いわゆる、状態フィードバックを行う。

ここで、各々の状態量に対するフィードバックゲインは
、系の理想的な状態からのずれ（各状態量の定常値から
の偏差）に対し、それをすみやかに減少させるような値
に設定する。

以上のようにすることにより、前記第１実施例と同様の
効果を奏するほか、下記のような効果を奏する。

すなわち、状態量推定手段８５において、車両駆動系を
アクチエータ側の慣性系と車体側の慣性系とをバネで結
合した極めて簡潔な近似モデルで模擬している。そして
、この近似モデルとまったく同じモデルを状Ｂｉｆ＃推
定手段８５内に構成し、制御入力に対する出力を演算し
ている。続いて、演算された出力と検出器により検出し
た出力とを比較し、その偏差が零に収束するようにフィ
ードバックを行っている。すなわち、状態量推定手段８
５内の状態量を実機の状態量に追従させている。

従って、実際の車両駆動系を少ない次数で近似でき近似
精度も高い。また、近似モデルとまったく同じモデルを
状態観測手段内に設けるため推定した状態量が物理的な
意味を持つ諸量となり都合がよい。また、ノイズ等にも
強い。

また、状ａｍ推定手段８５において、フィードバック行
列し８５３を極配置法に基づいて決定しているため、推
定される状態量が極配置法で指定される極位置に対応し
た応答速度で実際値に追従する。そのため、フィルタ的
な効果が現れノイズ等の外乱に対しても強い。また、ア
ナログ回路により構成することも容易であるので、高応
答、高精度の制御回路を実現できる。

同様に、動的補償手段３５におけても、フィードバック
ゲインを極配置法に基づいて決定しているため、車両駆
動系の応答速度が、極配置法により指定した極位置に対
応した応答速度になる。そのため、実用化する際に、車
両駆動系として求められる応答性能に応じた適切なフィ
ードバックゲインを設定することができる。

また、トルク指令演算手段１５においては、あらかじめ
定常偏差分のオフセントをトルク指令値に加え、状態量
の定常値が本来の入力指令に落ち着くように制御してい
る。従って、積分特性のない制御対象に対しても、系の
状態量を常に入力指令に追従させることが可能となり、
制御が極めて容易となる。また、積分補償、積分制御等
による極の追加もないため、系の応答性を上げることが
できる。

また、車両状態量検出手段おいては、比較的高精度で高
応答な検出が容易なアクチエータの回転速度を検出して
いる。従って、状態観測手段３５における状態量の推定
精度が向上し、その結果、車輪駆動系の制御においても
高精度で高応答な制御特性が得られる。

さらに、アクチエータ手段として、エネルギ密度の高い
化学エネルギを使用するエンジンを適用している。従っ
て、軽量の車両を構成できる。また、運転持続時間も長
くとれ、走行距離も延びる。

さらに、出力を大きくとることも可能となる。

以上の実施例のほか１、車両駆動系制御装置をアナログ
回路またはロジック回路により構成することもできる。

また、第１から第２２までの発明の組合せとしても、上
記実施例以外の組合せが有り得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の概念を示す概略構成図、第２図は従来
技術の概略構成図、第３図は本発明の車両駆動系の制御
対象の一例を示す概略構成図、第４図は本発明の車両駆
動系の一モデルを示す概略構成図、第５図は本発明の車
両駆動系の−・近似モデルを示す概略構成図、第６図お
よび第７図は本発明の第１実施例を示し、第６図はその
全体を示す概略構成図、第７図はその車両駆動系の制御
対象を示す構成図、第８図は第２実施例の車両駆動系の
制御対象を示す構成図、第９図は第３実施例の車両駆動
系の制御対象を示す構成図である。 ２０、２１　・　・　・ ３０、３１ ４０．４１　・　・　・ ５０．５１　・ ６０．６１　・ ７０．７　ｌ　・ ８０．８１　・ ９０、９１　・ １００、１０ 制御量演算手段、 動的補償手段、 アクチュエータ制御信号波 算手段 出力制御手段、 アクチュエータ手段、 車両状態量検出手段、 状態量推定手段、 トルク伝達手段、 ・・車輪

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）人や荷物を載置する車体と弾性に富んだ支持装置
   により支えられた車輪と該車輪を駆動するためのアクチ
   ュエータ手段を備えた車両駆動系を制御する装置におい
   て、 車両の運転指令に基づき車輪が出力すべきトルクを演算
   するトルク指令演算手段と、 該トルク指令演算手段から出力された目標トルクに基づ
   き車両駆動系を安定化する最適制御量を得る動的補償手
   段と、該動的補償手段より出力された制御量信号に基づ
   き車両駆動系を制御するために必要な制御量に見合うア
   クチュエータ制御量を演算するアクチュエータ制御信号
   演算手段とからなり、前記トルク指令演算手段より出力
   された目標トルクに見合う制御量を演算する制御量演算
   手段と、 該制御量演算手段より出力されたアクチュエータ指令信
   号に基づきアクチュエータ手段の出力を制御する出力制
   御手段と、 該出力制御手段より出力された信号に基づき車輪の制御
   トルクを出力するアクチュエータ手段と、該アクチュエ
   ータ手段の出力トルクを車輪に伝達するトルク伝達手段
   と、 車両の速度およびアクチュエータの出力軸の回転速度な
   どの車両の状態量を検出する車両状態量検出手段と、 該車両状態量検出手段より出力された車両状態量信号と
   前記制御量演算手段からの信号に基づき前記制御量を得
   るのに必要な他の状態量を推定し前記制御量演算手段の
   動的補償手段に該推定状態量および前記車両状態量を出
   力する状態量推定手段とからなることを特徴とする車両
   駆動系制御装置。
2. （２）状態量推定手段が、 車両駆動系をアクチエータ側の慣性系と車体側の慣性系
   とをバネで結合した近似モデルで模擬し、この近似モデ
   ルと同一次元のモデルを使用することにより状態量の推
   定を行う推定手段を具備することを特徴とする特許請求
   の範囲 第（１）項記載の車両駆動系制御装置。
3. （３）状態量推定手段が、 車輪駆動系をアクチエータ側の慣性系と車体側の慣性系
   とをバネで結合した近似モデルで模擬し、この近似モデ
   ルに対し出力に関する次元を格下げした最小次元のモデ
   ルを使用することにより状態量の推定を行う推定手段を
   具備する ことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の車両
   駆動系制御装置。
4. （４）状態量推定手段が、車両状態量検出 手段より出力された車両状態量信号と制御量演算手段よ
   り出力された信号との偏差をフィードバックするととも
   に、該偏差に対するフィードバックゲインを極配置法に
   基づいて決定することにより状態量の推定を行う推定手
   段を具備することを特徴とする特許請求の範囲第（１）
   項記載の車両駆動系制御装置。
5. （５）状態量推定手段が、車両状態量検出 手段より出力された車両状態量信号と制御量演算手段よ
   り出力された信号との偏差をフィードバックするととも
   に、該偏差に対するフィードバックゲインを有限整定法
   に基づいて決定することにより状態量の推定を行う推定
   手段を具備することを特徴とする特許請求の範囲第（１
   ）項記載の車両駆動系制御装置。
6. （６）動的補償手段が、推定状態量および 車両状態量を状態フィードバックする際、フィードバッ
   クゲインを最適レギュレータの手法に基づいて決定する
   ことにより最終制御量を算出する補償手段を具備するこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の車両駆
   動系制御装置。
7. （７）動的補償手段が、推定状態量および 車両状態量を状態フィードバックする際、フィードバッ
   クゲインを極配置法に基づいて決定することにより最終
   制御量を算出する補償手段を具備することを特徴とする
   特許請求の範囲第（１）項記載の車両駆動系制御装置。
8. （８）人や荷物を載置する車体と弾性に富んだ支持装置
   により支えられた車輪と該車輪を駆動するためのアクチ
   ュエータ手段を備えた車両駆動系の制御方法であって、
   車両の運転指令に基づき車輪が出力すべきトルクを演算
   し、該目標トルクに見合う制御量に基づきアクチュエー
   タの出力を制御することにより、車輪の制御トルクを出
   力制御する車両駆動系制御方法において、 車両の速度およびアクチュエータ出力軸の回転速度など
   の車両の状態量と前記制御量に基づいて前記制御量を得
   るのに必要な他の状態量を推定し、該推定状態量および
   車両状態量と前記目標トルクに基づいて車両駆動系を安
   定化する最適制御量を得、これにより前記目標トルクを
   動的に補償してなることを特徴とする車両駆動系制御方
   法。