JPH045175A - 車両の統合制御装置 - 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】

本発明は所望の車両運動を実現すべく指令された各操作
量に応じて、その車両運動を実現するように、車両運動
を現実に司る各要素を最適に制御する装置に関する。

【従来技術】

この種の装置に、アクティブ制御によって車両運動を望
ましい動特性に制御する方法がある。この装置として、
本出願人により出願された未公開の先の出願、特願平１
−１３２１６６号に記載の装置がある。 この装置は、「ハンドル操舵量と車両挙動量を検出し、
ハンドル操舵量より目標とする動特性を得るために必要
な目標制御量を演算し、フィードフォワード信号として
発生させるフィードフォワード信号演算手段と、ハンド
ル操舵量に基づき演算される車両の挙動量の目標値と車
両挙動量の実測値との偏差量を演算し、この偏差量から
車両状態に基づき最適な補正量を演算し、フィードバッ
ク信号として発生させるフィードバック信号演算手段と
、フィードフォワード信号とフィードバック信号とを加
減算し、操舵制御信号を演算する制御信号演算手段と、
前輪または後輪の少なくとも何れか一方の転舵輪に最適
な転舵角を与えるように制御するアクチュエータ手段と
」から構成される装置である。

【発明が解決しようとする問題点】

制御対象である車両運動は複雑な非線形微分方程式で記
述されるため、直接的に制御則を導出することは困難で
ある。このため、この装置では、制御対象である車両運
動を線形モデルで近似しただ上でこの線形モデルに基づ
き設計した制御則を用いて操舵制御信号を演算している
。しかし、現実には例えばタイヤ運動等の非線形性が問
題となる。この様なタイヤ等の非線形特性は、線形モデ
ルにおける車両諸元の変動とみなすことができるこの車
両諸元の変動を許容するように補正量演算手段を設計す
ることにより、タイヤ等の非線形性が問題となる限界付
近の領域まで、線形モデルに基づくある程度の適用が可
能となる。 しかしながら、この装置では、線形近似の限界付近の領
域において横風などの比較的大きな外乱を受けた場合に
は、上記の車両諸元の変動が設計時における変動の許容
範囲を越えることがある。 この結果、極端な場合には、線形モデルに基づき設計し
た上記制御則では、車両がスピンする可能性があり得る
。一方、より限界に近い領域まで制御を可能とするため
に設計時の変動の許容範囲をより広くすると、補正量演
算手段におけるゲインは低くなり、外乱などに対する修
正能力が低くなってしまうという問題点がある。 ところで、上記装置は車両運動を線形の微分方程式で近
似し、その微分方程式に従って制御系の設計を行った装
置である。このため、線形近似が成立しない限界領域に
おいてはタイヤ等の非線形特性が間Ｂとなり、実際の車
両運動と、線形の微分方程式との間にミスマツチが生じ
る。このミスマツチのため上記装置では、車両運動の線
形モデルの適用限界に至るまでは最適な制御ができるが
、線形モデルが適用できない非線形特性が問題となる限
界領域においては高い制御性能を得ることができなかっ
た。 本発明者等は、上記装置は、車両運動を線形の微分方程
式で近似して、その制御系が設計されていることが、限
界領域における制御性能の低い原因であることに着目し
た。そして、タイヤ等の非線形特性を考慮した非線形の
微分方程式で車両運動を記述し、この非線形の微分方程
式に基づいて制御系を設計することで、限界領域を含ん
だ広範囲な車両運動制御が可能となるき考えた。 しかしながら、現実には、この車両運動全体を表現する
非線形の微分方程式は非常に複雑なものとなる。従って
、直接制御により、現実の車両運動を所望の動特性（非
線形微分方程式で記述される特性）にすることは困難で
ある。 そこで、本発明者等は、車両運動を複゛数のサブシステ
ムに分散化することにより、一つ一つのサブシステムは
比較的単純な非線形微分方程式となることに着眼した。 そして、車両運動の制御に関し、分散階層化制御を行う
ことで、限界領域を含んだ広範囲な領域において所望の
車両特性を得ることができることを着想した。 従って、本発明は、上記の課題を解決するために成され
たものであり、その目的とするところは、線形モデルの
適応限界領域を含む広範囲に渡る車両運動の最適な制御
を可能とすることである。

【課題を解決するための手段】

上記課題を解決するための発明は、第１図に示すように
、 車体運動を指令するために運転者によって操作された操
作量を検出する操作量検出手段Ｅ１キ、車体の現実の挙
動量を検出する挙動量検出手段Ｅ２と、操作量と挙動量
に基づき、車体運動が所望の動特性を得るために必要な
、一輪または複数輪の車輪機構から成る複数のサブシス
テムがそれぞれ従うべき動特性を演算し、その動特性を
指令信号として各サブコントロール手段Ｅ５（ｉ）に出
力するトータルコントロール手段Ｅ３と、複数のサブシ
ステムにおいて、サブシステム内の状態量を検出する状
態量検出手段Ｅ４（１）〜８４　（ｎ）と、状態量と、
挙動量と、指令信号とに基づき、サブシステムが指令信
号で与えられた動特性を得るために必要な制御量を演算
し、その制御量を各駆動手段８６（ｉ）に出力するサブ
コントロール手段Ｅ５　（１）〜Ｅ５（ｎ）と、制御量
に基づき車輪機構を駆動する駆動手段Ｅ６（１）〜Ｅ６
（ｎ）とで構成される。

【作用及び発明の効果】

操作量検出手段Ｅ１は運転者による車体運動を指令する
ための操作量を検出し、これに相当する信号を出力する
。この操作量は操舵量、アクセル操作量、ブレーキ操作
量等である。 また、挙動量検出手段Ｅ２は、運転者が直接体感するば
ね上の運動状態量である車体の挙動量を検出し、これに
相当する信号を出力する。 次に、トータルコントロール手段Ｅ３は、操作量に基づ
き最適車体運動を得るために必要な、各サブシステムが
従うべき動特性を、車両諸元などから定まる車両特性式
と車体運動の目標動特性を表す数式モデルを用いて、車
体挙動量に基づきそれぞれ演算し、その各サブシステム
の動特性を指令信号として各サブコントロール手段Ｅ５
（１）〜８５（ｎ）に出力する。なお、この最適車体運
動とは、運転者が最も操縦し易い車体動特性などであり
、これを車体運動の目標動特性とする。 また、各サブシステ内の状態量検出手段Ｅ４（ｉ）は、
各サブシステム内の状態量を検出し、これに相当する信
号を各サブコントロール手段［５（ｉ）に出力する。 ついで、各サブコントロール手段８５（ｉ）は、トータ
ルコントロール手段Ｅ３から出力された指令信号で与え
られる各サブシステムの動特性に各サブシステムの状態
量が従うように、各サブシステムの運動状態量である検
出された状態量と、ばね上運動から各システムへの影響
量である検出された挙動量に基づき、それぞれの制御量
を演算し、その各制御量を各駆動手段８６（ｉ）に出力
する。 さらに、各駆動手段Ｅ６　（ｉ）は、各サブコントロー
ル手段Ｅ５（ｉ）から入力した各制御量に基づき各々の
車輪機構を駆動する。 このように、本発明は複雑な非線形微分方程式で表され
る車両運動を一輪または複数輪の車輪機構からなる各サ
ブシステムと、それらの動特性によって制御される車体
運動とに分散階層化して制御するものである。また、分
散階層化することにより、それぞれのシステムは比較的
単純化されるため、これらのシステムを所望の動特性に
制御する制御則を、現象を線形近似することなく非線形
な微分方程式に基づいて設計することが可能となる。こ
のため、従来技術ではタイヤ特性等の非線形性が問題と
なり不可能であった限界領域を含んだ広範囲な制御が可
能となる。 また、本発明ではばね上運動に関する挙動量を各サブコ
ントロール手段Ｅ５　（ｉ）に入力するため、ばね上運
動から各サブシステムへの影響を相殺するような制御が
可能となり、各サブシステムの状態量を正確に指令信号
である動特性に追随させることができる。

【その他の発明】

その他の発明は、本発明をより具体化したものであり、
前記トータルコントロール手段が、前記操作量と前記挙
動量とに基づき、車体運動がとるべき比較的単純な非線
形方程式で表される動特性を演算し、前記サブシステム
への指令値として出力するとともに、前記サブコントロ
ール手段が、前記状態量と、前記挙動量と、前記指令信
号とに基づき、サブシステムが前記指令信号により与え
られた動特性を得るために必要な制御量を比較的単純な
非線形方程式により演算し、その制御量を出力すること
を特徴とする。 ここで、車体がとるべき運動とは、車速、車体スリップ
角、ヨー角速度、上下動、ロール、ピッチ等であり、サ
ブシステムがとるべき運動とは、舵角、タイヤ回転角速
度、サスペンションの減衰力及びばねの変位・速度等で
ある。 すなわち、その他の発明は、複雑な非線形微分方程式で
表される車両運動を、一輪又は複数輪の車輪機構からな
る各サブシステムと、それらの動特性によって制御され
る車体運動とに分散階層化して、各サブシステムの個別
な制御とそれらのサブシステムの統合制御とに分けて行
うものであるしたがって、分散階層化することにより、
それぞれのシステム、すなわち、各サブシステムおよび
トータルコントロール手段は比較的単純化されるため、
これらのシステムを所望の動特性に制御する制御則を、
車両運動現象を線形近似することなく非線形な微分方程
式に基づいて設計することが可能になる。このため、従
来技術では例えばタイヤ特性等の非線形性が問題となり
不可能であった限界領域を含んだ広範囲な車両運動制御
が可能となる。

【実施例】

以下、本発明を具体的な実施例に基づいて説明する。 第１実施例 本実施例は、前後輪の実舵角角速度と回転角加速度が制
御可能な車両において、前２輪に対する転舵機構及び駆
動制動機構と、後２輪に対する転舵機構及び駆動制動機
構とを、それぞれ、一つのサブシステムとしたものであ
る。 本実施例の構成を第２図に示す。 （１）操作量検出手段 操作量検出手段Ｅ１は、操舵角を検出し対応する電気信
号に変換する操舵角センサ１１１と、アクセルの操作量
を検出し対応する電気信号に変換するアクセル操作量セ
ンサ１１２と、ブレーキの操作量を検出し対応する電気
信号に変換するブレーキ操作量センサ１１３とから成る
センサ群１１と、これらの信号をディジタル化するＡ／
Ｄ変換器１２とで構成されている。 （２）挙動量検出手段 挙動量検８手段Ｅ２は、センサ群２１、Ａ／Ｄ変換器２
２、前後速度・横速度演算用ＣＰ（１２３とで構成され
ている。センサ群２１は、車体の前後加速度を検出し対
応する電気信号に変換する前後Ｇセンサ２１１と、車体
の横加速度を検出し対応する電気信号に変換する横Ｇセ
ンサ２１２と、車体のヨー角速度を検出し対応する電気
信号に変換するヨー角速度センサ２１３と、車体のヨー
角加速度を検出し対応する電気信号に変換するヨー角加
速度センサ２１４とで構成されている。Ａ／Ｄ変換器２
２はセンサ群２１から出力された各電気信号をディジタ
ル化し、前後速度・横速度演算用ＣＰＵ　２３はディジ
タル化された前後加速度と横加速度とヨー角速度から、
車体の前後速度と横速度を演算する。 次に、前後速度・横速度演算用ＣＰｔ１２３による演算
の概要を説明する。 車体の前後速度と横速度とヨー角速度と前後加速度と横
加速度の間には次のような関係がある。 １１−ＲＶ＝ｇ、　　　　　　　　　　　　　　　−（
１）Ｖ十Ｒυ＝ｇｙ　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　（２）ただし、 ｇ８二前後加速度 ｇｙ’横加速度 Ｒ：ヨー角速度 Ｕ　：前後速度 Ｖ：横速度 であり、・は時間微分を表す。これらの微分方程式を離
散化し、漸化式とすることで前後速度と横速度がディジ
タル演算される。 （３）トータルコントロール手段 トータルコントロール手段Ｅ３は、トータルコントロー
ル用ＣＰｔ１３１で構成されている。トータルコントロ
ール用ＣＰＩＩ　３１は、操作用検出手段Ｅ１のＡ／Ｄ
変換器１２から出力される操作角信号、アクセル操作量
信号及びブレーキ操作量信号を入力している。また、ト
ータルコントロール用０２口３１は、挙動量検出手段Ｅ
２の前後速度・横速度演算用ＣＰＵ　２３から出力され
た前後速度信弯、横速度信号を入力し、Ａ／Ｄ変換器２
２から出力されたヨー角速度信号、前後加速度信号を入
力している。そして、ＣＰＵ　３１は、上記の入力値に
基づき前後輪のスリップ角とスリップ比の目標値を演算
し、目標値信号をサブコントロール手段Ｅ５　（１）　
、　２５　（２）への指令信号として出力している。 つぎに、トータルコントロール用ＣＰｔ１３１における
演算の概要を説明する。 各輪のタイヤ力と車体運動の間には、次のような関係が
ある。 ・　　Ｆ、＋Ｆ。 ａ、：前軸重心間距離 ａｒ：後軸重心間距離 Ｆ、：前輪タイヤ力の速度方向成分 Ｆｒ：後輪タイヤ力の速度方向成分 Ｆｓｆ’前輪タイヤ力の速度方向に垂直な成分Ｆｓｒ’
後輪タイヤ力の速度方向に垂直な成分Ｉ：ヨー慣性モー
メント ｍ二車画質量 Ｖ：車速 β　：車体スリップ角 ところで、ここでは前後速度と横速度の代わりに極座標
表現である車速と車体スリップ角を用いている。これら
の間には次式の関係がある。 ｖ＝ｍ β＝ｊａｎ したがって、前後輪のタイヤ力を車速、車体スリップ角
、ヨー角速度に基づき制御することができれば車速、車
体スリップ角、ヨー角速度の車体運動の動特性を所望の
目標動特性に設定することが可能となる。ところで、タ
イヤ力は各輪のスリップ角と、スリップ比と、荷重とに
よって一意的に決定されるものであると考えることがで
きる。 すなわち、 Ｆ　ｔ＝−Ｆ　ｇ　ｒ　（Ａ’　Ｘ　（αｒ、λｒ）ｃ
ｏｓα。 十μ、（αｆ、λｒ）ｓｉｎαｆ）　　　　　　　−（
８）Ｆ、、＝−Ｆ、、ｉ−μ、（αｆ、λｒ）ｓｉｎα
。 ＋μｙ（αｆ、λ、）ｃｏｓαｆ’ｔ　　　　　　　−
（９）Ｆ、＝−Ｐ、ｒｉμ、ｌ（ａ　、、λｒ）ｃｏｓ
α。 十μｙ（α「、λｒ）ｓｉｎαｒ）　　　　　　　　　
　　−１１０）Ｆ、、＝−Ｆ、、（−μつ（α１．λ、
）ｓｉｎα。 ＋μｙ（α、λ、）ＣＯ８αｒ）　　　　　　　　　　
−（１１）ただし、 Ｆ２．：前輪荷重 Ｆｚｒ’後輪荷重 α、：前輪スリップ角 αｒ＝後輪スリップ角 λｆ：前輪スリップ比 λｒ：後輪スリップ比 ここで、μＸ（α、λ）は前後方向路面摩擦係数であり
、第３図に示すようなスリップ角、スリップ比の非線形
関数となっている。また、μ、（α、λ）は横方向路面
摩擦係数であり、第４図に示すようなスリップ角、スリ
ップ比の非線形関数となっている。ところで、前輪およ
び後輪の荷重は次式によって演算される。 ただし、 ｇ：動加速度 ｈ９：重心高さ また、（８）、　（９）式またはαＧ、Ｑｌ）式に着目
すると、各輪のスリップ角、スリップ比とタイヤ力／荷
重は、タイヤ特性によって定まる非線形の関数関係とな
っていることが分かる。したがって、この関係を用いる
ことにより、タイヤ力と荷重の比から、その時のスリッ
プ角とスリップ比を演算するマツプを予め作成すること
ができる。ゆえに、所望のタイヤ力を発生させるために
必要なスリップ角とスリップ比をこのマツプを用いて求
めることができる。すなわち、 ａｒ＋ａ。 ａ　ｒ＋ａ　。 また、車体運動の目標動特性として本実施例においては
アクセル操作量、ブレーキ操作量に比例して加減速し、
車体スリップ角は常に０となり、操舵角と車速に比例し
たヨー角速度が得られるものとする。すなわち、 ｖ＝ｋｖｐ αｅ β＝−ｋｂｔａｎβ °（＋’ｌ） の目標動特性に設定するためのタイヤ力を求める。（３
）乃至（５）式の車体動特性をａｅ乃至ａ秒式を整理す
ると次式になる。 ただし、 ｐ：アクセル操作量（正）またはブレーキ操作量（負）
Ｒｏ：目標ヨー角速度 δ、ｗ：ハンドル操舵角 μ、１８：最大路面摩擦係数 ここで、αの、（ハ）式の目標ヨー角速度の設定は場合
分けが行われているが、これはタイヤ特性に余裕のある
領域においては操舵角と車速に比例したヨー角速度が得
られるようにし、限界領域においてはスピンを防ぎドリ
フトアウトの特性を示すように設定するものである。 つぎに、（３）乃至（５）式の車体動特性をｑｅ乃至Ｑ
Φ式上式からタイヤ力を一意的に決定することはできな
いが、できる限り小さなタイヤ力で目標動特性を実現し
ようとすると次式のように解くことができる。 ただし、士は擬似逆行列を表している。 結局トータルコントロール用ＣＰＩＩ３１における処理
は次に示すフローとなる。 まず、挙動量検出手段Ｅ２のＣＰＩＩ　２３から入力さ
れた前後速度Ｕと横速度νに基づき（６）、　（７）式
に従って車速Ｖと車体スリップ角βが求められる。 次に、（６）、　（７）式で得られた車速Ｖと車体スリ
ップ角βと、操作量検出手段Ｅ１から得られた操舵角δ
ｓｗとアクセル、ブレーキ操作量Ｐに基づき（１９）、
　（２０）、　（２２）式に従って目標動特性を得るた
めに必要なタイヤ力（Ｆｆ、　Ｐ、、、　Ｆ、、　Ｐ、
、）を演算する。 つぎに、（２２）式から得られたタイヤ力と、（１２）
（１３）式で得られた前後輪の荷重（Ｆ−、Ｆｚｒ）と
の比に基づき、（１４）、（１５）式に従って、このタ
イヤ力を得るために必要な前後輪のスリップ角（α、。 α、）とスリップ比（λ１．λｒ）を求める。 ついで、（１４）、　（１５）式より求められた各輪の
スリップ角（αｆ、α、）、スリップ比（λ２．λｒ）
をサブコントロール手段Ｅ５（１）、　Ｅ５（２）への
指令信号として出力し、最初のステップに戻る。 （４）状態量検出手段 前輪の状態量検出手段Ｅ　４　（１）はセンサ群４Ｈ１
）とＡ／Ｄ変換器４２（１）とから成る。センサ群４１
（１）は、前輪の実舵角を検出し対応する電気信号に変
換する実舵角センサ４１１（１）と、前輪の回転角速度
を検出し対応する電気信号に変換する回転角速度センサ
４１２（１）とで構成されている。また、Ａ／Ｄ変換器
４２（１）は、これらのセンサの出力する電気信号をデ
ィジタル化する。 また、後輪の状態量検出手段［１４（２）はセンサ群４
１（２）とＡ／Ｄ変換器４２　（２）とから成る。セン
サ群４１（２）は、後輪の実舵角を検出し対応する電気
信号に変換する実舵角センサ４１１（２）と、後輪の回
転角速度を検出し対応する電気信号に変換する回転角速
度センサ４１２　（２）とで構成されている。また、Ａ
／Ｄ変換器４２　（２＞は、これらのセンサの出力する
電気信号をディジタル化する。 （５）サブコントロール手段 サブコントロール手段Ｅ５（１）は前輪の運動を制御す
るためのもので、前輪コントロールＣＰＵ　５１やＲＯ
Ｍ　、　ＲＡＭを備えたコンピュータシステムで構成さ
れている。また、サブコントロール手段Ｅ５　（２）は
後輪の運動を制御するためのもので、後輪コントロール
ＣＰＵ　５２やＲＯＭ　ＳＲＡＭを備えたコンピュータ
システムで構成されている。 前輪コントロールＣＰＩＩ　５１は、トータルコントロ
ールＣＰＩＩ　３１から出力された前輪スリップ角目標
値信号αｒｏと前輪スリップ比目標値信号λ、。を入力
している。また、前輪コントロールＣＰＩＩ　５１は挙
動量検出手段Ｅ２のＣＰｔ１２３から出力された前後速
度信号Ｕと横速度信号Ｖと、挙動量検出手段Ｅ’２のＡ
／Ｄ変換器２２から出力されたヨー角速度信号βと前後
加速度信号ｇイと横加速度信号ｇｙとヨー角加速度信号
ｉを入力している。さらに、前輪コントロールＣＰ［Ｉ
　５１は状態量検出手段Ｅ４（１）のＡ／Ｄ変換器４２
（１）から出力された前輪実舵角信号と前輪回転角速度
信号を入力している。そして、前輪コントロールＣＰＩ
Ｉ　５１は、上述の各信号に基づき前輪の制御量である
前輪回転角速度信号と前輪回転角加速度信号を演算し、
それらの信号を制御量信号として駆動手段Ｅ６　（１）
に出力する。 一方、後輪コントロールＣＰＵ５２は、トータルコント
ロ−ル 目標値信号α１。と後輪スリップ比目標値信号λ，。 を入力している。また、後輪コントロールＣＰＵ　５２
は挙動量検出手段Ｅ２のＣＰＵ　２３から出力された前
後速度信号Ｕと横速度信号Ｖと、挙動量検出手段Ｅ２の
Ａ／Ｄ変換器２２から出力されたヨー角速度信号βと前
後加速度信号ｇ８と横加速度信号ｇｙとヨー角加速度信
号ｇｌｌを入力している。さらに、後輪コントロールＣ
ＰＵ　５２は状態量検出手段’Ｅ４　（２）のＡ／Ｄ変
換器４２　（２）から出力された後輪実舵角信号と後輪
回転角速度信号を入力している。そして、後輪コントロ
ールＣＰＩＩ　５２は、上述の各信号に基づき後輪の制
御量である後輪実舵角速度信号と後輪回転角加速度信号
を演算し、それらの信号を制御量信号として駆動手段Ｅ
６　（２）に出力する。 つぎに、前輪コントロール用ＣＰＵ５１と後輪コントロ
ール用ＣＰＵ５２における演算の概要を説明する。 前後輪のスリップ角、スリップ比は、挙動量と各輪の状
態量を用いて次式のように非線形関数として表すことが
できる。 （駆動時ｒωｒ≧ＬＩ”＋（Ｖ＋ａｒＲ）’　ＣＯＳα
ｒ　（７）とき）ｒω　「 （制動時ｒａ＋，＜　Ｕ’＋（Ｖ＋ａＪ）”　ｃｏｓａ
，のとき）（駆動時ｒａｔ，≧Ｕ”＋（Ｖ−ａｒＲ）”
　ｃｏｓａ，のとき）δｒ：後輪実舵角 ω，：前輪回転角速度 ωｒ＝後輪回転角速度 また、 この条件はタイヤ特性が一般に議論されていない領域を
避けるためのものである。 この（２３）乃至（２８）式を微分することによって前
後輪のスリップ角、スリップ比の動特性を求めることが
できる。 ｒω　。 （制動時ｒω，く＼罰７賃Ｖーａ，Ｒ戸ーｃｏｓα，の
とき）（Ｗ動時ｒａ）ｒ≧ＬＩ”＋（Ｖ＋ａｒＲ）”　
ｃｏｓａ　、　（Ｄトりただし、 ｒ：タイヤ有効半径 δ，：前輪実舵角 ｒω　ｆ ｒω　ｆ （制動時 ｒＯ，＜　　Ｌｌ’＋（Ｖ＋ａＪ）” ＣＯ８α　ｆ のとき） ｒＯ１ α　、Ｓｌｎα　ｒ ｒＯｆ α　ｒｓＩｎα　ｆ ただし、ｇＲ：　ヨー角加速度 この（２９）ないしく３４）式より、前後輪の実舵角速
度δ１．δ１．及び回転角加速度ω１．ω１．を挙動量
と各（駆動時 ｒＯ，≧Ｌｌ’＋（Ｖ−ａｒＲ）”　ＣＯ８α。 ｒＯ。 のとき） 輪の状態量に基づき制御することにより、前後輪のスリ
ップ角とスリップ比の動特性を所望の目標動特性に設定
できる。 また、本実施例における前後輪の目標動特性としては、
トータルコントロールＣＰＵ　３１より出力された前後
輪のスリップ角とスリップ比の目標値に、前後輪のスリ
ップ角とスリップ比の実際の値が速やかに追従するよう
に次式を考える。 ｒＯ。 （制動時ｒｔｏ、＜＄石ロａ、Ｒ）　”　ｃｏｍａ　。 のとき） 〈αｆ≦α、。のとき） （αｆＯ＜αｆ く□ のとき） １くλｆ ≦λ、。のとき） （λ、。くλ。 く１のとき） ただし、 α　ｒＯ α　ｒＯ λ、。 λｒ。 また、 ：前輪スリップ角目標値 ：後輪スリップ角目標値 ：前輪スリップ比目標値 ：後輪スリップ比目標値 以下の議論を簡単化するために （３５）、　（３６） 式を、 π 一□＜α１ ≦αｒｏのとき） （αｒＯ〈αｒ のとき） （−１くλ。 ≦λ、。のとき） α、＝ｆ、（α７．α、。） （３７）、　（３８）式を、 λｒ−”ｒ　１（λ７．λ、。） （３９）、　（４０）式を、 α、二ｆｌｌ（α、α、。） （４１）、　（４２）式を、 λ−ｆ＋（λ１．λ、。） と表す。したがって、 のスリップ角、スリブ （２９）ないしく３４）式の前後輪 プ比を（４３）ないしく４６）式の 目標動特性に設定するための制御則として次式が求めら
れる。 （駆動時ｒω、≧　Ｕ”＋（Ｖ＋ａｒＲ）　”。。、４
．のとき）（駆動時ｒω、≧、凸戸了７廷；７ｉ］。ｏ
ｓａ、＜７）とき）口”＋（Ｖ−ａ、Ｒ）” ｆ、（αｒ　＋　αｒ　Ｏ）　ωｒ　ｊ　ａ　ｎ　（Ｘ
　ｒ（制動時ｒωｒ　＜　ＪＴｉ”７石扉暦ｒＲ）”　
ｃｏｓα、のとき）−ｒａ（αｒ＋　Ｃｌ　ｔｏ）　Ｑ
Ｊ　ｒｔａｎ（Ｚ　ｒＵ”＋（Ｖ−ａ、Ｒ）’ −ｆ１（α、αｒｅ）（１）ｒｊａｎαｒ（制動時ｒω
、く＼凸戸〒（Ｖ＋ａｒＲ）”　ｃｏｓαｒのとき）−
ｆ１（αｙ　＋　α（ｏ　）　ω（ｔ　ａ　ｎ　αｒ（
ｂｏ） 結局、前輪コントロール用ＣＰＵ５１における処理とし
ては、つぎに示すようなフローとなる。 まず、挙動量検出手段Ｅ２から出力された前後速度■、
横速度Ｖとヨー角速度Ｒと前輪の状態量検出手段Ｅ４（
１）から出力された前輪実舵角δ４．前輪回転角速度ω
、に基づき、（２３）ないしく２５）式に従って前輪ス
リップ角α、と前輪スリップ比λｆを演算する。 つぎに、トータルコントロールＣＰＩＩ　３１から出力
された前輪スリップ目標値α、。、前輪スリップ比目標
値λ、。と、挙動量検出手段Ｅ２から出力された前後速
度Ｕ、横速度Ｖ、ヨー角速度Ｒ９前後加速度ｉ。 横加速度ｇｙ、ヨー角加速度ｇ、と、前輪の状態量検出
手段Ｅ４　（１）から出力された前輪実舵角δ２．前輪
回転角速度ω、に基づき、（４７）ないしく４９）式に
従って前輪実舵角速度δｆ、前輪回転角加速度ωｆを演
算する。 ついで、演算された前輪実舵角速度δ、と前輪回転角加
速度ω、を制御量信号として出力し、最初のステップに
戻る。 また、後輪コントロール用ＣＰＵ５２における処理とし
ては、次に示すようなフローとなる。 まず、挙動量検出手段Ｅ２から出力された前後速度Ｕ、
横速度Ｖ、ヨー角速度Ｒと後輪の状態量検出手段Ｅ４（
２）から出力された後輪実舵角δ１．後輪回転角速度ω
、に基づき、（２６）ないしく２８）式に従って後輪ス
リップ角α１と後輪スリップ比λ、を演算する。 つぎに、トータルコントロールＣＰ口３１から出力され
た後輪スリップ角目標値α、。、後輪スリップ比目標値
λ、。と、挙動量検出手段Ｅ２から出力された前後速度
Ｕ、横速度Ｖ、ヨー角速度Ｒ１前後加速度ｇ８゜横加速
度ｇｙ＋ヨー角加速度ｇＲと、後輪の状態量検出手段Ｅ
４　（２）から出力された後輪実舵角δ１．後輪回転角
速度ω、に基づき、（５０）ないしく５２）式に従って
後輪実舵角速度δ１．後輪回転角加速度ω１を演算する
。 ついで、演算された後輪実舵角速度δ１と後輪回転角加
速度ω、を制御量信号として出力し、最初のステップに
戻る。 （６）駆動手段 駆動手段Ｅ６　（１）は前輪の実舵角と前輪の実際の回
転速度を変化させる手段であり、駆動手段Ｅ６（２）は
後輪の実舵角と後輪の実際の回転速度を変化させる手段
である。 駆動手段８６（１）は転舵アクチュエータ６Ｈ１）と駆
動制御装置６２（１）とで構成されている。転舵アクチ
ユニータロ１　（１）は、前輪コントロール用ＣＰＵ５
１より出力された前輪実舵角速度信号に基づき前輪の実
舵角を転舵する。駆動制御装置６２（１）は前輪コント
ロールＣＰＩＩ　５１より出力された前輪回転角加速度
信号に基づき前輪の回転の加減速を行う一方、駆動手段
Ｅ６　（２）は転舵アクチュエータ６１（２）と駆動制
御装置６２　（２）とで構成されている。 転舵アクチュエータ６Ｈ２）は、後輪コントロール用Ｃ
ＰＩＩ　５２より出力された後輪実舵角速度信号に基づ
き　後輪の実舵角を転舵する。駆動制御装置６２（２）
は後輪コントロールＣＰＵ５２より出力された後輪回転
角加速度信号に基づき後輪の回転の加減速を行う。 （７）作用及び効果 上記構成からなる本実施例の作用および効果は、以下の
通りである。 まず、操作量検出手段Ｅ１から出力された運転者の意志
を表す操舵角信号とアクセル、ブレーキ操作量信号と、
挙動量検出手段Ｅ２から出力された現在の車体運動を表
す前後速度信号と横速度信号とヨー角速度信号と前後加
速度信号とが、トータルコントロール手段Ｅ３のトータ
ルコントロール用ＣＰＯ３１に入力される。 つぎに、トータルコントロール用ＣＰＵ３１において、
操作量に基づき、加減速度とヨー角速度の目標値と常に
零である車体スリップ角目標値が設定される。そして、
それらの設定された目標値に対して、挙動量検出手段Ｅ
２から出力された実測値が望ましい動特性に従って追従
するように、前後輪のタイヤ力が演算される。さらにこ
のタイヤ力を得るための前後輪のスリップ角とスリップ
比の目標値が、タイヤ特性から求められたマツプを用い
て演算される。そして、最後に、それらの前後輪のスリ
ップ角とスリップ比の目標値が指令信号として、前輪コ
ントロール用ＣＰＵ　５１と後輪コントロール用ＣＰＩ
Ｉ　５２に出力される。この望ましい動特性とは、運転
者が最も操縦し易い車両特性であり、挙動量は振動する
ことなく目標値に速やかに追従するものである。 前輪コントロール用ＣＰＵ　５１には、トータルコント
ロール用ＣＰＵ　３１から指令信号としての前輪スリッ
プ角目標値信号と前輪スリップ比目標値信号とが入力す
ると共に、挙動量検出手段Ｂ２から出力された前後速度
信号と横速度信号とヨー角速度信号と前後加速度信号と
横加速度信号とヨー角加速度信号とが入力し、更に、状
態量検出手段！！４　（１）から出力された前輪実舵角
信号と前輪回転角速度信号とが入力する。 つぎに、前輪コントロール用０１口５１において、測定
された前後速度と横速度とヨー角速度と前輪実舵角と前
輪回転角速度に基づき実際の前輪スリップ角と前輪スリ
ップ比が演算される。さらにこれらの実測値が前輪スリ
ップ角と前輪スリップ比の目標値に速やかに追従するよ
うに、測定された（前輪スリップ角及び前輪スリップ比
）と、目標値として演算された（前輪スリップ角目標値
と前輪スリップ比目標値）と、測定された（前後速度、
横速度、ヨー角速度、前後加速度、横加速度及びヨー角
加速度）とに基づき、前輪実舵角速度と前輪回転角加速
度とが演算され、それらの値は、前輪の制御量信号とし
て前輪の駆動手段Ｅ６（１）に出力される。 また、後輪の制御は次のように行われる。 後輪コントロール用ＣＰＩＩ５２において、測定された
前後速度き横速度とヨー角速度と後輪実舵角と後輪回転
角速度に基づき実際の後輪スリップ角と後輪スリップ比
が演算される。さらにこれらの実測値が後輪スリップ角
と後輪スリップ比の目標値に速やかに追従するように、
測定された（後輪スリップ角及び後輪スリップ比）と、
目標値として演算された（後輪スリップ角目標値と後輪
スリップ比目標値）と、測定されたＣ前後速度、横速度
、ヨー角速度、前後加速度、横加速度及びヨー角加速度
）とに基づき、後輪実舵角速度と後輪回転角加速度とが
演算され、そらの値は、後輪の制御量信号として後輪の
駆動手段Ｅ６　（２）に出力されるついで、駆動手段Ｅ
６（１’）は、前輪コントロール用ＣＰｔ１５１から出
力された前輪実舵角速度信号と前軸回転角加速度信号に
基づき前輪の転舵及び駆動制動を行い、前輪のスリップ
角、スリップ比を目標値に追従させている。 同様に、駆動手段Ｅ６　（２）は、後輪コントロール用
ＣＰＵ５２から出力された後輪実舵角速度信号と後輪回
転角加速度信号に基づき後輪の転舵及び駆動制動を行い
、後輪のスリップ角、スリップ比を目標値に追従させて
いる。 このように、後輪および後輪の車輪機構におてい各輪の
スリップ角とスリップ比の目標値追従を車体運動の時定
数に比較して十分速く行うことにより、車体運動を運転
者が最も操縦し易い動特性に設定することができる。ま
た、本実施例ではどのような運転状態においても車体ス
リップ角は常に零となるため、運転者は車体のスピンを
警戒することなく安心して車両を操縦することができる
ところで、本実施例では車両運動が非線形特性を示す原
因となっているタイヤ特性は、各輪のスリップ角とスリ
ップ比の非線形関数であることに着目し、トータルコン
トロール手段ε３において車体運動が所望の動特性を示
すように各輪のスリップ角とスリップ比の目標値を非線
形のタイヤ特性を表すマツプを用いて演算している。ま
た、サブコントロール手段ＩＥ５　（１）　、　Ｅ５　
（２）においてはトータルコントロール手段Ｅ３から出
力された各輪のスリップ角とスリップ比の目標値を実現
するような各車輪機構の制御が行われている。このよう
に、本実施例では複雑な車両運動をばね上の車体運動と
ばね下の転舵、駆動制動運動に各輪のスリップ角、スリ
ップ比を介在して分散階層化することにより、タイヤ特
性を非線形のまま扱うことができ、その結果限界領域を
含んだ広範囲な制御が可能きなった。 さらに、本実施例においてはトータルコントロール手段
Ｅ３とサブコントロール手段Ｅ５　（１）、　Ｅ５　（
２）はそれぞれ細別のＣＰｕによって構成されているが
、車両のばね上運動は転舵、駆動制動運動などのばね下
運動と比較してゆっくりとした運動であるので、トータ
ルコントロール手段Ｅ３における制御周期はサブコント
ロール手段Ｅ５　（１）、　Ｅ５　（２）における制御
周期と比較して長くすることができ、効率の良いＣＰＵ
の活用が可能となる。 また、路面からの外乱等により生じる実舵角や回転角速
度の擾乱はトータルコントロール手段Ｅ３を介さず、即
時にサブコントロール手段Ｅ５（１）、Ｅ５（２）によ
りローカルフィードバックが行われるため、制御遅れの
少ない高い性能が得られる。 ところで、本実施例では前後速度と横速度の検出方法と
して前後加速度と横加速度とヨー角速度からディジタル
コンビ二一夕を用いて演算を行ったが、これは光学式の
速度計を用いたり、計測用の車輪を設けてこれにより測
定しても良い。この場合、積分演算を必要としないため
オフセットを生じない正確な前後速度と横速度の検出が
可能となる。 第２実施例 第２実施例は、前輪と左後輪と右後輪の回転角加速度が
、それぞれ、独立に制御可能な車両において、前輪と左
後輪と右後輪のそれぞれの駆動制御機構を１つのサブシ
ステムとしたものである。 以下、第１実施例との相違点に重点をおいて説明する。 本実施例の構成を第５図に示す。 （１）操作量検出手段 操作量検出手段Ｅ１は、第１実施例のそれと全く同一の
構成をとり、検出される信号の種類も全く同一である。 （２）挙動量検出手段 挙動量検出手段Ｅ２は、第１実施例のそれと全く同一の
構成をとり、検出される信号の種類も全く同一である。 （３）トータルコントロール手段 トータルコントロール手段Ｅ３は、第１実施例と同様に
、トータルコントロール用ＣＰｔ１３２　、ＲＯＭ　。 ＲＡＭから成るコンピュータシステムで構成されている
。 トータルコントロール用ＣＰＵ　３２は、操作用検出手
段Ｅ１のＡ／Ｄ変換器１２から出力される操作角信号、
アクセル操作量信号及びブレーキ操作量信号を入力して
いる。また、トータルコントロール用ＣＰＩＩ　３２は
、挙動量検出手段Ｅ２の前後速度・横速度演算用ＣＰＵ
　２３から出力された前後速度信号、横速度信号を入力
し、Ａ／Ｄ変換器２２から出力されたヨー角速度信号、
前後加速度信号、横加速度信号を入力している。そして
、ＣＰＵ　３２は、上記の入力値に基づき、前輪と左後
輪と右後輪のスリップ角の推定値とスリップ比の目標値
を演算する。更に、その演算された値は、指令信号とし
て、各サブコントロール手段Ｅ５　（３）、　Ｅ５　（
４）　、　Ｅ５　（５）へ出力される。 つぎに、トータルコントロール用ＣＰＵ３２における演
算の概要を説明する。 各輪のタイヤ力と車体運動の間には、次のような関係が
ある。 ｍ（Ｕ−ＲＶ）＝Ｆ、、ｃｏｓδｒ−ＦｙｖＳｌｎδｒ
”Ｆｘｒ【”ＦｘｒＲｍ（Ｖ＋ＲＬＩ）＝Ｆ、ｒｓｉｎ
δ　、＋Ｆ、、ＣＯ３δ　ｒ”Ｆｙｒｔ＋Ｆｙｒ＊ＩＲ
＝ａｒ（Ｆｌｌｒｓｉｎδｒ＋ＦｙｒｃＯ８δｔ）　ａ
ｒ（Ｆｙｒｔ”Ｆｙｒｉ）ｄ　（Ｆ、、ＬＪ、ｒＲ）　
　　　　　　　　　　　　−（５５）Ｆｘｒ−ｐＨｒμ
８（α１．λｒ）　　　　　　　　　　　　（５６）Ｆ
　ｙ　ｆｆ＝−Ｆ　ｚ　ｆμｙ（α７．λ、）Ｆ＊ｒＬ
＝−ＦｚｒＬμＮ（αｒＬ＋λｒＬ）ＦｙｒＬ”−Ｆｚ
□μ、（αｒＬ＋λｒＬ＞ＦＭ□−−ＦｚｒＲμ８（α
、、λｒＲ）Ｆ　ｙｒｌ＋＝−ｐ　＊ｒＲμｙ（αｒＲ
＋λｒＲ）ただし、 ｄ：後輪トレッド７２ Ｆｘｆ’前輪駆動制動力 ＦｘｒＬ’左後輪駆動制動力 Ｆｗｒｌｌ＝右後輪駆動制動力 Ｆｙｒ：前輪横力 ＦｙｒＬ’左後輪横力 ＦｙｒＲ’右後輪横力 αｒＬ’左後輪スリップ角 αｒＲ’右後輪スリップ角 λｒＬ’左後輪スリップ比 λ１．：右後輪スリップ比 ・（６０） 左後輪と右後輪の荷重は次式のように演算される２＜ａ
、＋ａ、） ｄ 本実施例では前輪と左後輪と右後輪のスリップ比を制御
することにより車体運動の前後速度とヨー角速度の動特
性を次式に示す目標動特性に設定することを目的とする
。 Ｕ＝ｋｕＰ　　　　　　　　　　　　　　（６４）つぎ
に、（５３）、　（５５）式で表される車体運動を（６
４）ないしく６７）式の目標動特性に設定するためのタ
イヤ力の条件式を求める。 これは加減速度とヨー角速度の車体運動が操舵角とアク
セル、ブレーキ操作量から定まる目標の加減速度とヨー
角速度に等しい定常状態で左右後輪の駆動制動力が荷重
配分となり、かつ前輪横力によるヨーモーメントと左右
後輪の駆動制動力によるヨーモーメントの比がａｒ　：
　ｄとなるような条件下で前輪横力と左後輪駆動制動力
と右後輪駆動制動力について解いたものである。 ところで、これらの駆動制動力または横力を得るための
スリップ比は、駆動制動力または横力と、荷重との比、
およびスリップ角の関数として予めマツプを作成してお
くことにより求めることができる。 ａ「ｇ ２　（ａ　ｒ＋ｄ） ２１ｇ Ｆ＊ｒＬ また、各輪のスリップ角は前輪実舵角と前後速度と横速
度とヨー角速度に基づき次式のように演算環は次に示す
フローとなる。 まず、操作量検出手段Ｅ１から出力された操舵角と操舵
ギヤ比に基づき前輪実舵角を演算する。 つぎに、挙動量検出手段Ｅ２から出力された前後速度と
横速度とヨー角速度と、前輪実舵角とに基づき（７４）
ないしく７６）式に従って各輪のスリップ角の推定値を
演算する。 ついで、挙動量検出手段Ｅ２から出力された前後加速度
と横加速度に基づき（１２）、　（６２）、　（６３）
式に従って各輪の荷重を演算する。 つぎに、−周期前の演算で出力された前輪スリップ比の
目標値　（初期状態ではＯ）と前輪スリップ角推定値と
前輪スリップ比目標値に基づき（５６）式に従って前輪
駆動制動力を演算する。 ついで、操作量検出手段Ｅ１から出力された操舵角とア
クセル、ブレーキ操作量と、挙動量検出手段Ｅ２から出
力された前後速度と横速度とヨー角速度と横加速度と、
前輪駆動制動力に基づき（６６）、、（（６７）、　（
６９）、　（７０）式に従って左後輪駆動制動力と右後
輪駆動制動力を演算する。 つぎに、左後輪駆動制動力と左後輪荷重と左後輪スリッ
プ角推定値に基づき（７２）式に従って左後輪スリップ
比目標値を演算し、右後輪駆動制動力と右後輪荷重と右
後輪スリップ角推定値に基づき（７３）式に従って右後
輪スリップ比目標値を演算する。 ついで、左後輪スリップ角推定値と左後輪スリップ比目
標値と左後輪荷重に基づき（５９）式に従って左後輪横
力を演算し、右後輪スリップ角推定値と右後輪スリップ
比目標値と右後輪荷重に基づき（６１）式に従って右後
輪横力を演算する。 つぎに、操作量検出手段Ｅ１から出力された操舵角とア
クセル、ブレーキ操作量と、挙動量検出手段Ｅ２から出
力された前後速度と横速度とヨー角速度と横加速度と、
前輪駆動制動力と左後輪横力と右後輪横力に基づき（６
６）ないしく６８）式に従って前輪横力を演算する。 ついで、前輪横力と前輪荷重と前輪スリップ角推定値に
基づき（７１）式に従って前輪スリップ比目標値を演算
する。 つぎに、前輪スリップ角推定値と前輪スリップ比目標値
と左後輪スリップ角推定値と左後輪スリップ比目標値と
右後輪スリップ角推定値と右後輪スリップ比目標値をサ
ブコントロール手段Ｅ５（３）。 Ｅ５　（４）、　Ｅ５　（５）への指令信号として出力
し最初のスリップに戻る。 （４）状態量検出手段 状態量検出手段としては、前輪の状態量検出手段Ｅ４　
（３）と左後輪の状態量検出手段Ｅ４　（４）と右後輪
の状態量検出手段Ｂ４　（５）とがある。 前輪の状態量検出手段８４　（３）は前輪の実舵角速度
を検出し対応する電気信号に変換する実舵角速度センサ
４１Ｈ３ンと前輪の回転角速度を検出し対応する電気信
号に変換する回転角速度センサ４１２　（３）とからな
るセンサ群４１（３）と、これらの電気信号をディジタ
ル化するＡＩＤ変換器４２　（３）とで構成されている
。 また、左後輪の状態量検出手段ε４（４）は左後輪の回
転角速度を検出し対応する電気信号に変換する回転角速
度センサ４１２（４）と、この電気信号をディジタル化
するＡ／１１変換器４２　（４）とで構成されている。 また、右後輪の状態量検出手段Ｅ４　（５）は右後輪の
回転角速度を検出し対応する電気信号に変換する回転角
速度センサ４１２（５）と、この電気信号をディジタル
化するＡ１０変換器４２（５）とで構成されている。 （５）サブコントロール手段 サブコントロール手段としては、前輪を制御するだめの
前輪のサブコントールＥ５　（３）と左後輪を制御する
ための左後輪のサブコントールＥ５　（４）と右後輪を
制御するための右後輪のサブコントール［５（５）とが
ある。 前輪のサブコントロール手段Ｅ５　（３）は、前輪コン
トロール用ＣＰυ５３、ＲＯＭ　、　ＲＡＭから成るコ
ンピュータシステムで構成されている。 前輪ｍｌ　７　）　ｏ　−ル用ＣＰＬＩ　５３は、トー
タルコントロール用ＣＰＩＩ　３２から前輪スリップ角
推定値信号と前輪スリップ比目標値信号とを入力してい
る。また、前輪コントロール用ＣＰＵ　５３は、挙動量
検出手段Ｅ２から前後速度信号と横速度信号とヨー角速
度信号と横加速度信号とヨー角加速度信号きを入力し、
状態量検出手段Ｅ４　（３）から前輪回転角速度信号と
前輪実舵角速度信号を入力している。そして、前輪コン
トロール用ＣＰＩＩ　５３は、上述の各入力値に基づき
、前輪の制御量である前輪回転角加速度信号を演算し、
制御量信号として前輪の駆動制動装置６２　（３）に出
力する。 左後輪コントロール用ＣＰＵ　５４は、トータルコント
ロールＣＰＵ　３２から左後輪スリップ角推定値信号と
左後輪スリップ比目標値信号とを入力している。また、
左後輪コントロール用ＣＰＩＩ　５４は、挙動量検出手
段Ｅ２から前後速度信号と横速度信号とヨー角速度信号
と前後加速度信号と横加速度信号とヨー角加速度信号と
を入力し、左後輪の状態量検出手段ＩＥ４　（４）から
左後輪回転角速度信号を入力している。そして、左後輪
コントロール用Ｃ−ＰＵ５４は、上述の各入力値に基づ
き左後輪の制御量である左後輪回転角加速度信号を演算
し、制御量信号として左後輪の駆動制動装置６２　（４
）に出力する。 右後輪コントロール用ＣＰＵ５５は、トータルコントロ
ールＣＰＩＪ３２から右後輪スリップ角推定値信号と左
後輪スリップ比目標値信号とを入力している。また、右
後輪コントロール用ＣＰＩＩ　５５は、挙動量検出手段
Ｅ２から前後速度信号と横速度信号とヨー角速度信号と
前後加速度信号と横加速度信号とヨー角加速度信号とを
入力し、右後輪の状態量検出手段８４　（５）から右後
輪回転角速度信号を入力している。そして、右後輪コン
トロール用ＣＰＩＩ　５５は、上述の各入力値に基づき
右後輪の制御量である右後輪回転角加速度信号を演算し
、制御量信号として右後輪の駆動制動装置６２　（５）
に出力する。 つぎに、前輪コントロール用ＣＰＵ５３と左後輪コント
ロール用ＣＰＵ５４と右後輪コントロール用ＣＰＩＩ５
５における演算の概要を説明する。 左後輪と右後輪のスリップ比は、挙動量と各輪の状態量
を用いて次式のように表すことができる。 （駆動時ｒａＪｒＬ≧　（ローｄＲ＞’＋（Ｖ−ａ、Ｒ
）２ＣＯ８αｒＬの時）ただし、 ωｒＬ’左後輪回転角速度 ωｒＲ’右後輪回転角速度 （７５）ないしく８０）式を微分することによって左後
輪と右後輪のスリップ角、スリップ比の動特性を求める
ことができる。 （Ｕ−ｄＲ）　（ｇ、−ＲＵ−ａ、ｇ＋＋）−（ｇ、＋
ＩｔＶ−ｄｇ＋＋＞　（Ｖ−ａ、Ｒ）（駆動時ｒ（１３
，Ｌ≧　（Ｌｌ−ｄＲ）　’＋（Ｖ−ａｒＲ）　’ｃｏ
ｓαｒＬの時）ｒω　「Ｌ （制動時ｒω、Ｌ＜　　（ｕ−ｄＲ）”（Ｖ−ａｒＲ）
”　ＣＯ８αｒｔの時）（駆動時ｒωｒＲ≧　（Ｕ”ｄ
Ｒ）　”　（Ｖ−ａ　ｒＲ）　”　ｃｏｓ　ａ　ｒ　Ｒ
の時）”　　ｃｏｓα　ｒＬ （ローｄＲ）２＋（Ｖ−ａｒＲ）”α　ｒＬｓｉｎα　
ｒＬｒω　ｒＬ ｒω　ｒｌ （制動時ｒｗ、、＜　　（Ｕ＋ｄＲ）２＋（Ｖ−ａ、Ｒ
）２ＣＯ９（Ｚｒｉの時）制動時ｒω７．〈〜η丁肩ｉ
〒’−（Ｖ７肩汀”　ｃｏｓα１．のとき）（（１１−
ｄＲ）　２＋（Ｖ−ａｒＲ）　２）　　”′ｃｏｓαｒ
ＬｒａＪ　ｒＬα　、ＬＳｌｎ（ｒ　、Ｌ（ｌＩ＋ｄＲ
）　（ｇｙ ｉｌｌ ａｒｇｉｒ＞−（ｇｗ＋ＲＶ＋ｄｇｍ）（Ｖ−ａｒＲ）
−ＣＯＳα　ｒＲ （Ｕ＋ｄＲ）　’＋（Ｖ−ａ、Ｒ）　”ａ　ｒＲｓｉｎ
ｃｒ　ｒＲｒω　ｒｌ ｒ（１）ｒＲ （制動時ｒω、、＜　　（ＬＩ＋ｄＲ）　”＋（Ｖ−ａ
Ｒ）”　ｃａｓａ　ｒｔ（７）時）ｒω　ｒＲα　ｒ＊
５ｌｎｃｘ　ｒｕ ｒω　「費 ＬＴｉ謂司（Ｖ−ａ、Ｒ）” ＣＯ８α　ｒＲ （２９）ないしく３１）式より、前輪の回転角加速度を
挙動量と前輪の状態量に基づき制御することにより、前
輪のスリップ比の動特性を所望の目標動特性に設定でき
、（８１）ないしく８３）式より、左後輪の回転角加速
度を挙動量と左後輪の状態量に基づき制御することによ
り、左後輪のスリップ比の動特性を所望の目標動特性に
設定でき、（８４）ないしく８６）式より、右後輪の回
転角加速度を挙動量と右後輪の状態量に基づき制御する
ことにより、右後輪のスリップ比の動特性を所望の目標
動特性に設定できる。 また、本実施例における前輪と左後輪と右後輪の目標動
特性としては、トータルコントロール手段より出力され
た前輪と左後輪と右後輪のスリップ比の目標値に、前輪
と左後輪と右後輪のスリップ比の実際の値が速やかに追
従するように（３７）、（３８）式および次式を考える
。 く λｒＬ≦λｒＬ。 λｒＬＯ＜ λｒｔ＜１ く λｒｌｌ≦λ、。 のとき） のとき） のとき） と表す。したがって、（３０）、　（３１）式の前輪の
スリップ比を（４４）式の目標動特性に設定するための
制御則として次式が求められる。 （駆動時ｒω、≧９ｊ７賢Ｌ＋−ａ、Ｒ）”　ｃａｓａ
、のとき）（Ｕ（ｇ−＋ＲＶ）＋（Ｖ＋ａＪ）　（ｇｙ
　　ＲＵ＋ａｒｇｉ）　　）　　ωｒｒω、２ｆＩ（λ
２．λ、。） （λ、。くλ、〈１のとき） （Ｕ（ｇＭ＋ＲＶ）＋（Ｖ十ａＪ）（ｇｙ−ＲＵ＋ａｒ
ｇ＋＋）　　）　　ωｔただし、 λｒＬＯ’左後輪スリップ比目標値 λ、。：右後輪スリップ比目標値 また、以下の議論を簡単化するために 式を、 λｒＬ＝ｆ　＋　（λｒＬ＋λｒＬＯ）（８９）、　（
９０）式を、 λ、−ｆｌ（λ、、λ、。） （８７）、　（８８） ・　（９４） また、（８２）、　（８３）式の前輪のスリップ比を（
９１）式の目標動特性に設定するための制御則として次
式が求められる。 （駆動時ｒω、Ｌ≧　（Ｕ−ｄＲ）　’＋（Ｖ−ａ、Ｒ
億ＣＯ８α、、にＤ時）（ＩＩ　　ｄＲ）　′＋（Ｖ　
　ａｒＲ）’ｒωｒＬ２ｆＩ　（λｒＬ＋λｒＬｌ＋）
“′“パ“′−５コ［不７隠。。８４．。 （制動時ｒａｔ、Ｌ＜〜へ了］ｉＴ石］７１Ｒ）　”ｃ
ｏＳａ　ｒＬの時）また、（８５）、　（８６）式の前
輪のスリップ比を（９２）式の目標動特性に設定するた
めの制御則として次式が求められる。 （駆動時ｒ（ｌｌＪｒｉ＋２：４τ−１Ｔｉ７７５Ｒ）
　”ｃｏＳａ、、（Ｄ時）ｒａｌ　、、２ｆ　、　（λ
、、λｒＲ１１）（制動時ｒｔｏ　、、＜　　（Ｕ＋ｄ
Ｒ）　”＋（Ｖ−ａ１コｃｏｓα、５の時）（Ｕ＋ｄＲ
）　（ｇｘ＋ＲＶ＋ｄｇ＋＋）＋（Ｖ−ａｒＲ）　（ｇ
ｙ−Ｒ１１−ａ、ｇ＋＋）（Ｚ　ｒ＋＋ωｒ＋＋ｔａｎ
αｒＩＩ　　　　　　　　　　　　　　””（９Ｕ結局
、前輪コントロール用ＣＰＵ５３における処理としては
、次に示すようなフローとなる。 まず、トータルコントロール用ＣＰＵ　３２から出力さ
た前輪スリップ角推定値と、挙動量検出手段Ｂ２から出
力された前後速度と横速度とヨー角速度と、前輪の状態
量検出手段Ｅ４（３）から出力された前輪回転角速度に
基づき、（２４）、　（２５）式に従って前輪スリップ
比を演算する。 つぎに、トータルコントロール用ＣＰＩＩ　３２から出
力された前輪スリップ角推定値と前輪スリップ比目標値
と、挙動量検出手段Ｅ２から出力された前後速度と横速
度とヨー角速度と前後加速度と横加速度とヨー角加速度
と、前輪の状態量検出手段Ｅ４（３）から出力された前
輪回転角速度と前輪実舵角速度と、前輪スリップ比に基
づき、（２９＞、　（９３）、　（９４）式に従って前
輪回転角加速度を演算する。 ついで、演算された前輪回転角加速度を制御量信号とし
て出力し、最初のステップに戻る。 また、左後輪コントロール用ＣＰＩＩ５４における処理
としては、次に示すようなフローとなる。 まず、トータルコントロール用ＣＰＵ　３２から出力さ
れた左後輪スリップ角推定値と、挙動量検出手段Ｅ２か
ら出力された前後速度と横速度とヨー角速度と、左後輪
の状態量検出手段Ｅ４　（４）から出力された左後輪回
転角速度に基づき、（７７）、　（７８）式に従って左
後輪スリップ比を演算する。 つぎに、トータルコントロール用ＣＰＵ　３２から出力
された左後輪スリップ角推定値と左後輪スリップ比目標
値と、挙動量検出手段Ｅ２から出力された前後速度と横
速度とヨー角速度と前後加速度と横加速度とヨー角加速
度と、左後輪の状態量検出手段８４　（４）から出力さ
れた左後輪回転角速度と、左後輪スリップ比に基づき、
（８１）、　（９５）、　（９６）式に従って左後輪回
転角加速度を演算する。 ついで、演算された左後輪回転角加速度を制御量信号と
して出力し、最初のステップに戻る。 また、右後輪コントロール用ＣｐＨ５５における処理と
しては、次に示すようなフローとなる。 まず、トータルコントロール用ＣＰＵ　３２かう出力さ
れた右後輪スリップ角推定値と、挙動量検出手段Ｅ２か
ら出力された前後速度と横速度とヨー角速度と、右後輪
の状態量検出手段Ｅ４　（５）から出力された右後輪回
転角速度に基づき、（７９）、　（８０）式に従って右
後輪スリップ比を演算する。 つぎに、トータルコントロール用ＣＰＵ　３２から出力
された右後輪スリップ角推定値と右後輪スリップ比目標
値と、挙動量検出手段Ｅ２から出力された前後速度と横
速度とヨー角速度と前後加速度と横加速度とヨー角加速
度と、右後輪の状態量検出手段８４　（５）から出力さ
れた右後輪回転角速度と、右後輪スリップ比に基づき、
（８４）、　（９７）、　（９８）式に従って右後輪回
転角加速度を演算する。 ついで、演算された右後輪回転角加速度を制御量信号と
して出力し、最初のステップに戻る。 （６）駆動手段 前輪の駆動手段８６　（３）は、前輪コントロール用手
段５３より出力された前輪回転角加速度信号に基づき前
輪の回転の加減速を行う駆動制動装置６２（３）を有し
ている。 また、左後輪の駆動手段８６　（４）は、左後輪コント
ロール用手段５４より出力された左後輪回転角加速度信
号に基づき左後輪の回転の加減速を行う駆動制動装置６
２（４）を有している。 また、右後輪の駆動手段８６　（５）は、右後輪コント
ロール用手段５５より出力された右後輪回転角加速度信
号に基づき右後輪の回転の加減速を行う駆動制動装置６
２　（５）を有している。 （７）作用及び効果 上記構成からなる本実施例の作用および効果は、以下の
通りである。 まず、操作量検出手段Ｅ１から出力された運転者の意志
を表す操舵角信号とアクセル、ブレーキ操作量信号がト
ータルコントロール用ＣＰＩＩ　３２に入力する。また
、挙動量検出手段Ｅ２から出力された現在の車体運動を
表す前後速度信号と横速度信号とヨー角速度信号と前後
加速度信号がトータルコントロール用ｃＰＵ　３２にお
けるトータルコントロール用０２口３２に入力する。 つぎに、トータルコントロール用ＣｐＨ３２により、操
作量に基づき設定される加減速とヨー角速度の目標値に
、挙動量検出手段Ｅ２から出力された実測値が望ましい
動特性に従って追従するような前輪のタイヤ横力と左後
輪のタイヤ駆動制動力と右後輪のタイヤ駆動制動力とが
演算される。次に、このタイヤ力を得るための前輪と左
後輪と右後輪のスリップ比の目標値がタイヤ特性から求
められたマツプを用いて演算される。そして、トータル
コントロール用ＣＰｔ１３２により、演算された各輪の
スリップ各推定値と各輪のスリップ比目標値が指令信号
として前輪コントロール用ＣＰＩＩ　５３、左後輪コン
トロール用ＣＰＩＩ　５４、右後輪コントロール用ＣＰ
Ｕ　５５に出力される。 この望ましい動特性とは、運転者が最も操縦し易い車両
特性であり、挙動量は振動することなく目標値に速やか
に追従するものである。 さらに、トータルコントロール用ＣＰＵ　３２から出力
された指令信号としての前輪スリップ角推定値信号と前
輪スリップ比目標値信号と、挙動量検出手段Ｅ２から出
力された前後速度信号と横速度信号とヨー角速度信号と
前後加速度信号と横加速度信号とヨー角加速度信号と、
状態量検出手段Ｅ４　（３）から出力された前輪回転角
速度信号と前輪実舵角速度信号は前輪コントロール用Ｃ
ＰＵ５３に入力される。 つぎに、前輪コントロール用ＣＰＵ５３において、前後
速度と横速度とヨー角速度と前輪回転角速度に基づき前
輪スリップ比が演算される。さらにこの値が前輪スリッ
プ比目標値に速やかに追従するように前輪スリップ角と
前輪スリップ比と前輪スリップ比目標値と前後速度と横
速度とヨー角速度と前後加速度と横加速度とヨー角加速
度と前輪実舵角速度に基づき前輪回転角加速度が演算さ
れる。そして、その前輪回転角加速度は、前輪の制御量
信号として前輪の駆動制動装置６２　（３）に出力され
る。 また、トータルコントロール用ＣＰＵ　３２から出力さ
れた指令信号としての左後輪スリップ角推定値信号と左
後輪スリップ比目標値信号と、挙動量検出手段Ｅ２から
出力された前後速度信号と横速度信号とヨー角速度信号
と前後加速度信号と横加速度進行とヨー角加速度信号と
、状態量検出手段Ｅ４（４）から出力された左後輪回転
角速度信号は左後輪コントロール用ＣＰＵ５４に入力さ
れる。 つぎに、左後輪コントロール用ＣＰＩＩ５４において、
前後速度と横速度とヨー角速度と左後輪回転角速度に基
づき左後輪スリップ比が演算される。さらにこの値が左
後輪スリップ比目標値に速やかに追従するように、左後
輪スリップ角と左後輪スリップ比と左後輪スリップ比目
標値と前後速度と横速度とヨー角速度と前後加速度と横
加速度とヨー角加速度に基づき左後輪回転角加速度が演
算される。そして、その左後輪回転角加速度は、左後輪
の駆動制動装置６２　（４）に出力される。 また、トータルコントロール用ＣＰＩＩ　３２から出力
された指令信号としての右後輪スリップ角推定知信号と
右後輪スリップ比目標値信号と、挙動量検出手段Ｅ２か
ら出力された前後速度信号と横速度信号とヨー角速度信
号と前後加速度信号と横加速度信号とヨー角加速度信号
と、状態量検出手段Ｅ４（５）から出力された右後輪回
転角速度信号は、右後輪コントロール用ＣＰＵ５５に入
力される。 つぎに、右後輪コントロール用ＣＰＵ５５において、前
後速度と横速度とヨー角速度と右後輪回転角速度に基づ
き右後輪スリップ比が演算される。さらにこの値が右後
輪スリップ比目標値に速やかに追従するように、右後輪
スリップ角と右後輪スリップ比と右後輪スリップ比目標
値と前後速度と横速度とヨー角速度と前後加速度と横加
速度とヨー角加速度に基づき、右後輪回転角加速度が演
算される。そして、この右後輪回転角加速度は、右後輪
の制御量信号として右後輪の駆動制動装置６２（５）に
出力される。 ついで、サブコントロール手段Ｅ５　（３）における前
輪コントロール用ＣＰＵ５３から出力された前輪回転角
加速度信号は駆動手段Ｅ６　（３）に入力され、この制
御量に基づき前輪の駆動制御が行われ、前輪のスリップ
比を目標値に追従させている。 また、サブコントロール手段Ｅ５　（４）における左後
輪コントロール用ＣＰＵ５４から出力された左後輪回転
角加速度信号は駆動手段Ｅ６　（４）に入力され、この
制御量に基づき左後輪の駆動制動が行われ、左後輪のス
リップ比を目標値に追従させている。 また、サブコントロール手段Ｅ５　（５）における右後
輪コントロール用ＣＰＵ５５から出力された右後輪回転
角加速度信号は駆動手段Ｅ６　（５）に入力され、この
制御量に基づき右後輪の駆動制動が行われ、右後輪のス
リップ比を目標値に追従させている。 このように、前輪と左後輪と右後輪の車輪機構において
各輪のスリップ比の目標値追従を車体運動の時定数に比
較して十分速く行うことにより、車体運動を運転者が最
も操縦し易い動特性に設定することができる。 すなわち、本実施例は各輪の駆動制動装置の制御により
、タイヤ特性が非線形となる限界領域を含んだあらゆる
運転状況下において車体動特性を所望の動特性にするも
のである。 また、本実施例では各サブコントロール手段が個別のＣ
ＰＵにより構成されているため、そのうちの一つが故障
し一輪が従動輪となった場合においても故障による車体
運動の変化をトータルコントロール手段が検出し、これ
を補正するような指令信号を出力することにより、結果
として他の二輪が故障しした一輪の役割を分担し、著し
い車両運動特性の劣化を防ぐことができる。 ところで、本実施例では過度めハンドル操舵に対する補
正手段として、最大路面摩擦係数と前後速度に基づきヨ
ー角速度の目標値を（６６）式から（６７）式のように
補正しているが、さらに過度のアクセル、ブレーキ操作
量の補正手段を加え、車体の目標動特性として次式を考
える。 ＬＩ＝ｋｕＰａ　　　　　　　　　　　　　　　　”’
４９９）Ｒ＝−ｋｍ（Ｒ−Ｒｏ）　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　−（１００）（Ｗ耳７７〉μ１．８
のとき） μ　ｏ８ ただし、 ｐｏ：補正後のアクセル、ブレーキ操作量μ。８二前後
方向μの要求値 μ。ｙ：横方向μの要求値 このような補正を行うと、限界領域でハンドルとアクセ
ル、ブレーキを同時に操作した場合、操作量に応じて旋
回または駆動制動が優先される。 なお、本実施例は各輪の駆動制動装置に適用したもので
あるが、本発明は制動手段における制動装置にも適用す
ることができる。この場合、制動ｐｏ＝に一δ１、 実舵角速度において運転者の操舵角と車速に応じたヨー
角速度を得ながら制動するという非常に安全な制動装置
が実現される。 尚、第１実施例では、前二輪をまとめて一つのサブシス
テム、後二輪をまとめて一つのサブシステムとみなし得
るが、その他、一輪ずつ独立にサブシステムとする装置
も可能である。 このとき、トータルコントロール手段Ｅ３は（２２）式
と同様な次式で各輪のタイヤ力を演算する。 Ｆ、：左前輪タイヤ力の速度方向成分 Ｆ２：右前輪タイヤ力の速度方向成分 Ｆ３：左後輪タイヤ力の速度方向成分 Ｆ４：右後輪タイヤ力の速度方向成分 Ｆ％Ｉ’左前輪タイヤ力の速度方向に垂直な成分Ｆ８２
：右前輪タイヤ力の速度方向に垂直な成分Ｆｉ３’左後
輪タイヤ力の速度方向に垂直な成分Ｆｉ４：右後輪タイ
ヤ力の速度方向に垂直な成分ｄｆ：　前輪トレッド／２ ｄｒ：　後輪トレッド／２ そして、トータルコントロール手段Ｅ３はこれらの各輪
のタイヤ力から０４）、α９式と同様にして、各輪のス
リップ角、スリップ比を演算する。 また、このとき、サブコントロール手段の他、状態量検
出手段と駆動手段も四輪独立に設置され、それぞれ、独
立した動作をする。この場合、状態量検出手段は一輪づ
つ正確な状態量を検出できるため、目標動特性に挙動量
をより正確に追随させる制御が可能となる。 また、前二輪、後二輪を、それぞれ、１つのサブシステ
ムとする場合に比較して、冗長性が高いため、任意の一
輪のサブシステムが故障しても、他の三輪が故障した一
輪の役割を分担し、著しい車両運動特性の悪化を防ぐこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の車体の統合制御装置の全体の構成を示
したブロック図、第２図は本発明の具体的な一実施例に
係る車体の統合制御装置の構成を示したブロック図、第
３図、第４図はタイヤ特性を示した特性図、第５図は他
の実施例に係る車体の統合制御装置の構成を示したブロ
ック図である。 第３図 第４図 特許出願人　株式会社豊田中央研究所

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 車両運動を指令するために運転者によって操作された操
   作量を検出する操作量検出手段と、車体の挙動量を検出
   する挙動量検出手段と、前記操作量と前記挙動量に基づ
   き、車体運動が所望の動特性を得るために必要な、一輪
   または複数輪の車輪機構から成る複数のサブシステムが
   それぞれ従うべき動特性を演算し、その動特性を指令信
   号として出力するトータルコントロール手段と、 前記複数のサブシステムにおいて、サブシステム内の状
   態量を検出する状態量検出手段と前記状態量と、前記挙
   動量と、前記指令信号とに基づき、サブシステムが前記
   指令信号により与えられた動特性を得るために必要な制
   御量を演算し、その制御量を出力するサブコントロール
   手段と、 前記制御量に基づき車輪機構を駆動する駆動手段とを備
   えた車両の統合制御装置