JPH0848256A - 車両の運動制御装置 - Google Patents

車両の運動制御装置

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JPH0848256A
JPH0848256A JP6186118A JP18611894A JPH0848256A JP H0848256 A JPH0848256 A JP H0848256A JP 6186118 A JP6186118 A JP 6186118A JP 18611894 A JP18611894 A JP 18611894A JP H0848256 A JPH0848256 A JP H0848256A
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vehicle
motion state
equation
yaw rate
target
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Yutaka Hirano
豊 平野
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Toyota Motor Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 各種車両パラメータが変化しても常に最適な
制御を維持でき、また車両の運動状態量を検出するセン
サの零点ドリフト及び高周波ノイズの影響なく車両の運
動状態を最適に制御する。 【構成】 ヨーレートセンサ２４が車両の運動状態量の
一つであるヨーレートγを検出する。マイクロコンピュ
ータ２５は、プログラム処理により、他の運動状態量で
ある車体横滑り角βを検出するとともに、目標運動状態
量としての目標ヨーレートγd及び目標車体横滑り角βd
を決定する。そして、目標運動状態量と検出運動状態量
の差に、各種パラメータの変動に対するロバスト安定性
及びセンサの零点ドリフト、高周波ノイズの影響を受け
ないロバストス制御性能を確保するための周波数特性を
もつフィードバックゲインを乗じてフィードバック後輪
舵角δrcを計算し、後輪を同舵角δrcだけ操舵制御す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、後輪操舵機構、制動力
配分機構などの車両の運動状態を変更可能な運動状態変
更機構を制御して、車両の運動状態詳しくは車両の旋回
に伴う水平面内の運動状態を理想的なものに近づける車
両の運動制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の装置は、例えば特開昭６
０−１６１２５５号公報に示されているように、車両の
運動状態量としてのヨーレート又は横加速度を検出し、
車速、横風の強さ、天候状態、路面状態などに応じて変
化する係数を前記検出したヨーレート又は横加速度に乗
じることによりフィードバック制御量を決定し、同フィ
ードバック制御量に応じて運動状態変更機構としての後
輪操舵機構を制御することにより後輪を操舵して、車両
の運動状態が良好になるようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の装
置にあっては、前記係数すなわちフィードバックゲイン
は車速、横風の強さ、天候状態、路面状態などに応じて
変化するものの試行錯誤的なチューニングに頼る部分が
多く、フィードバックゲインを運動力学的に最適に設定
することは難しい。また、上記従来の装置にあっては、
車両の搭載重量の変化、タイヤの経時変化などにより各
種車両パラメータが変化することを考慮してないために
車両の運動状態に対する最適な制御を常に維持すること
は難しく、また車両の運動状態量（ヨーレート、横加速
度など）を検出するセンサの零点ドリフト及び高周波ノ
イズの影響を考慮してないために車両の運動状態の制御
に誤差が含まれる場合がある。本願発明は上記問題に対
処するためになされもので、その目的は各種車両パラメ
ータが変化しても常に最適な制御を維持でき、また車両
の運動状態量を検出するセンサの零点ドリフト及び高周
波ノイズの影響なく車両の運動状態を最適に制御できる
車両の運動制御装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の構成上の第１の特徴は、車両の運動状態量
を検出する運動状態量検出手段と、車両の目標運動状態
量を決定する目標運動状態量決定手段と、前記検出した
運動状態量と前記決定した目標運動状態量との差に所定
の周波数特性をもつフィードバックゲインを乗じてフィ
ードバック制御量を計算する計算手段と、前記計算した
フィードバック制御量に応じて前記運動状態変更機構を
制御して車両の運動状態量を前記目標運動状態量に一致
させる制御手段とを備えたことにある。
【０００５】また、第２の特徴は、前記計算手段はフィ
ードバックゲインを低周波数領域及び高周波数領域にお
いて低く設定したことにある。
【０００６】また、第３の特徴は、前記第１の特徴にお
ける計算手段を、前記検出した運動状態量と前記決定し
た目標運動状態量との差であって現在までの所定時間毎
の複数の差をそれぞれ重み付けして合算することにより
フィードバック制御量を計算する計算手段で置換したこ
とにある。
【０００７】
【発明の作用・効果】上記第１の特徴による運動状態量
と目標運動状態量との差に所定の周波数特性をもつフィ
ードバックゲインを乗じてフィードバック制御量を計算
することは、実際の車両をシミュレートしたプラントモ
デルを想定し、同プラントモデルに基づいて、制御性能
の感度を周波数領域に応じて指定でき、かつプラントモ
デルのパラメータが変動した場合でも制御のロバスト安
定性又はロバスト制御性能が理論的に保証されるＨ∞制
御理論又はμシンセシス法を用いてフィードバックゲイ
ンを決定できることを意味する。したがって、プラント
モデルに基づいて車両の運動状態を最適に制御できると
ともに、車両の搭載重量の変化、タイヤの経時変化など
により各種車両パラメータが変化しても前記最適な制御
を維持できる。
【０００８】また、上記第２の特徴によれば、前記フィ
ードバックゲインを低周波数領域及び高周波数領域にお
いて低く設定するようにしたので、運動状態量検出手段
として低コストのセンサを利用したために同センサ出力
に零点ドリフト及び高周波ノイズが含まれていても、同
零点ドリフト及び高周波ノイズの影響を受けないで車両
の運動状態を最適に制御できる。
【０００９】また、上記第３の特徴による運動状態量と
目標運動状態量との差であって現在までの所定時間毎の
複数の差をそれぞれ重み付けして合算することによりフ
ィードバック制御量を計算することは、前記第１の特徴
によるフィードバック制御量を計算することに対応す
る。したがって、この場合も、前記第１の特長の場合と
同様に、車両の運動状態を最適に制御できるとともに、
各種車両パラメータが変化しても前記最適な制御を維持
できる。
【００１０】
【実施例】
（ａ）制御理論 以下、本発明の実施例について説明するが、その前に同
実施例にて利用される制御理論について説明しておく。
車両の運動状態量詳しくは車両の旋回に伴う水平面内の
運動状態量としてヨーレートγ及び車体横滑り角βを採
用するとともに、同運動状態量を最適に制御するために
後輪を操舵する場合を想定する。車両の運動状態モデル
として２自由度モデルを採用すると、車体横滑り角β、
ヨーレートγ、車速Ｖ、前輪舵角δf及び後輪舵角δ
rは、車両の運動方程式から下記数１〜５により定義さ
れる関係にあることはよく知られている。
【００１１】
【数１】dｘ/dt＝Ａｘ＋Ｂｕ
【００１２】
【数２】
【００１３】
【数３】
【００１４】
【数４】
【００１５】
【数５】
【００１６】なお、前記数４，５において、Ｍは車両重
量、Ｉz は車両ヨーイング慣性モーメント、ａf，ａr
は車両重心から前輪車軸及び後輪車軸までの各水平距
離、ｃf，ｃr は前輪及び後輪の各コーナリングパワー
であり、これらの車両パラメータは各車両に固有の値で
あって以下固定値として扱う。
【００１７】次に、前記数１，３を下記数６のように書
き換える。
【００１８】
【数６】dｘ/dt＝Ａｘ＋Ｅδf＋Ｃδr ここで、前記数６中、Ｅ，Ｃは下記数７，８のとおりで
ある。
【００１９】
【数７】
【００２０】
【数８】
【００２１】一方、目標ヨーレートγｄ及び目標車体横
滑り角βdを操舵入力の１次遅れで近似すれば、同ヨー
レートγd及び車体横滑り角βdは下記数９，１０のよう
に定義される。
【００２２】
【数９】
【００２３】
【数１０】
【００２４】前記数９，１０中、β０，γ0は後輪を操
舵制御しないときの操舵入力に対する車体横滑り角β及
びヨーレートγの定常ゲインであり、κb，κrは後輪を
操舵制御した場合の車体横滑り角β及びヨーレートγと
前記定常ゲインβ0，γ0との比である。また、τb，τr
は車体横滑り角β及びヨーレートγの１次遅れ時定数で
あり、ｓはラプラス演算子である。
【００２５】ここで、上述した状態量ｘを目標状態量ｘ
d に一致させたとすると、下記数１１が成立する。
【００２６】
【数１１】 d(ｘd)/dt＝Ａ(ｘd)＋Ｅδf＋Ｃ(δr＋δrc) 前記数１１中のδrcは、ｘ＝ｘd となる状態を平衡状態
としたときに同平衡状態からのずれを補正するためのフ
ィードバック後輪舵角である。いま、ｅ＝ｘd−ｘとお
いて、ｅに対する運動方程式を立てると前記数６，１１
により下記数１２が成立する。
【００２７】
【数１２】dｅ/dt＝Ａｅ＋Ｃδrc したがって、前記数１２の動特性をもつ偏差ｅを「０」
にするフィードバック後輪舵角δrcを計算することが、
所望の運動特性を実現するための後輪操舵制御則とな
る。図１及び図２は前記数１２の運動方程式に対応した
車両制御モデル図である。図１及び図２において、一点
鎖線で囲んだブロックは被制御対称である車両を表し、
Ｐ(ｓ)は車両の各種パラメータが変動しない場合（数１
２のパラメータ行列Ａ，Ｃが変動しない場合）における
フィードバック後輪舵角δrcの偏差ｅに対する伝達関数
であり、Δ(ｓ)は車両の搭載重量、タイヤの経時変化な
どによる各種車両パラメータの変動分を表す伝達関数で
ある。また、Ｆ(ｓ)は偏差ｅのフィードバック後輪舵角
δrcに対する伝達関数である。
【００２８】ここで、制御対象である車両のパラメータ
行列Ａ，Ｃが変動した場合でも、制御のロバスト安定性
を保証可能なＨ∞制御理論、又はロバスト制御性能を理
論的に保証可能なμシンセシス法を用いると、所定の周
波数特性を持つフィードバックゲインＦ(ｓ)を下記数１
３に示すように導出できるとともに、車両の目標運動状
態量ｘd と運動状態量ｘとの偏差ｅに前記フィードバッ
クゲインＦ(ｓ)を乗じたフィードバック後輪舵角δrcを
下記数１４のように計算できる。すなわち、図１，２の
伝達関数Δ(ｓ)を考慮して、フィードバックゲインＦ
(ｓ)及びフィードバック後輪舵角δrcを計算できる。
【００２９】
【数１３】Ｆ(ｓ)＝［Ｆ1(ｓ) Ｆ2(ｓ)］
【００３０】
【数１４】δrc＝Ｆ(ｓ)ｅ＝Ｆ1(ｓ)(βd−β)＋Ｆ
2(ｓ)(γd−γ) 次に、これらの伝達関数Ｆ(ｓ)，Ｆ1(ｓ)，Ｆ2(ｓ)を決
定する方法について説明しておく。まず、車両の各種パ
ラメータが変動しない場合における伝達関数Ｐ(ｓ)と、
ロバスト安定性を考慮して周波数に応じて重み付けした
伝達関数Ｗt(ｓ) と、車体横滑り角β及びヨーレートγ
を検出するセンサの零点ドリフト及び高周波ノイズとは
無関係に制御感度を確保するための周波数に応じて重み
付けした伝達関数Ｗs(ｓ) とを決定する。伝達関数Ｐ
(ｓ)は車両の各種パラメータにより決定されるものであ
る。伝達関数Ｗt(ｓ) を決定するためには、車両の各種
パラメータが変動した場合（例えば、車両の搭載重量、
タイヤの経時変化により各種パラメータが変動した場
合）を想定して、これらの変動に対応した種々のゲイン
線図（図３の破線参照）を作成し、これらの全てのゲイ
ン線図を上回るゲイン線図（図３の実線参照）を作成す
る。そして、この実線のゲイン線図を表す関数を伝達関
数Ｗt(ｓ)として決定する。また、伝達関数Ｗs(ｓ)を決
定するためには、低周波数領域及び高周波数領域にてゲ
インを低く設定することにより前記センサの零点ドリフ
ト及び高周波ノイズの影響を受けないゲイン線図（図４
の実線参照）を作成して、このゲイン線図を表す関数を
伝達関数Ｗs(ｓ) として決定する。そして、これらの伝
達関数Ｐ(ｓ)，Ｗt(ｓ)，Ｗs(ｓ)を基に、Ｈ∞制御理論
又はμシンセシス法を用いて伝達関数Ｆ(ｓ)，Ｆ
1(ｓ)，Ｆ2(ｓ)を導出する。
【００３１】その結果、これらの伝達関数Ｆ(ｓ)，Ｆ
1(ｓ)，Ｆ2(ｓ)をフィードバックゲインとしてフィード
バック後輪舵角δrcを計算して同舵角δrcに後輪を操舵
すれば、車両搭載重量、タイヤの経時変化などによる車
両の各種パラメータの変動に対するロバスト安定性及び
センサの零点ドリフト、高周波ノイズとは無関係な制御
性能が確保されることになる。
【００３２】次に、マイクロコンピュータなどの計算機
を使って目標車体横滑り角βd 、目標ヨーレートγd 及
びフィードバック後輪舵角δrcを計算するために、前記
数９及び数１４を離散系の演算式に変換する必要があ
る。数９を離散系の演算式に変換すると、前記数９は下
記数１５，１６のようになる。
【００３３】
【数１５】βd[ｎ]＝ｇ10β0[ｎ]＋ｇ11β0[ｎ−１]＋
ｈ1βd[ｎ−１]
【００３４】
【数１６】γd[ｎ]＝ｇ20γ0[ｎ]＋ｇ21γ0[ｎ−１]＋
ｈ2γd[ｎ−１] 前記数１５，１６中の各係数ｇ10，ｇ11，ｈ1，ｇ20，
ｇ21，ｈ2は下記数１７〜２２のとおりである。
【００３５】
【数１７】
【００３６】
【数１８】
【００３７】
【数１９】
【００３８】
【数２０】
【００３９】
【数２１】
【００４０】
【数２２】
【００４１】なお、前記数１７〜２２中のＴは演算周期
である。数１４を離散系の演算式に変換すると、前記数
１４は下記数２３のようになる。
【００４２】
【数２３】
【００４３】なお、ｋは前記伝達関数Ｆ1(ｓ)，Ｆ2(ｓ)
の次数である。また、前記数２３中の各係数ｆ10,ｆ11,
…,ｆ1k,ｆ20,ｆ21,…,ｆ2k,ｇ1,ｇ2,…,ｇkは、前記伝
達関数Ｆ1(ｓ)，Ｆ2(ｓ)をｚ変換又はタスティン変換(T
ustin変換)を用いて離散化した下記数２４，２５の各係
数として定義されるものである。
【００４４】
【数２４】
【００４５】
【数２５】
【００４６】なお、前記数２４，２５中のｚは離散化し
た際の遅延を示す遅れ演算子である。
【００４７】（ｂ）具体的実施例 次に、前記制御理論に基づいて後輪を操舵制御する具体
的な実施例を図面を用いて説明すると、図５は同実施例
に係る車両全体を概略的に示している。この車両は左右
前輪ＦＷ１，ＦＷ２を操舵する操舵ハンドル１１と、左
右後輪ＲＷ１，ＲＷ２を操舵するアクチュエータ１２と
を備えている。アクチュエータ１２は左右後輪ＲＷ１，
ＲＷ２を操舵可能に連結したリレーロッド１３と共に後
輪操舵機構を構成するもので、同ロッド１３を軸線方向
に駆動することにより左右後輪ＲＷ１，ＲＷ２を操舵制
御する。また、この車両は、アクチュエータ１２を駆動
制御するための電気制御装置２０を備えている。
【００４８】電気制御装置２０は、車速Ｖを検出する車
速センサ２１と，前輪舵角δf を検出する前輪舵角セン
サ２２と、後輪舵角δr を検出する後輪舵角センサ２３
と、本発明の車両の運動状態量としてのヨーレートγを
検出するヨーレートセンサ２４とを備えている。これら
の各センサ２１〜２４はマイクロコンピュータ２５に接
続されている。マイクロコンピュータ２５は図６のフロ
ーチャートに対応した後輪操舵制御プログラムと図８の
フローチャートに対応した車体横滑り角検出プログラム
を記憶するとともに、両プログラムを内蔵のタイマの作
用により所定時間Ｔ毎にそれぞれ繰り返し実行する。こ
の所定時間Ｔは上述した制御周期（演算周期）Ｔに等し
い。なお、本発明の他の一つの運動状態量である車体横
滑り角は前記車体横滑り角検出プログラムの実行により
検出される。マイクロコンピュータ２５には駆動回路２
６が接続されていて、同回路２６は同コンピュータ２５
からの制御信号に応じてアクチュエータ１２を制御して
左右後輪ＲＷ１，ＲＷ２を操舵する。
【００４９】まず、マイクロコンピュータ２５はステッ
プ１００にてプログラムの実行を開始し、ステップ１０
２にて車速センサ２１、前輪舵角センサ２２及びヨーレ
ートセンサ２４からそれぞれ検出された車速Ｖ、前輪舵
角δf 及びヨーレートγを入力する。次に、ステップ１
０４にて前記入力した車速Ｖ及び予め定めた各種車両パ
ラメータＭ,Ｉz,ａf,ａr,ｃf,ｃrを用いた上記数１０の
演算の実行により車体横滑り角β及びヨーレートγの各
定常ゲインβ0，γ0を計算する。次に、ステップ１０６
にて、Ｔ時間前の定常ゲインβ0，γ0をそれぞれ表す前
回データβ0[ｎ−１]，γ0[ｎ−１]と、現在の定常ゲイ
ンβ0，γ0をそれぞれ表す今回データβ0[ｎ]，γ0[ｎ]
とを更新する。すなわち、ステップ１０６にて、前回デ
ータβ0[ｎ−１]，γ0[ｎ−１]を今回データβ0[ｎ]，
γ0[ｎ]に更新するとともに、今回データβ0[ｎ]，γ
0[ｎ]を前記計算した定常ゲインβ0，γ0に更新する。
なお、これらの今回及び前回データは最初図示しない初
期設定処理により所定の初期値に設定されている。
【００５０】前記ステップ１０６の処理後、ステップ１
０８にて予め定めた定数κb,τb,κr,τr,Ｔを用いた上
記数１７〜２２の演算を実行することにより係数ｇ10，
ｇ11，ｈ1，ｇ20，ｇ21，ｈ2をそれぞれ計算する。次
に、ステップ１１０にてｋＴ時間前からＴ時間前までの
Ｔ時間毎の目標車体横滑り角βd をそれぞれ表す各時系
列データβd[ｎ−ｋ]，…，βd[ｎ−１]をこれらの各時
系列データのＴ時間後の各時系列データβd[ｎ−ｋ＋
１]，…，βd[ｎ]にそれぞれ更新するとともに、ｋＴ時
間前からＴ時間前までのＴ時間毎の目標ヨーレートγd
をそれぞれ表す各時系列データγd[ｎ−ｋ]，…，γd
[ｎ−１]をこれらの各時系列データのＴ時間後の各時系
列データγd[ｎ−ｋ＋１]，…，γd[ｎ]にそれぞれ更新
する。前記ステップ１１０の処理後、ステップ１１２に
て前記計算した各係数ｇ10，ｇ11，ｈ1， ｇ20，ｇ21，
ｈ2 及び前記更新した各時系列データβ0[ｎ−１]，γ0
[ｎ−１]，β0[ｎ]，γ0[ｎ]，βd[ｎ−１]，γd[ｎ−
１]を用いた数１５，１６の演算の実行により現在の目
標車体横滑り角βd[ｎ]及び目標ヨーレートγd[ｎ]を計
算する。次に、ステップ１１４にて図８の車体横滑り角
検出プログラム（詳しくは後述する）の実行により検出
された現在の車体横滑り角β*[ｎ] をこの後輪操舵制御
プログラムの検出車体横滑り角β*として設定する。
【００５１】次に、ステップ１１６にて、ｋＴ時間前か
らＴ時間前までのＴ時間毎の検出車体横滑り角βをそれ
ぞれ表す各時系列データβ[ｎ−ｋ]，…，β[ｎ−１]を
これらの各時系列データのＴ時間後の各時系列データβ
[ｎ−ｋ＋１]，…，β[ｎ]にそれぞれ更新するととも
に、現在の検出車体横滑り角βを表す時系列データβ
[ｎ] を前記設定した検出車体横滑り角β* に設定す
る。また、同ステップ１１６にて、ｋＴ時間前からＴ時
間前までのＴ時間毎の検出ヨーレートγをそれぞれ表す
各時系列データγ[ｎ−ｋ]，…，γ[ｎ−１]をこれらの
各時系列データのＴ時間後の各時系列データγ[ｎ−ｋ
＋１]，…，γ[ｎ]にそれぞれ更新するとともに、現在
の検出ヨーレートγを表す時系列データγ[ｎ]を前記入
力したヨーレートγに設定する。次に、ステップ１１８
にて、ｋＴ時間前からＴ時間前までのＴ時間毎のフィー
ドバック後輪舵角δrcをそれぞれ表す各時系列データδ
rc[ｎ−ｋ]，…，δrc[ｎ−１] をこれらの各時系列デ
ータのＴ時間後の各時系列データδrc[ｎ−ｋ＋１]，
…，δrc[ｎ]にそれぞれ更新する。なお、上述した各時
系列データは最初図示しない初期設定処理により所定の
初期値に設定されている。
【００５２】前記ステップ１１８の処理後、ステップ１
２０にて、前記ステップ１１０，１１２，１１６，１１
８の処理により更新した各時系列データと上記数２４，
２５により特定される各係数を用いた上記数２３の演算
の実行により現在のフィードバック後輪舵角δrc[ｎ]を
計算する。そして、ステップ１２２にて同計算した後輪
舵角δrc[ｎ]を表す制御信号を駆動回路２６に出力し
て、ステップ１２４にてこの後輪操舵制御プログラムの
実行を終了する。駆動回路２６は前記制御信号に応答し
てアクチュエータ１２を駆動して、左右後輪ＲＷ１，Ｒ
Ｗ２をフィードバック後輪舵角δrc[ｎ]だけ操舵制御す
る。
【００５３】上記説明からも理解できるように、上記実
施例によれば、車両の運動状態量、詳しくは車両の旋回
に伴う水平面内の運動状態量の一つであるヨーレートγ
をヨーレートセンサ２４により検出するとともに、他の
運動状態量である車体横滑り角βを後述する車速センサ
２１、前輪舵角センサ２２、後輪舵角センサ２３、ヨー
レートセンサ２４及び図８のプログラム処理により検出
している。また、ステップ１１２の処理により目標運動
状態量としての目標車体横滑り角βd 及び目標ヨーレー
トγdを決定し、ステップ１２０の処理により目標車体
横滑り角βd及び目標ヨーレートγd と検出車体横滑り
角β及び検出ヨーレートγとの偏差に上述した制御理論
に基づくフィードバックゲインを乗じてフィードバック
後輪舵角δrcを計算して、ステップ１２２の処理により
同後輪舵角δrcだけ左右後輪ＲＷ１，ＲＷ２を操舵して
いる。したがって、車両搭載重量、タイヤの経時変化な
どによる車両の各種パラメータの変動に対するロバスト
安定性及びセンサの零点ドリフト、高周波ノイズとは無
関係な制御性能が確保されて、車両の運動状態、詳しく
は車両の旋回に伴う水平面内の運動状態は目標運動状態
に良好に制御される。
【００５４】（ｃ）車体横滑り角の検出方法 次に、上記実施例で利用した車体横滑り角βの検出方法
について説明するが、この場合も具体的実施例の前に理
論的な説明をしておく。
【００５５】車体横滑り角β、ヨーレートγ、車速Ｖ、
前輪舵角δf及び後輪舵角δrの関係は、車両の運動方程
式から上記数１〜５のように定義されることは上述のと
おりである。運動状態量β，γのうちのヨーレートγは
角速度センサを用いて比較的簡単に測定できるので同ヨ
ーレートγを観測可能な運動状態量として扱い、一方、
車体横滑り角βを測定することは一般的には難しいので
同車体横滑り角βを観測困難な運動状態量として扱う。
したがって、ヨーレートγを参照入力とし、車体横滑り
角βを推定するオブザーバを想定すると、同オブザーバ
の出力方程式は下記数２６，２７のように表される。
【００５６】
【数２６】Ｙ＝ＣＸ
【００５７】
【数２７】Ｃ＝[０ １] 前述した数１〜５及び数２６，２７で表される車両の運
動状態モデル（プラント）に対して同一次元オブザーバ
を構成すると、全体モデルは図７のように表される。こ
の場合、オブザーバの状態方程式は下記数２８のように
表される。
【００５８】
【数２８】dＸ*/dt＝(Ａ−ＫＣ)Ｘ*＋ＫＹ＋ＢＵ＝ＡＸ
*＋ＢＵ−ＫＣ(Ｘ*−Ｘ) ここで、Ｘ*はＸの推定値、dＸ*/dtは同推定値の微分
値、Ｋはオブザーバのフィードバックゲインである。い
ま、「Ａ−ＫＣ」の極をｐ1，ｐ2（予め設定された共に
負の定数）とすると、Ｘ* はＸに収束することはよく知
られていることである。「Ａ−ＫＣ」の極をｐ1，ｐ2と
するようなフィードバックゲインＫは、ｓをラプラス演
算子とすると下記数２９のような関係にある。なお、Ｉ
は単位行列である。
【００５９】
【数２９】｜ｓＩ−(Ａ−ＫＣ)｜＝(ｓ−ｐ1)(ｓ−ｐ2) 前記数２９により、フィードバックゲインＫは下記数３
０のように表される。
【００６０】
【数３０】
【００６１】ここで、前述した係数Ａ，Ｂの各要素ａ11
〜ａ22，ｂ11〜ｂ22は前述した数４，５より車速Ｖの関
数であるので（一部の要素に関しては定数）、フィード
バックゲインＫも車速Ｖの関数となっている。これによ
り、車速Ｖに依存しないで、極をｐ1，ｐ2とするオブザ
ーバが構成できたことになる。
【００６２】次に、実際の推定演算について考えると、
同演算においては前記数２８を離散化する必要がある。
一般的には、連続系から離散系への変換は、制御周期
（演算周期）をＴとすると、前述した数１に対応する離
散系の式は下記数３１で与えられる。
【００６３】
【数３１】Ｘ[ｎ]＝ＡdＸ[ｎ−１]＋ＢdＵ[ｎ] ただし、係数Ａd，Ｂdは下記数３２，３３のように表さ
れる。
【００６４】
【数３２】Ａd＝ｅAT
【００６５】
【数３３】
【００６６】この数３１を前記オブザーバの状態方程式
を表している数２８に適用すると、同方程式は下記数３
４のようになる。
【００６７】
【数３４】 Ｘ*[ｎ]＝ＥdＸ*[ｎ−１]＋ＫdＹ[ｎ]＋ＦdＵ[ｎ] ただし、係数Ｅd，Ｋd，Ｆdは下記数３５〜３７のよう
に表される。
【００６８】
【数３５】Ｅd＝ｅ（Ａ−ＫＣ）Ｔ
【００６９】
【数３６】
【００７０】
【数３７】
【００７１】しかし、前記離散系への変換方法では、前
記数３１〜３７中の「Ａ−ＫＣ」，「Ｋ」，「Ｂ」はそ
れぞれ車速Ｖの関数として時変動するので、このままで
は演算できない。そこで、離散化の方法として双１次変
換すなわちタスティン変換（Ｔｕｓｔｉｎ変換）を導入
する。この双１次変換においては、ラプラス演算子ｓは
下記数３８により表される。
【００７２】
【数３８】
【００７３】前記数３８中のｚは遅れ演算子であり、ｚ
-dＸ[ｎ]はＸ[ｎ−ｄ]に対応する。
【００７４】前記数２８をラプラス演算子ｓを用いて書
き直すと、下記数３９，４０のようになる。
【００７５】
【数３９】ｓβ*＝ａ11β*＋（ａ11−ｋ1）γ*＋ｋ1γ
＋ｂ11δf＋ｂ12δr
【００７６】
【数４０】ｓγ*＝ａ21β*＋（ａ22−ｋ2）γ*＋ｋ2γ
＋ｂ21δf＋ｂ22δｒこれに、数３８を代入して展開す
ると、下記数４１のようになる。
【００７７】
【数４１】
【００７８】前記数４１の各係数を前述した数４，５を
用いて車速Ｖの関数として展開すると、下記数４２のよ
うになる。
【００７９】
【数４２】
【００８０】前記４２中のｇ１１〜ｇ22，ｈ11〜ｈ22は
下記数４３〜５０により表される。
【００８１】
【数４３】
【００８２】
【数４４】
【００８３】
【数４５】
【００８４】
【数４６】
【００８５】
【数４７】
【００８６】
【数４８】
【００８７】
【数４９】
【００８８】
【数５０】
【００８９】次に、前記数４２を離散形に書き直すと、
下記数５１のようになる。
【００９０】
【数５１】
【００９１】ただし、前記数５１中のｄ1，ｄ2は下記数
５２，５３のとおりである。
【００９２】
【数５２】
【００９３】
【数５３】
【００９４】したがって、前記数４３〜５０，５２，５
３を用いて数５１の演算を逐次実行することにより、時
変型オブザーバを用いて車両の運動状態量としてのヨー
レートγ*及び車体横滑り角β*を推定できる。
【００９５】以下、前述した理論的な説明に基づいて、
車体横滑り角β*及びヨーレートγ*を推定する具体的装
置及び同装置を用いた方法について説明する。マイクロ
コンピュータ２５（図５）は前述した図６の後輪操舵制
御プログラムと並行して図８のフローチャートに対応し
たプログラムを所定時間Ｔ毎に繰り返し実行する。この
所定時間Ｔは上述した制御周期（演算周期）Ｔに等し
い。ただし、このプログラムにおける変数と上述した図
６の後輪操舵制御プログラムの変数とは、変数名が同じ
でも独立しているものとする。
【００９６】まず、マイクロコンピュータ２５はステッ
プ２００にてプログラムの実行を開始し、ステップ２０
２にて車速センサ２１，前輪舵角センサ２２、後輪舵角
センサ２３及びヨーレートセンサ２４からそれぞれ検出
された車速Ｖ、前輪舵角δf、後輪舵角δr 及びヨーレ
ートγを入力する。次に、ステップ２０４，２０６の処
理により、Ｔ時間前の前輪舵角δf、後輪舵角δr及びヨ
ーレートγをそれぞれ表す前回データδf[ｎ−１]、δr
[ｎ−１]，γ[ｎ−１]と、現在の前輪舵角δf、後輪舵
角δr及びヨーレートγをそれぞれ表す今回データδ
f[ｎ]、δr[ｎ]，γ[ｎ]とを更新する。すなわち、ステ
ップ２０４にて前回データδf[ｎ−１]、δr[ｎ−１]，
γ[ｎ−１] を今回データδf[ｎ]、δr[ｎ]，γ[ｎ]に
更新し、ステップ２０６にて今回データδf[ｎ]、δ
r[ｎ]，γ[ｎ]を前記入力した値δf，δr，γに更新す
る。
【００９７】前記ステップ２０６の処理後、ステップ２
０８にて図７に示すモデルの係数Ａ（ａ11,ａ12,ａ21,
ａ22），Ｂ（ｂ11,ｂ12,ｂ21,ｂ22）を前述した数４，
５に基づいて計算する。この場合、車速Ｖは前記ステッ
プ２０２の処理による検出値であるが、他のパラメータ
Ｍ，Ｉz，ａf，ａr，ｃf，ｃr は車種に対応して予め決
められた定数である。次に、ステップ２１０にて、予め
定めた負の定数である極ｐ1,ｐ2及び前記計算した係数
Ａ（ａ11,ａ12,ａ21,ａ22）を用いて数３０に基づきフ
ィードバックゲインｋ1，ｋ2を計算する。次に、ステッ
プ２１２，２１４の処理により、Ｔ時間前のモデルの係
数Ｂ（ｂ11,ｂ12,ｂ21,ｂ22） 及びフィードバックゲイ
ンｋ1，ｋ2 をそれぞれ表す前回係数データｂ11[ｎ−
１]〜ｂ22[ｎ−１]及び前回ゲインデータｋ1[ｎ−１]，
ｋ2[ｎ−１] と、現在のモデルの係数Ｂ（ｂ11,ｂ12,ｂ
21,ｂ22）及びフィードバックゲインｋ1，ｋ2 をそれぞ
れ表す今回係数データｂ11[ｎ]〜ｂ22[ｎ]及び今回ゲイ
ンデータｋ1[ｎ]，ｋ2[ｎ]とを更新する。すなわち、ス
テップ２１２にて前回係数データ ｂ11[ｎ−１]〜ｂ
22[ｎ−１]及び前回ゲインデータｋ1[ｎ−１]，ｋ2[ｎ
−１]を今回係数データｂ11[ｎ]〜ｂ22[ｎ]及び今回ゲ
インデータｋ1[ｎ]，ｋ2[ｎ] にそれぞれ更新し、ステ
ップ２１４にて今回係数データｂ11[ｎ]〜ｂ22[ｎ]及び
今回ゲインデータｋ1[ｎ]，ｋ2[ｎ]を前記計算した係数
ｂ11〜ｂ22 及びフィードバックゲインｋ1，ｋ2にそれ
ぞれ更新する。
【００９８】前記ステップ２１４の処理後、ステップ２
１６にて極ｐ1,ｐ2 、演算周期（プログラムの実行周
期）Ｔ、パラメータＭ，Ｉz，ａf，ａr，ｃf，ｃr 及び
検出車速Ｖを用いた前記数４３〜５０の演算の実行によ
り係数ｇ11〜ｇ22，ｈ11〜ｈ22を計算する。次に、Ｔ時
間前の推定車体横滑り角β*及び推定ヨーレートγ*を表
す前回推定車体横滑り角データβ*[ｎ−１] 及び前回推
定ヨーレートデータγ*[ｎ−１] を、Ｔ時間前のステッ
プ２２２の処理により計算した今回推定車体横滑り角デ
ータβ*[ｎ]及び今回推定ヨーレートデータγ*[ｎ]に更
新する。次に、ステップ２２０にて、各種前回データｂ
11[ｎ−１]〜ｂ22[ｎ−１]，ｋ1[ｎ−１]，ｋ2[ｎ−
１]，δf[ｎ−１]、δr[ｎ−１]，γ[ｎ−１]及び各種
今回データｂ1 1[ｎ]〜ｂ22[ｎ]，ｋ1[ｎ]，ｋ2[ｎ]，δ
f[ｎ]、δr[ｎ]，γ[ｎ] を用いた前記数５２，５３の
演算の実行により値ｄ1,ｄ2 を計算する。次に、ステッ
プ２２２にて、前回推定車体横滑り角データβ*[ｎ−
１] 、前回推定ヨーレートデータγ*[ｎ−１]及び値
ｄ1,ｄ2を用いるとともに係数ｇ11〜ｇ22，ｈ11〜ｈ22
を現係数データｇ11[ｎ]〜ｇ22[ｎ]，ｈ11[ｎ]〜ｈ
22[ｎ]として用いた数５１の演算の実行により現在の推
定車体横滑り角β*[ｎ]及び推定ヨーレートγ*[ｎ]を計
算する。その結果、現在の車体横滑り角β*[ｎ] が検出
され、上記後輪操舵制御プログラム（図６）のステップ
１１４にて利用される。
【００９９】（ｄ）フィードバック後輪舵角を別方法で
計算する変形例 次に、フィードバック後輪舵角δrcを上記実施例とは別
の方法で計算するようにした変形例について説明する。
この場合も、まず理論的な説明からすると、上記実施例
の数１４のδrc＝Ｆ(ｓ)ｅを状態空間表現で表せば下記
数５４，５５のように表される。
【０１００】
【数５４】dｘc/dt＝Ａcｘc＋Ｂcｅ
【０１０１】
【数５５】δrc＝Ｃcｘc＋Ｄcｅ ここで、ｘcは制御システムの内部状態を表す状態変数
としての縦ベクトルであり、Ａc,Ｂc,Ｃc,Ｄcは係数行
列であって上述の伝達関数Ｆ(ｓ)との間には下記数５６
の関係がある。
【０１０２】
【数５６】Ｃc(ｓＩ−Ａc)-1Ｂc＋Ｄc＝Ｆ(ｓ) なお、Ｉはフィードバック伝達関数Ｆ(ｓ)と同じｋ次の
単位行列である。
【０１０３】次に、前記数５４〜５６をｚ変換又はタス
ティン変換(Tustin変換)を用いて離散化表現に直すと、
同数５４〜５６は下記数５７〜５９のように表される。
【０１０４】
【数５７】ｘc[ｎ]＝Ａdｘc[ｎ−１]＋Ｂdｅ[ｎ]
【０１０５】
【数５８】δrc[ｎ]＝Ｃdｘc[ｎ]＋Ｄdｅ[ｎ]
【０１０６】
【数５９】Ｆ(ｚ)＝Ｃd(ｚＩ−Ａd)-1Ｂd＋Ｄd 前記数５７，５８中のＡd,Ｂd,Ｃd,Ｄd は前記数５９に
より規定される係数行列であり、またＦ(ｚ)は前記連続
系の伝達関数Ｆ(ｓ)を離散値系に変換したものである。
そして、伝達関数Ｆ(ｓ)は上記実施例にてロバスト安定
性及びロバスト制御性能を考慮して決定されるものであ
るので、係数行列Ａd,Ｂd,Ｃd,Ｄd は設計時に定められ
る。また、ｅ[ｎ]は、下記数６０に示すように、目標車
体横滑り角βd及び目標ヨーレートγdと検出車体横滑り
角β及び検出ヨーレートγの各偏差を表す縦ベクトルで
あるので、前記数５８にて規定されるフィードバック後
輪舵角δrc[ｎ]は上記実施例と同一な値を示す。
【０１０７】
【数６０】
【０１０８】以下に、前記理論的説明に基づく具体的実
施例について説明する。この場合、図５のマイクロコン
ピュータ２５は図６の後輪操舵制御プログラムに代えて
図９の後輪操舵制御プログラムを所定時間Ｔ毎に繰り返
し実行する。他の部分に関しては上記実施例と同じであ
る。すなわち、マイクロコンピュータ２５は上記実施例
と同様なステップ１０２〜１０８の処理を実行した後、
ステップ１１０ａにてＴ時間前の目標車体横滑り角βd
を表す前回データβd[ｎ−１]を現在の目標車体横滑り
角βdを表す今回データβd[ｎ]に更新するとともに、Ｔ
時間前の目標ヨーレートγdを表す前回データγd[ｎ−
１]を現在の目標ヨーレートγd を表す今回データγd
[ｎ] に更新する。次に、上記実施例と同様なステップ
１１２，１１４の処理後、ステップ１１６ａにて現在の
検出車体横滑り角βを表す今回データβd[ｎ] を上述の
車体横滑り角検出プログラムにより検出されかつステッ
プ１１４の処理により設定された検出車体横滑り角β*
に設定するとともに、現在の検出ヨーレートγを表す今
回データγ[ｎ]をステップ１０２にて入力したヨーレー
トγに設定する。
【０１０９】次に、ステップ１３０にて、ステップ１１
２の処理により計算した目標車体横滑り角βd[ｎ]及び
目標ヨーレートγd[ｎ]とステップ１１６ａの処理によ
り設定した検出車体横滑り角β[ｎ]及び検出ヨーレート
γ[ｎ]とを用いた前記数６０の演算の実行により偏差ｅ
[ｎ]を計算する。次に、ステップ１３２にて、Ｔ時間前
の状態変数ｘcを表す前回データｘc[ｎ−１]を現在の状
態変数ｘc を表す今回データｘc[ｎ]に更新する。そし
て、ステップ１３４にてＴ時間前の状態変数ｘcを表す
前回データｘc[ｎ−１]、今回の偏差ｅ[ｎ] 及び予め定
めた係数行列データＡd,Ｂdを用いた前記数５７の演算
の実行により現在の状態変数ｘcを表す今回データｘ
c[ｎ] を計算する。次に、ステップ１３６にて前記偏差
ｅ[ｎ]、今回データｘc[ｎ]及び予め定めた係数行列
Ｃd,Ｄdを用いた前記数５８の演算の実行により今回の
フィードバック後輪舵角δrc[ｎ]を計算して、ステップ
１２２にて上記実施例と同様に駆動回路２６に同フィー
ドバック後輪舵角δrc[ｎ]を制御信号を出力する。
【０１１０】その結果、この変形例においても上記実施
例と同様に左右後輪ＲＷ１，ＲＷ２が操舵制御されるの
で、上記実施例と同様な効果が期待される。
【０１１１】（ｅ）左右制動力を制御する変形例 次に、車両の運動状態、特に車両の旋回に伴う水平面内
における運動状態を左右の制動力配分の制御により修正
するようにした上記実施例の変形例について説明する。
この場合も、まず理論的な説明を行う。図５に示すよう
に左右の制動力差をＦxとするとともにトレッドをＴrと
すると、車体横滑り角β、ヨーレートγ、車速Ｖ、前輪
舵角δf及び左右制動力差Ｆxは、車両の運動方程式から
下記数６１〜６５のような関係になる。その他の車両パ
ラメータは上記実施例と同じである。
【０１１２】
【数６１】dｘ/dt＝Ａｘ＋Ｅδf＋ＢＦx
【０１１３】
【数６２】
【０１１４】
【数６３】
【０１１５】
【数６４】
【０１１６】
【数６５】
【０１１７】ここで、上記実施例と同様に、目標状態量
ｘｄを上述の数９，１０のように定義するとともに偏差
ｅをｅ＝ｘd−ｘとおいて、偏差ｅに対する運動方程式
を立てると、下記数６６の方程式が成立する。
【０１１８】
【数６６】dｅ/dt＝Ａｅ＋ＢＦx 前記数６６は上記実施例の数１２に対応する。したがっ
て、この変形例においては、偏差ｅを「０」にする左右
制動力差Ｆx を求めることが所望の車両の運動特性を実
現するための制御則となる。その結果、上記実施例の数
１４〜２５（又は数２３〜２５に代えて上記変形例の数
５４〜６０）にてフィードバック後輪舵角δrcに代えて
フィードバック左右制動力差Ｆx を採用することによ
り、上記実施例と同様にしてフィードバック左右制動力
差Ｆx を計算できる。もちろん、この変形例におけるフ
ィードバック伝達関数Ｆ(ｓ) は伝達関数Ｐ(ｓ),Ｗt
(ｓ),Ｗs(ｓ)が上記実施例とは異なるものであるので、
計算結果は上記実施例とは異なる。
【０１１９】次に、この変形例に係る具体的例について
図５を用いて説明すると、同変形例は上記実施例の後輪
操舵機構に代えて、各輪ＦＷ１，ＦＷ２，ＲＷ１，ＲＷ
２に設けたホイールシリンダ３１ａ〜３１ｄと同シリン
ダ３１ａ〜３１ｄに対するブレーキ油圧をそれぞれ制御
するブレーキ油圧制御装置３２とからなる制動力配分機
構を備えている。ブレーキ油圧制御装置３２は駆動回路
３３により電気的に制御されるようになっており、同回
路３３にはマイクロコンピュータ２５から左右制動力差
Ｆx を表す制御信号が供給されるようになっている。マ
イクロコンピュータ２５は上記実施例の後輪操舵制御プ
ログラム（図６又は図８）の各ステップと同一の処理で
あるが、上記実施例のフィードバック後輪舵角δrcをフ
ィードバック左右制動力差Ｆx に変更するとともに各種
係数を前記理論説明に適合するように変更した各ステッ
プの処理からなる制動力配分制御プログラムを実行す
る。
【０１２０】したがって、前述のように構成した変形例
においては、左右輪の制動力差を制御することにより、
車体横滑り角β及びヨーレートγが目標車体横滑り角β
d 及び目標ヨーレートγd に一致する。その結果、この
変形例においても、車両の搭載重量の変化、タイヤの経
時変化などにより各種車両パラメータが変動しても、車
体横滑り角β及びヨーレートγを検出するためのセンサ
出力に零点ドリフト及び高周波ノイズによる誤差が含ま
れていても、車両の運動特性、特に車両の旋回に伴う水
平面内における運動特性が常に理想的に近く制御され
る。
【０１２１】（ｆ）その他の変形例 上記実施例及び各種変形例においては、車両の運動状態
量（詳しくは車両の旋回に伴う水平面内における運動状
態量）として車体横滑り角β及びヨーレートγを採用す
るようにしたが、車両の運動状態量として車体横速度、
車体横加速度、ヨー角速度などを利用するようにしても
よい。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施例に係る車両制御モデルのブ
ロック図である。
【図２】 同車両モデルと等価な車両制御モデルのブロ
ック図である。
【図３】 ロバスト安定性を保証するための伝達関数の
ゲイン線図である。
【図４】 センサの零点ドリフト及び高周波ノイズとは
無関係に制御感度を確保するための伝達関数のゲイン線
図である。
【図５】 車両の全体概略図である。
【図６】 図５のマイクロコンピュータにて実行される
後輪操舵制御プログラムを示すフローチャートである。
【図７】 車両の２自由度モデルに対して同一次元オブ
ザーバを想定したモデルのブロック図である。
【図８】 図５のマイクロコンピュータにて実行される
車体横滑り角検出プログラムを示すフローチャートであ
る。
【図９】 上記実施例の変形例に係る後輪操舵制御プロ
グラムを示すフローチャートである。
【符号の説明】
ＦＷ１，ＦＷ２…前輪、ＲＷ１，ＲＷ２…後輪、１１…
操舵ハンドル、１２…アクチュエータ、１３…リレーロ
ッド、２０…電気制御装置、２１…車速センサ、２２…
前輪舵角センサ、２３…後輪舵角センサ、２４…ヨーレ
ートセンサ、２５…マイクロコンピュータ、２６，３３
…駆動回路、３１ａ〜３１ｂ…ホイールシリンダ、３２
…ブレーキ油圧制御装置。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ６２Ｄ 137:00

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 車両の運動状態を変更可能な運動状態変
    更機構を制御する車両の運動制御装置において、 車両の運動状態量を検出する運動状態量検出手段と、 車両の目標運動状態量を決定する目標運動状態量決定手
    段と、 前記検出した運動状態量と前記決定した目標運動状態量
    との差に所定の周波数特性をもつフィードバックゲイン
    を乗じてフィードバック制御量を計算する計算手段と、 前記計算したフィードバック制御量に応じて前記運動状
    態変更機構を制御して車両の運動状態量を前記目標運動
    状態量に一致させる制御手段と備えたことを特徴とする
    車両の運動制御装置。
  2. 【請求項２】 前記請求項１に記載の車両の運動制御装
    置において、前記計算手段はフィードバックゲインを低
    周波数領域及び高周波数領域において低く設定したこと
    を特徴とする車両の運動制御装置。
  3. 【請求項３】 車両の運動状態を変更可能な運動状態変
    更機構を制御する車両の運動制御装置において、 車両の運動状態量を検出する運動状態量検出手段と、 車両の目標運動状態量を決定する目標運動状態量決定手
    段と、 前記検出した運動状態量と前記決定した目標運動状態量
    との差であって現在までの所定時間毎の複数の差をそれ
    ぞれ重み付けして合算することによりフィードバック制
    御量を計算する計算手段と、 前記計算したフィードバック制御量に応じて前記運動状
    態変更機構を制御して車両の運動状態量を前記目標運動
    状態量に一致させる制御手段と備えたことを特徴とする
    車両の運動制御装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011207313A (ja) * 2010-03-29 2011-10-20 Toyota Motor Corp 車両の制御装置
JP2011207314A (ja) * 2010-03-29 2011-10-20 Toyota Motor Corp 車両の制御装置

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6308115B1 (en) * 1998-07-29 2001-10-23 Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho Vehicle running condition judgement device
FR2795378B1 (fr) 1999-06-25 2001-07-27 Renault Procede de commande de direction de vehicule automobile et systeme de mise en oeuvre
US6560524B2 (en) * 2001-09-26 2003-05-06 General Motors Corporation Integration of rear wheel steering with vehicle stability enhancement system
US7073620B2 (en) 2003-06-06 2006-07-11 Oshkosh Truck Corporation Vehicle steering system having a rear steering control mechanism
FR2864001B1 (fr) * 2003-12-18 2007-11-23 Renault Sas Procede et systeme de commande du braquage de roue arriere directrice et vehicule correspondant
JP4289243B2 (ja) * 2004-07-16 2009-07-01 三菱自動車工業株式会社 車両用左右輪間駆動力制御装置
MX2008009971A (es) * 2006-02-03 2008-10-03 Eaton Corp Control de traccion y desviacion alrededor del eje vertical, acrecentado en estabilidad, usando diferencial de patinado limitado controlado electronicamente.
US7881841B2 (en) * 2006-12-28 2011-02-01 Caterpillar Inc. Motion-control system
JP5427243B2 (ja) * 2009-11-16 2014-02-26 本田技研工業株式会社 後輪操舵制御装置
CN103492245B (zh) * 2011-04-22 2015-09-09 丰田自动车株式会社 制动系统
CN110641474B (zh) * 2019-10-29 2020-12-08 吉林大学 一种基于耗散能的汽车操纵稳定鲁棒度定量计算方法
CN113525347B (zh) * 2020-04-13 2024-01-26 广州汽车集团股份有限公司 一种车辆控制方法、装置及计算机可读存储介质
DE102021201141A1 (de) * 2021-02-08 2022-08-11 Continental Automotive Gmbh Regelungseinrichtung und Verfahren zur Lenkwinkelregelung eines Fahrzeugs

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0674052B2 (ja) * 1984-01-31 1994-09-21 日産自動車株式会社 車両の操舵方法
JPS60161255A (ja) * 1984-01-31 1985-08-22 Nissan Motor Co Ltd 車両の補助操舵装置
JPS60161256A (ja) * 1984-01-31 1985-08-22 Nissan Motor Co Ltd 車両の補助操舵方法
US4706771A (en) * 1985-01-31 1987-11-17 Nissan Motor Co., Ltd. Vehicle steering control system using desired vehicle model
EP0278366B1 (en) * 1987-02-03 1991-03-06 Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho Apparatus for controlling steering of wheels of a vehicle
JP2740176B2 (ja) * 1987-12-28 1998-04-15 日産自動車株式会社 車両の後輪操舵方法
JPH04133860A (ja) * 1990-09-25 1992-05-07 Honda Motor Co Ltd 車輌用操舵装置の制御方法
JP3091038B2 (ja) * 1992-12-02 2000-09-25 本田技研工業株式会社 前後輪操舵車両の制御装置
JPH06293274A (ja) * 1993-03-26 1994-10-21 Mazda Motor Corp 車両の操舵装置
JPH06293275A (ja) * 1993-03-26 1994-10-21 Mazda Motor Corp 車両の操舵装置
JP2864962B2 (ja) * 1993-08-10 1999-03-08 三菱自動車工業株式会社 後輪操舵装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011207313A (ja) * 2010-03-29 2011-10-20 Toyota Motor Corp 車両の制御装置
JP2011207314A (ja) * 2010-03-29 2011-10-20 Toyota Motor Corp 車両の制御装置

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DE19528992A1 (de) 1996-02-15
US5745862A (en) 1998-04-28

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