JPH09249145A

JPH09249145A - 車両の運動制御装置

Info

Publication number: JPH09249145A
Application number: JP5867496A
Authority: JP
Inventors: Katsumi Fukaya; 克己深谷
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1996-03-15
Filing date: 1996-03-15
Publication date: 1997-09-22

Abstract

(57)【要約】【課題】車両の走行安定性等を維持しつつ種々の車両
走行状態に即した最適な車両運動制御を行う、車両の運
動制御装置を提供する。【解決手段】検出センサ４〜１０にて検出される実挙
動量δf，Ｖを目標挙動量演算部１２に入力し、走行状
態判定部１２ａが所定の判断基準に基づいて走行状態を
判定する。選択部１２ｂが、判定結果に基づいて、走行
状態に対応する目標特性情報Ｋγ(V)，Ｋβ(V)，τ(V)
を記憶部１２ｃより選択して規範車両運動モデル１２ｄ
に適用し、目標ヨーレイトγdes及び目標車体横滑角βd
esを演算する。後輪舵角制御演算部１６が、推定量推定
演算部１４により求められる推定ヨーレイトγest及び
推定車体横滑角βestを目標ヨーレイトγdes及び目標車
体横滑角βdesに一致させる後輪操舵角δrcを演算し、
後輪舵角制御制限部１８が所定の許容条件に基づいて後
輪操舵角δrcを制限し、制限後の後輪操舵角δr＊にて
後輪を操舵制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】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駆動制
御手段を制御することにより、車両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、この種の運動制御装置としては、
特願平６−１８６１１８号に示されたものがある。この
運動制御装置は、車速や前輪舵角等の車両の実際の運動
状態量を検出し、この運動状態量に基づいて所定の運動
状態特性に対応した目標ヨーレート等の目標運動状態量
を設定すると共に、かかる目標運動状態量と上記運動状
態量との偏差に基づき駆動制御手段たる運動状態変更機
構を制御することによって、車両の旋回特性及び走行安
定性等の向上を図っている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の車
両の運動制御装置にあっては、車速に対する目標運動状
態量が車速に対して一定値で与えられており、車両の種
々変化する走行状態に対して、必ずしも最適な目標運動
特性とはならず、車両の走行状態に対する最適な制御を
常に維持することは難しい。

【０００４】本発明はこのような従来技術の課題に鑑み
てなされたものであり、車両の種々変化する走行状態に
対応して車両の運動状態を最適制御することにより、車
両のの走行安定性等を更に向上させる運動制御装置を提
供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るため、本発明の車両の運動制御装置は、車両の実挙動
量を検出する挙動量検出手段と、前記車両の走行状態を
判定する走行状態判定手段と、前記走行状態に基づく目
標特性を予め記憶する記憶手段と、前記走行状態検出手
段により検出された走行状態に基づき前記記憶手段に記
憶された目標特性を選択する選択手段と、前記選択手段
により選択された前記目標特性を規範車両運動モデルに
適用することにより目標挙動量を演算する目標挙動量演
算手段と、前記目標挙動量と前記実挙動量との比較値に
基づいて制御指示値を演算する演算手段と、前記演算手
段により演算された前記制御指示値に基づき車両運動を
制御する駆動制御手段とを具備する構成とした。

【０００６】かかる構成において、前記走行状態判定手
段にて判定された現実の車両走行状態に対応する目標特
性が記憶手段から選択されると共に、この目標特性が規
範車両運動モデルに適用されることにより走行状態に対
応した目標挙動量が演算される。そして、前記実挙動量
と当該目標挙動量との比較値に基づく制御指示値にて車
両運動を制御することにより、現実の車両走行状態に即
した車両の運動制御が実現される。

【０００７】また、前記挙動量検出手段により検出され
た前記実挙動量を実車両運動モデルに適用することによ
り推定挙動量を演算する状態量推定演算手段を備え、前
記演算手段は、前記目標挙動量と、前記推定挙動量及び
前記実挙動量のいずれか一方又は相互の組合せとの比較
値に基づいて制御指示値を演算する構成とした。かかる
状態量推定演算手段により、車両の運動状態量を推定挙
動量として検出する。

【０００８】また、前記演算手段により演算された前制
御指示値と現制御指示値との偏差が所定値を超える場
合、前記現制御指示値による前記駆動制御手段の制御を
制限する制限手段を備える構成とした。

【０００９】かかる制限手段にて、前記現制御指示値に
基づく前記駆動制御手段の制御に制限を加えることによ
り、目標挙動特性が切り換わることに起因して制御指示
値の変化が過大になった場合においても、車両の走行安
定性等が良好に保たれる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明を後輪操舵制御に適
用した実施の形態を図面と共に説明する。尚、図１は、
車両の運動制御装置の構成を示すブロック図、図２ない
し図７は作動原理を説明するための説明図である。

【００１１】（実施の形態の構成）図１に基づいて運動
制御装置の構成を説明する。前輪舵角δfを検出する前
輪舵角検出センサ４と、車速Ｖを検出する車速検出セン
サ６と、車両の旋回に伴う水平面内でのヨーレイトγを
検出するヨーレイト検出センサ８と、後輪舵角δrを検
出する後輪舵角検出センサ１０が備えられ、これらの挙
動量検出手段４〜１０で検出された車両の実際の運動状
態量（以下、総称して実挙動量という）δf，Ｖ，γ，
δrは、目標挙動量演算部１２と状態量推定演算部１４
に供給される。

【００１２】目標挙動量演算部１２は、前輪舵角δf及
び車速Ｖに基づいて車両の現在の走行状態を判定する走
行状態判定部１２ａと、種々の走行状態に対応する目標
特性情報を予め記憶した記憶部１２ｃと、走行状態判定
部１２ａの判定結果に基づいて記憶部１２ｃより現走行
状態に対応する目標特性情報Ｋγ（Ｖ），Ｋβ（Ｖ），
τ（Ｖ）を選択して出力させる選択部１２ｂを有してい
る。

【００１３】更に目標挙動量演算部１２は、車両の運動
特性を数学モデルにて実現した規範車両運動モデル１２
ｄを有し、この規範車両運動モデル１２ｄに、前輪舵角
δfと車速Ｖ及び目標特性情報Ｋγ（Ｖ），Ｋβ
（Ｖ），τ（Ｖ）を適用することによって、目標挙動量
である目標ヨーレイトγdes及び目標車体横滑角βdesを
演算する。

【００１４】ここで、走行状態判定部１２ａは、例えば
車両の現走行状態が市街地や一般道路等の一般路走行中
の状態にあるか、高速道路等の高速路走行中の状態にあ
るか、山岳路等の曲がりくねった道を走行中、即ちワイ
ンディング走行中の状態にあるか等を、前輪舵角δf及
び車速Ｖに基づく所定の判断基準に従って判定する。

【００１５】また、例えば図２（ａ）〜（ｃ）に示す如
く、目標特性情報Ｋγ（Ｖ）は車速Ｖに対する目標ヨー
レイトゲイン、目標特性情報Ｋβ（Ｖ）は車速Ｖに対す
る目標車体横滑角ゲイン、目標特性情報τ（Ｖ）は車速
Ｖに対する目標特性時定数が適用されており、上記一般
路速走行中において実験的に計測された目標特性情報Ｋ
γ（Ｖ）の特性曲線ＮＭと、高速路走行中において実験
的に計測された目標特性情報Ｋβ（Ｖ）の特性曲線ＨＷ
と、ワインディング走行中において実験的に計測された
目標特性情報τ（Ｖ）の特性曲線ＷＤ等からなってい
る。

【００１６】そして、選択部１２ｂが、特性曲線ＮＭ，
ＨＷ，ＷＤの内から、走行状態判定部１２ａにて判定さ
れた走行状態に対応するいずれか１つの特性曲線を選択
すると共に、現在の車速Ｖに対応する特定の目標特性情
報即ち、目標ヨーレイトゲインＫγ（Ｖ）と目標車体横
滑角ゲインＫβ（Ｖ）及び目標特性時定数τ（Ｖ）を規
範車両運動モデル１２ｄへ供給する。

【００１７】状態量推定演算部１４は、一般的に車体横
滑角を各種センサーにて直接計測することが困難である
ことから、実挙動量γ，δr，δf，Ｖを現代制御理論に
基づく観測器（オブザーバ）に適用することにより、高
精度の推定車体横滑角βest及び推定ヨーレイトγestを
演算する。

【００１８】後輪舵角制御演算部１６は、目標ヨーレイ
トγdesと推定ヨーレイトγestとの偏差ｅγ、及び目標
車体横滑角βdesと推定車体横滑角βestとの偏差ｅβに
基づいてロバスト制御可能な制御指示値（以下、後輪操
舵角という）δrcを演算する。

【００１９】後輪舵角制御制限部１８は、後輪舵角制御
演算部１６により今回求められた後輪操舵角δrcに基づ
いて後輪操舵制御することの是非を、所定の判断基準に
基づいて判断し、該判断基準を満足する場合には後輪操
舵角制御演算部１６で求められる後輪操舵角δrcを最終
決定した後輪操舵角δr＊とし、判断基準を満足しない
場合には所定の制限処理を行って成る後輪操舵角δr＊
にて後輪操舵制御を行う。

【００２０】（各構成ブロックの原理及び作動）次に、
かかる構成を有する運動制御装置の各ブロックの制御原
理及び作動をより詳細に説明する。

【００２１】本発明においては、車両の運動状態量詳し
くは車両の旋回に伴う水平面内の運動状態量としてヨー
レイトγ及び車体横滑角βを採用すると共に、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
している。また、車両運動モデル１２ｄとして２自由度
モデルを採用するものとし、車体横滑角β、ヨーレイト
γ、車速Ｖ、前輪舵角δf及び後輪舵角δrを、車両の運
動方程式に基づく下記数１〜数５により定義している。

【００２２】

【数１】

【数２】

【数３】

【数４】

【数５】尚、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、ａ_fは車両重心から前輪車
軸までの水平距離、ａ_rは車両重心から後輪車軸までの
水平距離、ｃ_fは前輪のコーナリングパワー、ｃ_rは後輪
の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、固定値として扱う。次
に、前記数１，数３を下記数６のように書き換える。

【００２３】

【数６】ここで、前記数６中、Ｂ₁，Ｂ₂は下記数７，８で定義さ
れる。

【００２４】

【数７】

【数８】一方、目標ヨーレイトγdes及び目標車体横滑角βdesを
操舵入力の一次遅れで近似するものとし、下記数９のよ
うに定義する。

【００２５】

【数９】尚、前記数９中、δfは前輪舵角、ｓはラプラス演算子
である。また、τ（Ｖ）は車速Ｖをパラメータとする車
体の一次遅れ時定数（目標特性時定数）、Ｋβ（Ｖ）は
車速Ｖをパラメータとする目標車体横滑角ゲイン、Ｋγ
（Ｖ）は車速Ｖをパラメータとする目標ヨーレイトゲイ
ンであり、いずれも図１中の記憶部１２ｃに予め記憶さ
れている。

【００２６】次に、状態量推定演算部１４を説明する
と、運動状態量である車体横滑角β、ヨーレイトγ、車
速Ｖ、前輪舵角δf及び後輪舵角δrの関係を、車両の運
動方程式に基づいて上記数１〜数５のように定義するこ
とは前述の通りである。

【００２７】運動状態量β，γの内、ヨーレイトγは角
速度センサを用いたヨーレイト検出センサ８にて比較的
容易に測定できるため、同ヨーレイトγを観測可能な運
動状態量として扱い、一方、車体横滑角βを直接計測す
ることは一般的には難しいため、車体横滑角βを観測困
難な運動状態量として扱うことしている。従って、ヨー
レイトγを参照入力とし、車体横滑角を推定するオブザ
ーバを適用して、同オブザーバの出力方程式を下記数１
０，数１１のように表す。

【００２８】

【数１０】

【数１１】尚、前記数１〜数５及び数１０，数１１で表される車両
の車両運動モデル（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３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１２の
ように表される。

【００２９】

【数１２】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（共に予め設
定された負の定数）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ｐ
₁，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１３のような関係にあ
る。尚、Ｉは単位行列である。

【００３０】

【数１３】前記数１３により、フィードバックゲインＫは下記数１
４のように表される。

【００３１】

【数１４】ここで、前述した係数Ａ，Ｂの各要素ａ₁₁〜ａ₂₂,ｂ₁₁
〜ｂ₂₂は、前記数４，数５より車速Ｖを変数とする関係
にある（一部の要素に関しては定数）ので、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。

【００３２】そして、より具体的には、前記数１０及び
数１２中のＵを前輪舵角δf及び後輪舵角δr、Ｙをヨー
レイトγとすることにより、運動状態量β及びγに相当
する推定値Ｘ＊、即ち図１中に示す推定車体横滑角βes
t及び推定ヨーレイトγestが求められる。

【００３３】次に、後輪舵角制御演算部１６を説明す
る。前述した運動状態量ｘである推定ヨーレイトγest
及び推定車体横滑角βestを、目標挙動量ｘdである目標
ヨーレイトγdes及び目標車体横滑角βdesに夫々一致さ
せたとすると、下記数１５が成立する。

【００３４】

【数１５】前記数１５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
ィードバック制御を行うための後輪操舵角である。

【００３５】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，数１５により下記数１
６が成立する。

【００３６】

【数１６】したがって、前記数１６の動特性をもつ偏差ｅを「ｅ＝
０」にする後輪操舵角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。

【００３７】図４及び図５は前記数１６の運動方程式に
対応した実車両運動モデル図である。図４及び図５にお
いて、一点鎖線で囲んだブロックは被制御対象である車
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１６のパラメータ行列Ａ，Ｂ₂が変動しない
場合）における後輪操舵角δrcの偏差ｅに対する伝達関
数であり、△（ｓ）は車両の搭載重量やタイヤの経時変
化等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の後輪操舵角δrcに対
する伝達関数である。

【００３８】ここで、制御対象である車両のパラメータ
行列Ａ，Ｂ₂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１７に示すように導出できると共に、車両の目標運動
状態量（目標挙動量）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）を乗じた後輪操舵角
δrcを下記数１８のように計算できる。即ち、図４と図
５の伝達関数△（ｓ）を考慮して、フィードバックゲイ
ンＦ（ｓ）及び後輪操舵角δrcを計算することがきる。

【００３９】

【数１７】

【数１８】これらの伝達関数Ｆ（ｓ），Ｆ₁(ｓ），Ｆ₂(ｓ）は次の
如く決定される。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、車体横滑角β及びヨーレイト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。

【００４０】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
搭載重量や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６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６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。

【００４１】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７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。

【００４２】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後輪操
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。

【００４３】次に、後輪舵角制御制限部１８を説明す
る。この車両の運動制御装置は、所定の周期Ｔに同期し
て後輪をフィードバック制御することから、後輪舵角制
御制限部１８は、今回求められた後輪操舵角δrc(t)と
周期Ｔ前に求められた前回の後輪操舵角δrc(t-T)との
偏差を逐次演算し、その偏差が予め決められた許容範囲
内にある場合に限り、今回の後輪操舵角δrc(t)を最終
的に決定した後輪操舵角δr＊として出力し、一方、偏
差が記許容範囲外であれば、今回の後輪操舵角δrc(t)
による後輪操舵を禁止して、許容範囲内に制限された後
輪操舵角δr＊に基づく後輪操舵制御を行わせる。

【００４４】かかる後輪操舵角の制限処理によれば、目
標挙動特性が切り換わることに起因して前回の後輪舵角
δrc(t-T)に対する今回の後輪操舵角δrc(t)が過大に変
化した場合であっても、車両の挙動が不安定（例えば、
旋回時にギクシャク感を生じさせる等）になることを未
然に防止する。

【００４５】尚、後輪舵角制御制限部１８は、前述の如
く車両の挙動を安定化させる等の目的で設けられること
から、目標挙動特性の切り換わりに際して常に走行安定
性等が確保される場合には、後輪舵角制御制限部１８を
省略して、後輪舵角制御演算部１６により求められる後
輪操舵角δrcを最終決定された後輪操舵角δr＊として
後輪操舵制御を行うようにしてもよい。

【００４６】（マイクロコンピュータシステムを適用し
た制御）以上に説明した運動制御装置は、種々の技術的
手法によって実現することができるものであるが、本実
施の形態では、演算制御機能を有するマイクロプロセサ
を備えたマイクロコンピュータシステムにより、所定の
処理プログラムを実行することによって実現している。
そして、このプログラム制御を実現するために、前述し
た各理論式を次の離散系の演算式に変換し、これらの演
算式に基づいて、目標車体横滑角βdes、目標ヨーレイ
トγdes及び後輪操舵角δrc等を演算することとしてい
る。前記数９を離散系の演算式に変換すると、下記数１
９，数２０のようになる。

【００４７】

【数１９】

【数２０】前記数１９，数２０中の各係数ｇ₁₀，ｇ₁₁，ｈ₁，
ｇ₂₀，ｇ₂₁，ｈ₂は下記数２１〜数２６で定義される。

【００４８】

【数２１】

【数２２】

【数２３】

【数２４】

【数２５】

【数２６】尚、前記数２１〜２６中のＴは演算周期である。数１８
を離散系の演算式に変換すると、下記数２７のようにな
る。

【００４９】

【数２７】尚、ｋは前記伝達関数Ｆ1（ｓ），Ｆ2（ｓ）の次数であ
る。また、前記数２７中の各係数ｆ₁₀，ｆ₁₁，…，
ｆ_1k，ｆ₂₀，ｆ₂₁，…ｆ_2k，ｇ₁，ｇ₂，…，ｇ_kは、前
記伝達関数Ｆ₁（ｓ），Ｆ₂（ｓ）をｚ変換又はタスティ
ン変換（Tustin変換）を用いて離散化した下記数２８，
数２９の各係数として定義されるものである。

【００５０】

【数２８】

【数２９】尚、前記数２８，数２９中のｚは離散化した際の遅延を
示す遅れ演算子である。

【００５１】次に、オブザーバを適用した後輪操舵角制
御演算部１６についての離散系演算式への変換を説明す
る。

【００５２】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１２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３０で与えられる。

【００５３】

【数３０】ただし、係数Ａd ，Ｂd は下記数３１，数３２のように
表される。

【００５４】

【数３１】

【数３２】この数３０を前記オブザーバの状態方程式を表している
数１２に適用すると、同方程式は下記数３３のようにな
る。

【００５５】

【数３３】ただし、係数Ｅd ，Ｋd ，Ｆd は下記数３４〜数３６の
ように表される。

【００５６】

【数３４】

【数３５】

【数３６】しかし、前記離散系への変換方法では、前記数３０〜３
６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３７により表
される。

【００５７】

【数３７】前記数３７中のｚは遅れ演算子であり、ｚ−ｄ_X（ｎ）
はＸ（ｎ−ｄ）に対応する。前記数１２をラプラス演算
子ｓを用いて書き直すと、下記数３８，数３９のように
なる。

【００５８】

【数３８】

【数３９】これに、数３７を代入して展開すると、下記数４０のよ
うになる。

【００５９】

【数４０】前記数４０の各係数を前述した数４，数５を用いて車速
Ｖの関数として展開すると、下記数４１のようになる。

【００６０】

【数４１】前記数４１中のｇ₁₁〜ｇ₂₂，ｈ₁₁〜ｈ₂₂は下記数４２〜
数４９により表される。

【００６１】

【数４２】

【数４３】

【数４４】

【数４５】

【数４６】

【数４７】

【数４８】

【数４９】次に、前記数４１を離散系に書き直すと、下記数５０の
ようになる。

【００６２】

【数５０】ただし、前記数５０中のｄ₁，ｄ₂は下記数５１，数５
２の通りである。

【００６３】

【数５１】

【数５２】したがって、前記数４２〜数４９，数５１，数５２を用
いて数５０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推定ヨーレ
イトγest及び推定車体横滑角βestを推定している。

【００６４】以上に説明したように、この実施の形態に
よれば、走行状態判定部１２ａに実際の車両の走行状態
を精密判定すると共に、この走行判定結果に基づいて、
車速Ｖと相関関係にある目標ヨーレイトゲインＫγ
（Ｖ）、目標車体横滑角ゲインＫβ（Ｖ）及び目標特性
時定数τ（Ｖ）を記憶部１２ｃから選択して車両運動モ
デル１２ｄに適用することにより、目標ヨーレイトγde
s及び目標車体横滑角βdesを演算することしたので、走
行状態に対応した精密な後輪操舵制御を可能にする。特
に、走行状態に係わらず一定のフィードバック後輪操舵
制御を行う場合と比較して、この走行状態に対応したフ
ィードバック後輪操舵制御を行うことは、車速や路面状
態等に対応した適切なドライバビリティを提供すること
ができると同時に、極めて高い走行安全性を実現するこ
とができる。

【００６５】また、オブザーバを適用した状態量推定演
算部１４により、運転状態量である推定ヨーレイトγes
t及び推定横滑角βestを演算するので、特に困難性を伴
う車体横滑角βの計測向上を図ることができ、高精度の
フィードバック後輪操舵制御を実現することができる。
また、後輪舵角制御演算部１６において、ロバスト制御
を行うことにより、信頼性の高い車両の運動制御装置を
実現している。

【００６６】また、後輪舵角制御制限部１８において、
走行安定性等に寄与するか否かの判断及び制限処理を行
って、それにより求まる後輪操舵角δr＊による後輪操
舵制御を行うようにしているので、車両の挙動が不安定
（例えば、旋回時にギクシャク感を生じさせる等）にな
ることを未然に防止して、高い走行安定性を確保するこ
とができる。

【００６７】尚、この実施の形態では、前述の如く、状
態量推定演算部１４により、運転状態量である推定ヨー
レイトγest及び推定車体横滑角βestを演算している
が、実挙動量であるヨーレイトγ及び車体横滑角βを直
接検出し、かかるヨーレイトγ及び車体横滑角βを前記
推定ヨーレイトγest及び推定車体横滑角βestに代えて
フィードバック後輪操舵制御に適用するようにしてもよ
いし、観測困難な車体横滑角に関しては推定車体横滑角
βestを適用し、一方、観測可能なヨーレイトγを前記
推定ヨーレイトγestに代えて適用するようにしてもよ
い。

【００６８】

【実施例】以下、更なる具体的な実施例を図面と共に説
明する。尚、図８は実施例に係る車両全体を概略的に示
すブロック図、図９ないし図１４は実施例の動作を説明
するためのフローチャートである。

【００６９】図８において、この車両は左右前輪ＦＷ
１，ＦＷ２を操舵する操舵ハンドル２０と、左右後輪Ｒ
Ｗ１，ＲＷ２を操舵する駆動制御手段としての駆動回路
３８及びアクチュエータ２２とを備えている。アクチュ
エータ２２は左右後輪ＲＷ１，ＲＷ２を操舵可能に連結
したリレーロッド２４と共に後輪操舵機構を構成し、リ
レーロッド２４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２２を駆動制御するための電気制御装置
２６を備えている。

【００７０】電気制御装置２６は、車速Ｖを検出する車
速検出センサ２８と、前輪舵角δfを検出する前輪舵角
検出センサ３０と、後輪舵角δrを検出する後輪舵角検
出センサ３２と、車両の運動状態量としてのヨーレイト
γを検出するヨーレイト検出センサ２４とを備えてい
る。これらの各検出センサ２８〜３４の出力接点がマイ
クロコンピュータシステム３６に接続されている。

【００７１】マイクロコンピュータシステム３６には、
図１に示した機能ブロック１２，１４，１６，１８と同
機能を発揮するフィードバック後輪操舵制御用の処理プ
ログラムが予め格納されると共に、図２に示した各走行
状態に対応した目標車体横滑角ゲインＫβ（Ｖ）と目標
ヨーレートゲインＫγ（Ｖ）及び目標特性時定数τ
（Ｖ）のデータを記憶する記憶部１２ｃに相当するデー
タ記憶領域が設けられている。

【００７２】上記処理プログラムは、図９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１０ない
し図１２のフローチャートに対応した走行状態判定及び
目標特性設定処理のためのプログラムと、図１３のフロ
ーチャートに対応した車体横滑角推定演算のためのプロ
グラムと、図１４のフローチャートに対応した後輪操舵
角を制限するためのプログラムを備えている。そして、
これらのプログラムは、内蔵タイマにて設定される所定
周期（フィードバック制御周期）Ｔに同期して繰り返し
実行されると共に、マイクロコンピュータシステム３６
より最終的に決定される後輪操舵角δr＊基づいて駆動
回路３８がアクチュエータ２２を駆動することにより、
左右後輪ＲＷ１，ＲＷ２を操舵する。

【００７３】図９において、マイクロコンピュータシス
テム３６はステップＳ１００にて後輪操舵制御プログラ
ムの実行を開始し、次にステップＳ１０２において、車
速検出センサ２８と前輪舵角検出センサ３０及びヨーレ
イト検出センサ３４にて夫々検出された車速Ｖ、前輪舵
角δf及びヨーレイトγを入力する。

【００７４】次に、ステップＳ１０４において、走行状
態の判定及びその判定結果に基づく目標車体横滑角ゲイ
ンＫβ（Ｖ）と目標ヨーレートゲインＫγ（Ｖ）及び目
標特性時定数τ（Ｖ）を選択するための目標特性設定処
理が行われ、詳くは図１０〜図１２のフローチャートに
従って行われる。

【００７５】まず、図１０のステップＳ２００では、今
回検出された前輪舵角δｆ[n]及び車速Ｖ[n]を入力し、
次のステップＳ２０２において、周期Ｔ前に検出された
前回の前輪舵角δf[n-1]と今回検出された前輪舵角δf
[n]との偏差Δδf[n]を算出した後、ステップＳ２０４
において第１の走行状態検出処理を行う。

【００７６】ステップＳ２０４の処理は図１１に示すフ
ローに従って行われ、まずステップＳ３００において、
前記車速Ｖ[n]が予め決められた第１の基準車速値Ｖ_LM1
よりも大きいか否か判断する。ここで、第１の基準車速
値Ｖ_LM1は時速７０ｋｍに設定されている。

【００７７】ステップＳ３００において肯定される場合
にはステップＳ３０２に移行し、今回の前輪舵角δf[n]
が予め決められた第１の前輪舵角値δf_LM1より小さいか
否か判断する。ここで、第１の前輪舵角値δf_LM1は約６
０°に設定されている。

【００７８】ステップＳ３０２において肯定される場合
にはステップＳ３０４に移行し、前記の偏差Δδf[n]が
予め決められた第１の基準偏差値Δδf_LM1より大きいか
否かの判断を行い、肯定される場合にはステップＳ３０
６に移行する。

【００７９】このように、ステップＳ３００〜Ｓ３０４
の全てにおいて肯定される場合は、車両の現在の走行状
態が高速路走行中の状態にあると判定する。即ち、第１
の基準車速値Ｖ_LM1よりも高速で走行中であり且つ、第
１の前輪舵角値δf_LM1よりも小さい前輪舵角で運転操作
がなされ、更に前回の前輪舵角と今回の前輪舵角との偏
差Δδf[n]が第１の基準偏差値Δδf_LM1よりも小さいと
いう３条件を満足する場合は、いわゆる高速且つ直進走
行中であることから、高速路走行中の状態にあると判断
する。

【００８０】ステップＳ３０６においては、所定の内蔵
カウンタの計数値ＣＮ_HWに１を加算し、加算後の計数値
を新たな計数値ＣＮ_HWとして保持する。

【００８１】次に、ステップＳ３０８において、前記内
蔵カウンタに保持されている最新の計数値ＣＮ_HWが予め
決められた第１の基準計数値Ｃ_LM1より大きいか否かの
判断を行い、肯定される場合にはステップＳ３１０に移
行して、高速路走行状態を示すフラグデータＦＬＵＧ_HW
に１を立てた後、図１０のステップＳ２０６へ移行す
る。尚、第１の基準計数値Ｃ_LM1は、高速路走行が継続
される比較的長時間に相当する値に設定されている。

【００８２】このように、ステップＳ３０６，Ｓ３０８
において第１の基準計数値（比較的長い時間に相当す
る）Ｃ_LM1に達するまで計数値ＣＮ_HWをカウントアップ
し、高速路走行中の状態が所定時間（Ｔ×ＣＮ_LM1)に渡
って継続しているか否かの判断を行うことにより、一過
性の変化に基づく誤判断を防止すると共に、過去の履歴
状態に基づく走行状態の判断精度の向上を図っている。

【００８３】一方、ステップＳ３００，Ｓ３０２，Ｓ３
０４のいずれか一つでも否定されるとステップＳ３１２
へ移行して、前記内蔵カウンタの計数値ＣＮ_HWを０にリ
セットし、更にステップＳ３１４においてフラグデータ
ＦＬＵＧ_HWを０にリセットすることにより、高速路走行
中の状態でないとし、又は高速路走行中の状態と判断し
た結果の解除を行う。

【００８４】また、ステップＳ３０８において否定され
る場合には、ステップＳ３１４においてフラグデータＦ
ＬＵＧ_HWを０にリセットすることにより、高速路走行中
の状態でないとし、又は高速路走行中の状態と判断した
結果の解除を行う。

【００８５】再び図１０において、ステップＳ２０６で
は、図１２に詳細に示す第２の走行状態検出処理が行わ
れる。まず、ステップＳ４００において、所定の内蔵カ
ウンタの計数値ＣＮ_WDに１を加算し、加算後の計数値を
新たな計数値ＣＮ_WDとして保持する。

【００８６】次に、ステップＳ４０２において、今回の
前輪舵角δf[n]の絶対値が予め決められた第２の前輪舵
角値δf_LM2より大きいか否かを判断し、ここで肯定され
る場合にはステップＳ４０４へ移行する。尚、第２の前
輪舵角値δf_LM2は９０°に設定されている。

【００８７】次に、ステップＳ４０４では、今回の前輪
舵角δf[n]と前回の前輪舵角δf[n-1]との偏差が０以下
であるか否かの判断を行い、肯定される場合にはステッ
プＳ４０６において、車速Ｖ[n]が予め決められた第２
の基準車速値Ｖ_LM2及び第３の基準車速値Ｖ_LM3の範囲内
にあるか否かの判断を行い、肯定される場合にはステッ
プＳ４０８へ移行する。尚、第２の基準車速値Ｖ_LM2は
時速４０ｋｍ、第３の基準車速値Ｖ_LM3は時速７０ｋｍ
に設定されている。

【００８８】ステップＳ４０８においては、後述する他
の内蔵カウンタの計数値ｍにて指定される第ｍ番目の前
輪舵角δfp[m]と今回の前輪舵角δf[n]との積が負値で
あるか否か判断し、肯定されるときはステップＳ４１０
へ移行する。

【００８９】ステップＳ４１０においては、計数値ｍに
１を加算し、加算後の計数値ｍで指定される第ｍ番目の
前輪舵角δfp[m]を今回の前輪舵角δf[n]に更新し、更
に、所定の内蔵タイマの値ＴＭ_WD[m]を計数値ＣＮ_WDに
プリセットし、次に、ステップＳ４１２において計数値
ＣＮ_WDを０にリセットする。

【００９０】次に、ステップＳ４１４では、計数値ｍが
予め決められた基準値ｍ₀以上か否か判断し、肯定され
る場合にはステップＳ４１６に移行して、前記ステップ
Ｓ４１０にて設定されたｍ個のタイマ値ＴＭ_WD[1]〜Ｔ
Ｍ_WD[m]の全加算演算を行い、更に、この全加算値が予
め決められた第２の基準計数値Ｃ_LM2より小さいか否か
判断し、肯定される場合にはステップＳ４１８におい
て、いわゆるワインディング走行状態にあると最終判定
して、フラグデータＦＬＵＧ_WDに１を立ててこの処理を
終了する。尚、基準値ｍ₀は例えば、ｍ₀＝６、第２の基
準計数値Ｃ_LM2は、例えば１分間に相当する値に設定さ
れている。

【００９１】このように、ステップＳ４０２，Ｓ４０
４，Ｓ４０６，Ｓ４０８，Ｓ４１４の５条件を満足して
ステップＳ４１８の処理まで行われる場合は、時速４０
ｋｍ〜時速７０ｋｍの車速範囲内において、比較的大き
な前輪舵角にて高い頻度（例えば毎分６回）でステアリ
ング操作を繰り返した場合に該当することから、カーブ
の多い道を走行中、即ちワインディング走行状態にある
と判断する。

【００９２】一方、前記ステップＳ４０２，Ｓ４０４，
Ｓ４０６，Ｓ４０８，Ｓ４１４のいずれか１つでも否定
される場合には、ワインディング走行状態にあるとの判
断を解除すべく、ステップＳ４２０においてフラグデー
タＦＬＵＧ_WDを０にリセットして、この処理を終了す
る。

【００９３】再び図１０において、このように走行状態
が判断された後にステップＳ２０８及びＳ２１０で前記
フラグデータＦＬＵＧ_HD,ＦＬＵＧ_WDを調べ、ステップ
Ｓ２１２，Ｓ２１４，Ｓ２１６の内、フラグ１に対応す
る走行状態についての目標ヨーレイトゲインＫγ[n]と
目標車体横滑角ゲインＫβ[n]及び目標特性時定数τ[n]
を選択する。

【００９４】即ち、高速路走行中の状態を示すフラグデ
ータＦＬＵＧ_HDが１であれば、ステップＳ２１２におい
て、図２（ａ）〜（ｃ）中の特性曲線ＨＷのデータに基
づいて今回の車速Ｖ[n]に対応する各データＫγ_HW[Ｖ
[n]]，Ｋβ_HW[Ｖ[n]]，τ_HW[Ｖ[n]]を選択し、ワインデ
ィング走行状態を示すフラグデータＦＬＵＧ_WDが１であ
れば、ステップＳ２１４において、図２（ａ）〜（ｃ）
中の特性曲線ＷＤのデータに基づいて今回の車速Ｖ[n]
に対応する各データＫγ_WD[Ｖ[n]]，Ｋβ_WD[Ｖ[n]]，τ
_WD[Ｖ[n]]を選択し、一方、いずれのフラグデータＦＬ
ＵＧ_HD,ＦＬＵＧ_WDも１でなければ、一般路速走行中の
状態であるとして、ステップＳ２１６において、図２
（ａ）〜（ｃ）中の特性曲線ＮＭのデータに基づいて今
回の車速Ｖ[n]に対応する各データＫγ_NM[Ｖ[n]]，Ｋβ
_NM[Ｖ[n]]，τ_NM[Ｖ[n]]を選択する。

【００９５】このように、図１０〜図１２の処理によ
り、走行状態が判定され且つこの走行状態に対応する目
標ヨーレイトゲインＫγ[n]と目標車体横滑角ゲインＫ
β[n]及び目標特性時定数τ[n]が選択され、次に、図９
のステップＳ１０６への処理へ移行する。

【００９６】図９のステップＳ１０６では、前記数２１
〜数２６の演算を行うことにより、係数ｇ₁₀，ｇ₁₁，ｇ
₂₀，ｇ₂₁，ｈ₁，ｈ₂を演算する。

【００９７】次に、ステップ１０８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角βdesをそ
れぞれ表す各時系列データβdes[n-k]，…，βdes[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
βdes[n-k+1]，…，βdes[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γdesをそれぞれ表す各時系列データγdes[n-
k]，…，γdes[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γdes[n-k+1]，…，γdes[n]にそれ
ぞれ更新する。

【００９８】次に、ステップＳ１１０において、前記求
められた係数ｇ₁₀，ｇ₁₁，ｇ₂₀，ｇ ₂₁，ｈ₁，ｈ₂と、
走行状態に対応する目標ヨーレイトゲインＫγ[n]、目
標車体横滑角ゲインＫβ[n]及び目標特性時定数τ[n]
を、前記数１９及び数２０に適用することにより、現在
の目標車体横滑角βdes[n]及び目標ヨーレートγdes[n]
を算出する。したがって、以上のステップＳ１０２〜Ｓ
１１０の処理により、図１中の目標挙動量演算部１２に
相当する処理が実現される。

【００９９】次に、ステップＳ１１２において、図１中
の状態量推定演算部１４に相当する処理、即ち、車体横
滑角度推定演算処理を行うことにより、推定ヨーレイト
γest及び推定車体横滑角βestを求める。より詳細には
図１３のフローに従って行われる。尚、説明の都合上、
以下のステップＳ５００〜Ｓ５２０の処理の説明のため
に用いる変数と、図９〜図１２のフローにて説明した変
数変数名が同じであっても、相互に独立したものとす
る。

【０１００】図１３のステップＳ５００において、セン
サ２８〜３４にて今回実測された前輪舵角δf、後輪舵角
δｒ、車速Ｖ及びヨーレイトγを入力する。次に、ステ
ップＳ５０２，Ｓ５０４において、Ｔ時間前の前輪舵角
δfと後輪舵角δr及びヨーレイトγをそれぞれ表す前回
データδf[n-1]，δr[n-1]，γ[n-1]と、今回の前輪舵
角δfと後輪舵角δr及びヨーレイトγをそれぞれ表す今
回データδf[n]，δr[n]，γ[n]とを更新する。即ち、
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]に更新すると共に、今回データ
δf[n]，δr[n]，γ[n]を前記入力した値δf ，δr ，
γに更新する。

【０１０１】次に、ステップＳ５０６において、図３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，数５に基
づいて算出する。ここで、車速Ｖは前記ステップＳ５０
０の処理による検出値であるが、他のパラメータＭ，Ｉ
_z ,ａ_f，ａ_r，Ｃ_f，Ｃ_rは車種に対応して予め決め
られた定数である。

【０１０２】次に、ステップＳ５０８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１４に基づきフ
ィードバックゲインｋ₁，ｋ₂を計算する。

【０１０３】次に、ステップＳ５１０，Ｓ５１２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，ｂ₂₁，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ｂ
₁₁[n]〜ｂ₂₂[n]及び今回ゲインデータｋ₁[n]，ｋ₂[n]と
を更新する。即ち、ステップＳ５１０にて、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]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Ｓ５１２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。

【０１０４】前記ステップＳ５１２の処理後、ステップ
Ｓ５１４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，Ｉ_z，ａ_f，ａ_r，
ｃ_f，ｃ _r及び検出車速Ｖを用いた前記数４２〜数４９
の演算を行うことにより、係数ｇ₁ ₁〜ｇ₂₂,ｈ₁₁〜ｈ₂₂
を計算する。

【０１０５】次に、ステップＳ５１６において、Ｔ時間
前の推定車体横滑角及び推定ヨーレイトを表す前回推定
車体横滑角データβest[n-1]及び前回推定ヨーレイトデ
ータγest[n-1]を、Ｔ時間前のステップＳ５２０の処理
により計算した今回推定車体横滑角データβest[n]及び
今回推定ヨーレイトデータγest[n]に更新する。

【０１０６】次に、ステップＳ５１８にて、各種前回デ
ータｂ₁₁[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ｂ₁₁[n]
〜ｂ₂₂[n]，ｋ1 [n]，ｋ2[n]，δｆ[n]，δｒ[n]，γ
[n]を用いて前記数５１，数５２の演算を行うことによ
り、値ｄ₁,ｄ₂を計算する。

【０１０７】次に、ステップＳ５２０にて、前回推定車
体横滑角データβest[n-1]、前回推定ヨーレイトデータ
γest[n-1]及び値ｄ₁，ｄ₂を用いるとともに係数ｇ₁₁
〜ｇ ₂₂，ｈ₁₁〜ｈ₂₂を現係数データｇ₁₁[n]〜ｇ₂₂[n]，
ｈ₁₁[n]〜ｈ₂₂[n]として用いた数５０の演算の実行によ
り現在の推定車体横滑角βest[n]及び推定ヨーレイトγ
est[n]を計算する。

【０１０８】そして、図９のステップＳ１１４に処理が
移行し、前記の推定車体横滑角βest[n]が図１中の状態
量推定演算部１４から出力される今回の推定車体横滑角
βestに設定される。

【０１０９】次にステップＳ１１６において、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
出車体横滑角を表す時系列データβ[n]を前記設定した
検出車体横滑角βestに設定する。

【０１１０】また、同ステップＳ１１６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。

【０１１１】次に、ステップＳ１１８にて、ｋＴ時間前
からＴ時間前までのＴ時間毎の後輪操舵角δrcをそれぞ
れ表す各時系列データδrc[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。尚、上述した
各時系列データは最初に、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。

【０１１２】前記ステップＳ１１８の処理後、ステップ
Ｓ１２０にて、前記ステップＳ１０８〜Ｓ１１８の処理
により更新した各時系列データと、上記数２８，数２９
により特定される各係数を用いた上記数２７の演算を実
行することにより、現在の後輪操舵角δrc[n]を計算す
る。即ち、ステップＳ１２０において、図１中の後輪舵
角制御演算部１６に相当する処理が行われることによ
り、現在の後輪操舵角δrc[n]が求められる。

【０１１３】次に、ステップＳ１２２の後輪舵角制御制
限処理において、前記の後輪操舵角δrc[n]を最終決定
した後輪操舵角δr＊として駆動回路３８及びアクチュ
エータ２２を駆動制御すべきか否かの判断及び制限処理
が行われる。この処理の詳細は図１４のフローに従って
行われる。

【０１１４】図１４において、まずステップＳ６００で
は、今回求められた後輪操舵角δrc[n] と周期Ｔ前に求
められた前回の後輪操舵角δrc[n-1]との偏差Δδrcを
算出し、次のステップＳ６０２において、この偏差Δδ
rcが予め決められた許容範囲の上限値Δδrc_LMよりも大
きいか否か判断する。ここで肯定される場合には、ステ
ップＳ６０４に移行して、前回の後輪操舵角δrc[n-1]
に所定の許容上限値Δδrc_LMを加算した値を今回の後輪
操舵角δrc[n]として更新した後、ステップＳ６０６へ
移行する。一方、ステップＳ６０２で否定される場合に
は、ステップＳ６０４の処理を行うことなくステップＳ
６０６の処理へ移行する。

【０１１５】ステップＳ６０６では、前記ステップＳ６
００にて求められた偏差Δδrcが予め決められた許容範
囲の下限値−Δδrc_LMよりも小さいか否か判断する。こ
こで肯定される場合には、ステップＳ６０８に移行し
て、前回の後輪操舵角δrc[n-1]に所定の許容下限値Δ
δrc_LMを減算（別言すれば、−Δδrc_LMを加算）した値
を今回の後輪操舵角δrc[n]として更新した後、ステッ
プＳ６１０へ移行する。一方、ステップＳ６０６で否定
される場合には、ステップＳ６０８の処理を行うことな
くステップＳ６１０の処理へ移行する。

【０１１６】そして、ステップＳ６１０において、前記
の如く更新された後輪操舵角δrc[n]を最終的な後輪操
舵角δr＊に決定する。即ち、ステップＳ６００〜Ｓ６
１０の処理によれば、前記偏差Δδrcが、−Δδrc_LM＜
Δδrc＜Δδrc_LMの許容範囲内にあれば、図９中のステ
ップＳ１２０で求められた後輪操舵角δrc[n]を最終的
な後輪操舵角δr＊に決定し、Δδrc≦−Δδrc_LM若し
くはΔδrc_LM≦Δδrcの場合には、前記ステップＳ６０
４若しくはＳ６０８にて更新処理して得られる後輪操舵
角δrc[n]を最終的な後輪操舵角δr＊に決定する。

【０１１７】そして、図９中のステップＳ１２４におい
て、前記最終決定された後輪操舵角δr＊を駆動回路３
８に供給すると共にアクチュエータ２２を駆動すること
により、左右後輪ＲＷ１，ＲＷ２を後輪操舵角δr＊に
対応して操舵制御する。

【０１１８】したがって、目標挙動特性が切換わること
に起因して後輪操舵角δrc[n]の変化が過大になった場
合においても、前記許容範囲内に制限された後輪操舵角
δｒ＊による操舵がなされる結果、車両の挙動が不安定
（ギクシャク感）になることを防止し、常に走行安定性
を良好に保つことができる。

【０１１９】このように、この実施例によれば、目標運
動状態量としての目標車体横滑角βdes及び目標ヨーレ
ートγdesを、逐次変化する車両の走行状態に基づいて
積極的に更新することとしたので、実際に即した走行安
定性及びドライバビリティの向上等を図ることができ
る。

【０１２０】また、実挙動量δf,Ｖ，γ，δrを、オブ
ザーバを適用した状態量推定演算処理に適用することに
より、高精度で推定車体横滑角βest及び推定ヨーレイ
トγestを求めることができるので、より精密なフィー
ドバック後輪操舵制御を実現することができる。

【０１２１】また、目標車体横滑角βdes及び目標ヨー
レートγdesと推定車体横滑角βest及び推定ヨーレート
γestとの偏差について前記ステップＳ１２０の演算処
理を行うので、車両搭載重量、タイヤの経時変化等によ
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
制御性能を確保することが可能となり、車両の旋回に伴
う水平面内の運動状態を目標運動状態に良好に制御する
ことができる。

【０１２２】また、後輪操舵に適用する最終的な後輪操
舵角δr＊を所定の許容範囲内に制限するようにしたの
で、常に走行安全性等を確保することができる等の優れ
た効果を発揮させることができる。

【０１２３】（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機構を含むようにした変形
例について説明する。まず理論的な説明を行う。図８に
示すように左右の制動力差をＦkとするとともにトレッ
ドをＴr とすると、車体横滑角β、ヨーレートγ、車速
Ｖ、前輪舵角δf及び左右制動力差Ｆkは、車両の運動方
程式から下記数５３〜数５７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。

【０１２４】

【数５３】

【数５４】

【数５５】

【数５６】

【数５７】ここで、前記実施例と同様に、目標状態量ｘd を上述の
数９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
５８の方程式が成立する。

【０１２５】

【数５８】前記数５８は上記実施例の数１６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
１８〜数２９にてフィードバック後輪操舵角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），Ｗ
t（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。

【０１２６】次に、この変形例に係る具体的例について
図８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４０〜４６と同シリンダ４
０〜４６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４８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４８は駆動回路５０によ
り電気的に制御されるようになっており、同回路５０に
はマイクロコンピュータシステム３６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３６は上記実施例の後輪操舵制御プ
ログラム（図９）の各ステップと同一の処理であるが、
上記実施例の後輪操舵角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。

【０１２７】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、
車体横滑角β及びヨーレートγが目標車体横滑角βdes
及び目標ヨーレートγdesに一致する。その結果、その
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。

【０１２８】（その他の変形例）前記実施例及び変形例
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。

【０１２９】また、本発明は、具体的に説明した後輪操
舵制御に適用する場合に限るものではなく、前輪アクテ
ィブ操舵制御、四輪アクティブ操舵制御、車両挙動制御
などの、目標特性追従式車両横方向（横滑り）運動制御
系にも適用することができる。

【０１３０】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、車
両の走行状態に基づき目標特性を可変とすることで、種
々変化する走行状態に対応した最適な目標追従制御を可
能としたので、車両の走行安定性等の向上を図ることが
できる。

【０１３１】また、車両運動を制御するための現制御指
示値と前制御指示値との偏差に基づいて現制御指示値を
制限するので、目標挙動量の切換わりに起因して現制御
指示値が前制御指示値に対して大幅に変化するような場
合であっても、車両の挙動が不安定になることを防止
し、常に良好な走行安定性等を維持することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る車両の運動制御装置
の構成を示すブロック図である。

【図２】走行状態に対応する各目標特性の一例を示す特
性曲線図である。

【図３】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４】実施の形態に係る車両制御モデルのブロック図
である。

【図５】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６】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７】検出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８】実施例に係る車両の全体構成を示す概略図であ
る。

【図９】実施例に係る後輪操舵制御後輪操舵制御プログ
ラムの処理を説明するためのフローチャートである。

【図１０】実施例に係る目標特性設定処理プログラムの
処理を説明するためのフローチャートである。

【図１１】実施例に係る第１の走行状態検出処理プログ
ラムの処理を説明するためのフローチャートである。

【図１２】実施例に係る第２の走行状態検出処理プログ
ラムの処理を説明するためのフローチャートである。

【図１３】実施例に係る推定車体滑角度検出処理プログ
ラムの処理を説明するためのフローチャートである。

【図１４】実施例に係る後輪操舵指令値制限処理プログ
ラムの処理を説明するためのフローチャートである。

【符号の説明】

４…前輪舵角検出センサ、６…車速検出センサ、８…ヨ
ーレイト検出センサ、１０…後輪舵角検出センサ、１２
…目標挙動量演算部、１２ａ…走行状態判定部、１２ｂ
…選択部、１２ｃ…記憶部、１４…状態量推定演算部、
１６…後輪舵角制御演算部、１８…後輪舵角制御制限
部。

───────────────────────────────────────────────────── 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

【特許請求の範囲】

【請求項１】車両の実挙動量を検出する挙動量検出手
段と、前記車両の走行状態を判定する走行状態判定手段と、前記走行状態に基づく目標特性を予め記憶する記憶手段
と、前記走行状態検出手段により検出された走行状態に基づ
き前記記憶手段に記憶された目標特性を選択する選択手
段と、前記選択手段により選択された前記目標特性を規範車両
運動モデルに適用することにより目標挙動量を演算する
目標挙動量演算手段と、前記目標挙動量と前記実挙動量との比較値に基づいて制
御指示値を演算する演算手段と、前記演算手段により演算された前記制御指示値に基づき
車両運動を制御する駆動制御手段と、を具備することを
特徴とする車両の運動制御装置。
【請求項２】車両の実挙動量を検出する挙動量検出手
段と、前記車両の走行状態を判定する走行状態判定手段と、前記走行状態に基づく目標特性を予め記憶する記憶手段
と、前記走行状態検出手段により検出された走行状態に基づ
き前記記憶手段に記憶された目標特性を選択する選択手
段と、前記選択手段により選択された前記目標特性を規範車両
運動モデルに適用することにより目標挙動量を演算する
目標挙動量演算手段と、前記挙動量検出手段により検出された前記実挙動量を実
車両運動モデルに適用することにより推定挙動量を演算
する状態量推定演算手段と、前記目標挙動量と、前記推定挙動量及び前記実挙動量の
いずれか一方又は相互の組合せ、との比較値に基づいて
制御指示値を演算する演算手段と、前記演算手段により演算された前記制御指示値に基づき
車両運動を制御する駆動制御手段と、を具備することを
特徴とする車両の運動制御装置。
【請求項３】前記演算手段により演算された前制御指
示値と現制御指示値との偏差が所定値を超える場合、前
記現制御指示値による前記駆動制御手段の制御を制限す
る制限手段を備えたことを特徴とする請求項１又は請求
項２に記載の車両の運動制御装置。