トップ :: B 処理操作 運輸 :: B60 車両一般




【発明の名称】 統合型車両運動制御装置
【発明者】 【氏名】鯉渕 健
【住所又は居所】愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動車株式会社内

【氏名】宮後 昇一
【住所又は居所】愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動車株式会社内
【要約】 【課題】車両において複数種類の運動制御を実行するために複数のアクチュエータを統合的に制御する装置のソフトウエア構成を適正に階層化し、それにより、その階層構造を実用性の観点から最適化する。

【解決手段】上記のソフトウエア構成を、（ａ）運転関連情報に基づいて目標車両状態量を決定する指令部２１０，２１２と、（ｂ）その決定された目標車両状態量を指令部から指令として受け取り、その受け取った指令を複数のアクチュエータ７０ないし８２のうちの少なくとも１つを介して実行する実行部２１４とを含むように階層化し、かつ、その指令部を、運転関連情報に基づき、車両の動的挙動を考慮しないで第１の目標車両状態量を決定する上位指令部２１０と、それから受け取った第１の目標車両状態量に基づき、車両の動的挙動を考慮して第２の目標車両状態量を決定する下位指令部２１２とを含むものとする。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 運転者による車両の運転に関連する運転関連情報に基づいて複数のアクチュエータをコンピュータによって統合的に制御することにより、前記車両において複数種類の車両運動制御を実行する統合型車両運動制御装置であって、それのハードウエア構成とソフトウエア構成とのうちの少なくともソフトウエア構成が、前記運転者から前記複数のアクチュエータに向かう向きに階層化された複数の部分を含み、かつ、それら複数の部分は、（ａ）上位において、前記運転関連情報に基づいて目標車両状態量を決定する指令部と、（ｂ）下位において、前記決定された目標車両状態量を前記指令部から指令として受け取り、その受け取った指令を前記複数のアクチュエータのうちの少なくとも１つを介して実行する実行部とを含み、かつ、前記指令部は、各々が前記複数のアクチュエータを統合的に制御するための指令を発する上位指令部と下位指令部とを含み、かつ、その上位指令部は、前記運転関連情報に基づき、前記車両の動的挙動を考慮しないで第１の目標車両状態量を決定し、その決定された第１の目標車両状態量を前記下位指令部に供給し、一方、その下位指令部は、前記上位指令部から受け取った前記第１の目標車両状態量に基づき、前記車両の動的挙動を考慮して第２の目標車両状態量を決定し、その決定された第２の目標車両状態量を前記実行部に供給し、かつ、前記上位指令部、下位指令部および実行部は、それぞれ、ソフトウエア構成上互いに独立した複数のモジュールを前記コンピュータに実行させることにより、それぞれに与えられた固有の機能を実現する統合型車両運動制御装置。
【請求項２】 前記運転関連情報が、（ａ）前記運転者による運転操作に関する運転情報と、（ｂ）前記車両の状態量に関する車両情報と、前記車両の周辺の環境であってその車両の運動に影響を及ぼすものに関する環境情報とのうちの少なくとも一方とを含む請求項１に記載の統合型車両運動制御装置。
【請求項３】 前記車両が、（ａ）前記運転者による運転操作に関する運転情報を取得する運転情報取得装置と、（ｂ）前記車両の状態量に関する車両情報を取得する車両情報取得装置と、前記車両の周辺の環境であってその車両の運動に影響を及ぼすものに関する環境情報を取得する環境情報取得装置とのうちの少なくとも一方とを含み、前記上位指令部が、（ｃ）前記取得された運転情報と、（ｄ）前記取得された車両情報と、前記取得された環境情報とのうちの少なくとも一方とに基づいて前記第１の目標車両状態量を決定する請求項１または２に記載の統合型車両運動制御装置。
【請求項４】 前記上位指令部が、（ａ）前記取得された運転情報と、（ｂ）前記取得された車両情報と、前記取得された環境情報とのうちの少なくとも一方とに基づき、やがて決定されるべき前記第１の目標車両状態量に関する複数の候補値を決定し、その決定された複数の候補値に基づき、予め定められた規則に従って、前記第１の目標車両状態量を決定する請求項３に記載の統合型車両運動制御装置。
【請求項５】 前記第１の目標車両状態量が、前記車両の前後加速度に関する目標車両状態量であり、前記複数の候補値が、（ａ）前記取得された運転情報に対応する目標前後加速度と、（ｂ）前記取得された車両情報と、前記取得された環境情報との少なくとも一方に対応する目標前後加速度とを含む請求項４に記載の統合型車両運動制御装置。
【請求項６】 前記第１の目標車両状態量が、前記車両の舵角に関する目標車両状態量であり、前記複数の候補値が、（ａ）前記取得された運転情報に対応する目標舵角と、（ｂ）前記取得された車両情報と、前記取得された環境情報とのうちの少なくとも一方に対応する目標舵角とを含む請求項４に記載の統合型車両運動制御装置。
【請求項７】 前記第１の目標車両状態量が、前記車両の前後加速度に関する目標車両状態量と、前記車両の舵角に関する目標車両状態量とを含む請求項１ないし６のいずれかに記載の統合型車両運動制御装置。
【請求項８】 前記上位指令部が、前記車両の挙動の安定化より、その車両が走行する走行軌跡上のその車両の位置と速度との関係である車両位置−速度関係の適正化を優先させた目標車両状態量を前記第１の目標車両状態量として決定し、前記下位指令部が、その決定された第１の目標車両状態量に基づき、前記車両位置−速度関係の適正化より、前記車両の挙動の安定化を優先させた目標車両状態量を前記第２の目標車両状態量として決定する請求項１ないし７のいずれかに記載の統合型車両運動制御装置。
【請求項９】 前記上位指令部が、前記第１の目標車両状態量を、許容範囲内で変化し得る目標車両状態量として決定し、前記下位指令部が、前記第２の目標車両状態量を、前記許容範囲内の任意の目標車両状態量として決定する請求項１ないし８のいずれかに記載の統合型車両運動制御装置。
【請求項１０】 前記第１の目標車両状態量が、前記車両の前後加速度に関する目標車両状態量と、前記車両の舵角に関する目標車両状態量とを含み、かつ、前記上位指令部が、前記車両の前後加速度に関する目標車両状態量は、許容範囲内で変化し得る目標車両状態量として決定するが、前記車両の舵角に関する目標車両状態量は、許容範囲を有しない目標車両状態量として決定する請求項９に記載の統合型車両運動制御装置。
【請求項１１】 前記上位指令部が、前記運転者の意思と、前記車両の周辺の環境であってその車両の運動に影響を及ぼすものとの少なくとも一方に基づき、前記許容範囲の幅を変化させる請求項９または１０に記載の統合型車両運動制御装置。
【請求項１２】 前記上位指令部が、それに入力された情報に基づき、かつ、前記車両の動的挙動とは無関係にその車両の運動を簡易的に記述する簡易車両モデルに従い、前記第１の目標車両状態量を決定し、前記下位指令部が、それに入力された情報に基づき、かつ、前記車両の動的挙動が反映されるようにその車両の運動を、前記簡易車両モデルより正確に記述する精密車両モデルに従い、前記第２の目標車両状態量を決定する請求項１ないし１１のいずれかに記載の統合型車両運動制御装置。
【請求項１３】 前記実行部が、それに入力された情報に基づき、かつ、前記車両の車輪の運動を、その車輪に作用する前後力と横力と上下力とのうちの少なくとも前後力と横力とに関して記述する車輪モデルに従い、前記第２の目標車両状態量を実現するために前記複数のアクチュエータを制御すべき制御量を決定する請求項１２に記載の統合型車両運動制御装置。
【請求項１４】 前記上位指令部と下位指令部と実行部とのうちの少なくとも１つの各々が、それより上位の部分から入力された情報に基づき、かつ、前記車両の運動とその車両の車輪の運動とのうちの少なくとも一方を記述するモデルに従い、それより下位の部分に出力すべき情報を決定するとともに、そのモデルを、下位の部分に出力した情報の誤差に基づいて修正する請求項１ないし１３のいずれかに記載の統合型車両運動制御装置。
【請求項１５】 前記実行部が、前記下位指令部から前記複数のアクチュエータに向かう向きに階層化された複数の部分を含み、かつ、それら複数の部分が、上位において、前記下位指令部から供給された第２の目標車両状態量を実現するために前記複数のアクチュエータを制御すべき制御量をそれら複数のアクチュエータに関して分配する分配部と、下位において、その分配部から供給された制御量が実現されるように前記複数のアクチュエータを制御する制御部とを含み、かつ、前記分配部は、（ａ）上位において、前記複数のアクチュエータの全体に関して設けられ、前記下位指令部から供給された第２の目標車両状態量を実現するためにそれら複数のアクチュエータを制御すべき制御量をそれら複数のアクチュエータの全体に関して統合的に分配する上位分配部と、（ｂ）下位において、前記複数のアクチュエータのうちの一部に関して設けられ、前記上位分配部から供給された制御量を前記一部のアクチュエータに分配する下位分配部とを含み、かつ、前記制御部は、前記一部のアクチュエータに関しては、前記下位分配部より下位において、各アクチュエータごとに設けられるが、残りのアクチュエータに関しては、前記上位分配部より下位において、各アクチュエータごとに設けられた複数の個別制御部を含み、かつ、前記上位分配部、下位分配部および制御部は、それぞれ、ソフトウエア構成上互いに独立した複数のモジュールを前記コンピュータに実行させることにより、それぞれに与えられた固有の機能を実現する請求項１ないし１４のいずれかに記載の統合型車両運動制御装置。
【請求項１６】 前記複数のアクチュエータが、各アクチュエータにより前記車両の各構成要素に作用させられる物理量の種類に応じて複数のグループに分類されており、前記下位分配部が、それら複数のグループのうち、それに属するアクチュエータの数が複数であるグループに関して設けられている請求項１５に記載の統合型車両運動制御装置。
【請求項１７】 前記複数のアクチュエータが、前記車両の車輪の前後力と横力と上下力とのうち少なくとも前後力と横力とを制御する複数の車輪関連アクチュエータを含み、前記上位分配部が、前記制御量を前記複数の車輪関連アクチュエータに、前記前後力に関する前後力成分と、前記横力に関する横力成分と、前記上下力に関する上下力成分とのうちの少なくとも前後力成分と横力成分とを含むように分配する請求項１５または１６に記載の統合型車両運動制御装置。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両において複数種類の車両運動制御を実行するために複数のアクチュエータを統合的に制御する技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】最近、車両の運動を制御する運動制御装置を同じ車両に多種類搭載する傾向が増加している。しかし、種類が異なる運動制御装置は、それぞれによって実現される効果が互いに独立して車両に現れるとは限らず、相互に干渉する可能性がある。そのため、複数種類の運動制御装置を搭載するように車両を開発する場合には、それら運動制御装置間の連携・協調を十分に図ることが重要である。
【０００３】例えば、ある車両の開発過程において、複数種類の運動制御装置を同じ車両に搭載することが必要である場合、それら運動制御装置を互いに独立して開発した後に、それら運動制御装置間の連携・協調を補充的にまたは追加的に実現することは可能である。
【０００４】しかしながら、このような形で複数種類の運動制御装置を開発する場合には、それら運動制御装置間の連携・強調を図るために多くの手間と長い期間とが必要である。
【０００５】車両に複数種類の運動制御装置を搭載する形式として、それら運動制御装置が同じアクチュエータを共有する形式がある。この形式においては、それら運動制御装置が同時期に同じアクチュエータを作動させることが必要となったとき、このような競合をどのようにして解決するかという問題に直面する。
【０００６】そして、前述のように、それら運動制御装置を互いに独立して開発した後にそれら運動制御装置間の連携・協調を補充的にまたは追加的に実現しようとする場合には、上述の問題を理想的に解決するのは困難である。現実には、それら運動制御装置のうちのいずれかを他より優先させるべく選択し、その選択された運動制御装置のみにそのアクチュエータを占有させることにより解決せざるを得ない場合がある。
【０００７】これに対し、特開平５−８５２２８号公報には、車両の運動を統合的に制御する技術の一従来例であって、車両全体の開発期間の短縮、ならびに車両の信頼性、使い勝手および修理し易さの向上を目的としてなされた技術が記載されている。
【０００８】この従来例によれば、運転者と車両とから成るシステム全体が、運転者とアクチュエータとの間において、互いに階層化された複数の要素により構成されるとともに、運転者の意思が車両の運転特性に変換される際、上位の要素が下位の要素に対して要求する特性が、上位の要素から下位の要素に伝達される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従来例によれば、上記システムが、それのハードウエア構成上の帰属関係に従って分類して階層化されるが、複数種類の運動制御を実行するソフトウエア構成が適正に階層化されるわけではない。以下、具体的に説明する。
【００１０】前記特開平５−８５２２８号公報の記載から解釈するに、制御機能、特に調整要素１２，１８および２４の制御機能がマスターコントローラ１００のプログラム構造として実現される。調整要素１２は、運転者の意思を目標値に変換する要素であり、調整要素１８は、調整要素１２から入力された目標値を車輪トルクに変換する要素である。したがって、それら調整要素１２と１８とは階層構造を成している。
【００１１】これに対し、調整要素２４は、要素２２から入力されたエンジントルクを実現するための信号を、エンジンの吸入空気量を制御するアクチュエータ要素２８と、エンジンの燃料噴射量を制御するアクチュエータ要素３０と、エンジンの点火時期を制御するアクチュエータ要素３２とに出力する。このように、調整要素２４は、それのすぐ上位の要素２２が上述の調整要素１２でも１８でもないことから、それら調整要素１２および１８と共に階層構造を成しているわけではない。
【００１２】また、ソフトウエア構成が真の意味において階層構造を成しているといえるためには、ソフトウエア構成中の複数の処理単位が互いに独立していることが必要である。ここに「独立している」とは、各処理単位においてそれのプログラムが他の処理単位のプログラムに依存せずにコンピュータにより実行可能であることを意味する。すなわち、各処理単位においてコンピュータにより実行されるプログラムは、それ自体で完結したプログラム、すなわち、モジュールであることが必要なのである。
【００１３】これに対し、前記公報は、そのようなソフトウエア構成の階層構造、独立化およびモジュール化を一切開示していない。
【００１４】以上説明した解釈を前記公報のＦｉｇ．１と併せて考察すると、この公報は、前記システムを構成する複数の要素を、ハードウエア要素であるかソフトウエア要素であるかを区別することなく、単に、それら要素間の帰属関係に従って分類して階層化する技術は開示しているが、前記システムのソフトウエア構成を適正に階層化する技術は開示していないといえる。
【００１５】また、ソフトウエア構成を適正に階層化するためには、必要な処理内容については細分化を行い、それにより、ソフトウエア構成全体の実行効率を向上させることも必要である。
【００１６】すなわち、この従来例においては、同じ車両において複数種類の運動制御を統合的に実行するソフトウエア構成を改善する余地が残されているのであり、そのような改善を行うことによってはじめて、車両の運動を制御する複数のアクチュエータを統合的に制御する技術が実用上確立されることになる。
【００１７】このような事情を背景とし、本発明は、車両において複数種類の運動制御を実行するための複数のアクチュエータを統合的に制御する装置のソフトウエア構成を適正に階層化し、それにより、その階層構造を実用性の観点から最適化することを課題としてなされたものである。
【００１８】
【課題を解決するための手段および発明の効果】その課題は本発明によって解決される。本発明によれば、下記の各態様が得られる。
【００１９】各態様は、項に区分し、各項に番号を付し、必要に応じて他の項の番号を引用する形式で記載する。これは、本明細書に記載の技術的特徴のいくつかおよびそれらの組合せのいくつかの理解を容易にするためであり、本明細書に記載の技術的特徴やそれらの組合せが以下の態様に限定されると解釈されるべきではない。
（１） 運転者による車両の運転に関連する運転関連情報に基づいて複数のアクチュエータをコンピュータによって統合的に制御することにより、前記車両において複数種類の車両運動制御を実行する統合型車両運動制御装置であって、それのハードウエア構成とソフトウエア構成とのうちの少なくともソフトウエア構成が、前記運転者から前記複数のアクチュエータに向かう向きに階層化された複数の部分を含み、かつ、それら複数の部分は、（ａ）上位において、前記運転関連情報に基づいて目標車両状態量を決定する指令部と、（ｂ）下位において、前記決定された目標車両状態量を前記指令部から指令として受け取り、その受け取った指令を前記複数のアクチュエータのうちの少なくとも１つを介して実行する実行部とを含み、かつ、前記指令部は、各々が前記複数のアクチュエータを統合的に制御するための指令を発する上位指令部と下位指令部とを含み、かつ、その上位指令部は、前記運転関連情報に基づき、前記車両の動的挙動を考慮しないで第１の目標車両状態量を決定し、その決定された第１の目標車両状態量を前記下位指令部に供給し、一方、その下位指令部は、前記上位指令部から受け取った前記第１の目標車両状態量に基づき、前記車両の動的挙動を考慮して第２の目標車両状態量を決定し、その決定された第２の目標車両状態量を前記実行部に供給し、かつ、前記上位指令部、下位指令部および実行部は、それぞれ、ソフトウエア構成上互いに独立した複数のモジュールを前記コンピュータに実行させることにより、それぞれに与えられた固有の機能を実現する統合型車両運動制御装置。
【００２０】この装置によれば、それのハードウエア構成とソフトウエア構成とのうちの少なくともソフトウエア構成が、（ａ）運転者から複数のアクチュエータに向かう向きの上位において、運転関連情報に基づいて目標車両状態量を決定する指令部と、（ｂ）下位において、その決定された目標車両状態量を指令部から指令として受け取り、その受け取った指令を複数のアクチュエータのうちの少なくとも１つを介して実行する実行部とを含むように階層化される。
【００２１】すなわち、この装置によれば、それの少なくともソフトウエア構成が、指令部と実行部とが互いに分離されるように階層化されるのである。
【００２２】後述のように、それら指令部と実行部とは、ソフトウエア構成上互いに独立させられているため、各々については、他方に影響を与えることなく、開発、設計、設計変更、デバック等の作業を行うことが可能となり、両方についての作業を互いに並行して行うことも可能となる。
【００２３】したがって、本項に係る装置によれば、それの全体のソフトウエア構成に対して行うことが必要な作業の期間を容易に短縮可能となる。
【００２４】さらに、この装置によれば、指令部が、各々が複数のアクチュエータを統合的に制御するための指令を発する上位指令部と下位指令部とを含むものとされる。
【００２５】その上位指令部は、運転関連情報に基づき、車両の動的挙動を考慮しないで第１の目標車両状態量を決定し、その決定された第１の目標車両状態量を下位指令部に供給するものとされる。
【００２６】これに対し、その下位指令部は、上位指令部から受け取った第１の目標車両状態量に基づき、車両の動的挙動を考慮して第２の目標車両状態量を決定し、その決定された第２の目標車両状態量を実行部に供給するものとされる。
【００２７】すなわち、本項に係る装置によれば、指令部が、車両の動的挙動を考慮しないで簡易に目標車両状態量を決定する上位指令部と、車両の動的挙動を考慮して正確に目標車両状態量を決定する下位指令部とがそれらの順に互いに直列に並ぶように細分化されるのである。
【００２８】後述のように、それら上位指令部と下位指令部とは、ソフトウエア構成上互いに独立させられているため、各々については、他方に影響を与えることなく、開発、設計、設計変更、デバック等の作業を行うことが可能となり、両方についての作業を互いに並行して行うことも可能となる。
【００２９】したがって、本項に係る装置によれば、それの指令部のソフトウエア構成に対して行うことが必要な作業の期間を容易に短縮可能となる。
【００３０】ここに、「第１の目標車両状態量」と「第２の目標車両状態量」との関係について説明すれば、前述のように、第１の目標車両状態量は車両の動的挙動を考慮しないで決定されるものであるのに対し、第２の目標車両状態量は、その決定された第１の目標車両状態量を基礎とした上で、車両の動的挙動を考慮して決定される。
【００３１】ここに、「車両の動的挙動」とは、例えば、過渡的または非線形的な車両挙動を意味し、それを取得するために比較的複雑な演算を必要とする概念であり、定常的または線形的な車両挙動を意味し、それを取得するために比較的簡単な演算で足りる概念と対立する概念である。
【００３２】したがって、第１の目標車両状態量がそのまま実現されるように複数のアクチュエータを制御したのでは車両の動的挙動の観点から適当ではない場合には、結果的に、その第１の目標車両状態量が修正されて第２の目標車両状態量が決定されることになる。
【００３３】それら第１および第２の目標車両状態量相互の関係から前述の上位指令部および下位指令部相互の関係を判断すれば、上位指令部と下位指令部とは、上位指令部に下位指令部が完全に従属するという隷属的な関係にあるというより、上位指令部が発した指令を必要に応じて修正する権限が下位指令部に与えられているという、不完全ではあるが独立的な関係にあるということができる。
【００３４】ここに、「隷属的な関係」は、例えば、完全な主従関係、または密な関係ということができ、一方、「不完全ではあるが独立的な関係」は、例えば、部分的な対等関係、または疎な関係ということができる。
【００３５】さらに、本項に係る装置によれば、目標車両状態量が複数の段階を経て決定される。具体的には、最初の段階においては、車両の動的挙動に依存しないで決定され、次の段階においては、車両の動的挙動に依存して決定される。すなわち、それら複数の段階での決定は、最終的な目標車両状態量が供給される実行部に対して互いに並列の関係にあるのではなく、互いに直列の関係にあるのである。
【００３６】したがって、この装置によれば、それら複数の段階での決定が実行部に対して互いに並列の関係にある場合のように、いずれかの目標車両状態量を選択することが必要にならずに済む。
【００３７】さらに、この装置によれば、上位指令部により決定される第１の目標車両状態量は、車両の動的挙動に依存しないため、ある車両のために開発された上位指令部を、車両の動的運動特性が異なる別の種類の車両に、大きな設計変更を加えることなく、搭載することが可能となる。
【００３８】したがって、この装置によれば、上位指令部の汎用性が向上し、種類が異なる車両に広く展開することが容易となる。
【００３９】さらに、この装置によれば、上位指令部、下位指令部および実行部が、それぞれ、ソフトウエア構成上互いに独立した複数のモジュールを少なくとも１つのコンピュータに実行させることにより、それぞれに与えられた固有の機能を実現するものとされる。
【００４０】すなわち、この装置によれば、上位指令部、下位指令部および実行部が、それぞれのモジュールを、他のモジュールから独立した状態で、コンピュータに実行させるものとされるのである。
【００４１】なお付言すれば、本項に係る装置は、ソフトウエア構成を階層化して各部分を互いに独立させるのみならず、ハードウエア構成を階層化して各部分を互いに独立させるようにして実施することが可能である。
【００４２】この場合、本項に係る装置の一実施態様においては、各部分ごとに専用のプロセッシング・ユニット（例えば、ＣＰＵを少なくとも１つ有するように構成される)が搭載され、各プロセッシング・ユニットにより各モジュールが実行されることになる。この実施態様においては、例えば、プロセッシング・ユニットの数によってコンピュータの数をカウントすることとすれば、専用のプロセッシング・ユニットが搭載される部分の数が複数であるから、当該装置全体としては、それに搭載されるコンピュータの数も複数であることになる。
【００４３】なお付言すれば、ここに「ハードウエア構成を階層化して各部分を互いに独立させる」という表現は、各部分が外観上互いに独立している（すなわち分離している）ことを不可欠とする趣旨の表現ではなく、各部分における処理を担うプロセッシング・ユニットが他の部分のプロセッシング・ユニットから独立していれば足りる趣旨の表現である。
【００４４】本項における「運転関連情報」は、（ａ）運転者による運転操作に関する運転情報と、（ｂ）車両の状態量に関する車両情報と、（ｃ）車両の周辺の環境であってその車両の運動に影響を及ぼすものに関する環境情報とのうちの少なくとも１つを含むように定義することが可能である。
【００４５】ここに、「運転情報」は、例えば、車両を駆動するための駆動操作（加速操作と、減速操作とを含む）、車両を制動するためのブレーキ操作、車両を旋回させるための操舵、各種電装部品のスイッチ装置等に関する情報の少なくとも１つを含むように定義することが可能である。
【００４６】また、「車両情報」は、例えば、車速、舵角、車体ヨーレート、車両の前後加速度、横加速度、上下加速度、タイヤ空気圧を含むタイヤ状態量、サスペンション状態量、エンジン回転数およびエンジン負荷を含むエンジン状態量、変速比を含む変速機状態量、ハイブリッド車両を含む電気自動車におけるモータの駆動時および回生時の状態量、バッテリを含む車両電源の状態量等に関する情報の少なくとも１つを含むように定義することが可能である。
【００４７】また、「環境情報」は、例えば、車両が走行している道路の状態量（例えば、表面性状、幾何学的特徴、地形的特徴等）に関する情報、車両のナビゲーションに関する情報、車両前方に存在する障害物に関する情報、外部から電波により受信した、車両の運動に関する情報等の少なくとも１つを含むように定義することが可能である。
【００４８】車両においてアクチュエータが作動させられる場合には、その目的が車両運動制御であるか運転者の快適性制御（例えば、乗員室内の空調制御、照明制御、音響制御等）であるかを問わず、電力が消費される。車両において電力は無限ではないため、無駄な消費を可及的に抑えて車両全体のエネルギー需給バランスを統合的に管理することが望ましい。
【００４９】このような知見に基づき、本項における「上位指令部」は、車両全体で消費されるエネルギー資源（電力または燃料を含む）の消費が可及的に節減されるように前記第１の目標車両状態量を決定する態様で実施可能である。
【００５０】前述のように、本項に係る装置においては、上位指令部も下位指令部も目標車両状態量を決定する。そして、それら上位指令部および下位指令部はそれぞれのモジュールにおいて互いに独立しているため、モジュール上のフェイルがそれら上位指令部および下位指令部の一方に起こっても、そのことのみが原因で他方にモジュール上のフェイルが誘発されてしまうことはない。
【００５１】このような知見に基づき、本項に係る「下位指令部」は、上位指令部がフェイルした場合には、その上位指令部をバイパスし、前記運転関連情報に基づいて前記第２の目標車両状態量を決定する態様で実施可能である。
【００５２】なお付言すれば、本項における「上位指令部」、「下位指令部」および「実行部」は、それぞれ、１つのモジュールのみをコンピュータにより実行する態様で構成したり、複数のモジュールのみをコンピュータにより実行する態様で構成することが可能である。
（２） 前記運転関連情報が、（ａ）前記運転者による運転操作に関する運転情報と、（ｂ）前記車両の状態量に関する車両情報と、前記車両の周辺の環境であってその車両の運動に影響を及ぼすものに関する環境情報とのうちの少なくとも一方とを含む（１）項に記載の統合型車両運動制御装置。
【００５３】この装置においては、運転関連情報が、運転情報のみならず、それ以外の情報も含むこととなる。
【００５４】したがって、この装置によれば、例えば、当該装置により運動制御を、運転者の運転技量の不足を補うように実行したり、運転者が容易には認識できないかまたは運転者が認識を怠った車両状態または車両周辺の環境の変化に車両運動が適合することとなるように実行することが可能となる。よって、この装置によれば、車両の安全性を向上させることが容易となる。
（３） 前記車両が、（ａ）前記運転者による運転操作に関する運転情報を取得する運転情報取得装置と、（ｂ）前記車両の状態量に関する車両情報を取得する車両情報取得装置と、前記車両の周辺の環境であってその車両の運動に影響を及ぼすものに関する環境情報を取得する環境情報取得装置とのうちの少なくとも一方とを含み、前記上位指令部が、（ｃ）前記取得された運転情報と、（ｄ）前記取得された車両情報と、前記取得された環境情報とのうちの少なくとも一方とに基づいて前記第１の目標車両状態量を決定する（１）または（２）項に記載の統合型車両運動制御装置。
【００５５】この装置においては、上位指令部により第１の目標車両状態量が、運転情報のみならず、それ以外の情報をも考慮して決定される。
【００５６】したがって、この装置によれば、例えば、前記（２）項に係る装置におけると同様な理由から、車両の安全性を向上させることが容易となる。
（４） 前記上位指令部が、（ａ）前記取得された運転情報と、（ｂ）前記取得された車両情報と、前記取得された環境情報とのうちの少なくとも一方とに基づき、やがて決定されるべき前記第１の目標車両状態量に関する複数の候補値を決定し、その決定された複数の候補値に基づき、予め定められた規則に従って、前記第１の目標車両状態量を決定する（３）項に記載の統合型車両運動制御装置。
【００５７】この装置においては、やがて決定されるべき第１の目標車両状態量に関する複数の候補値であって運転情報とそれ以外の情報とを考慮して決定されたものに基づき、予め定められた規則に従って、第１の目標車両状態量が決定される。
【００５８】したがって、この装置によれば、運転情報およびそれ以外の情報と、それらに基づいて決定されることとなる第１の目標車両状態量との間の対応関係が、上記の規則によって一義的に決まるから、その対応関係の内容に関し、簡明性および透明性が向上する。
【００５９】よって、この装置によれば、上位指令部のソフトウエア構成の設計が容易になり、それに必要な期間を容易に短縮可能となる。
【００６０】さらに、この装置によれば、上記の規則さえ変更すれば、上記の対応関係が変更されるから、上位指令部のソフトウエア構成のチューニングが容易になるとともに、ある車両のために開発された上位指令部を、別の種類の車両に搭載するために必要な設計変更を軽減することが容易となる。
【００６１】この装置の一実施態様によれば、上位指令部が、前記決定された複数の候補値の中から１つを、予め定められた選択規則に従って選択することにより、前記第１の目標車両状態量を決定するものとされる。
（５） 前記第１の目標車両状態量が、前記車両の前後加速度に関する目標車両状態量であり、前記複数の候補値が、（ａ）前記取得された運転情報に対応する目標前後加速度と、（ｂ）前記取得された車両情報と、前記取得された環境情報との少なくとも一方に対応する目標前後加速度とを含む（４）項に記載の統合型車両運動制御装置。
【００６２】一般に、車両の基本的な動きは、走ること、止まること、および曲がることであるといわれる。したがって、運転者が車両を運転する場合にも、それらの基本的な動きを車両に実現させるために運転操作を行うこととなる。
【００６３】そして、車両が走るという動きと止まるという動きは、車両の前後加速度という物理量によって記述することが可能である。
【００６４】そのような知見に基づき、本項に係る装置においては、第１の目標車両状態量が、車両の前後加速度に関する目標車両状態量とされ、さらに、それに関する複数の候補値が、（ａ）運転情報に対応する目標前後加速度と、（ｂ）車両情報と環境情報との少なくとも一方に対応する目標前後加速度とを含むものとされている。
【００６５】したがって、この装置によれば、運転者に違和感を与えることなく、車両の駆動と制動とを適正に制御することが容易となる。
【００６６】なお付言すれば、本項および下記の各項において「加速度」は、特に断りがない限り、正の加速度（狭義の加速度）と負の加速度（狭義の減速度）との双方を含む。
（６） 前記第１の目標車両状態量が、前記車両の舵角に関する目標車両状態量であり、前記複数の候補値が、（ａ）前記取得された運転情報に対応する目標舵角と、（ｂ）前記取得された車両情報と、前記取得された環境情報とのうちの少なくとも一方に対応する目標舵角とを含む（４）項に記載の統合型車両運動制御装置。
【００６７】前述のように、車両の基本的な動きには、走ることおよび止まること以外に、曲がることも存在する。そして、車両が曲がるという動きは、車両の舵角という物理量によって記述することが可能である。
【００６８】そのような知見に基づき、本項に係る装置においては、第１の目標車両状態量が、車両の舵角に関する目標車両状態量とされ、さらに、それに関する複数の候補値が、（ａ）運転情報に対応する目標前後加速度と、（ｂ）車両情報と環境情報との少なくとも一方に対応する目標前後加速度とを含むものとされている。
【００６９】したがって、この装置によれば、運転者に違和感を与えることなく、車両の旋回を適正に制御することが容易となる。
【００７０】なお付言すれば、本項および下記の各項において「舵角」は、一般に、前輪の向き（前輪舵角）として表現されるが、運転者により回転操作されるステアリングホイールの回転角（以下、「操舵角」という）に対応する物理量であることから、その操舵角を用いて表現することが可能である。
（７） 前記第１の目標車両状態量が、前記車両の前後加速度に関する目標車両状態量と、前記車両の舵角に関する目標車両状態量とを含む（１）ないし（６）項のいずれかに記載の統合型車両運動制御装置。
【００７１】前述のように、車両の基本的な動きは、走ること、止まること、および曲がることである。さらに、前述のように、車両が走るという動きと止まるという動きは、車両の前後加速度という物理量によって記述することが可能であり、一方、車両が曲がるという動きは、車両の舵角という物理量によって記述することが可能である。
【００７２】一般に、運転者は、自分が現在運転している車両が現時点から近い将来において走行することとなる走行軌跡を予想するとともに、その予想された走行軌跡に沿って走行する車両の速度がそれの位置によって変化する車両位置−速度関係を予想して車両を運転しているといわれる。
【００７３】すなわち、一般に、運転者は、車両がこれから走行する軌跡上のその車両の位置と速度との関係である車両位置−速度関係が希望通りに実現されるように運転しているのである。
【００７４】そして、運転者は、そのような車両位置−速度関係が可及的に正確に実現されるように運転操作を行うこととなる。
【００７５】この車両位置−速度関係は、車両の動的挙動に依存しない領域において論じられるものであり、車両の動的運動特性が異なる複数種類の車両に共通に成立する走行パラメータであるといえる。
【００７６】そして、そのような車両位置−速度関係を記述するのに最低限必要な物理量は、例えば、車両の前後加速度と舵角とである。
【００７７】このような知見に基づき、本項に係る装置においては、第１の目標車両状態量が、車両の前後加速度に関する目標車両状態量と、車両の舵角に関する目標車両状態量とを含むものとされている。
【００７８】したがって、この装置によれば、上位指令部の汎用性を犠牲にすることなく、車両位置−速度関係を適正化することが容易となる。
【００７９】なお付言すれば、本項および下記の各項における「車両位置−速度関係」は、例えば、車両がこれから走行すべき走行軌跡に沿って走行する車両の位置が時間経過によって変化する車両位置−時間関係として把握することが可能である。車両の位置と速度とが判明すれば、両者の関係は、車両の位置と時間（通過時刻）との関係に等価的に変換可能であるからである。
（８） 前記上位指令部が、前記車両の挙動の安定化より、その車両が走行する走行軌跡上のその車両の位置と速度との関係である車両位置−速度関係の適正化を優先させた目標車両状態量を前記第１の目標車両状態量として決定し、前記下位指令部が、その決定された第１の目標車両状態量に基づき、前記車両位置−速度関係の適正化より、前記車両の挙動の安定化を優先させた目標車両状態量を前記第２の目標車両状態量として決定する（１）ないし（７）項のいずれかに記載の統合型車両運動制御装置。
【００８０】車両の運動を制御する際に実現すべき目標車両状態量を決定する際の考え方として、前述の車両位置−速度関係の適正化を優先させるという考え方と、車両の挙動の安定化を優先させるという考え方とがある。
【００８１】そして、前者の考え方を採用する場合には、基本的には、車両の動的挙動を考慮せずに済むのに対し、後者の考え方を採用する場合には、車両の動的挙動を考慮することが必要である。
【００８２】したがって、前者の考え方のもとに決定された目標車両状態量は、車両の種類に対して汎用性が高いのに対し、後者の考え方のもとに決定された目標車両状態量は、１種類の車両に特化される傾向が強い。
【００８３】このような知見に基づき、本項に係る装置においては、上位指令部が、両の挙動の安定化より、その車両が走行する走行軌跡上のその車両の位置と速度との関係である車両位置−速度関係の適正化を優先させた目標車両状態量を第１の目標車両状態量として決定する。これに対し、下位指令部は、上位指令部により決定された第１の目標車両状態量に基づき、車両位置−速度関係の適正化より、車両の挙動の安定化を優先させた目標車両状態量を第２の目標車両状態量として決定する。
（９） 前記上位指令部が、前記第１の目標車両状態量を、許容範囲内で変化し得る目標車両状態量として決定し、前記下位指令部が、前記第２の目標車両状態量を、前記許容範囲内の任意の目標車両状態量として決定する（１）ないし（８）項のいずれかに記載の統合型車両運動制御装置。
【００８４】前記（１）ないし（８）項のいずれかに係る装置においては、上位指令部により第１の目標車両状態量が、車両の挙動の安定化より、その車両の走行軌跡上のその車両の位置と速度との関係である車両位置−速度関係の適正化を優先させて決定されるため、車両の挙動の不安定性が高いことが原因でその車両の挙動を安定化させることが車両安全性の確保の観点から重要である場合には、下位指令部により第２の目標車両状態量が、車両の挙動を安定化させるのに適するように決定されることとなる。
【００８５】このような状況から判断しても、前述のように、上位指令部と下位指令部とは、上位指令部に下位指令部が完全に従属するという隷属的な関係にあるというより、上位指令部が発した指令を必要に応じて修正する権限が下位指令部に与えられているという、不完全ではあるが独立的な関係にあるということができる。
【００８６】しかし、上位指令部が第１の目標車両状態量を、幅を持たない値として決定し、それを下位指令部に供給する場合には、上位指令部が第１の目標車両状態量を、幅を持つ値として決定し、それを下位指令部に供給する場合に比較すれば、下位指令部が上位指令部に従属させられる傾向は強いと考えられる。
【００８７】一方、運転者の運転技量や車両環境の判断能力が不足していたなどの理由により、車両の挙動の安定性がかなり低下してしまった場合には、運転者の運転操作を修正するなどの意味において、上位指令部よりむしろ下位指令部が主導的に目標車両状態量を決定し、実行部を介して複数のアクチュエータを統合的に制御することが強く要請されると考えられる。
【００８８】以上説明した知見に基づき、本項に係る装置においては、上位指令部が、第１の目標車両状態量を、許容範囲内で変化し得る目標車両状態量として決定する。これに対し、下位指令部は、第２の目標車両状態量を、その許容範囲内の任意の目標車両状態量として決定する。
【００８９】この装置によれば、目標車両状態量の決定に関して上位指令部に与えられる権限に対し、下位指令部に与えられる権限を相対的に増加させることが容易となる。
【００９０】その結果、この装置によれば、例えば、運転者の運転技量や車両環境の判断能力が不足しているにもかかわらず、車両の挙動の安定性ひいては車両の安全性を向上させることが容易となる。
（１０） 前記第１の目標車両状態量が、前記車両の前後加速度に関する目標車両状態量と、前記車両の舵角に関する目標車両状態量とを含み、かつ、前記上位指令部が、前記車両の前後加速度に関する目標車両状態量は、許容範囲内で変化し得る目標車両状態量として決定するが、前記車両の舵角に関する目標車両状態量は、許容範囲を有しない目標車両状態量として決定する（９）項に記載の統合型車両運動制御装置。
【００９１】前述のように、前記（９）項に係る装置によれば、目標車両状態量の決定に関して上位指令部に与えられる権限に対し、下位指令部に与えられる権限を相対的に増加させることが容易となる。
【００９２】前記（９）項に係る装置は、第１の目標車両状態量が、車両の前後加速度に関する目標車両状態量と、車両の舵角に関する目標車両状態量とを含む態様で実施することが可能である。
【００９３】さらに、この態様は、車両の前後加速度に関する目標車両状態量と、車両の舵角に関する目標車両状態量とのいずれも、幅を持つ値として下位指令部に供給される形態で実施することが可能である。
【００９４】しかし、下位指令部に入力される目標車両状態量に幅を持たせるということは、車両の実際の運動が運転者の運転操作から遠ざかる傾向が強められることを意味する。この傾向は場合によっては、車両の安全性向上という観点から望ましいであろうが、場合によっては、車両の実際の運動に対して運転者が違和感を抱くという事態を招きかねない。
【００９５】そして、このような事態を招く可能性は、車両の前後加速度に関する目標車両状態量に幅を持たせた場合に比較し、車両の舵角に関する目標車両状態量に幅を持たせた場合の方が高いと考えられる。
【００９６】以上説明した知見に基づき、本項に係る装置においては、第１の目標車両状態量が、車両の前後加速度に関する目標車両状態量と、車両の舵角に関する目標車両状態量とを含み、かつ、上位指令部が、車両の前後加速度に関する目標車両状態量は、許容範囲内で変化し得る目標車両状態量として決定するが、車両の舵角に関する目標車両状態量は、許容範囲を有しない目標車両状態量として決定するものとされている。
【００９７】したがって、この装置によれば、運転者に与える違和感を抑制しつつ、下位指令部の権限を上位指令部の権限に対する相対的に強化することが容易になる。
【００９８】この装置の一実施態様によれば、上位指令部が、車両の前後加速度に関する目標車両状態量を、それが車両の加速を意味する場合には、許容範囲内で変化し得る目標車両状態量として決定するが、車両の減速を意味する場合には、許容範囲を有しない目標車両状態量として決定するものとされる。
【００９９】この実施態様によれば、車両を減速させることが必要である場合に、目標前後加速度の大きさが、それが許容範囲を有するときに比較して忠実に下位指令部および実行部により実現される傾向が強くなり、その結果、車両の安全性を向上させることが容易となる。
（１１） 前記上位指令部が、前記運転者の意思と、前記車両の周辺の環境であってその車両の運動に影響を及ぼすものとの少なくとも一方に基づき、前記許容範囲の幅を変化させる（９）または（１０）項に記載の統合型車両運動制御装置。
【０１００】この装置によれば、上位指令部により決定される第１の目標車両状態量の許容範囲の幅を、運転者の意思（例えば、運転者の好みを反映したもの）と、車両の周辺の環境であってその車両の運動に影響を及ぼすもの（例えば、その車両が走行している道路の表面状態や屈曲状態（例えば、屈曲の程度や屈曲の頻度））との少なくとも一方に基づいて変化させることが可能となる。
【０１０１】したがって、この装置によれば、その許容範囲の幅を、それが固定である場合とは異なり、運転者の意思と車両周辺の環境との少なくとも一方との変化に追従させることにより、運転者の意思と車両周辺の環境との少なくとも一方との関係において常に適正化することが容易となる。
（１２） 前記上位指令部が、それに入力された情報に基づき、かつ、前記車両の動的挙動とは無関係にその車両の運動を簡易的に記述する簡易車両モデルに従い、前記第１の目標車両状態量を決定し、前記下位指令部が、それに入力された情報に基づき、かつ、前記車両の動的挙動が反映されるようにその車両の運動を、前記簡易車両モデルより正確に記述する精密車両モデルに従い、前記第２の目標車両状態量を決定する（１）ないし（１１）項のいずれかに記載の統合型車両運動制御装置。
【０１０２】この装置においては、結局、車両の運動を記述する車両モデルが２種類用いられて最終的な目標車両状態量が決定される。
【０１０３】したがって、この装置によれば、各種類の車両モデルの構成を、車両モデルを１種類のみ用いて最初から最終的な目標車両状態量を決定する場合に比較して容易に単純化することが可能となる。
【０１０４】さらに、この装置においては、簡易車両モデルが、それが使用される車両の動的挙動に依存せずに定義される。
【０１０５】したがって、この装置によれば、複数種類の車両に対する簡易モデルの汎用性を容易に向上させることが可能となる。
【０１０６】なお付言すれば、本項および下記の各項における「モデル」は、車両の運動（例えば、車輪の運動を含む）をコンピュータ上で何らかの手法で表現するものであれば足りる。
【０１０７】したがって、「モデル」は、車両の構造を幾何学的に単純化して再現することにより、車両の運動をシミュレートする形式であることは不可欠ではなく、例えば、車両の運動を単純な数式やテーブルにより記述する形式としたり、車両の運動を、それが置かれている状況に応じて成立する少なくとも１つの条件により記述する形式とすることが可能である。
（１３） 前記実行部が、それに入力された情報に基づき、かつ、前記車両の車輪の運動を、その車輪に作用する前後力と横力と上下力とのうちの少なくとも前後力と横力とに関して記述する車輪モデルに従い、前記第２の目標車両状態量を実現するために前記複数のアクチュエータを制御すべき制御量を決定する（１２）項に記載の統合型車両運動制御装置。
【０１０８】上位指令部および下位指令部においては、基本的には、車両の運動をその車両全体として着目すれば、目標車両状態量を決定するのに足りる。
【０１０９】これに対し、実行部は、直接的には、複数のアクチュエータを制御し、間接的には、車両における各車輪に作用する力を制御し、究極的に、車両の運動を制御する。
【０１１０】したがって、実行部は、下位指令部から供給された第２の目標車両状態量を実現するために複数のアクチュエータを制御すべき制御量を決定するに際し、車輪の運動を記述する車輪モデルを用いることが考えられる。
【０１１１】そして、一般に、車輪に作用する力は、前後力と横力と上下力とに分解されて観察される。したがって、車輪モデルは、車輪の前後力と横力と上下力とに関して車輪の運動を記述することが不可欠のようであるが、アクチュエータによる現実の制御能力を考慮すると、車両が置かれている運動状態の如何を問わずにアクチュエータによって車輪の上下力を顕著に変化させることは技術的に困難である。
【０１１２】以上説明した知見に基づき、本項に係る装置においては、実行部が、それに入力された情報に基づき、かつ、車両の車輪の運動を、その車輪に作用する前後力と横力と上下力とのうちの少なくとも前後力と横力とに関して記述する車輪モデルに従い、第２の目標車両状態量を実現するために複数のアクチュエータを制御すべき制御量を決定するものとされている。
【０１１３】したがって、この装置によれば、アクチュエータの制御能力との関係において無駄がない形で車輪モデルを定義して、複数のアクチュエータの制御量を決定することが可能となる。
（１４） 前記上位指令部と下位指令部と実行部とのうちの少なくとも１つの各々が、それより上位の部分から入力された情報に基づき、かつ、前記車両の運動とその車両の車輪の運動とのうちの少なくとも一方を記述するモデルに従い、それより下位の部分に出力すべき情報を決定するとともに、そのモデルを、下位の部分に出力した情報の誤差に基づいて修正する（１）ないし（１３）項のいずれかに記載の統合型車両運動制御装置。
【０１１４】上位指令部と下位指令部と実行部とのそれぞれにおいては、特定のモデルを用いて必要な情報を決定する場合、そのモデルを不変なモデルとして定義することは可能である。
【０１１５】しかし、そのモデルが記述する対象、すなわち、車両の運動または車輪の運動や、そのモデルを用いて決定された情報と車両の運動または車輪の運動との間の媒介が変化を伴う場合がある。そのような変化が存在するにもかかわらずモデルを固定的に定義したのでは、モデルは、それが記述する対象および媒介の実際を忠実に再現することができない。
【０１１６】ここに、「媒介が伴う変化」は、例えば、その媒介としてのアクチュエータ自体の性能の変化があり、さらに、その媒介としての、アクチュエータにより作動させられる作動対象の性能の変化がある。その作動対象の一例はブレーキであり、この例においては、そのブレーキにおける摩擦材の摩擦係数が変化を伴う可能性がある。また、その作動対象の別の例はエンジンであり、この例においては、そのエンジンの出力特性が気温や気圧等の環境パラメータに起因する変化を伴う可能性がある。
【０１１７】このような事情を背景にして、本項に係る装置においては、上位指令部と下位指令部と実行部とのうちの少なくとも１つの各々が、それより上位の部分から入力された情報に基づき、かつ、車両の運動とその車両の車輪の運動とのうちの少なくとも一方を記述するモデルに従い、それより下位の部分に出力すべき情報を決定するとともに、そのモデルを、下位の部分に出力した情報の誤差に基づいて修正するものとされている。
【０１１８】したがって、この装置によれば、モデルが記述する対象または媒介の経時変化にもかかわらず、それら対象または媒介をモデルに常に忠実に再現させることが可能となる。
【０１１９】そして、このようなモデルの修正機能が付加されれば、そのモデルを用いて作成された情報の精度を向上させ、ひいては、車両の運動の制御精度を向上させることが容易となる。
（１５） 前記実行部が、前記下位指令部から前記複数のアクチュエータに向かう向きに階層化された複数の部分を含み、かつ、それら複数の部分が、上位において、前記下位指令部から供給された第２の目標車両状態量を実現するために前記複数のアクチュエータを制御すべき制御量をそれら複数のアクチュエータに関して分配する分配部と、下位において、その分配部から供給された制御量が実現されるように前記複数のアクチュエータを制御する制御部とを含み、かつ、前記分配部は、（ａ）上位において、前記複数のアクチュエータの全体に関して設けられ、前記下位指令部から供給された第２の目標車両状態量を実現するためにそれら複数のアクチュエータを制御すべき制御量をそれら複数のアクチュエータの全体に関して統合的に分配する上位分配部と、（ｂ）下位において、前記複数のアクチュエータのうちの一部に関して設けられ、前記上位分配部から供給された制御量を前記一部のアクチュエータに分配する下位分配部とを含み、かつ、前記制御部は、前記一部のアクチュエータに関しては、前記下位分配部より下位において、各アクチュエータごとに設けられるが、残りのアクチュエータに関しては、前記上位分配部より下位において、各アクチュエータごとに設けられた複数の個別制御部を含み、かつ、前記上位分配部、下位分配部および制御部は、それぞれ、ソフトウエア構成上互いに独立した複数のモジュールを前記コンピュータに実行させることにより、それぞれに与えられた固有の機能を実現する（１）ないし（１４）項のいずれかに記載の統合型車両運動制御装置。
【０１２０】１種類の目標車両状態量の実現に複数種類のアクチュエータの制御が必要となる場合がある。この場合には、その目標車両状態量を実現するために複数種類のアクチュエータの全体によって実現すべき制御量（以下、「全体制御量」という）をそれら複数種類のアクチュエータに分配することが必要となる。
【０１２１】このような事情を背景にして、本項に係る装置においては、実行部が、下位指令部から複数のアクチュエータに向かう向きに階層化された複数の部分を含むものとされている。
【０１２２】しかも、この装置においては、それら複数の部分が、（ａ）上位において、下位指令部から供給された第２の目標車両状態量を実現するために複数のアクチュエータを制御すべき制御量をそれら複数のアクチュエータに関して分配する分配部と、（ｂ）下位において、その分配部から供給された制御量が実現されるように複数のアクチュエータを制御する制御部とを含むものとされている。
【０１２３】すなわち、この装置によれば、それの実行部のソフトウエア構成が、分配部と制御部とが互いに分離されるように階層化されるのである。
【０１２４】後述のように、それら分配部と制御部とは、ソフトウエア構成上互いに独立させられているため、各々については、他方に影響を与えることなく、開発、設計、設計変更、デバック等の作業を行うことが可能となり、両方についての作業を互いに並行して行うことも可能となる。
【０１２５】前述の全体制御量においては一般に、制御の末端に位置する複数のアクチュエータに一段階で分配できる部分もあれば、複数段階を経ないと分配できない部分もある。
【０１２６】後者の部分については、最初から全体制御量から最終的な個別制御量（各種類のアクチュエータに個別的に対応する制御量）が分配されるのではなく、例えば、最初の段階では、全体制御量から中間的な制御量が分配され、次の段階では、その中間的な制御量から個別制御量が分配されることになる。
【０１２７】このような事情を背景にして、本項に係る装置においては、分配部が、（ａ）上位において、複数のアクチュエータの全体に関して設けられ、下位指令部から供給された第２の目標車両状態量を実現するためにそれら複数のアクチュエータを制御すべき制御量をそれら複数のアクチュエータの全体に関して統合的に分配する上位分配部と、（ｂ）下位において、複数のアクチュエータのうちの一部に関して設けられ、上位分配部から供給された制御量を前記一部のアクチュエータに分配する下位分配部とを含むものとされている。
【０１２８】すなわち、この装置によれば、それの分配部のソフトウエア構成が、上位分配部と下位分配部とが互いに分離されるように階層化されるのである。
【０１２９】後述のように、それら上位分配部と下位分配部とは、ソフトウエア構成上互いに独立させられているため、各々については、他方に影響を与えることなく、開発、設計、設計変更、デバック等の作業を行うことが可能となり、両方についての作業を互いに並行して行うことも可能となる。
【０１３０】さらに、本項に係る装置においては、制御部が、前記一部のアクチュエータに関しては、下位分配部より下位において、各アクチュエータごとに設けられるが、残りのアクチュエータに関しては、上位分配部より下位において、各アクチュエータごとに設けられた複数の個別制御部を含むものとされている。
【０１３１】以上の説明から明らかなように、この装置は、それの少なくともソフトウエア構成に関し、運転者から複数のアクチュエータに向かう向きに、上位指令部、下位指令部、上位分配部、下位分配部および制御部がソフトウエア構成上互いに独立して互いに直列に並ぶように階層化されているのである。
【０１３２】したがって、この装置によれば、それの全体の少なくともソフトウエア構成の階層化の程度が従来より進化し、その結果、処理内容の分業化および各処理単位の独立性が強化される。
【０１３３】なお付言すれば、本項における「上位分配部」、「下位分配部」および「制御部」は、それぞれ、１つのモジュールのみをコンピュータにより実行する態様で構成したり、複数のモジュールのみをコンピュータにより実行する態様で構成することが可能である。
（１６） 前記複数のアクチュエータが、各アクチュエータにより前記車両の各構成要素に作用させられる物理量の種類に応じて複数のグループに分類されており、前記下位分配部が、それら複数のグループのうち、それに属するアクチュエータの数が複数であるグループに関して設けられている（１５）項に記載の統合型車両運動制御装置。
（１７） 前記複数のアクチュエータが、前記車両の車輪の前後力と横力と上下力とのうち少なくとも前後力と横力とを制御する複数の車輪関連アクチュエータを含み、前記上位分配部が、前記制御量を前記複数の車輪関連アクチュエータに、前記前後力に関する前後力成分と、前記横力に関する横力成分と、前記上下力に関する上下力成分とのうちの少なくとも前後力成分と横力成分とを含むように分配する（１５）または（１６）項に記載の統合型車両運動制御装置。
【０１３４】この装置においては、車輪に成立する力学に従い、前記制御量が複数の車輪関連アクチュエータに、前後力に関する前後力成分と、横力に関する横力成分と、上下力に関する上下力成分とのうちの少なくとも前後力成分と横力成分とを含むように分配される。
【０１３５】したがって、この装置によれば、制御量の複数の車輪関連アクチュエータへの分配が、車輪に成立する力学に従って行われるから、各車輪関連アクチュエータが実現すべき個別制御量の精度が向上し、ひいては、車両の運動を制御する精度も向上する。
【０１３６】
【発明の実施の形態】以下、本発明のさらに具体的な実施の形態の１つを図面に基づいて詳細に説明する。
【０１３７】図１には、本発明の一実施形態に従う統合型車両運動制御装置のハードウエア構成がブロック図で概念的に示されている。この統合型車両運動制御装置（以下、単に「運動制御装置」という）は車両に搭載されている。
【０１３８】その車両は、それの前後左右にそれぞれ車輪１０を備えている。図１において「ｆｌ」は左前輪、「ｆｒ」は右前輪、「ｒｌ」は左後輪、「ｒｒ」は右後輪をそれぞれ示している。
【０１３９】この車両は、動力源としてエンジン（内燃機関）１４を備えている。このエンジン１４の運転状態は、運転者によるアクセルペダル（加速操作部材の一例である）２０の操作量に応じて電気的に制御される。エンジン１４の運転状態は、また、必要に応じ、運転者によるアクセルペダル２０の操作（以下、「駆動操作」または「加速操作」という）とは無関係に自動的に制御される。
【０１４０】このようなエンジン１４の電気制御は、例えば、図示しないが、エンジン１４の吸気マニホールド内に配置されたスロットルバルブの開度（すなわち、スロットル開度）の電気制御により実現したり、エンジン１４の燃焼室に噴射される燃料の量の電気制御により実現することが可能である。
【０１４１】なお付言すれば、この車両が電気自動車である場合には、動力源はモータとされ、これに対し、ハイブリッド電気自動車である場合には、動力源はエンジンとモータとの組合せとされる。
【０１４２】この車両は、左右前輪が転動輪、左右後輪が駆動輪である後輪駆動式である。そのため、エンジン１４は、トルクコンバータ２２、トランスミッション２４、プロペラシャフト２６およびデファレンシャル２８と、各後輪と共に回転するドライブシャフト３０とをそれらの順に介して各後輪に連結されている。トルクコンバータ２２、トランスミッション２４、プロペラシャフト２６およびデファレンシャル２８は、左右後輪に共通の伝達要素である。
【０１４３】トランスミッション２４は、図示しない自動変速機を備えている。この自動変速機は、エンジン１４の回転速度をトランスミッション２４のアウトプットシャフトの回転速度に変速する際の変速比を電気的に制御する。
【０１４４】車両は、運転者により回転操作されるステアリングホイール４４を備えている。そのステアリングホイール４４には、操舵反力付与装置４８により、運転者による回転操作（以下、「操舵」という）に応じた反力が操舵反力として電気的に付与される。その操舵反力の大きさは電気的に制御可能とされている。
【０１４５】左右前輪の向きすなわち前輪舵角は、フロントステアリング装置５０によって電気的に変化させられる。フロントステアリング装置５０は、運転者によりステアリングホイール４４が回転操作された角度すなわち操舵角に基づいて前輪舵角を制御し、また、必要に応じ、その回転操作とは無関係に自動的に前輪舵角を制御する。すなわち、本実施形態においては、ステアリングホイール４４と左右前輪とが機械的には絶縁されているのである。
【０１４６】左右後輪の向きすなわち後輪舵角も、前輪舵角と同様に、リヤステアリング装置５２によって電気的に変化させられる。
【０１４７】各車輪１０には、それの回転を抑制するために作動させられるブレーキ５６が設けられている。各ブレーキ５６は、運転者によるブレーキペダル（ブレーキ操作部材の一例である）５８の操作量に応じて電気的に制御され、また、必要に応じ、自動的に各車輪１０ごとに個別に制御される。
【０１４８】この車両においては、各車輪１０が、各サスペンション６２を介して車体（図示しない）に懸架されている。各サスペンション６２の懸架特性は、個別に電気的に制御可能となっている。
【０１４９】以上説明した車両の各構成要素は、それを電気的に作動させるために作動させられるアクチュエータを備えている。以下、図２３を参照しつつ、具体的に列挙する。
（１）エンジン１４を電気的に制御するためのアクチュエータ７０（２）トランスミッション２４を電気的に制御するためのアクチュエータ７２（３）操舵反力付与装置４８を電気的に制御するためのアクチュエータ７４（４）フロントステアリング装置５０を電気的に制御するためのアクチュエータ７６（５）リヤステアリング装置５２を電気的に制御するためのアクチュエータ７８（６）各ブレーキ５６に個別に関連して設けられ、各ブレーキ５６により各車輪１０に加えられる制動トルクを個別に電気的に制御するための複数のアクチュエータ８０（図２３には１つのみが代表的に示されている）
（７）各サスペンション６２に個別に関連して設けられ、各サスペンション６２の懸架特性を個別に電気的に制御するための複数のアクチュエータ８２（図２３には１つのみが代表的に示されている）
図１に示すように、前記運動制御装置は、以上説明した複数のアクチュエータ７０ないし８２に接続された状態で車両に搭載されている。この運動制御装置は、図示しないバッテリ（車両電源の一例である）から供給される電力により作動させられる。
【０１５０】図２には、その運動制御装置のハードウエア構成がブロック図で概念的に表されている。この運動制御装置は、コンピュータ９０を主体として構成されている。コンピュータ９０は、よく知られているように、プロセッシング・ユニット（以下、「ＰＵ」という）９２とＲＯＭ（メモリの一例である）９４とＲＡＭ（メモリの一例である）９６とがバス９８により互いに接続されることによって構成されている。
【０１５１】ＰＵ９２は、図４に示す上位指令部２１０と下位指令部２１２と実行部２１４とについてそれぞれ１つずつ割り当てられたＣＰＵ（図示しない）を合計３つ備えている。それら３つのＣＰＵは、ＲＯＭ９４とＲＡＭ９６とを共有している。したがって、本実施形態においては、上位指令部２１０と下位指令部２１２と実行部２１４とが、ＰＵ９２に関して互いに独立させられている。
【０１５２】ただし、各ＣＰＵごとに専用のＲＯＭ９４とＲＡＭ９６とを有するようにすることが可能であり、そのようにした場合には、上位指令部２１０と下位指令部２１２と実行部２１４とが、ＰＵ９２に関してのみならずＲＯＭ９４およびＲＡＭ９６に関しても互いに独立させられることとなる。
【０１５３】ＰＵ９２を１つのＣＰＵから構成し、その１つのＣＰＵを上位指令部２１０と下位指令部２１２と実行部２１４とに共通に割り当てることも可能である。
【０１５４】また、上位指令部２１０と下位指令部２１２と実行部２１４とのうちの少なくとも１つの各々に、複数のＣＰＵを割り当てて、厳密な意味での並列処理を行うようにすることも可能である。
【０１５５】この運動制御装置は、さらに、入力インターフェース１００と出力インターフェース１０２とをバス９８に接続された状態で備えている。この運動制御装置は、入力インターフェース１００を介して後述の各種センサ等に接続され、一方、出力インターフェース１０２を介して前述の各種アクチュエータに接続されている。
【０１５６】図３には、ＲＯＭ９４の構成が概念的に表されている。これについては後に詳述する。
【０１５７】図４には、前記運動制御装置のソフトウエア構成が概念的にブロック図で表されている。同図には、さらに、この運動制御装置に接続される各種機器も示されている。
【０１５８】図４に示すように、この運動制御装置は、それの入力側、すなわち、情報の主な流れの上流側において、運転者と、その運転者により運転される車両と、その車両の周辺環境とに関連付けられている。
【０１５９】運転者の操作情報は、操作情報取得装置１２０により取得されてこの運動制御装置に入力される。車両の状態量を表す車両情報は、車両情報取得装置１２２により取得されてこの運動制御装置に入力される。周辺環境を表す環境情報は、環境情報取得装置１２４により取得されてこの運動制御装置に入力される。
【０１６０】この運動制御装置は、必要な情報をそれら操作情報取得装置１２０、車両情報取得装置１２２および環境情報取得装置１２４から随時取り込むことが可能である。さらに、この運動制御装置は、それの複数の処理部（上位指令部２１０、下位指令部２１２および実行部２１４の総称）のいずれかにおいて取得された情報を別の処理部において利用することも可能である。
【０１６１】図５には、操作情報取得装置１２０を構成する各種センサおよび各種スイッチが示されている。以下、具体的に列記する。
（１）駆動操作関係・アクセル操作ストロークセンサ１３０：運転者によるアクセルペダル２０の操作ストローク（回転角度または開度で表現される場合もある）を検出するセンサ（２）ブレーキ操作関係・ブレーキ操作力センサ１３４：運転者によるブレーキペダル５８の操作力を検出するセンサ・ブレーキ操作ストロークセンサ１３６：運転者によるブレーキペダル５８の操作ストロークを検出するセンサ（３）操舵関係・操舵角センサ１４０：運転者によるステアリングホイール４４の回転角（操舵角）を検出するセンサ・操舵トルクセンサ１４２：運転者によりステアリングホイール４４に加えられた操舵トルクを検出するセンサ（４）各種スイッチ・車速・車間距離制御スイッチ１４６：運転者により、後述の車速・車間距離制御を許可するために操作されるスイッチ・レーンキープスイッチ１４８：運転者により、後述のレーンキープ制御を許可するために操作されるスイッチ・推奨車速ガイダンススイッチ１５０：運転者により、後述の推奨車速ガイダンス制御を許可するために操作されるスイッチ図６には、車両情報取得装置１２２を構成する各種機器が示されている。以下、具体的に列記する。
（１）加速度関係・前後加速度センサ１６０：車両の前後加速度を検出するセンサ・横加速度センサ１６２：車両の横加速度（基本的には、車両重心点に作用する横加速度）を検出するセンサ・上下加速度センサ１６４：各車輪１０と車体との間における相対的な上下加速度を検出するセンサ（２）速度関係・車速センサ１６８：車両の走行速度である車速を検出するセンサ・車輪速度センサ１７０：各車輪１０の回転速度である車輪速度を検出するセンサ・ヨーレートセンサ１７２：車両重心点まわりの車体のヨーレート（ヨー角速度）を検出するセンサ（３）パワートレイン関係・エンジン回転数センサ１７６：エンジン１４の回転数を検出するセンサ・アウトプットシャフト回転数センサ１７７：トルクコンバータ２２のアウトプットシャフトの回転数を検出するセンサ（４）その他の検出機器・タイヤ空気圧センサ１７８：各車輪１０のタイヤの空気圧を検出するセンサ・路面スラント推定装置１８０：車両が走行している路面のスラント角（特に車両横方向におけるスラント角）を推定する装置なお付言すれば、この路面スラント推定装置１８０は、例えば、車両情報取得装置１２２に属するセンサの一部、すなわち、横加速度センサ１６２、車輪速度センサ１７０、ヨーレートセンサ１７２等からの信号に基づいてスラント角を推定するものとすることが可能である。
【０１６２】図７には、環境情報取得装置１２４を構成する各種機器が示されている。以下、具体的に列記する。
（１）前方監視レーダ装置１９０これは、車両の前方に存在する対象物（先行車、障害物等を含む）の、車両からの距離、位置等をレーダにより監視する装置である。
（２）前方監視カメラ装置１９２これは、車両の前方の画像（道路、先行車、障害物等を含む）をカメラにより監視する装置である。
（３）ナビゲーションシステム１９４これは、地球上または地図上における車両の現在位置を確認したり、地図上の道路に沿って車両を誘導するシステムである。
（４）通信システム１９６これは、車両が現在走行しているかまたはこれから走行しようとしている道路の表面性状（例えば、路面μ）や地形的特徴（例えば、道路形状）に関する環境情報や、その道路について法定された制限速度、一時停止位置等の環境情報（道路交通法に基づく情報）を無線で受信するシステムである。
【０１６３】この通信システム１９６は、さらに、自車において推定された各種情報を他車、情報管理局等の外部に送信する機能を有するように設計することが可能である。自車において推定される各種情報は、例えば、自車が走行してきたかまたは走行している道路の路面μに関する情報や、自車が走行することが推奨される走行軌跡に関する情報を含むように定義することが可能である。
【０１６４】図４に示すように、前記運動制御装置のソフトウエア構成は、上述の操作情報取得装置１２０、車両情報取得装置１２２および環境情報取得装置１２４から複数のアクチュエータ７０ないし８２に向かう向きに、上位指令部２１０、下位指令部２１２および実行部２１４がそれらの順に互いに直列に並ぶように階層化されて構成されている。
【０１６５】図３に示すように、ＲＯＭ９４には、上位指令部２１０に関連して、上位指令部用モジュールが記憶されている。さらに、ＲＯＭ９４には、下位指令部２１２に関連して、下位指令部用モジュールが記憶されている。さらにまた、ＲＯＭ９４には、実行部２１４に関連して実行部用モジュールが記憶されているが、これについては後述する。
【０１６６】なお付言すれば、１つのモジュールは、１つのフローを実現するプログラム単位を１つしか有しないように構成したり、そのプログラム単位を複数有するように構成することが可能である。例えば、上位指令部用モジュールは、後述の、目標前後加速度演算、目標舵角演算、および選択をそれぞれ実行する複数のプログラム単位を含むように構成することが可能である。
【０１６７】そして、本実施形態においては、各種モジュールが、上位指令部２１０と下位指令部２１２と実行部２１４とに関して互いに独立してＰＵ９２により実行されるようになっている。
【０１６８】ここで、この運動制御装置ならびにそれに連携させられた取得装置１２０，１２２，１２４およびアクチュエータ７０ないし８２の機能を人間の機能と対比して概念的に説明すれば、図４に示すように、取得装置１２０，１２２，１２４は、人間の感覚器官に似た機能を果たす部分、上位指令部２１０は人間の頭脳に似た機能を果たす部分、下位指令部２１２および実行部２１４は人間の運動神経に似た機能を果たす部分、そして、アクチュエータ７０ないし８２は人間の運動器官に似た機能を果たす部分である。
【０１６９】図８には、上位指令部２１０のソフトウエア構成が機能に着目して分類されてブロック図で示されている。
【０１７０】上位指令部２１０は、次の部分を含むように構成されている。
（１）目標前後加速度演算部２２０：図３に示す目標前後加速度演算モジュールに対応する部分であって、車両について択一されるべき複数の目標前後加速度ｇｘ１ないしｇｘ５を演算する部分（２）目標舵角演算部２２２：図３に示す目標舵角演算モジュールに対応する部分であって、車両について択一されるべき複数の目標舵角δ１およびδ２を演算する部分（３）選択部２２４：図３に示す２つの選択モジュールの一方に対応する部分であって、上記複数の目標前後加速度の中から１つを目標前後加速度ｇｘ６として選択する部分（４）選択部２２６：上記２つの選択モジュールの他方に対応する部分であって、上記複数の目標舵角の中から１つを目標舵角δ３として選択する部分目標前後加速度演算部２２０は、次の３つの信号処理部２４０，２４２，２４４を備えている。
（１）信号処理部２４０これは、操作情報取得装置１２０からの信号をコンピュータ９０により処理可能な信号に変換する部分である。
（２）信号処理部２４２これは、車両情報取得装置１２２からの信号をコンピュータ９０により処理可能な信号に変換する部分である。
【０１７１】この信号処理部２４２は、図９に示すように、タイヤ状態判定部２５０を備えている。これは、タイヤ空気圧センサ１７８、車輪速度センサ１７０等からの信号に基づき、各車輪１０のタイヤの状態（例えば、空気圧、表面性状等）が異常であるか否かを判定する部分である。
【０１７２】信号処理部２４２は、さらに、図９に示すように、前進・後退・停止判定部２５２を備えている。これは、車輪速度センサ１７０からの信号に基づき、車両が現在、前進中であるか、後退中であるか、停止中であるかを判定する部分である。
【０１７３】この前進・後退・停止判定部２５２においては、例えば、４つの車輪すべてについて車輪速度が０であれば、車両が停止中にあると判定され、４つの車輪のうちの少なくとも１つについて車輪速度が正であれば、車両が前進中にあると判定され、４つの車輪のうちの少なくとも１つについて車輪速度が負であれば、車両が後退中にあると判定される。
【０１７４】信号処理部２４２は、さらに、図９に示すように、旋回判定部２５４を備えている。これは、操舵角センサ１４０、ヨーレートセンサ１７２等からの信号に基づき、車両が現在、旋回中にあるか否かを判定する部分である。
【０１７５】この旋回判定部２５４においては、例えば、操舵角の絶対値が０でない設定値（例えば、３０度）より大きいか、または、ヨーレートの絶対値が０でない設定値（例えば、５度／秒）である場合には、車両が旋回中にあると判定され、そうでない場合には、車両が旋回中にはないと判定される。
（３）信号処理部２４４これは、図８に示すように、環境情報取得装置１２４からの信号をコンピュータ９０により処理可能な信号に変換する部分である。
【０１７６】この信号処理部２４４は、図１０に示すように、推奨走行軌跡演算部２５６を備えている。これは、車両が、走行中の各地点から設定時間Ｔ０秒後までにその車両が走行することが推奨される推奨走行軌跡を演算する部分である。
【０１７７】ここに、設定時間Ｔ０は、例えば、車両を現在車速から設定減速度（例えば、−２．０ｍ／ｓ2）のもとに減速させた場合にその車両が停止するまでにかかる時間として計算することが可能である。また、後述の演算手法により、時間と共に変化する目標減速度のもとに車両を減速させた場合にその車両が停止するまでにかかる時間として計算することも可能である。
【０１７８】この推奨走行軌跡演算部２５６においては、例えば、推奨走行軌跡が、前方監視カメラ装置１９２により撮影された車両前方画像と、ナビゲーションシステム１９４により取得された車両の現在位置と、その車両が現在走行している道路のうち、車両走行中の各地点から設定時間Ｔ０秒後までにその車両が通過すると予想される部分の地形的形状（直線路であるか曲線路であるか等）とに基づいて演算される。
【０１７９】推奨走行軌跡は、基本的には、車両が現在走行している道路中の走行レーンの中央線として定義される。
【０１８０】信号処理部２４４は、さらに、図１０に示すように、基準停止距離演算部２５７を備えている。これは、車両の減速度が設定値（例えば、−３．０ｍ／ｓ2）を超えない範囲で車両が減速して停止できる距離を基準停止距離として演算することが可能である。また、後述の演算手法により、時間と共に変化する目標減速度のもとに車両を減速させた場合にその車両が停止するまでにかかる時間として計算することも可能である。
【０１８１】この基準停止距離演算部２５７においては、例えば、通信システム１９６、後述の車両状態量推定部等から、車両が現在走行しているかまたはこれから走行しようとしている道路の路面μ情報（摩擦係数、ドライアスファルト路であるかウェットアスファルト路であるか雪道であるか圧雪路であるかアイスバーンであるか砂利道であるか等）が取り込まれる。
【０１８２】この基準停止距離演算部２５７においては、さらに、例えば、通信システム１９６、ナビゲーションシステム１９４、前方監視カメラ装置１９２等から、車両が現在走行しているかまたはこれから走行しようとしている道路の各地点における曲率半径（道路形状の一例である）に関する情報が取り込まれる。
【０１８３】そして、この基準停止距離演算部２５７においては、例えば、それら取り込まれた路面μ情報と曲率半径情報とに基づき、次の演算手法に従って、車両が現在車速から減速して停止できる距離が基準停止距離として演算される。その演算手法は、前記説明中の２か所において言及されたものと同じである。
（１）現在の状態の演算現在の路面についての路面μ（上記路面μ情報により表される）と現在の車速Ｖとに基づき、車両の現在の横加速度ＧＹと目標前後加速度ＧＸとが演算される。
【０１８４】現在の横加速度ＧＹは、現在の車速Ｖの二乗を車両の現在の旋回半径Ｒ（上記曲率半径情報または前記操舵角により取得できる）で割り算した計算値として取得されるか、または、横加速度センサ１６２の検出値として取得される。
【０１８５】そのようにして演算された横加速度ＧＹが、路面μの半分（路面μ情報の誤差等を見込んでその路面μより低く設定された設定値の一例である）かまたは限界値（例えば、３．０ｍ／ｓ2）を上回っている場合には、現在の目標前後加速度ＧＸが、ｍｉｎ（√（（０．８・μ・９．８）2−ＧＹ2）、３．０）
とされる。一方、上回っていない場合には、現在の目標前後加速度ＧＸが、０とされる。
【０１８６】ただし、上記のルート記号内の数値が負になり、演算不能である場合には、現在の目標前後加速度ＧＸが、設定減速度（例えば、−１．０ｍ／ｓ2）
とされる。
（２）５ｍｓ（演算間隔の一例）後の状態の演算現在より５ｍｓ後の車速Ｖ５が次式で推定される。
【０１８７】Ｖ５＝Ｖ＋ＧＸ・０．００５さらに、５ｍｓ後の車両の、現在位置からの進行方向距離Ｌ５が、Ｌ５＝Ｖ・０．００５なる式により演算される。
【０１８８】さらにまた、５ｍｓ後の車両の横加速度ＧＹ５が、車両の現在位置から進行方向距離Ｌ５だけ離れた地点の道路曲率半径をＲ５とすることにより、次式により推定される。
【０１８９】ＧＹ５＝Ｖ５2／Ｒ５その演算された推定横加速度ＧＹ５に基づき、（１）の場合と同様にして、５ｍｓ後の目標前後加速度ＧＹ５が決定される。
（３）１０ｍｓ後の状態の演算現在より１０ｍｓ後の車速Ｖ１０が次式で推定される。
【０１９０】Ｖ１０＝Ｖ５＋ＧＸ５・０．００５さらに、１０ｍｓ後の車両の、現在位置からの進行方向距離Ｌ１０が、Ｌ１０＝Ｌ５＋Ｖ５・０．００５なる式により演算される。
【０１９１】さらにまた、１０ｍｓ後の車両の横加速度ＧＹ１０が、車両の現在位置から進行方向距離Ｌ１０だけ離れた地点の道路曲率半径をＲ１０とすることにより、次式により推定される。
【０１９２】ＧＹ１０＝Ｖ１０2／Ｒ１０その演算された推定横加速度ＧＹ１０に基づき、（１）の場合と同様にして、１０ｍｓ後の目標前後加速度ＧＸ１０が決定される。
（４）５・ｎ［ｍｓ］（ｎ：演算サイクル数＞３）後の状態の演算現在より５・ｎ［ｍｓ］後の車速Ｖ（５・ｎ）が次式で推定される。
【０１９３】Ｖ（５・ｎ）＝Ｖ（５・（ｎ−１））＋ＧＸ（５・（ｎ−１））・０．００５さらに、５・ｎ［ｍｓ］後の車両の、現在位置からの進行方向距離Ｌ（５・ｎ）が、Ｌ（５・ｎ）＝Ｌ（５・（ｎ−１））＋Ｖ（５・（ｎ−１））・０．００５なる式により演算される。
【０１９４】さらにまた、５・ｎ［ｍｓ］後の車両の横加速度ＧＹ（５・ｎ）が、車両の現在位置から進行方向距離Ｌ（５・ｎ）だけ離れた地点の道路曲率半径をＲ（５・ｎ）とすることにより、次式により推定される。
【０１９５】
ＧＹ（５・ｎ）＝Ｖ（５・ｎ）2／Ｒ（５・ｎ）
その演算された推定横加速度ＧＹ（５・ｎ）に基づき、（１）の場合と同様にして、５・ｎ［ｍｓ］後の目標前後加速度ＧＸ（５・ｎ）が決定される。
（５）上記の各演算サイクルは、車速Ｖ（５・ｎ）が０になるまで、すなわち、車両が停止するまで繰り返される。そのときの距離（５・ｎ）が前記基準停止距離とされる。
【０１９６】なお付言すれば、各演算サイクルにおいて使用する路面μは、各演算サイクルごとに外部から取り込むことが可能であるが、それほど頻繁には変化しないという事実を考慮し、例えば、演算サイクルの周期より長い設定時間（例えば、１秒、数秒）おきに外部から取り込むことも可能である。
【０１９７】以上説明した演算手法によれば、車両が停止するまでの各地点における車速、進行方向距離、前後加速度および横加速度がすべて事前に予測されるため、上記基準停止距離の演算という用途のみならず、路面μなどによって物理的に決まる車両限界を超えない範囲において、将来のある地点においてある要求を車両が実現するために現在その車両に対して行うべき制御を事前にかつ正確に予測し、それに従ってその車両の車速を制御するという用途にも容易に対応可能となる。
【０１９８】信号処理部２４４は、さらに、図１０に示すように、推奨車速取得部２５８を備えている。これは、通信システム１９６が無線で受信した、車外からの信号に基づき、車両が現在走行しているかまたはこれから走行しようとしている道路について法定された制限速度、一時停止位置等の交通情報を取得し、さらに、その取得された情報に基づき、運転者が交通規則を遵守するために実車速が超えないことが推奨される値を推奨車速として演算する部分である。
【０１９９】図８に示すように、目標前後加速度演算部２２０は、前記複数の目標前後加速度を演算するために、ｇｘ１演算部２６０と、ｇｘ２演算部２６２と、運転補助制御部２６４とを備えている。
【０２００】ｇｘ１演算部２６０は、操作情報取得装置１２０により取得されたアクセル操作ストロークとブレーキ操作力とを選択的に用いて目標前後加速度ｇｘ１を演算する。
【０２０１】具体的には、ｇｘ１演算部２６０は、アクセル操作ストロークが０より大きく、かつ、ブレーキ操作力が０である場合（駆動操作時）には、アクセル操作ストロークａｃｃに基づき、かつ、例えば図１１にグラフで示すような関係に従い、目標前後加速度ｇｘ１を演算する。
【０２０２】これに対し、ブレーキ操作力が０より大きい場合（ブレーキ操作時）には、ｇｘ１演算部２６０は、ブレーキ操作力ｂｒに基づき、かつ、例えば図１２にグラフで示すような関係に従い、目標前後加速度ｇｘ１を演算する。
【０２０３】一方、ｇｘ２演算部２６２は、前記推奨走行軌跡と前記路面μ情報とに基づき、目標前後加速度ｇｘ２を演算する。
【０２０４】このｇｘ２演算部２６２においては、前述した、基準停止距離を演算するための前後加速度の演算手法と同じ手法により、推奨走行軌跡のうち基準停止距離に対応する部分につき、各地点において車両に発生させ得る前後加速度が前後加速度ｇｘ２として決定される。
【０２０５】前記運転補助制御部２６４は、本来であれば運転者が行うべき運転操作を代行したり、運転者の運転技量、判断能力、注意力等の不足を補って車両の安全性を向上させることを目的として、前述の複数のアクチュエータ７０ないし８２のうち適当なものを選択して自動的に制御するための部分である。
【０２０６】図１３には、運転補助制御部２６４により実現される機能がブロック図で示されている。以下、具体的に列記する。
（１）運転代行・車速・車間距離制御システム２７０これは、運転者による設定車速と一致するように実車速を制御するシステムであり、そのような車速制御のために必要な前後加速度を目標前後加速度ｇｘ４として演算する。
【０２０７】この車速・車間距離制御システム２７０においては、さらに、前方監視レーダ装置１９０からの信号に基づき、自車両を先行車に追従して減速させたり、設定車速を超えない範囲で先行車に追従して加速させたり、先行車に追従して発進させたり、先行車に追従して停止させる車間距離制御（追従走行制御）も行われる。
【０２０８】ここで、車速・車間距離制御システム２７０が目標前後加速度ｇｘ４を演算する原理の一例を説明する。
【０２０９】この車速・車間距離制御システム２７０においては、前記推奨走行軌跡のうち前記基準停止距離に対応する部分上に先行車または障害物が存在するか否かが判定される。存在する場合には、自車両が将来、先行車または障害物の現在位置に到達することが予想される予想到達時期に自車両の実車速が先行車または障害物の速度（例えば、障害物が土地に固着されている場合には、その速度は零となる）と一致することとなるように自車両を現在車速から減速させることが想定される。
【０２１０】この車速・車間距離制御システム２７０においては、そのように想定された減速中、自車両が現時点から上記予想到達時期までの間、設置時間間隔（例えば、５ｍｓ）ごとに、前述した、基準停止距離を演算するための前後加速度の演算手法と同じ手法を用いることにより、各地点における車両の前後加速度が目標前後加速度ｇｘ４として決定される。
【０２１１】すなわち、この目標前後加速度ｇｘ４は、先行車または障害物との衝突を回避するために実現することが必要な前後加速度として決定されるのである。
【０２１２】・推奨車速ガイダンスシステム２７２これは、車両の実車速が前記推奨車速から大きく外れないようにアクチュエータを制御するシステムであり、そのような機能の実現に必要な前後加速度を目標前後加速度ｇｘ３として演算する。
【０２１３】この推奨車速ガイダンンスシステム２７２においては、例えば、車両の現在車速が推奨車速より高い場合には、目標前後加速度ｇｘ３が減速側の設定値（例えば、−２．０ｍ／ｓ2）として決定される。これに対し、推奨車速とほぼ一致している場合には、０ｍ／ｓ2として決定される。また、推奨車速より低い場合には、加速側の設定値（例えば、２．０ｍ／ｓ2）として決定される。
【０２１４】・自動緊急ブレーキシステム２７４これは、前方監視レーダ装置１９０、前方監視カメラ装置１９２、通信システム１９６等からの信号に基づき、車両を緊急に停止させることが必要であるか否かを判定し、その必要がある場合には、車両が停止するようにアクチュエータを制御するシステムであり、そのような機能の実現に必要な前後加速度を目標前後加速度ｇｘ５として演算する。
【０２１５】この自動緊急ブレーキシステム２７４においては、例えば、車両を緊急に停止させることが必要であると判定した場合には、目標前後加速度ｇｘ５が減速側の設定値（例えば、−１２．０ｍ／ｓ2）として決定される。これに対し、その必要がない場合には、目標前後加速度ｇｘ５が０以上の設定値（例えば、２．０ｍ／ｓ2）として決定される。
【０２１６】図４に示すように、目標舵角演算部２２２は、δ１演算部２８０と運転補助制御部２８２とを備えている。
（１）δ１演算部２８０これは、前記操舵角θに基づいて目標舵角（前輪舵角の目標値）δ１を演算する部分である。目標舵角δ１は、操舵角θを固定値としてのステアリングギヤ比で割り算することにより演算したり、車速等の車両状態量に感応する可変値としてのステアリングギヤ比で割り算することにより演算することが可能である。
【０２１７】なお付言すれば、本実施形態においては、左右前輪とステアリングホイール４４とを互いに機械的に連結するステアリングギヤが実在しないが、実在するステアリングギヤが仮想されて前輪舵角δと操舵角θとの関係（比）が記述されている。
（２）運転補助制御部２８２これは、主に、本来であれば運転者が行うべき運転操作を代行するために複数のアクチュエータを制御するための部分である。
【０２１８】図１４に示すように、この運転補助制御部２８２はレーンキープシステム２８６を備えている。
【０２１９】このレーンキープシステム２０６は、車両が前記目標前後加速度ｇｘ４のもとに前記推奨走行軌跡をトレースするために実現することが必要な目標舵角δ２を前記基準停止距離の長さにわたって演算するシステムである。
【０２２０】ここで、レーンキープシステム２８６が目標舵角δ２を演算する原理の一例を説明する。
【０２２１】車両が推奨走行軌跡をトレースする各時期における目標車速Ｖｄは、それの演算間隔をｔ０とし、かつ、現在車速をＶ０とすれば、次式で表される。
【０２２２】Ｖｄ（ｎ）＝Ｖ（ｎ−１）＋ｇｘ４・ｔ０ただし、「（ｎ）」という添字は、演算回数を表し、車両が前記基準停止距離の長さにわたって走行する間、１ずつインクリメントされる。
【０２２３】また、車両の各時期ｔにおける位置Ｘ，Ｙは、原点をＸ０、Ｙ０とする直交座標系Ｘ−Ｙ上においては、次式で表される。
Ｘ（ｔ）＝Ｘ０＋Ｖ・∫ｃｏｓ（β＋ｙａ）ｄｔＹ（ｔ）＝Ｙ０＋Ｖ・∫ｓｉｎ（β＋ｙａ）ｄｔただし、Ｘ：車両横方向に平行なＸ軸上の座標値Ｙ：車両前後方向に平行なＹ軸上の座標値β：車体横スリップ角ｙａ：車両のヨー角（ヨーレートを時間に関して積分すれば取得できる）
ここに、車体スリップ角βはほぼ０であるという前提を適用すると、結局、車両の各時期ｎにおける位置Ｘ（ｎ），Ｙ（ｎ）は、次式で表される。
【０２２４】Ｘ（ｎ）＝Ｘ（ｎ−１）＋Ｖ（ｎ）・ｃｏｓ（ｙａ）・ｔｏＹ（ｎ）＝Ｙ（ｎ−１）＋Ｖ（ｎ）・ｓｉｎ（ｙａ）・ｔｏこれらの式は、前述の車両位置−速度関係の一例を表している。
【０２２５】また、車両の各時期ｎにおけるヨー角ｙａ（ｎ）は、次式で表される。
【０２２６】ｙａ（ｎ）＝ｙａ（ｎ−１）＋ｔ０・Ｖ（ｎ）・δ（ｎ）／Ｌ・（１＋Ｋｈ・Ｖ（ｎ）2）
ただし、δ：車両舵角すなわち前輪舵角Ｋｈ：スタビリティファクタ（既知）
Ｌ：車両のホイールベース（既知）
したがって、車両が基準停止距離の長さにわたって走行する間の各時期ｎにおける目標舵角δ２は、路面スラント推定装置１８０により推定された路面スラント角ｓａを考慮すれば、次式で表される。
【０２２７】δ（ｎ）＝（ｙａ（ｎ）−ｙａ（ｎ−１））・（１＋Ｋｈ・Ｖ（ｎ）2）・Ｌ／（ｔ０・Ｖ（ｎ））−Ｌ・Ｋｈ・ｓａこの式は、車両の挙動を定常的にかつ線形の範囲で記述する２輪モデルを表現する式である。その２輪モデルは、車両の動的挙動ではなく静的挙動を記述する形式のモデルである。
【０２２８】なお付言すれば、車両が走行するレーンを推奨走行軌跡上にキープするために必要な操舵角δが例えば９０度であるというように大きい値であった場合には、レーンキープをレーンキープシステム２８６に依存するのではなく、運転者に依存させた方が適切である。
【０２２９】しかし、車両走行中に、すぐ次の瞬間においてレーンキープに必要な操舵角δが通常よりかなり大きくなってしまうことが判明したときに突然、レーンキープシステム２８６によるレーンキープ制御をキャンセルするのでは、運転者に不快感を与える可能性がある。
【０２３０】そこで、車両の将来の走行軌跡をある程度長い範囲内で予測し、レーンキープのために大きな操舵角δが必要になる時期が将来到来することが判明した時点、すなわち、大きな操舵角δが必要になる時期のかなり手前で、将来、レーンキープ制御がキャンセルされる可能性があることを運転者に警告しておけば、運転者はそのことを覚悟しながら運転することになり、レーンキープ制御の実際のキャンセル時に運転者に不快感を与えずに済む。
【０２３１】以上のようにして演算された５つの目標前後加減速度ｇｘ１ないしｇｘ５は、図８に示すように、選択部２２４に供給される。この選択部２２４は、前述のように、それら５つの目標前後加速度ｇｘ１ないしｇｘ５のうち適当なものを目標前後加速度ｇｘ６として選択するが、その選択は予め定められた選択規則に従って行われる。
【０２３２】この選択規則を設定する際の基本的な考え方は次のようである。
（１）運転者により車速・車間距離制御スイッチ１４６が操作され、それにより、車速・車間距離制御の実行を運転者が許可した場合この場合には、駆動操作時であるかブレーキ操作時であるかを問わず、運転者の運転操作が優先されるように目標前後加速度の選択が行われる。
（２）運転者により推奨車速ガイダンススイッチ１５０が操作され、それにより、推奨車速ガイダンス制御の実行を運転者が許可した場合この場合には、駆動操作時とブレーキ操作時とで選択の基準が異なる。
【０２３３】ａ．駆動操作時実車速が推奨車速以下であれば、運転者の運転操作が優先されるように目標前後加速度の選択が行われるが、推奨車速より高い場合には、推奨車速が実現されるように目標前後加速度の選択が行われる。
【０２３４】ｂ．ブレーキ操作時実車速が推奨車速以下であるか否かを問わず、運転者の運転操作が優先されるように目標前後加速度の選択が行われる。
（３）自動緊急ブレーキシステム２７４が車両を緊急に停止させることが必要であると判定した場合この場合、駆動操作時であっても、車両の緊急停止が実現されるように目標前後加速度の選択が行われる。また、ブレーキ操作時には、運転者のブレーキ操作を反映する減速度と、自動緊急ブレーキシステム２７４が演算した目標前後加速度ｇｘ５（この場合には、狭義の減速度を意味する）とのうち、絶対値が大きい方が目標前後加速度ｇｘ６として選択される。
【０２３５】以上、選択規則を概念的に説明したが、以下、具体的に説明する。
（１）車速・車間距離制御スイッチ１４６が操作され、かつ、推奨車速ガイダンススイッチ１５０も操作されている場合ａ．ブレーキ操作力が０より大きいときｇｘ６＝ｍｉｎ（ｇｘ１，ｇｘ２，ｇｘ３，ｇｘ４，ｇｘ５）
ｂ．ブレーキ操作力が０であり、かつ、アクセル操作ストロークが０より大きいときｇｘ６＝ｍｉｎ（ｍａｘ（ｇｘ１，ｇｘ２，ｇｘ４），ｇｘ３，ｇｘ５）
ｃ．ブレーキ操作力もアクセル操作ストロークも０であるときｇｘ６＝ｍｉｎ（ｇｘ２，ｇｘ３，ｇｘ４，ｇｘ５）
（２）車速・車間距離制御スイッチ１４６は操作されているが、推奨車速ガイダンススイッチ１５０は操作されていない場合ａ．ブレーキ操作力が０より大きいときｇｘ６＝ｍｉｎ（ｇｘ１，ｇｘ２，ｇｘ４，ｇｘ５）
ｂ．ブレーキ操作力が０であり、かつ、アクセル操作ストロークが０より大きいときｇｘ６＝ｍｉｎ（ｍａｘ（ｇｘ１，ｇｘ２，ｇｘ４），ｇｘ５）
ｃ．ブレーキ操作力もアクセル操作ストロークも０であるときｇｘ６＝ｍｉｎ（ｇｘ２，ｇｘ４，ｇｘ５）
ただし、ｍｉｎ（ ， ）：括弧内における複数の数値のうちの最小値ｍａｘ（ ， ）：括弧内における複数の数値のうちの最大値（３）車速・車間距離制御スイッチ１４６は操作されていないが、推奨車速ガイダンススイッチ１５０は操作されている場合ａ．ブレーキ操作力が０より大きいときｇｘ６＝ｍｉｎ（ｇｘ１，ｇｘ３，ｇｘ５）
ｂ．ブレーキ操作力が０であり、かつ、アクセル操作ストロークが０より大きいときｇｘ６＝ｍｉｎ（ｇｘ１，ｇｘ３，ｇｘ５）
ｃ．ブレーキ操作力もアクセル操作ストロークも０であるときｇｘ６＝ｍｉｎ（ｇｘ３，ｇｘ５）
（４）車速・車間距離制御スイッチ１４６も推奨車速ガイダンススイッチ１５０も操作されていない場合ｇｘ６＝ｍｉｎ（ｇｘ１，ｇｘ５）
前述のようにして演算された２つの目標舵角δ１およびδ２は、図８に示すように、選択部２２６に供給される。この選択部２２６は、前述のように、それら２つの目標舵角δ１およびδ２のうち適当なものを目標舵角δ３として選択するが、その選択は予め定められた選択規則に従って行われる。
【０２３６】この選択規則の内容は次のようである。
（１）運転者によりレーンキープ１４８が操作されており、かつ、運転者が自ら操舵を行いたいという意思表示がない場合この場合には、レーンキープシステム２８６により演算された目標舵角δ２が目標舵角δ３として選択される。
（２）運転者によりレーンキープ１４８が操作されていないか、または、操作されているが、運転者が自ら操舵を行いたいという意思表示がある場合この場合には、運転者による操舵を直接に反映した目標舵角δ１が目標舵角δ３として選択される。
【０２３７】なお付言すれば、この選択部２２６においては、運転者が自ら操舵を行いたいという意思表示の有無が、前記旋回判定部２５４からの情報に基づいて判定される。
【０２３８】以上、上位指令部２１０の機能を説明したが、図１５には、図３における上位指令部用モジュールの内容がフローチャートで概念的に表されている。
【０２３９】この上位指令部用モジュールにおいては、まず、ステップＳ１（以下、単に「Ｓ１」で表す。他のステップについても同じとする）において、取得装置１２０ないし１２４からの信号が処理される。このＳ１は、３つの信号処理部２４０ないし２４４を構成している。
【０２４０】次に、Ｓ２において、前述の目標前後加速度ｇｘ１が演算される。このＳ２は、ｇｘ１演算部２６０を構成している。続いて、Ｓ３において、前述の目標前後加速度ｇｘ２が演算される。このＳ３は、ｇｘ２演算部２６２を構成している。その後、Ｓ４において、前述の目標前後加速度ｇｘ３ないしｇｘ５が演算される。このＳ４は、運転補助制御部２６４を構成している。
【０２４１】続いて、Ｓ５において、それら５つの目標前後加減速度ｇｘ１ないしｇｘ５のうちの１つが前述の目標前後加減速度ｇｘ６として選択される。このＳ５は、選択部２２４を構成している。
【０２４２】その後、Ｓ６において、前述の目標舵角δ１が演算される。このＳ６は、δ１演算部２８０を構成している。続いて、Ｓ７において、前述の目標舵角δ２が演算される。このＳ７は、運転補助制御部２８２を構成している。
【０２４３】その後、Ｓ８において、それら２つの目標舵角δ１およびδ２のうちの１つが前述の目標舵角δ３として選択される。このＳ８は、選択部２２６を構成している。
【０２４４】以上で、この上位指令部用モジュールの一回の実行が終了する。
【０２４５】図１６には、図４に示す下位指令部２１２のソフトウエア構成が機能に着目して分類されてブロック図で示されている。
【０２４６】下位指令部２１２は、次の部分を含むように構成されている。
（１）車両状態量推定部３００これは、運転情報取得装置１２０、車両情報取得装置１２２および環境情報取得装置１２４からの信号に基づき、車両の状態量を既知の原理に従って推定する部分である。
【０２４７】この車両状態量推定部３００においては、各車輪１０の車輪速度、車体の横加速度、ヨーレート等に基づき、車速Ｖ、車両が走行している道路の路面μ、車体スリップ角β、前輪スリップ角αｆ、後輪スリップ角αｒ等の車両状態量が推定される。推定された車両状態量のうち必要なものは随時、上位指令部２１０により参照可能となっている。
【０２４８】この車両状態量推定部３００においては、例えば、車速Ｖが、よく知られているように、４つの車輪１０のうち車輪速度が最大であるものの車輪速度が真の車速に一致する可能性が高いという事実に基づいて推定される。
【０２４９】また、この車両状態量推定装置３００においては、例えば、路面μが、実ヨーレートの目標ヨーレートからの偏差であるヨーレートが設定値を超えたときにおける車両の実前後加速度と実横加速度とに基づいて推定される。
【０２５０】一般に、タイヤのコーナリング特性が線形領域から非線形領域に移行した時点においては、タイヤと路面との間における摩擦係数がピーク値に到達した可能であり、そのピーク値は路面μを反映していると考えられる。
【０２５１】一方、目標ヨーレートを線形２輪モデルのもとに演算すれば、上記ヨーレート偏差が設定値を超えることは結局、タイヤのコーナリング特性が線形領域から非線形領域に移行することを意味する。
【０２５２】このような知見に基づき、本実施形態においては、路面μが、上記ヨーレート偏差が設定値を超えたときにおける車両の実前後加速度と実横加速度とに基づいて推定される。
【０２５３】具体的には、路面μは、上記ヨーレート偏差が設定値を超えたときにおける車両の実前後加速度の二乗と実横加速度の二乗との和の平方根として演算される。
【０２５４】また、この車両状態量推定部３００においては、例えば、車体スリップ角βが、特許第２９６２０２５号公報に記載されているように、車両の横すべり運動とヨー運動とを含む平面運動を表す車両モデルを用いることにより、横加速度、車速、ヨーレート等に基づいて推定される。この車両モデルは、車両の動的挙動を記述する車両モデルの一例である。
（２）目標車両状態量演算部３０２これは、運転情報、車両の実状態量等に基づき、車両の目標ヨーレートｙｒｄと目標車体スリップ角βｄとをそれぞれ目標車両状態量として演算する部分である。
【０２５５】そのため、目標車両状態量演算部３０２は、図１７に示すように、目標ヨーレート演算部３１０と目標車体スリップ角演算部３１２とを備えている。
【０２５６】目標ヨーレート演算部３１０においては、目標ヨーレートｙｒｄが、例えば、推定車速Ｖと目標舵角δ３とに基づき、次式を用いて演算される。
ｙｒｄ＝Ｖ・δ３／（（１＋Ｋｈ・Ｖ2）・Ｌ）
これに対し、目標車体スリップ角演算部３１２においては、目標車体スリップ角βｄが、例えば、推定車速Ｖと目標舵角δ３とに基づき、次式を用いて演算される。
βｄ＝（１−（（ｍ・Ｌｆ・Ｖ2）／（２・Ｌ・Ｌｒ・Ｋｒ）））・Ｌｒ・δ３／（（１＋Ｋｈ・Ｖ2）・Ｌ）
ただし、ｍ：車両重量（既知）
Ｌｆ：前輪車軸から車両重心点までの距離（既知）
Ｌｒ：後輪車軸から車両重心点までの距離（既知）
Ｋｒ：後輪のコーナリングスティフネス（既知）
（３）制御量演算部３０４これは、目標車両状態量演算部３０２により演算された目標車両状態量を実現するために複数のアクチュエータ７０ないし８２のうち必要なものを制御すべき制御量を、車両の挙動の安定性が低下しないように演算する部分である。
【０２５７】この制御量演算部３０４は、車両の実状態量および目標状態量等に基づき、車体についての目標ヨーモーメントＭｄと最終的な目標前後加速度ｇｘｄと目標横加速度ｇｙｄとをそれぞれ制御量として演算する。
【０２５８】そのため、制御量演算部３０４は、図１８に示すように、目標ヨーモーメント演算部３２０と目標前後加速度演算部３２４と目標横加速度演算部３２６とを備えている。
【０２５９】・目標ヨーモーメント演算部３２０この目標ヨーモーメント演算部３２０においては、車体に追加的に発生させられる目標ヨーモーメントＭｄ（絶対値ではなく相対値である）が、例えば、実車体スリップ角β、目標車体スリップ角βｄ、実ヨーレートｙｒおよび目標ヨーレートｙｒｄに基づき、次式を用いて演算される。
Ｍｄ＝ａ・（β−βｄ）＋ｂ・（ｙｒ−ｙｒｄ）
ただし、ａ：固定値または車速Ｖと路面μとに応じて変化する可変値であり、符号は正ｂ：固定値または車速Ｖと路面μとに応じて変化する可変値であり、符号は負・目標前後加速度演算部３２４この目標前後加速度演算部３２４においては、上位指令部２１０から供給された目標前後加速度ｇｘ６が、車両の挙動が不安定である場合には車両の加速傾向が減少する（加速度が減少するか、加速から減速に転ずるか、減速度が増加する）ように補正され、その補正により、最終的な目標前後加速度ｇｘｄが演算される。
【０２６０】この目標前後加速度演算部３２４においては、目標前後加速度ｇｘ６を補正するための補正量ｇＰｌｕｓが決定される。補正量ｇＰｌｕｓは、本実施形態においては、目標前後加速度ｇｘ６に加算されることにより、それを補正する値とされている。補正量ｇＰｌｕｓは、車両を減速させるべく目標前後加速度ｇｘ６を減少させたい場合には、負の値をとり、逆に、車両を加速させるべく目標前後加速度ｇｘ６を増加させたい場合には、正の値をとる。
【０２６１】本実施形態においては、具体的に、図１９に示すように、実ヨーレートｙｒの目標ヨーレートｙｒｄからの偏差であるヨーレート偏差Δｙｒの絶対値に応じて、補正量ｇＰｌｕｓの暫定値ｇＰｌｕｓ０が決定される。この暫定値ｇＰｌｕｓ０は、例えば、ヨーレート偏差Δｙｒ（度／秒）の絶対値が増加するにつれて絶対値が増加する負の値として定義することが可能である。
【０２６２】この目標前後加速度演算部３２４においては、そのようにして決定された暫定値ｇＰｌｕｓ０を補正するために掛け算されるゲインＶＧａｉｎが決定される。このゲインＶＧａｉｎは、例えば、車速Ｖが増加するにつれて最大値である１まで増加する値として定義することが可能である。
【０２６３】この目標前後加速度演算部３２４においては、前述のようにして決定された暫定値ｇＰｌｕｓ０に、上述のようにして決定されたゲインＶＧａｉｎが掛け算されることにより、最終的な補正量ｇＰｌｕｓが演算される。
【０２６４】この目標前後加速度演算部３２４においては、その演算された補正量ｇＰｌｕｓが目標前後加速度ｇｘ６に加算されることにより、最終的な目標前後加速度ｇｘｄが演算されるのであるが、本実施形態においては、図２０に示すように、車両加速時に限り、可変の減少率ｇｋ（%）で減少させられる。さらに、本実施形態においては、同図に示すように、目標前後加速度ｇｘｄが路面μに相当する前後加速度を超えないように制限される。この制限は、車両駆動時に駆動輪のスピン傾向が増加することを抑制するトラクション制御に相当する。
【０２６５】上記減少率ｇｋは、本実施形態においては、目標ヨーモーメントＭｄとヨーレート偏差Δｙｒとに基づいて演算される。具体的には、ヨーレート偏差Δｙｒは考慮しないで目標ヨーモーメントＭｄの観点から決定された暫定的な減少率ｇｋと、目標ヨーモーメントＭｄを考慮しないでヨーレート偏差Δｙｒの観点から決定された暫定的な減少率ｇｋとのうち大きい方が最終的な減少率ｇｋとされる。
【０２６６】ところで、目標前後加速度ｇｘ６を減少させて目標前後加速度ｇｘｄを得、それが実現されるように車両を減速させた後に、目標前後加速度ｇｘｄを目標前後加速度ｇｘ６に復帰させることが必要になった場合、目標前後加速度ｇｘｄを直ちに復帰させたのでは、車両の挙動に急峻な変化が生じる可能性がある。
【０２６７】そこで、本実施形態においては、目標前後加速度ｇｘｄの復帰勾配が制限される。すなわち、減少率ｇｋは、それが０でない値に設定された後、０に更新されようとする場合には、ある時間（例えば、１秒）をかけて緩やかに０に更新されるように変化させられるのである。
【０２６８】具体的には、本実施形態においては、図２１に示すように、目標ヨーモーメントＭｄに応じて増加するように減少率ｇｋが決定され、続いて、路面μと車速Ｖとに対応するゲインＧａｉｎが決定される。その決定されたゲインＧａｉｎが、上記決定された減少率ｇｋに掛け算され、それにより、目標ヨーモーメントＭｄに対応する暫定的な減少率ｇｋが演算される。
【０２６９】さらに、本実施形態においては、図２１に示すように、ヨーレート偏差Δｙｒに応じて増加するように減少率ｇｋが決定され、それにより、ヨーレート偏差Δｙｒに対応する暫定的な減少率ｇｋが演算される。
【０２７０】その後、本実施形態においては、図２１に示すように、以上演算された２つの暫定的な減少率ｇｋのうち大きい方が選択される。続いて、その減少率ｇｋに対し、前述の復帰勾配制限が行われ、それにより、最終的な減少率ｇｋが演算されることになる。
【０２７１】・目標横加速度演算部３２６この目標横加速度演算部３２６は、目標ヨーレートｙｒｄと車速Ｖとに基づいて目標横加速度ｇｙｄを演算する。
【０２７２】この目標横加速度演算部３２６は、例えば、次式を用いて目標横加速度ｇｙｄを演算する。
【０２７３】ｇｒｄ＝ｙｒｄ・Ｖ以上、下位指令部２１２の機能を説明したが、図２２には、図３における下位指令部用モジュールの内容がフローチャートで概念的に表されている。
【０２７４】この下位指令部用モジュールにおいては、まず、Ｓ３１において、前述の車両状態量が推定される。このＳ３１は、車両状態量推定部３００を構成している。
【０２７５】次に、Ｓ３２において、前述の目標ヨーレートｙｒｄが演算される。このＳ３２は、目標ヨーレート演算部３１０を構成している。続いて、Ｓ３３において、前述の目標車体スリップ角βｄが演算される。このＳ３３は、目標車体スリップ角演算部３１２を構成している。
【０２７６】その後、Ｓ３４において、前述の目標ヨーモーメントＭｄが演算される。このＳ３４は、目標ヨーモーメント演算部３２０を構成している。続いて、Ｓ３５において、前述の目標前後加速度ｇｘｄが演算される。このＳ３５は、目標前後加速度演算部３２４を構成している。その後、Ｓ３６において、前述の目標横加速度ｇｙｄが演算される。このＳ３６は、目標横加速度演算部３２６を構成している。
【０２７７】以上で、この下位指令部用モジュールの一回の実行が終了する。
【０２７８】図２３には、図４に示す実行部２１４のソフトウエア構成が機能に着目して階層化されてブロック図で示されている。
【０２７９】実行部２１４は、次の部分を含むように構成されている。
Ａ．上位分配部３４０この上位分配部３４０は、複数のアクチュエータ７０ないし８２の全体に関して設けられ、下位指令部２１２から供給された目標車両状態量Ｍｄ，ｇｘｄ，ｇｙｄを実現するために全アクチュエータ７０ないし８２を制御すべき制御量を全アクチュエータ７０ないし８２に関して統合的に分配する部分である。
【０２８０】この上位分配部３４０においては、全アクチュエータ７０ないし８２による制御量（以下、「全体制御量」という）が３つに分配される。それら３つとは、次のものである。
（１）前後力関連分配量これは、全体制御量を、各車輪１０の前後力を制御する要素、すなわち、エンジン１４およびトランスミッション２４を含むパワートレインとブレーキ５６との組合せに分配する量である。
（２）上下力関連分配量これは、全体制御量を、各車輪１０の上下力を制御する要素、すなわち、サスペンション６２に分配する量である。
（３）横力関連分配量これは、全体制御量を、各車輪１０の横力を制御する要素、すなわち、フロントステアリング装置５０とリヤステアリング装置５２とを含むステアリング系に分配する量である。
Ｂ．下位分配部３４２この下位分配部３４２は、複数のアクチュエータ７０ないし８２のうちの一部に関して設けられ、上位分配部３４０から供給された制御量をその一部のアクチュエータに分配する部分である。
【０２８１】この下位分配部３４２は、本実施形態においては、パワートレインとブレーキ５６との組合せに関連して設けられている。この下位分配部３４２は、上位分配部３４０から供給された前後力関連分配量をパワートレインに分配するパワートレイン関連分配量とブレーキ５６に分配するブレーキ関連分配量とを決定する。
Ｃ．制御部３４４この制御部３４４は、上位分配部３４０または下位分配部３４２から供給された制御量が実現されるように複数のアクチュエータ７０ないし８２を制御する部分である。
【０２８２】以上説明した上位分配部３４０、下位分配部３４２および制御部３４４は、それぞれ、ソフトウエア構成上互いに独立した複数のモジュールをコンピュータ９０に実行させることにより、それぞれに与えられた固有の機能を実現する。したがって、図３に示すように、ＲＯＭ９４には、上位分配部用モジュールと、下位分配部用モジュールと、制御部用モジュールとが互いに独立して記憶されている。
【０２８３】以上、上位分配部３４０、下位分配部３４２および制御部３４４のソフトウエア構成を概略的に説明したが、以下、具体的に説明する。
（１）上位分配部３４０この上位分配部３４０は、図２４に示すように、目標タイヤ前後力演算部３７０と、目標ステアリング制御量演算部３７２と、目標サスペンション制御量演算部３７４とを含むように構成されている。
【０２８４】目標タイヤ前後力演算部３７０においては、目標個別前後力ｆｘが目標タイヤ前後力（前記前後力関連分配量）として演算される。
【０２８５】図２５には、目標タイヤ前後力演算部３７０の実行内容がフローチャートで概念的に表されている。
【０２８６】まず、Ｓ５１において、４つの車輪１０の全体において実現されるべき目標全体前後力Ｆｘが演算される。この演算は、例えば、次式を用いて行われる。
【０２８７】Ｆｘ＝ｇｘｄ・ｍただし、「ｍ」は車両質量を表す。
【０２８８】次に、Ｓ５２において、その演算された目標全体前後力Ｆｘを各車輪１０に分配するために各車輪１０ごとに実現されるべき暫定目標個別前後力が演算される。
【０２８９】この演算は、例えば、目標全体前後力Ｆｘを各車輪１０が負担する率をそれら４つの車輪１０間で均一にするという前提のもと、各車輪１０の摩擦円の大きさに比例して目標全体前後力Ｆｘが各車輪１０に分配されるように行うことが可能である。
【０２９０】左前輪、右前輪、左後輪および右後輪のそれぞれの摩擦円の大きさは、左前輪、右前輪、左後輪および右後輪のそれぞれの上下力をｆｚｆｌ、ｆｚｆｒ、ｆｚｒｌ、ｆｚｒｒで表せば、μｆｌ・ｆｚｆｌ、μｆｒ・ｆｚｆｒ、μｒｌ・ｆｚｒｌ、μｒｒ・ｆｚｒｒで表すことができる。
【０２９１】この場合、左前輪、右前輪、左後輪および右後輪のそれぞれの暫定目標個別前後力ｆｘｆｌ０、ｆｘｆｒ０、ｆｘｒｌ０、ｆｘｒｒ０は、次式で求められる。
【０２９２】
ｆｘｆｌ０＝Ｆｘ・（μｆｌ・ｆｚｆｌ）／（ｍ・Ｂ）
ｆｘｆｒ０＝Ｆｘ・（μｆｒ・ｆｚｆｒ）／（ｍ・Ｂ）
ｆｘｒｌ０＝Ｆｘ・（μｒｌ・ｆｚｒｌ）／（ｍ・Ｂ）
ｆｘｒｒ０＝Ｆｘ・（μｒｒ・ｆｚｒｒ）／（ｍ・Ｂ）
ただし、ｍ：車両の質量ｇ：重力加速度Ｂ：μｆｌ・ｆｚｆｌ＋μｆｒ・ｆｚｆｒ＋μｒｌ・ｆｚｒｌ＋μｒｒ・ｆｚｒｒ以上説明した暫定目標個別前後力ｆｘｆｌ０、ｆｘｆｒ０、ｆｘｒｌ０、ｆｘｒｒ０を演算するのに必要な項、すなわち、左前輪、右前輪、左後輪および右後輪の上下力ｆｚｆｌ、ｆｚｆｒ、ｆｚｒｌ，ｆｚｒｒは、例えば、次式を用いて演算することが可能である。
【０２９３】ｆｚｆｌ＝ｆｚｆ０＋ｍ・（−ｇｘ・Ｈ／Ｌ／２−ｇｙ・Ｈ・ｆｒｏｌｌ／Ｔ）
ｆｚｆｒ＝ｆｚｆ０＋ｍ・（−ｇｘ・Ｈ／Ｌ／２＋ｇｙ・Ｈ・ｆｒｏｌｌ／Ｔ）
ｆｚｒｌ＝ｆｚｒ０＋ｍ・（ｇｘ・Ｈ／Ｌ／２−ｇｙ・Ｈ・（１−ｆｒｏｌｌ）／Ｔ）
ｆｚｒｒ＝ｆｚｒ０＋ｍ・（ｇｘ・Ｈ／Ｌ／２＋ｇｙ・Ｈ・（１−ｆｒｏｌｌ）／Ｔ）
ただし、ｍ：車両質量(既知)Ｈ：重心高（既知）
Ｌ：車両のホイールベース（＝Ｌｆ＋Ｌｒ）
ｆｒｏｌｌ：０以上１以下の値をとるフロントロール剛性値（後述の目標サスペンション制御量演算部３７４から取得される）
Ｔ：車両のトレッド（既知）
ｆｚｆ０：車両荷重の各前輪への静的配分（＝ｍ・Ｌｒ／Ｌ／２）
ｆｚｒ０：車両荷重の各後輪への静的配分（＝ｍ・Ｌｆ／Ｌ／２）
Lｆ：前輪車軸から車両重心点までの距離Lｒ：後輪車軸から車両重心点までの距離因みに、左前輪、右前輪、左後輪および右後輪の横力ｆｙｆｌ、ｆｙｆｒ、ｆｙｒｌ、ｆｙｒｒは、例えば、横加速度ｇｙ、ヨー角加速度ｄｙｒ（ヨーレートを時間に関して微分することにより取得できる）、各車輪１０の上下力ｆｚｆｌ、ｆｚｆｒ、ｆｚｒｌ、ｆｚｒｒ等に基づき、次式を用いて演算することが可能である。
【０２９４】ｆｙｆｌ＝（ｍ・ｇｙ・Ｌｒ＋Ｉ・ｄｙｒ）・ｆｚｆｌ／（Ｌ・（ｆｚｆｌ＋ｆｚｆｒ））
ｆｙｆｒ＝（ｍ・ｇｙ・Ｌｒ＋Ｉ・ｄｙｒ）・ｆｚｆｒ／（Ｌ・（ｆｚｆｌ＋ｆｚｆｒ））
ｆｙｒｌ＝（ｍ・ｇｙ・Ｌｆ−Ｉ・ｄｙｒ）・ｆｚｒｌ／（Ｌ・（ｆｚｒｌ＋ｆｚｒｒ））
ｆｙｒｒ＝（ｍ・ｇｙ・Ｌｆ−Ｉ・ｄｙｒ）・ｆｚｒｒ／（Ｌ・（ｆｚｒｌ＋ｆｚｒｒ））
ただし、「Ｉ」は、車両のヨー慣性モーメント（既知）を表す。
【０２９５】その後、図２５のＳ５３において、上記のようにして演算された暫定目標個別前後力ｆｘ０を車両において実現した場合にその車両に追加的に生じることが予想されるヨーモーメントがヨーモーメント変化量として演算される。
【０２９６】以下、そのヨーモーメント変化量を演算する手法を説明するが、車両において実現すべき暫定目標個別前後力ｆｘ０が制動力である場合を例にとり説明し、駆動力である場合については同様であるため説明を省略する。
【０２９７】左前輪、右前輪、左後輪および右後輪に制動力を付与したことに伴うヨーモーメント変化量Mｆｌ、Mｆｒ、Mｒｌ、Mｒｒは、各車輪１０の制動力と横力との合力が、それの上下力に応じて半径が変化する摩擦円に到達しない状態と、到達した状態とに分けて演算される。
【０２９８】その演算手法を、前記合力が摩擦円に到達した状態を例にとり代表的に説明する。
【０２９９】各車輪１０の制動力にするヨーモーメント変化量Mｆｌ、Mｆｒ、Mｒｌ、Mｒｒは、その制動力によるダイレクトモーメントによるヨーモーメント変化量Mｘｆｌ、Mｘｆｒ、Mｘｒｌ、Mｘｒｒと、各車輪１０の横力減少に伴うヨーモーメント変化量Mｙｆｌ、Mｙｆｒ、Mｙｒｌ、Mｙｒｒと、摩擦円半径の変化に伴う各車輪１０の横力変化に伴うヨーモーメント変化量Mｚｆｌ、Mｚｆｒ、Mｚｒｌ、Mｚｒｒとの和に等しい。
【０３００】ここに、ヨーモーメント変化量Mｚｆｌ、Mｚｆｒ、Mｚｒｌ、Mｚｒｒは、車両において荷重移動が起これば、各車輪１０の摩擦円の半径が変化し、その変化によって各車輪１０の横力も変化し、その変化によってヨーモーメント変化量が変化するという現象を反映した値である。
【０３０１】具体的には、ヨーモーメント変化量Mｘｆｌ、Mｘｆｒ、Mｘｒｌ、Mｘｒｒは、例えば、次式により演算される。
【０３０２】制動力によるダイレクトヨーモーメントは、Ｍｘｆｌ＝Ｔ・ｆｘｆｌ／２Ｍｘｆｒ＝−Ｔ・ｆｘｆｒ／２Ｍｘｒｌ＝Ｔ・ｆｘｒｌ／２Ｍｘｒｒ＝−Ｔ・ｆｘｒｒ／２また、制動力によって横力が減少することによるヨーモーメント変化量Mｙｆｌ、Mｙｆｒ、Mｙｒｌ、Mｙｒｒは、例えば、次式により演算される。
【０３０３】Ｍｙｆｌ＝−Ｌｆ・（μ・Ａｆｌ−√（μ2・Ａｆｌ2−ｆｘｆｌ2））
Ｍｙｆｒ＝−Ｌｆ・（μ・Ａｆｒ−√（μ2・Ａｆｒ2−ｆｘｆｒ2））
Ｍｙｒｌ＝Ｌｒ・（μ・Ａｒｌ−√（μ2・Ａｒｌ2−ｆｘｒｌ2））
Ｍｙｒｒ＝Ｌｒ・（μ・Ａｒｒ−√（μ2・Ａｒｒ2−ｆｘｒｒ2））
ただし、Ａｆｌ：ｆｚｆｌ＋Ｈ・ｆｘｆｌ／（２・Ｌ）
Ａｆｒ：ｆｚｆｒ＋Ｈ・ｆｘｆｒ／（２・Ｌ）
Ａｒｌ：ｆｚｒｌ＋Ｈ・ｆｘｒｌ／（２・Ｌ）
Ａｒｒ：ｆｚｒｒ＋Ｈ・ｆｘｒｒ／（２・Ｌ）
また、制動力によって前後荷重移動が起こり、摩擦円の半径が変化することによるヨーモーメント変化量Mｚｆｌ、Mｚｆｒ、Mｚｒｌ、Mｚｒｒは、例えば、次式により演算される。
【０３０４】
Ｍｚｆｌ＝Ｌｆ・μ・Ｈ・ｆｘｆｌ／（２・Ｌ）
Ｍｚｆｒ＝Ｌｆ・μ・Ｈ・ｆｘｆｒ／（２・Ｌ）
Ｍｚｒｌ＝Ｌｒ・μ・Ｈ・ｆｘｒｌ／（２・Ｌ）
Ｍｚｒｒ＝Ｌｒ・μ・Ｈ・ｆｘｒｒ／（２・Ｌ）
そして、合計値としてのヨーモーメント変化量Mｆｌ、Mｆｒ、Mｒｌ、Mｒｒは、次式で表される。
【０３０５】Ｍｆｌ＝Ｍｘｆｌ＋Ｍｙｆｌ＋ＭｚｆｌＭｆｒ＝Ｍｘｆｒ＋Ｍｙｆｒ＋ＭｚｆｒＭｒｌ＝Ｍｘｒｌ＋Ｍｙｒｌ＋ＭｚｒｌＭｒｒ＝Ｍｘｒｒ＋Ｍｙｒｒ＋Ｍｚｒｒ続いて、図２５のＳ５４において、その演算されたヨーモーメント変化量と、前記目標ヨーモーメントＭｄとの大小関係に基づき、必要に応じて暫定目標個別前後力ｆｘ０が補正されることにより、最終目標個別前後力ｆｘが各車輪１０ごとに演算される。
【０３０６】本実施形態においては、目標ヨーモーメントＭｄの絶対値が設定値（例えば、３００Ｎｍ）を超えない場合には、その目標ヨーモーメントＭｄが基本的に各車輪１０の回転角度制御（例えば、トー角、キャンバ角等の車輪転舵パラメータを制御する）によって実現され、設定値を超えている場合には、超えない分は各車輪１０の回転角度制御、超えた分は各車輪１０の前後力制御（ブレーキ５６による制動力、エンジンブレーキによる制動力、パワートレインによる駆動力を制御する）によってそれぞれ実現される。
【０３０７】したがって、Ｓ５４においては、正確には、暫定目標個別前後力ｆｘ０の補正が、前記演算されたヨーモーメント変化量と、前記目標ヨーモーメントＭｄのうち各車輪１０の前後力制御によって実現されるべき部分との大小関係に基づいて行われることになる。ただし、疑義を生じさせないと思われる範囲内で、説明の便宜上、目標ヨーモーメントＭｄのうち各車輪１０の前後力の左右差によって発生させるべき部分を単に目標ヨーモーメントＭｄという。ただし、目標ヨーモーメントＭｄは、車両の旋回を助長する向きが正となるように定義される。
【０３０８】Ｓ５４においては、具体的には、演算されたヨーモーメント変化量が目標ヨーモーメントＭｄと一致する場合には、各車輪１０の暫定目標個別前後力ｆｘ０がそのまま最終目標個別前後力ｆｘとされる。
【０３０９】これに対し、演算されたヨーモーメント変化量が目標ヨーモーメントＭｄに足りない場合には、左右後輪のうちの旋回内輪について制動力をΔｆｘ増加させる一方、左右前輪のうちの旋回外輪について制動力をΔｆｘ減少させることによって目標ヨーモーメントＭｄを達成しようとされる。そして、そのためのΔｆｘが演算される。
【０３１０】この場合、暫定目標個別前後力ｆｘ０（正で駆動力、負で制動力を表す）が、左右後輪のうちの旋回内輪についてはΔｆｘ減少させられ、左右前輪のうちの旋回外輪についてΔｆｘ増加させられることにより、最終目標個別前後力ｆｘが演算される。それら以外の車輪については、暫定目標個別前後力ｆｘ０がそのまま最終目標個別前後力ｆｘとされる。
【０３１１】また、演算されたヨーモーメント変化量が目標ヨーモーメントＭｄを超える場合には、左右前輪のうちの旋回外輪について制動力をΔｆｘ増加させる一方、左右後輪のうちの旋回内輪について制動力をΔｆｘ減少させることによって目標ヨーモーメントＭｄを達成しようとされる。そして、そのためのΔｆｘが演算される。
【０３１２】この場合、暫定目標個別前後力ｆｘ０が、左右前輪のうちの旋回外輪についてはΔｆｘ減少させられ、左右後輪のうちの旋回内輪についてΔｆｘ増加させられることにより、最終目標個別前後力ｆｘが演算される。それら以外の車輪については、暫定目標個別前後力ｆｘ０がそのまま最終目標個別前後力ｆｘとされる。
【０３１３】以上の説明から明らかなように、本実施形態によれば、目標個別前後力の合計値すなわち目標全体前後力を維持しつつ、目標ヨーモーメントＭｄを達成することが可能となる。
【０３１４】図２４に示す目標ステアリング制御量演算部３７２においては、目標前輪スリップ角αｆｄと目標後輪スリップ角αｒｄとが目標ステアリング制御量（前記横力関連分配量）として演算される。
【０３１５】ここに、目標前輪スリップ角αｆｄも目標後輪スリップ角αｒｄも、前輪または後輪の現在スリップ角からの変化量を意味する相対値を意味している。
【０３１６】この目標ステアリング制御量演算部３７２においては、そのステアリング制御によって車両に発生させられるヨーモーメントが目標ヨーモーメントＭｄの前記設定値を超えないように、目標前輪スリップ角αｆｄと目標後輪スリップ角αｒｄとが、例えば、実ヨーレートｙｒと目標ヨーレートｙｒｄとの差に基づいて演算される。
【０３１７】本実施形態においては、目標前輪スリップ角αｆｄが次式を用いて演算される。
【０３１８】αｆｄ＝ｋｆ・（ｙｒ−ｙｒｄ）
ただし、「ｋｆ」は正の定数である。
【０３１９】また、本実施形態においては、目標後輪スリップ角αｒｄが次式を用いて演算される。
【０３２０】αｒｄ＝ｋｒ・（ｙｒ−ｙｒｄ）
ただし、「ｋｒ」は負の定数である。
【０３２１】図２４に示す目標サスペンション制御量演算部３７４においては、各前輪と各後輪とのそれぞれにつき、目標ばね定数と、目標アブソーバ減衰係数と、目標ロール剛性とが目標サスペンション制御量（前記上下力関連分配量）として演算される。
【０３２２】各前輪の目標ばね定数は、例えば、次式を用いて演算される。
【０３２３】Ｋｆｂ０＋Ｋｆｂ１・√（ｇｘｄ2＋ｇｙｄ2）−Ｋｆｂ２・ＤＦただし、Ｋｆｂ０、Ｋｆｂ１、Ｋｆｂ２：定数ＤＦ：ドリフトパラメータ（車両のヨー運動が異常である強さが強いほど絶対値が増加するとともに、その異常の種類がドリフトアウトである場合には正の値、スピンである場合には負の値を持つパラメータ）
このドリフトステイトパラメータＤＦは、例えば、実ヨーレートｙｒの目標ヨーレートｙｒｄからの偏差と実ヨーレートｙｒの符号との積として演算することが可能である。
【０３２４】各前輪の目標アブソーバ減衰係数は、例えば、次式を用いて演算される。
【０３２５】Ｋｆｃ０＋Ｋｆｃ１・√（ｇｘｄ2＋ｇｙｄ2）−Ｋｆｃ２・ＤＦただし、Ｋｆｃ０、Ｋｆｃ１、Ｋｆｃ２：定数各前輪の目標ロール剛性値ｆｒｏｌｌは、例えば、次式を用いて演算される。
【０３２６】Ｋｆｒ０＋Ｋｆｒ１・√（ｇｘｄ2＋ｇｙｄ2）−Ｋｆｒ２・ＤＦただし、Ｋｆｒ０、Ｋｆｒ１、Ｋｆｒ２：定数演算された目標ロール剛性値ｆｒｏｌｌは、前述のように、目標タイヤ前後力演算部３７０に供給され、各車輪１０の上下力ｆｚを演算するのに使用される。
【０３２７】各後輪の目標ばね定数は、例えば、次式を用いて演算される。
【０３２８】Ｋｒｂ０＋Ｋｒｂ１・√（ｇｘｄ2＋ｇｙｄ2）−Ｋｒｂ２・ＤＦただし、Ｋｒｂ０、Ｋｒｂ１、Ｋｒｂ２：定数各後輪の目標アブソーバ減衰係数は、例えば、次式を用いて演算される。
【０３２９】Ｋｒｃ０＋Ｋｒｃ１・√（ｇｘｄ2＋ｇｙｄ2）−Ｋｒｃ２・ＤＦただし、Ｋｒｃ０、Ｋｒｃ１、Ｋｒｃ２：定数各後輪の目標ロール剛性値ｒｒｏｌｌは、例えば、次式を用いて演算される。
【０３３０】Ｋｒｒ０＋Ｋｒｒ１・√（ｇｘｄ2＋ｇｙｄ2）−Ｋｒｒ２・ＤＦただし、Ｋｒｒ０、Ｋｒｒ１、Ｋｒｒ２：定数以上、上位分配部３４０の機能を説明したが、図２６には、図３における上位分配部用モジュールの内容がフローチャートで概念的に表されている。
【０３３１】この上位分配部用モジュールにおいては、まず、Ｓ７１において、前述の目標タイヤ前後力が演算される。このＳ７１は、目標タイヤ前後力演算部３７０を構成している。
【０３３２】次に、Ｓ７２において、前述の目標ステアリング制御量が演算される。このＳ７２は、目標ステアリング制御量演算部３７２を構成している。続いて、Ｓ７３において、前述の目標サスペンション制御量が演算される。このＳ７３は、目標サスペンション制御量演算部３７４を構成している。
【０３３３】以上で、この上位分配部用モジュールの一回の実行が終了する。
（２）下位分配部３４２この下位分配部３４２は、上位分配部３４０において決定された各車輪１０の最終目標個別前後力ｆｘが実現されるように、それに対応する制御量をエンジン１４、トランスミッション２４およびブレーキ５６に分配する部分である。
【０３３４】この下位分配部３４２は、図２４に示すように、目標トランスミッション出力トルク演算部３８０と、目標ブレーキトルク演算部３８２と、路面μ推定部３８４とを備えている。
【０３３５】ａ．目標トランスミッション出力トルク演算部３８０本実施形態においては、左右前輪は転動輪、左右後輪は駆動輪とされている。したがって、最終個別前後力（以下、単に「目標前後力」という）ｆｘが車両加速力である場合には、左右後輪についてのみ、下位のパワートレイン制御部４００に対して指令すべき目標トランスミッション出力トルクが決定される。
【０３３６】しかも、目標トランスミッション出力トルクは、トランスミッション２４の出力トルクがデファレンシャル２８により左右後輪に均等に分配されることと、トランスミッション２４の出力トルクを制御可能な範囲に限界があることとを考慮して決定される。
【０３３７】具体的には、まず、出力トルクの制御可能範囲を考慮しない暫定的な目標トランスミッション出力トルクｔｔｄ０が、次式により演算される。
【０３３８】
ｔｔｄ０＝ｍａｘ（ｆｘｒｌ、ｆｘｒｒ）・２・ｒ／γただし、ｍａｘ（ｆｘｒｌ、ｆｘｒｒ）：左後輪の目標前後力ｆｘｒｌと右後輪の目標前後力ｆｘｒｒとのうち大きい方ｒ：各車輪１０のタイヤ半径γ：デファレンシャル２８のギヤ比次に、出力トルクの制御可能範囲を考慮した最終的な目標トランスミッション出力トルクｔｔｄが、その制御可能範囲の上限値ＬＭＴｕｐを超える場合にはその上限値、下限値ＬＭＴｌｏを下回る場合にはその下限値、制御可能範囲内にある場合には暫定的な目標トランスミッション出力トルクｔｔｄ０と一致するように決定される。
【０３３９】なお付言すれば、出力トルクの制御可能範囲の上限値ＬＭＴｕｐおよび下限値ＬＭＴｌｏは、後述のパワートレイン制御部４００（図２４参照）から供給される。
【０３４０】ｂ．目標ブレーキトルク演算部３８２この目標ブレーキトルク演算部３８２においては、左右前輪については、目標前後力ｆｘｆｌ、ｆｘｆｒが車両減速力である場合に、その目標前後力がそのまま、下位のブレーキ制御部４０２（図２４参照）に対して指令される。
【０３４１】具体的には、左前輪と右前輪とのそれぞれの目標ブレーキトルクｂｔｆｌ、ｂｔｆｒが、次式により演算される。
【０３４２】ｔｂｆｌ＝ｆｘｆｌ・ｒｔｂｆｒ＝ｆｘｆｒ・ｒただし、ｒ：各車輪１０のタイヤ半径これに対し、左右後輪については、トランスミッション２４の出力トルクｔｔが併存する場合があることを考慮して、下位のブレーキ制御部４０２に対して指令すべき目標ブレーキトルクが決定される。
【０３４３】具体的には、左後輪と右後輪とのそれぞれの目標ブレーキトルクｂｔｒｌ、ｂｔｒｒが、次式により演算される。
【０３４４】
ｔｂｒｌ＝ｆｘｆｌ・ｒ＋ｔｔｅ／γ／２ｔｂｒｒ＝ｆｘｒｒ・ｒ＋ｔｔｅ／γ／２ただし、「ｔｔｅ」は、トランスミッション２４の出力トルクの推定値を表す。
【０３４５】なお付言すれば、その推定出力トルクｔｔｅも、パワートレイン制御部４００から供給される。
【０３４６】ｃ．路面μ推定部３８４この路面μ推定部３８４は、下位分配部３８２より下位に位置するパワートレイン制御部４００と後述のブレーキ制御部４０２（図２４参照）とから供給される情報に基づき、路面μを高精度で推定する部分である。
【０３４７】この路面μ推定部３８４においては、まず、車速Ｖと各車輪１０の車輪速度との差である車輪スリップ速度の絶対値に基づき、各車輪１０のスリップの有無が逐次判定される。具体的には、各車輪１０ごとに、前回の判定時には車輪スリップ速度が設定値（例えば、３ｋｍ／ｈ）未満であったが、今回の判定時にはその設定値以上であるか否かが判定され、そうであれば、今回は車輪スリップの開始時であると判定される。
【０３４８】今回は車輪スリップの開始時であると判定された場合には、さらに、スリップが開始したと判定された各車輪１０ごとに、推定車輪力を推定上下力で割り算することにより、路面μが推定される。推定車輪力は、推定前後力と推定横力との合力である。推定横力と推定上下力とは前述の式を用いて演算される。
【０３４９】推定前後力は、パワートレイン制御部４００から下位分配部３４２に供給される、トランスミッション２４の推定出力トルクｔｔｅと、ブレーキ制御部４０２から下位分配部３４２に供給される、左前輪、右前輪、左後輪および右後輪のそれぞれの推定ブレーキトルクｂｔｆｌｅ、ｂｔｆｒｅ、ｂｔｒｌｅ、ｂｔｒｒｅとに基づいて演算される。
【０３５０】具体的には、左前輪、右前輪、左後輪および右後輪のそれぞれの推定前後力ｆｘｆｌｅ、ｆｘｆｒｅ、ｆｘｒｌｅ、ｆｘｒｒｅは、次式を用いて演算される。
【０３５１】ｆｘｆｌｅ＝ｂｔｆｌｅ／ｒｆｘｆｒｅ＝ｂｔｆｒｅ／ｒｆｘｒｌｅ＝ｂｔｒｌｅ／ｒ＋ｔｔｅ／γ／２ｆｘｒｒｅ＝ｂｔｒｒｅ／ｒ＋ｔｔｅ／γ／２そして、各車輪１０ごとに、推定前後力の二乗と推定横力の二乗の和の平方根として推定車輪力が演算される。
【０３５２】以上のようにして推定された路面μは精度が高いため、例えば、この下位分配部３４２より上位に位置する要素、例えば、上位分配部３４０に供給し、その高精度の路面μを利用することにより、上位要素が用いる演算モデル（例えば、車両モデル、車輪−操舵系モデル、車輪−サスペンション系モデル）すなわち演算ロジックの修正を支援することが可能である。
【０３５３】以上、下位分配部３４２の機能を説明したが、図２７には、図３における下位分配部用モジュールの内容がフローチャートで概念的に表されている。
【０３５４】この下位分配部用モジュールにおいては、まず、Ｓ１０１において、前述の目標トランスミッション出力トルクが演算される。このＳ１０１は、目標トランスミッション出力トルク演算部３８０を構成している。
【０３５５】次に、Ｓ１０２において、前述の目標ブレーキトルクが演算される。このＳ１０２は、目標ブレーキトルク演算部３８２を構成している。
【０３５６】その後、Ｓ１０３において、前述のようにして各車輪１０ごとに路面μが推定される。このＳ１０３が、路面μ推定部３８４を構成している。
【０３５７】以上で、この下位分配部用モジュールの一回の実行が終了する。
（３）制御部３４４制御部３４４は、図２３に示すように、次の部分を含むように構成されている。
【０３５８】ａ．パワートレイン制御部４００このパワートレイン制御部４００は、下位分配部３４２から供給されたパワートレイン関連分配量に基づき、エンジン用アクチュエータ７０と、トランスミッション用アクチュエータ７２とをそれぞれ制御する部分である。
【０３５９】このパワートレイン制御部４００の機能が図２８にパワートレイン制御モジュール（図３参照）としてフローチャートで表されている。
【０３６０】このパワートレイン制御モジュールにおいては、まず、Ｓ１３１において、目標トランスミッションギヤ段が決定される。
【０３６１】具体的には、路面μが設定値（例えば、０．６）より高い場合には、車速Ｖとアクセル操作ストロークとに基づき、一般的な変速規則に従って、トランスミッション２４における目標ギヤ段が決定される。これに対し、路面μが設定値以下である場合には、一般的な変速規則に従って決定された目標ギヤ段より１段高いギヤ段が目標ギヤ段として決定される。
【０３６２】このＳ１３１においては、さらに、その決定された目標ギヤ段を実現するためにトランスミッション２８においてシフトダウンが必要である場合には、目標トランスミッション出力トルクの許容範囲内での下方修正（例えば、１０パーセント以内の低下）によってそのシフトダウンを回避できるか否かが判定される。頻繁なシフトダウンを回避し、車両の快適性を向上させるためである。
【０３６３】このように、このパワートレイン制御部４００には、それより上位の下位分配部３４２からの指令値を許容範囲内で修正できる権限が与えられているのである。
【０３６４】次に、Ｓ１３２において、目標エンジントルクが演算される。具体的には、前述の目標トランスミッション出力トルクをトランスミッション２８のギヤ比で割り算し、さらに、その割り算した値を、トルクコンバータ２２の推定トルク比で割り算することにより演算される。
【０３６５】推定トルク比は、トルクコンバータ２２のアウトプットシャフトの回転数をエンジン１４の回転数で割り算した値である速度比に基づいて推定される。それら速度比と推定トルク比との関係の一例が図２９に表形式で表されている。
【０３６６】その後、Ｓ１３３において、演算された目標トランスミッションギヤ段と目標エンジントルクとを実現するための各指令値がそれぞれ、トランスミッション用アクチュエータ７２とエンジン用アクチュエータ７０とに出力される。
【０３６７】以上で、このパワートレイン制御モジュールの一回の実行が終了する。
【０３６８】なお付言すれば、このパワートレイン制御部４００は、前述のように、図２４に示すように、目標トランスミッション出力トルク演算部３８０には前述の制御可能範囲の上限値ＬＭＴｕｐおよび下限値ＬＭＴｌｏ、目標ブレーキトルク演算部３８２には推定出力トルクｔｔｅ、路面μ推定部３８４にも推定出力トルクｔｔｅをそれぞれ供給するように設計されている。
【０３６９】ｂ．ブレーキ制御部４０２このブレーキ制御部４０２は、図３に示すブレーキ制御モジュールを前記コンピュータ９０に実行させることにより、前記目標ブレーキトルクｂｔｆｌ、ｂｔｆｒ、ｂｔｒｌ、ｂｔｒｒを実現するための指令値を各車輪１０に関連付けてブレーキ用アクチュエータ８０に出力する。
【０３７０】ブレーキ５６の形式が、各車輪１０と共に回転する回転体に摩擦材を圧力により押圧する形式である場合には、各車輪１０の目標ブレーキ圧ｂｐｆｌ、ｂｐｆｒ、ｂｐｒｌ、ｂｐｒｒは、例えば、次式により演算することが可能である。
【０３７１】ｂｐｆｌ＝ｂｔｆｌ・ｋｂｆｂｐｆｒ＝ｂｔｆｒ・ｋｂｆｂｐｒｌ＝ｂｔｒｌ・ｋｂｆｂｐｒｒ＝ｂｔｒｒ・ｋｂｆただし、ｋｂｆ：左右前輪用のブレーキ５６に設定されたブレーキ換算係数（既知）
ｋｂｒ：左右後輪用のブレーキ５６に設定されたブレーキ換算係数(既知)ｃ．ステアリング制御部４０４このステアリング制御部４０４は、上位分配部３４０から供給されたステアリング関連分配量に基づき、操舵反力付与装置用アクチュエータ７４と、フロントステアリング装置用アクチュエータ７６と、リヤステアリング装置用アクチュエータ７８とをそれぞれ制御する部分である。
【０３７２】このステアリング制御部４０４の機能が図３０にステアリング制御モジュール（図３参照）としてフローチャートで表されている。
【０３７３】このステアリング制御モジュールにおいては、まず、Ｓ１５１において、上位分配部３４０から供給された目標前輪スリップ角αｆｄおよび目標後輪スリップ角αｒｄに基づき、目標前輪舵角δｆｄおよび目標後輪舵角δｒｄがそれぞれ演算される。
【０３７４】本実施形態においては、それら目標前輪舵角δｆｄおよび目標後輪舵角δｒｄがそれぞれ次式により演算される。
【０３７５】δｆｄ＝β＋Ｌｆ・ｙｒ／Ｖ−αｆｄδｒｄ＝β−Ｌｒ・ｙｒ／Ｖ−αｒｄ次に、Ｓ１５２において、路面μが高精度で推定される。本実施形態においては、車輪の動的挙動を記述し得る車両−操舵系モデルのもとに、各車輪１０のセルフアライニングトルクに基づき、左右前輪に関して、路面μが推定される。
【０３７６】具体的には、特開平６−２２１９６８号公報に記載されているように、各車輪１０のコーナリングフォースに対するセルフアライニングトルクの増加勾配は路面μに応じて異なるという現象を利用することにより、それらコーナリングフォースおよびセルフアライニングトルク相互の関係に基づき、路面μが推定される。
【０３７７】ここに、コーナリングフォースは、例えば、前記公報に記載されているように、横加速度ｇｙとヨー角加速度ｄｙｒとに基づいて推定することが可能である。また、セルフアライニングトルクは、例えば、前記公報に記載されているように、フロントステアリング装置５０において左右前輪間に作用する軸力を検出することにより、推定することが可能である。
【０３７８】すなわち、このＳ１５２は、図２４に示す路面μ推定部４２０を構成しているのである。
【０３７９】続いて、Ｓ１５３において、操舵反力付与装置４８によってステアリングホイール４４に発生させるべき目標操舵トルクが決定される。この目標操舵トルクは、例えば、操舵角θ、前輪舵角δｆ、それの変化速度、路面μ等の車両状態量に基づき、予め定められた規則に従って決定される。
【０３８０】その後、Ｓ１５４において、決定された目標前輪舵角δｆｄ、目標後輪舵角δｒｄおよび目標操舵トルクをそれぞれ実現するための各指令値が、フロントステアリング装置５０、リヤステアリング装置５２および操舵反力付与装置４８にそれぞれ出力される。
【０３８１】以上で、このステアリング制御モジュールの一回の実行が終了する。
【０３８２】ｄ．サスペンション制御部４０６サスペンション制御部４０６は、図３に示すサスペンション制御モジュールを前記コンピュータ９０に実行させることにより、上位分配部３４０から供給された各種制御量を実現するための指令値を各車輪１０に関連付けてサスペンション用アクチュエータ８２に出力する。
【０３８３】このサスペンション制御部４０６は、上位分配部３４０からの指令がない状態においては、自律的にサスペンション６２を制御するための指令値をサスペンション用アクチュエータ８２に出力する。
【０３８４】ここで、複数のアクチュエータ７０ないし８２のうち、エンジン用アクチュエータ７０と、トランスミッション用アクチュエータ７２と、ブレーキ用アクチュエータ８０とをさらに説明する。
【０３８５】エンジン用アクチュエータ７０は、制御部と駆動部（例えば、モータ）とを有している。
【０３８６】その制御部においては、パワートレイン制御部４００から供給された目標エンジントルクを実現するための制御目標値、すなわち、エンジン１４のスロットル開度、燃料噴射量、点火タイミング、バルグタイミング、バルブリフト量等が、予め定められた規則に従って決定される。
【０３８７】その制御部においては、さらに、そのようにして決定された制御目標値に対応する信号が上記駆動部に出力され、その信号に応じた駆動部の駆動により、目標エンジントルクが実現される。
【０３８８】トランスミッション用アクチュエータ７２も、制御部と駆動部（例えば、ソレノイド）とを有している。
【０３８９】その制御部においては、パワートレイン制御部４００から供給された目標ギヤ段を実現するための信号が上記駆動部に出力され、その信号に応じた駆動部の駆動により、目標ギヤ段が実現される。
【０３９０】ブレーキ用アクチュエータ８０も、制御部と駆動部（例えば、ソレノイド、モータ）とを有している。
【０３９１】その制御部においては、ブレーキ制御部４０２から供給された目標ブレーキ圧を実現するための信号が上記駆動部に出力され、その信号に応じた駆動部の駆動により、目標ブレーキ圧が実現される。
【０３９２】なお付言すれば、本実施形態においては、上位指令部２１０から下位指令部２１２に供給される目標前後加速度ｇｘ６が、幅を有しない値とされているが、幅を有する値とすることが可能である。
【０３９３】この場合、下位指令部２１２は、例えば、幅を有する目標前後加速度ｇｘ６の範囲内で複数の離散値を設定し、それら離散値のそれぞれについて、前述の手法に従って最終的な目標前後加速度ｇｘｄを演算し、そのようにして演算された複数の目標前後加速度ｇｘｄの中から１つを選択することができる。
【０３９４】その選択の条件としては、例えば、それら複数の目標前後加速度ｇｘｄのうち、もとの目標前後加速度ｇｘ６の幅の範囲内にあるという条件を設定したり、アクチュエータによるエネルギー消費量が最小であるという条件を設定することが可能である。
【０３９５】さらに、このように目標前後加速度ｇｘ６に幅を持たせる場合、その幅を運転者の好み等に応じて変化させることが可能である。
【０３９６】さらにまた、このように目標前後加速度ｇｘ６に幅を持たせる場合、その目標前後加速度ｇｘ６が正の値であり、車両を加速させることが必要であるときには、幅を持たせるが、負の値であり、車両を減速させることが必要であるときには、幅を持たせないようにすることが可能である。
【０３９７】このようにすれば、車両を減速させることが必要であるときに、目標前後加速度ｇｘ６の大きさが可及的に忠実に下位指令部２１２および実行部２１４により実現される傾向が強くなり、その結果、車両の安全性が向上させることが容易となる。
【０３９８】さらに付言すれば、本実施形態においては、前記運動制御装置のソフトウエア構成が体系的に階層化されるとともに、各�