車両制御装置
【課題】各種の制御システムを兼ね備えて総合的な運動制御を行うとき、制御システム同士において干渉が生じることがないようにした車両制御装置を提供する。
【解決手段】車両の運動を制御する複数の制御システムを備え、そのそれぞれが、車両の走行速度などの車両の運動状態を検出する車輪速センサ７０などの複数個のセンサと、車両のブレーキの作動などを行うアクチュエータと、センサの出力を制御量として入力してアクチュエータの操作量を決定し、決定した操作量に基づいてアクチュエータを駆動して車両の運動を制御する制御装置（ＥＣＵ３０）からなる車両制御装置において、複数個のセンサの出力を変数として入力し、制御システムのアクチュエータのそれぞれの操作量を出力する少なくとも１つのニューラルネットワーク９０を備える如く構成した。
【解決手段】車両の運動を制御する複数の制御システムを備え、そのそれぞれが、車両の走行速度などの車両の運動状態を検出する車輪速センサ７０などの複数個のセンサと、車両のブレーキの作動などを行うアクチュエータと、センサの出力を制御量として入力してアクチュエータの操作量を決定し、決定した操作量に基づいてアクチュエータを駆動して車両の運動を制御する制御装置（ＥＣＵ３０）からなる車両制御装置において、複数個のセンサの出力を変数として入力し、制御システムのアクチュエータのそれぞれの操作量を出力する少なくとも１つのニューラルネットワーク９０を備える如く構成した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は車両制御装置に関し、具体的には各種の車両挙動安定化制御を平行して実行する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近時、車両の挙動安定化を意図して各種の運動制御が提案されている。例えば、特許文献１記載の技術においては、車両の走行速度と、車両の重心位置に鉛直軸回りに作用するヨーレートと、車両の進行方向に直交する横方向に作用する横加速度とをそれぞれ検出する３個のセンサを備えると共に、ブレーキを作動させる油圧アクチュエータを備えたＡＢＳ制御システムを搭載した車両において、非ブレーキ操作時に過剰スリップを生じる恐れがあるとき、前輪のブレーキを作動させるトラクション制御を実行する一方、旋回走行状態でオーバステアあるいはアンダステアが生じたとき、旋回外輪側あるいは内輪側の前輪のブレーキを作動させることで、方向安定性の向上を図る車両挙動安定化制御、いわゆるＶＳＡ制御（Vehicle Stability Assist制御）を実行している。
【０００３】
また、特許文献２記載の技術にあっては、ステアリングホイールと操向車輪の間の機械的な連結が断たれ、その代わりに操作反力を与える電動モータで連結された操舵装置、いわゆるステア・バイ・ワイヤにおいて、同種のセンサ群に加えてステアリングホイールに入力される操作角などを検出するセンサを備え、操作角と車速に対する目標横加速度と目標ヨーレートとを設定すると共に、求めた目標横加速度と目標ヨーレートと検出値との偏差をそれぞれ求め、求めた偏差がそれぞれ減少するように操舵軸を駆動する操舵用アクチュエータ（電動モータ）を駆動することで、車両挙動の安定化を図っている。この明細書で、この制御をＡＦＳ（Active Front Steering制御）という。
【０００４】
また、特許文献３記載の技術にあっては、同種のセンサ群に加えて舵角センサとブレーキ踏力センサを備えると共に、前輪を内燃機関、後輪を電動モータで駆動するハイブリッド型の４ＷＤ車両において、検出された車速と舵角とヨーレートとから電動モータに接続された左右の後輪への駆動力の配分を制御することで、車両旋回中の横滑りなどを防止する車両挙動の安定化を図っている。
【０００５】
また、特許文献４記載の技術にあっては、ヨーレートフィードバック制御などによる四輪操舵制御とスロットル制御などによるトラクション制御（駆動力制御）からなる異種の車両挙動制御を協調して行うようにしている。
【特許文献１】特開平１１−０５９３６８号公報
【特許文献２】特開２０００−０４３７４７号公報
【特許文献３】特開２００３−０６３２６５号公報
【特許文献４】特開２００３−１７５７４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１から３に記載するような各種の制御システムを兼ね備えて特許文献４に記載されるような協調あるいは総合的な運動制御を行うとき、それら制御システム同士において干渉が生じる恐れがあった。
【０００７】
従って、この発明の目的は上記した課題を解決し、各種の制御システムを兼ね備えて総合的な運動制御を行うとき、制御システム同士において干渉が生じることがないようにした車両制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を解決するために、請求項１にあっては、車両の運動を制御する複数の制御システムを備え、前記複数の制御システムのそれぞれが、前記車両の走行速度と、前記車両の重心位置に鉛直軸回りに作用するヨーレートと、前記車両の進行方向に直交する横方向から前記車両に作用する横加速度とを少なくとも含む、前記車両の運動状態を検出する複数個のセンサ、前記車両のブレーキの作動と、前記車両の前輪の操舵と、前記車両の前後輪の駆動力の配分の中の少なくともいずれかを行うアクチュエータ、および前記複数個のセンサの出力を制御量として入力して前記アクチュエータの操作量を決定し、決定した操作量に基づいて前記アクチュエータを駆動して前記車両の運動を制御する制御装置からなる車両制御装置において、前記複数個のセンサの出力を変数として入力し、前記複数の制御システムのアクチュエータのそれぞれの操作量を出力する少なくとも１つのニューラルネットワークを備える如く構成した。
【０００９】
請求項２にあっては、車両の運動を制御する複数の制御システムを備え、前記複数の制御システムのそれぞれが、前記車両の走行速度と、前記車両の重心位置に鉛直軸回りに作用するヨーレートと、前記車両の進行方向に直交する横方向から前記車両に作用する横加速度とを少なくとも含む、前記車両の運動状態を検出する複数個のセンサ、前記車両のブレーキの作動と、前記車両の前輪の操舵と、前記車両の前後輪の駆動力の配分の中の少なくともいずれかを行うアクチュエータ、および前記複数個のセンサの出力を制御量として入力して前記アクチュエータの操作量を決定し、決定した操作量に基づいて前記アクチュエータを駆動して前記車両の運動を制御する制御装置からなる車両制御装置において、前記複数個のセンサの出力と、前記複数の制御システムによってそれぞれ決定された前記アクチュエータのそれぞれの操作量を変数として入力し、前記操作量をそれぞれ補正する補正係数を出力する少なくとも１つのニューラルネットワーク、および前記操作量を対応する前記補正係数で補正して前記アクチュエータの最終操作量をそれぞれ決定して出力する補正部を備える如く構成した。
【００１０】
請求項３にあっては、車両の運動を制御する複数の制御システムを備え、前記複数の制御システムのそれぞれが、前記車両の走行速度と、前記車両の重心位置に鉛直軸回りに作用するヨーレートと、前記車両の進行方向に直交する横方向から前記車両に作用する横加速度とを少なくとも含む、前記車両の運動状態を検出する複数個のセンサ、前記車両のブレーキの作動と、前記車両の前輪の操舵と、前記車両の前後輪の駆動力の配分の中の少なくともいずれかを行うアクチュエータ、および前記複数個のセンサの出力を制御量として入力して前記アクチュエータの操作量を決定し、決定した操作量に基づいて前記アクチュエータを駆動して前記車両の運動を制御する制御装置からなる車両制御装置において、前記複数個のセンサの出力と、前記複数の制御システムによってそれぞれ決定された前記アクチュエータのそれぞれの操作量を変数として入力し、前記操作量をそれぞれ補正する補正係数を出力する複数のニューラルネットワーク、および前記操作量を対応する前記補正係数で補正して前記アクチュエータの最終操作量をそれぞれ決定して出力する補正部を備える如く構成した。
【００１１】
請求項４に係る車両制御装置にあっては、さらに、前記複数の制御システムの少なくともいずれかについて、その制御応答性および運転自由度の少なくともいずれかの変更指示を入力する変更指示入力手段を備える如く構成した。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１にあっては、センサ出力を変数として入力して複数種の制御システムのアクチュエータの操作量を出力するニューラルネットワークを備えるようにしたので、制御干渉を防止できることに加え、従来技術において制御装置が個々の制御システムとして機能する場合に予めそれぞれのアクチュエータへの操作量を実験により求めてそれぞれプログラム化しておく必要があったのに対し、各アクチュエータに対する操作量を統合的に決定することができるので、プログラムを一極集中させることができる。
【００１３】
また、ニューラルネットワークを介して各アクチュエータの操作量を決定することで、複数種の制御システムの協調制御を簡便に行うことができる。
【００１４】
また、ニューラルネットワークにおいて、結合重みやしきい値を適宜設定することで、タイヤの摩擦円を有効に利用することができる。即ち、従来技術において制御装置が独立の制御システムとして機能して前記した種々のアクチュエータの操作量を決定しようとすると、例えば車両の横滑りを防止すべく、複数の制御システム、具体的にはＶＳＡ制御システムにおいてブレーキ油圧機構が前輪の外輪側のブレーキを作動させているとき、ＡＦＳ制御システムにおいて電動モータの作動量を増加させた場合など、前、後輪に作用する横力が摩擦円の範囲を超える場合も生じ得るが、ニューラルネットワークを介して各アクチュエータの操作量を決定することで、そのような不都合を回避することができる。
【００１５】
また、ニューラルネットワークが学習機能を備えるとき、アクチュエータのいずれかが故障したときも、従来技術においてはアクチュエータごとに予めその対応を設定しておく必要があったのに対し、学習によって自動的に補完することができる。また、アクチュエータが追加されたときも、簡単に対応することができる。
【００１６】
請求項２にあっては、複数個のセンサの出力と、複数の制御システムによってそれぞれ決定されたアクチュエータのそれぞれの操作量を変数として入力し、操作量をそれぞれ補正する補正係数を出力する少なくとも１つのニューラルネットワーク、および操作量を対応する補正係数で補正してアクチュエータの最終操作量をそれぞれ決定して出力する補正部を備える如く構成したので、同様に、制御干渉を防止できることに加え、従来技術において制御装置が個々の制御システムとして機能する場合に予めそれぞれのアクチュエータへの操作量を実験により求めてそれぞれプログラム化しておく必要があったのに対し、各アクチュエータに対する操作量を統合的に決定することができるので、プログラムを一極集中させることができる。
【００１７】
また、ニューラルネットワークを介して各アクチュエータの操作量を決定することで、複数種の制御システムを有効に使用することができる。
【００１８】
また、ニューラルネットワークにおいて、結合重みやしきい値を適宜設定することで、タイヤの摩擦円を有効に利用することができる。即ち、従来技術において制御装置が独立の制御システムとして機能して前記した種々のアクチュエータの操作量を決定しようとすると、例えば車両の横滑りを防止すべく、ＶＳＡ制御システムにおいてブレーキ油圧機構が前輪の外輪側のブレーキを作動させているとき、ＡＦＳ制御システムにおいて電動モータの作動量を増加させた場合など、前、後輪に作用する横力が摩擦円の範囲を超える場合も生じ得るが、ニューラルネットワークを介して各アクチュエータの操作量を決定することで、そのような不都合を回避することができる。
【００１９】
また、ニューラルネットワークが学習機能を備えるとき、アクチュエータのいずれかが故障したときも、従来技術においてはアクチュエータごとに予めその対応を設定しておく必要があったのに対し、学習によって自動的に補完することができる。また、アクチュエータが追加されたときも、簡単に対応することができる。
【００２０】
請求項３にあっては、複数個のセンサの出力と、複数の制御システムによってそれぞれ決定されたアクチュエータのそれぞれの操作量を変数として入力し、操作量をそれぞれ補正する補正係数を出力する複数のニューラルネットワーク、および操作量を対応する補正係数で補正してアクチュエータの最終操作量をそれぞれ決定して出力する補正部を備える如く構成したので、同様に、制御干渉を防止できることに加え、従来技術において制御装置が個々の制御システムとして機能する場合に予めそれぞれのアクチュエータへの操作量を実験により求めてそれぞれプログラム化しておく必要があったのに対し、各アクチュエータに対する操作量を統合的に決定することができるので、プログラムを一極集中させることができる。
【００２１】
また、ニューラルネットワークを介して各アクチュエータの操作量を決定することで、複数種の制御システムの協調制御を簡便に行うことができると共に、各制御システムの開発を単独に推進することができ、さらに各制御システムのニューラルネットワーク間を結合するだけで協調制御を行うことができる。
【００２２】
また、ニューラルネットワークにおいて、結合重みやしきい値を適宜設定することで、タイヤの摩擦円を有効に利用することができる。即ち、従来技術において制御装置が独立の制御システムとして機能して前記した種々のアクチュエータの操作量を決定しようとすると、例えば車両の横滑りを防止すべく、ＶＳＡ制御システムにおいてブレーキ油圧機構が前輪の外輪側のブレーキを作動させているとき、ＡＦＳ制御システムにおいて電動モータの作動量を増加させた場合など、前、後輪に作用する横力が摩擦円の範囲を超える場合も生じ得るが、ニューラルネットワークを介して各アクチュエータの操作量を決定することで、そのような不都合を回避することができる。
【００２３】
また、ニューラルネットワークが学習機能を備えるとき、アクチュエータのいずれかが故障したときも、従来技術においてはアクチュエータごとに予めその対応を設定しておく必要があったのに対し、学習によって自動的に補完することができる。また、アクチュエータが追加されたときも、簡単に対応することができる。
【００２４】
請求項４に係る車両制御装置にあっては、さらに、複数の制御システムの少なくともいずれかについて、その制御応答性および運転自由度の少なくともいずれかの変更指示を入力する変更指示入力手段を備える如く構成したので、上記した効果に加え、運転者が変更指示を入力する場合、制御応答性などを運転者の好みに応じて変更できると共に、開発者が入力するとき、セッティングが容易となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、添付図面に即してこの発明に係る車両制御装置を実施するための最良の形態について説明する。
【実施例１】
【００２６】
図１は、この発明の第１実施例に係る車両制御装置を全体的に示す概略図である。
【００２７】
図１において、符号１０は車両を示し、その前部には４気筒の内燃機関（以下「エンジン」という）１２が搭載される。エンジン１２は自動変速機１４に接続され、そこでエンジン出力は適宜変速される。自動変速機１４の出力はフロントディファレンシャル１４ａから取り出され、フロントアクスル１６を介して左右の前輪２０に伝えられ、左右の前輪２０を回転させる。
【００２８】
また自動変速機１４の出力はプロペラシャフト２２を介し、より具体的には、ベベルギヤ（図示せず）とユニバーサルジョイント２２ａを介してプロペラシャフト２２に伝えられ、さらにリアディファレンシャル２４へと伝えられる。リアディファレンシャル２４は左右の電磁クラッチ２４ａ，２４ｂ（アクチュエータ）を備え、左の電磁クラッチ２４ａを介して左側のリアアクスルハーフ２６ａに接続されると共に、右の電磁クラッチ２４ｂを介して右のリアアクスルハーフ２６ｂに接続される。
【００２９】
左右の電磁クラッチ２４ａ，２４ｂはマイクロコンピュータからなるＥＣＵ（Electronic Control Unit。電子制御ユニット）３０に駆動回路（図示せず）を介して接続され、ＥＣＵ３０によって励磁されて締結されるとき、プロペラシャフト２２を介して伝えられた自動変速機１４の出力をリアアクスル２６から左右の後輪３２に伝え、左右の後輪３２を回転させる。
【００３０】
リアディファレンシャル２４において、左右の電磁クラッチ２４ａ，２４ｂが締結されないとき、車両１０はエンジン１２で前輪２０のみが駆動される、ＦＦ駆動となる。他方、左右の電磁クラッチ２４ａ，２４ｂが締結されるとき、その締結状態に応じてエンジン１２の駆動力が前輪２０と後輪３２とで配分される４ＷＤ駆動となると共に、左右の電磁クラッチ２４ａ，２４ｂの締結状態に応じて左右の後輪３２の駆動力は相違させられる。
【００３１】
車両１０において、運転席（図示せず）に配置されたステアリングホイール３４は、操舵軸３６との機械的な連結が断たれ、シャフト４０を介して第１の電動モータ４２に連結される。第１の電動モータ４２はＥＣＵ３０に駆動回路（図示せず）を介して接続され、駆動されるとき、運転者に適宜な操作反力を与える。このようにこの実施例において操舵系はいわゆるステア・バイ・ワイヤとして構成される。前述した通り、このステア・バイ・ワイヤからなる操舵系を「ＡＦＳ」（Active Front Steering）と略称する。
【００３２】
操舵軸３６は、タイロッド４４およびナックルアーム４６を介して前輪２０に接続される。操舵軸３６には第２の電動モータ（アクチュエータ）５０が同軸に配置される。第２の電動モータ５０はＥＣＵ３０に駆動回路（図示せず）を介して接続され、通電されるとき、操舵軸３６を左右に駆動し、後述するように、運転者によって操作されたステアリングホイール３４の回転に応じて、あるいはステアリングホイール３４の回転と独立して前輪２０を操舵（転舵）させる。
【００３３】
第２の電動モータ５０が駆動されないとき、前輪２０はセルフアライニングトルクによって直進操舵位置に復帰させられる。またシャフト４０を介してステアリングホイール３４に接続される第１電動モータ４２は、バネなどからなる中立位置復帰機構５２に接続され、第１の電動モータ４２が駆動されていないとき、ステアリングホイール３４を中立位置（直進操舵位置）に復帰させる。
【００３４】
運転席床面に配置されたブレーキペダル６０は、マスタシリンダ６２およびブレーキ油圧機構（アクチュエータ）６４を介して左右の前、後輪２０，３２のそれぞれに装着されたブレーキ（ディスクブレーキ）６６に接続され、運転者によって操作されたブレーキペダル６０の踏み込み量（踏力）に応じて４個のブレーキ６６を動作させ、車両１０を減速させる（制動する）。
【００３５】
ブレーキ油圧機構６４はリザーバに接続される油路に介挿された電磁ソレノイドバルブ群、油圧ポンプ、その油圧ポンプを駆動する電動モータ（全て図示せず）などを備える。電磁ソレノイドバルブ群はＥＣＵ３０に駆動回路（図示せず）を介して接続され、ブレーキペダル６０の操作とは別に、４個のブレーキ６６を独立に作動させる。
【００３６】
左右の前、後輪２０，３２の付近には車輪速センサ７０がそれぞれ配置され、各車輪の所定回転角度ごとにパルス信号を出力する。車両１０の重心位置の付近にはヨーレートセンサ７２が配置され、車両１０の重心位置に鉛直軸（ヨー軸）回りに作用するヨーレート（ヨー軸回りの回転角速度）に比例する出力を生じると共に、車両１０の適宜位置には横加速度センサ７４が配置され、車両１０の進行方向（長手方向）に直交する横方向から車両１０に作用する横加速度（横Ｇ）に比例する出力を生じる。
【００３７】
また、ステアリングホイール３４の付近には操舵角センサ７６が配置されて運転者によって操作されたステアリングホイール３４の回転量、即ち、操舵角に比例する出力を生じると共に、シャフト４０にはトルクセンサ７８が配置され、シャフト４０に作用するトルクに比例する出力を生じる。さらに、操舵軸３６に配置された第２の電動モータ５０にはロータリエンコーダ８０が配置され、第２の電動モータ５０の回転量を通じて前輪２０の切れ角（操向舵角）に比例する出力を生じる。
【００３８】
また、エンジン１２の適宜位置にはクランク角センサ８２が配置されてクランク角度信号などのパルス信号を出力すると共に、絶対圧センサ８４が配置され、吸気管内絶対圧（エンジン負荷）に応じた信号を出力する。さらに、エンジン１２の適宜位置には外気温センサ８６が配置され、エンジン１２に吸入される外気温ＴＡに応じた信号を出力する。
【００３９】
これらセンサ群の出力は、ＥＣＵ３０に送出される。ＥＣＵ３０は４個の車輪速センサ７０の出力をカウントして車両１０の走行速度を示す車速を検出すると共に、クランク角センサ８２の出力をカウントしてエンジン回転数を検出する。
【００４０】
このように、ブレーキ６６を作動させるブレーキ油圧機構（油圧アクチュエータ）６４を備えた車両１０において、ＥＣＵ３０は、検出された車速、横Ｇ（横方向加速度）、ヨーレートおよび前輪舵角に基づき、非ブレーキ操作時に過剰スリップを生じる恐れがあるとき、前輪２０のブレーキ６６を作動させるトラクション制御を実行する一方、旋回走行状態でオーバステアあるいはアンダステアが生じたとき、旋回外輪側あるいは内輪側の前輪２０のブレーキ６６を作動させ、よって車両１０の方向安定性を向上させる車両挙動安定化制御（ＶＳＡ制御）を実行する制御装置として機能する。また、ブレーキ操作時に車輪のロック傾向を感知し、その車輪のブレーキ圧を緩和するＡＢＳ制御も行う。
【００４１】
即ち、ＥＣＵ３０は、前記したセンサ群の出力を制御量として入力し、ブレーキ油圧機構（アクチュエータ）６４の操作量を決定し、決定した操作量に基づいてブレーキ油圧機構６４を駆動する制御装置として機能する。このように、車両１０にはＶＳＡ制御システムが搭載される。
【００４２】
また、ＥＣＵ３０は、検出された操舵角とトルクとから第１の電動モータ４２を駆動して運転者に適宜な操作反力を与えるように制御すると共に、前輪２０が検出された操舵角に対応する切れ角となるように第２の電動モータ５０を駆動する。さらに、ＥＣＵ３０は、検出された車速、横Ｇ、ヨーレートなどに基づき、車速がある値以上のとき所定以上の横Ｇやヨーレートが検出された場合、車両の挙動の安定化制御を図るＡＦＳ制御を実行する制御装置として機能する。
【００４３】
即ち、ＥＣＵ３０は、前記したセンサ群の出力を制御量として入力し、第１、第２の電動モータ４２，５０の操作量を決定し、決定した操作量に基づいて第１、第２の電動モータ４２，５０、特に第２の電動モータ（アクチュエータ）５０を駆動する制御装置として機能する。具体的には、ＥＣＵ３０は、検出された操舵角に応じて目標となる切れ角を決定し、検出された操舵角がその目標切れ角に一致するように制御すると共に、車速が低いほど、少ない操舵角で大きな切れ角を得られるように制御する。また、横風などを受けて運転者が意図しないヨーレートが検出されたとき、そのヨーレートを打ち消すように目標切れ角を補正する。このように、車両１０にはＡＦＳ制御システムが搭載される。尚、ＡＦＳ制御システムにおいて、横加速度に関しては、制御に直接使用しないが、その値からカウンタステアの判定や故障検知を行う。
【００４４】
また、ＥＣＵ３０は、検出されたエンジン１２の運転状態に基づいてエンジン１２の駆動力を推定し、エンジン１２の出力を前輪２０と後輪３２に適宜に配分する４ＷＤ制御を実行する制御装置として機能すると共に、検出された車速、横Ｇ、ヨーレートおよび前輪舵角に基づき、旋回時には後輪３２の回転数を前輪２０のそれに比して増速させ、よって旋回時の前後輪２０，３２の軌跡の相違による駆動力伝達ロスを低減して車両１０の運動性能を向上させる制御装置としても機能する。
【００４５】
即ち、ＥＣＵ３０は、前記したセンサ群の出力を制御量として入力し、電磁クラッチ（アクチュエータ）２４ａ，２４ｂの操作量を決定し、決定した操作量に基づいて電磁クラッチ２４ａ，２４ｂを駆動する制御装置として機能する。このように、車両１０には４ＷＤ制御システムが搭載される。
【００４６】
このように、車両１０はＶＳＡ制御システム，ＡＦＳ制御システム，４ＷＤ制御システムからなる３種の制御システムを搭載されて協調あるいは総合的な運動制御を行うように構成されると共に、ＥＣＵ３０はそれらの制御装置として機能するように構成される。しかしながら、課題欄でも述べたように、かく構成すると、制御システム同士において干渉が生じる恐れがある。
【００４７】
従って、この実施例に係る車両制御装置にあっては、図２に示す如く、前記した車輪速センサ７０などの複数個のセンサの出力を変数として入力し、ＶＳＡ制御システム，ＡＦＳ制御システム，４ＷＤ制御システムからなる３種の制御システムのブレーキ油圧機構６４、第２の電動モータ５０および電磁クラッチ２４などのアクチュエータのそれぞれの操作量を出力する少なくとも１つのニューラルネットワーク９０を備えるように構成した。
【００４８】
ニューラルネットワーク９０は、入力層、１層の中間層（隠れ層）および出力層からなる３層の階層型からなる。
【００４９】
図３は、図２に示すニューラルネットワーク９０の構造を示す説明図である。中間層と出力層の出力値はそれぞれ同図の右に示すように表わされると共に、入力層と中間層間の結合重みおよび中間層と出力層間の結合重みならびにそれらのしきい値も同図の右のように示される。図示の構造において、ニューラルネットワーク９０を伝わる信号は、入力層から中間層、中間層から出力層へと単一の方向に進む。
【００５０】
図３に示す式（３−１式、３−２式）は、それらの間の信号の伝播を示す。また、活性化関数としては、図４に示すような非線形なシグモイド関数を使用する。尚、図示のニューラルネットワーク９０は、学習機能を備えるものとする。
【００５１】
図２の構成を図３を参照しつつ説明すると、車速などのパラメータはＸ１からＸ６として入力層に入力され、３−１式、３−２式により、ブレーキ油圧機構６４、第２の電動モータ５０および電磁クラッチ２４のそれぞれの操作量として出力される。図示のようなシグモイド関数を使用すると共に、結合重みやしきい値は、そのままでは線形分離不可能な入出力関係を表現できるように設定される。
【００５２】
図２に示す車速などのパラメータは例示であって、これ以外にも追加することは可能である。尚、外気温を用いるのは車両１０が走行する路面の摩擦程度を判断するためである。
【００５３】
ＥＣＵ３０は前記したマイクロコンピュータからなり、上記したニューラルネットワーク９０の構成はその大部分がＲＯＭに格納される一方、一部はフラッシュメモリなどの不揮発性のメモリに格納される。上記した如く、ニューラルネットワーク９０は学習機能を備え、上市されてユーザに渡った後も、学習を通じて結合重みやしきい値などを適宜変更するように設定される。
【００５４】
図５から図８に、この実施例に係る車両制御装置のシミュレーション結果を示す。
【００５５】
運転条件として全て、切れ角は０度保持（即ち、中立位置）とし、１０ｓｅｃ間、車両１０の挙動をシミュレートするようにした。具体的には、ヨーモーメントが外乱として加わった場合の挙動を検証するため、車速Ｖが９０｛ｋｍ／ｈ｝、外乱ヨーモーメント１０００｛Ｎ・ｍ｝が１ｓｅｃから７ｓｅｃの間、発生した場合を例に取る。
【００５６】
図５は、協調制御（即ち、ニューラルネットワーク９０を用いた制御）の前後の補正切れ角の変化を、図６は同様に協調制御の前後の補正ヨーモーメントの変化を示す。
【００５７】
また、図７はＡＦＳの単独制御、ＡＦＳとＶＳＡの個別制御（ニューラルネットワーク９０を用いない制御）、およびそれらの協調制御（ニューラルネットワーク９０を用いた制御）を行った場合の補正切れ角の比較を、図８は単独制御の対象をＶＳＡに変えつつ同様に３種の制御を行った場合の補正ヨーレートの比較を示す。
【００５８】
図５と図６から、ニューラルネットワーク９０は全体的として補正切れ角の働きを強め、補正ヨーモーメントの働きを弱めるように作用する傾向があることが読み取れる。即ち、ＶＳＡ制御システムを補助的に使用した上でのＡＦＳ制御システム中心の制御と考えられる。
【００５９】
また、外乱の発生時間は１ｓｅｃから７ｓｅｃであるが、外乱が終了すると、協調制御前は０ではない制御入力が、協調制御後は約０となっている。このことは、与えられた入力から外乱の有無をある程度判断し、必要のない制御入力を使用しないようにしているものと理解される。
【００６０】
この結果を受け、次に図７および図８に示す如く、１種の制御を単独に行った場合および２種の制御を個別に制御あるいは協調制御した場合を検討すると、協調制御した場合、然らざる場合に比し、速やかに０に収束しているのが見て取れる。このように、ニューラルネットワーク９０を用いることで、互いに車両１０に影響を与え過ぎることなく、制御されていることが理解できよう。
【００６１】
この実施例に係る車両制御装置にあっては、上記の如く、センサ出力を変数として入力して３種の制御システムのアクチュエータの操作量を出力するニューラルネットワーク９０を備えるようにしたので、制御干渉を防止できることに加え、従来技術においてＥＣＵ３０が個々の制御システムとして機能する場合に予めそれぞれのアクチュエータへの操作量を実験により求めてそれぞれプログラム化しておく必要があったのに対し、各アクチュエータに対する操作量を統合的に決定することができるので、プログラムを一極集中させることができる。
【００６２】
また、ニューラルネットワーク９０を介して各アクチュエータの操作量を決定することで、３種の制御システムの協調制御を簡便に行うことができる。
【００６３】
また、ニューラルネットワーク９０において、上記した結合重みやしきい値を適宜設定することで、タイヤ（前、後輪２０，３２）の摩擦円を有効に利用することができる。即ち、従来技術においてＥＣＵ３０が独立の制御システムとして機能して前記した種々のアクチュエータの操作量を決定しようとすると、例えば車両１０の横滑りを防止すべく、ＶＳＡ制御システムにおいてブレーキ油圧機構６４が前輪２０の外輪側のブレーキ６６を作動させているとき、ＡＦＳ制御システムにおいて第２の電動モータ５０の作動量を増加させた場合など、前、後輪２０に作用する横力が摩擦円の範囲を超える場合も生じ得るが、ニューラルネットワーク９０を介して各アクチュエータの操作量を決定することで、そのような不都合を回避することができる。
【００６４】
また、ブレーキ油圧機構６４、第２の電動モータ５０などのアクチュエータのいずれかが故障したときも、従来技術においてはアクチュエータごとに予めその対応を設定しておく必要があったのに対し、学習によって自動的に補完することができる。また、アクチュエータが追加されたときも、簡単に対応することができる。
【実施例２】
【００６５】
図９は、この発明の第２実施例に係る車両制御装置を全体的に示す概略図である。
【００６６】
第２実施例に係る車両制御装置にあっては、図示の如く、ＥＣＵ３０は従来技術と同様に車輪速センサ７０などの出力からＶＳＡ制御システム、ＡＦＳ制御システムおよび４ＷＤ制御システムのアクチュエータの操作量を決定すると共に、決定された操作量と車輪速センサ７０など複数個のセンサの出力とを変数としてニューラルネットワーク９０に入力し、決定された操作量をそれぞれ補正する補正係数を出力させると共に、それら操作量を対応する補正係数で補正してアクチュエータの最終操作量をそれぞれ決定するようにした。
【００６７】
即ち、複数個のセンサの出力と、複数の制御システムによってそれぞれ決定されたアクチュエータのそれぞれの操作量を変数として入力し、それらの操作量をそれぞれ補正する補正係数を出力する少なくとも１つのニューラルネットワーク９０と、それら操作量を対応する前記した補正係数で補正してアクチュエータの最終操作量をそれぞれ決定して出力する補正部９２を備える如く構成した。
【００６８】
補正部９２は具体的には乗算段からなり、そこで操作量に補正係数（乗算項）が乗じられて操作量が補正され、最終操作量が決定される。尚、補正係数を加減算項とし、乗算段に代えて加減算段を設けるようにしても良い。
【００６９】
尚、図９では簡略化のため、ＶＳＡ制御システムおよびＡＦＳ制御システムからなる２種の制御システムのみ示すが、４ＷＤ制御システムについても同様である。
【００７０】
第２実施例に係る車両制御装置においては、上記の如く、ＥＣＵ３０は、車輪速センサ７０などの複数個のセンサの出力と、ＶＳＡ制御システムとＡＦＳ制御システムからなる複数の制御システムによってそれぞれ決定されたアクチュエータのそれぞれの操作量を変数として入力し、操作量をそれぞれ補正する補正係数を出力する少なくとも１つのニューラルネットワーク９０、および操作量を対応する補正係数で補正してアクチュエータの最終操作量をそれぞれ決定して出力する補正部９２を備える如く構成したので、同様に、制御干渉を防止できることに加え、従来技術において制御装置が個々の制御システムとして機能する場合に予めそれぞれのアクチュエータへの操作量を実験により求めてそれぞれプログラム化しておく必要があったのに対し、各アクチュエータに対する操作量を統合的に決定することができるので、プログラムを一極集中させることができる。
【００７１】
また、ニューラルネットワークを介して各アクチュエータの操作量を決定することで、複数種の制御システムを有効に使用することができる。
【００７２】
また、ニューラルネットワークにおいて、結合重みやしきい値を適宜設定することで、タイヤの摩擦円を有効に利用することができる。即ち、従来技術において制御装置が独立の制御システムとして機能して前記した種々のアクチュエータの操作量を決定しようとすると、例えば車両の横滑りを防止すべく、ＶＳＡ制御システムにおいてブレーキ油圧機構が前輪の外輪側のブレーキを作動させているとき、ＡＦＳ制御システムにおいて電動モータの作動量を増加させた場合など、前、後輪に作用する横力が摩擦円の範囲を超える場合も生じ得るが、ニューラルネットワークを介して各アクチュエータの操作量を決定することで、そのような不都合を回避することができる。
【００７３】
また、ニューラルネットワークが学習機能を備えるとき、アクチュエータのいずれかが故障したときも、従来技術においてはアクチュエータごとに予めその対応を設定しておく必要があったのに対し、学習によって自動的に補完することができる。また、アクチュエータが追加されたときも、簡単に対応することができる。
【実施例３】
【００７４】
図１０は、この発明の第３実施例に係る車両制御装置を全体的に示す概略図である。
【００７５】
第３実施例に係る車両制御装置は第２実施例の変形であって、図示の如く、ニューラルネットワーク９０として、９０ａ、９０ｂの２つを備えるようにした。即ち複数個のセンサの出力と、複数の制御システムによってそれぞれ決定されたアクチュエータのそれぞれの操作量を変数として入力し、操作量をそれぞれ補正する補正係数を出力する複数の（２つの）ニューラルネットワーク９０ａ，９０ｂと、それら操作量を対応する前記した補正係数で補正してアクチュエータの最終操作量をそれぞれ決定して出力する補正部９２を備える如く構成した。
【００７６】
尚、簡略化のため、ＶＳＡ制御システムおよびＡＦＳ制御システムからなる２種の制御システムのみ示すが、４ＷＤ制御システムについても同様であることは第２実施例と同様である。
【００７７】
第３実施例に係る車両制御装置においては、上記の如く、ＥＣＵ３０は、車輪速センサ７０などの複数個のセンサの出力と、ＶＳＡ制御システムとＡＦＳ制御システムからなる複数の制御システムによってそれぞれ決定されたアクチュエータのそれぞれの操作量を変数として入力し、操作量をそれぞれ補正する補正係数を出力する複数のニューラルネットワーク９０ａ，９０ｂ、および操作量を対応する補正係数で補正してアクチュエータの最終操作量をそれぞれ決定して出力する補正部９２を備える如く構成したので、同様に、制御干渉を防止できることに加え、従来技術において制御装置が個々の制御システムとして機能する場合に予めそれぞれのアクチュエータへの操作量を実験により求めてそれぞれプログラム化しておく必要があったのに対し、各アクチュエータに対する操作量を統合的に決定することができるので、プログラムを一極集中させることができる。
【００７８】
また、ニューラルネットワークを介して各アクチュエータの操作量を決定することで、複数種の制御システムの協調制御を簡便に行うことができると共に、各制御システムの開発を単独に推進することができ、さらに各制御システムのニューラルネットワーク間を結合するだけで協調制御を行うことができる。
【００７９】
また、ニューラルネットワークにおいて、結合重みやしきい値を適宜設定することで、タイヤの摩擦円を有効に利用することができる。即ち、従来技術において制御装置が独立の制御システムとして機能して前記した種々のアクチュエータの操作量を決定しようとすると、例えば車両の横滑りを防止すべく、ＶＳＡ制御システムにおいてブレーキ油圧機構が前輪の外輪側のブレーキを作動させているとき、ＡＦＳ制御システムにおいて電動モータの作動量を増加させた場合など、前、後輪に作用する横力が摩擦円の範囲を超える場合も生じ得るが、ニューラルネットワークを介して各アクチュエータの操作量を決定することで、そのような不都合を回避することができる。
【００８０】
また、ニューラルネットワークが学習機能を備えるとき、アクチュエータのいずれかが故障したときも、従来技術においてはアクチュエータごとに予めその対応を設定しておく必要があったのに対し、学習によって自動的に補完することができる。また、アクチュエータが追加されたときも、簡単に対応することができる。
【実施例４】
【００８１】
図１１は、この発明の第４実施例に係る車両制御装置を全体的に示す概略図である。
【００８２】
第４実施例に係る車両制御装置は第３実施例の変形であって、補正部を第２のＥＣＵ（統合ＥＣＵ）９４から構成した。第２のＥＣＵ９４は、前記したＥＣＵ３０と同様、マイクロコンピュータからなる。
【００８３】
第４実施例に係る車両制御装置においては、上記の如く構成したので、第３実施例と同様の効果を得ることができる。
【実施例５】
【００８４】
図１２は、この発明の第５実施例に係る車両制御装置を全体的に示す概略図である。
【００８５】
第５実施例に係る車両制御装置は第１実施例と第４実施例の組み合わせであって、図示の如く、車輪速センサ７０など複数個のセンサの出力を変数として入力し、ＶＳＡ制御システムおよびＡＦＳ制御システムからなる２種の制御システムのブレーキ油圧機構６４および第２の電動モータ５０からなるアクチュエータのそれぞれの操作量を出力する２つのニューラルネットワーク９０ａ，９０ｂを備えると共に、それらによって決定された操作量を統合する第２のＥＣＵ（統合ＥＣＵ）９４を備えるように構成した。
【００８６】
尚、簡略化のため、ＶＳＡ制御システムおよびＡＦＳ制御システムからなる２種の制御システムのみ示すが、４ＷＤ制御システムについても同様であることは従前の実施例と同様である。
【００８７】
第５実施例に係る車両制御装置においては、上記の如く構成したので、第１実施例で述べた効果に加え、第４実施例と同様の効果を得ることができる。
【実施例６】
【００８８】
図１３は、この発明の第６実施例に係る車両制御装置を全体的に示す概略図である。
【００８９】
第６実施例に係る車両制御装置は第１実施例の変形であって、前記した３種の制御システムの少なくともいずれかについて、その制御応答性の変更指示を入力するマニュアル調整スイッチ（マニュアル調整ＳＷ。変更指示入力手段）１００を備え、その出力を入力パラメータとして追加するようにした。
【００９０】
図１４は、そのマニュアル調整スイッチ１００を示す説明図である。スイッチ１００は図示の如く、安定化において強、中、弱を指示する３種のノブ１００ａを備えた切り替えスイッチからなる。ここで「安定化」は車両１０の挙動の安定度、換言すれば３種の制御システムの制御応答性における強弱を示す。尚、それらに代え、運転自由度などが変更できるようにしても良い。
【００９１】
スイッチ１００は車両１０の運転席に設置され、運転者によって操作自在とされる。尚、装置の開発段階によって開発者によって操作できるようにしても良い。
【００９２】
第６実施例に係る車両制御装置においては、上記の如く構成したので、第１実施例で述べた効果に加え、運転者が変更指示を入力する場合、制御応答性などを運転者の好みに応じて変更できると共に、装置の開発段階において開発者が入力するとき、セッティングが容易となる。
【実施例７】
【００９３】
図１５は、この発明の第７実施例に係る車両制御装置を全体的に示す概略図である。
【００９４】
第７実施例に係る車両制御装置は第２実施例と第６実施例の組み合わせであって、第２実施例の構成にマニュアル調整スイッチ（変更指示入力手段）１００を加え、その出力を入力パラメータとして追加するようにした。
【００９５】
第７実施例に係る車両制御装置においては、上記の如く構成したので、第２実施例で述べた効果に加え、第６実施例で述べたのと同様の効果を得ることができる。
【実施例８】
【００９６】
図１６は、この発明の第８実施例に係る車両制御装置を全体的に示す概略図である。
【００９７】
第８実施例に係る車両制御装置は第３実施例と第６実施例の組み合わせであって、第３実施例の構成にマニュアル調整スイッチ（変更指示入力手段）１００を加え、その出力を入力パラメータとして追加するようにした。
【００９８】
第８実施例に係る車両制御装置においては、上記の如く構成したので、第３実施例で述べた効果に加え、第６実施例で述べたのと同様の効果を得ることができる。
【実施例９】
【００９９】
図１７は、この発明の第９実施例に係る車両制御装置を全体的に示す概略図である。
【０１００】
第９実施例に係る車両制御装置にあっては、図示の如く、ヨーレートセンサ７２を通じて検出された実ヨーレートと、予め設定された規範ヨーレートとのヨーレート偏差を算出するヨーレート偏差算出部１０２と、ヨーレートセンサ７２などの複数個のセンサ（およびマニュアル調整スイッチ１００）の出力と算出されたヨーレート偏差を変数として入力し、３種（複数）の制御システムのアクチュエータのそれぞれの操作量を出力する少なくとも１つのニューラルネットワーク９０を備える如く構成した。
【０１０１】
尚、規範ヨーレートは操舵角と車速に基づいて適宜算出される。
【０１０２】
第９実施例に係る車両制御装置においては、上記の如く検出されたヨーレートと、予め設定された規範ヨーレートとのヨーレート偏差を算出するヨーレート偏差算出部１０２、および複数個のセンサの出力と算出されたヨーレート偏差を変数として入力し、複数の制御システムのアクチュエータのそれぞれの操作量を出力する少なくとも１つのニューラルネットワーク９０を備える如く構成したので、制御干渉を防止できることに加え、従来技術において制御装置が個々の制御システムとして機能する場合に予めそれぞれのアクチュエータへの操作量を実験により求めてそれぞれプログラム化しておく必要があったのに対し、各アクチュエータに対する操作量を統合的に決定することができるので、プログラムを一極集中させることができる。
【０１０３】
また、ニューラルネットワークを介して各アクチュエータの操作量を決定することで、複数種の制御システムの協調制御を簡便に行うことができる。
【０１０４】
また、ニューラルネットワークにおいて、結合重みやしきい値を適宜設定することで、タイヤの摩擦円を有効に利用することができる。即ち、従来技術において制御装置が独立の制御システムとして機能して前記した種々のアクチュエータの操作量を決定しようとすると、例えば車両の横滑りを防止すべく、ＶＳＡ制御システムにおいてブレーキ油圧機構が前輪の外輪側のブレーキを作動させているとき、ＡＦＳ制御システムにおいて電動モータの作動量を増加させた場合など、前、後輪に作用する横力が摩擦円の範囲を超える場合も生じ得るが、ニューラルネットワークを介して各アクチュエータの操作量を決定することで、そのような不都合を回避することができる。
【０１０５】
また、ニューラルネットワークが学習機能を備えるとき、アクチュエータのいずれかが故障したときも、従来技術においてはアクチュエータごとに予めその対応を設定しておく必要があったのに対し、学習によって自動的に補完することができる。また、アクチュエータが追加されたときも、簡単に対応することができる。
【０１０６】
また、ヨーレート偏差でニューラルネットワークの調整を行うことができ、最適の設定を容易に行なうことができる。さらに、システムの故障や経年変化を生じても、ヨーレート偏差に応じて重み付けを変更することが可能となり、その影響を低減することができる。
【０１０７】
さらに、複数の制御システムの少なくともいずれかについて、その制御応答性および運転自由度の少なくともいずれかの変更指示を入力する変更指示入力手段を備える如く構成したので、上記した効果に加え、運転者が変更指示を入力する場合、制御応答性などを運転者の好みに応じて変更できると共に、開発者が入力するとき、セッティングが容易となる。
【実施例１０】
【０１０８】
図１８は、この発明の第１０実施例に係る車両制御装置を全体的に示す概略図である。
【０１０９】
第１０実施例に係る車両制御装置は第２実施例と第９実施例の組み合わせであって、第２実施例の構成に、第９実施例のヨーレート偏差算出部１０２などの構成を追加するようにした。
【０１１０】
第１０実施例に係る車両制御装置においては、上記の如く構成したので、第２実施例で述べた効果に加え、第９実施例で述べたのと同様の効果を得ることができる。
【実施例１１】
【０１１１】
図１９は、この発明の第１１実施例に係る車両制御装置を全体的に示す概略図である。
【０１１２】
第１１実施例に係る車両制御装置は第３実施例と第９実施例の組み合わせであって、第３実施例の構成に、第９実施例のヨーレート偏差算出部１０２などの構成を追加するようにした。
【０１１３】
第１１実施例に係る車両制御装置においては、上記の如く構成したので、第３実施例で述べた効果に加え、第９実施例で述べたのと同様の効果を得ることができる。
【０１１４】
上記の如く、第１から第１１実施例においては、車両１０の運動を制御する複数の制御システムを備え、前記複数の制御システムのそれぞれが、前記車両の走行速度と、前記車両の重心位置に鉛直軸回りに作用するヨーレートと、前記車両の進行方向に直交する横方向から前記車両に作用する横加速度とを少なくとも含む、前記車両の運動状態を検出する複数個のセンサ（車輪速センサ７０など）、前記車両のブレーキ６６の作動と、前記車両の前輪２０の操舵と、前記車両の前後輪の駆動力の配分の中の少なくともいずれかを行うアクチュエータ（ブレーキ油圧機構６４、第２の電動モータ５０、電磁クラッチ２４ａ，２４ｂ）、および前記複数個のセンサの出力を制御量として入力して前記アクチュエータの操作量を決定し、決定した操作量に基づいて前記アクチュエータを駆動して前記車両の運動を制御する制御装置（ＥＣＵ３０）からなる車両制御装置において、前記複数個のセンサの出力を変数として入力し、前記複数の制御システムのアクチュエータのそれぞれの操作量を出力する少なくとも１つのニューラルネットワーク９０を備える如く構成した。
【０１１５】
また、車両１０の運動を制御する複数の制御システムを備え、前記複数の制御システムのそれぞれが、前記車両の走行速度と、前記車両の重心位置に鉛直軸回りに作用するヨーレートと、前記車両の進行方向に直交する横方向から前記車両に作用する横加速度とを少なくとも含む、前記車両の運動状態を検出する複数個のセンサ（車輪速センサ７０など）、前記車両のブレーキの作動と、前記車両の前輪２０の操舵と、前記車両の前後輪の駆動力の配分の中の少なくともいずれかを行うアクチュエータ（ブレーキ油圧機構６４、第２の電動モータ５０、電磁クラッチ２４ａ，２４ｂ）、および前記複数個のセンサの出力を制御量として入力して前記アクチュエータの操作量を決定し、決定した操作量に基づいて前記アクチュエータを駆動して前記車両の運動を制御する制御装置（ＥＣＵ３０）からなる車両制御装置において、前記複数個のセンサの出力と、前記複数の制御システムによってそれぞれ決定された前記アクチュエータのそれぞれの操作量を変数として入力し、前記操作量をそれぞれ補正する補正係数を出力する少なくとも１つのニューラルネットワーク９０、および前記操作量を対応する前記補正係数で補正して前記アクチュエータの最終操作量をそれぞれ決定して出力する補正部９２（統合ＥＣＵ９４）を備える如く構成した。
【０１１６】
また、車両１０の運動を制御する複数の制御システムを備え、前記複数の制御システムのそれぞれが、前記車両の走行速度と、前記車両の重心位置に鉛直軸回りに作用するヨーレートと、前記車両の進行方向に直交する横方向から前記車両に作用する横加速度とを少なくとも含む、前記車両の運動状態を検出する複数個のセンサ（車輪速センサ７０など）、前記車両のブレーキの作動と、前記車両の前輪２０の操舵と、前記車両の前後輪の駆動力の配分の中の少なくともいずれかを行うアクチュエータ（ブレーキ油圧機構６４、第２の電動モータ５０、電磁クラッチ２４ａ，２４ｂ）、および前記複数個のセンサの出力を制御量として入力して前記アクチュエータの操作量を決定し、決定した操作量に基づいて前記アクチュエータを駆動して前記車両の運動を制御する制御装置（ＥＣＵ３０）からなる車両制御装置において、前記複数個のセンサの出力と、前記複数の制御システムによってそれぞれ決定された前記アクチュエータのそれぞれの操作量を変数として入力し、前記操作量をそれぞれ補正する補正係数を出力する複数のニューラルネットワーク９０ａ，９０ｂ、および前記操作量を対応する前記補正係数で補正して前記アクチュエータの最終操作量をそれぞれ決定して出力する補正部９２（統合ＥＣＵ９４）を備える如く構成した。
【０１１７】
また、車両１０の運動を制御する複数の制御システムを備え、前記複数の制御システムのそれぞれが、前記車両の走行速度と、前記車両の重心位置に鉛直軸回りに作用するヨーレートと、前記車両の進行方向に直交する横方向から前記車両に作用する横加速度とを少なくとも含む、前記車両の運動状態を検出する複数個のセンサ（車輪速センサ７０など）、前記車両のブレーキの作動と、前記車両の前輪２０の操舵と、前記車両の前後輪の駆動力の配分の中の少なくともいずれかを行うアクチュエータ（ブレーキ油圧機構６４、第１、第２の電動モータ５０、電磁クラッチ２４ａ，２４ｂ）、および前記複数個のセンサの出力を制御量として入力して前記アクチュエータの操作量を決定し、決定した操作量に基づいて前記アクチュエータを駆動して前記車両の運動を制御する制御装置（ＥＣＵ３０）からなる車両制御装置において、前記検出されたヨーレートと、予め設定された規範ヨーレートとのヨーレート偏差を算出するヨーレート偏差算出部１０２、および前記複数個のセンサの出力と前記算出されたヨーレート偏差を変数として入力し、前記複数の制御システムのアクチュエータのそれぞれの操作量を出力する少なくとも１つのニューラルネットワーク９０を備える如く構成した。
【０１１８】
さらに、前記複数の制御システムの少なくともいずれかについて、その制御応答性および運転自由度の少なくともいずれかの変更指示を入力する変更指示入力手段（マニュアル調整スイッチ１００）を備える如く構成した。
【０１１９】
尚、上記において、ニューラルネットワークを３層の階層型から構成したが、それに限定されるものではなく、どのようなものでも良い。また、その個数も図示例に限定されるものではない。
【０１２０】
また、上記において、車両の運動制御の例としてサスペンション制御などを加えても良い。
【図面の簡単な説明】
【０１２１】
【図１】この発明の第１実施例に係る車両制御装置を全体的に示す概略図である。
【図２】図１に示すＥＣＵの構成を入出力も含めて機能的に示すブロック図である。
【図３】図２に示すニューラルネットワークの構造を示す説明図である。
【図４】図３の構成で使用される活性化関数の例を示す説明図である。
【図５】第１実施例に係る車両制御装置のシミュレーション結果を示すデータ図である。
【図６】同様に、第１実施例に係る車両制御装置のシミュレーション結果を示すデータ図である。
【図７】同様に、第１実施例に係る車両制御装置のシミュレーション結果を示すデータ図である。
【図８】同様に、第１実施例に係る車両制御装置のシミュレーション結果を示すデータ図である。
【図９】この発明の第２実施例に係る車両制御装置を全体的に示す概略図である。
【図１０】この発明の第３実施例に係る車両制御装置を全体的に示す概略図である。
【図１１】この発明の第４実施例に係る車両制御装置を全体的に示す概略図である。
【図１２】この発明の第５実施例に係る車両制御装置を全体的に示す概略図である。
【図１３】この発明の第６実施例に係る車両制御装置を全体的に示す概略図である。
【図１４】図１３で使用するマニュアル調整スイッチ（変更指示入力手段）を示す説明図である。
【図１５】この発明の第７実施例に係る車両制御装置を全体的に示す概略図である。
【図１６】この発明の第８実施例に係る車両制御装置を全体的に示す概略図である。
【図１７】この発明の第９実施例に係る車両制御装置を全体的に示す概略図である。
【図１８】この発明の第１０実施例に係る車両制御装置を全体的に示す概略図である。
【図１９】この発明の第１１実施例に係る車両制御装置を全体的に示す概略図である。
【符号の説明】
【０１２２】
１０ 車両
１２ エンジン（内燃機関）
２０ 前輪
２４ リアディファレンシャル
２４ａ，２４ｂ 電磁クラッチ（アクチュエータ）
３０ ＥＣＵ（電子制御ユニット）
４２ 第１の電動モータ
５０ 第２の電動モータ（アクチュエータ）
６４ ブレーキ油圧機構（アクチュエータ）
７０ 車輪速センサ
７２ ヨーレートセンサ
７４ 横加速度センサ
７６ 操舵角センサ
８０ ロータリエンコーダ
９０ ニューラルネットワーク
９２ 補正部
９４ 第２のＥＣＵ（統合ＥＣＵ）
１００ マニュアル調整スイッチ（変更指示入力手段）
１０２ ヨーレート偏差算出部
【技術分野】
【０００１】
この発明は車両制御装置に関し、具体的には各種の車両挙動安定化制御を平行して実行する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近時、車両の挙動安定化を意図して各種の運動制御が提案されている。例えば、特許文献１記載の技術においては、車両の走行速度と、車両の重心位置に鉛直軸回りに作用するヨーレートと、車両の進行方向に直交する横方向に作用する横加速度とをそれぞれ検出する３個のセンサを備えると共に、ブレーキを作動させる油圧アクチュエータを備えたＡＢＳ制御システムを搭載した車両において、非ブレーキ操作時に過剰スリップを生じる恐れがあるとき、前輪のブレーキを作動させるトラクション制御を実行する一方、旋回走行状態でオーバステアあるいはアンダステアが生じたとき、旋回外輪側あるいは内輪側の前輪のブレーキを作動させることで、方向安定性の向上を図る車両挙動安定化制御、いわゆるＶＳＡ制御（Vehicle Stability Assist制御）を実行している。
【０００３】
また、特許文献２記載の技術にあっては、ステアリングホイールと操向車輪の間の機械的な連結が断たれ、その代わりに操作反力を与える電動モータで連結された操舵装置、いわゆるステア・バイ・ワイヤにおいて、同種のセンサ群に加えてステアリングホイールに入力される操作角などを検出するセンサを備え、操作角と車速に対する目標横加速度と目標ヨーレートとを設定すると共に、求めた目標横加速度と目標ヨーレートと検出値との偏差をそれぞれ求め、求めた偏差がそれぞれ減少するように操舵軸を駆動する操舵用アクチュエータ（電動モータ）を駆動することで、車両挙動の安定化を図っている。この明細書で、この制御をＡＦＳ（Active Front Steering制御）という。
【０００４】
また、特許文献３記載の技術にあっては、同種のセンサ群に加えて舵角センサとブレーキ踏力センサを備えると共に、前輪を内燃機関、後輪を電動モータで駆動するハイブリッド型の４ＷＤ車両において、検出された車速と舵角とヨーレートとから電動モータに接続された左右の後輪への駆動力の配分を制御することで、車両旋回中の横滑りなどを防止する車両挙動の安定化を図っている。
【０００５】
また、特許文献４記載の技術にあっては、ヨーレートフィードバック制御などによる四輪操舵制御とスロットル制御などによるトラクション制御（駆動力制御）からなる異種の車両挙動制御を協調して行うようにしている。
【特許文献１】特開平１１−０５９３６８号公報
【特許文献２】特開２０００−０４３７４７号公報
【特許文献３】特開２００３−０６３２６５号公報
【特許文献４】特開２００３−１７５７４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１から３に記載するような各種の制御システムを兼ね備えて特許文献４に記載されるような協調あるいは総合的な運動制御を行うとき、それら制御システム同士において干渉が生じる恐れがあった。
【０００７】
従って、この発明の目的は上記した課題を解決し、各種の制御システムを兼ね備えて総合的な運動制御を行うとき、制御システム同士において干渉が生じることがないようにした車両制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を解決するために、請求項１にあっては、車両の運動を制御する複数の制御システムを備え、前記複数の制御システムのそれぞれが、前記車両の走行速度と、前記車両の重心位置に鉛直軸回りに作用するヨーレートと、前記車両の進行方向に直交する横方向から前記車両に作用する横加速度とを少なくとも含む、前記車両の運動状態を検出する複数個のセンサ、前記車両のブレーキの作動と、前記車両の前輪の操舵と、前記車両の前後輪の駆動力の配分の中の少なくともいずれかを行うアクチュエータ、および前記複数個のセンサの出力を制御量として入力して前記アクチュエータの操作量を決定し、決定した操作量に基づいて前記アクチュエータを駆動して前記車両の運動を制御する制御装置からなる車両制御装置において、前記複数個のセンサの出力を変数として入力し、前記複数の制御システムのアクチュエータのそれぞれの操作量を出力する少なくとも１つのニューラルネットワークを備える如く構成した。
【０００９】
請求項２にあっては、車両の運動を制御する複数の制御システムを備え、前記複数の制御システムのそれぞれが、前記車両の走行速度と、前記車両の重心位置に鉛直軸回りに作用するヨーレートと、前記車両の進行方向に直交する横方向から前記車両に作用する横加速度とを少なくとも含む、前記車両の運動状態を検出する複数個のセンサ、前記車両のブレーキの作動と、前記車両の前輪の操舵と、前記車両の前後輪の駆動力の配分の中の少なくともいずれかを行うアクチュエータ、および前記複数個のセンサの出力を制御量として入力して前記アクチュエータの操作量を決定し、決定した操作量に基づいて前記アクチュエータを駆動して前記車両の運動を制御する制御装置からなる車両制御装置において、前記複数個のセンサの出力と、前記複数の制御システムによってそれぞれ決定された前記アクチュエータのそれぞれの操作量を変数として入力し、前記操作量をそれぞれ補正する補正係数を出力する少なくとも１つのニューラルネットワーク、および前記操作量を対応する前記補正係数で補正して前記アクチュエータの最終操作量をそれぞれ決定して出力する補正部を備える如く構成した。
【００１０】
請求項３にあっては、車両の運動を制御する複数の制御システムを備え、前記複数の制御システムのそれぞれが、前記車両の走行速度と、前記車両の重心位置に鉛直軸回りに作用するヨーレートと、前記車両の進行方向に直交する横方向から前記車両に作用する横加速度とを少なくとも含む、前記車両の運動状態を検出する複数個のセンサ、前記車両のブレーキの作動と、前記車両の前輪の操舵と、前記車両の前後輪の駆動力の配分の中の少なくともいずれかを行うアクチュエータ、および前記複数個のセンサの出力を制御量として入力して前記アクチュエータの操作量を決定し、決定した操作量に基づいて前記アクチュエータを駆動して前記車両の運動を制御する制御装置からなる車両制御装置において、前記複数個のセンサの出力と、前記複数の制御システムによってそれぞれ決定された前記アクチュエータのそれぞれの操作量を変数として入力し、前記操作量をそれぞれ補正する補正係数を出力する複数のニューラルネットワーク、および前記操作量を対応する前記補正係数で補正して前記アクチュエータの最終操作量をそれぞれ決定して出力する補正部を備える如く構成した。
【００１１】
請求項４に係る車両制御装置にあっては、さらに、前記複数の制御システムの少なくともいずれかについて、その制御応答性および運転自由度の少なくともいずれかの変更指示を入力する変更指示入力手段を備える如く構成した。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１にあっては、センサ出力を変数として入力して複数種の制御システムのアクチュエータの操作量を出力するニューラルネットワークを備えるようにしたので、制御干渉を防止できることに加え、従来技術において制御装置が個々の制御システムとして機能する場合に予めそれぞれのアクチュエータへの操作量を実験により求めてそれぞれプログラム化しておく必要があったのに対し、各アクチュエータに対する操作量を統合的に決定することができるので、プログラムを一極集中させることができる。
【００１３】
また、ニューラルネットワークを介して各アクチュエータの操作量を決定することで、複数種の制御システムの協調制御を簡便に行うことができる。
【００１４】
また、ニューラルネットワークにおいて、結合重みやしきい値を適宜設定することで、タイヤの摩擦円を有効に利用することができる。即ち、従来技術において制御装置が独立の制御システムとして機能して前記した種々のアクチュエータの操作量を決定しようとすると、例えば車両の横滑りを防止すべく、複数の制御システム、具体的にはＶＳＡ制御システムにおいてブレーキ油圧機構が前輪の外輪側のブレーキを作動させているとき、ＡＦＳ制御システムにおいて電動モータの作動量を増加させた場合など、前、後輪に作用する横力が摩擦円の範囲を超える場合も生じ得るが、ニューラルネットワークを介して各アクチュエータの操作量を決定することで、そのような不都合を回避することができる。
【００１５】
また、ニューラルネットワークが学習機能を備えるとき、アクチュエータのいずれかが故障したときも、従来技術においてはアクチュエータごとに予めその対応を設定しておく必要があったのに対し、学習によって自動的に補完することができる。また、アクチュエータが追加されたときも、簡単に対応することができる。
【００１６】
請求項２にあっては、複数個のセンサの出力と、複数の制御システムによってそれぞれ決定されたアクチュエータのそれぞれの操作量を変数として入力し、操作量をそれぞれ補正する補正係数を出力する少なくとも１つのニューラルネットワーク、および操作量を対応する補正係数で補正してアクチュエータの最終操作量をそれぞれ決定して出力する補正部を備える如く構成したので、同様に、制御干渉を防止できることに加え、従来技術において制御装置が個々の制御システムとして機能する場合に予めそれぞれのアクチュエータへの操作量を実験により求めてそれぞれプログラム化しておく必要があったのに対し、各アクチュエータに対する操作量を統合的に決定することができるので、プログラムを一極集中させることができる。
【００１７】
また、ニューラルネットワークを介して各アクチュエータの操作量を決定することで、複数種の制御システムを有効に使用することができる。
【００１８】
また、ニューラルネットワークにおいて、結合重みやしきい値を適宜設定することで、タイヤの摩擦円を有効に利用することができる。即ち、従来技術において制御装置が独立の制御システムとして機能して前記した種々のアクチュエータの操作量を決定しようとすると、例えば車両の横滑りを防止すべく、ＶＳＡ制御システムにおいてブレーキ油圧機構が前輪の外輪側のブレーキを作動させているとき、ＡＦＳ制御システムにおいて電動モータの作動量を増加させた場合など、前、後輪に作用する横力が摩擦円の範囲を超える場合も生じ得るが、ニューラルネットワークを介して各アクチュエータの操作量を決定することで、そのような不都合を回避することができる。
【００１９】
また、ニューラルネットワークが学習機能を備えるとき、アクチュエータのいずれかが故障したときも、従来技術においてはアクチュエータごとに予めその対応を設定しておく必要があったのに対し、学習によって自動的に補完することができる。また、アクチュエータが追加されたときも、簡単に対応することができる。
【００２０】
請求項３にあっては、複数個のセンサの出力と、複数の制御システムによってそれぞれ決定されたアクチュエータのそれぞれの操作量を変数として入力し、操作量をそれぞれ補正する補正係数を出力する複数のニューラルネットワーク、および操作量を対応する補正係数で補正してアクチュエータの最終操作量をそれぞれ決定して出力する補正部を備える如く構成したので、同様に、制御干渉を防止できることに加え、従来技術において制御装置が個々の制御システムとして機能する場合に予めそれぞれのアクチュエータへの操作量を実験により求めてそれぞれプログラム化しておく必要があったのに対し、各アクチュエータに対する操作量を統合的に決定することができるので、プログラムを一極集中させることができる。
【００２１】
また、ニューラルネットワークを介して各アクチュエータの操作量を決定することで、複数種の制御システムの協調制御を簡便に行うことができると共に、各制御システムの開発を単独に推進することができ、さらに各制御システムのニューラルネットワーク間を結合するだけで協調制御を行うことができる。
【００２２】
また、ニューラルネットワークにおいて、結合重みやしきい値を適宜設定することで、タイヤの摩擦円を有効に利用することができる。即ち、従来技術において制御装置が独立の制御システムとして機能して前記した種々のアクチュエータの操作量を決定しようとすると、例えば車両の横滑りを防止すべく、ＶＳＡ制御システムにおいてブレーキ油圧機構が前輪の外輪側のブレーキを作動させているとき、ＡＦＳ制御システムにおいて電動モータの作動量を増加させた場合など、前、後輪に作用する横力が摩擦円の範囲を超える場合も生じ得るが、ニューラルネットワークを介して各アクチュエータの操作量を決定することで、そのような不都合を回避することができる。
【００２３】
また、ニューラルネットワークが学習機能を備えるとき、アクチュエータのいずれかが故障したときも、従来技術においてはアクチュエータごとに予めその対応を設定しておく必要があったのに対し、学習によって自動的に補完することができる。また、アクチュエータが追加されたときも、簡単に対応することができる。
【００２４】
請求項４に係る車両制御装置にあっては、さらに、複数の制御システムの少なくともいずれかについて、その制御応答性および運転自由度の少なくともいずれかの変更指示を入力する変更指示入力手段を備える如く構成したので、上記した効果に加え、運転者が変更指示を入力する場合、制御応答性などを運転者の好みに応じて変更できると共に、開発者が入力するとき、セッティングが容易となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、添付図面に即してこの発明に係る車両制御装置を実施するための最良の形態について説明する。
【実施例１】
【００２６】
図１は、この発明の第１実施例に係る車両制御装置を全体的に示す概略図である。
【００２７】
図１において、符号１０は車両を示し、その前部には４気筒の内燃機関（以下「エンジン」という）１２が搭載される。エンジン１２は自動変速機１４に接続され、そこでエンジン出力は適宜変速される。自動変速機１４の出力はフロントディファレンシャル１４ａから取り出され、フロントアクスル１６を介して左右の前輪２０に伝えられ、左右の前輪２０を回転させる。
【００２８】
また自動変速機１４の出力はプロペラシャフト２２を介し、より具体的には、ベベルギヤ（図示せず）とユニバーサルジョイント２２ａを介してプロペラシャフト２２に伝えられ、さらにリアディファレンシャル２４へと伝えられる。リアディファレンシャル２４は左右の電磁クラッチ２４ａ，２４ｂ（アクチュエータ）を備え、左の電磁クラッチ２４ａを介して左側のリアアクスルハーフ２６ａに接続されると共に、右の電磁クラッチ２４ｂを介して右のリアアクスルハーフ２６ｂに接続される。
【００２９】
左右の電磁クラッチ２４ａ，２４ｂはマイクロコンピュータからなるＥＣＵ（Electronic Control Unit。電子制御ユニット）３０に駆動回路（図示せず）を介して接続され、ＥＣＵ３０によって励磁されて締結されるとき、プロペラシャフト２２を介して伝えられた自動変速機１４の出力をリアアクスル２６から左右の後輪３２に伝え、左右の後輪３２を回転させる。
【００３０】
リアディファレンシャル２４において、左右の電磁クラッチ２４ａ，２４ｂが締結されないとき、車両１０はエンジン１２で前輪２０のみが駆動される、ＦＦ駆動となる。他方、左右の電磁クラッチ２４ａ，２４ｂが締結されるとき、その締結状態に応じてエンジン１２の駆動力が前輪２０と後輪３２とで配分される４ＷＤ駆動となると共に、左右の電磁クラッチ２４ａ，２４ｂの締結状態に応じて左右の後輪３２の駆動力は相違させられる。
【００３１】
車両１０において、運転席（図示せず）に配置されたステアリングホイール３４は、操舵軸３６との機械的な連結が断たれ、シャフト４０を介して第１の電動モータ４２に連結される。第１の電動モータ４２はＥＣＵ３０に駆動回路（図示せず）を介して接続され、駆動されるとき、運転者に適宜な操作反力を与える。このようにこの実施例において操舵系はいわゆるステア・バイ・ワイヤとして構成される。前述した通り、このステア・バイ・ワイヤからなる操舵系を「ＡＦＳ」（Active Front Steering）と略称する。
【００３２】
操舵軸３６は、タイロッド４４およびナックルアーム４６を介して前輪２０に接続される。操舵軸３６には第２の電動モータ（アクチュエータ）５０が同軸に配置される。第２の電動モータ５０はＥＣＵ３０に駆動回路（図示せず）を介して接続され、通電されるとき、操舵軸３６を左右に駆動し、後述するように、運転者によって操作されたステアリングホイール３４の回転に応じて、あるいはステアリングホイール３４の回転と独立して前輪２０を操舵（転舵）させる。
【００３３】
第２の電動モータ５０が駆動されないとき、前輪２０はセルフアライニングトルクによって直進操舵位置に復帰させられる。またシャフト４０を介してステアリングホイール３４に接続される第１電動モータ４２は、バネなどからなる中立位置復帰機構５２に接続され、第１の電動モータ４２が駆動されていないとき、ステアリングホイール３４を中立位置（直進操舵位置）に復帰させる。
【００３４】
運転席床面に配置されたブレーキペダル６０は、マスタシリンダ６２およびブレーキ油圧機構（アクチュエータ）６４を介して左右の前、後輪２０，３２のそれぞれに装着されたブレーキ（ディスクブレーキ）６６に接続され、運転者によって操作されたブレーキペダル６０の踏み込み量（踏力）に応じて４個のブレーキ６６を動作させ、車両１０を減速させる（制動する）。
【００３５】
ブレーキ油圧機構６４はリザーバに接続される油路に介挿された電磁ソレノイドバルブ群、油圧ポンプ、その油圧ポンプを駆動する電動モータ（全て図示せず）などを備える。電磁ソレノイドバルブ群はＥＣＵ３０に駆動回路（図示せず）を介して接続され、ブレーキペダル６０の操作とは別に、４個のブレーキ６６を独立に作動させる。
【００３６】
左右の前、後輪２０，３２の付近には車輪速センサ７０がそれぞれ配置され、各車輪の所定回転角度ごとにパルス信号を出力する。車両１０の重心位置の付近にはヨーレートセンサ７２が配置され、車両１０の重心位置に鉛直軸（ヨー軸）回りに作用するヨーレート（ヨー軸回りの回転角速度）に比例する出力を生じると共に、車両１０の適宜位置には横加速度センサ７４が配置され、車両１０の進行方向（長手方向）に直交する横方向から車両１０に作用する横加速度（横Ｇ）に比例する出力を生じる。
【００３７】
また、ステアリングホイール３４の付近には操舵角センサ７６が配置されて運転者によって操作されたステアリングホイール３４の回転量、即ち、操舵角に比例する出力を生じると共に、シャフト４０にはトルクセンサ７８が配置され、シャフト４０に作用するトルクに比例する出力を生じる。さらに、操舵軸３６に配置された第２の電動モータ５０にはロータリエンコーダ８０が配置され、第２の電動モータ５０の回転量を通じて前輪２０の切れ角（操向舵角）に比例する出力を生じる。
【００３８】
また、エンジン１２の適宜位置にはクランク角センサ８２が配置されてクランク角度信号などのパルス信号を出力すると共に、絶対圧センサ８４が配置され、吸気管内絶対圧（エンジン負荷）に応じた信号を出力する。さらに、エンジン１２の適宜位置には外気温センサ８６が配置され、エンジン１２に吸入される外気温ＴＡに応じた信号を出力する。
【００３９】
これらセンサ群の出力は、ＥＣＵ３０に送出される。ＥＣＵ３０は４個の車輪速センサ７０の出力をカウントして車両１０の走行速度を示す車速を検出すると共に、クランク角センサ８２の出力をカウントしてエンジン回転数を検出する。
【００４０】
このように、ブレーキ６６を作動させるブレーキ油圧機構（油圧アクチュエータ）６４を備えた車両１０において、ＥＣＵ３０は、検出された車速、横Ｇ（横方向加速度）、ヨーレートおよび前輪舵角に基づき、非ブレーキ操作時に過剰スリップを生じる恐れがあるとき、前輪２０のブレーキ６６を作動させるトラクション制御を実行する一方、旋回走行状態でオーバステアあるいはアンダステアが生じたとき、旋回外輪側あるいは内輪側の前輪２０のブレーキ６６を作動させ、よって車両１０の方向安定性を向上させる車両挙動安定化制御（ＶＳＡ制御）を実行する制御装置として機能する。また、ブレーキ操作時に車輪のロック傾向を感知し、その車輪のブレーキ圧を緩和するＡＢＳ制御も行う。
【００４１】
即ち、ＥＣＵ３０は、前記したセンサ群の出力を制御量として入力し、ブレーキ油圧機構（アクチュエータ）６４の操作量を決定し、決定した操作量に基づいてブレーキ油圧機構６４を駆動する制御装置として機能する。このように、車両１０にはＶＳＡ制御システムが搭載される。
【００４２】
また、ＥＣＵ３０は、検出された操舵角とトルクとから第１の電動モータ４２を駆動して運転者に適宜な操作反力を与えるように制御すると共に、前輪２０が検出された操舵角に対応する切れ角となるように第２の電動モータ５０を駆動する。さらに、ＥＣＵ３０は、検出された車速、横Ｇ、ヨーレートなどに基づき、車速がある値以上のとき所定以上の横Ｇやヨーレートが検出された場合、車両の挙動の安定化制御を図るＡＦＳ制御を実行する制御装置として機能する。
【００４３】
即ち、ＥＣＵ３０は、前記したセンサ群の出力を制御量として入力し、第１、第２の電動モータ４２，５０の操作量を決定し、決定した操作量に基づいて第１、第２の電動モータ４２，５０、特に第２の電動モータ（アクチュエータ）５０を駆動する制御装置として機能する。具体的には、ＥＣＵ３０は、検出された操舵角に応じて目標となる切れ角を決定し、検出された操舵角がその目標切れ角に一致するように制御すると共に、車速が低いほど、少ない操舵角で大きな切れ角を得られるように制御する。また、横風などを受けて運転者が意図しないヨーレートが検出されたとき、そのヨーレートを打ち消すように目標切れ角を補正する。このように、車両１０にはＡＦＳ制御システムが搭載される。尚、ＡＦＳ制御システムにおいて、横加速度に関しては、制御に直接使用しないが、その値からカウンタステアの判定や故障検知を行う。
【００４４】
また、ＥＣＵ３０は、検出されたエンジン１２の運転状態に基づいてエンジン１２の駆動力を推定し、エンジン１２の出力を前輪２０と後輪３２に適宜に配分する４ＷＤ制御を実行する制御装置として機能すると共に、検出された車速、横Ｇ、ヨーレートおよび前輪舵角に基づき、旋回時には後輪３２の回転数を前輪２０のそれに比して増速させ、よって旋回時の前後輪２０，３２の軌跡の相違による駆動力伝達ロスを低減して車両１０の運動性能を向上させる制御装置としても機能する。
【００４５】
即ち、ＥＣＵ３０は、前記したセンサ群の出力を制御量として入力し、電磁クラッチ（アクチュエータ）２４ａ，２４ｂの操作量を決定し、決定した操作量に基づいて電磁クラッチ２４ａ，２４ｂを駆動する制御装置として機能する。このように、車両１０には４ＷＤ制御システムが搭載される。
【００４６】
このように、車両１０はＶＳＡ制御システム，ＡＦＳ制御システム，４ＷＤ制御システムからなる３種の制御システムを搭載されて協調あるいは総合的な運動制御を行うように構成されると共に、ＥＣＵ３０はそれらの制御装置として機能するように構成される。しかしながら、課題欄でも述べたように、かく構成すると、制御システム同士において干渉が生じる恐れがある。
【００４７】
従って、この実施例に係る車両制御装置にあっては、図２に示す如く、前記した車輪速センサ７０などの複数個のセンサの出力を変数として入力し、ＶＳＡ制御システム，ＡＦＳ制御システム，４ＷＤ制御システムからなる３種の制御システムのブレーキ油圧機構６４、第２の電動モータ５０および電磁クラッチ２４などのアクチュエータのそれぞれの操作量を出力する少なくとも１つのニューラルネットワーク９０を備えるように構成した。
【００４８】
ニューラルネットワーク９０は、入力層、１層の中間層（隠れ層）および出力層からなる３層の階層型からなる。
【００４９】
図３は、図２に示すニューラルネットワーク９０の構造を示す説明図である。中間層と出力層の出力値はそれぞれ同図の右に示すように表わされると共に、入力層と中間層間の結合重みおよび中間層と出力層間の結合重みならびにそれらのしきい値も同図の右のように示される。図示の構造において、ニューラルネットワーク９０を伝わる信号は、入力層から中間層、中間層から出力層へと単一の方向に進む。
【００５０】
図３に示す式（３−１式、３−２式）は、それらの間の信号の伝播を示す。また、活性化関数としては、図４に示すような非線形なシグモイド関数を使用する。尚、図示のニューラルネットワーク９０は、学習機能を備えるものとする。
【００５１】
図２の構成を図３を参照しつつ説明すると、車速などのパラメータはＸ１からＸ６として入力層に入力され、３−１式、３−２式により、ブレーキ油圧機構６４、第２の電動モータ５０および電磁クラッチ２４のそれぞれの操作量として出力される。図示のようなシグモイド関数を使用すると共に、結合重みやしきい値は、そのままでは線形分離不可能な入出力関係を表現できるように設定される。
【００５２】
図２に示す車速などのパラメータは例示であって、これ以外にも追加することは可能である。尚、外気温を用いるのは車両１０が走行する路面の摩擦程度を判断するためである。
【００５３】
ＥＣＵ３０は前記したマイクロコンピュータからなり、上記したニューラルネットワーク９０の構成はその大部分がＲＯＭに格納される一方、一部はフラッシュメモリなどの不揮発性のメモリに格納される。上記した如く、ニューラルネットワーク９０は学習機能を備え、上市されてユーザに渡った後も、学習を通じて結合重みやしきい値などを適宜変更するように設定される。
【００５４】
図５から図８に、この実施例に係る車両制御装置のシミュレーション結果を示す。
【００５５】
運転条件として全て、切れ角は０度保持（即ち、中立位置）とし、１０ｓｅｃ間、車両１０の挙動をシミュレートするようにした。具体的には、ヨーモーメントが外乱として加わった場合の挙動を検証するため、車速Ｖが９０｛ｋｍ／ｈ｝、外乱ヨーモーメント１０００｛Ｎ・ｍ｝が１ｓｅｃから７ｓｅｃの間、発生した場合を例に取る。
【００５６】
図５は、協調制御（即ち、ニューラルネットワーク９０を用いた制御）の前後の補正切れ角の変化を、図６は同様に協調制御の前後の補正ヨーモーメントの変化を示す。
【００５７】
また、図７はＡＦＳの単独制御、ＡＦＳとＶＳＡの個別制御（ニューラルネットワーク９０を用いない制御）、およびそれらの協調制御（ニューラルネットワーク９０を用いた制御）を行った場合の補正切れ角の比較を、図８は単独制御の対象をＶＳＡに変えつつ同様に３種の制御を行った場合の補正ヨーレートの比較を示す。
【００５８】
図５と図６から、ニューラルネットワーク９０は全体的として補正切れ角の働きを強め、補正ヨーモーメントの働きを弱めるように作用する傾向があることが読み取れる。即ち、ＶＳＡ制御システムを補助的に使用した上でのＡＦＳ制御システム中心の制御と考えられる。
【００５９】
また、外乱の発生時間は１ｓｅｃから７ｓｅｃであるが、外乱が終了すると、協調制御前は０ではない制御入力が、協調制御後は約０となっている。このことは、与えられた入力から外乱の有無をある程度判断し、必要のない制御入力を使用しないようにしているものと理解される。
【００６０】
この結果を受け、次に図７および図８に示す如く、１種の制御を単独に行った場合および２種の制御を個別に制御あるいは協調制御した場合を検討すると、協調制御した場合、然らざる場合に比し、速やかに０に収束しているのが見て取れる。このように、ニューラルネットワーク９０を用いることで、互いに車両１０に影響を与え過ぎることなく、制御されていることが理解できよう。
【００６１】
この実施例に係る車両制御装置にあっては、上記の如く、センサ出力を変数として入力して３種の制御システムのアクチュエータの操作量を出力するニューラルネットワーク９０を備えるようにしたので、制御干渉を防止できることに加え、従来技術においてＥＣＵ３０が個々の制御システムとして機能する場合に予めそれぞれのアクチュエータへの操作量を実験により求めてそれぞれプログラム化しておく必要があったのに対し、各アクチュエータに対する操作量を統合的に決定することができるので、プログラムを一極集中させることができる。
【００６２】
また、ニューラルネットワーク９０を介して各アクチュエータの操作量を決定することで、３種の制御システムの協調制御を簡便に行うことができる。
【００６３】
また、ニューラルネットワーク９０において、上記した結合重みやしきい値を適宜設定することで、タイヤ（前、後輪２０，３２）の摩擦円を有効に利用することができる。即ち、従来技術においてＥＣＵ３０が独立の制御システムとして機能して前記した種々のアクチュエータの操作量を決定しようとすると、例えば車両１０の横滑りを防止すべく、ＶＳＡ制御システムにおいてブレーキ油圧機構６４が前輪２０の外輪側のブレーキ６６を作動させているとき、ＡＦＳ制御システムにおいて第２の電動モータ５０の作動量を増加させた場合など、前、後輪２０に作用する横力が摩擦円の範囲を超える場合も生じ得るが、ニューラルネットワーク９０を介して各アクチュエータの操作量を決定することで、そのような不都合を回避することができる。
【００６４】
また、ブレーキ油圧機構６４、第２の電動モータ５０などのアクチュエータのいずれかが故障したときも、従来技術においてはアクチュエータごとに予めその対応を設定しておく必要があったのに対し、学習によって自動的に補完することができる。また、アクチュエータが追加されたときも、簡単に対応することができる。
【実施例２】
【００６５】
図９は、この発明の第２実施例に係る車両制御装置を全体的に示す概略図である。
【００６６】
第２実施例に係る車両制御装置にあっては、図示の如く、ＥＣＵ３０は従来技術と同様に車輪速センサ７０などの出力からＶＳＡ制御システム、ＡＦＳ制御システムおよび４ＷＤ制御システムのアクチュエータの操作量を決定すると共に、決定された操作量と車輪速センサ７０など複数個のセンサの出力とを変数としてニューラルネットワーク９０に入力し、決定された操作量をそれぞれ補正する補正係数を出力させると共に、それら操作量を対応する補正係数で補正してアクチュエータの最終操作量をそれぞれ決定するようにした。
【００６７】
即ち、複数個のセンサの出力と、複数の制御システムによってそれぞれ決定されたアクチュエータのそれぞれの操作量を変数として入力し、それらの操作量をそれぞれ補正する補正係数を出力する少なくとも１つのニューラルネットワーク９０と、それら操作量を対応する前記した補正係数で補正してアクチュエータの最終操作量をそれぞれ決定して出力する補正部９２を備える如く構成した。
【００６８】
補正部９２は具体的には乗算段からなり、そこで操作量に補正係数（乗算項）が乗じられて操作量が補正され、最終操作量が決定される。尚、補正係数を加減算項とし、乗算段に代えて加減算段を設けるようにしても良い。
【００６９】
尚、図９では簡略化のため、ＶＳＡ制御システムおよびＡＦＳ制御システムからなる２種の制御システムのみ示すが、４ＷＤ制御システムについても同様である。
【００７０】
第２実施例に係る車両制御装置においては、上記の如く、ＥＣＵ３０は、車輪速センサ７０などの複数個のセンサの出力と、ＶＳＡ制御システムとＡＦＳ制御システムからなる複数の制御システムによってそれぞれ決定されたアクチュエータのそれぞれの操作量を変数として入力し、操作量をそれぞれ補正する補正係数を出力する少なくとも１つのニューラルネットワーク９０、および操作量を対応する補正係数で補正してアクチュエータの最終操作量をそれぞれ決定して出力する補正部９２を備える如く構成したので、同様に、制御干渉を防止できることに加え、従来技術において制御装置が個々の制御システムとして機能する場合に予めそれぞれのアクチュエータへの操作量を実験により求めてそれぞれプログラム化しておく必要があったのに対し、各アクチュエータに対する操作量を統合的に決定することができるので、プログラムを一極集中させることができる。
【００７１】
また、ニューラルネットワークを介して各アクチュエータの操作量を決定することで、複数種の制御システムを有効に使用することができる。
【００７２】
また、ニューラルネットワークにおいて、結合重みやしきい値を適宜設定することで、タイヤの摩擦円を有効に利用することができる。即ち、従来技術において制御装置が独立の制御システムとして機能して前記した種々のアクチュエータの操作量を決定しようとすると、例えば車両の横滑りを防止すべく、ＶＳＡ制御システムにおいてブレーキ油圧機構が前輪の外輪側のブレーキを作動させているとき、ＡＦＳ制御システムにおいて電動モータの作動量を増加させた場合など、前、後輪に作用する横力が摩擦円の範囲を超える場合も生じ得るが、ニューラルネットワークを介して各アクチュエータの操作量を決定することで、そのような不都合を回避することができる。
【００７３】
また、ニューラルネットワークが学習機能を備えるとき、アクチュエータのいずれかが故障したときも、従来技術においてはアクチュエータごとに予めその対応を設定しておく必要があったのに対し、学習によって自動的に補完することができる。また、アクチュエータが追加されたときも、簡単に対応することができる。
【実施例３】
【００７４】
図１０は、この発明の第３実施例に係る車両制御装置を全体的に示す概略図である。
【００７５】
第３実施例に係る車両制御装置は第２実施例の変形であって、図示の如く、ニューラルネットワーク９０として、９０ａ、９０ｂの２つを備えるようにした。即ち複数個のセンサの出力と、複数の制御システムによってそれぞれ決定されたアクチュエータのそれぞれの操作量を変数として入力し、操作量をそれぞれ補正する補正係数を出力する複数の（２つの）ニューラルネットワーク９０ａ，９０ｂと、それら操作量を対応する前記した補正係数で補正してアクチュエータの最終操作量をそれぞれ決定して出力する補正部９２を備える如く構成した。
【００７６】
尚、簡略化のため、ＶＳＡ制御システムおよびＡＦＳ制御システムからなる２種の制御システムのみ示すが、４ＷＤ制御システムについても同様であることは第２実施例と同様である。
【００７７】
第３実施例に係る車両制御装置においては、上記の如く、ＥＣＵ３０は、車輪速センサ７０などの複数個のセンサの出力と、ＶＳＡ制御システムとＡＦＳ制御システムからなる複数の制御システムによってそれぞれ決定されたアクチュエータのそれぞれの操作量を変数として入力し、操作量をそれぞれ補正する補正係数を出力する複数のニューラルネットワーク９０ａ，９０ｂ、および操作量を対応する補正係数で補正してアクチュエータの最終操作量をそれぞれ決定して出力する補正部９２を備える如く構成したので、同様に、制御干渉を防止できることに加え、従来技術において制御装置が個々の制御システムとして機能する場合に予めそれぞれのアクチュエータへの操作量を実験により求めてそれぞれプログラム化しておく必要があったのに対し、各アクチュエータに対する操作量を統合的に決定することができるので、プログラムを一極集中させることができる。
【００７８】
また、ニューラルネットワークを介して各アクチュエータの操作量を決定することで、複数種の制御システムの協調制御を簡便に行うことができると共に、各制御システムの開発を単独に推進することができ、さらに各制御システムのニューラルネットワーク間を結合するだけで協調制御を行うことができる。
【００７９】
また、ニューラルネットワークにおいて、結合重みやしきい値を適宜設定することで、タイヤの摩擦円を有効に利用することができる。即ち、従来技術において制御装置が独立の制御システムとして機能して前記した種々のアクチュエータの操作量を決定しようとすると、例えば車両の横滑りを防止すべく、ＶＳＡ制御システムにおいてブレーキ油圧機構が前輪の外輪側のブレーキを作動させているとき、ＡＦＳ制御システムにおいて電動モータの作動量を増加させた場合など、前、後輪に作用する横力が摩擦円の範囲を超える場合も生じ得るが、ニューラルネットワークを介して各アクチュエータの操作量を決定することで、そのような不都合を回避することができる。
【００８０】
また、ニューラルネットワークが学習機能を備えるとき、アクチュエータのいずれかが故障したときも、従来技術においてはアクチュエータごとに予めその対応を設定しておく必要があったのに対し、学習によって自動的に補完することができる。また、アクチュエータが追加されたときも、簡単に対応することができる。
【実施例４】
【００８１】
図１１は、この発明の第４実施例に係る車両制御装置を全体的に示す概略図である。
【００８２】
第４実施例に係る車両制御装置は第３実施例の変形であって、補正部を第２のＥＣＵ（統合ＥＣＵ）９４から構成した。第２のＥＣＵ９４は、前記したＥＣＵ３０と同様、マイクロコンピュータからなる。
【００８３】
第４実施例に係る車両制御装置においては、上記の如く構成したので、第３実施例と同様の効果を得ることができる。
【実施例５】
【００８４】
図１２は、この発明の第５実施例に係る車両制御装置を全体的に示す概略図である。
【００８５】
第５実施例に係る車両制御装置は第１実施例と第４実施例の組み合わせであって、図示の如く、車輪速センサ７０など複数個のセンサの出力を変数として入力し、ＶＳＡ制御システムおよびＡＦＳ制御システムからなる２種の制御システムのブレーキ油圧機構６４および第２の電動モータ５０からなるアクチュエータのそれぞれの操作量を出力する２つのニューラルネットワーク９０ａ，９０ｂを備えると共に、それらによって決定された操作量を統合する第２のＥＣＵ（統合ＥＣＵ）９４を備えるように構成した。
【００８６】
尚、簡略化のため、ＶＳＡ制御システムおよびＡＦＳ制御システムからなる２種の制御システムのみ示すが、４ＷＤ制御システムについても同様であることは従前の実施例と同様である。
【００８７】
第５実施例に係る車両制御装置においては、上記の如く構成したので、第１実施例で述べた効果に加え、第４実施例と同様の効果を得ることができる。
【実施例６】
【００８８】
図１３は、この発明の第６実施例に係る車両制御装置を全体的に示す概略図である。
【００８９】
第６実施例に係る車両制御装置は第１実施例の変形であって、前記した３種の制御システムの少なくともいずれかについて、その制御応答性の変更指示を入力するマニュアル調整スイッチ（マニュアル調整ＳＷ。変更指示入力手段）１００を備え、その出力を入力パラメータとして追加するようにした。
【００９０】
図１４は、そのマニュアル調整スイッチ１００を示す説明図である。スイッチ１００は図示の如く、安定化において強、中、弱を指示する３種のノブ１００ａを備えた切り替えスイッチからなる。ここで「安定化」は車両１０の挙動の安定度、換言すれば３種の制御システムの制御応答性における強弱を示す。尚、それらに代え、運転自由度などが変更できるようにしても良い。
【００９１】
スイッチ１００は車両１０の運転席に設置され、運転者によって操作自在とされる。尚、装置の開発段階によって開発者によって操作できるようにしても良い。
【００９２】
第６実施例に係る車両制御装置においては、上記の如く構成したので、第１実施例で述べた効果に加え、運転者が変更指示を入力する場合、制御応答性などを運転者の好みに応じて変更できると共に、装置の開発段階において開発者が入力するとき、セッティングが容易となる。
【実施例７】
【００９３】
図１５は、この発明の第７実施例に係る車両制御装置を全体的に示す概略図である。
【００９４】
第７実施例に係る車両制御装置は第２実施例と第６実施例の組み合わせであって、第２実施例の構成にマニュアル調整スイッチ（変更指示入力手段）１００を加え、その出力を入力パラメータとして追加するようにした。
【００９５】
第７実施例に係る車両制御装置においては、上記の如く構成したので、第２実施例で述べた効果に加え、第６実施例で述べたのと同様の効果を得ることができる。
【実施例８】
【００９６】
図１６は、この発明の第８実施例に係る車両制御装置を全体的に示す概略図である。
【００９７】
第８実施例に係る車両制御装置は第３実施例と第６実施例の組み合わせであって、第３実施例の構成にマニュアル調整スイッチ（変更指示入力手段）１００を加え、その出力を入力パラメータとして追加するようにした。
【００９８】
第８実施例に係る車両制御装置においては、上記の如く構成したので、第３実施例で述べた効果に加え、第６実施例で述べたのと同様の効果を得ることができる。
【実施例９】
【００９９】
図１７は、この発明の第９実施例に係る車両制御装置を全体的に示す概略図である。
【０１００】
第９実施例に係る車両制御装置にあっては、図示の如く、ヨーレートセンサ７２を通じて検出された実ヨーレートと、予め設定された規範ヨーレートとのヨーレート偏差を算出するヨーレート偏差算出部１０２と、ヨーレートセンサ７２などの複数個のセンサ（およびマニュアル調整スイッチ１００）の出力と算出されたヨーレート偏差を変数として入力し、３種（複数）の制御システムのアクチュエータのそれぞれの操作量を出力する少なくとも１つのニューラルネットワーク９０を備える如く構成した。
【０１０１】
尚、規範ヨーレートは操舵角と車速に基づいて適宜算出される。
【０１０２】
第９実施例に係る車両制御装置においては、上記の如く検出されたヨーレートと、予め設定された規範ヨーレートとのヨーレート偏差を算出するヨーレート偏差算出部１０２、および複数個のセンサの出力と算出されたヨーレート偏差を変数として入力し、複数の制御システムのアクチュエータのそれぞれの操作量を出力する少なくとも１つのニューラルネットワーク９０を備える如く構成したので、制御干渉を防止できることに加え、従来技術において制御装置が個々の制御システムとして機能する場合に予めそれぞれのアクチュエータへの操作量を実験により求めてそれぞれプログラム化しておく必要があったのに対し、各アクチュエータに対する操作量を統合的に決定することができるので、プログラムを一極集中させることができる。
【０１０３】
また、ニューラルネットワークを介して各アクチュエータの操作量を決定することで、複数種の制御システムの協調制御を簡便に行うことができる。
【０１０４】
また、ニューラルネットワークにおいて、結合重みやしきい値を適宜設定することで、タイヤの摩擦円を有効に利用することができる。即ち、従来技術において制御装置が独立の制御システムとして機能して前記した種々のアクチュエータの操作量を決定しようとすると、例えば車両の横滑りを防止すべく、ＶＳＡ制御システムにおいてブレーキ油圧機構が前輪の外輪側のブレーキを作動させているとき、ＡＦＳ制御システムにおいて電動モータの作動量を増加させた場合など、前、後輪に作用する横力が摩擦円の範囲を超える場合も生じ得るが、ニューラルネットワークを介して各アクチュエータの操作量を決定することで、そのような不都合を回避することができる。
【０１０５】
また、ニューラルネットワークが学習機能を備えるとき、アクチュエータのいずれかが故障したときも、従来技術においてはアクチュエータごとに予めその対応を設定しておく必要があったのに対し、学習によって自動的に補完することができる。また、アクチュエータが追加されたときも、簡単に対応することができる。
【０１０６】
また、ヨーレート偏差でニューラルネットワークの調整を行うことができ、最適の設定を容易に行なうことができる。さらに、システムの故障や経年変化を生じても、ヨーレート偏差に応じて重み付けを変更することが可能となり、その影響を低減することができる。
【０１０７】
さらに、複数の制御システムの少なくともいずれかについて、その制御応答性および運転自由度の少なくともいずれかの変更指示を入力する変更指示入力手段を備える如く構成したので、上記した効果に加え、運転者が変更指示を入力する場合、制御応答性などを運転者の好みに応じて変更できると共に、開発者が入力するとき、セッティングが容易となる。
【実施例１０】
【０１０８】
図１８は、この発明の第１０実施例に係る車両制御装置を全体的に示す概略図である。
【０１０９】
第１０実施例に係る車両制御装置は第２実施例と第９実施例の組み合わせであって、第２実施例の構成に、第９実施例のヨーレート偏差算出部１０２などの構成を追加するようにした。
【０１１０】
第１０実施例に係る車両制御装置においては、上記の如く構成したので、第２実施例で述べた効果に加え、第９実施例で述べたのと同様の効果を得ることができる。
【実施例１１】
【０１１１】
図１９は、この発明の第１１実施例に係る車両制御装置を全体的に示す概略図である。
【０１１２】
第１１実施例に係る車両制御装置は第３実施例と第９実施例の組み合わせであって、第３実施例の構成に、第９実施例のヨーレート偏差算出部１０２などの構成を追加するようにした。
【０１１３】
第１１実施例に係る車両制御装置においては、上記の如く構成したので、第３実施例で述べた効果に加え、第９実施例で述べたのと同様の効果を得ることができる。
【０１１４】
上記の如く、第１から第１１実施例においては、車両１０の運動を制御する複数の制御システムを備え、前記複数の制御システムのそれぞれが、前記車両の走行速度と、前記車両の重心位置に鉛直軸回りに作用するヨーレートと、前記車両の進行方向に直交する横方向から前記車両に作用する横加速度とを少なくとも含む、前記車両の運動状態を検出する複数個のセンサ（車輪速センサ７０など）、前記車両のブレーキ６６の作動と、前記車両の前輪２０の操舵と、前記車両の前後輪の駆動力の配分の中の少なくともいずれかを行うアクチュエータ（ブレーキ油圧機構６４、第２の電動モータ５０、電磁クラッチ２４ａ，２４ｂ）、および前記複数個のセンサの出力を制御量として入力して前記アクチュエータの操作量を決定し、決定した操作量に基づいて前記アクチュエータを駆動して前記車両の運動を制御する制御装置（ＥＣＵ３０）からなる車両制御装置において、前記複数個のセンサの出力を変数として入力し、前記複数の制御システムのアクチュエータのそれぞれの操作量を出力する少なくとも１つのニューラルネットワーク９０を備える如く構成した。
【０１１５】
また、車両１０の運動を制御する複数の制御システムを備え、前記複数の制御システムのそれぞれが、前記車両の走行速度と、前記車両の重心位置に鉛直軸回りに作用するヨーレートと、前記車両の進行方向に直交する横方向から前記車両に作用する横加速度とを少なくとも含む、前記車両の運動状態を検出する複数個のセンサ（車輪速センサ７０など）、前記車両のブレーキの作動と、前記車両の前輪２０の操舵と、前記車両の前後輪の駆動力の配分の中の少なくともいずれかを行うアクチュエータ（ブレーキ油圧機構６４、第２の電動モータ５０、電磁クラッチ２４ａ，２４ｂ）、および前記複数個のセンサの出力を制御量として入力して前記アクチュエータの操作量を決定し、決定した操作量に基づいて前記アクチュエータを駆動して前記車両の運動を制御する制御装置（ＥＣＵ３０）からなる車両制御装置において、前記複数個のセンサの出力と、前記複数の制御システムによってそれぞれ決定された前記アクチュエータのそれぞれの操作量を変数として入力し、前記操作量をそれぞれ補正する補正係数を出力する少なくとも１つのニューラルネットワーク９０、および前記操作量を対応する前記補正係数で補正して前記アクチュエータの最終操作量をそれぞれ決定して出力する補正部９２（統合ＥＣＵ９４）を備える如く構成した。
【０１１６】
また、車両１０の運動を制御する複数の制御システムを備え、前記複数の制御システムのそれぞれが、前記車両の走行速度と、前記車両の重心位置に鉛直軸回りに作用するヨーレートと、前記車両の進行方向に直交する横方向から前記車両に作用する横加速度とを少なくとも含む、前記車両の運動状態を検出する複数個のセンサ（車輪速センサ７０など）、前記車両のブレーキの作動と、前記車両の前輪２０の操舵と、前記車両の前後輪の駆動力の配分の中の少なくともいずれかを行うアクチュエータ（ブレーキ油圧機構６４、第２の電動モータ５０、電磁クラッチ２４ａ，２４ｂ）、および前記複数個のセンサの出力を制御量として入力して前記アクチュエータの操作量を決定し、決定した操作量に基づいて前記アクチュエータを駆動して前記車両の運動を制御する制御装置（ＥＣＵ３０）からなる車両制御装置において、前記複数個のセンサの出力と、前記複数の制御システムによってそれぞれ決定された前記アクチュエータのそれぞれの操作量を変数として入力し、前記操作量をそれぞれ補正する補正係数を出力する複数のニューラルネットワーク９０ａ，９０ｂ、および前記操作量を対応する前記補正係数で補正して前記アクチュエータの最終操作量をそれぞれ決定して出力する補正部９２（統合ＥＣＵ９４）を備える如く構成した。
【０１１７】
また、車両１０の運動を制御する複数の制御システムを備え、前記複数の制御システムのそれぞれが、前記車両の走行速度と、前記車両の重心位置に鉛直軸回りに作用するヨーレートと、前記車両の進行方向に直交する横方向から前記車両に作用する横加速度とを少なくとも含む、前記車両の運動状態を検出する複数個のセンサ（車輪速センサ７０など）、前記車両のブレーキの作動と、前記車両の前輪２０の操舵と、前記車両の前後輪の駆動力の配分の中の少なくともいずれかを行うアクチュエータ（ブレーキ油圧機構６４、第１、第２の電動モータ５０、電磁クラッチ２４ａ，２４ｂ）、および前記複数個のセンサの出力を制御量として入力して前記アクチュエータの操作量を決定し、決定した操作量に基づいて前記アクチュエータを駆動して前記車両の運動を制御する制御装置（ＥＣＵ３０）からなる車両制御装置において、前記検出されたヨーレートと、予め設定された規範ヨーレートとのヨーレート偏差を算出するヨーレート偏差算出部１０２、および前記複数個のセンサの出力と前記算出されたヨーレート偏差を変数として入力し、前記複数の制御システムのアクチュエータのそれぞれの操作量を出力する少なくとも１つのニューラルネットワーク９０を備える如く構成した。
【０１１８】
さらに、前記複数の制御システムの少なくともいずれかについて、その制御応答性および運転自由度の少なくともいずれかの変更指示を入力する変更指示入力手段（マニュアル調整スイッチ１００）を備える如く構成した。
【０１１９】
尚、上記において、ニューラルネットワークを３層の階層型から構成したが、それに限定されるものではなく、どのようなものでも良い。また、その個数も図示例に限定されるものではない。
【０１２０】
また、上記において、車両の運動制御の例としてサスペンション制御などを加えても良い。
【図面の簡単な説明】
【０１２１】
【図１】この発明の第１実施例に係る車両制御装置を全体的に示す概略図である。
【図２】図１に示すＥＣＵの構成を入出力も含めて機能的に示すブロック図である。
【図３】図２に示すニューラルネットワークの構造を示す説明図である。
【図４】図３の構成で使用される活性化関数の例を示す説明図である。
【図５】第１実施例に係る車両制御装置のシミュレーション結果を示すデータ図である。
【図６】同様に、第１実施例に係る車両制御装置のシミュレーション結果を示すデータ図である。
【図７】同様に、第１実施例に係る車両制御装置のシミュレーション結果を示すデータ図である。
【図８】同様に、第１実施例に係る車両制御装置のシミュレーション結果を示すデータ図である。
【図９】この発明の第２実施例に係る車両制御装置を全体的に示す概略図である。
【図１０】この発明の第３実施例に係る車両制御装置を全体的に示す概略図である。
【図１１】この発明の第４実施例に係る車両制御装置を全体的に示す概略図である。
【図１２】この発明の第５実施例に係る車両制御装置を全体的に示す概略図である。
【図１３】この発明の第６実施例に係る車両制御装置を全体的に示す概略図である。
【図１４】図１３で使用するマニュアル調整スイッチ（変更指示入力手段）を示す説明図である。
【図１５】この発明の第７実施例に係る車両制御装置を全体的に示す概略図である。
【図１６】この発明の第８実施例に係る車両制御装置を全体的に示す概略図である。
【図１７】この発明の第９実施例に係る車両制御装置を全体的に示す概略図である。
【図１８】この発明の第１０実施例に係る車両制御装置を全体的に示す概略図である。
【図１９】この発明の第１１実施例に係る車両制御装置を全体的に示す概略図である。
【符号の説明】
【０１２２】
１０ 車両
１２ エンジン（内燃機関）
２０ 前輪
２４ リアディファレンシャル
２４ａ，２４ｂ 電磁クラッチ（アクチュエータ）
３０ ＥＣＵ（電子制御ユニット）
４２ 第１の電動モータ
５０ 第２の電動モータ（アクチュエータ）
６４ ブレーキ油圧機構（アクチュエータ）
７０ 車輪速センサ
７２ ヨーレートセンサ
７４ 横加速度センサ
７６ 操舵角センサ
８０ ロータリエンコーダ
９０ ニューラルネットワーク
９２ 補正部
９４ 第２のＥＣＵ（統合ＥＣＵ）
１００ マニュアル調整スイッチ（変更指示入力手段）
１０２ ヨーレート偏差算出部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の運動を制御する複数の制御システムを備え、前記複数の制御システムのそれぞれが、
ａ．前記車両の走行速度と、前記車両の重心位置に鉛直軸回りに作用するヨーレートと、前記車両の進行方向に直交する横方向から前記車両に作用する横加速度とを少なくとも含む、前記車両の運動状態を検出する複数個のセンサ、
ｂ．前記車両のブレーキの作動と、前記車両の前輪の操舵と、前記車両の前後輪の駆動力の配分の中の少なくともいずれかを行うアクチュエータ、
および
ｃ．前記複数個のセンサの出力を制御量として入力して前記アクチュエータの操作量を決定し、決定した操作量に基づいて前記アクチュエータを駆動して前記車両の運動を制御する制御装置、
からなる車両制御装置において、
ｄ．前記複数個のセンサの出力を変数として入力し、前記複数の制御システムのアクチュエータのそれぞれの操作量を出力する少なくとも１つのニューラルネットワーク、
を備えることを特徴とする車両制御装置。
【請求項２】
車両の運動を制御する複数の制御システムを備え、前記複数の制御システムのそれぞれが、
ａ．前記車両の走行速度と、前記車両の重心位置に鉛直軸回りに作用するヨーレートと、前記車両の進行方向に直交する横方向から前記車両に作用する横加速度とを少なくとも含む、前記車両の運動状態を検出する複数個のセンサ、
ｂ．前記車両のブレーキの作動と、前記車両の前輪の操舵と、前記車両の前後輪の駆動力の配分の中の少なくともいずれかを行うアクチュエータ、
および
ｃ．前記複数個のセンサの出力を制御量として入力して前記アクチュエータの操作量を決定し、決定した操作量に基づいて前記アクチュエータを駆動して前記車両の運動を制御する制御装置、
からなる車両制御装置において、
ｄ．前記複数個のセンサの出力と、前記複数の制御システムによってそれぞれ決定された前記アクチュエータのそれぞれの操作量を変数として入力し、前記操作量をそれぞれ補正する補正係数を出力する少なくとも１つのニューラルネットワーク、
および
ｅ．前記操作量を対応する前記補正係数で補正して前記アクチュエータの最終操作量をそれぞれ決定して出力する補正部、
を備えることを特徴とする車両制御装置。
【請求項３】
車両の運動を制御する複数の制御システムを備え、前記複数の制御システムのそれぞれが、
ａ．前記車両の走行速度と、前記車両の重心位置に鉛直軸回りに作用するヨーレートと、前記車両の進行方向に直交する横方向から前記車両に作用する横加速度とを少なくとも含む、前記車両の運動状態を検出する複数個のセンサ、
ｂ．前記車両のブレーキの作動と、前記車両の前輪の操舵と、前記車両の前後輪の駆動力の配分の中の少なくともいずれかを行うアクチュエータ、
および
ｃ．前記複数個のセンサの出力を制御量として入力して前記アクチュエータの操作量を決定し、決定した操作量に基づいて前記アクチュエータを駆動して前記車両の運動を制御する制御装置、
からなる車両制御装置において、
ｄ．前記複数個のセンサの出力と、前記複数の制御システムによってそれぞれ決定された前記アクチュエータのそれぞれの操作量を変数として入力し、前記操作量をそれぞれ補正する補正係数を出力する複数のニューラルネットワーク、
および
ｅ．前記操作量を対応する前記補正係数で補正して前記アクチュエータの最終操作量をそれぞれ決定して出力する補正部、
を備えることを特徴とする車両制御装置。
【請求項４】
さらに、
ｆ．前記複数の制御システムの少なくともいずれかについて、その制御応答性および運転自由度の少なくともいずれかの変更指示を入力する変更指示入力手段、
を備えることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の車両制御装置。
【請求項１】
車両の運動を制御する複数の制御システムを備え、前記複数の制御システムのそれぞれが、
ａ．前記車両の走行速度と、前記車両の重心位置に鉛直軸回りに作用するヨーレートと、前記車両の進行方向に直交する横方向から前記車両に作用する横加速度とを少なくとも含む、前記車両の運動状態を検出する複数個のセンサ、
ｂ．前記車両のブレーキの作動と、前記車両の前輪の操舵と、前記車両の前後輪の駆動力の配分の中の少なくともいずれかを行うアクチュエータ、
および
ｃ．前記複数個のセンサの出力を制御量として入力して前記アクチュエータの操作量を決定し、決定した操作量に基づいて前記アクチュエータを駆動して前記車両の運動を制御する制御装置、
からなる車両制御装置において、
ｄ．前記複数個のセンサの出力を変数として入力し、前記複数の制御システムのアクチュエータのそれぞれの操作量を出力する少なくとも１つのニューラルネットワーク、
を備えることを特徴とする車両制御装置。
【請求項２】
車両の運動を制御する複数の制御システムを備え、前記複数の制御システムのそれぞれが、
ａ．前記車両の走行速度と、前記車両の重心位置に鉛直軸回りに作用するヨーレートと、前記車両の進行方向に直交する横方向から前記車両に作用する横加速度とを少なくとも含む、前記車両の運動状態を検出する複数個のセンサ、
ｂ．前記車両のブレーキの作動と、前記車両の前輪の操舵と、前記車両の前後輪の駆動力の配分の中の少なくともいずれかを行うアクチュエータ、
および
ｃ．前記複数個のセンサの出力を制御量として入力して前記アクチュエータの操作量を決定し、決定した操作量に基づいて前記アクチュエータを駆動して前記車両の運動を制御する制御装置、
からなる車両制御装置において、
ｄ．前記複数個のセンサの出力と、前記複数の制御システムによってそれぞれ決定された前記アクチュエータのそれぞれの操作量を変数として入力し、前記操作量をそれぞれ補正する補正係数を出力する少なくとも１つのニューラルネットワーク、
および
ｅ．前記操作量を対応する前記補正係数で補正して前記アクチュエータの最終操作量をそれぞれ決定して出力する補正部、
を備えることを特徴とする車両制御装置。
【請求項３】
車両の運動を制御する複数の制御システムを備え、前記複数の制御システムのそれぞれが、
ａ．前記車両の走行速度と、前記車両の重心位置に鉛直軸回りに作用するヨーレートと、前記車両の進行方向に直交する横方向から前記車両に作用する横加速度とを少なくとも含む、前記車両の運動状態を検出する複数個のセンサ、
ｂ．前記車両のブレーキの作動と、前記車両の前輪の操舵と、前記車両の前後輪の駆動力の配分の中の少なくともいずれかを行うアクチュエータ、
および
ｃ．前記複数個のセンサの出力を制御量として入力して前記アクチュエータの操作量を決定し、決定した操作量に基づいて前記アクチュエータを駆動して前記車両の運動を制御する制御装置、
からなる車両制御装置において、
ｄ．前記複数個のセンサの出力と、前記複数の制御システムによってそれぞれ決定された前記アクチュエータのそれぞれの操作量を変数として入力し、前記操作量をそれぞれ補正する補正係数を出力する複数のニューラルネットワーク、
および
ｅ．前記操作量を対応する前記補正係数で補正して前記アクチュエータの最終操作量をそれぞれ決定して出力する補正部、
を備えることを特徴とする車両制御装置。
【請求項４】
さらに、
ｆ．前記複数の制御システムの少なくともいずれかについて、その制御応答性および運転自由度の少なくともいずれかの変更指示を入力する変更指示入力手段、
を備えることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の車両制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【公開番号】特開２００６−７８２３（Ｐ２００６−７８２３Ａ）
【公開日】平成１８年１月１２日（２００６．１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−１８４０７６（Ｐ２００４−１８４０７６）
【出願日】平成１６年６月２２日（２００４．６．２２）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１月１２日（２００６．１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年６月２２日（２００４．６．２２）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
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