(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の車輪を有する車両の操縦者による該車両の運転操作状態を示す運転操作量を出力する運転操作量出力手段と、前記車両の所定の運動を操作可能に該車両に設けられたアクチュエータ装置と、前記アクチュエータ装置の動作を制御するアクチュエータ装置制御手段とを備えた車両の制御装置において、
前記車両の実際の運動に関する所定の状態量である実状態量を検出または推定する実状態量把握手段と
少なくとも前記運転操作量に応じて、前記車両の動特性を表現する第１車両モデル上での車両の運動である車両モデル運動を決定する車両モデル運動決定手段と、
前記検出または推定された実状態量と、前記車両モデル運動に関する前記所定の状態量であるモデル状態量との偏差である第１状態量偏差に応じて、所定のフィードバック制御則により、実際の車両の前記アクチュエータ装置を操作するための実車アクチュエータ操作用制御入力と前記車両モデル運動を操作するための車両モデル操作用制御入力とを決定する状態量偏差応動制御手段とを備え、
前記アクチュエータ装置制御手段は、少なくとも前記実車アクチュエータ操作用制御入力に応じて前記アクチュエータ装置を制御する手段であり、
前記車両モデル運動決定手段は、少なくとも前記運転操作量と前記車両モデル操作用制御入力とに応じて前記車両モデル運動を決定する手段であることを特徴とする車両の制御装置。
【請求項２】
前記車両モデル操作用制御入力は、前記第１車両モデル上の車両に作用させる仮想的外力であることを特徴とする請求項１記載の車両の制御装置。
【請求項３】
前記車両モデル操作用制御入力は、前記第１車両モデル上のアクチュエータ装置の操作量であることを特徴とする請求項１記載の車両の制御装置。
【請求項４】
前記アクチュエータ装置制御手段は、少なくとも前記運転操作量に応じて前記アクチュエータ装置の動作を規定する制御入力の基本値である実車用基本制御入力を決定する手段を備え、
前記実車アクチュエータ操作用制御入力は、前記実車用基本制御入力を修正するための修正量であり、
前記アクチュエータ装置制御手段は、前記決定した実車用基本制御入力を前記実車アクチュエータ操作用制御入力により修正してなる制御入力に応じて前記アクチュエータ装置を制御することを特徴とする請求項１記載の車両の制御装置。
【請求項５】
前記アクチュエータ装置制御手段は、少なくとも前記運転操作量に応じて前記車両に作用させる路面反力の基本目標値を規定する路面反力基本目標パラメータを決定する手段を備え、
前記実車アクチュエータ用制御入力は、前記路面反力基本目標パラメータを修正するための修正パラメータであり、
前記アクチュエータ装置制御手段は、前記決定した路面反力基本目標パラメータを前記修正パラメータにより修正してなる修正済パラメータにより規定される路面反力の目標値に応じて前記アクチュエータ装置を制御することを特徴とする請求項１記載の車両の制御装置。
【請求項６】
前記車両モデル運動決定手段は、少なくとも前記運転操作量に応じて前記第１車両モデル上でのアクチュエータ装置の動作を規定する制御入力の基本値であるモデル用基本制御入力を決定する手段を備え、
前記車両モデル操作用制御入力は、前記モデル用基本制御入力を修正するための修正量であり、
前記車両モデル運動決定手段は、前記決定したモデル用基本制御入力を前記車両モデル操作用制御入力により修正してなる操作量に応じて前記第１車両モデル上のアクチュエータ装置を動作させることにより前記車両モデル運動を決定する手段であり、
前記モデル用基本制御入力が、前記実車用基本制御入力に一致することを特徴とする請求項４記載の車両の制御装置。
【請求項７】
前記車両モデル操作用制御入力は、前記第１車両モデル上の車両に作用させる仮想的外力であり、
前記車両モデル運動決定手段は、少なくとも前記運転操作量に応じて、前記第１車両モデル上の車両に作用させる路面反力を規定するモデル路面反力パラメータを決定する手段と、少なくともその決定したモデル路面反力パラメータより規定される路面反力と前記車両モデル操作用制御入力である前記仮想的外力とを前記第１車両モデル上の車両に作用させることにより、前記第１車両モデルの運動を決定する手段とから構成され、
前記モデル路面反力パラメータにより規定される路面反力が、前記路面反力基本目標パラメータにより規定される前記路面反力の基本目標値に一致することを特徴とする請求項５記載の車両の制御装置。
【請求項８】
前記状態量偏差応動制御手段は、前記路面反力の許容範囲を設定する手段を備え、前記決定された路面反力基本目標パラメータにより規定される路面反力の基本目標値を前記修正パラメータにより修正してなる修正済パラメータにより規定される路面反力の目標値が前記許容範囲に収まるという許容範囲条件を満たすように前記修正パラメータとしてのアクチュエータ操作用制御入力を決定することを特徴とする請求項５記載の車両の制御装置。
【請求項９】
前記修正パラメータは、車両の各車輪に作用する路面反力の修正量を規定するパラメータであり、
前記路面反力基本目標パラメータは、前記各車輪に作用する路面反力の基本目標値を規定するパラメータであり、
前記許容範囲は、前記各車輪に作用する路面反力の許容範囲であることを特徴とする請求項８記載の車両の制御装置。
【請求項１０】
前記状態量偏差応動制御手段は、前記第１状態量偏差を０に近づけるために車両に作用させるべき外力である偏差解消補償量を該第１状態量偏差に応じて決定する手段を備え、前記許容範囲条件を満たしつつ、前記修正パラメータにより規定される各車輪に作用する路面反力の修正量の合力が前記偏差解消補償量に近くなるように前記修正パラメータを決定することを特徴とする請求項９記載の車両の制御装置。
【請求項１１】
前記車両モデル操作用制御入力は、前記第１車両モデル上の車両に作用させる仮想的外力であり、前記状態量偏差応動制御手段は、前記路面反力の修正量の合力と前記偏差解消補償量との差に応じて前記車両モデル操作用制御入力としての前記仮想的外力を決定する手段を備えることを特徴とする請求項１０記載の車両の制御装置。
【請求項１２】
前記車両モデル操作用制御入力は、前記第１車両モデル上のアクチュエータ装置の操作量であり、前記状態量偏差応動制御手段は、前記路面反力の修正量の合力と前記偏差解消補償量との差に応じて前記車両モデル操作用制御入力としての前記操作量を決定する手段を備えることを特徴とする請求項１０記載の車両の制御装置。
【請求項１３】
少なくとも現在時刻以前の前記運転操作量に基づいて、現在時刻から所定時間後までの期間を含む所定の期間分の運転操作量である将来運転操作量を決定する将来運転操作量決定手段と、前記第１車両モデルの状態量の最新値を起点として少なくとも前記将来運転操作量に基づいて、前記第１車両モデルの将来挙動を予見する将来車両挙動予見手段とを備え、
前記アクチュエータ装置制御手段は、前記第１車両モデルの将来挙動に基づいて前記実車用基本制御入力を決定することを特徴とする請求項４記載の車両の制御装置。
【請求項１４】
少なくとも現在時刻以前の前記運転操作量に基づいて、現在時刻から所定時間後までの期間を含む所定の期間分の運転操作量である将来運転操作量を決定する将来運転操作量決定手段と、
前記第１車両モデルの状態量の最新値を、前記車両の動特性を表現する第２車両モデルの状態量の起点とすると共に、前記車両の実状態量の最新値を、前記車両の動特性を表現する第３車両モデルの状態量の起点とし、現在時刻から前記所定時間後までの各時刻において、少なくとも前記第２車両モデルの状態量と前記第３車両モデルの状態量との偏差と前記将来運転操作量とに基づいて該第３車両モデル上のアクチュエータ装置の動作を規定する制御入力であるモデル制御入力を決定しつつ、前記第２車両モデルおよび第３車両モデルの将来挙動を予見する将来車両挙動予見手段とを備え、
前記アクチュエータ装置制御手段は、少なくとも前記第３車両モデルの将来挙動に基づいて前記実車アクチュエータ操作用制御入力を決定することを特徴とする請求項１記載の車両の制御装置。
【請求項１５】
少なくとも現在時刻以前の前記運転操作量に基づいて、現在時刻から所定時間後までの期間を含む所定の期間分の運転操作量である将来運転操作量を決定する将来運転操作量決定手段と、
少なくとも前記運転操作量に基づいて、前記第１車両モデルが追従すべき規範運動の状態量を前記車両の動特性を表現する規範動特性モデルにより逐次決定する規範運動状態量決定手段と、
前記規範運動の状態量の最新値を、前記車両の動特性を表現する第２車両モデルの状態量の起点とすると共に、前記第１車両モデルの状態量の最新値を、前記車両の動特性を表現する第３車両モデルの状態量の起点とし、現在時刻から前記所定時間後までの各時刻において、少なくとも前記第２車両モデルの状態量と前記第３車両モデルの状態量との偏差と前記将来運転操作量とに基づいて前記第３車両モデル上のアクチュエータ装置の動作を規定する制御入力であるモデル制御入力を決定しつつ、前記第２車両モデルおよび第３車両モデルの将来挙動を予見する将来車両挙動予見手段とを備え、
前記アクチュエータ装置制御手段は、少なくとも前記第３車両の将来挙動に基づいて前記実車用基本制御入力を決定することを特徴とする請求項４記載の車両の制御装置。
【請求項１６】
前記規範運動状態量決定手段は、少なくとも前記第１車両モデルの状態量と前記規範運動の状態量との差と、前記運転操作量とに応じて、新たな前記規範運動の状態量を決定することを特徴とする請求項１５記載の車両の制御装置。
【請求項１７】
前記車両モデル運動に対する規範の運動である規範運動を少なくとも前記運転操作量に応じて決定する規範運動決定手段と、
その決定された規範運動に関する所定の第２状態量と、前記決定された第１車両モデル運動に関する所定の第２状態量との偏差である第２状態量偏差を０に近づけるために車両に作用させるべき外力であるモデル復元補償量を該第２状態量偏差に応じて決定する手段とを備え、
前記路面反力基本目標パラメータを決定する手段は、少なくとも、前記モデル復元補償量に応じて前記路面反力基本目標パラメータを決定することを特徴とする請求項５記載の車両の制御装置。
【請求項１８】
前記車両モデル運動に対する規範の運動である規範運動を少なくとも前記運転操作量に応じて決定する規範運動決定手段を備え、
前記モデル用基本制御入力を決定する手段は、少なくとも、その決定された規範運動に関する所定の第２状態量と、前記決定された第１車両モデル運動に関する所定の第２状態量との偏差である第２状態量偏差に応じて、該差を０に近づけるように、前記モデル用基本制御入力を決定することを特徴とする請求項６記載の車両の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は自動車（エンジン自動車）、ハイブリッド車、電気自動車、自動二輪車など、複数の車輪を有する車両の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車などの車両には、主な機構として、車輪にエンジンなどの推進力発生源から駆動力を伝達したり、あるいは制動力を付与する駆動・制動系と、車両の操舵輪を操舵するためのステアリング系（操舵系）、車輪に車体を弾力的に支持させるサスペンション系などのシステムが備えられている。そして、近年、これらのシステムを、運転者によるステアリングホイール（ハンドル）や、アクセルペダル、ブレーキペダルなどの操作（人為的操作）に応じて受動的に動作させるだけでなく、種々の電動式もしくは油圧式のアクチュエータを備えて、そのアクチュエータの動作を車両の走行状態や環境条件などに応じて能動的（積極的）に制御するようにしたものが知られている。（例えば「自動車技術ハンドブック  基礎・理論編（第１分冊）／社団法人自動車技術会発行（１９９２年６月１５日発行）」（以下、非特許文献１という）の第２２０頁の6.8.1を参照）。【０００３】
例えばステアリング系に関しては、上記非特許文献１の第２２５頁の図６−９９（ａ）には、モデルフォローイング方式という制御方式が示されている。この制御方式では、運転者によるステアリングホイールの操舵角が、ヨー角速度と横加速度の操舵応答特性をあらかじめ設定した規範モデルに入力される。そして、その規範モデルの出力に車両モデルを追従させるように車両モデルの入力が決定され、それを実際の車両（実際のステアリング系）に追加入力することで、実際の車両のステアリング系が操作される。【０００４】
しかしながら、前記非特許文献１に見られるような技術では、次のような不都合があった。すなわち、実際の車両の挙動は、路面の摩擦係数の変化など、種々様々の外乱要因の影響を受ける。一方、車両の挙動を表現する車両モデルは、あらゆる外乱要因を考慮して構築することは事実上困難であり、ある標準的な環境条件を想定して構築せざるを得ない。また、種々様々な外乱要因を考慮して車両モデルを構築しても、その車両モデルの挙動を規定する各種のパラメータには誤差（モデル化誤差）が生じる。このため、非特許文献１の第２２５頁の図６−９９（ａ）に見られる技術では、実際の車両に作用する種々様々の外乱要因、あるいはその変化によって、実際の車両の挙動と車両モデルの挙動との差（ずれ）が大きくなることがある。そして、このような場合には、実際の車両の挙動に適合しない制御入力（操作量）で車両のアクチュエータの動作が制御されたり、アクチュエータの動作がリミッタにより制限されることとなり、該アクチュエータの動作を好適に制御することが困難となる。【０００５】
また、駆動・制動系、ステアリング系、あるいはサスペンション系をアクチュエータを介して能動的に制御する従来のものでは、車両の状態量（車速、エンジンの回転速度など）や、車両の走行環境（路面の摩擦係数など）をセンサを介して検出したり、オブザーバなどにより推定し、それらの検出値および推定値から、あらかじめ走行実験などを基に設定されたマップなどを用いてアクチュエータの操作量（アクチュエータに対する制御入力）を決定することが一般的である。しかるに、このような技術でも、車両の状態量や走行環境の検出誤差あるいは推定誤差によって、実際の車両の挙動に適合しない制御入力（操作量）で車両のアクチュエータの動作が制御されたり、アクチュエータの動作がリミッタにより制限されることがしばしば発生する。このため、該アクチュエータの動作を好適に制御することが困難となる。【０００６】
本発明はかかる背景に鑑みてなされたものであり、可能な限り実際の車両の挙動に適したアクチュエータの動作制御を行いつつ、外乱要因あるいはその変化に対するロバスト性を高めることができる車両の制御装置を提供することを目的とする。
【発明の開示】
【０００７】
本発明の車両の制御装置の第１発明は、かかる目的を達成するために、複数の車輪を有する車両の操縦者による該車両の運転操作状態を示す運転操作量を出力する運転操作量出力手段と、前記車両の所定の運動を操作可能に該車両に設けられたアクチュエータ装置と、前記アクチュエータ装置の動作を制御するアクチュエータ装置制御手段とを備えた車両の制御装置において、
前記車両の実際の運動に関する所定の状態量である実状態量を検出または推定する実状態量把握手段と
少なくとも前記運転操作量に応じて、前記車両の動特性を表現する第１車両モデル上での車両の運動である車両モデル運動を決定する車両モデル運動決定手段と、
前記検出または推定された実状態量と、前記車両モデル運動に関する前記所定の状態量であるモデル状態量との偏差である第１状態量偏差に応じて、所定のフィードバック制御則により、実際の車両の前記アクチュエータ装置を操作するための実車アクチュエータ操作用制御入力と前記車両モデル運動を操作するための車両モデル操作用制御入力とを決定する状態量偏差応動制御手段とを備え、
前記アクチュエータ装置制御手段は、少なくとも前記実車アクチュエータ操作用制御入力に応じて前記アクチュエータ装置を制御する手段であり、
前記車両モデル運動決定手段は、少なくとも前記運転操作量と前記車両モデル操作用制御入力とに応じて前記車両モデル運動を決定する手段であることを特徴とする。
【０００８】
かかる第１発明によれば、前記第１状態量偏差に応じて、前記所定のフィードバック制御則により、前記実車アクチュエータ操作用制御入力と前記車両モデル操作用制御入力とが決定される。従って、これらの制御入力は、前記第１状態量偏差を０に近づけるように決定される。そして、前記アクチュエータ装置制御手段は、少なくとも前記実車アクチュエータ操作用制御入力に応じて前記アクチュエータ装置を制御する。また、前記車両モデル運動決定手段は、少なくとも前記運転操作量と前記車両モデル操作用制御入力とに応じて前記車両モデル運動を決定する。従って、第１発明によれば、実際の車両（以下、本欄では実車ということがある）の運動に関する実状態量と前記車両モデル上での車両の運動（車両モデル運動）に関する状態量とが相互に近づくように、実車の運動と車両モデル運動との両者が操作されることとなる。つまり、車両モデル運動が実車の運動からかけ離れないように修正を受けつつ、実車の運動が車両モデル運動に追従するように実車の運動が制御される。
【０００９】
このため、車両モデル上で想定されていない外乱要因が実際の車両に作用したり、あるいは、車両モデルのモデル化誤差が車両モデル運動の状態量に蓄積しても、前記第１状態量偏差が過大になるのを防止できる。
【００１０】
その結果、可能な限り実車の挙動に適したアクチュエータ装置の動作制御を行いつつ、外乱要因あるいはその変化に対して車両の制御のロバスト性を高めることができる。
【００１１】
なお、本明細書では、車両の位置および姿勢とそれらの時間的変化を総称的に車両の運動という。車両の位置は、車両のある部位（車体など）に固定的に設定されたある代表点（重心など）の空間的な位置を意味する。車両の姿勢は、車両のある部位（車体など）の空間的な向きを意味し、ピッチ方向の姿勢（車幅方向（左右方向）の軸回りの傾斜角）、ロール方向の姿勢（車長方向（前後方向）の軸回りの傾斜角）およびヨー方向の姿勢（鉛直軸回りの回転角）から構成される。姿勢に関する傾斜角あるいは回転角は総称的に姿勢角という。そして、車両の運動に関する状態量は、車両の位置あるいは姿勢、あるいは、その変化速度もしくは変化加速度を意味する。その状態量は、車両の位置に関する状態量および姿勢に関する状態量の両者を含むか、もしくは、いずれか一方の状態量を含む。また、その状態量は、位置あるいは姿勢に関する空間的な全ての成分を含む必要はなく、ある１つの成分または２つの成分であってもよい。
【００１２】
かかる第１発明では、前記車両モデル操作用制御入力は、例えば、前記第１車両モデル上の車両に作用させる仮想的外力、あるいは、前記第１車両モデル上のアクチュエータ装置の操作量である（第２発明、第３発明）。いずれであっても、車両モデル上の車両の運動を前記車両モデル制御用入力によって操作できる。なお、車両モデル操作用制御入力を仮想的外力とした場合、その仮想的外力は、第１車両モデル上の車両のうちの車体（いわゆる、ばね上部分）に作用させることが好ましい。また、該仮想的外力は、並進力成分とモーメント成分とのうちの少なくともいずれか一方が含まれていればよい。そして、並進力成分またはモーメント成分は、必ずしも３次元ベクトル量である必要はなく、１つ、または２つの軸方向成分だけから構成されていてもよい。
【００１３】
また、第１発明においては、前記アクチュエータ装置制御手段は、少なくとも前記運転操作量に応じて前記アクチュエータ装置の動作を規定する制御入力の基本値である実車用基本制御入力を決定する手段を備え、前記実車アクチュエータ操作用制御入力は、前記実車用基本制御入力を修正するための修正量であり、前記アクチュエータ装置制御手段は、前記決定した実車用基本制御入力を前記実車アクチュエータ操作用制御入力により修正してなる制御入力に応じて前記アクチュエータ装置を制御することが好ましい（第４発明）。
【００１４】
これによれば、前記実車用基本制御入力が前記アクチュエータ装置に対してフィードフォワード量（フィードフォワード制御入力）として機能し、そのフィードフォワード量を中心に、アクチュエータ装置の制御入力が前記修正量としての実車アクチュエータ操作用制御入力により調整される。このため、アクチュエータ装置の制御の安定性を高めることができる。
【００１５】
また、前記第１発明においては、前記アクチュエータ装置制御手段は、少なくとも前記運転操作量に応じて前記車両に作用させる路面反力（車両が路面から受ける反力）の基本目標値を規定する路面反力基本目標パラメータを決定する手段を備え、前記実車アクチュエータ用制御入力は、前記路面反力基本目標パラメータを修正するための修正パラメータであり、前記アクチュエータ装置制御手段は、前記決定した路面反力基本目標パラメータを前記修正パラメータにより修正してなる修正済パラメータにより規定される路面反力の目標値に応じて前記アクチュエータ装置を制御することが好ましい（第５発明）。
【００１６】
この第５発明によれば、前記路面反力基本目標パラメータが前記アクチュエータ装置に対してフィードフォワード量（フィードフォワード制御入力）として機能し、そのフィードフォワード量に規定される路面反力の基本目標値を中心に、アクチュエータ装置の制御入力（前記修正済パラメータ）により規定される路面反力の目標値が前記修正パラメータとしての実車アクチュエータ操作用制御入力により調整される。このため、前記第４発明と同様に、アクチュエータ装置の制御の安定性を高めることができる。そして、この場合、アクチュエータ装置の制御入力は、路面反力の目標値を規定するものとなるので、前記第１状態量偏差を０に近づけつつ、実際の車両に作用する路面反力を所望の路面反力に制御することができる。
【００１７】
なお、この第５発明は、前記第４発明の実車用基本制御入力として、前記路面反力基本目標パラメータを用い、前記第４発明の修正量として、前記修正パラメータを用いたものに相当する。また、第５発明における路面反力は、並進力成分とモーメント成分とのうちの少なくともいずれか一方が含まれていればよい。そして、並進力成分またはモーメント成分は、必ずしも３次元ベクトル量である必要はなく、１つ、または２つの軸方向成分だけから構成されていてもよい。
【００１８】
また、前記第４発明では、前記車両モデル運動決定手段は、少なくとも前記運転操作量に応じて前記第１車両モデル上でのアクチュエータ装置の動作を規定する制御入力の基本値であるモデル用基本制御入力を決定する手段を備え、前記車両モデル操作用制御入力は、前記モデル用基本制御入力を修正するための修正量であり、前記車両モデル運動決定手段は、前記決定したモデル用基本制御入力を前記車両モデル操作用制御入力により修正してなる操作量に応じて前記第１車両モデル上のアクチュエータ装置を動作させることにより前記車両モデル運動を決定する手段であり、前記モデル用基本制御入力が、前記実車用基本制御入力に一致することが好ましい（第６発明）。
【００１９】
これによれば、実車のアクチュエータ装置と前記第１車両モデル上のアクチュエータ装置とで、同種の制御入力を使用することとなる。そして、実車のアクチュエータ装置の制御入力のフィードフォワード量としての実車用基本制御入力と、第１車両モデル上でのアクチュエータ装置の制御入力のフィードフォワード量としてのモデル用基本制御入力とを一致させるので、それらの基本制御入力を共通の手段により決定できる。そのため、本発明の制御装置のアルゴリズムを簡略化できる。また、前記第１状態量偏差が０に近いときには、実車のアクチュエータ装置と第１車両モデル上のアクチュエータ装置とにほぼ等しい制御入力が入力されることとなるので、実車の運動に整合した適切な車両モデル運動を決定できる。
【００２０】
また、前記第５発明においては、前記車両モデル操作用制御入力は、前記第１車両モデル上の車両に作用させる仮想的外力であり、前記車両モデル運動決定手段は、少なくとも前記運転操作量に応じて、前記第１車両モデル上の車両に作用させる路面反力を規定するモデル路面反力パラメータを決定する手段と、少なくともその決定したモデル路面反力パラメータより規定される路面反力と前記車両モデル操作用制御入力である前記仮想的外力とを前記第１車両モデル上の車両に作用させることにより、前記第１車両モデルの運動を決定する手段とから構成され、前記モデル路面反力パラメータにより規定される路面反力が、前記路面反力基本目標パラメータにより規定される前記路面反力の基本目標値に一致することが好ましい（第７発明）。
【００２１】
この第７発明によれば、前記モデル路面反力パラメータが、前記第１車両モデルに対するフィードフォワード量（フィードフォワード制御入力）として機能する。そして、このモデル路面反力パラメータにより規定される路面反力を実際の車両のアクチュエータ装置に対するフィードフォワード量としての前記路面反力基本目標パラメータにより規定される路面反力の基本目標値に一致させるので、それらのモデル路面反力パラメータと路面反力基本目標パラメータとを共通の手段により決定できる。そのため、前記第６発明と同様に、本発明の制御装置のアルゴリズムを簡略化できる。また、前記第１状態量偏差が０に近いときには、実車に作用する路面反力と第１車両モデル上の車両に作用する路面反力とがほぼ一致するので、実車の運動に整合した適切な車両モデル運動を決定できる。なお、第１車両モデルの運動を決定するとき、モデル路面反力パラメータより規定される路面反力と仮想的外力だけでなく、空気抵抗を第１車両モデル上の車両に作用させるようにしてもよい。
【００２２】
また、前記第５発明あるいは第７発明では、前記状態量偏差応動制御手段は、前記路面反力の許容範囲を設定する手段を備え、前記決定された路面反力基本目標パラメータにより規定される路面反力の基本目標値を前記修正パラメータにより修正してなる修正済パラメータにより規定される路面反力の目標値が前記許容範囲に収まるという許容範囲条件を満たすように前記修正パラメータとしてのアクチュエータ操作用制御入力を決定することが好ましい（第８発明）。
【００２３】
この第８発明によれば、前記修正済パラメータにより規定される路面反力の目標値が前記許容範囲に収まるように、前記アクチュエータ操作用制御入力が決定される。このため、実車に作用する路面反力を適切な路面反力（車両の車輪のすべり等を防止し得る路面反力）に維持しながら、実車の運動を適切に制御できる。
【００２４】
なお、路面反力の許容範囲としては、路面と平行な方向あるいは水平方向の路面反力の並進力成分（すなわち摩擦力成分）の許容範囲や、鉛直方向もしくは路面に垂直な方向の路面反力の並進力成分の許容範囲が挙げられる。その許容範囲は、車両の各車輪ごとの許容範囲でもよいが、それらの車輪の路面反力の合力の許容範囲であってもよい。あるいは、車両の車輪をいくつかのグループに分類し、その各グループ毎に、路面反力の許容範囲を設定してもよい。
【００２５】
上記第８発明では、前記修正パラメータは、車両の各車輪に作用する路面反力の修正量を規定するパラメータであり、前記路面反力基本目標パラメータは、前記各車輪に作用する路面反力の基本目標値を規定するパラメータであり、前記許容範囲は、前記各車輪に作用する路面反力の許容範囲であることが好ましい（第９発明）。
【００２６】
これによれば、実車の各車輪毎に、それに作用する路面反力を適切な路面反力に維持できるので、実車の運動をより適切に制御できる。
【００２７】
そして、この第９発明では、前記状態量偏差応動制御手段は、前記第１状態量偏差を０に近づけるために車両に作用させるべき外力である偏差解消補償量を該第１状態量偏差に応じて決定する手段を備え、前記許容範囲条件を満たしつつ、前記修正パラメータにより規定される各車輪に作用する路面反力の修正量の合力が前記偏差解消補償量に近くなるように前記修正パラメータを決定することが好ましい（第１０発明）。
【００２８】
この第１０発明によれば、実車が路面反力の許容範囲条件を満たし得る範囲内で、可能な限り前記第１状態量偏差を０に近づけるように実車のアクチュエータ装置に対するアクチュエータ操作用制御入力（前記修正パラメータ）を決定できる。このため、該運動の規範となる車両モデル運動の、前記第１状態量偏差に応じた操作を可能な限り少なくすることができる。従って、実車が路面反力の許容範囲条件を満たし得る範囲内で、実車の運動を理想的な運動に近い運動に適切に制御できる。
【００２９】
なお、第１０発明における偏差解消補償量は、並進力成分とモーメント成分とのうちの少なくともいずれか一方が含まれていればよい。そして、並進力成分またはモーメント成分は、必ずしも３次元ベクトル量である必要はなく、１つ、または２つの軸方向成分だけから構成されていてもよい。
【００３０】
この第１０発明では、前記車両モデル操作用制御入力は、前記第１車両モデル上の車両に作用させる仮想的外力であり、前記状態量偏差応動制御手段は、前記路面反力の修正量の合力と前記偏差解消補償量との差に応じて前記車両モデル操作用制御入力としての前記仮想的外力を決定する手段を備えることが好ましい（第１１発明）。
【００３１】
あるいは、前記車両モデル操作用制御入力は、前記第１車両モデル上のアクチュエータ装置の操作量であり、前記状態量偏差応動制御手段は、前記路面反力の修正量の合力と前記偏差解消補償量との差に応じて前記車両モデル操作用制御入力としての前記操作量を決定する手段を備えることが好ましい（第１２発明）。
【００３２】
これらの第１１発明あるいは第１２発明によれば、前記路面反力の修正量の合力と前記偏差解消補償量との差に応じて前記車両モデル操作用制御入力を決定するので、実車のアクチュエータ装置を制御するだけでは、路面反力許容条件を満たしつつ前記第１状態量偏差を０に近づけることができない場合に、車両モデル運動が前記第１状態量偏差を０に近づけるように操作されることとなる。このため、実車の路面反力が許容範囲を逸脱しそうな状況であっても、第１状態量偏差が過大になるの防止でき、ひいては、実車の運動の適切な制御を継続できる。
【００３３】
なお、前記第１０〜第１２発明では、前記偏差解消補償量、または、該偏差解消補償量の所定の成分が十分に０に近いとき（０近傍の所定の範囲内にあるとき）には、前記アクチュエータ操作用制御入力を０にするようにしてもよい。このようにすることで、実車のアクチュエータ装置が、第１状態量偏差に応じて頻繁に制御されることを防止できる。
【００３４】
また、前記第４発明（あるいは、これを必要要件とする発明）では、少なくとも現在時刻以前の前記運転操作量に基づいて、現在時刻から所定時間後までの期間を含む所定の期間分の運転操作量である将来運転操作量を決定する将来運転操作量決定手段と、前記第１車両モデルの状態量の最新値を起点として少なくとも前記将来運転操作量に基づいて、前記第１車両モデルの将来挙動を予見する将来車両挙動予見手段とを備え、前記アクチュエータ装置制御手段は、前記第１車両モデルの将来挙動に基づいて前記実車用基本制御入力を決定することが好ましい（第１３発明）。
【００３５】
この第１３発明によれば、アクチュエータ装置の新たな制御入力を決定しようとする時（現在時刻）において、前記将来運転操作量（これは将来の運転操作量の予測値を意味する）が決定される。そして、第１車両モデルの状態量の最新値（すなわち現在時刻の最新の状態量）を起点として、少なくとも前記将来運転操作量に基づいて前記第１車両モデルの将来挙動が予見される。この場合、本発明では、第１車両モデルの状態量と実車の状態量とは互いに近づくように制御されるので、第１車両モデルの将来挙動は、実車の将来挙動を予測するものとなる。従って、第１車両モデルの将来挙動に基づいて、前記実車用基本制御入力（実車のアクチュエータ装置の制御入力のフィードフォワード量）を決定することにより、実車の将来の挙動を見越して、該実車用基本制御入力を決定できる。その結果、前記実車アクチュエータ操作用制御入力が、実車の将来の挙動変化などによって瞬時的に過大となるような事態を極力防止しつつ、実車の運動を適切に制御できる。
【００３６】
また、前記第１発明（あるいは第１〜第１２発明）では、少なくとも現在時刻以前の前記運転操作量に基づいて、現在時刻から所定時間後までの期間を含む所定の期間分の運転操作量である将来運転操作量を決定する将来運転操作量決定手段と、
前記第１車両モデルの状態量の最新値を、前記車両の動特性を表現する第２車両モデルの状態量の起点とすると共に、前記車両の実状態量の最新値を、前記車両の動特性を表現する第３車両モデルの状態量の起点とし、現在時刻から前記所定時間後までの各時刻において、少なくとも前記第２車両モデルの状態量と前記第３車両モデルの状態量との偏差と前記将来運転操作量とに基づいて該第３車両モデル上のアクチュエータ装置の動作を規定する制御入力であるモデル制御入力を決定しつつ、前記第２車両モデルおよび第３車両モデルの将来挙動を予見する将来車両挙動予見手段とを備え、
前記アクチュエータ装置制御手段は、少なくとも前記第３車両モデルの将来挙動に基づいて前記実車アクチュエータ操作用制御入力を決定することが好ましい（第１４発明）。
【００３７】
この第１４発明によれば、アクチュエータ装置の新たな制御入力を決定しようとする時（現在時刻）において、前記将来運転操作量（将来の運転操作量の予測値）が決定される。そして、前記第２車両モデルおよび第３車両モデルの将来挙動が予見される。この場合、第２車両モデルの将来挙動は、前記第１車両モデルの最新の状態量を起点する将来挙動であり、第３車両モデルの将来挙動は、実車の最新の状態量（最新の実状態量）を起点とする将来挙動である。そして、それらの第２車両モデルおよび第３車両モデルの将来挙動は、第３車両モデル上のアクチュエータ装置のモデル制御入力を含めて、少なくとも第２車両モデルの状態量と第３車両モデルの状態量との偏差と、前記将来運転操作量とに基づいて決定される。つまり、将来の実際の運転操作量が、前記決定した将来運転操作量であると仮定して、第２車両モデルの状態量と第３車両モデルの状態量との偏差（これは、前記第１状態量偏差の将来の推定値に相当する）が０に近づくように、第３車両モデル上のアクチュエータ装置のモデル制御入力を含めて、第２車両モデルおよび第３車両モデルの将来挙動が決定される。従って、第２車両モデルの将来挙動は、前記第１車両モデルの将来挙動を予測するものとなり、第３車両モデルの将来挙動は、実車の将来挙動を予測するものとなる。このため、この第３車両モデルの将来挙動に基づいて、前記実車アクチュエータ操作用制御入力を決定することで、実車と第１車両モデルとの将来の挙動を見越して、該実車アクチュエータ操作制御入力を決定できる。その結果、前記実車アクチュエータ操作用制御入力が、実車の将来の挙動変化などによって瞬時的に過大となるような事態を極力防止しつつ、実車の運動を適切に制御できる。
【００３８】
補足すると、第１４発明では、第２車両モデルの将来挙動は、前記第１車両モデルの最新の状態量を起点とする将来挙動であり、第３車両モデルの将来挙動は、実車の最新の状態量（最新の実状態量）を起点とする将来挙動であるので、その起点における第２車両モデルの状態量と第３車両モデルの状態量との偏差は、前記第１発明における第１状態量偏差に相当する。
【００３９】
また、前記第４発明（もしくは、これを必要要件とする発明）では、少なくとも現在時刻以前の前記運転操作量に基づいて、現在時刻から所定時間後までの期間を含む所定の期間分の運転操作量である将来運転操作量を決定する将来運転操作量決定手段と、
少なくとも前記運転操作量に基づいて、前記第１車両モデルが追従すべき規範運動の状態量を前記車両の動特性を表現する規範動特性モデルにより逐次決定する規範運動状態量決定手段と、
前記規範運動の状態量の最新値を、前記車両の動特性を表現する第２車両モデルの状態量の起点とすると共に、前記第１車両モデルの状態量の最新値を、前記車両の動特性を表現する第３車両モデルの状態量の起点とし、現在時刻から前記所定時間後までの各時刻において、少なくとも前記第２車両モデルの状態量と前記第３車両モデルの状態量との偏差と前記将来運転操作量とに基づいて前記第３車両モデル上のアクチュエータ装置の動作を規定する制御入力であるモデル制御入力を決定しつつ、前記第２車両モデルおよび第３車両モデルの将来挙動を予見する将来車両挙動予見手段とを備え、
前記アクチュエータ装置制御手段は、少なくとも前記第３車両の将来挙動に基づいて前記実車用基本制御入力を決定することが好ましい（第１５発明）。
【００４０】
この第１５発明によれば、前記第１車両モデルが追従すべき規範運動の状態量が逐次決定される。また、アクチュエータ装置の新たな制御入力を決定しようとする時（現在時刻）において、前記将来運転操作量（将来の運転操作量の予測値）が決定される。そして、前記第２車両モデルおよび第３車両モデルの将来挙動が予見される。この場合、第２車両モデルの将来挙動は、前記規範運動の最新の状態量を起点する将来挙動であり、第３車両モデルの将来挙動は、前記第１車両モデルの最新の状態量を起点とする将来挙動である。そして、それらの第２車両モデルおよび第３車両モデルの将来挙動は、第３車両モデル上のアクチュエータ装置のモデル制御入力を含めて、少なくとも第２車両モデルの状態量と第３車両モデルの状態量との偏差と、前記将来運転操作量とに基づいて決定される。つまり、将来の実際の運転操作量が、前記決定した将来運転操作量であると仮定して、第２車両モデルの状態量と第３車両モデルの状態量との偏差（これは、将来の規範運動の状態量と将来の第１車両モデルの状態量との偏差の推定値に相当する）が０に近づくように、第３車両モデル上のアクチュエータ装置のモデル制御入力を含めて、第２車両モデルおよび第３車両モデルの将来挙動が決定される。従って、第３車両モデルの将来挙動は、将来の第１車両モデルの予測される状態量を将来の規範運動の予測される状態量に近づけるように決定される。このため、この第３車両モデルの将来挙動に基づいて、前記実車アクチュエータ操作用制御入力を決定することで、第１車両モデルの将来挙動を見越して、該第１車両モデルの状態量を規範運動の状態量に近づけながら（第１車両モデルの状態量が規範運動の状態量からかけ離れないようにしながら）、実車の状態量を第１車両モデルの状態量に近づけるように実車の運動を制御できる。その結果、前記実車アクチュエータ操作用制御入力が、実車の将来の挙動変化などによって瞬時的に過大となるような事態を極力防止しつつ、実車の運動を適切に制御できる。
【００４１】
かかる第１５発明では、前記規範運動状態量決定手段は、少なくとも前記第１車両モデルの状態量と前記規範運動の状態量との差と、前記運転操作量とに応じて、新たな前記規範運動の状態量を決定することが好ましい（第１６発明）。これによれば、実車の運動の影響を受ける第１車両モデルの状態量に対して、規範運動の状態量が大きく乖離してしまうのを防止できる。
【００４２】
また、前記第５発明（あるいは、これを必要要件とする発明）にあっては、前記車両モデル運動に対する規範の運動である規範運動を少なくとも前記運転操作量に応じて決定する規範運動決定手段と、
その決定された規範運動に関する所定の第２状態量と、前記決定された第１車両モデル運動に関する所定の第２状態量との偏差である第２状態量偏差を０に近づけるために車両に作用させるべき外力であるモデル復元補償量を該第２状態量偏差に応じて決定する手段とを備え、
前記路面反力基本目標パラメータを決定する手段は、少なくとも、前記モデル復元補償量に応じて前記路面反力基本目標パラメータを決定することが好ましい（第１７発明）。
【００４３】
この第１７発明によれば、前記第１状態量偏差と前記第２状態量偏差とを０に近づけるように実車のアクチュエータ装置に対する路面反力基本目標パラメータを決定できる。このため、実車の運動の規範となる車両モデル運動の、前記第１状態量偏差に応じた操作を少なくしつつ、該車両モデル運動の前記第２状態量を規範運動の第２状態量に近づけることができる。従って、実車の運動を理想的な運動に近い運動に適切に制御できる。
【００４４】
また、前記第６発明（あるいは、これを必要要件とする発明）にあっては、前記車両モデル運動に対する規範の運動である規範運動を少なくとも前記運転操作量に応じて決定する規範運動決定手段を備え、
前記モデル用基本制御入力を決定する手段は、少なくとも、その決定された規範運動に関する所定の第２状態量と、前記決定された第１車両モデル運動に関する所定の第２状態量との偏差である第２状態量偏差に応じて、該差を０に近づけるように、前記モデル用基本制御入力を決定することが好ましい（第１８発明）。
【００４５】
この第１８発明によれば、前記第１状態量偏差と前記第２状態量偏差とを０に近づけるように前記車両モデル上のアクチュエータ装置に対するモデル用基本制御入力を決定できる。このため、前記第１７発明と同様に、実車の運動の規範となる車両モデル運動の、前記第１状態量偏差に応じた操作を少なくしつつ、該車両モデル運動の前記第２状態量を規範運動の第２状態量に近づけることができる。従って、実車の運動を理想的な運動に近い運動に適切に制御できる。
【００４６】
なお、上記第１７発明および第１８発明では、前記第２状態量は、前記第１発明における状態量と異なる状態量でもよいが、同一であってもよい。
【００４７】
また、第１７発明および第１８発明では、前記第１１発明あるいは第１２発明と同様に、前記状態量偏差応動制御手段は、前記路面反力の修正量の合力と前記偏差解消補償量との差に応じて前記車両モデル操作用制御入力（前記仮想的外力または前記第１車両モデル上のアクチュエータ装置の操作量）を決定するようにすればよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４８】
本発明の車両の制御装置の実施形態を以下に説明する。【００４９】
まず、本明細書の実施形態における車両の概要を説明する。本明細書の実施形態で例示する車両は、４個の車輪（車両の前後に２個ずつの車輪）を備える自動車である。その自動車の構造自体は、公知のものでよいので、本明細書での詳細な図示および説明は省略するが、その概要は次の通りである。図１は、その車両の概略構成を示すブロック図である。【００５０】
図１に示す如く、車両１（自動車）は、公知の通常の自動車と同様、４個の車輪Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３，Ｗ４のうちの駆動輪に回転駆動力（車両の推進力となる回転力）を付与し、あるいは各車輪Ｗ１〜Ｗ４に制動力を付与する駆動・制動装置３Ａ（駆動・制動系）と、４個の車輪Ｗ１〜Ｗ４のうちの操舵輪（通常は前輪Ｗ１，Ｗ２）を操舵するステアリング装置３Ｂ（ステアリング系）と、４個の車輪Ｗ１〜Ｗ４に車体１Ｂを弾力的に支持するサスペンション装置３Ｃ（サスペンション系）とを備えている。【００５１】
これらの装置３Ａ，３Ｂ，３Ｃは、車両１の運動を操作する機能を持つ。例えば駆動・制動装置３Ａは、主に、車両１の進行方向の位置、速度、加速度を操作する機能を持つ。ステアリング装置３Ｂは、主に、車両１のヨー方向の姿勢を操作する機能を持つ。サスペンション装置３Ｃは、主に、車両１の車体１Ｂのピッチ方向およびロール方向の姿勢、あるいは車体１Ｂの路面からの高さ（車輪Ｗ１〜Ｗ４に対する車体１Ｂの上下方向の位置）を操作する機能を持つ。なお、本明細書では、「姿勢」は空間的な向きを意味する。【００５２】
駆動・制動装置３Ａは、詳細な図示は省略するが、より詳しくは車両１の動力発生源（車両１の推進力発生源）としてのエンジン（内燃機関）と、このエンジンの出力（回転駆動力）を車輪Ｗ１〜Ｗ４のうちの駆動輪に伝達する動力伝達系と、各車輪Ｗ１〜Ｗ４に制動力を付与するブレーキ装置とを備えている。動力伝達系には、変速装置、差動歯車装置などが含まれる。駆動輪は、２つの前輪Ｗ１，Ｗ２、あるいは、２つの後輪Ｗ３，Ｗ４、あるいは、前輪Ｗ１，Ｗ２および後輪Ｗ３，Ｗ４の両者（４個の車輪Ｗ１〜Ｗ４）のいずれでもよい。【００５３】
なお、実施形態で説明する車両１は、動力発生源としてエンジンを備えるものであるが、エンジンと電動モータとを動力発生源として備えた車両（いわゆるパラレル型のハイブリッド車両）や電動モータを動力発生源として備えた車両（いわゆる電気自動車、あるいはシリーズ型のハイブリッド車両）であってもよい。【００５４】
また、車両１（自動車）を運転者が操縦するために操作する操作器５（人為的操作器）として、ステアリングホイール（ハンドル）、アクセルペダル、ブレーキペダル、シフトレバーなどが車両１の車室内に備えられている。【００５５】
操作器５のうちのステアリングホイールは、前記ステアリング装置３Ｂの動作に関連している。該ステアリングホイールを回転操作することで、これに応じてステアリング装置３Ｂにより車輪Ｗ１〜Ｗ４のうちの操舵輪（通常は２個の前輪Ｗ１，Ｗ２）が操舵される。【００５６】
操作器５のうちのアクセルペダル、ブレーキペダルおよびシフトレバーは、前記駆動・制動装置３Ａの動作に関連するものである。すなわち、アクセルペダルの操作量（踏み込み量）に応じてエンジンに備えられたスロットル弁の開度が変化し、エンジンの吸入空気量および燃料噴射量（ひいてはエンジンの出力）が調整される。また、ブレーキペダルの操作量（踏み込み量）に応じてブレーキ装置が作動し、ブレーキペダルの操作量に応じた制動力が各車輪Ｗ１〜Ｗ４に付与される。また、シフトレバーを操作することで、変速装置の変速比等、該変速装置の動作状態が変化し、エンジンから駆動輪に伝達されるトルクの調整などが行なわれる。【００５７】
なお、運転者（車両１の操縦者）によるステアリングホイールなどの各操作器５の運転操作状態は、図示を省略する適宜のセンサにより検出される。以降、この運転操作状態の検出値（センサの検出出力）を運転操作入力と呼ぶ。この運転操作入力には、具体的には、ステアリングホイールの回転角であるステアリング角、アクセルペダルの操作量であるアクセルペダル操作量、ブレーキペダルの操作量であるブレーキペダル操作量、シフトレバーの操作位置であるシフトレバー位置が含まれる。該運転操作入力は本発明における運転操作量に相当するものであり、この運転操作入力を出力するセンサが本発明における運転操作量出力手段に相当する。【００５８】
本明細書の実施形態では、前記駆動・制動装置３Ａ、ステアリング装置３Ｂおよびサスペンション装置３Ｃは、その動作（ひいては車両１の運動）を前記運転操作入力以外の車両１の状態量（車速、ヨーレート等）に応じて能動的に制御可能なものとされている。【００５９】
すなわち、駆動・制動装置３Ａは、例えば車両１の走行時にエンジンから各駆動輪に伝達する回転駆動力の配分や、車両１の減速時に各車輪Ｗ１〜Ｗ４に付与する制動力の配分を油圧アクチュエータ、電動モータ、電磁制御弁などのアクチュエータを介して所望の動力配分に制御可能なものとされている。以下、このような動力配分の制御機能を有する駆動・制動装置３Ａを、動力配分制御機能付き駆動・制動装置３Ａという。なお、この動力配分制御機能付き駆動・制動装置３Ａには、動力配分を制御するためのアクチューエータのほか、エンジンのスロットル弁を駆動するアクチュエータ、燃料噴射弁を駆動するアクチュエータ、変速装置の変速駆動を行なうアクチュエータ、ブレーキ装置のアクチュエータなども含まれる。【００６０】
また、ステアリング装置３Ｂは、前輪Ｗ１，Ｗ２だけでなく、後輪Ｗ３，Ｗ４の操舵機構も備えており、ステアリングホイールの回転操作に応じて、前輪Ｗ１，Ｗ２を操舵すると共に、必要に応じて適宜、油圧ポンプ、電動モータ、電磁制御弁などのアクチュエータを介して後輪Ｗ３，Ｗ４の操舵を行なうもの（いわゆる４ＷＳ）とされている。この場合、ステアリング装置３Ｂは、前輪Ｗ１，Ｗ２の操舵角も後輪Ｗ３，Ｗ４と同様に電動モータなどのアクチュエータにより所望の操舵角に制御可能なものとされている。【００６１】
但し、ステアリング装置３Ｂは、前輪Ｗ１，Ｗ２をステアリングホイールの回転操作に応じてラック・アンド・ピニオンなどの操舵機構を介して機械的に操舵するもの（前輪操舵用のアクチュエータを備えないもの）、あるいは、その機械的な操舵に加えて必要に応じて電動モータなどのアクチュエータにより前輪Ｗ１，Ｗ２の操舵を補助するようにしたものであってもよい。あるいは、ステアリング装置３Ｂは、後輪Ｗ３，Ｗ４の操舵機能を持たずに、前輪Ｗ１，Ｗ２の操舵角だけを電動モータなどのアクチュエータにより所望の操舵角に制御可能なものでもよい。以下、このように前輪Ｗ１，Ｗ２の操舵角、あるいは後輪Ｗ１，Ｗ２の操舵角、あるいは、前輪Ｗ１，Ｗ２および後輪Ｗ１，Ｗ２の両者の操舵角をアクチュエータにより制御可能なステアリング装置３Ｂをアクティブステアリング装置３Ｂという。【００６２】
なお、前輪Ｗ１，Ｗ２などの操舵輪をステアリングホイールの回転操作に応じて機械的に操舵することに加えて、補助的にアクチュエータにより操舵輪を操舵するようにしたアクティブステアリング装置では、ステアリングホイールの回転操作により機械的に決定される操舵輪の操舵角と、アクチュエータの動作による操舵角（操舵角の補正量）との合成角度が操舵輪の操舵角になる。また、操舵輪の操舵をアクチュエータの駆動力だけで行なうようしたアクティブステアリング装置では、少なくともステアリング角の検出値に応じて操舵輪の操舵角の目標値が決定され、操舵輪の実際の操舵角がその目標値になるようにアクチュエータが制御される。【００６３】
また、サスペンション装置３Ｃは、例えば車体１Ｂと車輪Ｗ１〜Ｗ４との間に介在するダンパーの減衰力や硬さ等を電磁制御弁や電動モータなどのアクチュエータを介して可変的に制御可能なものとされている。あるいは、サスペンション装置３Ｃは、油圧シリンダまたは空圧シリンダによってサスペンション（サスペンション装置３Ｃのばね等の機構部分）のストローク（車体１Ｂと各車輪Ｗ１〜Ｗ４との間の上下方向の変位量）、または車体１Ｂと車輪Ｗ１〜Ｗ４との間で発生するサスペンションの上下方向の伸縮力を直接的に制御可能なもの（いわゆる電子制御サスペンション）とされている。以下、これらの制御機能を有するサスペンション装置３Ｃをアクティブサスペンション装置３Ｃという。このアクティブサスペンション装置３Ｃでは、ダンパーの減衰力等をアクチュエータを介して制御することで、各車輪Ｗ１〜Ｗ４と車体１Ｂとの間の作用力が操作され、それによって各車輪Ｗ１〜Ｗ４の接地荷重（各車輪Ｗ１〜Ｗ４に作用する路面反力のうちの並進力の、鉛直成分もしくは路面に垂直な成分）が操作される。あるいは、サスペンションのストローク（ひいては車輪Ｗ１〜Ｗ４に対する車体１Ｂの上下方向の位置）がアクチュエータを介して操作される。【００６４】
以降、これらの動力配分制御機能付き駆動・制動装置３Ａ、アクティブステアリング装置３Ｂおよびアクティブサスペンション装置３Ｃを、その動作を適宜のアクチュエータを介して能動的に制御し得るものという意味で、しばしば総称的にアクチュエータ装置３という。本明細書の実施形態における車両１では、アクチュエータ装置３として、上記動力配分制御機能付き駆動・制動装置３Ａ、アクティブステアリング装置３Ｂ、およびアクティブサスペンション装置３Ｃが備えられている。【００６５】
なお、これらのアクチュエータ装置３の全てを備える必要はなく、これらのアクチュエータ装置３のいずれか１つまたは２つだけが備えられていてもよい。また、これら以外のアクチュエータ装置が備えられていてもよい。アクチュエータ装置３は、その動作を運転操作入力または車両１の状態量（車速、ヨーレート等）などに応じて能動的に制御可能であって、その制御により車両１のある運動を能動的に操作可能なものであればよい。【００６６】
また、車両１には、前記各アクチュエータ装置３に備えるアクチュエータの操作量（アクチュエータに対する制御入力。以下、アクチュエータ操作量という）を前記運転操作入力などに応じて決定し、そのアクチュエータ操作量によって各アクチュエータ装置３の動作を制御する制御装置１０が備えられている。この制御装置１０は、マイクロコンピュータなどを含む電子回路ユニットから構成され、その演算処理機能によって本発明における各手段を実現している。なお、制御装置１０には、操作器５のセンサから前記運転操作入力が入力される他、図示しない種々のセンサから車両１の車速、ヨーレートなどの車両１の状態量の検出値が入力される。【００６７】
以上が、本明細書の実施形態における車両１（自動車）の概要である。以上説明した車両１の概要を前提として、実施形態における車両１の制御装置１０を以下に詳細に説明する。車両１の構成は、後述する第２実施形態を除くいずれの実施形態においても同一である。【００６８】
［第１実施形態］
まず、本発明の第１実施形態における制御装置１０の演算処理（制御処理）で用いる車両モデルを図２および図３を参照して説明する。図２は本実施形態の車両モデル７２の機能的構成を示すブロック図、図３は該車両モデル７２の処理を示すフローチャートである。【００６９】
なお、以降の説明において、車輪Ｗ１〜Ｗ４のそれぞれに対応する変数に、該車輪Ｗ１〜Ｗ４と同じ番数の添え字ｉ（ｉ＝１，２，３，４）を付する。車輪Ｗ１〜Ｗ４は、それぞれ前記図１に示した通り車両１の左前側の車輪、右前側の車輪、左後側の車輪、右後側の車輪である。また、以降の説明では、各車輪Ｗｉがその外周部（路面と直接に接触して摩擦力を受ける部分）に備えるタイヤを車輪と同一視し、車輪ＷｉをしばしばタイヤＷｉと称する。また、車体１Ｂの前後方向または進行方向をＸ軸、鉛直方向をＺ軸、Ｘ軸およびＺ軸と直交する軸をＹ軸とし、ベクトル量の各座標軸成分には、それぞれ添え字x，y，zを付する。また、本実施形態では、車両モデル７２の演算処理を含めて制御装置１０の演算処理（制御処理）は、所定の演算処理周期（制御周期）で逐次実行される。そして、本明細書の実施形態の説明では、制御装置１０の各演算処理周期で新たに算出される変数の値を「今回」を付し、その一つ前の（前回の）演算処理周期で算出した変数の値に「前回」を付する。【００７０】
図２を参照して、車両モデル７２は、前記アクチュエータ装置３（動力配分制御機能付き駆動・制動装置３Ａ、アクティブステアリング装置３Ｂおよびアクティブサスペンション３Ｃ）を含めた車両１の動特性を表現するモデルである。より詳しくは、この車両モデル７２は、車輪Ｗ１〜Ｗ４の滑りと該車輪Ｗ１〜Ｗ４に作用する路面反力との関係を表すタイヤ摩擦モデル５０と、車両１の運動と車輪Ｗ１〜Ｗ４の滑りとの関係を表す運動学モデルと、車両１の運動と路面反力（より一般的には車両１に作用する外力（路面反力を含む））との関係を表す動力学モデルと、前記各アクチュエータ装置３の動特性（運転操作入力やアクチュエータ操作量、あるいは外力に対する各アクチュエータ装置３の動作特性）を表すモデルとを含むモデルである。【００７１】
より具体的には、車両モデル７２は、タイヤ摩擦モデル５０、駆動・制動系モデル５２、サスペンション動特性モデル５４、車体運動モデル５６、タイヤ回転運動モデル５８、操舵系モデル６０、横すべり角算出部６２、スリップ比算出部６４、およびタイヤ進行速度ベクトル算出部６６を備えている。車体運動モデル５６は、前記動力学モデルと前記運動学モデルとからなる。【００７２】
タイヤ摩擦モデル５０は、車両モデル７２上での各タイヤＷｉ（ｉ＝１，２，３，４）と路面との間の相対運動に応じて、各タイヤＷｉに発生する（路面から各タイヤＷｉに作用する）駆動・制動力Fmdl_x_iと横力Fmdl_y_iとセルフアライニングトルクMmdl_z_iとを算出して出力するものである。これらのFmdl_x_i、Fmdl_y_iおよびMmdl_z_iは、例えば前記非特許文献１に記載されている如く公知の演算処理によって算出される。【００７３】
具体的には、各タイヤＷｉの駆動・制動力Fmdl_x_iは、例えば前記非特許文献１の第１８３頁の式（２６）、（２７）に見られる如く、各タイヤＷｉのスリップ比Ｓmdl_iに応じて次式０１、０２により決定される。なお、式０１、０２はいずれのタイヤＷ１〜Ｗ４についても同じ形の式であるので、添え字ｉ(ｉ＝１，２，３，４）は省略している。【００７４】
Ｓmdl≦３・μs・Ｆmdl_z／Kxのとき
Ｆmdl_x＝Kx・(Lh／L)2・Ｓmdl＋μd・(1＋２・Lh／L)・(1−Lh／L)2・Fmdl_z
＋６・Fmdl_z・(μs−μd)・[{(L・ε・Ｓmdl)-2＋2・(L・ε・Ｓmdl)-3}
exp{−ε・(L−Lh)・Ｓmdl}＋(L・ε・Ｓmdl)-1・(1−Lh／L)・(Lh／L)
−(L・ε・Ｓmdl)-2・(1−２・Lh／L)−2・(L・ε・Ｓmdl)-3]
……式０１
１≧｜Ｓmdl｜≧３・μs・Ｆmdl_z／Kxのとき
Fmdl_x＝μd・Fmdl_z＋6・Fmdl_z・(μs−μd)・[{(L・ε・Ｓmdl)-2＋2・(L・ε・Ｓmdl)-3}
exp(−L・ε・Ｓmdl)＋(L・ε・Ｓmdl)-2−2・(L・ε・Ｓmdl)-3]
……式０２
これらの式０１，０２において、Kxはドライビングスチフネス（タイヤの駆動時）またはブレーキングスチフネス（タイヤの制動時）といわれる比例定数、Lは各タイヤの接地長さ、μsは最大摩擦係数、μdはすべり摩擦係数、Lhは各タイヤのすべり始めの接地長さ、εは摩擦係数がμsからμdに変化するときの該摩擦係数の変化度合いを表す値、exp(  )は自然対数の底ｅの指数関数、Fmdl_zは各タイヤの接地荷重（鉛直方向の路面反力）、Ｓmdlは各タイヤのスリップ比である。Ｓmdlは後述するスリップ比算出部６４で求められ、接地荷重Fmdl_zは後述するサスペンション動特性モデル５４で求められる。μs、μdは後述するμ推定部８０で求められる推定路面摩擦係数μestm（タイヤと接する路面の摩擦係数の推定値）などを基に決定される。Kx、L、Lh、εは例えばあらかじめ定めた所定値に設定される。あるいは、εなども摩擦係数と同様に公知の方法により推定してもよい。なお、前記非特許文献１の第１８３頁の図６−１７に見られるように、各タイヤのスリップ比Ｓmdlと接地荷重Fmdl_zとの関係をあらかじめマップやデータテーブルで設定しておき、それを用いてFmdl_zを決定するようにしてもよい。【００７５】
各タイヤＷｉのセルフアライニングトルクMmdl_z_iは、例えば前記非特許文献１の第１８０頁の式（４）、（５）に見られる如く、各タイヤＷｉの横すべり角（スリップ角）αmdl_iに応じて次式０３、０４により決定される。なお、式０３、０４はいずれのタイヤＷ１〜Ｗ４についても同じ形の式であるので、添え字ｉ(ｉ＝１，２，３，４）は省略している。【００７６】
M_z*＝Mmdl_z／(L・μ・Fmdl_z)
＝(1/6)・φ−(1/6)φ2＋(1/18)・φ3−(1/162)・φ4            ……式０３
φ＝(Ky／(μ・Fmdl_z))・tanαmdl                              ……式０４
なお、式０３では、Mmdl_zを(L・μ・Fmdl_z)により除算したものがM_z*として定義されている。【００７７】
これらの式０３，０４において、Kyはコーナリングスチフネスと言われる比例定数、Lは各タイヤの接地長さ、μは摩擦係数である。各タイヤの横滑り角αmdlは、後述する横滑り角算出部６２で求められ、各タイヤの接地荷重Fmdl_zは後述するサスペンション動特性モデル５４で求められる。また、μは後述するμ推定部８０で求められる推定路面摩擦係数μestmを基に決定される。Ky、Lは例えばあらかじめ定めた所定値に設定され、あるいは公知の方法によって推定される。【００７８】
なお、前記非特許文献１の第１８０頁の図６−１０に見られるように、φとM_z*との関係をあらかじめマップやデータテーブルで設定しておき、それを用いてMmdl_z_iを決定するようにしてもよい。【００７９】
各タイヤＷｉの横力Fmdl_y_iは、前記非特許文献１の第１８０頁の式（３）に見られる如く、横すべり角αmdl_iに応じて次式０５により決定される。なお、式０５はいずれのタイヤＷ１〜Ｗ４についても同じ形の式であるので、添え字ｉ(ｉ＝１，２，３，４）は省略している。【００８０】
F_y*＝Fmdl_y／(μ・Fmdl_z)
＝φ−(1/3)φ2＋(1/27)・φ3          ……式０５
なお、式０５では、Fmdl_yを(μ・Fmdl_z)により除算したものがF_z*として定義されている。【００８１】
この式０５のφは前記式０４により横すべり角αmdlに応じて定義される値である。各タイヤの横滑り角αmdlは、後述する横滑り角算出部６２で求められ、各タイヤの接地荷重Fmdl_zは後述するサスペンション動特性モデル５４で求められる。また、μは後述するμ推定部８０で求められる推定路面摩擦係数μestmを基に決定される。【００８２】
なお、前記非特許文献１の第１８０頁の図６−１０に見られるように、φとF_y*との関係をあらかじめマップやデータテーブルで設定しておき、それを用いてFmdl_y_iを決定するようにしてもよい。また、各タイヤＷｉの横力Fmdl_y_iはスリップ比Smdl_iに応じて補正してもよい。すなわち、前記非特許文献１の第１８４頁の図６−２０に見られるような横力とスリップ比との関係をあらかじめマップやデータテーブルで設定しておき、それを用いて式０５により決定した横力Fmdl_y_iを補正するようにしてもよい。あるいは、横すべり角αmdl_iとスリップ比Ｓmdl_iとからマップを用いて横力Fmdl_y_iを直接的に決定するようにしてもよい。さらには、タイヤのイナーシャ（慣性モーメント）を無視できるような場合には、前記非特許文献１の第１８４頁の図６−２１に見られる関係を利用し、スリップ比Ｓmdl_iに応じて横力Fmdl_y_iを補正する代わりに、各タイヤＷｉに作用する駆動・制動力Fmdl_x_iに応じて横力Fmdl_y_iを補正するようにしてもよい。【００８３】
また、サスペンションのジオメトリーに関するコンプライアンス特性を等価的にタイヤ摩擦モデルに含めてもよい。【００８４】
以上のように駆動・制動力Fmdl_x_iと横力Fmdl_y_iとセルフアライニングトルクMmdl_z_iとを算出するために、図２の車両モデル７２では、タイヤ摩擦モデル５０に各タイヤＷｉのスリップ比Ｓmdl_i、横すべり角αmdl_i、接地荷重Fmdl_z_i、および推定路面摩擦係数μestmが入力される。そして、該タイヤ摩擦モデル５０は、これらの入力から、前記式（１）〜（５）に基づいて、Fmdl_x_i、Fmdl_y_iおよびMmdl_z_iを決定して出力する。【００８５】
補足すると、前記式０１、式０２で求められる駆動・制動力Fmdl_x_iは、より正確には、車輪Ｗｉの中心面（車輪Ｗｉの回転軸と直交する面）と路面との交線方向の力であり、式０５を基に求められる横力Fmdl_y_iは、車輪Ｗｉの回転軸を含んで路面に垂直な面と路面との交線方向の力である。従って、それらの交線方向がＸ軸（車体１Ｂの前後方向）、Ｙ軸（車体１Ｂの車幅方向）の方向に一致していない場合（車両の旋回時など）には、前記横すべり角αmdl_iなどを基に、座標変換を行なうことで、Fmdl_x_iとFmdl_y_iとが求められる。なお、上記交線方向がＸ軸、Ｙ軸と一致していない場合には、Ｘ軸方向の力はFmdl_x_iはコーナリングドラッグ、Ｙ軸方向の力はFmdl_y_iはコーナリングフォースといわれる。【００８６】
駆動・制動系モデル５２は、前記したようにエンジン、動力伝達系およびブレーキ装置から構成される駆動・制動装置３Ａの動特性を表すモデルであり、少なくとも駆動・制動装置３Ａに備えるアクチュエータの操作量である駆動・制動系アクチュエータ操作量（エンジンの燃料噴射弁の駆動、変速装置の変速動作を行なうアクチェータの操作量など）を基に、各タイヤＷｉに付与する駆動・制動トルクＴqmdl_iを算出するものである。駆動・制動系アクチュエータ操作量は、後述のアクチュエータ駆動制御装置モデル７６から入力される（以降、この駆動・制動系アクチュエータ操作量を駆動・制動系モデルアクチュエータ操作量ということがある）。この場合、駆動・制動装置３Ａが各タイヤＷｉに付与する駆動・制動トルクＴqmdl_i（詳しくは駆動トルクと制動トルクとの組）は、各タイヤＷｉの回転速度ωwmdl_iに応じて変化するので、タイヤＷｉの回転速度ωwmdl_iも駆動・制動系モデル５２に入力される。また、本実施形態においては、アクチュエータ駆動制御装置モデル７６への入力として、駆動・制動トルクの配分指令、あるいは各タイヤＷｉに作用する駆動・制動力Fmdl_x_iの目標値が含まれ、その配分指令あるいは目標値に従うように各タイヤＷｉに付与する駆動・制動トルクＴqmdl_iが算出される。【００８７】
サスペンション動特性モデル５４は、本実施形態でのサスペンション装置であるアクティブサスペンション装置３Ｃの動特性を表すモデルである。このサスペンション動特性モデル５４には、詳細を後述する車体運動モデル５６から、車両モデル７２上での車体運動の状態量（車体１Ｂの姿勢角・角速度、車体１Ｂの位置・速度）が入力されると共に、後述するアクチュエータ駆動制御装置モデルからアクティブサスペンション装置３Ｃに備えるアクチュエータの操作量であるサスペンションアクチュエータ操作量（以降、サスペンション系モデルアクチェータ操作量ということがある）が入力される。なお、サスペンション動特性モデル５４に入力される車体運動の状態量は、本実施形態では、制御装置１０の前回状態量（車体運動の状態量の前回値）である。【００８８】
そして、サスペンション動特性モデル５４は、入力されたサスペンションアクチュエータ操作量と車体運動の状態量（前回値）と想定あるいは推定される路面形状（ここでは、説明を分かり易くするために平坦とする）とを基に、各タイヤＷｉに作用する接地荷重Fmdl_z_iを算出する。【００８９】
なお、サスペンション装置３Ｃが、能動的なアクチュエータを備えない受動的なサスペンション装置である場合には、サスペンション動特性モデル５４は、サスペンション装置３Ｃや各タイヤＷｉのバネ・マス・ダンパー特性を表すものでよい。この場合には、サスペンション動特性モデル５４は、車体運動の前回状態量（車体１Ｂの姿勢角・角速度、車体１Ｂの位置・速度）と想定される路面形状とを基に各タイヤＷｉに作用する接地荷重Fmdl_z_iを算出すればよい。【００９０】
車体運動モデル５６は、車両１に作用する力と車体１Ｂの運動との関係を表す動力学モデルを含む。この車体運動モデル５６は、上記の如くタイヤ摩擦モデル５０およびサスペンション動特性モデル５４により求められた各タイヤＷｉの路面反力（横力Fmdl_y_i、駆動・制動力Fmdl_x_i、接地荷重Fmdl_z_i、セルフアライニングトルクMmdl_z_iなど）と仮想外力Fvirt，Mvirtとが入力される。仮想外力Fvirt，Mvirtは、後述する分配器８８から入力される。そして、車体運動モデル５６は、これらの入力と、車体運動の前回状態量（車体１Ｂの姿勢角・角速度、車体１Ｂの位置・速度）とを基に、車体運動の今回状態量（状態量の今回値）を算出する。【００９１】
この車体運動モデル５６は、具体的には、例えば前記非特許文献１の第２１１頁の式（１２２）〜（１２７）の右辺に仮想外力を追加した式で記述される。すなわち、車体１Ｂの並進運動（Ｘ，Ｙ，Ｚ軸の各座標軸方向の並進運動）に関する動力学は、次式１０ａ〜１０ｃで記述され、車体１Ｂの回転運動（ロール方向（Ｘ軸回り）、ピッチ方向（Ｙ軸回り）、ヨー方向（Ｚ軸回り）の回転運動）に関する動力学は、次式１１ａ〜１１ｃで記述される。なお、ここでは、車両１に作用する空気力の影響は無視する。ただし、この空気力の影響を考慮してもよい。【００９２】
【数１】
0004143104.tif 000002
【００９３】
【数２】
0004143104.tif 000003
【００９４】
ここで、これらの式の変数の意味は非特許文献１の第２１０頁の表６−７で定義されている通りである。すなわち、ｕ，ｖ，ｗはそれぞれ車両１のばね上部分（車体１Ｂ）の前後、左右、上下方向（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向）の速度成分、ｐ，ｑ，ｒはそれぞればね上部分（車体１Ｂ）のロール方向（Ｘ軸回り）、ピッチ方向（Ｙ軸回り）、ヨー方向（Ｚ軸回り）の角速度、Ｉx，Ｉyはそれぞればね上部分（車体１Ｂ）のＸ軸、Ｙ軸まわりの慣性モーメント、Ｉzは車両１のＺ軸まわりの慣性モーメント、Ｉxzはばね上部分（車体１Ｂ）のＸ軸およびＺ軸に関する慣性相乗モーメント、ｈf，ｈrはそれぞれ車両１の前軸、後軸のロールセンタ高さ、ｈsはばね上部分（車体１Ｂ）の重心からロール軸に降ろした垂線の長さ（ロールアーム）、ｈRCはばね上部分（車体１Ｂ）の重心位置でのロール軸の高さ、Ｌf，Ｌrはそれぞれ前軸、後軸とばね上部分（車体１Ｂ）の重心との間の距離、ｂf，ｂrはそれぞれ前輪トレッド、後輪トレッド、ｍ，ｍsはそれぞれ車両１の質量、ばね上部分（車体１Ｂ）の質量、ｇは重力加速度、ａx，ａyはそれぞれ車両１の前後方向（Ｘ軸方向）、左右方向（Ｙ軸方向）の加速度である。【００９５】
なお、Ｆvirtは仮想外力の並進力成分（ベクトル）であり、Ｆvirt_x，Ｆvirt_y，Ｆvirt_zはその並進力成分の各座標軸成分である。また、Ｍvirtは仮想外力のモーメント成分（ベクトル）であり、Ｍvirt_x，Ｍvirt_y，Ｍvirt_zはそのモーメント成分の各座標軸成分である。【００９６】
車体運動モデル５６の具体的な演算手順では、上記式１０ａ〜１０ｃおよび１１ａ〜１１ｃのモデル式によって、車体１ＢのＸ、Ｙ、Ｚ軸方向の速度（式１０ａ〜１０ｃにおけるｕ，ｖ，ｗ）と、車体１Ｂのロール方向、ピッチ方向、ヨー方向の角速度（式１１ａ〜１１ｃにおけるｐ，ｑ，ｒ）が求められる。次いで、その求めた車体１Ｂの速度、角速度をそれぞれ積分することによって、車体１Ｂの位置と、姿勢角（ロール方向、ピッチ方向、ヨー方向の角度）とが求められる。以降、このようにして車体運動モデル５６によって求められる車体１Ｂの運動（車体１Ｂの位置、速度（並進速度）、姿勢角、姿勢角の角速度）をモデル車体運動ということがある。【００９７】
なお、上記した車体運動モデル５６の式では、タイヤＷｉの上下変位は一定（あるいは路面からの高さ一定）であると仮定されるが、一定でなくてもよい。【００９８】
また、以上のモデルにおいては、各タイヤＷｉに作用する水平軸まわりのモーメントMmdl_x_i、Mmdl_y_iは無視しているが、これらを考慮しても良い。また、ロールセンターを用いない表現でモデルを記述してもよい。【００９９】
前記タイヤ回転運動モデル５８は、各タイヤＷｉの駆動・制動力Fmdl_x_iと各タイヤＷｉの駆動・制動トルクTqmdl_iとを入力として、各タイヤＷｉの回転速度ωwmdl_iを出力するモデルである。Fmdl_x_i、Tqmdl_iはそれぞれ前記タイヤ摩擦モデル５０、駆動・制動系モデル５２から入力される。【０１００】
具体的には、タイヤ回転運動モデル５８では、まず、各タイヤＷｉの駆動・制動力Fmd_x_iにタイヤＷｉの有効半径rwを乗じた値を、各タイヤＷｉの駆動・制動トルクTqmdl_iから減じることにより、各タイヤＷｉの回転加速トルクが求められる。そして、この回転加速トルクを各タイヤＷｉの回転イナーシャ（慣性モーメント）Ｉwで割った値を積分することにより、各タイヤＷｉの回転速度ωwmdl_iが求められる。【０１０１】
なお、制御周期（演算処理周期）がΔｔである離散系においては、積分によってタイヤＷｉの回転速度ωwmdl_iを求めるためには、各タイヤＷｉの回転加速トルクをタイヤＷｉの回転イナーシャＩwで除算する。そして、その除算結果の値にΔｔを乗じた値をタイヤＷｉの回転速度の前回値に加えることにより、タイヤＷｉの回転速度ωwmdl_iの今回値（今回の制御周期での値）を求めればよい。【０１０２】
操舵系モデル６０は、本実施形態のステアリング装置（アクティブステアリング装置）３Ｂの動作を表すモデルであり、各タイヤＷｉの操舵角δmdl_iを算出する。この操舵系モデル６０には、前記運転操作入力の要素であるステアリング角θsなどが入力される。さらに詳細には、操舵系モデル６０には、ステアリング角θsに加えて、前記アクティブステアリング装置３Ｂが備えるアクチュエータの操作量であるステアリングアクチュエータ操作量δa_i（以降、操舵系モデルアクチュエータ操作量ということがある）が後述するアクチュエータ駆動制御装置モデル７６から入力される。ステアリングアクチュエータ操作量δa_iは、ステアリング装置３Ｂのアクチュエータによる各車輪Ｗｉの操舵角を規定する操作量、あるいはステアリングホイールの操作に応じた機構的な操舵角の修正量を規定する操作量である。そして、操舵系モデル６０は、これらの入力を基に、各タイヤＷｉの操舵角δmdl_iを算出する。例えば、ステアリング装置３Ｂがステアリングホイールの回転操作に応じた機構的な前輪Ｗ１，Ｗ２の操舵をアクチュエータにより補助し、また、後輪Ｗ３，Ｗ４の操舵をアクチュエータの駆動力により行なうものである場合には、ステアリング角θsから、前輪Ｗ１，Ｗ２の操舵系の機構的な特性に応じて定まる前輪Ｗ１，Ｗ２の操舵角を求め、この操舵角を、前輪Ｗ１，Ｗ２用のステアリングアクチュエータ操作量δa_1，δa_2に応じて補正することで、前輪Ｗ１，Ｗ２の操舵角δmdl_1，δmdl_2を算出すればよい。また、後輪Ｗ３，Ｗ４の操舵角δmdl_3，δmdl_4は、前輪Ｗ１，Ｗ２用のステアリングアクチュエータ操作量δa_3，δa_4から決定すればよい。この場合、ステアリング装置３Ｂのアクチュエータから操舵輪への伝達遅れなどの特性を考慮して操舵角δmdl_iを決定するようにしてもよい。【０１０３】
なお、アクティブステアリング装置３Ｂが後輪Ｗ３，Ｗ４を操舵しないものである場合には、後輪Ｗ３，Ｗ４の操舵角は、ステアリング角θsにかかわらず常に０（車体１Ｂの前後方向に対する角度が０）とされる。また、ステアリング装置３Ｂが能動的なアクチュエータを備えない場合には、操舵系モデル６０は、ステアリング装置３Ｂの機構的な特性（ステアリング角θsと操舵輪（前輪Ｗ１，Ｗ２）の操舵角との関係を表す特性）を基に、ステアリング角θsから各タイヤ（各前輪Ｗ１，Ｗ２）の操舵角δmdl_iを算出するようにすればよい。また、ステアリング装置３Ｂが各操舵輪の操舵をアクチュエータの駆動力だけで行なうものである場合には、操舵系モデル６０に、ステアリングアクチュエータ操作量δa_iだけを入力し、その入力から操舵角δmdl_iを算出するようにしてもよい。さらに、サスペンションのストローク変化や荷重変化によるジオメトリー変化を考慮して、操舵角δmdl_iを算出するようにしてもよい。【０１０４】
前記タイヤ進行速度ベクトル算出部６６は、前記車体運動モデル５６から入力されるモデル車体運動の状態量を基に、キネマティクス演算によって各タイヤＷｉの進行速度ベクトル（各タイヤＷｉの進行向きと速度）Vmdl_iを算出するものである。【０１０５】
前記スリップ比算出部６４は、各車輪Ｗｉのスリップ比Ｓmdl_iを算出するものである。このスリップ比算出部６４には、各タイヤＷｉの進行速度ベクトルVmdl_iと各タイヤＷｉの操舵角δmdl_iと各タイヤＷｉの回転速度ωwmdl_iとが入力される。進行速度ベクトルVmdl_i、操舵角δmdl_i、回転速度ωwmdl_iは、それぞれ前記タイヤ進行速度ベクトル算出部６６、前記操舵系モデル６０、前記タイヤ回転運動モデル５８から入力される。そして、スリップ比算出部６４は、これらの入力を基に、例えば前記非特許文献１の第１８２頁の式（１７）および（１８）に従って、各タイヤＷｉのスリップ比Smdl_iを算出する。具体的には、各タイヤＷｉのスリップ比Smdl_iは、そのタイヤＷｉの駆動時には、次式１２ａにより算出され、該タイヤＷｉの制動時には、次式１２ｂにより算出される。ただし、これらの式１２ａ，１２ｂにおけるＶは車体１Ｂの向き（Ｘ軸方向）を基準とした進行速度ベクトルＶmdl_iのうちの、タイヤＷｉの中心面と路面との交線方向の成分である。この成分は、Ｖmdl_iと操舵角δmdl_iとから求められる。また、式１２ａ，１２ｂにおいて、ｒwは各タイヤＷｉの有効半径である。なお、式１２ａ，１２ｂはいずれのタイヤＷ１〜Ｗ４についても同じ形の式であるので、添え字ｉ（ｉ＝１，２，３，４）は省略している。【０１０６】
駆動時：
Ｓmdl＝（Ｖ−ｒw・ωwmdl）／（ｒw・ωwmdl）        ……式１２ａ
制動時：
Ｓmdl＝（Ｖ−ｒw・ωwmdl）／Ｖ                      ……式１２ｂ
前記横すべり角算出部６２は、各タイヤＷｉの横すべり角αmdl_iを算出するものである。この横すべり角算出部６２には、各タイヤＷｉの進行速度ベクトルVmdl_iと各タイヤＷｉの操舵角δmdl_iとが入力される。進行速度ベクトルVmdl_iと操舵角δmdl_iとはそれぞれ前記タイヤ進行速度ベクトル算出部６６、前記操舵系モデル６０から入力される。そして、横すべり角算出部６２は、これらの入力を基に、例えば前記非特許文献１の第１８１頁の図６−１３に見られる如く、各タイヤＷｉの操舵角（Ｘ軸方向に対する角度）と各タイヤＷｉの進行速度ベクトルVmdl_iの方位角（Ｘ軸方向に対する角度）との差を、横すべり角αmdl_iとして求める。【０１０７】
以上説明した車両モデルの演算処理を図３のフローチャートを参照して以下に説明する。この演算処理は、所定の演算処理周期（制御周期）で実行される処理である。なお、以降の説明で「前回」は、前回の演算処理周期を意味し、「今回」は、現在の演算処理周期を意味する。【０１０８】
まず、Ｓ１１０において、駆動・制動系モデルアクチュエータ操作量に応じて、駆動・制動系モデル５２によって、前述のごとく各タイヤの駆動・制動トルクTqmdl_iを算出する。【０１０９】
次いで、Ｓ１１２に進んで、各タイヤの駆動・制動トルクTqmdl_iと、各タイヤの前回駆動・制動力Fmdl_x_iとから、タイヤ回転運動モデル５８によって、前述のごとく各タイヤの回転速度ωwmdl_iを算出する。【０１１０】
次いでＳ１１４に進んで、ステアリング角θsと操舵系モデルアクチュエータ操作量δa_iとに応じて、操舵系モデル６０によって、前述のごとく各タイヤの操舵角δmdl_iを求める。【０１１１】
次いでＳ１１６に進んで、サスペンション系モデルアクチュエータ操作量とモデル車体運動の前回状態量（車体の姿勢角・角速度、車体位置・速度）と想定される路面形状（ここでは、説明を分かり易くするために平坦とする）とを基に、サスペンション動特性モデル５４によって、前述のごとく各タイヤＷｉに作用する接地荷重Fmdl_z_iを算出する。【０１１２】
次いでＳ１１８に進んで、モデル車体運動の前回状態量（車体の速度と姿勢角・角速度）を基に、タイヤ進行速度ベクトル算出部６６によって、前述のごとく各タイヤＷｉの進行速度ベクトルVmdl_i（進行向きと速度）を算出する。【０１１３】
次いでＳ１２０に進んで、スリップ比算出部６４において、各タイヤＷｉの操舵角δmdl_iと各タイヤＷｉの回転速度ωwmdl_iと各タイヤＷｉの進行速度ベクトルVmdl_iとから、前述のごとく各タイヤＷｉのスリップ比Smdl_iを算出する。【０１１４】
次いでＳ１２２に進んで、横すべり角算出部６２において、各タイヤＷｉの操舵角δmdl_iと各タイヤＷｉの進行速度ベクトルVmdl_iとから、横すべり角αmdl_iを求める。【０１１５】
次いでＳ１２４に進んで、各タイヤＷｉの横すべり角αmdl_iとスリップ比Smdl_iと接地荷重Fmdl_z_iとを基に、タイヤ摩擦モデル５０によって、各タイヤＷｉの駆動・制動力Fmdl_x_iと横力Fmdl_y_iとセルフアライニングトルクMmdl_z_iとを決定する。【０１１６】
最後にＳ１２６に進んで、上記のごとく求めた路面反力（横力Fmdl_y_i、駆動・制動力Fmdl_x_i、接地荷重Fmdl_z_i、セルフアライニングトルクMmdl_z_iなど）とを前述の車体運動モデル５６に入力して、これらの入力とモデル車体運動の前回状態量（車体１Ｂの姿勢角・角速度、車体１Ｂの位置・速度）とを基に、モデル車体運動の今回状態量を算出する。【０１１７】
以上のごとく、車両モデル７２の演算処理が行われる。なお、車両モデル７２の演算の順番は適宜変更しても良い。また、車両モデル７２の演算に用いる式の近似や変形を行っても良い。【０１１８】
以上説明した車両モデル７２およびその演算処理は、後述する第２実施形態を除く各実施形態において共通である。補足すると、以上説明した車両モデル７２は、本発明における第１車両モデルに相当するものであり、この車両モデル７２により前記の如く求められるモデル車体運動が本発明における車両モデル運動に相当する。【０１１９】
補足すると、車両モデル７２は、広義の意味での動力学モデルであると言える。これに対し、前述した、車両１の運動と路面反力（より一般的には車両１に作用する外力（路面反力を含む））との関係を表す動力学モデルは、狭義の意味での動力学モデルであると言える。【０１２０】
次に第１実施形態における制御装置１０の制御処理を図４を参照して説明する。図４は第１実施形態の車両１の制御装置１０の制御処理機能を示すブロック図である。図３中の実車７０を除く部分（より正確には、実車７０と、後述のセンサ・オブザーバ８２に含まれるセンサとを除く部分）が制御装置１０の制御処理機能である。その制御処理機能は、制御装置１０に実装されたプログラムなどにより実現される。実車７０は、実際の車両を意味し、前記したアクチュエータ装置３（動力配分制御機能付き駆動・制動装置３Ａ、アクティブステアリング装置３Ｂ、アクティブサスペンション装置３Ｃ）を備えている。【０１２１】
本実施形態の車両１の制御装置１０は、その制御処理機能として、前記した車両モデル７２の他、フィードフォワード操作量決定部７４、アクチュエータ駆動制御装置モデル７６、アクチュエータ駆動制御装置７８、μ推定部８０、センサ・オブザーバ８２、偏差算出部８４、偏差解消制御則８６、分配器８８、感覚フィードバック報知部９０を備えている。【０１２２】
フィードフォワード操作量決定部７４とアクチュエータ駆動制御装置７８とは、本発明におけるアクチュエータ装置制御手段９２を構成するものである。また、フィードフォワード操作量決定部７４、アクチュエータ駆動制御装置モデル７６、および車両モデル７２は、本発明における車両モデル運動決定手段９４を構成するものである。また、偏差解消制御則８６および分配器８８は本発明における状態量偏差応動制御手段９６を構成するものである。また、センサ・オブザーバ８２は、本発明における実状態量把握手段を構成するものである。【０１２３】
以下、本実施形態の制御装置１０の制御処理を説明する。その制御処理は、前記したように所定の演算処理周期（制御周期）で逐次実行される。【０１２４】
まず、ステアリング角、アクセル操作量、ブレーキ操作量、およびシフトレバー位置を含む運転操作入力と、車速またはエンジンの回転速度等の車両の状態量と、推定路面摩擦係数μestmとがフィードフォワード操作量決定部７４に入力される。そして、それらの入力に応じて、フィードフォワード操作量決定部７４によりフィードフォワード操作量が決定される。フィードフォワード操作量決定部７４に入力される車両の状態量は、後述するセンサ・オブザーバ８２により検出または推定された状態量（実車１の状態量）と車両モデル７２で求められる状態量（車両モデル７２上での車両１の状態量）とのうちの少なくともいずれか一方を含む。本実施形態では、後述するように、実車１の状態量と車両モデル７２上での車両１の状態量とは、互いに近づくように制御されるので、いずれの状態量をフィードフォワード操作量決定部７４に入力するようにしてもよい。また、推定路面摩擦係数μestmは後述するμ推定部８０で求められたものである。なお、本実施形態では、フィードフォワード操作量決定部７４がフィードフォワード操作量を決定するために用いる車両１の状態量、推定路面摩擦係数μestmは、前回値（前回の演算処理周期で求めた値）である。【０１２５】
フィードフォワード操作量決定部７４で決定するフィードフォワード操作量は、詳細を後述するアクチュエータ駆動制御装置７８と、アクチュエータ駆動制御装置モデル７６とに入力する操作量である。このフィードフォワード操作量は、例えば、動力配分機能付き駆動・制動装置３Ａに対する各車輪Ｗｉの動力配分のフィードフォワード量（駆動・制動トルクの基本要求値）としてのフィードフォワード車輪トルクTqff_iと、アクティブステアリング装置３Ｂに対する各操舵輪Ｗｉの操舵角のフィードフォワード量（操舵角の基本要求値）としてのフィードフィードフォワード操舵角δff_iと、アクティブサスペンション装置３Ｃに対する各車輪Ｗｉの接地荷重のフィードフォワード量（接地荷重の基本要求値）としてのフィードフォワード接地荷重Fff_z_iと、アクティブサスペンション装置３Ｃに対するサスペンションストロークのフィードフォワード量（サスペンションストロークの基本要求値）としてのフィードフォワードサスペンションストロークとから構成される。フィードフォワード接地荷重Fff_z_iには、フィードバックによる補償分（後述の路面反力補償量Fcmpn_i）は含まれない。なお、フィードフォワード車輪トルクTqff_iの代わりに、各車輪Ｗｉの駆動・制動力の基本要求値を駆動・制動装置３Ａに対するフィードフォワード量としてもよい。あるいは、各車輪Ｗｉの駆動輪の駆動力の基本要求値とブレーキ圧の基本要求値との組を駆動・制動装置３Ａに対するフィードフォワード量としてもよい。【０１２６】
これらのフィードフォワード操作量は、運転操作入力に対する車両１の運動の応答特性を改善することと、実車７０に発生させる路面反力（Fx，Fy，Fz）が許容範囲を逸脱しないこととを要件として、その要件を満足するように決定される。【０１２７】
車両１の運動の応答特性改善に関しては、より具体的には、ステアリング角と車速とに応じて、旋回時の外輪のトルクを内輪のトルクよりも大きめに配分する。また、アクセル操作量に対する駆動輪の駆動トルクの応答を高めるように、比例動作に微分動作を加えても良い。すなわち、アクセル操作量とその時間的変化率（微分値）とに応じて駆動輪の駆動トルクを決定するようにしてもよい。【０１２８】
具体的な演算処理としては、運転操作入力と車両１の状態量と路面摩擦係数との組と、これに対する上記要件を満足するフィードフォワード操作量（フィードフォワード車輪トルクTqff_i、フィードフォワード操舵角δff_i、フィードフォワード接地荷重Fff_z_i、フィードフォワードサスペンションストローク）との関係を、走行実験によってあらかじめ求めて、これをマップ化して制御装置１０に記憶させておく。そして、フィードフォワード操作量決定部７４は、このマップに基づいて、入力された運転操作入力と車両１の状態量と推定路面摩擦係数μestmからフィードフォワード操作量を決定するようにすれば良い。【０１２９】
または、次のようにしてフィードフォワード操作量を決定するようにしても良い。たとえば、前記非特許文献１の第２２５頁の図６−９９(a）に一点鎖線で示される制御系部分と同様の制御系によって、フィードフォワード操作量を決定すする。すなわち、まず、運転操作入力を規範モデル（運転者が望む車両応答特性を表すモデル）に入力して、車両モデル（前記車両モデル７２と同様の車両モデル）が追従すべき目標運動の状態量（ヨー方向の角速度、ロール方向の姿勢角、ロール方向の角速度など）を決定する。次いで、目標運動の状態量と車両モデルの状態量との差に応じて、車両１が目標運動に追従するように、車両モデルへの入力を決定し、この決定した入力をフィードフォワード操作量とする。なお、この場合、フィードフォワード操作量を決定するとき、車両１の実際の状態量を直接的にはフィードバックしていないので（言い換えると、車両１の実際の状態量とその目標値との差を基に操作量を決定していないので）、その操作量をフィードフォワード操作量と呼んでいる。【０１３０】
なお、本実施形態においては、アクチュエータ駆動制御装置７８に入力するフィードフォワード操作量とアクチュエータ駆動制御装置モデル７６に入力するフィードフォワード操作量とを、共通のフィードフォワード操作量決定部７４よって決定したが、フィードフォワード操作量決定部７４をアクチュエータ駆動制御装置用のフィードフォワード操作量決定部とアクチュエータ駆動制御装置モデル用のフィードフォワード操作量決定部とに分けてもよい。ただし、この場合、アクチュエータ駆動制御装置用のフィードフォワード操作量決定部とアクチュエータ駆動制御装置モデル用のフィードフォワード操作量決定部とで同一のフィードフォワード操作量を決定することとなるので、演算量を低減するためには、本実施形態のようにフィードフォワード操作量決定部を共通化することが望ましい。【０１３１】
また、上記フィードフォワード操作量（フィードフォワード車輪トルクTqff_i、フィードフォワード舵角δff_i、フィードフォワード接地荷重Fff_z_i、フィードフォワードサスペンションストローク）の代わりに、これと等価なものとなる、アクチュエータ装置の各アクチュエータの操作量（目標値）をフィードフォワード操作量として決定するようにしてもよい。例えば、駆動・制動装置３Ａにより各車輪Ｗｉに付与される車輪トルクを、フィードフォワード車輪トルクTqffiに一致させるために要する該駆動・制動装置３Ａの各アクチュエータの操作量を求め、その求めたアクチュエータ操作量を駆動・制動装置３Ａに対するフィードフォワード操作量として決定するようにしてもよい。この場合、フィードフォワード操作量決定部７４を省略し、アクチュエータ駆動制御装置７８あるいはアクチュエータ駆動制御装置モデル７６の内部処理でフィードフォワード操作量を決定するようにしてもよい。【０１３２】
次いで、上記の如く求められたフィードフォワード操作量は、アクチュエータ駆動制御装置モデル７６に入力される。アクチュエータ駆動制御装置モデル７６は、車両１の実際のアクチュエータ装置３のアクチュエータの操作量を出力する（実際のアクチュエータ装置３を制御する）アクチュエータ駆動制御装置７８（以下、実アクチュエータ駆動制御装置７８ということがある）の演算処理機能および特性（実アクチュエータ駆動制御装置７８の入力と出力との関係）をモデル化したものである。このアクチュエータ駆動制御装置モデル７６は、車両モデル７２上のアクチュエータ装置（前記駆動・制動系モデル５２、サスペンション動特性モデル５４および操舵系モデル６０）に対する操作量であるモデルアクチュエータ操作量（図１に示した駆動・制動系アクチュエータ操作量、サスペンションアクチュエータ操作量およびステアリングアクチュエータ操作量δa_i）を、入力されたフィードフォワード操作量を基に決定し、その決定したモデルアクチュエータ操作量を車両モデル７２上の各アクチュエータ装置３に出力する。なお、実アクチュエータ駆動制御装置７８には、後述の路面反力補償量Fcmpn_iが追加的に入力されるが、アクチュエータ駆動制御装置モデル７６には、路面反力補償量Fcmpn_iは入力されない。換言すれば、本実施形態でのアクチュエータ駆動制御装置モデル７６は、路面反力補償量Fcmpn_iを定常的に０として、モデルアクチュエータ操作量を決定し、その操作量により車両モデル７２上でのアクチュエータ装置３を制御する。【０１３３】
アクチュエータ駆動制御装置モデル７６は、モデルアクチュエータ操作量を以下のように決定する。すなわち、アクチュエータ駆動制御装置モデル７６に入力されたフィードフォワード操作量（フィードフォワード車輪トルクTqff_i、フィードフォワード舵角δff_i、フィードフォワード接地荷重Fff_z_i、フィードフォワードサスペンションストローク）を目標値にして、この目標値に車両モデル７２の状態が一致するようにモデルアクチュエータ操作量を決定する。この場合、通常、フィードフォワード車輪トルクTqff_iを目標値として、駆動・制動系モデル５２に対するモデルアクチュエータ操作量を決定し、フィードフォワード操舵角δff_iを目標値として、操舵系モデル６０に対するモデルアクチュエータ操作量を決定し、フィードフォワード接地荷重Fff_z_iを目標値として、サスペンション動特性モデル５４に対するモデルアクチュエータ操作量を決定すれば良い。但し、それぞれのアクチュエータ装置のモデル５２，６０，５４のアクチュエータの間で力学的な干渉がある場合には、統合的に各アクチュエータ装置のモデル５２，６０，５４のアクチュエータの操作量を決定することが望ましい。本実施形態では、各車輪Ｗｉに作用する路面反力を許容範囲に収めるために、各アクチュエータ装置３の動作が相互に影響するので、各アクチュエータのモデル５２，６０，５４のアクチュエータの操作量がアクチュエータ駆動制御装置モデル７６で統合的に決定される。【０１３４】
次いで、センサ・オブザーバ８２において、実車７０の実際の状態量である実状態量が検出または推定される。センサ・オブザーバ８２は、実車１の加速度を検出する加速度センサ、実車１の角速度（ヨーレート）を検出するレートセンサ、実車１の車速（対地速度）を検出する車速センサ、サスペンションのストローク（上下方向の変位量）を検出するサスペンションストロークセンサ、車体１Ｂの高さ（路面に対する上下方向の位置）を検出する車高センサ、各車輪Ｗ１〜Ｗ４の接地荷重（路面反力）もしくは路面との間の摩擦力を検出する力センサ、各車輪Ｗ１〜Ｗ４の駆動トルクを検出するトルクセンサ、実車１の周囲（前方など）の存在物を検出する視覚センサもしくはレーダー、実車１の位置を検出するＧＰＳもしくは慣性航法装置などの種々のセンサを備えており、これらのセンサの出力により、実車７０の実状態量および障害物などの実車７０の周囲状況を検出する。【０１３５】
また、センサ・オブザーバ８２は、センサによって直接的に検出できない実車１の実状態量（例えば横滑り角）に関しては、例えば前記運転操作入力とアクチュエータ装置３のアクチュエータ操作量とセンサの検出値とを基に、オブザーバによって実車１の実状態量を推定する。このようにセンサによって直接的に検出され、あるいは、オブザーバによって推定される実車１の実際の状態量が実状態量である。本明細書の実施形態では、検出または推定する実状態量には、実車１の車速、ヨーレート（ヨー軸まわりの角速度）、横滑り角、位置、エンジンの回転速度等が含まれる。【０１３６】
次いで、偏差算出部８４によって、車両１の今回実状態量（実状態量の今回値）と車両モデル７２の前回状態量（車両モデル７２上での車両１の状態量の前回値）との差である状態量偏差が求められる。具体的な状態量偏差としては、車体１Ｂのロール方向（Ｘ軸回り）の姿勢角の偏差であるロール角偏差θerr_x、そのロール方向の姿勢角の角速度の偏差であるロール角速度偏差ωerr_x、車体のピッチ方向（Ｙ軸回り）の姿勢角の偏差であるピッチ角偏差θerr_y、そのピッチ方向の角速度の偏差であるピッチ角速度偏差ωerr_y、車体１Ｂのヨー方向（Ｚ軸回り）の姿勢角の偏差であるヨー角偏差θerr_z、そのヨー方向の姿勢角の角速度（ヨーレート）の偏差であるヨー角速度偏差ωerr_z、車体１Ｂの位置偏差のＸＹＺ軸成分Pberr_x，Pberr_y，Pberr_z、車体１Ｂの並進速度の偏差のＸＹＺ軸成分Vberr_x，Vberr_y，Vberr_zなどが挙げられる。なお、以降、ばね上部分（車体１Ｂ）のロール方向（Ｘ軸回り）、ピッチ方向（Ｙ軸回り）、ヨー方向（Ｚ軸回り）の角速度を、それぞれｐ，ｑ，ｒで記述する代わりに、ωx，ωy，ωzのように、ωに回転軸を示す添え字を添えて記述する。【０１３７】
なお、本実施形態では、実車１の今回実状態量と車両モデル７２上での車両１の前回状態量との差をもって状態量偏差としたが、n回前（n＝1，2，…）の演算処理周期でセンサ・オブザーバ８２により検出または推定された実車１の実状態量と車両モデル７２上での車両１の前回状態量との差を状態量偏差としても良い。さらに、各演算処理周期において、車両モデル７２上での車両１の今回状態量の算出を実車１の今回実状態量の検出または推定（センサ・オブザーバ８２の処理）よりも前に行うように演算処理手順を変更して、今回実状態量と車両モデル７２上での車両１の今回状態量との差あるいは、今回実状態量と車両モデル７２上での車両１のn回前状態量（ｎ回前の演算処理周期での状態量）との差を求めるようにしても良い。いずれの方法が最適であるかは、制御システムの伝達遅れに依存する。【０１３８】
次いで、上記状態量偏差が偏差解消制御則８６に入力され、そこで該偏差を０に収束させるための偏差解消補償量Fstab，Mstabが決定される。この偏差解消補償量Fstabは、前記状態量偏差のうちの車両１の位置と速度（並進速度）とのうちの少なくともいずれか一方の偏差を０に近づけるために実車７０に（より詳しくは、実車における車両１の全体重心あるいは車体１Ｂの重心に）作用させるべき外力（ベクトル）の要求値の並進力成分を意味する。また、偏差解消補償量Mstabは、前記状態量偏差のうちの姿勢角とその角速度とのうちの少なくともいずれか一方の偏差を０に近づけるために実車７０に作用させるべき外力（ベクトル）の要求値のモーメント成分を意味する。【０１３９】
これらの偏差解消補償量Fstab，Mstabは、具体的には、次式１５ａ〜１５ｆによって決定される。すなわち、状態量偏差からフィードバック制御則としてのＰＤ制御則により決定される。【０１４０】
Fstab_x＝Kpx・Pberr_x＋Kvx・Verr_x                                ……式１５ａ
Fstab_y＝Kpy・Pberr_y＋Kvy・Verr_y＋Kθzy・θerr_y＋Kωzy・ωerr_y  
……式１５ｂ
Fstab_z＝Kpz・Pberr_z＋Kvz・Verr_z                                ……式１５ｃ
Mstab_x＝Kθx・θerr_x＋Kωx・ωerr_x                            ……式１５ｄ
Mstab_y＝Kθy・θerr_y＋Kωy・ωerr_y                            ……式１５ｅ
Mstab_z＝Kθz・θerr_z＋Kωz・ωerr_z＋Kpyz・Pberr_y＋Kvyz・Verr_y  
……式１５ｆ
ただし、Kpx、Kvx、Kpy、Kvy、Kpz、Kvz、Kθx、Kωx、Kθy、Kωy、Kθz、Kωz、Kpyz、Kvyz、KθzyおよびKωzyは、所定のゲインであり、これらのうちの少なくともひとつは、０でない値に設定されている。【０１４１】
なお、位置偏差のＹ軸方向成分Pberr_yは、車両モデル７２上での車両１の移動軌跡からの実車７０の移動軌跡のずれ、すなわちコースずれを意味する。位置偏差のＹ軸方向成分Pberr_yは、車両１のヨー角偏差θerr_z（ヨー方向の姿勢角の偏差）と車両１の速度（並進速度）との積に応じて変化する。すなわち、車両１のヨー方向の姿勢角の運動は位置偏差のＹ軸方向成分に影響を及ぼす。Kθzy、Kωzy、KpyzおよびKvyzは、上記影響を考慮して、制御の安定性と応答性を高めるためのゲインである。特に、KpyzおよびKvyzを０でない値に設定することにより、車両１のコースずれが生じた時に、操舵角を操作してコースずれを減少させる動作が出現するようになる。【０１４２】
後述する第３実施形態およびそれ以降の実施形態においては、シナリオ作成部において、車両１のコースずれが生じた時に、操舵角を操作してコースずれを減少させる動作をシナリオとして生成するようにしても良い。この場合には、Kpyz、Kvyz、KθzyおよびKωzyを０に設定しても、コースずれが生じた時に、操舵角を操作してコースずれを減少させるように、実車７０のアクチュエータ装置３が動作する。【０１４３】
なお、上記ゲインは、一定値でも構わないが、制御の安定性と応答性を高めるために、推定路面摩擦係数μestm、実車７０あるいは車両モデル７２上での車両１の車速、横すべり角、スリップ率などに応じて可変的に設定することが望ましい。【０１４４】
次いで、偏差解消補償量Fstab，Mstabと車両モデル７２での各タイヤＷｉの路面反力（詳しくは前記駆動・制動力Fmdl_x_i、横力Fmdl_y_i、および接地荷重Fmdl_z_i）の前回値Fmdl_i_pと推定路面摩擦係数μestmが分配器８８に入力される。そして、分配器８８は、これらの入力を基に、路面反力補償量Fcmpn_iと仮想外力Fvirt，Mvirtとを決定する。なお、車両モデル７２に入力される前記モデルアクチュエータ操作量（前回値）により規定される目標路面反力をFmdl_i_pの代わりに分配器８８に入力するようにしてもよい。例えばサスペンション動特性モデル５４に対するサスペンションモデルアクチュエータ操作量に含まれる前記フィードフォワード接地荷重Fff_z_iの前回値をFmdl_i_pのうちの接地荷重Fmdl_z_i（前回値）の代わりに用いてもよい。また、センサ・オブザーバ８２により路面反力を検出するようにした場合には、その検出値をFmdl_i_pの代わりに分配器８８に入力するようにしてもよい。【０１４５】
分配器８８が決定する路面反力補償量Fcmpn_iは、状態量偏差を０に近づけるために、実車７０で発生させるべき路面反力の修正量（フィードフォワード操作量に対応する路面反力に対する修正量）を意味する。また、前記仮想外力Fvirt，Mvirtは、状態量偏差を０に近づけるために、車両モデル７２上で車両１（より詳しくは車体１Ｂ（バネ上部分））に追加的に作用させるべき仮想的な外力を意味する。仮想外力Fvirt，MvirtのうちのFvirtは、並進力成分を意味し、Mvirtはモーメント成分を意味する。【０１４６】
これらの路面反力補償量Fcmpn_iと仮想外力Fvirt，Mvirtとを求める分配器８８の演算処理を以下に詳説する。【０１４７】
まず、推定路面摩擦係数μestmと車両モデル７２上での各タイヤＷｉの接地荷重Fmdl_z_iの前回値である前回車両モデル各タイヤ接地荷重Fmdl_z_i_pに応じて、路面摩擦力（各タイヤＷｉと路面との間の摩擦力）の許容範囲（いわゆる摩擦円）を設定する。ただし、この許容範囲は、摩擦限界値よりも若干小さめに設定する。具体的には、各タイヤＷｉの摩擦力ベクトルの大きさの上限値Fhmaxが設定される。このように設定される許容範囲を以下、摩擦力許容範囲という。該摩擦力許容範囲は、各タイヤＷｉに路面から作用する駆動・制動力と横力との合力の大きさの上限値を規制する許容範囲である。なお、摩擦力許容範囲は、楕円状に設定しても良い。【０１４８】
また、別の許容範囲として、車輪Ｗｉが浮いて空転しないようにするために、各タイヤＷｉの接地荷重の許容範囲（以下、接地荷重許容範囲という）が設定される。具体的には、各タイヤＷｉの接地荷重の下限値Fzmin_iが設定される。このように設定される接地荷重許容範囲は、各タイヤＷｉの接地荷重の下限値を規制する許容範囲である。なお、接地荷重許容範囲の下限値Fzmin_iは、各車輪Ｗｉ毎に設定してもよいが、全ての車輪Ｗ１〜Ｗ４について同一の値に設定してもよい。【０１４９】
次いで、車両モデル７２上での各タイヤＷｉの路面反力の前回値である前回車両モデル各タイヤ路面反力Fmdl_i_pと路面反力補償量Fcmpn_iとの和（ベクトルの和）が、前記摩擦力許容範囲および接地荷重許容範囲を満足しつつ（すなわち以下の不等式１６，１７を満足しつつ）、すべてのタイヤＷ１〜Ｗ４の路面反力補償量Fcmpn_iが車両１の全体重心あるいは車体１Ｂの重心に作用する合力（並進力とモーメント）が、偏差解消補償量Fstab，Mstabに一致あるいは極力近くなるように、路面反力補償量Fcmpn_iを決定する。【０１５０】
すなわち、式１６および式１７の不等式を満足しつつ、式１８ａ、式１８ｂおよび式１８ｃによって定義される路面反力並進力成分補償量エラーのＸＹＺ軸成分Ferr_x，Ferr_y，Ferr_zと、式１９ａ、式１９ｂおよび式１９ｃによって定義される路面反力モーメント成分補償量エラーのＸＹＺ軸成分Merr_x，Merr_y，Merr_zとを含む式２０で定義される評価関数E(Ferr_x，Ferr_y，Ferr_z，Merr_x，Merr_y，Merr_z)が最小になるように、路面反力補償量Fcmpn_iを決定する。一般的に、このような条件を満足する路面反力補償量Fcmpn_iは、解析的に求めることはできないので、探索手法によって求められる。【０１５１】
(Fmdl_x_i_p＋Fcmpn_x_i)・(Fmdl_x_i_p＋Fcmpn_x_i)
＋(Fmdl_y_i_p＋Fcmpn_y_i)・(Fmdl_y_i_p＋Fcmpn_y_i)
≦Fhmax_i・Fhmax_i    （i=1,2,3,4）
……式１６
Fmdl_z_i_p＋Fcmpn_z_i≧Fzmin_i   （i=1,2,3,4）
……式１７
Ferr_x＝ΣFcmpn_x_i−Fstab_x
……式１８ａ
Ferr_y＝ΣFcmpn_y_i−Fstab_y
……式１８ｂ
Ferr_z＝ΣFcmpn_z_i−Fstab_z
……式１８ｃ
Merr_x＝(Fcmpn_y_1＋Fcmpn_y_2)・ｈf＋(Fcmpn_y_3＋Fcmpn_y_4)・ｈr
＋(Fcmpn_z_1−Fcmpn_z_2)・ｂf／2＋(Fcmpn_z_3−Fcmpn_z_4)・ｂr／2
−Mstab_x
……式１９ａ
Merr_y＝−(Fcmpn_z_1＋Fcmpn_z_2)・Ｌf＋(Fcmpn_z_3＋Fcmpn_z_4)・Ｌr
−ΣFcmpn_x_i・ｈRC−Mstab_y
……式１９ｂ
Merr_z＝(Fcmpn_y_1＋Fcmpn_y_2)・Ｌf−(Fcmpn_y_3＋Fcmpn_y_4)・Ｌr
＋(Fcmpn_x_2−Fcmpn_x_1)・ｂf／2＋(Fcmpn_x_4−Fcmpn_x_3)・ｂr／2
−Mstab_z
……式１９ｃ
E(Ferr_x，Ferr_y，Ferr_z，Merr_x，Merr_y，Merr_z)
＝Kferrx・Fferr_x・Fferr_x＋Kferry・Ferr_y・Ferr_y＋Kferrz・Ferr_z・Ferr_z
＋Kmerrx・Merr_x・Merr_x＋Kmerry・Merr_y・Merr_y＋Kmerr_z・Merr_z・Merr_z
……式２０
なお、式１８ａ〜１８ｃおよび１９ｂにおけるΣは、ｉ(＝１，２，３，４）についての総和（全ての車輪Ｗ１〜Ｗ４についての総和）を意味する。また、ｈf，ｈr，ｈRC，Ｌf，Ｌr，ｂf，ｂrは、前記式１０ａ〜１０ｃ、１１ａ〜１１ｃで示したものと同じである。【０１５２】
次いで、上記のごとく求めた路面反力並進力成分補償量エラーFerr（ベクトル）と路面反力モーメント成分補償量エラーMerr（ベクトル）を、仮想外力の並進力成分Fvirtと仮想外力のモーメント成分Mvirtとする。すなわち、次式２１、２２によって、仮想外力並進力成分Fvirtと仮想外力モーメント成分Mvirtを決定する。【０１５３】
Fvirt＝Fferr              ……式２１
Mvirt＝Mferr             ……式２２
次いで、前記フィードフォワード操作量と路面反力補償量Fcmpn_iとが、アクチュエータ駆動制御装置（実アクチュエータ駆動制御装置）７８に入力される。そして、この実アクチュエータ駆動制御装置７８は、フィードフォワード操作量に対応した路面反力（フィードフォワード操作量によって発生するであろう路面反力。これは路面反力の基本要求値を意味する）に路面反力補償量Fcmpn_iを加えた路面反力（フィードフォワード操作量に対応した路面反力を路面反力補償量Fcmpn_iにより修正してなる路面反力）を目標値として、実際に発生する路面反力が該目標値に一致するように、あるいは該目標値に近くなるように、実車７０の各アクチュエータ装置３（動力配分制御機能付き駆動・制動装置３Ａ、アクティブステアリング装置３Ｂ、アクティブサスペンション装置３Ｃ）のアクチュエータに対する操作量を決定し、その操作量により各アクチュエータ装置３を制御する。【０１５４】
なお、アクチュエータ駆動制御装置７８に、車両モデル７２の路面反力Fmdl_iと路面反力補償量Fcmpn_iとを入力して、車両モデル７２の路面反力Fmdl_iと路面反力補償量Fcmpn_iとの和の路面反力が実際に発生するように、実車７０の各アクチュエータ装置（動力配分制御機能付き駆動・制動装置３Ａ、アクティブステアリング装置３Ｂ、アクティブサスペンション装置３Ｃ）を制御するようにしても良い。【０１５５】
いずれにしても、各タイヤＷｉの横力Fy_iが、前記非特許文献１の第１８４頁の図６−１９のように駆動・制動力Fx_iの影響を受けたりするなど、横力Fy_i、駆動・制動力Fx_i、接地荷重Fz_iなどは互いに干渉し合い、また、摩擦係数（路面とタイヤとの間の摩擦係数）によって干渉の度合いが変わるので、μ推定部８０によって推定された推定路面摩擦係数μestmに基づいて、全てのアクチュエータ装置３Ａ，３Ｂ，３Ｃのアクチュエータを、統合的に制御（操作）することが望ましい。【０１５６】
次いで、前記運転操作入力、モデルアクチュエータ操作量、仮想外力並進力成分Fvirt、仮想外力モーメント成分Mvirtおよび推定路面摩擦係数μestmが車両モデル７２に入力され、前述のごとく車両モデル７２の演算処理が実行される。これにより、車体運動モデル５６の状態量（モデル車体運動状態量）の今回値である今回モデル車体運動状態量と、車両モデル７２上で車両１に作用する路面反力の今回値である今回モデル路面反力とが決定される。【０１５７】
次いで、μ推定部８０によって、車輪Ｗ１〜Ｗ４と路面との間の摩擦係数の推定値である推定摩擦係数μestm（今回値）が算出される。このμ推定部８０には、例えばセンサ・オブザーバ８２で検出または推定された実車１の実状態量（例えば、実車１の前後、左右方向の加速度、各車輪Ｗ１〜Ｗ４の回転速度、実車１のヨーレートなど）と、詳細を後述するアクチュエータ駆動制御装置７８が決定したアクチュエータ操作量のうちの操舵輪Ｗ１〜Ｗ４の操舵角（前回値などの過去値）および駆動・制動力を規定するアクチュエータ操作量（前回値などの過去値）とが入力され、これらの入力から推定路面摩擦係数μestm（今回値）が算出される。この場合、摩擦係数を推定する手法は、種々様々な手法が公知となっており、その公知の手法によってμestmを決定するようにすればよい。例えば車体１Ｂの加速度のピーク値を基に摩擦係数を推定することが可能である。本実施形態では、このように決定された推定路面摩擦係数μestmの今回値が、制御装置１０の次回の演算処理周期で用いられる。【０１５８】
なお、推定摩擦係数μestmは、各車輪Ｗ１〜Ｗ４毎に各別に求めることが望ましいが、例えば全ての車輪Ｗ１〜Ｗ４の組についての代表的な推定値、あるいは、前輪Ｗ１，Ｗ２の組と後輪Ｗ３，Ｗ４の組とのそれぞれの組の代表的な推定値、あるいは、左側の車輪Ｗ１，Ｗ３の組と右側の車輪Ｗ２，Ｗ４の組とのそれぞれの組の代表的な推定値であってもよい。また、推定摩路面擦係数μestmは、その値が頻繁に変動するのを避けるために、制御装置１０の演算処理周期（制御周期）よりも長い一定の時間間隔で更新するようにしたり、あるいは、各演算処理周期での摩擦係数の瞬時推定値からローパスフィルタなどのフィルタを介して推定路面摩擦係数μestmを得るようにしてもよい。また、車両モデル７２に入力される推定路面摩擦係数の変化の穏やかさと分配器８８に入力される推定路面摩擦係数の変化の穏やかさを異なるように設定しても良い。【０１５９】
また、前記仮想外力Fvirt，Ｍvirtは、感覚フィードバック報知部９０に入力される。仮想外力Fvirt，Ｍvirtによる車両モデル７２の車両１の運動の修正は、車両１の運転者自身が意図したものではないので、仮想外力Fvirt，Ｍvirtの大きさがある所定値を超えた場合には、その旨を運転者になんらかの手段で報知することが望ましい。感覚フィードバック報知部９０は、その報知を行なうための処理を実行するものである。例えば仮想外力に応じたフィードフォワード操作量の変更量（仮想外力と等価なフィードフォワード操作量の変更量）に応じてステアリング装置３Ｂのパワーステアリングのアクチュエータや駆動・制動装置３Ａのブレーキアシスト用アクチュエータに付加的な操作量を加えて、仮想外力Fvirt，Ｍvirtによる車両モデル７２の車両１の運動の修正を運転者に知らせる。より具体的には、たとえば、仮想外力のモーメント鉛直成分Mvirt_zに比例したトルクをパワーステアリングに付加的に発生させればよい。なお、報知は、聴覚的、あるいは視覚的に行なうようにしてもよい。【０１６０】
以上説明した第１実施形態によれば、実車７０と車両モデル７２上の車両との状態量偏差が０に近づき、且つ、路面反力が許容範囲に収まるように実車７０と車両モデル７２上の車両の運動が操作されるので、状態量偏差が過大になることが無い。このため、実車７０の各アクチュエータ装置３に対するアクチュエータ操作量がリミッタにより制限されるような状況が少なくなり、路面の凹凸、摩擦係数の変化などの外乱要因による実車７０の運動への影響を効果的に抑制しつつ、実車７０の運動を適切に制御できる。また、車両モデル７２のパラメータや、推定路面摩擦係数μestmの誤差に対する車両１の制御のロバスト性を高めることができる。【０１６１】
なお、前記第１実施形態では、仮想外力を車両モデル７２に入力するようにしたが、図５に示すように、分配器８８で前記の通り求めた仮想外力を車両モデル７２上での路面反力を修正するための仮想路面反力補償量とし、車両モデル７２の代わりにアクチュエータ駆動制御装置モデル７６に入力するようにしてもよい。この場合、アクチュエータ駆動制御装置モデル７６では、前記実アクチュエータ駆動制御装置７８でアクチュエータ操作量を決定する場合と同様に車両モデル７２に対するモデルアクチュエータ操作量を決定するようにすればよい。なお、車両モデル７２には、実車７０に無いアクチュエータとその駆動制御装置を備えてもよい。実車７０に無いアクチュエータを車両モデル７２上で動作させることで、車両モデル７２上の車両１に仮想外力を付与する場合と同等の作用を奏することができる。【０１６２】
補足すると、以上説明した第１実施形態は、本発明のうちの前記第１発明、第２発明、第４発明〜第１１発明の実施形態である。この場合、前記仮想外力Fvirt，Mvirtが車両モデル操作用制御入力に相当し、路面反力補償量Fcmpn_iが実車アクチュエータ操作用制御入力に相当し、偏差算出部８４で求められる状態量偏差が第１状態量偏差に相当する。また、前記モデル車体運動は、モデル車両運動に相当する。また、フィードフォワード操作量決定部７４が出力するフィードフォワード操作量が実車用基本制御入力もしくは路面反力基本目標パラメータに相当する。さらに、前記アクチュエータ駆動制御装置モデル７６が出力するモデルアクチュエータ操作量が、モデル用基本制御入力もしくはモデル路面反力パラメータに相当する。なお、仮想外力Fvirt，Mvirtに代えて、この仮想外力を車両モデル７２上の車両１に作用させることと同等の効果を奏する、車両モデル７２上のアクチュエータ装置に対する操作量（すなわち、前記モデルアクチュエータ操作量の修正量）を決定し、それを車両モデル操作用制御入力として、車両モデル７２に入力するようにしてもよい。この場合の車両モデル操作用制御入力は、上記仮想外力Fvirt，Mvirtをモデルアクチュエータ操作量の次元の操作量に変換することで、決定すればよい。このようにすることで、前記第３発明あるいは第１２発明の実施形態を構築できることとなる。なお、仮想外力Fvirt，Mvirtの代わりに、これと等価なものとなる、モデルアクチュエータ操作量を直接的に決定するようにしてもよい。【０１６３】
［第２実施形態］
次に、本発明の車両の制御装置の第２実施形態を説明する。なお、第２実施形態は、第１実施形態のものと、車両１の一部の構成と制御装置１０の一部の制御処理とだけが第１実施形態と相違するものであるので、第１実施形態と同一構成部分または同一機能部分については、第１実施形態と同一の参照符号を用いて詳細な説明を省略する。【０１６４】
第２実施形態は、第１実施形態よりも簡易な車両モデルを用い、この車両モデルと実際の車両１との状態量偏差を０に近づけるように、車両１のアクチュエータ装置３のうちのアクティブステアリング装置３Ｂだけを制御するようにしたものである。【０１６５】
この場合、本実施形態では、アクティブステアリング装置３Ｂは、前輪Ｗ１，Ｗ２の操舵角だけを電動モータなどのアクチュエータを介して能動的に操作し得るものとなっている。従って、本実施形態では、後輪Ｗ３，Ｗ４の操舵は行なわれないものとする。【０１６６】
なお、本実施形態では、駆動・制動装置３Ａは、第１実施形態と同様に動力配分制御機能付き駆動・制動装置でもよいが、動力配分制御機能を持たないものであってもよい。さらには、２つの駆動輪（前輪Ｗ１，Ｗ２または後輪Ｗ３，Ｗ４）だけに、駆動力を付与するもの（いわゆる２ＷＤ）であってもよい。また、サスペンション装置３Ｃは、第１実施形態と同様にアクティブサスペンション装置であってもよいが、アクチュエータを持たない受動的なサスペンション装置であってもよい。いずれにせよ、本実施形態では、車両モデルと実際の車両１との状態量偏差に応じたアクチュエータの能動的な操作は、前記したようにステアリング装置３Ｂに対してのみ実行される。以降の説明では、本実施形態の理解の便宜上、駆動・制動装置３Ａは、動力配分制御機能を持たない通常的な駆動・制動装置であるとする。そして、該駆動・制動装置３Ａの動作制御は、制御装置１０とは別の制御装置によって、運転操作入力のうちのアクセル操作量、ブレーキ操作量およびシフトレバー位置に応じて公知の通常の制御処理によって実行されるものとする。また、サスペンション装置３Ｃは、アクチュエータを持たない受動的なサスペンション装置であるとする。【０１６７】
本実施形態における制御装置１０の制御処理機能の基本的構成は、前記図４にブロック図で示したものと同じである。但し、本実施形態では、車両モデル７２と、偏差解消制御則８６および分配器８８の処理は、第１実施形態と相違する。また、フィードフォワード操作量決定部７４、アクチュエータ駆動制御装置７８およびアクチュエータ駆動制御装置モデル７６の処理も第１実施形態と若干相違する。【０１６８】
本実施形態における制御装置１０の制御処理を説明する前に、本実施形態における車両モデル７２を図６を参照して説明する。図６は、本実施形態における車両モデル７２の機能的構成を示すブロック図である。本実施形態では、車両モデル７２は、操舵系モデル６１と、２輪モデル６３とを備えている。操舵系モデル６１は、第１実施形態のものと同様に、本実施形態におけるアクティブステアリング装置３Ｂの動特性を表現するモデルである。すなわち、操舵系モデル６１は、運転操作入力のうちのステアリング角θsと、ステアリングアクチュエータ操作量δa_i（本実施形態ではδa_1，δa2）とを入力として、これらの入力から、操舵輪である前輪Ｗ１，Ｗ２の操舵角δmdl_1，δmdl_2を決定して出力する。なお、前輪Ｗ１，Ｗ２の操舵角δmdl_1，δmdl_2は、ほぼ等しいので、これらの操舵角δmdl_1，δmdl_2のいずれか一方、または、平均値を操舵系モデル６１から出力するようにしてもよい。【０１６９】
２輪モデル６３は、例えば前記非特許文献１の図６−６３、あるいは、「自動車の運動と制御（第二版）」（著者：安部正人、発行所：株式会社山海堂、平成１６年７月２３日発行）の図３．５に示される公知の２自由度モデルである。すなわち、この２輪モデルは、図７に示す如く、実際の車両１の挙動を単一の前輪Ｗｆと単一の後輪Ｗｒとを有する車両（すなわち二輪車）の挙動で近似表現するモデルである。なお、図７中の「規範コース」、「規範ヨーレート」は後述の実施形態に関するものであるので、ここでは無視してよい。この場合、本実施形態では、２輪モデル６３の状態量を実車７０の状態量に近づけるための仮想外力が加味され、該２輪モデル６３の動力学は、次式５０ａ〜５０ｄの動力学方程式により記述される。【０１７０】
【数３】
0004143104.tif 000004
【０１７１】
ここで、式５０ａ〜５０ｄにおけるｍ、Ｉ、Ｖ、β、ωz、δｆは、それぞれ車両１の質量、車両１のヨー軸まわりの慣性モーメント、走行速度（車速。正確には、車両１の重心点の速度）、車両１の重心点の横滑り角（車両１の重心点の速度ベクトルとＸ軸方向とのなす角度）、車両１のヨーレート（ヨー軸まわりの姿勢角の角速度）、前輪Ｗ１の操舵角と前輪Ｗ２の操舵角との平均値（図７の前輪Ｗｆの操舵角）である。また、Ｌｆは、車両１の重心点と前車軸間の距離、Ｌｒは、車両１の重心点と後車軸間の距離、Ｋｆは、車両１の前輪Ｗ１，Ｗ２の１輪あたりのコーナリングパワー（図７の前輪Ｗｆのコーナリングパワーの半分）、Ｋｒは、車両１の後輪Ｗ３，Ｗ４の１輪あたりのコーナリングパワー（図７の後輪Ｗｒのコーナリングパワーの半分）である。また、Ｙfは前輪Ｗ１，Ｗ２の１輪あたりのコーナリングフォース、Ｙrは後輪Ｗ３，Ｗ４の１輪あたりのコーナリングフォースである。また、Fvirt，Mvirtは、それぞれ前記仮想外力の並進力成分、モーメント成分である。【０１７２】
上記式５０ａ〜５０ｄにより記述される２輪モデル６３には、前記操舵系モデル６１から操舵角δmdl_1，δmdl_2が入力されると共に、前記運転操作入力のうちのアクセル操作量、ブレーキ操作量、シフトレバー位置と、推定路面摩擦係数μestmと、仮想外力Fvirt，Ｍvirtと、車速Ｖとが入力される。この場合、推定路面摩擦係数μestmは、前記μ推定部８０から入力され、仮想外力Fvirt，Ｍvirtは、分配器８８から入力される。また、車速Ｖは、センサ・オブザーバ８２から入力される。そして、２輪モデル６３は、これらの入力を基に、横滑り角βおよびヨーレートωzと、各車輪Ｗｉの駆動・制動力Fmdl_x_iおよび横力Fmdl_y_iとを制御装置１０の演算処理周期毎に逐次算出する。【０１７３】
具体的には、２輪モデル６３は、入力された操舵角δmdl_1，δmdl_2のいずれか一方、もしくはそれらの平均値を前記式５０ａ，５０ｂにおけるδｆとして決定する。なお、操舵系モデル６１で操舵角δmdl_1，δmdl_2のいずれか一方、もしくはそれらの平均値を出力するようにした場合には、その出力された操舵角をδｆとして決定すればよい。また、２輪モデル６３は、入力された推定路面摩擦係数μestmからあらかじめ設定されたデータテーブルなどに基づいて、コーナリングパワーＫf，Ｋrを決定する。そして、２輪モデル６３は、これらのδｆおよびＫf，Ｋrと、入力された車速Ｖと、横すべり角βおよびヨーレートωzの前回値とから、前記式５０ａ，５０ｂ（より詳しくは、これらを制御周期で離散化した式）により、横滑り角β、ヨーレートωz、横すべり角βの変化率（微分値）であるｄβ/ｄｔおよびヨーレートωzの変化率（微分値）であるｄωz/ｄｔの今回値を算出する。【０１７４】
また、２輪モデル６３は、上記の如く求めた横すべり角βおよびヨーレートωzの前回値および今回値から、前記式５０ｃ，５０ｄの連立方程式を解くことで、Ｙf，Ｙrを求める。そして、Ｙfを各前輪Ｗ１，Ｗ２の横力Fmdl_y_1，Fmdl_y_2とし（Fmdl_y_1＝Fmdl_y_2＝Ｙf）、Ｙrを各後輪Ｗ３，Ｗ４の横力Fmdl_y_3，Fmdl_y_4とする（Fmdl_y_3＝Fmdl_y_4＝Ｙr）。【０１７５】
なお、Ｙf，Ｙrは、次式５１ａ，５１ｂにより求めてもよい。【０１７６】
Ｙf＝−Ｋf・（β＋Ｌf・ωz／Ｖ−δ）              ……５１ａ
Ｙr＝−Ｋr・（β−Ｌr・ωz／Ｖ）                ……５１ｂ
また、２輪モデル６３は、入力された車速（実車１の車速）と、運転操作入力のうちのアクセル操作量とブレーキ操作量とシフトレバー位置とから、各車輪Ｗｉの駆動・制動力Fmdl_x_iを算出する。なお、この場合、Fmdl_x_1＝Fmdl_x_2、Fmdl_x_3＝Ｆmdl_x_4である。【０１７７】
本実施形態では、このように２輪モデル６３で算出された横滑り角βおよびヨーレートωzのうち、ヨーレートωzが車両モデル７２上での車両１の運動の状態量として出力される。また、２輪モデル６３で算出されたFmdl_x_iとFmdl_y_iとが車両モデル７２上での路面反力（モデル路面反力）として出力される。【０１７８】
次に、本実施形態における制御装置１０のより具体的な処理を第１実施形態と相違する処理を中心に説明する。まず、フィードフォワード操作量決定部７４は、入力された運転操作入力と、推定路面摩擦係数μestmと、車両１の状態量とから、ステアリング装置３Ｂに対するフィードフォワード操作量を決定する。この場合、本実施形態では、フィードフォワード操作量決定部７４が決定するフィードフォワード操作量は、例えば第１実施形態で説明したフィードフォワード操舵角δff_i（前輪Ｗ１，Ｗ２の操舵角の基本要求値）である。このフィードフォワード操舵角δff_iは、フィードフォワード操作量決定部７４に入力された運転操作入力のうちのステアリング角θsと、車両１の状態量のうちの車速とから、所定の演算式あるいはあらかじめ設定されたマップなどを基に決定される。例えば、ステアリング角θsに、車速に応じて設定した所定の係数を乗じることで、フィードフォワード操舵角δff_iを決定する。この場合の係数は、例えば車速が高いほど、小さい値に設定することが望ましい。なお、該係数は一定値であってもよい。【０１７９】
次いで、このように決定されたフィードフォワード操作量（フィードフォワード操舵角δff_i）がアクチュエータ駆動制御装置モデル７６に入力される。そして、アクチュエータ駆動制御装置モデル７６では、入力されたフィードフォワード操舵角δff_iに応じて、車両モデル７２（図６の車両モデル）上でのアクティブステアリング装置３Ｂ（操舵系モデル６１）に対するアクチュエータ操作量としてのモデルアクチュエータ操作量を決定し、それを車両モデル７２に出力する。この場合、フィードフォワード操舵角δff_iを前輪Ｗ１，Ｗ２の操舵角（操舵系モデル６１の出力）の平均値あるいはいずれか一方の目標値として、この目標値の操舵角に操舵系モデル６１の出力が追従するように操舵系モデル６１に対するモデルアクチュエータ操作量δa_iが決定される。【０１８０】
次いで、センサ・オブザーバ８２による実車１の状態量（実状態量）の検出または推定が実行される。この処理は、第１実施形態と同じである。【０１８１】
次いで、偏差算出部８４によって、実車１の今回状態量のうちのヨーレートと、車両モデル７２（図６の車両モデル）により前回の演算処理周期で算出されたヨーレートωzとの差が状態量偏差として求められる。以下、この状態量偏差をヨーレート偏差ωerr_zという。【０１８２】
次いで、このヨーレート偏差ωerr_zが偏差解消制御則８６に入力される。この偏差解消制御則８６では、ヨーレート偏差ωerr_zを０に近づけるように、実車１に作用させるべき外力としての偏差解消補償量Fsatb，Mstabが決定される。但し、本実施形態では、偏差解消補償量Fstab，Mstabのうちの並進力成分であるFstabは０とする（Fstab_x＝Fstab_y＝Fstab_z＝０とする）。また、偏差解消補償量Fsatb，Mstabのうちのモーメント成分であるMstabのうち、ピッチ方向成分Mstab_xおよびロール方向成分Mstab_yも０とされる。従って、Mstabのうちのヨー方向成分Mstab_zだけがヨーレート偏差ωerr_zに応じてフィードバック則により決定される。このヨー方向成分Mstab_z（以下、偏差解消補償量ヨー成分Mstab_zという）は、本実施形態では、比例制御則によって、ヨーレート偏差ωerr_zから決定される。すなわち、次式５１により、Mstab_zが決定される。【０１８３】
Mstab_z＝Ｋωz・ωerr_z      ……式５１
式５１におけるＫωzは比例ゲインであり、例えばあらかじめ定めた値に設定される。ただし、Ｋωzは、推定路面摩擦係数μestm、実車１の車速などに応じて可変的に設定するようにしてもよい。なお、偏差解消補償量ヨー成分Mstab_zは、ωerr_zからＰＤ制御則などの他のフィードバック則により決定するようにしてもよい。【０１８４】
次いで、偏差解消補償量ヨー成分Mstab_zと車両モデル７２上での各タイヤＷｉの路面反力（駆動・制動力Fmdl_x_i、横力Fmdl_y_i）の前回値Fmdl_i_pと推定路面摩擦係数μestmが分配器８８に入力される。そして、分配器８８は、これらの入力を基に、路面反力補償量Fcmpn_i（詳しくは、Fcmpn_x_i，Fcmpn_y_i）と仮想外力Fvirt，Mvirtとを決定する。【０１８５】
本実施形態では、これらの路面反力補償量Fcmpn_iおよび仮想外力Fvirt，Mvirtが次のように決定される。【０１８６】
すなわち、まず、前記式１６の不等式を満足しつつ、前記式１８ａ，１８ｂ，１９ｃにより定義される路面反力補償量エラーFerr_x、Ferr_y、Merr_zを含む次式２０’の評価関数Ｅ(Ferr_x，Ferr_y，Merr_z)が最小になるように、路面反力補償量Fcmpn_i（Fcmpn_x_i，Fcmpn_y_i）が探索手法により決定される。【０１８７】
E(Ferr_x，Ferr_y，Merr_z）
＝Kferrx・Ferr_x・Ferr_x＋Kferry・Ferr_y・Ferr_y＋Kmerrz・Merr_z・Merr_z
……式２０’
この場合、各タイヤＷｉの接地荷重をあらかじめ定めた所定値とし、この所定値と推定路面摩擦係数μestmとから前記不等式１６のFhmax_i（各タイヤＷｉの摩擦力の上限値）が設定される。また、前記式１８ａ，１８ｂにおけるFstab_x，Fstab_yはいずれも０である。なお、前輪Ｗ１，Ｗ２の路面反力補償量Fcmpn_1，Fcmpn_2は互いに等しく、後輪Ｗ３，Ｗ４の路面反力補償量Fcmpn_3，Fcmpn_4は互いに等しいとする。すなわち、Fcmpn_x_1＝Fcmpn_x_2、Fcmpn_y_1＝Fcmpn_y_2、Fcmpn_x_3＝Fcmpn_x_4、Fcmpn_y_3＝Fcmpn_y_4である。従って、前記式１９ｃの右辺の第３項、第４項は常に０となり、これらの第３項および第４項は、式１９ｃから削除してもよい。また、式２０’において、KferrxとKferryを０としても良い。すなわち、評価関数において、Ferr_xとFerr_yを無視するようにしても良い。【０１８８】
次いで、前記式２１、式２２により、仮想外力の並進力成分Fvirtとモーメント成分Mvirtとが決定される。すなわち、Ferr_xおよびFerr_yが仮想外力並進力成分Fvirtとして決定され、Merr_zが仮想外力モーメント成分として決定される。この場合、本実施形態では、Ferr_x（＝FvirtのＸ軸方向成分）は、各車輪Ｗｉの路面反力補償量Fcmpn_iのＸ軸方向成分Fcmpn_x_iの合力に等しく、Ferr_y（＝FvirtのＹ軸方向成分）は、各車輪Ｗｉの路面反力補償量Fcmpn_iのＹ軸方向成分Fcmpn_y_iの合力に等しい。【０１８９】
以上が本実施形態における分配器８８の処理である。【０１９０】
なお、Fcmpn_x_1＝Fcmpn_x_2＝Fcmpn_x_3＝Fcmpn_x_4＝０、Fcmpn_y_1＝Fcmpn_y_2、Fcmpn_y_3＝Fcmpn_y_4＝０とし、式２０’において、KferrxとKferryを０としても良い。【０１９１】
次いで、前記フィードフォワード操作量（フィードフォワード操舵角δff_i）と路面反力補償量Fcmpn_i（Fcmpn_x_i，Fcmpn_y_i）とがアクチュエータ駆動制御装置（実アクチュエータ駆動制御装置）７８に入力される。そして、この実アクチュエータ駆動制御装置７８は、フィードフォワード操作量と、駆動・制動装置３Ａの現在の制御状態とに対応して各車輪Ｗｉに発生する路面反力（詳しくは路面反力のうちの駆動・制動力および横力）に路面反力補償量Fcmpn_iを加えた路面反力を目標値として、実際に発生する路面反力が該目標値に一致するように、あるいは、該目標値に近づくように、実車７０のアクティブステアリング装置３Ｂのアクチュエータの操作量を決定し、このアクチュエータ操作量によりアクティブステアリング装置３Ｂを制御する。なお、このとき、アクティブステアリング装置３Ｂを制御することに加えて、駆動・制動装置３Ａのブレーキ装置を制御するようにしてもよい。【０１９２】
次いで、前記運転操作入力、モデルアクチュエータ操作量δa_i、仮想外力Fvirt，Mvirt、車速（実車７０の車速）および推定路面摩擦係数μestmが車両モデル７２（図６の車両モデル）に入力される。そして、該車両モデル７２により前記した如く、該車両モデル７２上での路面反力Fmdl_x_i，Fmdl_y_iと横すべり角βとヨーレートωzとの今回値が算出される。【０１９３】
次いで、前記第１実施形態と同様に、μ推定部８０と感覚フィードバック報知部９０との処理が行なわれる。【０１９４】
本実施形態における制御装置１０の制御処理においては、以上説明した以外の制御処理は前記第１実施形態と同じである。【０１９５】
以上が、第２実施形態における制御装置１０の制御処理の詳細である。本実施形態によれば、前記第１実施形態と同様の作用効果を奏することができる。【０１９６】
補足すると、第２実施形態は、本発明のうちの前記第１発明、第２発明、第４発明〜第１１発明の実施形態である。この場合、第２実施形態と本発明との対応関係は、第１実施形態と本発明との対応関係と同様である。なお、第２実施形態においても、第１実施形態に関して説明した場合と同様に、仮想外力Fvirt，Mvirtに代えて、この仮想外力を車両モデル７２上の車両１に作用させることと同等の効果を奏する、車両モデル７２上のアクチュエータ装置に対する操作量（すなわち、前記モデルアクチュエータ操作量の修正量）を決定し、それを車両モデル操作用制御入力として、車両モデル７２に入力するようにしてもよい。このようにすることで、第３発明あるいは第１２発明の実施形態を構築できる。【０１９７】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態を図８〜図１４を参照して説明する。図８は第３実施形態の車両の制御装置の機能的構成を示すブロック図である。図８に示すように、第３実施形態は、第１実施形態のフィードフォワード操作量決定部７４の代わりにシナリオ作成部９８を備えたものである。また、感覚フィードバック報知部９０には、分配器８８の出力だけでなく、シナリオ作成部９８から感覚フィードバック報知部９０に情報が伝達される。その他の構成は、第１実施形態と同一である。【０１９８】
シナリオ作成部９８の概要を説明すると、該シナリオ作成部９８は、制御装置１０の制御処理周期毎に、現在時刻（今回時刻）までの運転操作入力（ステアリング角、アクセル操作量、ブレーキ操作量、シフトレバー位置など）の時系列に応じて、運転者が望むであろう現在時刻以後の将来の車両１の運動の規範状態量の時系列を生成する。さらに、シナリオ生成部９８は、車両１の運動が生成した規範状態量の時系列に追従しつつ、車両１に作用する路面反力が許容範囲を越えないように、現在時刻から所定時間後までの将来の車両１の運動の状態量の時系列を作成する。このとき、車両１の運動の状態量の時系列と共に、現在時刻から所定時間後までの将来の、アクチュエータ駆動制御装置への操作量（制御入力）の時系列と、車両１の路面反力の時系列とが作成される。そして、シナリオ生成部９８は、作成したアクチュエータ駆動制御装置への操作量の時系列のうちの、現在時刻に対応する操作量を、実アクチュエータ駆動制御装置７８に対するフィードフォワード操作量の今回値として出力する。なお、以降、シナリオ作成部９８で作成される状態量などの時系列をしばしば、総称的にシナリオまたはシナリオ時系列という。【０１９９】
このシナリオ生成部９８においては、シナリオ用車両モデルを用いてシナリオが作成される。シナリオ用車両モデルは、任意時刻ｔa−Δt（ただしΔtは演算処理周期（制御周期））での状態量と時刻ｔaの入力（シナリオ用車両モデルへの入力）とから時刻ｔaの状態量を算出して出力する。【０２００】
この場合、シナリオ作成部９８においては、現在時刻（制御装置１０の今回制御周期の時刻）から１制御周期前の時刻を「初期時刻」とし、現在時刻に決定される状態量（現在時刻状態量）を算出するための入力を「現在時刻入力」とし、現在時刻に決定される状態量（現在時刻状態量）を算出するための前回状態量を初期状態量と定義する。そして、シナリオ作成用のアクチュエータ駆動制御装置であるシナリオ用アクチュエータ駆動制御装置に対する入力（制御入力）の時系列のうち、初期時刻からΔｔの時間後の値（すなわち、現在時刻に対応する値）をフィードフォワード操作量の今回値として出力する。【０２０１】
なお、シナリオは、制御周期毎に再度生成される。仮想外力が０の時には、直前に生成されたシナリオ通りに車両モデル７２（仮想外力が入力される車両モデル７２）の状態が遷移するので、再度生成されるシナリオは、直前に生成されたシナリオと同一の挙動となる。仮想外力が０でない時には、シナリオの初期状態は、仮想外力を受けた結果の車両１の状態に対応したものに修正される。【０２０２】
以下にシナリオ作成部９８の詳細を図９〜図１４を参照して説明する。図９はシナリオ作成部９８の機能的構成を示すブロック図であり、図１０および図１１はシナリオ作成部９８の処理を表すフローチャートである。以降の説明では、シナリオ時系列の刻み時間をΔｔとし（本実施形態ではΔｔは制御装置１０の制御周期と同一とする）、該時系列の各時刻ｔをｋ・Δｔ（ｋ＝０，１，２，……，ｋmax）により表す。そして、シナリオ時系列における時刻ｋ・Δｔでの状態量などの値をｋ番目の値と称する。０番目の値は、シナリオ時系列の初期時刻における値であり、１番目の値は、現在時刻（シナリオ時系列における時刻Δｔ）における値である。また、現在時刻から所定時間（ｋmax−１）・Δｔ後の時刻、すなわち、時刻ｋmax・Δｔを時刻Ｔeと定義する。【０２０３】
シナリオ作成部９８は、図９に示すように将来入力時系列決定部１００とシナリオ用規範動特性モデル１０２と、追従制御則１０６と、シナリオ用アクチュエータ駆動制御装置モデル１０８と、シナリオ用車両モデル１１０とを備える。また、シナリオ作成部９８は、図示されないシナリオ評価部とシナリオ追従制御則変更部も備える。【０２０４】
以下、シナリオ作成部９８の各部の処理の説明と併せてシナリオ作成部９８の処理を詳細に説明する。【０２０５】
図１０のフローチャートを参照して、まず、Ｓ２１０において、現在時刻（今回の制御周期の時刻）までの運転操作入力の時系列（運転操作入力の今回値と、前回値などの過去値）を基に、現在時刻から所定時間後の時刻Ｔeまでの運転操作入力である将来運転操作入力の時系列（ｋ＝１からｋ＝ｋmaxまでの時系列）を決定する。このＳ２１０の処理が将来入力時系列決定部１００の処理である。【０２０６】
この将来運転操作入力の時系列は具体的には次のように作成される。すなわち、運転操作入力のうちのステアリング角（以下、将来ステアリング角ということがある）を例に採って説明すると、現在時刻までのステアリング角θsの時系列が例えば図１２の破線のグラフで示すようなものであるとする。このとき、将来ステアリング角θsの時系列（将来の時刻Ｔe（現在時刻から所定時間後の時刻）までの時系列）は、図１２の実線のグラフで示されるごとく決定される。この場合、環境（実車７０の走行環境）を認識できない場合には、現在時刻から少しの時間が経過した時刻から、将来ステアリング角θsが一定になるように将来運転操作入力のステアリング角θsの時系列が決定される。【０２０７】
より具体的には、将来ステアリング角θsの時系列は、現在時刻のステアリング角θsの値（今回値）と、該ステアリング角θsの角速度の値（今回値）とから、例えば１次遅れ系の挙動を示すように決定される。すなわち、現在時刻でのステアリング角θsの値をθs1、角速度の値をｄθs1／dtとしたとき、将来ステアリング角θsの時系列は、θs1を起点として、所定の時定数Ｔsで、θs1＋Ｔs・ｄθs1／dtに整定する１次遅れ波形となるように決定される。この場合、将来ステアリング角の時系列の時刻ｔ＝Δｔでの値（１番目の値）は、現在時刻でのステアリング角θsの検出値、すなわち、θsの今回値に一致させる。なお、角速度ｄθs1／dtは、ステアリング角θsの検出値の今回値と前回値との差を制御処理周期Δｔで除算することにより求めてもよいが、ノイズを除去するために、ステアリング角θｓの検出値の今回値および複数の過去値の時系列を基に、ＦＩＲフィルタもしくはＩＩＲフィルタによって求めるようにしてもよい。【０２０８】
将来運動操作入力のうち、ステアリング角θs以外の他の運転操作入力（アクセルペダル操作量、ブレーキペダル操作量）の時系列も将来ステアリング角θsの時系列と同様に決定される。なお、将来運動操作入力のうち、シフトレバー位置の時系列は、例えば現在時刻でのシフトレバー位置（今回値）に維持するように決定される。【０２０９】
補足すると、視覚センサ、レーダー、ＧＰＳ、慣性航法装置、地図データなどにより、実車７０の走行環境を認識できる場合には、環境情報に応じて将来運転操作入力の時系列を作成することが望ましい。例えば、実車７０が高速道路を走行している場合において、運転者が急激にステアリングホイールを操作したときには、障害物等を回避するために車線変更を行なおうとしていると解釈して、将来運転操作入力の時系列を作成すればよい。将来運転操作入力の時系列は、基本的には運転者が意図する将来の実車７０の挙動に近い車両１の挙動が得られるような運転操作入力であることが望ましい。【０２１０】
次いで、Ｓ２１２に進んで、シナリオにおける規範状態量の時系列であるシナリオ規範状態量時系列と、シナリオ用アクチュエータ駆動制御装置１０８への入力（制御入力）の時系列であるシナリオ用アクチュエータ駆動制御装置入力時系列と、シナリオ用車両モデル１１０上での車両１の運動の状態量の時系列であるシナリオ状態量時系列と、シナリオ用車両モデル１１０上での路面反力の時系列であるシナリオ路面反力時系列とを作成する。このＳ２１２の処理は、シナリオ用規範動特性モデル１０２、シナリオ用追従制御則１０６、シナリオ用アクチェータ駆動制御装置モデル１０８、およびシナリオ用車両モデル１１０により実行される処理である。【０２１１】
Ｓ２１２の処理は、図１１のフローチャートで示すサブルーチン処理により実行される。【０２１２】
まず、Ｓ１００２において、シナリオ用規範動特性モデル１０２の初期状態量（時刻ｔ＝０での状態量）を前記車両モデル７２の最新の状態量（本実施形態では前回値）に一致させる。すなわち、シナリオ用規範動特性モデル１０２の状態量の時系列の０番目の状態量に車両モデル７２の最新の状態量が代入され、該シナリオ用規範動特性モデルが初期化される。【０２１３】
ここで、本実施形態では、シナリオ用規範動特性モデル１０２として、例えば前記第２実施形態で説明した２輪モデル６３（前記式５０ａ，５０ｂに記述される動特性を有するモデル）が用いられる。ただし、シナリオ用規範動特性モデル１０２では、式５０ａ，５０ｂにおけるFvirt，Ｍvirtは、定常的に０に設定される。そして、Ｓ１００２では、このシナリオ用規範動特性モデル１０２の初期状態量（横すべり角β、ヨーレートωz、車両１の重心点の位置（ＸＹ平面内の位置）、車両１の姿勢角（ヨー軸回りの姿勢角））の値が、車両モデル７２上での最新の状態量の値と同一に設定される。例えば、図１３に示す如く、シナリオ用規範動特性モデル１０２の状態量のうちのヨーレートωzに関し、初期時刻（前回制御周期の時刻）までの過去のシナリオにおける規範状態量のヨーレートωzの時系列（より詳しくは、前回制御周期までの過去の各制御周期においてシナリオ用規範動特性モデル１０２により求められた、各制御周期の時刻でのヨーレートの時系列）が同図１３の実線のグラフで示すものであるとする。また、初期時刻までの車両モデル７２の状態量のヨーレートの時系列が、同図１３の破線で示すグラフであるとする。このとき、今回の制御周期で新たに作成する規範状態量のヨーレートωzの時系列のうち、初期時刻での値（０番目の値）は、過去のシナリオによらずに、車両モデル７２の状態量のヨーレート（最新の状態量のヨーレート）と同じ値に設定される。シナリオ用規範動特性モデル１０２の他の状態量についても同様である。従って、シナリオ用規範動特性モデル１０２は、各制御周期において、車両モデル７２の最新の状態量を起点として、規範状態量の時系列を作成する。【０２１４】
補足すると、図１３は、時間軸の左端の時刻から初期時刻までシナリオの更新が行われなかった場合の様子であり、シナリオの更新が制御周期毎に行われる場合、初期時刻以前においては、過去のシナリオにおける規範状態量のヨーレートの時系列が車両モデル７２の状態量のヨーレートの時系列に一致させられるので、現在時刻でのみ、一般的に両時系列の値が異なる。【０２１５】
なお、シナリオ用規範動特性モデル１０２における横すべり角βは、車両１の重心の横すべり角であり、その初期状態量は、車両モデル７２の前記モデル車体運動の状態量（詳しくはモデル車体運動の状態量のうちの、車体１ＢのＸ軸方向の速度とＹ軸方向の速度）から決定される。【０２１６】
補足すると、シナリオ用規範動特性モデル１０２では、路面摩擦係数の値は、例えばあらかじめ定めた所定値（乾燥路面の摩擦係数など）とされ、その路面摩擦係数の値に応じて前記式５０ａ，５０ｂにおけるコーナリングパワーＫf，Ｋrの値が設定される。但し、シナリオ用規範動特性モデル１０２における路面摩擦係数の値を必ずしも一定とする必要はなく、例えば前記推定路面摩擦係数μestmに応じてシナリオ用規範動特性モデル１０２における路面摩擦係数を決定してもよい。この場合、シナリオ用規範動特性モデル１０２における路面摩擦係数は、急激な変化や頻繁な変化を生じないものであることが望ましい。従って、例えば推定路面摩擦係数μestmをローパスフィルタに通したものに基づいてシナリオ用規範動特性モデル１０２における路面摩擦係数を決定してもよい。【０２１７】
次いで、Ｓ１００４に進んで、シナリオ用車両モデル１１０の初期状態量（時刻ｔ＝０での状態量）を車両モデル７２の最新の状態量（本実施形態では前回値）に一致させる。すなわち、シナリオ用車両モデル１１０の状態量の時系列の０番目の状態量に車両モデル７２の最新の状態量が代入され、該シナリオ用車両モデル１１０が初期化される。【０２１８】
ここで、シナリオ用車両モデル１１０は、本実施形態では、前記車両モデル７２と同じ構造のモデルである。そして、Ｓ１００４では、シナリオ用車両モデル１１０の初期状態量（シナリオ用車両モデル１１０上での車両１の運動の状態量（モデル車体運動の状態量）と路面反力）が車両モデル７２の最新の状態量と同一に設定される。従って、シナリオ用車両モデル１１０は、各制御周期において、車両モデル７２の最新の状態量を起点として、シナリオ用車両モデル１１０上での車両１の運動（モデル車体運動）の状態量および路面反力の時系列を作成することとなる。【０２１９】
次いで、Ｓ１００６に進んで、ｋに１を代入した後、Ｓ１００８〜Ｓ１０３２のループ処理が実行される。【０２２０】
Ｓ１００８では、前記Ｓ２１０で求めた将来運転操作入力の時系列のｋ番目の値（時刻ｔ＝ｋ・Δｔでの値）をシナリオ用規範動特性モデル１０２に入力して、該シナリオ用規範動特性モデル１０２により新たな規範状態量を求める。このＳ１００８の処理が、シナリオ用規範動特性モデル１０２により実行される処理である。【０２２１】
ここで、本実施形態では、シナリオ用規範動特性モデル１０２は、例えば前記図７に例示した如く、車両１のヨーレートの規範値である規範ヨーレートと、車両１の走行経路の規範としての規範コースとを規範状態量として求め、それを出力する。規範コースは、シナリオ用規範動特性モデル１０２上での車両１の位置の時系列により規定される空間的な経路である。これらの規範状態量は、例えば次のように求められる。【０２２２】
すなわち、シナリオ用規範動特性モデル１０２に入力される将来運転操作入力のうちのステアリング角θsから、該ステアリング角と車両１の操舵輪（前輪Ｗ１，Ｗ２）の操舵角とのあらかじめ定められた相関関係（ステアリング角に対する操舵角の比率など）に基づいて、操舵輪（本実施形態では前輪Ｗ１，Ｗ２）の操舵角（前記式５０ａ，５０ｂのδf）が求められる。そして、この操舵角δfと、時刻ｔ＝（ｋ−１）・Δｔでのシナリオ用規範動特性モデル１０２の状態量（ｋ−１番目の状態量）とを基に、前記式５０ａ，５０ｂ（より詳しくはこれらの式５０ａ，５０ｂを離散系で表現した式）により時刻ｔ＝ｋ・Δｔでのヨーレートωzと横すべり角βとが求められる。そして、求められたヨーレートωｚが新たな規範ヨーレートとして得られる。【０２２３】
また、シナリオ用規範動特性モデル１０２において、規範ヨーレートωｚは、時刻（ｋ−１）・Δｔから時刻ｔ＝ｋ・Δｔまで積分され、その積分値が、時刻（ｋ−１）・Δｔにおけるシナリオ用規範動特性モデル１０２の状態量のうちの車両１のヨー軸まわりの姿勢角に加えられる。これにより、時刻ｔ＝ｋ・Δｔでの車両１のヨー軸回りの姿勢角（車両１の方位角）が求められる。そして、この求めた姿勢角と、上記の如く算出した横すべり角βと、車速Ｖと、時刻（ｋ−１）・Δｔでの車両１の位置（より詳しくは車両１の重心点のＸＹ平面内の位置）とを基に、時刻ｔ＝ｋ・Δｔでの車両１の位置（より詳しくは車両１の重心点のＸＹ平面内の位置）が求められる。この位置の時系列により規定される経路が、規範コースとして得られる。【０２２４】
なお、時刻ｋ・Δｔでの規範状態量を求めるために必要となる車速Ｖとしては、シナリオ用車両モデル１１０上の車両１の運動の状態量の時系列（シナリオ状態量時系列）のうちの時刻（ｋ−１）・Δｔでの車速（ｋ−１番目の車速である）が用いられる。この場合、シナリオ状態量時系列における０番目の車速は、車両モデル７２上での車速の最新値（本実施形態では前回値）に一致する。また、０番目より後の車速は、シナリオ用規範動特性モデル１０２に入力される将来運転操作入力のうちのアクセルペダル操作量、ブレーキペダル操作量およびシフトレバー位置などと上記の如く求めた姿勢角および横すべり角βなどとから、姿勢角を求める手順と同様に逐次積分演算によって決定される。【０２２５】
次いで、Ｓ１０１０に進んで、Ｓ１００８で求められた新たな規範状態量が、シナリオにおける規範状態量の時系列のｋ番目の値として、記憶保持される。【０２２６】
次いで、Ｓ１０１２〜Ｓ１０２４までの処理が、前記シナリオ用追従制御則１０６により実行される。このシナリオ用追従制御則１０６は、シナリオ用車両モデル１１０上の車両１の運動の状態量を規範状態量に近づけつつ、シナリオ用車両モデル１１０上で発生する路面反力が所要の許容範囲を超えないように、シナリオ用アクチュエータ駆動制御装置モデル１０８に対する操作量（制御入力）を決定する。このシナリオ用追従制御則１０６は、その機能的構成を図示すると、図１４のブロック図で表される。該シナリオ用追従制御則１０６は、図示の如く、シナリオ用追従フィードフォワード則１０６ａ、減算処理部１０６ｂ、シナリオ用追従フィードバック則１０６ｃ、加算処理部１０６ｄおよびシナリオ用路面反力リミッタ１０６ｅを備えている。また、必要に応じて操作量変換部１０６ｆも備えれる。但し、本実施形態では、操作量変換部１０６ｆは省略される。【０２２７】
以下、この図１４と図１１のフローチャートとを参照しつつ、シナリオ用追従制御則１０６の処理を詳説する。【０２２８】
まず、Ｓ１０１２において、将来運転操作入力の時系列のｋ番目の値を基に、シナリオ用追従フィードフォワード則１０６ａにより、車両１に発生させるべき路面反力の基本要求値としてのフィードフォワード路面反力を決定する。本実施形態では、図１４に示す如く、シナリオ用追従フィードフォワード則１０６ａには、将来運転操作入力だけでなく、シナリオ用車両モデル１１０の状態量のうちの車速（ｋ−１番目の値）も入力される。そして、シナリオ用追従フィードフォワード則１０６ａから、これらの入力を基に、フィードフォワード路面反力を決定する。【０２２９】
この場合、フィードフォワード路面反力は、例えば次のように決定される。すなわち、シナリオ用追従フィードフォワード則１０６ａに入力された将来運転操作入力と車速とを基に、前記第１実施形態で説明したフィードフォワード操作量決定部７４、アクチュエータ駆動制御装置モデル７６および車両モデル７２と同様の処理を実行し、各車輪Ｗｉの路面反力Fmdl_i，Mmdl_iを求める。そして、その求めた路面反力Fmdl_i，Mmdl_iをフィードフォワード路面反力として決定する。なお、この場合、路面摩擦係数の値としては、前記μ推定部８０で求められた推定路面摩擦係数μestmの前回値が用いられる。【０２３０】
補足すると、フィードフォワード路面反力の代わりに、前記第１実施形態におけるフィードフォワード操作量決定部７４と同様にフィードフォワード操作量を求めるようにしてもよい。この場合、シナリオ用車両モデル１１０の状態量を考慮してフィードフォワード操作量を求めるようにしてもよい。例えば、フィードフォワード操作量のうちのフィードフォワード操舵角（前輪Ｗ１，Ｗ２の操舵角）とステアリング角との比を、シナリオ用車両モデル１１０の状態量のうちの車速に応じて設定し（車速が高い場合に、上記比の値を小さくする）、その設定した比に基づいて、将来運転操作入力のうちのステアリング角から、フィードフォワード操舵角（前輪Ｗ１，Ｗ２の操舵角）を求めるようにしてもよい。【０２３１】
次いで、Ｓ１０１４に進んで、シナリオ状態量時系列のｋ−１番目の値と、規範状態量時系列のｋ番目の値との差に応じて、シナリオ用追従フィードバック則１０６ｃにより、モデル復元要求力を決定する。この場合、シナリオ状態量と規範状態量との差は、図１４の減算処理部１０６ｂで算出され、それがシナリオ用追従フィードバック則１０６ｃに入力される。シナリオ用追従フィードバック則１０６ｃが決定するモデル復元要求力は、シナリオ状態量時系列をシナリオ規範状態量時系列に近づけるために、車両１に作用させるべき路面反力であり、本実施形態では、前記フィードフォワード路面反力を修正するための修正量としての意味を持つ。このモデル復元要求力は、シナリオ状態量（ｋ−１番目の値）と、シナリオ規範状態量（ｋ番目の値）との差から例えば比例制御則により決定される。より具体的には、シナリオ用車両モデル１１０上の車両１のヨーレート（ｋ−１番目の値）と、規範ヨーレート（ｋ番目の値）との差に所定の比例ゲインを乗じることにより、モデル復元要求力が決定される。なお、モデル復元要求力の代わりに、Ｓ１０１０で決定したフィードフォワード路面反力（またはフィードフォワード操作量）に対応する操舵角および駆動・制動力の修正量を決定するようにしてもよい。また、シナリオ用追従フィードバック則としては、ＰＤ制御則などを用いてもよい。また、ヨーレートの偏差だけでなく、シナリオ用車両モデル１１０上での車両１の位置の規範コースからのずれ量（車両１の位置と規範コースとの距離）にも応じてモデル復元要求力を決定するようにしてもよい。【０２３２】
次いで、Ｓ１０１６に進んで、上記の如く決定したフォードフォワード路面反力とモデル復元要求力との和を仮操作量として求める。この処理は、図１４の加算処理部１０６ｄの処理である。仮操作量は、本実施形態では、シナリオ用アクチュエータ駆動制御装置モデル１０８に対する制御入力（シナリオ用アクチュエータ駆動制御装置入力）の仮値としての意味を持つ。【０２３３】
次いで、Ｓ１０１８に進んで、シナリオ用アクチュエータ駆動制御装置モデル１０８に上記仮操作量を目標として入力した場合に、シナリオ用車両モデル１１０上で発生する路面反力を求める。ここで、シナリオ用アクチュエータ駆動制御装置モデル１０８は、本実施形態では、路面反力の目標値を入力とし、この入力される目標値の路面反力を車輪Ｗ１〜Ｗ４に発生させるように、シナリオ用車両モデル１１０に対する入力（シナリオ車両モデル１１０上での各アクチュエータ装置３（図２の駆動・制動系モデル５２、サスペンション動特性モデル５４および操舵系モデル６０）に対するアクチュエータ操作量）を決定するものである。そして、Ｓ１０１８では、シナリオ用アクチュエータ駆動制御装置モデル１０８と同じ処理により上記仮操作量からシナリオ用車両モデル１１０に対するアクチュエータ操作量を決定し、このアクチュエータ操作量を基に、前記車両モデル７２と同様の演算処理を実行することで、シナリオ用車両モデル１１０上で発生する路面反力を求める。このＳ１０１８の処理と後述のＳ１０２０、Ｓ１０２２の処理とが図１４の路面反力リミッタ１０６ｅの処理である。【０２３４】
次いで、Ｓ１０２０に進んで、上記の如く求めた路面反力が許容範囲を超えているか否かが判断される。この場合、路面反力の許容範囲は、前記分配器８８における許容範囲（前記摩擦力許容範囲および接地荷重許容範囲）の設定手順と同様の手順で設定される。【０２３５】
そして、Ｓ１０２０の判断結果がＹＥＳであるときには、Ｓ１０２２に進んで、路面反力が許容範囲を越えないように（シナリオ用車両モデル１１０上で発生する路面反力がＳ１０２０の許容範囲に収まるように）、前記仮操作量を修正する。【０２３６】
また、Ｓ１０２０の判断結果がＮＯであるとき、あるいは、Ｓ１０２２の処理の後、Ｓ１０２４に進んで、今現在の仮操作量（Ｓ１０１６で求めた仮操作量、またはＳ１０２２で修正された仮操作量）をシナリオ用アクチュエータ駆動制御装置モデル１０８に対する操作量（制御入力）として決定する。【０２３７】
補足すると、Ｓ１０１６〜Ｓ１０２４の処理は、例えば、前記分配器８８において路面反力補償量を決定する処理と、その後に路面反力補償量をフィードフォワード操作量に加えることで実アクチュエータ駆動制御装置７６への入力（目標値）を決定する処理と同様の処理で良い。ただし、同一である必要はない。【０２３８】
なお、シナリオ用アクチュエータ駆動制御装置モデル１０８に対する制御入力が路面反力の目標値でない場合（該制御入力がフィードフォワード操舵角などである場合）には、Ｓ１０２４では、路面反力の次元の上記仮操作量（図１４の路面反力リミッタ１０６ｅの出力）を、シナリオ用アクチュエータ駆動制御装置モデル１０８に対する制御入力に変換した上で、その制御入力を操作量として決定すればよい。この場合の変換処理を実行するものが図１４の操作量変換部１０６ｆである。【０２３９】
以上のＳ１０１２〜Ｓ１０２４の処理が前記シナリオ用追従制御則１０６の処理である。このようにシナリオ用追従制御則１０６は、シナリオ用車両モデル１１０上での路面反力が所要の許容範囲を超えないようにしつつ、シナリオ用車両モデル１１０上での車両１の運動の状態量（本実施形態ではヨーレート）をシナリオ規範状態量（規範ヨーレート）に近づけるようにシナリオ用アクチュエータ駆動制御装置モデル１０８に対する制御入力（操作量）を決定する。【０２４０】
次いで、Ｓ１０２６に進んで、シナリオ用アクチュエータ駆動制御装置モデル１０８に前記Ｓ１０２４で決定した操作量を入力した場合にシナリオ用車両モデル１１０で発生する路面反力とシナリオ用車両モデル１１０上での車両１の運動の状態量であるシナリオ状態量を求める。この処理は、前記シナリオ用アクチュエータ駆動制御装置モデル１０８とシナリオ用車両モデル１１０とにより実行される処理である。すなわち、Ｓ１０２４で決定した操作量をシナリオ用アクチュエータ駆動制御装置入力として、シナリオ用アクチュエータ駆動制御装置モデル１０８に入力し、該モデル１０８によりシナリオ用車両モデル１１０のアクチュエータ装置３に対するアクチュエータ操作量を決定する。次いで、このアクチュエータ操作量と前記将来運転操作入力のステアリング角（ｋ番目の値）をシナリオ用車両モデル１１０に入力する。そして、このシナリオ用車両モデル１１０により、前記車両モデル７２と同様の処理により、路面反力とシナリオ状態量（図２のモデル車体運動状態量に相当する状態量）とを算出する。【０２４１】
次いで、Ｓ１０２８に進んで、Ｓ１０２４で決定した操作量と、Ｓ１０２６で決定したシナリオ状態量および路面反力とを、それぞれシナリオ用アクチュエータ駆動制御装置入力時系列のｋ番目の値、シナリオ状態量時系列のｋ番目の値、シナリオ路面反力時系列のｋ番目の値として記憶保持する。これにより、時刻ｔ＝ｋ・Δｔにおけるシナリオ用アクチュエータ駆動制御装置入力、シナリオ状態量、およびシナリオ路面反力が決定されることとなる。【０２４２】
次いで、Ｓ１０３０に進んで、ｋの値がｋmaxになったか否かが判断される。そして、この判断結果がＮＯである場合には、Ｓ１０３２においてｋの値を１だけ増加させた後、Ｓ１００８からの処理が繰り返される。また、Ｓ１０３０の判断結果がＮＯである場合には、図１１のサブルーチン処理が終了される。【０２４３】
以上が、図１０のＳ２１２の処理の詳細である。【０２４４】
図１０の説明に戻って、次に、Ｓ２１４に進んで、シナリオ状態量時系列で規定される車両１の走行経路の、シナリオ規範状態量時系列の規範コースからのずれ量であるコースずれが所定の許容範囲を満足するか（ずれ量が所定値より小さいか）否かが判断される。この場合、コースずれは、シナリオ状態量時系列のうちの各時刻での車両１の位置と、規範コースとの距離として求められる。この処理は、シナリオ作成部９８に備えられたシナリオ評価部（図示しない）において実行される。そして、Ｓ２１４の判断結果がＮＯである場合には、Ｓ２１６に進んで、コースずれがそれに対する許容範囲を満足するように、シナリオ用アクチュエータ駆動制御装置入力時系列とシナリオ路面反力時系列とシナリオ状態量時系列とを修正する。例えばコースずれが許容範囲を逸脱している場合（例えば定常旋回でコースアウトしそうな場合）には、将来運転操作入力の時系列のうちのブレーキ操作量の時系列が０に維持される場合であっても、シナリオの前半において、各車輪Ｗｉに負の駆動・制動力、すなわち制動力を発生させて、減速させてから、旋回させるようシナリオ用アクチュエータ駆動制御装置入力の時系列をシナリオ用追従制御則１０６に設定する。この処理は、シナリオ作成部９８に備えられたシナリオ用追従制御則変更部において実行される。さらに、上記の如く設定したシナリオ用アクチュエータ駆動制御装置入力の時系列に応じてシナリオ用アクチュエータ駆動制御装置モデル１０８およびシナリオ用車両モデル１１０を介してシナリオ路面反力時系列およびシナリオ状態量時系列を新たに決定する。それにより、シナリオにおけるコースずれを抑制することができる。【０２４５】
なお、Ｓ２１４において、シナリオ路面反力が所定の許容範囲を満足しているか否かを判断するようにしてもよい。この場合、シナリオ路面反力の許容範囲は、図１８のＳ１２２２の許容範囲よりも例えば狭い許容範囲に設定する。【０２４６】
Ｓ２１６の処理の後、あるいは、Ｓ２１４の判断結果がＹＥＳである場合には、Ｓ２１８に進んで、シナリオ用アクチュエータ駆動制御装置モデル入力の時系列のうち、時刻ｔ＝Δｔでの値、すなわち、現在時刻に対応する値をフィードフォワード操作量（図８におけるシナリオ作成部の出力としてのフィードフォワード操作量）の今回値として出力する。【０２４７】
以上が、シナリオ作成部９８の詳細である。【０２４８】
なお、本実施形態では、実際の車両１のアクチュエータ駆動制御装置７８は、上記のごとく求めたフォードフォワード操作量と路面反力補償量Fcmpn_iとが入力されるので、それらの合力（より詳しくは、フィードフォワード操作量に対応するフォードフォワード路面反力と路面反力補償量Fcmpn_iとの合力）を路面反力の目標値として、実際の路面反力が該目標値に一致し、もしくは近づくように実車７０の各アクチュエータ装置３（動力分配制御機能付き駆動・制動装置３Ａ、アクティブステアリング装置３Ｂ、アクティブサスペンション装置３Ｃ）のアクチュエータの操作量を決定する。そして、その操作量に応じて各アクチュエータ装置３のアクチュエータを動作させる。【０２４９】
また、本実施形態における感覚フィードバック報知部９０は、例えば仮想外力に応じたフィードフォワード操作量（フィードフォワード路面反力）の変更量だけでなく、シナリオ作成部９８での前記コースずれなどに応じてパワーステアリングのアクチュエータやブレーキアシスト装置に付加的な操作量を加えたりすることで、変更を運転者に知らせる。【０２５０】
以上説明した以外の制御装置１０の制御処理は、前記第１実施形態と同じである。【０２５１】
以上説明した第３実施形態では、前記第１実施形態と同じ作用効果を奏する他、将来のシナリオを作成しつつ、そのシナリオに沿うようにフィードフォワード操作量が決定される。このため、車両１の将来挙動を予測しながら、路面反力が許容範囲に収まるように車両１の運動が制御されるため、車両制御のロバスト性をさらに高めることができる。また、前記モデル復元要求力によって、シナリオ状態量時系列をシナリオ規範状態量時系列に追従させるようにシナリオを決定するので、車両モデル７２のモデル車体運動の状態量が理想的な状態量に近い規範状態量からかけ離れるのを防止できるので、実車７０の運動を理想的な運動に近づけることができる。【０２５２】
補足すると、第３実施形態は、本発明のうちの前記第１発明、第２発明、第４発明〜第１１発明、第１３発明の実施形態である。この場合、シナリオ作成部９８が出力するフィードフォワード操作量が実車用基本制御入力に相当する。また、将来入力時系列決定部１００が、第１３発明における将来運転操作量決定手段に相当する（将来運転操作入力が将来運転操作量に相当する）。また、シナリオ用規範動特性モデル１０２が第１７発明あるいは第１８発明における規範運動決定手段に相当する。また、前記モデル復元要求力がモデル復元補償量に相当し、このモデル復元要求力を決定するための状態量の差（第３実施形態ではヨーレートの差）が第２状態量偏差に相当する。なお、第３実施形態においても、第１実施形態に関して説明した場合と同様に、仮想外力Fvirt，Mvirtに代えて、この仮想外力を車両モデル７２上の車両１に作用させることと同等の効果を奏する、車両モデル７２上のアクチュエータ装置に対する操作量（すなわち、前記モデルアクチュエータ操作量の修正量）を決定し、それを車両モデル操作用制御入力として、車両モデル７２に入力するようにしてもよい。このようにすることで、第３発明あるいは第１２発明の実施形態を構築できる。【０２５３】
［第４実施形態］
次に、本発明の第４実施形態を図１５〜図２０を参照して説明する。なお、本実施形態は、前記第３実施形態と制御装置１０の制御処理の一部のみが相違するものであるので、同一構成部分または同一機能部分については、第３実施形態と同一の参照符号を用いて詳細な説明を省略する。【０２５４】
図１５は、第４実施形態における制御装置１０の機能的構成を示すブロック図である。図示の如く、本実施形態では、第３実施形態における制御装置１０の機能的構成に加えて、運転操作入力（本実施形態ではステアリング角）を基に、車両１の運動の規範状態量を制御周期毎に作成する規範動特性モデル１２０を備えている。この規範動特性モデル１２０は、第３実施形態で説明したシナリオ用規範動特性モデル１０２と同じ構造のモデルである。そして、この規範動特性モデル１２０から出力される規範状態量（最新の規範状態量）を、シナリオ作成部９８の前記シナリオ用規範動特性モデルの初期状態量として、該シナリオ作成部９８に入力するようにしている。【０２５５】
また、第４実施形態では、シナリオ作成部９８において、規範動特性モデル１２０の状態量を車両モデル７２の状態量に近づけるための制御入力としての現状容認操作量を決定し、これを規範動特性モデル１２０に入力するようにしている。【０２５６】
制御装置１０の機能的構成のうち、規範動特性モデル１２０およびシナリオ作成部９８以外の各部の処理は、第３実施形態と同一である。以下に第４実施形態における規範動特性モデル１２０およびシナリオ作成部９８の処理を説明する。【０２５７】
図１６は、第４実施形態におけるシナリオ作成部９８の機能的構成を示すブロック図である。図示の如く、シナリオ作成部９８は、前記第３実施形態と同様に、将来入力時系列決定部１００とシナリオ用規範動特性モデル１０２と、追従制御則１０６と、シナリオ用アクチュエータ駆動制御装置モデル１０８と、シナリオ用車両モデル１１０とを備える。ただし、第４実施形態では、追従制御則１０６において、後述するように、シナリオ内での現状容認操作量であるシナリオ用現状容認操作量がシナリオの各時刻で生成され、そのシナリオ用現状容認操作量がシナリオ用規範動特性モデル１０２に入力されるようになっている。【０２５８】
以下、本実施形態におけるシナリオ作成部９８および規範動特性モデル１２０の処理の詳細を説明する。図１７および図１８は、本実施形態における規範動特性モデル１２０およびシナリオ作成部９８の処理を示すフローチャートである。【０２５９】
以下説明すると、Ｓ３１０において、将来運転操作入力の時系列が決定される。この処理は、前記図１０のＳ２１０の処理と同じであり、図１６の将来運転入力時系列決定部１００により実行される。【０２６０】
次いで、Ｓ３１２において、前回の制御周期で決定した現状容認操作量と今回の運転操作入力（ステアリング角の今回値）とを規範動特性モデル１２０に入力して、新たな規範状態量を決定する。この処理が規範動特性モデル１２０での処理である。【０２６１】
ここで、本実施形態では、現状容認操作量は、例えばヨー軸まわりのモーメントの次元の制御入力であり、前記式５０ｂのMvirtとして、規範動特性モデル１２０に入力される。また、規範動特性モデル１２０における前記式５０ａのFvirtは本実施形態では定常的に０に設定される。なお、現状容認操作量に横力などの並進力成分を含ませてもよい。そして、規範動特性モデル１２０は、前記第３実施形態におけるシナリオ規範動特性モデル１０２と同じ手順の処理によって、新たな規範状態量として、規範ヨーレートと規範コースとを決定する。但し、この場合、横すべり角βとヨーレートωzとを式５０ａ，５０ｂに基づき算出するときに、式５０ｂのMvirtの値として、規範動特性モデル１２０に入力された現状容認操作量が設定され、この点だけが、第３実施形態におけるシナリオ規範動特性モデル１０２の処理と相違している。【０２６２】
次いで、Ｓ３１４において、シナリオ作成部９８により、シナリオ規範状態量時系列とシナリオ用アクチュエータ駆動制御装置入力時系列とシナリオ用現状容認操作量時系列とシナリオ路面反力時系列とシナリオ状態量時系列とが決定される。このＳ３１４は、前記図１０のＳ２１２に対応する処理であり、シナリオ規範状態量時系列、シナリオ用アクチュエータ駆動制御装置入力時系列、シナリオ路面反力時系列およびシナリオ状態量時系列の意味は、Ｓ２１２と同じである。また、シナリオ用現状容認操作量の時系列は、シナリオ上で、シナリオ用規範動特性モデル１０２の状態量をシナリオ用車両モデル１１０の状態量に近づける（両者の状態量がかけ離れるのを防止する）ための制御入力であり、前記規範動特性モデル１２０の入力する現状容認操作量に相当するものである。なお、このＳ３１４以降の処理は、シナリオ作成部９８で実行される処理である。【０２６３】
Ｓ３１４の処理は、図１７のフローチャートで示すサブルーチン処理により実行される。なお、この図１７の処理は、前記図１１の処理と一部の処理だけが相違するので、図１１の処理と相違する処理を主体に説明する。【０２６４】
まず、Ｓ１２０２において、シナリオ用規範動特性モデル１０２の初期状態量（時刻ｔ＝０での状態量）を前記規範動特性モデル１２０の最新の状態量に一致させる。すなわち、本実施形態では、シナリオ用規範動特性モデル１０２の状態量の時系列の０番目目の値は、規範動特性モデル１２０の最新の状態量によって初期化される。規範動特性モデル１２０の最新の状態量は、前記Ｓ３１２で決定された状態量であり、規範動特性モデル１２０の今回状態量である。【０２６５】
補足すると、前記第３実施形態においては、シナリオ用規範動特性モデル１０２の状態量は、最新の車両モデルの状態量によって初期化されていた。【０２６６】
次いで、Ｓ１２０４において、前記図１１のＳ１００４と同じ処理が実行され、シナリオ用車両モデル１１０が初期化される。【０２６７】
次いで、Ｓ１２０６に進んで、前回制御周期においてシナリオ作成部９８から出力された現状容認操作量（前回制御周期で決定したシナリオ用現状容認操作量時系列の１番目の値）を今回制御周期のシナリオ用現状容認操作量の０番目の値として記憶保持する。この処理は、本実施形態において、追加された処理である。【０２６８】
次いで、Ｓ１２０８でｋの値を１にした後、Ｓ１２１０からＳ１２３６のループ処理が実行される。【０２６９】
Ｓ１２１０では、将来運転操作入力時系列のｋ番目の値（ｔ＝ｋ・Δｔでの値）とシナリオ用現状容認操作量時系列のｋ−１番目の値（ｔ＝（ｋ−１）・Δｔでの値）とをシナリオ用規範動特性モデル１０２に入力して、新たな規範状態量を求める。この処理は、本実施形態におけるシナリオ規範動特性モデル１０２により実行される。その処理は、前記規範動特性モデル１２０により規範状態量を求める場合と同じ手順で行なわれる。但し、この場合における前記式５０ｂのMvirtとして、シナリオ用現状容認操作量時系列のｋ−１番目の値が用いられる。Ｓ１２１０の処理により、規範ヨーレートと規範コースとが新たな規範状態量として求められる。【０２７０】
次いで、Ｓ１２１２に進んで、Ｓ１２１０で求められた新たな規範状態量が、シナリオにおける規範状態量の時系列のｋ番目の値として、記憶保持される。この処理は、図１１のＳ１０１０と同じである。【０２７１】
次いで、Ｓ１２１４〜Ｓ１２２８までの処理が、本実施形態におけるシナリオ用追従制御則１０６により実行される。本実施形態では、第３実施形態におけるシナリオ用追従制御則１０６と同様の処理を実行することに加えて、シナリオの各時刻におけるシナリオ用現状容認操作量を決定する処理を実行する。本実施形態におけるシナリオ用追従制御則１０６は、その機能的構成を図示すると、図１９のブロック図で表される。該シナリオ用追従制御則１０６は、前記図１４の機能的構成に加えて、シナリオ用現状容認操作量決定部１０６ｇが備えられている。【０２７２】
以下、図１９と図１８のフローチャートを参照しつつ、本実施形態におけるシナリオ用追従制御則１０６の処理を詳説する。【０２７３】
まず、Ｓ１２１４からＳ１２２６まで、図１１のＳ１０１２〜Ｓ１０２４と同じ処理が実行される。これらの処理は、前記第３実施形態で説明した如く、シナリオ用追従フィードフォワード則１０６ａ、減算処理部１０６ｂ、シナリオ用追従フィードバック則１０６ｃ、加算処理部１０６ｄ、シナリオ用路面反力リミッタ１０６ｅ、操作量変換部１０６ｆの処理である。但し、第３実施形態と同様に、本実施形態では、操作量変換部１０６ｆの処理は省略される。【０２７４】
次いで、Ｓ１２２８に進んで、シナリオ状態量時系列のｋ−１番目の値と規範状態量時系列（シナリオ用規範動特性モデル１０２の出力の時系列）のｋ番目の値との差（これは図１９の減算処理部１０６ｂにより求められる）に応じて、ＰＤ制御則などのフィードバック則により、シナリオ用現状容認操作量を決定する。この処理が図１９のシナリオ用現状容認操作量決定部１０６ｇにより実行される処理である。【０２７５】
Ｓ１２２８の処理では、例えばシナリオ規範状態量のうちのヨーレートと規範状態量のうちのヨーレートとの偏差から、ＰＤ制御則によりヨー軸回りのモーメント量としてシナリオ用現状容認操作量が決定される。なお、ヨーレートの偏差だけでなく、シナリオ規範状態量のうちの車両１の位置の規範コースからのずれ量にも応じてシナリオ用現状容認操作量を決定するようにしてもよい。【０２７６】
以上のＳ１２１４からＳ１２２８までの処理が本実施形態におけるシナリオ用追従制御則１０６の処理である。【０２７７】
次いで、Ｓ１２３０に進んで、前記図１１のＳ１０２６と同じ処理が実行され、シナリオ用車両モデル上で発生する路面反力とシナリオ状態量とが求められる。【０２７８】
次いで、Ｓ１２３２に進んで、Ｓ１２２６で決定した操作量と、Ｓ１２２８で決定したシナリオ用現状容認操作量と、Ｓ１２３０で決定したシナリオ状態量および路面反力とを、それぞれシナリオアクチュエータ駆動制御装置入力時系列のｋ番目の値、シナリオ用現状容認操作量時系列のｋ番目の値、シナリオ状態量時系列のｋ番目の値、シナリオ路面反力時系列のｋ番目の値として記憶保持する。これにより、時刻ｔ＝ｋ・Δｔにおけるシナリオ用アクチュエータ駆動制御装置入力、シナリオ現状容認操作量、シナリオ状態量、およびシナリオ路面反力が決定されることとなる。【０２７９】
次いで、図１１の１０３０、１０３２と同じ処理であるＳ１２３４、Ｓ１２３６の処理を経て、ｋの値がｋmaxに達するまで、Ｓ１２１０〜Ｓ１２３６のループ処理が実行される。【０２８０】
以上が、図１７のＳ３１４の処理の詳細である。なお、本実施形態では、シナリオ用規範動特性モデル１０２の初期状態量は、前記したように決定される現状容認操作量を入力する規範動特性モデル１２０の最新の状態量に設定される。このため、各制御周期においてシナリオ用規範動特性モデル１０２が出力する規範状態量（例えば規範ヨーレート）の時系列は、前記第３実施形態の場合と異なり、例えば図２０の初期時刻以後の実線のグラフで示す如く、初期時刻までの過去のシナリオにおけるヨーレートの最新値と、初期時刻までの車両モデル７２上でのヨーレートの最新値との中間的な値を起点として作成される。【０２８１】
図１７の説明に戻って、次に、Ｓ３１６、Ｓ３１８の処理が実行される。これらの処理は、図１０のＳ２１４、Ｓ２１６の処理と同じである。【０２８２】
次いで、Ｓ３２０に進んで、Ｓ３１４で決定したシナリオ用現状容認操作量時系列の時刻ｔ＝Δｔでの値を現状容認操作量（前記規範動特性モデル１２０に入力する現状容認操作量）として出力する。補足すると、この値は、前述のごとく、次の制御周期におけるＳ１２１０の処理に用いられる。【０２８３】
次いで、図１０のＳ２１８と同じ処理がＳ３２２で実行され、フィードフォワード操作量（図１５におけるシナリオ作成部９８の出力としてのフィードフォワード操作量）の今回値が出力される。【０２８４】
以上説明した以外の制御装置１０の制御処理は、前記第３実施形態と同じである。【０２８５】
かかる第４実施形態によれば、第３実施形態と同様の効果を奏することに加えて、前記現状容認操作量によって、規範動特性モデル１２０により作成する規範状態量を車両モデル７２の状態量に徐々に近づける。このため、車両モデル７２のモデル車体運動の状態量を規範状態量に近づけつつ、実車７０の運動を車両モデル７２上の車両１の運動に追従させることができる。その結果、実車７０の制御のロバスト性をより一層高めることが比較的容易にできる。【０２８６】
補足すると、第４実施形態は、本発明のうちの前記第１発明、第２発明、第４発明〜第１１発明、第１３発明、第１５発明〜第１８発明の実施形態である。この場合、シナリオ作成部９８が出力するフィードフォワード操作量が実車用基本制御入力に相当する。また、将来入力時系列決定部１００が、第１３発明における将来運転操作量決定手段に相当する（将来運転操作入力が将来運転操作量に相当する）。また、規範動特性モデル１２０が、第１５発明もしくは第１７発明における規範運動決定手段に相当する。また、シナリオ用規範動特性モデル１０２が、第１５発明における第２車両モデルに相当し、シナリオ用車両モデル１１０が第１５発明における第３車両モデルに相当する。さらに、シナリオ用追従制御則１０６、シナリオ用アクチュエータ駆動制御装置モデル１０８およびシナリオ用車両モデル１１０が、将来車両挙動予見手段に相当する。そして、シナリオ用車両モデル１１０で最終的に出力されるシナリオ路面反力時系列およびシナリオ状態量が、第１車両モデル（車両モデル７２）の将来挙動に相当する。なお、第４実施形態においても、第１実施形態に関して説明した場合と同様に、仮想外力Fvirt，Mvirtに代えて、この仮想外力を車両モデル７２上の車両１に作用させることと同等の効果を奏する、車両モデル７２上のアクチュエータ装置に対する操作量（すなわち、前記モデルアクチュエータ操作量の修正量）を決定し、それを車両モデル操作用制御入力として、車両モデル７２に入力するようにしてもよい。このようにすることで、第３発明あるいは第１２発明の実施形態を構築できる。【０２８７】
［第５実施形態］
次に、本発明の第５実施形態を図２１〜図２４を参照して説明する。なお、本実施形態は、第４実施形態のものと制御装置１０の一部の処理のみが相違するものであるので、第４実施形態と同一構成部分または同一機能部分については、第３実施形態と同じ参照符号を用いて詳細な説明を省略する。【０２８８】
図２１は、本実施形態における制御装置１０の機能的構成を示すブロック図である。本実施形態では、第３実施形態で備えたアクチュエータ駆動制御装置モデル７６および車両モデル７２が省略されている。また、偏差算出部８４、偏差解消制御則８６および分配器８８は、それらと同等の機能を持つようにシナリオ作成部９８内に取り込まれ、シナリオ作成部９８の外部では省略されている。そして、本実施形態では、シナリオ作成部９８からアクチュエータ駆動制御装置７８に出力される操作量（制御入力）に従って、アクチュエータ駆動制御装置７８が実車７０の各アクチュエータ装置３を制御するようにしている。【０２８９】
上記以外の制御装置１０の機能的構成は、図１５に示したものと同じである。【０２９０】
シナリオ作成部９８の概略の機能的構成は、前記図１６に示したものと同じである。但し、本実施形態では、シナリオ追従制御則１０６の処理は、第４実施形態で説明したものと相違する。【０２９１】
図２２および図２３は、本実施形態におけるシナリオ作成部９８および規範動特性モデル１２０の処理を示すフローチャートである。以下説明すると、まず、Ｓ４１０およびＳ４１２の処理が実行される。これらの処理は、図１７のＳ３１０、Ｓ３１２の処理と同じである。【０２９２】
次いで、Ｓ４１４に進んで、シナリオ作成部９８により、シナリオ規範状態量時系列とシナリオ用アクチュエータ駆動制御装置入力時系列とシナリオ用現状容認操作量時系列とシナリオ路面反力時系列とシナリオ状態量時系列とが決定される。このＳ４１４は、前記図１７のＳ３１４に対応する処理である。このＳ４１４以降の処理は、シナリオ作成部９８で実行される処理である。【０２９３】
Ｓ４１４の処理は、図２３のフローチャートで示すサブルーチン処理により実行される。なお、この図２３の処理は、前記図１８の処理と一部の処理だけが相違するので、図１８の処理と相違する処理を主体に説明する。【０２９４】
まず、Ｓ１４０２において、図１８のＳ１２０２と同じ処理が実行され、シナリオ用規範動特性モデルが初期化される。【０２９５】
次いで、Ｓ１４０４に進んで、シナリオ用車両モデル１１０が初期化される。この場合、本実施形態では、シナリオ用車両モデル１１０の初期化においては、シナリオ用車両モデル１１０の状態量を、前記センサ・オブザーバ８２により得られる実車１の実状態量に一致させる。【０２９６】
次いで、Ｓ１４０６、Ｓ１４０８に進んで、それぞれ図１８のＳ１２０６、Ｓ１２０８と同じ処理が実行される。【０２９７】
次いで、Ｓ１４１０〜Ｓ１４３６のループ処理が実行される。このループ処理では、まず、Ｓ１４１０、Ｓ１４１２において、図１８のＳ１２１０、Ｓ１２１２と同じ処理（シナリオ用規範動特性モデル１０２の処理）が実行され、時刻ｔ＝ｋ・Δｔにおける新たな規範状態量が求められる。【０２９８】
次いで、Ｓ１４１４からＳ１４２８までの処理が、本実施形態におけるシナリオ用追従制御則１０６により実行される。本実施形態におけるシナリオ用追従制御則１０６は、その機能的構成を図示すると、図２４のブロック図で表される。該シナリオ用追従制御則１０６は、シナリオ用追従フィードフォワード則１０６ａと、減算処理部１０６ｂと、偏差解消制御則１０６ｈと、分配器１０６ｉと、加算処理部１０６ｊとを備えている。この場合、シナリオ用追従フィードフォワード則１０６ａおよび減算処理部１０６ｂは、前記図１９に示したものと同じ処理を行なう機能部である。一方、偏差解消制御則１０６ｈ、分配器１０６ｉ、および加算処理部１０６ｊは、本実施形態におけるシナリオ用追従制御則１０６に特有の機能部である。【０２９９】
以下、図２４と図２３のフローチャートを参照しつつ、本実施形態におけるシナリオ用追従制御則１０６の処理を詳説する。【０３００】
まず、Ｓ１４１４において、シナリオ用追従フィードフォワード則１０６ａの処理が実行され、フィードフォワード路面反力が決定される。この処理は、前記図１８のＳ１２１４の処理と同じである。【０３０１】
次いで、Ｓ１４１６に進んで、シナリオ状態量時系列のｋ−１番目の値と規範状態量時系列（シナリオ用規範動特性モデル１０２の出力の時系列）のｋ番目の値との差（これは、減算処理部１０６ｂにより求められる）に応じて、偏差解消制御則１０６ｈにより、偏差解消補償量を決定する。この偏差解消補償量は、前記第１〜第４実施形態における偏差解消補償量に相当するものであり、シナリオ用車両モデル１１０上での車両１の運動の状態量を規範状態量（シナリオ用規範動特性モデル１０２の出力）に近づけるための制御入力を意味する。本実施形態では、例えば、シナリオ用車両モデル１１０上での車両１のヨーレートと規範状態量のうちのヨーレートとの偏差から、ＰＤ制御則などのフィードバック則により、偏差解消補償量が決定される。この場合、該偏差解消補償量は、例えばヨー軸回りのモーメントの次元の制御入力である。【０３０２】
なお、ヨーレートの偏差だけでなく、シナリオ用車両モデル１１０上での車両１の位置の規範状態量の規範コースからのずれ量（コースずれ）にも応じて偏差解消補償量を決定するようにしてもよい。【０３０３】
次いで、Ｓ１４１８からＳ１４２８まで分配器１０６ｉおよび加算処理部１０６ｊの処理が実行される。まず、Ｓ１４１８において、分配器１０６ｉは、フィードフォワード路面反力と偏差解消補償量との和を仮操作量（シナリオ用アクチュエータ駆動制御装置モデル１０８に対する制御入力の仮値）とする。より詳しくは、偏差解消補償量を満足するようにアクチュエータ操作量によって付加的に路面反力を発生させた場合の路面反力を偏差解消補償量に対応する路面反力とし、これとフィードフォワード路面反力との和を仮操作量とする。【０３０４】
次いで、Ｓ１４２０に進んで、分配器１０６ｉは、シナリオ用アクチュエータ駆動制御装置モデル１０８に仮操作量を目標として入力した場合にシナリオ用車両モデル１１０上で発生する路面反力を求める。この処理は、前記図１８のＳ１２２０と同じ手順で実行される。【０３０５】
次いで、Ｓ１４２２に進んで、Ｓ１４２０で求めた路面反力が所要の許容範囲を超えているか否かが判断される。この場合、路面反力の許容範囲は、シナリオ用車両モデル１１０上での、時刻ｔ＝（ｋ−１）・Δｔにおける路面反力（接地荷重）と、μ推定部８０からシナリオ作成部９８に入力される推定路面摩擦係数μestm（本実施形態では前回値）とを基に、前記第１実施形態で説明した分配器８８の処理の場合と同様に設定される。【０３０６】
このとき、Ｓ１４２２の判断結果がＹＥＳである場合には、Ｓ１４２４に進んで、路面反力が許容範囲を超えないように（シナリオ用車両モデル１１０上で発生する路面反力がＳ１４２０の許容範囲に収まるように）、前記仮操作量を修正する。【０３０７】
より具体的には、分配器１０６ｉは、前記第１実施形態で説明した分配器８８の処理と同様の処理によって、路面反力補償量Fcmpn_i，Mcmpn_iを決定する。そして、加算処理部１０６ｊにおいて、この路面反力補償量Fcmpn_i，Mcmpn_iをフィードフォワード路面反力に加えたものを、前記仮操作量の修正後の操作量として得る。この場合、路面反力補償量Fcmpn_i，Mcmpn_iは、フィードフォワード路面反力との和が前記Ｓ１４２０の許容範囲に収まり、且つ、その和と仮操作量との差（＝路面反力補償量と前記Ｓ１４１６で決定した偏差解消補償量との差）ができるだけ小さくなるように決定される。【０３０８】
Ｓ１４２０の判断結果がＮＯである場合、あるいは、Ｓ１４２２の処理の後、Ｓ１４２６に進んで、今現在の仮操作量（Ｓ１４１８で求めた仮操作量、またはＳ１４２４で修正された仮操作量）をシナリオ用アクチュエータ駆動制御装置モデル１０８に対する操作量（制御入力）として決定する。なお、シナリオ用アクチュエータ駆動制御装置モデル１０８の実際に入力すべき制御入力が路面反力の次元の制御入力でない場合には、Ｓ１４２０で決定した操作量を変換する（図２４では、操作量変換部の図示を省略している）。【０３０９】
次いで、Ｓ１４２８に進んで、シナリオ用現状容認操作量を、Ｓ１４２６で決定した操作量と前記仮操作量との差に応じて決定する。この処理は、分配器１０６ｉにより実行される。具体的には、操作量と仮操作量との差に、所定のゲインKmdlを乗じることにより、シナリオ用現状容認操作量が決定される。なお、操作量と仮操作量との差を求めるにあたっては、操作量と仮操作量とを、それぞれが車両１の全体重心に作用する力に変換してから、差を求める。【０３１０】
補足すると、ゲインKmdlは、一定値でもよいが、ｋが２以上である場合において、ゲインKmdlを０としてもよい。なお、ゲインKmdlをｋの値によらずに常に０とした場合には、常にシナリオ用現状容認操作量は０になるので、前記規範動特性モデル１２０とシナリオ用規範動特性モデルは、実車７０の実状態量の影響を受けないものとなる。【０３１１】
以上のＳ１４１４からＳ１４２８の処理が、本実施形態におけるシナリオ用追従制御則１０６の処理である。【０３１２】
次いで、Ｓ１４３０、Ｓ１４３２において、前記図１８のＳ１２３０、Ｓ１２３２と同じ処理が実行される。さらに、図１８のＳ１２３４、Ｓ１２３６と同じ処理であるＳ１４３４、Ｓ１４３６を経て、ｋの値がｋmaxに達するまで、Ｓ１４１０〜Ｓ１４３６のループ処理が実行される。【０３１３】
以上が、図２２のＳ４１４の処理の詳細である。【０３１４】
図２２の説明に戻って、次に、Ｓ４１６、Ｓ４１８、Ｓ４２０の処理が実行される。これらの処理は、図１７のＳ３１６、Ｓ３１８、Ｓ４２０の処理と同じである。【０３１５】
次いで、Ｓ４２２に進んで、シナリオ作成部９８は、シナリオ用アクチュエータ駆動制御装置入力時系列の時刻ｔ＝Δｔでの値（すなわち現在時刻に対応する値）が実際のアクチュエータ駆動制御装置７８に対する操作量（制御入力）として出力する。【０３１６】
この場合、本実施形態では、アクチュエータ駆動制御装置７８は、この操作量（Ｓ４２２で出力された操作量）に従って実車７０の各アクチュエータ装置３の動作を制御する。【０３１７】
以上説明した以外の制御装置１０の制御処理は、前記第４実施形態と同じである。【０３１８】
かかる第５実施形態によれば、現状容認操作量によって、規範動特性モデル１２０から出力される規範状態量が実車７０の運動の状態量からかけ離れないようにしつつ、実車７０の運動の状態量を規範状態量に追従させるように、実車７０の運動が制御される。しかも、車両１の将来挙動を予測しながら、路面反力が許容範囲に収まるように実車７０の運動が制御される。従って、第３実施形態と同様に、実車７０の運動を理想的な運動に近づけながら、車両制御のロバスト性を高めることができる。【０３１９】
補足すると、第５実施形態は、本発明のうちの第１発明、第２発明、第４発明〜第１１発明、第１３発明、第１４発明の実施形態である。この場合、本実施形態では、規範動特性モデル１２０が、第１車両モデルに相当し、シナリオ用規範動特性モデル１０２が第２車両モデルに相当し、シナリオ用車両モデル１１０が第３車両モデルに相当する。また、本実施形態では、シナリオ作成部９８内に、車両モデル運動決定手段、状態量偏差応動制御手段が包含される。すなわち、本実施形態では、シナリオ用車両モデルの初期状態量が、実車７０の最新の状態量に一致されるので、ｋ＝１のときに、Ｓ１４１６で求められる、シナリオ状態量と規範状態量との差は、第１状態量偏差に相当するものとなる。そして、この差を基に、Ｓ１４１８〜Ｓ１４２８までの処理で決定される操作量と現状容認操作量とがそれぞれ、実車アクチュエータ操作用制御入力、車両モデル操作用制御入力に相当するものとなる。また、シナリオ作成部９８内の、シナリオ用追従制御則１０６、シナリオ用アクチュエータ駆動制御装置モデル１０８およびシナリオ用車両モデル１１０が、将来車両挙動予見手段に相当する。そして、シナリオ用車両モデル１１０で最終的に出力されるシナリオ路面反力時系列およびシナリオ状態量が、第３車両モデル（シナリオ用車両モデル１１０）の将来挙動に相当する。なお、第５実施形態においては、シナリオ用アクチュエータ制御装置モデル１０８に対する制御入力（操作量）を路面反力の次元の制御入力としたが、シナリオ用車両モデル１１０上のアクチュエータ装置３の操作量の次元の制御入力を決定するようにしてもよい。【０３２０】
次に、以上説明した実施形態に関するいくつかの変形態様を説明する。【０３２１】
前記第１〜第５実施形態では、仮想外力を車両モデル７２の車両１の車体１Ｂ（車両１のばね上部分）に作用させるものを示したが、仮想外力を車両モデル７２上の車輪Ｗ１〜Ｗ４に作用させるようにすることも可能である。但し、このようにすると、車両モデル７２における車輪Ｗ１〜Ｗ４の挙動や路面反力が、実車７０の車輪Ｗ１〜Ｗ４の挙動や路面反力から大きくずれてしまうので、仮想外力は車両モデル７２上の車体１Ｂに作用させることが望ましい。このことはシナリオ用車両モデル１１０についても同様である。【０３２２】
また、各実施形態においては、仮想外力を車体１Ｂに作用させる代わりに、該仮想外力に相当する付加的な接地荷重を車両モデル７２上の車輪Ｗ１〜Ｗ４に作用させても良い。言い換えると、車両モデル７２の車体１Ｂに作用させるべき仮想外力に相当する接地荷重を、サスペンション系モデルのアクチュエータを操作することによって発生させるようにしても良い。こうすることにより、実際の車両１が想定外の路面凹凸によって想定外の路面反力を受けて、実際の車両１の姿勢や高さが想定以外の挙動をした時に、この挙動に車両モデル７２の車両１が追従するように仮想外力が決定される。そして、これに伴い車両モデル７２に付加的な接地荷重を作用させると、車両モデル７２の路面反力（特に接地荷重）が、実際の路面反力にほぼ一致するようになる。このことは、シナリオ車両モデル１１０についても同様である。【０３２３】
また、前記第１〜第４実施形態において、実際のアクチュエータ装置３が、路面反力の全成分を独立に操作できない場合には、分配器８８の処理において、その制約も条件として追加して、路面反力補償量Fcmpn_iを決定するようにしてもよい。たとえば、実際の車両１にアクティブサスペンション装置３Ｃがない場合には、次式２８を分配器８８の演算処理の条件として追加すればよい。【０３２４】
Fcmpn_z_i＝０  (ｉ＝=1，2，3，4)          ……式２８
また、たとえば、ステアリング装置３Ｂが後輪Ｗ３，Ｗ４を能動的に操舵するものでない場合には、次式２９を分配器８８の演算処理の条件として追加すればよい。【０３２５】
Fcmpn_y_3＝Fcmpn_y_4＝０        ……式２９
また、例えば駆動・制動装置３Ａが２つの前輪Ｗ１，Ｗ２間のトルク配分を能動的に制御できるものではない場合には、次式３０を分配器８８の演算処理の条件として追加すればよい。【０３２６】
Fcmpn_x_1＝Fcmpn_x_2＝０        ……式３０
以上のような分配器８８に関する変形態様は、第５実施形態における分配器１０６ｉについても同様である。【０３２７】
前記各実施形態では、エンジンを搭載した自動車を例に採って説明したが、先にも述べたように、ハイブリッド車、電気自動車にも本発明を適用できることはもちろんである。さらには、４輪の車輪以外にも、２輪、３輪など複数の車輪を有する車両についても本発明を適用できる。【０３２８】
前記第１〜第４実施形態における分配器８８での路面反力補償量および仮想外力の決定の仕方（分配の仕方）や、シナリオ作成部９８でのシナリオの作成の仕方は、スイッチなどの選択手段の操作に応じて選択的に変更可能としたり、状況に応じて自動的に変更したり、あるいは、運転者の操縦特性を学習して、それに応じて変更するようにしてもよい。このことは、第５実施形態における分配器１０６ｉについても同様である。【０３２９】
前記第１〜第４実施形態の分配器８８では偏差解消補償量の一部の成分は、実車７０（詳しくは実アクチュエータ駆動制御装置７８）もしくは車両モデル７２の一方のみにフィードバックするようにしても良い。たとえば、実車７０のサスペンション装置３Ｃがアクティブサスペンション装置でない場合には、偏差解消補償量のモーメント成分Mstabのロール方向の軸（Ｘ軸）まわりの成分のすべてを車両モデル７２にフィードバックすれば良い。【０３３０】
また、偏差解消補償量の所定の成分が所定の範囲（不感帯）内にある場合（０に近い場合）には、偏差解消補償量の前記所定の成分を（−１）倍したものを仮想外力の前記所定の成分とし、偏差解消補償量の所定の成分に対する実車７０のアクチュエータ操作量（実アクチュエータ駆動制御装置７８の出力）を０としても良い。すなわち、偏差解消補償量の所定の成分が、所定の不感帯にある場合には、その所定成分に係る実車７０のアクチュエータ操作量を０として、アクチュエータが頻繁に動作することを抑制する。これにより、無駄なエネルギーの消費を抑えたり、アクチュエータの寿命を延ばすことができる。【０３３１】
車両モデル７２としては、前記各実施形態以外のモデルを用いても良い。たとえば、前記第１実施形態、第３実施形態〜第５実施形態において、車体の傾き（ロール方向の姿勢角とピッチ方向の姿勢角）を無視する場合には、車両モデル７２の代わりに、前記した２輪モデルを使用しても良い。この場合、路面反力の許容範囲は、２つの前輪に作用する路面反力の合力に関する許容範囲と、２つの後輪に作用する路面反力の合力に関する許容範囲を設定するようにすればよい。【０３３２】
また、車両モデル７２としては、ある所定の状態（たとえば現在の実状態）からの摂動に対する摂動モデル（線形近似モデル）でも良い。【０３３３】
また、車両モデル７２としては、車速に応じた空気抵抗を生じるモデルであっても良い。【０３３４】
アクチュエータ駆動制御装置モデル７６およびアクチュエータ装置３のモデル（前記駆動・制動系モデルなど）に関し、そのモデル化の対象である実際のアクチュエータ駆動制御装置および実際のアクチュエータ装置のアクチュエータは、一般には応答遅れや非線形性を持つ。ただし、それらのモデルは、目標入力（目標路面反力、車軸トルクなど）に対して理想的な応答（遅れや非線形性がない応答）を示すものとしてもよい。この場合、目標入力からアクチュエータの出力までの伝達関数は１である。つまり、この場合のモデルは、ストレートワイヤである。【０３３５】
路面の状態を検出または推定するものとしては、μ推定部８０だけでなく、路面の傾斜を検出または推定するものを備えてもよい。そして、その路面の傾斜をも考慮して、フィードフォワード操作量や車両モデルの運動を決定するようにしてもよい。車両１の運動の制御をより一層精度よく行なうことができる。【０３３６】
また、実際のアクチュエータとして存在しない架空のアクチュエータおよびその駆動制御装置を車両モデルおよびアクチュエータ駆動制御装置モデルに含むようにしても良い。【０３３７】
各タイヤの有効半径、イナーシャなどのタイヤ特性、車体の重量分布（全体重心位置、重心まわりのイナーシャ）など、車両モデルの運動の算出に用いる車両パラメータは、必ずしも固定された所定値に設定しておく必要はなく、そのパラメータの値を車両の走行中に同定して、修正するようにしてもよい。【０３３８】
前記第３〜第５実施形態のシナリオ作成部９８の処理では、推定摩擦係数が低い場合には、ステアリング角に対する規範コースの曲率の割合を小さくすることが望ましい。これによって、運転者の過大なステアリング操作によるスピンを抑制することができる。【０３３９】
前記第３〜第５実施形態では、運転操作入力に基づいてシナリオを作成すようにしたが、これ以外にも、目的地をナビゲーションシステムで設定し、これによってシナリオを作成するようにしてもよい。この場合、ナビゲーションシステムは、車両を運転者が操縦するために操作する操作器である。また、操作器を車両から離しておき、無線通信システムを介して車両を遠隔操縦するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０３４０】
以上のように、本発明は、車両のヨーレートや走行経路などの運動の状態量の制御を高いロバスト性で適切に制御し得るものとして有用である。
【図面の簡単な説明】
【０３４１】
【図１】本発明の実施形態における車両の概略構成を示すブロック図。
【図２】本発明の実施形態における車両モデルの機能的構成を示すブロック図。
【図３】図２の車両モデルの演算処理を示すフローチャート。
【図４】第１実施形態における車両の制御装置の全体の機能的構成を示すブロック図。
【図５】第１実施形態の変形態様に係る車両の制御装置の全体の機能的構成を示すブロック図。
【図６】第２実施形態における車両モデルの機能的構成を示すブロック図。
【図７】第２実施形態または第３〜第５実施形態における２輪モデル（２自由度モデル）を説明するための図。
【図８】第３実施形態における車両の制御装置の全体の機能的構成を示すブロック図。
【図９】第３実施形態の制御装置に備えたシナリオ作成部の機能的構成を示すブロック図。
【図１０】第３実施形態におけるシナリオ作成部の処理を示すフローチャート。
【図１１】図１０のフローチャートのＳ２１２のサブルーチン処理を示すフローチャート。
【図１２】第３実施形態におけるシナリオ作成部の処理を説明するためのグラフ。
【図１３】第３実施形態におけるシナリオ作成部の処理を説明するためのグラフ。
【図１４】図９に示すシナリオ用追従制御則の機能的構成を示すブロック図。
【図１５】第４実施形態における車両の制御装置の全体の機能的構成を示すブロック図。
【図１６】第４実施形態の制御装置に備えたシナリオ作成部の機能的構成を示すブロック図。
【図１７】第４実施形態におけるシナリオ作成部の処理を示すフローチャート。
【図１８】図１７のフローチャートのＳ３１４のサブルーチン処理を示すフローチャート。
【図１９】図４実施形態におけるシナリオ用追従制御則の機能的構成を示すブロック図。
【図２０】第４実施形態におけるシナリオ作成部の処理を説明するためのグラフ。
【図２１】第５実施形態における車両の制御装置の全体の機能的構成を示すブロック図。
【図２２】第５実施形態におけるシナリオ作成部の処理を示すフローチャート。
【図２３】図２２のフローチャートのＳ４１４のサブルーチン処理を示すフローチャート。
【図２４】図５実施形態におけるシナリオ用追従制御則の機能的構成を示すブロック図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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