JP2010195325A - Device and method for estimating tread friction state of vehicle - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To accurately obtain a value of an estimation object to a tread friction factor. <P>SOLUTION: In the device for estimating a tread friction state of a vehicle, a road surface friction factor &mu;<SB>1</SB>differed from a reference road surface friction factor and a slip angle &beta;t<SB>1</SB>on a road surface with the road surface friction factor &mu;<SB>1</SB>differed from the reference road surface friction factor are taken as inputs, and a slip angle &beta;t<SB>0</SB>on a reference road surface is obtained by multiplying the input slip angle &beta;t<SB>1</SB>by a value (&mu;<SB>0</SB>/&mu;<SB>1</SB>) obtained by dividing the reference road surface friction factor &mu;<SB>0</SB>by the road surface friction factor &mu;<SB>1</SB>. According to a tire model obtained by modeling tire characteristics established in a correlation between a tire force and a slippage obtained on the reference road surface with the reference road surface friction factor, a lateral force Fy<SB>0</SB>on the reference road surface corresponding to the slip angle &beta;t<SB>0</SB>on the reference road surface obtained by the multiplication is obtained, and a lateral force Fy<SB>1</SB>on the road surface with the road friction factor &mu;<SB>1</SB>is obtained by multiplying the obtained lateral force Fy<SB>0</SB>on the reference road surface by a value obtained by dividing the road surface friction factor &mu;<SB>1</SB>by the reference road surface friction factor &mu;<SB>0</SB>. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、車輪接地面の摩擦状態或いは車輪の路面グリップ状態を推定する技術に関する。   The present invention relates to a technique for estimating a friction state of a wheel contact surface or a road surface grip state of a wheel.

従来技術として、路面摩擦係数推定器と路面摩擦係数が異なる複数のタイヤモデルを有し、推定した路面摩擦係数に合わせて使用するタイヤモデルを切り換えて、それにより選択したタイヤモデルを用いて車両挙動(主に車体速度)を推定するものがある。   As a conventional technology, the road friction coefficient estimator has a plurality of tire models with different road friction coefficients, and the tire model to be used is switched according to the estimated road friction coefficient, and the vehicle behavior using the selected tire model Some of them (mainly vehicle speed) are estimated.

特公平6−78736号公報Japanese Examined Patent Publication No. 6-78736

しかしながら、路面摩擦係数の変化に合わせて複数のタイヤモデルを切り換えるため、このタイヤモデルから得る車両挙動等の推定対象の値の推定精度が低くなる。このことは、路面摩擦係数に対応する推定対象の値の推定精度が低くなっているとも言える。
本発明の課題は、路面摩擦係数に対して高い精度で推定対象の値を得ることである。
However, since a plurality of tire models are switched in accordance with a change in the road surface friction coefficient, the estimation accuracy of values to be estimated such as vehicle behavior obtained from the tire models is lowered. This can be said that the estimation accuracy of the value of the estimation target corresponding to the road surface friction coefficient is low.
An object of the present invention is to obtain a value to be estimated with high accuracy with respect to a road surface friction coefficient.

前記課題を解決するために、本発明は、第1入力手段が入力設定した路面摩擦係数である第1入力値、及び第2入力手段が入力設定したタイヤ力又はスリップ度の何れか一方である第2入力値を基に、タイヤモデルから第1入力手段が入力設定した路面摩擦係数の路面でのタイヤ力又はスリップ度の何れか他方を出力手段により出力する。
ここで、タイヤモデルは、基準路面摩擦係数の基準路面で得られるタイヤ力とスリップ度との相関関係で成立するタイヤ特性をモデル化したものであり、基準路面でのタイヤ力とスリップ度との比と基準路面摩擦係数とは異なる路面摩擦係数の路面でのタイヤ力とスリップ度との比が同一であれば、基準路面でのタイヤ力と、基準路面摩擦係数とは異なる路面摩擦係数の路面でのタイヤ力との比、又は基準路面でのスリップ度と、基準路面摩擦係数とは異なる路面摩擦係数の路面でのスリップ度との比が、基準路面摩擦係数と、基準路面摩擦係数とは異なる路面摩擦係数との比を示す特性を有する。
In order to solve the above-mentioned problem, the present invention is either a first input value which is a road surface friction coefficient input and set by the first input means, and a tire force or a slip degree which is set by the second input means. Based on the second input value, the output means outputs either the tire force or the slip degree on the road surface of the road surface friction coefficient input and set by the first input means from the tire model.
Here, the tire model is a model of tire characteristics established by the correlation between the tire force obtained on the reference road surface of the reference road friction coefficient and the slip degree, and the tire force and the slip degree on the reference road surface are modeled. If the ratio between the tire force and the slip degree on the road surface with a road surface friction coefficient different from the reference road surface friction coefficient is the same, the road surface with a road surface friction coefficient different from the tire force on the reference road surface and the reference road surface friction coefficient The ratio between the tire force at the road or the slip ratio on the reference road surface and the slip ratio on the road surface with a road surface friction coefficient different from the reference road surface friction coefficient is the reference road friction coefficient and the reference road surface friction coefficient. It has a characteristic indicating a ratio with different road surface friction coefficients.

また、出力手段は、第2入力手段が入力設定した第2入力値に、基準路面摩擦係数を第1入力手段が入力設定した第1入力値で除した値を掛け算して基準路面でのタイヤ力又はスリップ度の何れか一方を得て、タイヤモデルに従い、掛け算して得た基準路面でのタイヤ力又はスリップ度の何れか一方に対応する基準路面でのタイヤ力又はスリップ度の何れか他方を得て、その得た基準路面でのタイヤ力又はスリップ度の何れか他方に、第1入力手段が入力設定した第1入力値を基準路面摩擦係数で除した値を掛け算して第1入力手段で入力設定した路面摩擦係数の路面でのタイヤ力又はスリップ度の何れか他方を得る。   Further, the output means multiplies the second input value input and set by the second input means by the value obtained by dividing the reference road friction coefficient by the first input value set and input by the first input means. Either the force or the slip degree is obtained, and the tire force or the slip degree on the reference road surface corresponding to either the tire force or the slip degree on the reference road surface obtained by multiplication according to the tire model is obtained. The first input is obtained by multiplying either the tire force or the slip degree on the obtained reference road surface by the value obtained by dividing the first input value set by the first input means by the reference road surface friction coefficient. Either the tire force or the slip degree on the road surface of the road surface friction coefficient input and set by the means is obtained.

本発明によれば、路面摩擦係数、及び該路面摩擦係数の路面でのタイヤ力又はスリップ度の何れか一方、並びに唯一のタイヤモデルを基に、その路面摩擦係数の路面でのタイヤ力又はスリップ度の何れか他方を推定できる。
これにより、路面摩擦係数に対して高い精度で推定対象となるタイヤ力やスリップ度を得ることができる。
According to the present invention, based on either the road surface friction coefficient, the tire force or the slip degree on the road surface of the road surface friction coefficient, and the sole tire model, the tire force or slip on the road surface of the road surface friction coefficient. One of the degrees can be estimated.
Thereby, it is possible to obtain the tire force and the slip degree to be estimated with high accuracy with respect to the road surface friction coefficient.

前提となる技術を説明するために使用した図であり、車輪のスリップ率λと車輪の制駆動力Fxとの間に成立するタイヤ特性曲線(Fx−λ特性曲線)を示す特性図である。FIG. 6 is a characteristic diagram showing a tire characteristic curve (Fx-λ characteristic curve) established between a wheel slip ratio λ and a wheel braking / driving force Fx, which is used for explaining a presupposed technology. 前提となる技術を説明するために使用した図であり、各路面μのタイヤ特性曲線(Fx−λ特性曲線)及び摩擦円を示す特性図である。It is a figure used in order to explain a premise technique, and is a characteristic view showing a tire characteristic curve (Fx-λ characteristic curve) and a friction circle of each road surface μ. 前提となる技術を説明するために使用した図であり、各路面μのタイヤ特性曲線(Fx−λ特性曲線)について、該タイヤ特性曲線の原点を通る直線との交点での接線の傾きを示す特性図である。It is the figure used in order to explain the premise technology, and shows the inclination of the tangent at the intersection of the tire characteristic curve (Fx-λ characteristic curve) of each road surface μ and the straight line passing through the origin of the tire characteristic curve FIG. 前提となる技術を説明するために使用した図であり、各路面μのタイヤ特性曲線(Fx−λ特性曲線)について、該タイヤ特性曲線の原点を通る直線との交点での接線の傾きを示す他の特性図である。It is the figure used in order to explain the premise technology, and shows the inclination of the tangent at the intersection of the tire characteristic curve (Fx-λ characteristic curve) of each road surface μ and the straight line passing through the origin of the tire characteristic curve It is another characteristic view. 前提となる技術を説明するために使用した図であり、路面μが異なるタイヤ特性曲線について得られる制駆動力Fx同士の比、スリップ率λ同士の比、又は線長同士の比と、路面μの比とが等しくなることを示す特性図である。It is the figure used in order to explain the technology which is the premise, the ratio of braking / driving force Fx, the ratio of slip ratios λ, or the ratio of line lengths and road surface μ obtained for tire characteristic curves with different road surface μ It is a characteristic view which shows that the ratio of becomes equal. 前提となる技術を説明するために使用した図であり、路面μが異なる路面で得た制駆動力Fxとスリップ率λとの関係を示す特性図である。FIG. 5 is a characteristic diagram showing the relationship between braking / driving force Fx and slip ratio λ obtained on road surfaces with different road surface μ, which is used to explain the underlying technology. 前提となる技術を説明するために使用した図であり、スタッドレスタイヤについて、路面μが異なる路面で得た制駆動力Fxとスリップ率λとの関係を示す特性図である。It is a figure used in order to explain the technology used as a premise, and is a characteristic view showing the relation between braking / driving force Fx and slip ratio λ obtained on road surfaces with different road surface μ for studless tires. 前提となる技術を説明するために使用した図であり、タイヤ特性曲線(Fx−λ特性曲線)の任意点の制駆動力Fxとスリップ率λとの比(Fx/λ)と、該任意点でのタイヤ特性曲線の接線の傾き(μ勾配)とのプロット点の集合からなる特性図である。It is the figure used in order to explain the premise technology, the ratio (Fx / λ) of braking / driving force Fx and slip ratio λ of arbitrary point of tire characteristic curve (Fx-λ characteristic curve), this arbitrary point FIG. 6 is a characteristic diagram composed of a set of plot points with a slope (μ gradient) of a tangent line of a tire characteristic curve in FIG. 前提となる技術を説明するために使用した図であり、図8のプロット点から得た特性曲線(グリップ特性曲線)を示す特性図である。FIG. 9 is a characteristic diagram showing a characteristic curve (grip characteristic curve) obtained from the plotted points in FIG. 8, which is used to explain the underlying technology. 前提となる技術を説明するために使用した図であり、検出したスリップ率λを基に、基準路面のタイヤ特性曲線を参照して制駆動力Fxを得る構成を示す図である。It is a diagram used to describe the the base technology, based on the slip ratio lambda 1 detected, shows a reference to obtain the longitudinal force Fx 1 in constituting the tire characteristic curve of the reference road surface. 検出したスリップ率λを基に、基準路面のタイヤ特性曲線を参照して制駆動力Fxを得る手順を示す図である。Based on the detected slip ratio lambda 1, it is a diagram illustrating a procedure of obtaining a longitudinal force Fx 1 with reference to the tire characteristic curve of the reference road surface. 車輪のスリップ角βtと車輪の横力Fyとの間に成立するタイヤ特性曲線(Fy−βt特性曲線)を示す特性図である。FIG. 5 is a characteristic diagram showing a tire characteristic curve (Fy-βt characteristic curve) established between a wheel slip angle βt and a wheel lateral force Fy. 前提となる技術を説明するために使用した図であり、各路面μのタイヤ特性曲線(Fy−βt特性曲線)及び摩擦円を示す特性図である。It is a figure used in order to explain a premise technique, and is a characteristic figure showing a tire characteristic curve (Fy-βt characteristic curve) and a friction circle of each road surface μ. 前提となる技術を説明するために使用した図であり、各路面μのタイヤ特性曲線(Fy−βt特性曲線)について、該タイヤ特性曲線の原点を通る直線との交点での接線の傾きを示す特性図である。It is the figure used in order to explain the premise technology, and shows the inclination of the tangent at the intersection of the tire characteristic curve (Fy-βt characteristic curve) of each road surface μ and the straight line passing through the origin of the tire characteristic curve FIG. 前提となる技術を説明するために使用した図であり、各路面μのタイヤ特性曲線(Fy−βt特性曲線)について、該タイヤ特性曲線の原点を通る直線との交点での接線の傾きを示す他の特性図である。It is the figure used in order to explain the premise technology, and shows the inclination of the tangent at the intersection of the tire characteristic curve (Fy-βt characteristic curve) of each road surface μ and the straight line passing through the origin of the tire characteristic curve It is another characteristic view. 前提となる技術を説明するために使用した図であり、路面μが異なるタイヤ特性曲線について得られる横力Fy同士の比、スリップ率λ同士の比、又は線長同士の比と、路面μの比とが等しくなることを示す特性図である。It is the figure used in order to explain the technology which is the premise, the ratio of the side forces Fy which are obtained about the tire characteristic curve where road surface μ differs, the ratio of slip ratio λ or the ratio of line length and road surface μ It is a characteristic view which shows that ratio becomes equal. 前提となる技術を説明するために使用した図であり、タイヤ特性曲線(Fy−βt特性曲線)の任意点の横力Fyとスリップ角βtとの比(Fy/βt)と、該任意点でのタイヤ特性曲線の接線の傾き(μ勾配)との関係(グリップ特性曲線)を示す特性図である。It is the figure used in order to explain the premise technology, the ratio (Fy / βt) of lateral force Fy and slip angle βt of the arbitrary point of the tire characteristic curve (Fy-βt characteristic curve) and the arbitrary point It is a characteristic view which shows the relationship (grip characteristic curve) with the inclination (micro gradient) of the tangent of the tire characteristic curve. 検出したスリップ角βtを基に、基準路面のタイヤ特性曲線を参照して横力Fyを得る構成を示す図である。Based on the slip angle [beta] t 1 detected is a diagram showing a configuration for obtaining a lateral force Fy 1 with reference to the tire characteristic curve of the reference road surface. 検出したスリップ角βtを基に、基準路面のタイヤ特性曲線を参照して横力Fyを得る手順を示す図である。Based on the slip angle [beta] t 1 detected is a diagram illustrating a procedure for obtaining a lateral force Fy 1 with reference to the tire characteristic curve of the reference road surface. 本実施形態の車両の概略構成を示す図である。It is a figure showing the schematic structure of the vehicles of this embodiment. 車両挙動制御指令演算部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of a vehicle behavior control command calculating part. 車両の力学モデル(線形2輪モデル)を説明するために使用した図である。It is the figure used in order to explain the dynamic model (linear two-wheel model) of vehicles. 車両挙動制御指令演算部の処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process sequence of a vehicle behavior control command calculating part. 車両挙動制御指令演算部によるタイヤ横力推定の処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process sequence of the tire lateral force estimation by a vehicle behavior control command calculating part. 検出した横力Fyを基に、基準路面のタイヤ特性曲線を参照してスリップ角βtを得る構成を示す図である。Based on the lateral force Fy 1 detected is a diagram showing a configuration of obtaining the slip angle [beta] t 1 with reference to the tire characteristic curve of the reference road surface. 検出した横力Fyを基に、基準路面のタイヤ特性曲線を参照してスリップ角βtを得る手順を示す図である。Based on the lateral force Fy 1 detected is a diagram illustrating a procedure for obtaining the slip angle [beta] t 1 with reference to the tire characteristic curve of the reference road surface. 検出した制駆動力Fxを基に、基準路面のタイヤ特性曲線を参照してスリップ率λを得る構成を示す図である。Based on the detected longitudinal force Fx 1, a diagram illustrating a configuration for obtaining a slip ratio lambda 1 with reference to the tire characteristic curve of the reference road surface. 検出した制駆動力Fxを基に、基準路面のタイヤ特性曲線を参照してスリップ率λを得る手順を示す図である。Based on the detected longitudinal force Fx 1, a diagram illustrating a procedure for obtaining a slip ratio lambda 1 with reference to the tire characteristic curve of the reference road surface.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
(実施形態の前提となる技術)
先ず、本実施形態の前提となる技術を説明する。
(1)車輪のスリップ率と車輪の制駆動力との関係
図1はタイヤ特性曲線を示す。このタイヤ特性曲線は、駆動輪のスリップ率λと駆動輪の制駆動力(又は前後力)Fxとの間に成立する一般的な相関関係を示す。例えば、マジックフォーミュラ(MagicFormula)といったタイヤモデルからタイヤ特性曲線を得る。ここで、制駆動力Fxは、タイヤから地面に作用する力である。また、制駆動力Fxが接地面において車輪に作用する車輪力に相当する。車輪のスリップ率λが車輪のスリップ度に相当する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(Technology that is the premise of the embodiment)
First, a technique that is a premise of the present embodiment will be described.
(1) Relationship between wheel slip ratio and wheel braking / driving force FIG. 1 shows a tire characteristic curve. This tire characteristic curve shows a general correlation established between the slip ratio λ of the drive wheel and the braking / driving force (or longitudinal force) Fx of the drive wheel. For example, a tire characteristic curve is obtained from a tire model such as MagicFormula. Here, the braking / driving force Fx is a force acting on the ground from the tire. The braking / driving force Fx corresponds to the wheel force acting on the wheel on the ground contact surface. The slip ratio λ of the wheel corresponds to the slip degree of the wheel.

図1に示すように、タイヤ特性曲線では、スリップ率λと制駆動力Fxとの関係が、スリップ率λの絶対値が増加するに従い線形(直線関係)から非線形(曲線関係)に遷移する。すなわち、タイヤ特性曲線では、スリップ率λが零から所定の範囲内にある場合には、スリップ率λと制駆動力Fxとの間に線形関係が成り立つ。そして、タイヤ特性曲線では、スリップ率λ(絶対値)がある程度大きくなると(前記所定の範囲を超えると)、スリップ率λと制駆動力Fxとの関係が非線形関係になる。このように、タイヤ特性曲線は、線形部分と非線形部分とを有する。   As shown in FIG. 1, in the tire characteristic curve, the relationship between the slip ratio λ and the braking / driving force Fx changes from linear (linear relationship) to non-linear (curve relationship) as the absolute value of the slip rate λ increases. That is, in the tire characteristic curve, when the slip ratio λ is within a predetermined range from zero, a linear relationship is established between the slip ratio λ and the braking / driving force Fx. In the tire characteristic curve, when the slip ratio λ (absolute value) increases to some extent (exceeding the predetermined range), the relationship between the slip ratio λ and the braking / driving force Fx becomes a non-linear relationship. Thus, the tire characteristic curve has a linear portion and a non-linear portion.

このようなスリップ率λと制駆動力Fxとの間にある関係や線形関係から非線形関係への遷移は、タイヤ特性曲線の接線の傾きに着目すれば一目瞭然である。ここでいうタイヤ特性曲線の接線の傾きとは、スリップ率λの変化量と制駆動力Fxの変化量との比、すなわち、制駆動力Fxのスリップ率λに関する偏微分係数で示される値である。
ここで、図1に示すように、タイヤ特性曲線の原点を通る任意の直線a,b,c,d,…を描く。すると、タイヤ特性曲線に対して交わる任意の直線a,b,c,d,…との交点(同図中に○印で示す交点)でタイヤ特性曲線の接線の傾きを得ることができる。そして、タイヤ特性曲線の接線の傾きは各交点で異なるものとなる。このようなタイヤ特性曲線の接線の傾きに着目することで、スリップ率λと制駆動力Fxとの間にある関係や線形関係から非線形関係への遷移の状態を知ることができる。
Such a transition between the slip ratio λ and the braking / driving force Fx or a transition from a linear relationship to a non-linear relationship is obvious when attention is paid to the slope of the tangent line of the tire characteristic curve. The slope of the tangent line of the tire characteristic curve here is a value indicated by a partial differential coefficient with respect to a ratio of a change amount of the slip ratio λ and a change amount of the braking / driving force Fx, that is, the slip ratio λ of the braking / driving force Fx. is there.
Here, as shown in FIG. 1, arbitrary straight lines a, b, c, d,... Passing through the origin of the tire characteristic curve are drawn. Then, the slope of the tangent line of the tire characteristic curve can be obtained at the intersections with arbitrary straight lines a, b, c, d,. The slope of the tangent line of the tire characteristic curve is different at each intersection. By paying attention to the inclination of the tangent line of the tire characteristic curve, it is possible to know the relationship between the slip ratio λ and the braking / driving force Fx or the state of transition from the linear relationship to the nonlinear relationship.

これにより、タイヤの摩擦状態の推定も可能になる。例えば、図1に示すように、タイヤ特性曲線上で、非線形域でも線形域に近い位置x0にあれば、タイヤの摩擦状態が安定状態にあると推定できる。タイヤの摩擦状態が安定状態にあれば、例えばタイヤがその能力を発揮できるレベルにあると推定できる。又は車両が安定状態にあると推定できる。   Thereby, estimation of the friction state of the tire is also possible. For example, as shown in FIG. 1, if the tire characteristic curve is at a position x0 that is close to the linear region even in the non-linear region, it can be estimated that the tire friction state is in a stable state. If the friction state of the tire is in a stable state, it can be estimated that, for example, the tire is at a level at which the ability can be exhibited. Alternatively, it can be estimated that the vehicle is in a stable state.

図2は、各種路面μのタイヤ特性曲線と摩擦円を示す。図2(a)は、各種路面μのタイヤ特性曲線を示す。図2(b)〜(d)は、各路面μの摩擦円を示す。路面μは例えば0.2、0.5、1.0である。図2(a)に示すように、タイヤ特性曲線は、各路面μで定性的に同様な傾向を示す。また、図2(b)〜(d)に示すように、路面μが小さくなるほど摩擦円が小さくなる。すなわち、路面μが小さくなるほどタイヤが許容できる制駆動力が小さくなる。このように、タイヤ特性は、路面摩擦係数(路面μ)をパラメータとした特性となる。このようなことから、図2に示すように、路面摩擦係数の値に応じて、低摩擦の場合のタイヤ特性曲線、中摩擦の場合のタイヤ特性曲線、及び高摩擦の場合のタイヤ特性曲線等を得ることができる。   FIG. 2 shows tire characteristic curves and friction circles of various road surfaces μ. FIG. 2A shows tire characteristic curves of various road surfaces μ. 2 (b) to 2 (d) show the friction circle of each road surface μ. The road surface μ is, for example, 0.2, 0.5, or 1.0. As shown in FIG. 2 (a), the tire characteristic curve shows the same tendency qualitatively at each road surface μ. Further, as shown in FIGS. 2B to 2D, the friction circle becomes smaller as the road surface μ becomes smaller. That is, the braking / driving force that the tire can tolerate decreases as the road surface μ decreases. As described above, the tire characteristics are characteristics using the road surface friction coefficient (road surface μ) as a parameter. Therefore, as shown in FIG. 2, depending on the value of the road surface friction coefficient, the tire characteristic curve in the case of low friction, the tire characteristic curve in the case of medium friction, the tire characteristic curve in the case of high friction, etc. Can be obtained.

図3は、各種路面μのタイヤ特性曲線と該タイヤ特性曲線の原点を通る任意の直線b,c,dとの関係を示す。図3に示すように、前記図1と同様に、各種路面μのタイヤ特性曲線について、任意の直線b,c,dとの交点で接線の傾きを得る。すなわち、各種路面μでのタイヤ特性曲線について、直線bとの交点で接線の傾きをそれぞれ得る。各種路面μでのタイヤ特性曲線について、直線cとの交点で接線の傾きをそれぞれ得る。各種路面μでのタイヤ特性曲線について、直線dとの交点で接線の傾きをそれぞれ得る。その結果、同一直線との交点で得られる各種路面μのタイヤ特性曲線の接線の傾きが同一となる結果を得ることができる。   FIG. 3 shows the relationship between tire characteristic curves of various road surfaces μ and arbitrary straight lines b, c, d passing through the origin of the tire characteristic curve. As shown in FIG. 3, as in FIG. 1, tangent slopes are obtained at intersections with arbitrary straight lines b, c, d for tire characteristic curves of various road surfaces μ. That is, for the tire characteristic curves on various road surfaces μ, tangent slopes are obtained at the intersections with the straight line b. For tire characteristic curves on various road surfaces μ, tangential slopes are obtained at intersections with the straight line c. With respect to tire characteristic curves on various road surfaces μ, tangent slopes are obtained at intersections with the straight line d. As a result, a result can be obtained in which the tangent slopes of the tire characteristic curves of various road surfaces μ obtained at the intersections with the same straight line are the same.

例えば、図4では、前記図3に示した直線cに着目している。図4に示すように、直線cとの交点での接線の傾きは各種路面μのタイヤ特性曲線で同一となる。すなわち、路面μがμ=0.2のタイヤ特性曲線との交点x1を示す制駆動力Fx1とスリップ率λ1との比(Fx1/λ1)を得る。また、路面μがμ=0.5のタイヤ特性曲線との交点x2を示す制駆動力Fx2とスリップ率λ2との比(Fx2/λ2)を得る。また、路面μがμ=1.0のタイヤ特性曲線との交点x3を示す制駆動力Fx3とスリップ率λ3との比(Fx3/λ3)を得る。そのようにして得た各値は同一値となる。そして、それら各交点x1,x2,x3での接線の傾きが同一値となる。   For example, FIG. 4 focuses on the straight line c shown in FIG. As shown in FIG. 4, the inclination of the tangent line at the intersection with the straight line c is the same in the tire characteristic curves of various road surfaces μ. That is, the ratio (Fx1 / λ1) between the braking / driving force Fx1 and the slip ratio λ1 indicating the intersection x1 with the tire characteristic curve with the road surface μ of μ = 0.2 is obtained. Further, a ratio (Fx2 / λ2) between the braking / driving force Fx2 and the slip ratio λ2 indicating the intersection x2 with the tire characteristic curve with the road surface μ of μ = 0.5 is obtained. Further, a ratio (Fx3 / λ3) between the braking / driving force Fx3 and the slip ratio λ3 indicating the intersection point x3 with the tire characteristic curve where the road surface μ is μ = 1.0 is obtained. Each value thus obtained is the same value. And the inclination of the tangent in each of these intersection x1, x2, x3 becomes the same value.

このように、路面μが異なっても、各タイヤ特性曲線について、制駆動力Fxとスリップ率λとの比(Fx/λ)が同一になる値(λ,Fx)で接線の傾きが同一となる。また、各タイヤ特性曲線で制駆動力Fxとスリップ率λとの比(Fx/λ)が同一となる値(λ,Fx)に関し、異なるタイヤ特性曲線間で得られる制駆動力Fx同士の比又はスリップ率λ同士の比は、路面μの比と等しくなる。   Thus, even if the road surface μ is different, the slope of the tangent line is the same for each tire characteristic curve at the value (λ, Fx) where the ratio (Fx / λ) of the braking / driving force Fx and the slip ratio λ is the same. Become. Further, regarding the values (λ, Fx) at which the ratio (Fx / λ) between the braking / driving force Fx and the slip ratio λ is the same in each tire characteristic curve, the ratio between the braking / driving forces Fx obtained between the different tire characteristic curves. Alternatively, the ratio between the slip ratios λ is equal to the ratio of the road surface μ.

図5を用いて、路面μが異なる各タイヤ特性曲線について、制駆動力Fx同士の比又はスリップ率λ同士の比と、その路面μの比とが等しくなることを説明する。図5には、路面μが異なる路面A(路面μ=μ)及び路面B(路面μ=μ)それぞれで得られるタイヤ特性曲線を示す。
図5に示すように、制駆動力Fxとスリップ率λとの比(Fx/λ)が同一となる値(λ,Fx)(同図中に■印、●印でそれぞれ示す値)でそれぞれ得られる制駆動力a2と制駆動力b2との比(a2/b2)と、路面Aの路面μ値μと路面Bの路面μ値μとの比(μ/μ)とは同一値になる。
With reference to FIG. 5, it will be described that the ratio between the braking / driving forces Fx or the ratio between the slip ratios λ is equal to the ratio between the road surface μ for each tire characteristic curve having a different road surface μ. FIG. 5 shows tire characteristic curves obtained respectively on the road surface A (road surface μ = μ A ) and the road surface B (road surface μ = μ B ) having different road surfaces μ.
As shown in FIG. 5, the ratio (Fx / λ) of the braking / driving force Fx and the slip ratio λ is the same (λ, Fx) (values indicated by ■ and ● in the same figure), respectively. What is the ratio (a2 / b2) between the braking / driving force a2 and the braking / driving force b2 and the ratio (μ A / μ B ) between the road surface μ value μ A of the road surface A and the road surface μ value μ B of the road surface B? It becomes the same value.

また、同じく、制駆動力Fxとスリップ率λとの比(Fx/λ)が同一となる値(λ,Fx)でそれぞれ得られるスリップ率a3とスリップ率b3との比(a3/b3)と、路面Aの路面μ値μと路面Bの路面μ値μとの比(μ/μ)とは同一値になる。
このようなことから、制駆動力Fxとスリップ率λとの比(Fx/λ)が同一となる値(λ,Fx)と原点(0,0)とをそれぞれ結んで得られる線長a1と線長b1との比(a1/b1)と、路面Aの路面μ値μと路面Bの路面μ値μとの比(μ/μ)とは同一値になる。このことは、幾何学的に次のように証明できる。
Similarly, the ratio (a3 / b3) of the slip ratio a3 and the slip ratio b3, which are respectively obtained with values (λ, Fx) at which the ratio (Fx / λ) of the braking / driving force Fx and the slip ratio λ is the same. becomes the same value as the ratio of the road surface mu values mu B of the road surface mu values mu a and the road surface B of road surface a (μ a / μ B) .
For this reason, the line length a1 obtained by connecting the value (λ, Fx) and the origin (0, 0) where the ratio (Fx / λ) of the braking / driving force Fx and the slip ratio λ is the same, and and the ratio of the line length b1 (a1 / b1), becomes the same value as the ratio of the road surface mu values mu B of the road surface mu values mu a and the road surface B of road surface a (μ a / μ B) . This can be proved geometrically as follows.

路面Aのタイヤ特性曲線を用いて描ける三角形(a1,a2,a3を辺とする三角形)と路面Bのタイヤ特性曲線を用いて描ける三角形(b1,b2,b3を辺とする三角形)とは相似の三角形となる。このことから、a1とb1との比と、a2とb2との比と、a3とb3との比とは、それぞれ同一値になる(a1:b1=a2:b2=a3:b3)。そして、制駆動力Fxについてのa2とb2との比(a2/b2)及びスリップ率λについてのa3とb3との比(a3/b3)は、路面Aの路面μ値μと路面Bの路面μ値μとの比(μ/μ)と同一値になる。よって、前述のように、線長a1と線長b1との比(a1/b1)と、路面Aの路面μ値μと路面Bの路面μ値μとの比(μ/μ)とは同一値となる結論を得ることができる。
以上のように制駆動力Fx同士の比、スリップ率λ同士の比又は前記線長同士の比を知ることができれば、路面μの比を知ることができる。
The triangle that can be drawn using the tire characteristic curve of road surface A (triangle with sides a1, a2, and a3) and the triangle that can be drawn using the tire characteristic curve of road surface B (triangle with sides b1, b2, and b3) are similar. It becomes a triangle. From this, the ratio of a1 and b1, the ratio of a2 and b2, and the ratio of a3 and b3 are the same value (a1: b1 = a2: b2 = a3: b3). And the ratio (a2 / b2) of a2 and b2 regarding the braking / driving force Fx and the ratio (a3 / b3) of a3 and b3 regarding the slip ratio λ are the values of the road surface μ μ value μ A and the road surface B. It becomes the same value as the ratio (μ A / μ B ) with the road surface μ value μ B. Therefore, as described above, the ratio between the line length a1 and the line length b1 (a1 / b1) and the ratio between the road surface μ value μ A of the road surface A and the road surface μ value μ B of the road surface B (μ A / μ B ) Can be concluded to be the same value.
As described above, if the ratio between the braking / driving forces Fx, the ratio between the slip ratios λ, or the ratio between the line lengths can be known, the ratio of the road surface μ can be known.

図6は、路面μが異なる路面で得た制駆動力Fxとスリップ率λとの関係を示す。図6中、振動波形は、Dry路、Wet路及び低μ路で得た実測値を示す。また、点線は、それぞれの路面におけるタイヤ(ノーマルタイヤ)の特性曲線を示す。図6に示すように、路面μが異なる各路面におけるタイヤ特性曲線が、制駆動力Fxとスリップ率λとの比(Fx/λ)を維持しながらも、路面μが小さくなるほど制駆動力Fx及びスリップ率λが小さくなる。   FIG. 6 shows the relationship between the braking / driving force Fx and the slip ratio λ obtained on road surfaces having different road surfaces μ. In FIG. 6, the vibration waveform indicates actual measurement values obtained on the Dry road, the Wet road, and the low μ road. A dotted line indicates a characteristic curve of a tire (normal tire) on each road surface. As shown in FIG. 6, the tire characteristic curve on each road surface with different road surface μ maintains the ratio (Fx / λ) between the braking / driving force Fx and the slip ratio λ, but the braking / driving force Fx decreases as the road surface μ decreases. And the slip ratio λ becomes small.

図7は、スタッドレスタイヤについて、路面μが異なる路面で得た制駆動力Fxとスリップ率λとの関係を示す。図7中、振動波形は、Dry路、Wet路及び低μ路で得た実測値を示す。また、点線は、それぞれの路面におけるタイヤ特性曲線を示す。また、太線の点線は、ノーマルタイヤのタイヤ特性曲線を示す。
図7に示すように、路面μが異なる各路面におけるタイヤ特性曲線(細線の点線)が、制駆動力Fxとスリップ率λとの比(Fx/λ)を維持しながらも、路面μが小さくなるほど、制駆動力Fx及びスリップ率λが小さくなる。さらに、ノーマルタイヤのタイヤ特性曲線(太線の点線)の制駆動力Fxとスリップ率λとの比(Fx/λ)と、スタッドレスタイヤのタイヤ特性曲線(細線の点線)の制駆動力Fxとスリップ率λとの比(Fx/λ)とが、同一値となっている。すなわち、ノーマルタイヤのタイヤ特性曲線とスタッドレスタイヤのタイヤ特性曲線とは相似形状となる。つまり、スタッドレスタイヤのようにグリップ力やタイヤの表面形状等が異なる場合でも、ノーマルタイヤのタイヤ特性曲線の制駆動力Fxとスリップ率λとの比(Fx/λ)と同一値となる。
FIG. 7 shows the relationship between the braking / driving force Fx and the slip ratio λ obtained on the road surface with different road surface μ for the studless tire. In FIG. 7, the vibration waveform indicates actual values obtained on the Dry road, the Wet road, and the low μ road. Moreover, a dotted line shows the tire characteristic curve in each road surface. A thick dotted line indicates a tire characteristic curve of a normal tire.
As shown in FIG. 7, the tire characteristic curve (thin dotted line) on each road surface with different road surface μ maintains the ratio (Fx / λ) of braking / driving force Fx and slip ratio λ, but the road surface μ is small. As it is, the braking / driving force Fx and the slip ratio λ are reduced. Furthermore, the ratio (Fx / λ) of the braking / driving force Fx and slip ratio λ of the tire characteristic curve (thick dotted line) of the normal tire, and the braking / driving force Fx and slip of the tire characteristic curve (thin dotted line) of the studless tire The ratio (Fx / λ) to the rate λ is the same value. That is, the tire characteristic curve of the normal tire and the tire characteristic curve of the studless tire have a similar shape. That is, even when the gripping force, the tire surface shape, and the like are different as in a studless tire, the ratio (Fx / λ) between the braking / driving force Fx and the slip ratio λ of the tire characteristic curve of the normal tire is the same value.

図8は、タイヤ特性曲線の任意点の制駆動力Fxとスリップ率λとの比(Fx/λ)と、該任意点でのタイヤ特性曲線の接線の傾き(∂制駆動力/∂スリップ率)との関係を示す。図8では、各路面μ(例えばμ=0.2、0.5、1.0)で得た値をプロットしている。図8に示すように、路面μにかかわらず、制駆動力Fxとスリップ率λとの比(Fx/λ)とタイヤ特性曲線の接線の傾きとが一定の関係を示している。   FIG. 8 shows the ratio (Fx / λ) between the braking / driving force Fx and the slip ratio λ at an arbitrary point of the tire characteristic curve, and the slope of the tangent line of the tire characteristic curve at the arbitrary point (∂ braking / driving force / ∂ slip ratio). ). In FIG. 8, the values obtained at each road surface μ (for example, μ = 0.2, 0.5, 1.0) are plotted. As shown in FIG. 8, regardless of the road surface μ, the ratio of the braking / driving force Fx to the slip ratio λ (Fx / λ) and the slope of the tangent line of the tire characteristic curve show a constant relationship.

図9は、前記図8のプロット点を基に得た特性曲線を示す。図9に示すように、この特性曲線は、路面μにかかわらず、制駆動力Fxとスリップ率λとの比(Fx/λ)とタイヤ特性曲線の接線の傾きとが常に一定の関係があることを示すものとなる。
すなわち、乾燥アスファルト路面や凍結路面等、路面μが異なる路面であっても、この特性曲線は成立する。或いは、この特性曲線は、高摩擦係数を有する高摩擦路面用の高摩擦タイヤ特性曲線及び高摩擦係数より低い低摩擦係数を有する低摩擦路面用の低摩擦タイヤ特性曲線を含んでいると言える。このように図9に示す特性曲線は、図1と同様に、タイヤ特性曲線を示していると言える。しかし、図1と区別して、図9の特性曲線を例えばグリップ特性曲線と呼ぶこともできる。
FIG. 9 shows a characteristic curve obtained based on the plotted points in FIG. As shown in FIG. 9, in this characteristic curve, the ratio of the braking / driving force Fx to the slip ratio λ (Fx / λ) and the slope of the tangent line of the tire characteristic curve are always constant regardless of the road surface μ. It will be shown.
That is, this characteristic curve is established even on a road surface having a different road surface μ, such as a dry asphalt road surface or a frozen road surface. Alternatively, it can be said that the characteristic curve includes a high friction tire characteristic curve for a high friction road surface having a high friction coefficient and a low friction tire characteristic curve for a low friction road surface having a low friction coefficient lower than the high friction coefficient. Thus, it can be said that the characteristic curve shown in FIG. 9 shows the tire characteristic curve, as in FIG. However, in distinction from FIG. 1, the characteristic curve of FIG. 9 can also be called, for example, a grip characteristic curve.

この図9に示すように、制駆動力Fxとスリップ率λとの比(Fx/λ)が小さい領域(小レシオ領域)では、タイヤ特性曲線の接線の傾きが負値となる。そして、この領域では、その比(Fx/λ)が大きくなるに従い、タイヤ特性曲線の接線の傾きが一旦減少してから増加に転じる。ここで、タイヤ特性曲線の接線の傾きが負値であることは、制駆動力のスリップ率に関する偏微分係数が負値であることを示す。   As shown in FIG. 9, in the region where the ratio (Fx / λ) between the braking / driving force Fx and the slip ratio λ is small (small ratio region), the tangent slope of the tire characteristic curve is a negative value. In this region, as the ratio (Fx / λ) increases, the tangential slope of the tire characteristic curve once decreases and then increases. Here, the slope of the tangent line of the tire characteristic curve being a negative value indicates that the partial differential coefficient relating to the slip ratio of the braking / driving force is a negative value.

また、図9に示すように、制駆動力Fxとスリップ率λとの比(Fx/λ)が大きい領域(大レシオ領域)では、グリップ特性曲線の接線の傾きが正値になる。そして、この領域では、その比(Fx/λ)が大きくなると、タイヤ特性曲線の接線の傾きが増加する。すなわち、制駆動力Fxとスリップ率λとの比(Fx/λ)が大きい領域では、グリップ特性曲線は単調増加関数の形をしている。   Further, as shown in FIG. 9, in a region where the ratio (Fx / λ) between the braking / driving force Fx and the slip ratio λ is large (large ratio region), the slope of the tangent line of the grip characteristic curve becomes a positive value. In this region, as the ratio (Fx / λ) increases, the tangential slope of the tire characteristic curve increases. That is, in the region where the ratio (Fx / λ) between the braking / driving force Fx and the slip ratio λ is large, the grip characteristic curve has a monotonically increasing function.

ここで、タイヤ特性曲線の接線の傾きが正値であることは、制駆動力のスリップ率に関する偏微分係数が正値であることを示す。また、タイヤ特性曲線の接線の傾きが最大であることは、該接線の傾きがタイヤ特性曲線の線形領域のものあることを示す。なお、線形領域では、タイヤ特性曲線の接線の傾きは、制駆動力Fxとスリップ率λとの比にかかわらず、常に一定の値を示す。   Here, the slope of the tangent line of the tire characteristic curve being a positive value indicates that the partial differential coefficient relating to the slip ratio of the braking / driving force is a positive value. In addition, the maximum inclination of the tangent line of the tire characteristic curve indicates that the inclination of the tangent line is in the linear region of the tire characteristic curve. In the linear region, the slope of the tangent line of the tire characteristic curve always shows a constant value regardless of the ratio between the braking / driving force Fx and the slip ratio λ.

このようにして得ることができるタイヤ特性曲線の接線の傾きは、グリップ特性パラメータ、タイヤのグリップ状態を表す変数又はタイヤが横方向に出せる力の飽和状態を表すパラメータとなる。具体的には、タイヤ特性曲線の接線の傾きが正値の場合、スリップ率λを増やすことでさらに大きい制駆動力Fxを発生させることができることを示す。そして、タイヤ特性曲線の接線の傾きが零又は負値の場合、スリップ率λを増加させても制駆動力Fxが増えることはなく、逆に低下する恐れがあることを示す。   The slope of the tangent line of the tire characteristic curve that can be obtained in this manner is a grip characteristic parameter, a variable that represents the grip state of the tire, or a parameter that represents a saturation state of the force that the tire can exert in the lateral direction. Specifically, when the slope of the tangent line of the tire characteristic curve is a positive value, it indicates that a larger braking / driving force Fx can be generated by increasing the slip ratio λ. When the slope of the tangent line of the tire characteristic curve is zero or a negative value, it indicates that the braking / driving force Fx does not increase even if the slip ratio λ is increased and may decrease.

なお、タイヤ特性曲線(図1)に対して偏微分計算を行い、連続的に描画することでグリップ特性曲線(図9)を得ることができる。
本願発明者は、以上に述べたように、各路面μのタイヤ特性曲線について、そのタイヤ特性曲線の原点を通る任意の一の直線とタイヤ特性曲線との交点で、接線の傾きが同一となる点を発見した。すなわち、各路面μのタイヤ特性曲線について、制駆動力Fxとスリップ率λとの比(Fx/λ)が同一になる値(λ,Fx)で接線の傾きが同一となる点を発見した。
A grip characteristic curve (FIG. 9) can be obtained by performing partial differential calculation on the tire characteristic curve (FIG. 1) and drawing continuously.
As described above, the inventor of the present application has the same tangential slope at the intersection of any one straight line passing through the origin of the tire characteristic curve and the tire characteristic curve for the tire characteristic curve of each road surface μ. I found a spot. That is, with respect to the tire characteristic curve of each road surface μ, a point was found where the slope of the tangent line was the same at the value (λ, Fx) where the ratio (Fx / λ) of the braking / driving force Fx and the slip ratio λ was the same.

これにより、本願発明者は、路面μにかかわらず、制駆動力Fxとスリップ率λとの比(Fx/λ)とタイヤ特性曲線の接線の傾きとの関係がある特性曲線(グリップ特性曲線)として表せる結果を得た(図9)。この結果を利用することで、制駆動力Fxとスリップ率λとがわかれば、特性曲線(グリップ特性曲線)を基に、路面μの情報を必要とすることなく、タイヤの摩擦状態の情報を得ることができる。   Thereby, the inventor of the present application has a characteristic curve (grip characteristic curve) having a relationship between the ratio of the braking / driving force Fx and the slip ratio λ (Fx / λ) and the slope of the tangent line of the tire characteristic curve regardless of the road surface μ. The result which can be expressed as was obtained (FIG. 9). By using this result, if the braking / driving force Fx and the slip ratio λ are known, based on the characteristic curve (grip characteristic curve), the information on the frictional state of the tire can be obtained without requiring information on the road surface μ. Obtainable.

また、本願発明者は、路面μが異なるタイヤ特性曲線で、制駆動力Fxとスリップ率λとの比(Fx/λ)が同一となる値(λ,Fx)での制駆動力Fx同士の比、スリップ率λ同士の比又は前記線長同士の比が、路面μの比と等しくなる点を発見した。
これにより、制駆動力Fx同士の比、スリップ率λ同士の比、又は線長同士の比がわかれば、路面μの比を知ることができる。本実施形態では、この関係を応用して、走行路面の路面μを検出又は推定することで、その走行路面での制駆動力Fxやスリップ率λを検出又は推定している。
Further, the inventor of the present application uses a tire characteristic curve with different road surface μ, and the braking / driving forces Fx between the braking / driving forces Fx at values (λ, Fx) at which the ratio (Fx / λ) of the braking / driving force Fx and the slip ratio λ is the same. It has been found that the ratio, the ratio between the slip ratios λ or the ratio between the line lengths becomes equal to the ratio of the road surface μ.
Thereby, if the ratio between the braking / driving forces Fx, the ratio between the slip ratios λ, or the ratio between the line lengths is known, the ratio of the road surface μ can be known. In the present embodiment, this relationship is applied to detect or estimate the road surface μ of the traveling road surface, thereby detecting or estimating the braking / driving force Fx and the slip ratio λ on the traveling road surface.

次のような原理により、ある走行路面の路面μを検出又は推定することでその走行路面での制駆動力Fxやスリップ率λを検出又は推定することができる。
路面μ値μのタイヤ特性曲線(λ,Fx)と路面μ値μのタイヤ特性曲線(λ,Fx)との間には、相似の三角形の関係により、下記(1)式のような関係が成立する。
Fx:Fx=λ:λ=μ:μ ・・・(1)
The braking / driving force Fx and the slip ratio λ on the traveling road surface can be detected or estimated by detecting or estimating the road surface μ of the traveling road surface based on the following principle.
By the, relationship similar triangles between the tire characteristic curve of the road surface mu values mu A and (lambda A, Fx A) the tire characteristic curve of the road surface mu values μ B (λ B, Fx B ), the following (1) The relationship like the formula is established.
Fx A : Fx B = λ A : λ B = μ A : μ B (1)

この(1)式において、スリップ率λと路面μとの関係に着目すると、下記(2)式のような関係が成立する。
λ=λ・(μ/μ) ・・・(2)
この(2)式によれば路面μ値μの路面におけるスリップ率λが未知であるとしても、路面μ値μの路面におけるスリップ率λ、及び各路面μ値μ,μがわかれば、路面μ値μの路面におけるスリップ率λを得ることができる。
そして、路面μ値μの路面のタイヤ特性曲線がわかれば(路面μ値μの路面のタイヤ特性曲線を参照し)、そのようにして得たスリップ率λに対応する制駆動力Fxを得ることができる。
In the equation (1), when attention is paid to the relationship between the slip ratio λ and the road surface μ, the following equation (2) is established.
λ A = λ B · (μ A / μ B ) (2)
The (2) as a slip ratio lambda A is unknown in the road surface of the road surface mu values mu A according to formula slip ratio lambda B in road of the road surface mu values mu B, and the road surface mu values mu A, mu B if is known, it is possible to obtain the slip ratio lambda a in road of the road surface mu values mu a.
Then, knowing the tire characteristic curve of the road surface of the road surface mu values mu A (with reference to the tire characteristic curve of the road surface of the road surface mu values mu A), the longitudinal force Fx corresponding to the slip ratio lambda A so obtained A can be obtained.

そして、前記(1)式において、今度は、制駆動力Fxと路面μとの関係に着目することで、制駆動力Fxを基に下記(3)式により、路面μ値μの路面における制駆動力Fxを算出できる。
Fx=Fx・(μ/μ) ・・・(3)
以上より、各路面μ値及び基準となるタイヤ特性曲線(ここでは路面μ値μの路面のタイヤ特性曲線)がわかれば、既知のスリップ率λ(検出又は推定スリップ率λ)から制駆動力Fxを求めることができる。さらに、これと同様な原理により、その反対に、既知の制駆動力Fxからスリップ率λを求めることができる。
Then, in the equation (1), this time, by paying attention to the relationship between the braking / driving force Fx and the road surface μ, the road surface of the road surface μ value μ B according to the following equation (3) based on the braking / driving force Fx A: It can be calculated longitudinal force Fx B in.
Fx B = Fx A · (μ B / μ A ) (3)
Thus, if the tire characteristic curve becomes the road mu values and reference (tire characteristic curve of the road surface of the road surface mu values mu A in this case) is known, the braking-driving force from the known slip ratio lambda (detected or estimated slip ratio lambda) Fx can be obtained. Further, on the contrary, the slip ratio λ can be obtained from the known braking / driving force Fx by the same principle.

図10及び図11を用いて、さらに具体的に説明する。図10は、前述の原理を実現する構成となる。
図10に示すように、検出したスリップ率λをμ/μ乗算部1に入力する(図11の手順(1))。μ/μ乗算部1に設定される路面μ値μや後述のμ/μ乗算部3に設定される路面μ値μは、スリップ率λを検出した走行路面の路面μ値(例えば0.6)である。そして、この路面μ値μは検出値又は推定値である。μ/μ乗算部1は、スリップ率λに(μ/μ)を乗算する(前記(2)式に対応)。そして、μ/μ乗算部1は、演算結果(λ・μ/μ)をタイヤ特性推定部2に出力する。
A more specific description will be given with reference to FIGS. 10 and 11. FIG. 10 is a configuration for realizing the above-described principle.
As shown in FIG. 10, the detected slip ratio λ 1 is input to the μ 0 / μ 1 multiplier 1 (procedure (1) in FIG. 11). mu 0 / mu 1 multiplication unit road mu values mu 1 is set to the road surface mu values mu 1 and described below mu 1 / mu 0 multiplication unit 3 is set to 1, the road surface of the traveled road surface that has detected the slip ratio lambda 1 The μ value (for example, 0.6). The road surface μ value μ 1 is a detected value or an estimated value. The μ 0 / μ 1 multiplier 1 multiplies the slip ratio λ 1 by (μ 0 / μ 1 ) (corresponding to the equation (2)). Then, mu 0 / mu 1 multiplication unit 1 outputs the operation result (λ 1 · μ 0 / μ 1) to the tire characteristic estimating section 2.

タイヤ特性推定部2は、路面μ値μのタイヤ特性曲線を有する。路面μ値μのタイヤ特性曲線は、基準路面のタイヤ特性曲線である。例えば、路面μ値μは、基準路面をDry路面と想定して1.0となる。また、タイヤ特性推定部2は、図11のような基準路面のタイヤ特性曲線をマップとして有する。この場合、マップは、基準路面で得られるタイヤ力とスリップ度とをそれぞれ座標軸とする連続した線分からなる2次元マップとなる。 The tire characteristic estimation unit 2 has a tire characteristic curve having a road surface μ value μ 0 . The tire characteristic curve with the road surface μ value μ 0 is the tire characteristic curve of the reference road surface. For example, the road surface μ value μ 0 is 1.0 assuming that the reference road surface is a Dry road surface. Moreover, the tire characteristic estimation part 2 has the tire characteristic curve of the reference | standard road surface like FIG. 11 as a map. In this case, the map is a two-dimensional map including continuous line segments each having the tire force and the slip degree obtained on the reference road surface as coordinate axes.

タイヤ特性推定部2は、演算結果(λ・μ/μ)を基に、基準路面のタイヤ特性曲線でのスリップ率λを得る(図11の手順(2))。
そして、タイヤ特性推定部2は、基準路面のタイヤ特性曲線からスリップ率λに対応する制駆動力Fxを得る。タイヤ特性推定部2は、そのようにして得た制駆動力Fxをμ/μ乗算部3に出力する。
μ/μ乗算部3は、制駆動力Fxに(μ/μ)を乗算し、その演算結果として制駆動力Fxを出力する(図11の手順(3)及び(4)、前記(3)式に対応)。
以上のように、基準路面のタイヤ特性曲線のデータを有することで、ある走行路面の路面μの検出値又は推定値、及びその走行路面でのスリップ率λの検出値に基づいて、その走行路面での制駆動力Fxを検出又は推定できる。
The tire characteristic estimation unit 2 obtains the slip ratio λ 0 in the tire characteristic curve on the reference road surface based on the calculation result (λ 1 · μ 0 / μ 1 ) (procedure (2) in FIG. 11).
Then, the tire characteristic estimation unit 2 obtains the braking / driving force Fx 0 corresponding to the slip ratio λ 0 from the tire characteristic curve of the reference road surface. Tire estimation unit 2 outputs the longitudinal force Fx 0 so obtained to μ 1 / μ 0 multiplication unit 3.
The μ 1 / μ 0 multiplication unit 3 multiplies the braking / driving force Fx 0 by (μ 1 / μ 0 ), and outputs the braking / driving force Fx 1 as the calculation result (procedures (3) and (4) in FIG. ), Corresponding to the expression (3)).
As described above, by having the tire characteristic curve data of the reference road surface, based on the detected value or estimated value of the road surface μ 1 of a certain road surface and the detected value of the slip ratio λ 1 on the road surface, It can be detected or estimated longitudinal force Fx 1 in the traveling road surface.

(2)車輪のスリップ角と車輪の横力との関係
図12はタイヤ特性曲線を示す。このタイヤ特性曲線は、車輪のスリップ角βtと車輪の横力Fyとの間に成立する一般的な相関関係を示す。例えば、タイヤモデルを実験データを基にチューニングすることで、前後輪それぞれで二輪分の等価特性図(タイヤ特性曲線)を得る。ここで、例えば、マジックフォーミュラ(MagicFormula)を基にタイヤモデルを構築している。横力Fyは、コーナリングフォースやサイドフォースに代表される値である。ここで、横力Fyは、タイヤから地面に作用する力である。また、横力Fyが接地面において車輪に作用する車輪力に相当する。車輪のスリップ角βtが車輪のスリップ度に相当する。
(2) Relationship between wheel slip angle and wheel lateral force FIG. 12 shows a tire characteristic curve. This tire characteristic curve shows a general correlation established between the wheel slip angle βt and the wheel lateral force Fy. For example, by tuning a tire model based on experimental data, an equivalent characteristic diagram (tire characteristic curve) for two wheels is obtained for each of the front and rear wheels. Here, for example, a tire model is constructed on the basis of a magic formula. The lateral force Fy is a value represented by a cornering force or a side force. Here, the lateral force Fy is a force acting on the ground from the tire. Further, the lateral force Fy corresponds to the wheel force acting on the wheel on the ground contact surface. The wheel slip angle βt corresponds to the slip degree of the wheel.

図12に示すように、タイヤ特性曲線では、スリップ角βtと横力Fyとの関係が、スリップ角βtの絶対値が増加するに従い線形から非線形に遷移する。すなわち、タイヤ特性曲線では、スリップ角βtが零から所定の範囲内にある場合には、スリップ角βtと横力Fyとの間に線形関係が成り立つ。そして、タイヤ特性曲線では、スリップ角βt(絶対値)がある程度大きくなると(前記所定の範囲を超えると)、スリップ角βtと横力Fyとの関係が非線形関係になる。このように、タイヤ特性曲線は、線形部分と非線形部分とを有する。   As shown in FIG. 12, in the tire characteristic curve, the relationship between the slip angle βt and the lateral force Fy changes from linear to non-linear as the absolute value of the slip angle βt increases. That is, in the tire characteristic curve, when the slip angle βt is within a predetermined range from zero, a linear relationship is established between the slip angle βt and the lateral force Fy. In the tire characteristic curve, when the slip angle βt (absolute value) increases to some extent (exceeding the predetermined range), the relationship between the slip angle βt and the lateral force Fy becomes a non-linear relationship. Thus, the tire characteristic curve has a linear portion and a non-linear portion.

このようなスリップ角βtと横力Fyとの間にある関係や線形関係から非線形関係への遷移は、タイヤ特性曲線の接線の傾き(勾配)に着目すれば一目瞭然である。ここでいうタイヤ特性曲線の接線の傾きとは、スリップ角βtの変化量と横力Fyの変化量との比、すなわち、横力Fyのスリップ角βtに関する偏微分係数で示される値である。
ここで、図12に示すように、タイヤ特性曲線の原点を通る任意の直線a,b,c,d,…を描く。すると、タイヤ特性曲線に対して交わる任意の直線a,b,c,…との交点(図12中に○印で示す交点)でタイヤ特性曲線の接線の傾きを得ることができる。そして、タイヤ特性曲線の接線の傾きは各交点で異なるものとなる。このようなタイヤ特性曲線の接線の傾きに着目することで、スリップ角βtと横力Fyとの間にある関係や線形関係から非線形関係への遷移の状態を知ることができる。
The transition from the relationship between the slip angle βt and the lateral force Fy or the linear relationship to the non-linear relationship is obvious when attention is paid to the slope (gradient) of the tangent line of the tire characteristic curve. The inclination of the tangent line of the tire characteristic curve here is a value represented by a ratio of a change amount of the slip angle βt and a change amount of the lateral force Fy, that is, a partial differential coefficient related to the slip angle βt of the lateral force Fy.
Here, as shown in FIG. 12, arbitrary straight lines a, b, c, d,... Passing through the origin of the tire characteristic curve are drawn. Then, the tangential slope of the tire characteristic curve can be obtained at the intersections (intersections indicated by circles in FIG. 12) with arbitrary straight lines a, b, c,... Intersecting the tire characteristic curve. The slope of the tangent line of the tire characteristic curve is different at each intersection. By paying attention to the inclination of the tangent line of the tire characteristic curve, it is possible to know the relationship between the slip angle βt and the lateral force Fy or the state of transition from the linear relationship to the non-linear relationship.

これにより、タイヤの摩擦状態の推定も可能になる。例えば、図12に示すように、タイヤ特性曲線上で、非線形域でも線形域に近い位置x0にあれば、タイヤの摩擦状態が安定状態にあると推定できる。そして、タイヤの摩擦状態が安定状態であれば、例えばタイヤがその能力を発揮できるレベルにあると推定できる。又は車両が安定状態にあると推定できる。   Thereby, estimation of the friction state of the tire is also possible. For example, as shown in FIG. 12, if the tire characteristic curve is at a position x0 close to the linear region even in the nonlinear region, it can be estimated that the tire friction state is in a stable state. And if the friction state of a tire is a stable state, it can be estimated that a tire is in the level which can exhibit the capability, for example. Alternatively, it can be estimated that the vehicle is in a stable state.

図13は、各種路面μのタイヤ特性曲線と摩擦円を示す。図13(a)は、各種路面μのタイヤ特性曲線を示す。図13(b)〜(d)は、各路面μの摩擦円を示す。路面μは例えば0.2、0.5、1.0である。図13(a)に示すように、タイヤ特性曲線は、各路面μで定性的に同様な傾向を示す。また、図13(b)〜(d)に示すように、路面μが小さくなるほど摩擦円が小さくなる。すなわち、路面μが小さくなるほどタイヤが許容できる横力が小さくなる。このように、タイヤ特性は、路面摩擦係数(路面μ)をパラメータとした特性となる。よって、図13に示すように、路面摩擦係数の値に応じて、低摩擦の場合のタイヤ特性曲線、中摩擦の場合のタイヤ特性曲線、及び高摩擦の場合のタイヤ特性曲線等を得ることができる。   FIG. 13 shows tire characteristic curves and friction circles of various road surfaces μ. FIG. 13A shows tire characteristic curves of various road surfaces μ. FIGS. 13B to 13D show the friction circle of each road surface μ. The road surface μ is, for example, 0.2, 0.5, or 1.0. As shown in FIG. 13 (a), the tire characteristic curve shows the same tendency qualitatively at each road surface μ. Moreover, as shown in FIGS. 13B to 13D, the friction circle becomes smaller as the road surface μ becomes smaller. That is, as the road surface μ decreases, the lateral force that the tire can tolerate decreases. As described above, the tire characteristics are characteristics using the road surface friction coefficient (road surface μ) as a parameter. Therefore, as shown in FIG. 13, according to the value of the road surface friction coefficient, a tire characteristic curve in the case of low friction, a tire characteristic curve in the case of medium friction, a tire characteristic curve in the case of high friction, and the like can be obtained. it can.

図14は、各種路面μのタイヤ特性曲線と原点を通る任意の直線a,b,cとの関係を示す。図14に示すように、前記図12と同様に、各種路面μのタイヤ特性曲線について、任意の直線a,b,cとの交点で接線の傾きを得る。すなわち、各種路面μでのタイヤ特性曲線について、直線aとの交点で接線の傾きをそれぞれ得る。各種路面μでのタイヤ特性曲線について、直線bとの交点で接線の傾きをそれぞれ得る。各種路面μでのタイヤ特性曲線について、直線cとの交点で接線の傾きをそれぞれ得る。その結果、同一直線との交点で得られる各種路面μのタイヤ特性曲線の接線の傾きが同一となる結果を得ることができる。   FIG. 14 shows the relationship between tire characteristic curves of various road surfaces μ and arbitrary straight lines a, b, c passing through the origin. As shown in FIG. 14, as in FIG. 12, tangent slopes are obtained at intersections with arbitrary straight lines a, b, c for tire characteristic curves of various road surfaces μ. That is, for the tire characteristic curves on various road surfaces μ, tangent slopes are obtained at the intersections with the straight line a. For tire characteristic curves on various road surfaces μ, tangent slopes are obtained at intersections with the straight line b. For tire characteristic curves on various road surfaces μ, tangential slopes are obtained at intersections with the straight line c. As a result, a result can be obtained in which the tangent slopes of the tire characteristic curves of various road surfaces μ obtained at the intersections with the same straight line are the same.

例えば、図15では、前記図14に示した直線cに着目している。図15に示すように、直線cとの交点での接線の傾きは各種路面μのタイヤ特性曲線で同一となる。すなわち、路面μがμ=0.2のタイヤ特性曲線との交点x1を示す横力Fy1とスリップ角βt1との比(Fy1/βt1)を得る。また、路面μがμ=0.5のタイヤ特性曲線との交点x2を示す横力Fy2とスリップ角βt2との比(Fy2/βt2)を得る。また、路面μがμ=1.0のタイヤ特性曲線との交点x3を示す横力Fy3とスリップ角βt3との比(Fy3/βt3)を得る。そのようにして得た各値は同一値となる。そして、各交点x1,x2,x3での接線の傾きが同一値となる。   For example, in FIG. 15, attention is paid to the straight line c shown in FIG. As shown in FIG. 15, the slope of the tangent line at the intersection with the straight line c is the same in the tire characteristic curves of various road surfaces μ. That is, the ratio (Fy1 / βt1) between the lateral force Fy1 and the slip angle βt1 indicating the intersection x1 with the tire characteristic curve with the road surface μ of μ = 0.2 is obtained. Further, a ratio (Fy2 / βt2) between the lateral force Fy2 and the slip angle βt2 indicating the intersection x2 with the tire characteristic curve with the road surface μ of μ = 0.5 is obtained. Further, a ratio (Fy3 / βt3) between the lateral force Fy3 and the slip angle βt3 indicating the intersection x3 with the tire characteristic curve with the road surface μ of μ = 1.0 is obtained. Each value thus obtained is the same value. And the inclination of the tangent line in each intersection x1, x2, x3 becomes the same value.

このように、路面μが異なっても、各タイヤ特性曲線について、横力Fyとスリップ角βtとの比(Fy/βt)が同一になる値(βt,Fy)において接線の傾きが同一となる。また、各タイヤ特性曲線で横力Fyとスリップ角βtとの比(Fy/βt)が同一となる値(βt,Fy)に関し、異なるタイヤ特性曲線で得られる横力Fy同士の比又はスリップ角βt同士の比は、路面μの比と等しくなる。すなわち、該横力Fy同士の比、又は該スリップ角βt同士の比が知ることができれば、路面μの比を知ることができる。   Thus, even if the road surface μ is different, the slope of the tangent line is the same for each tire characteristic curve at the value (βt, Fy) where the ratio (Fy / βt) between the lateral force Fy and the slip angle βt is the same. . Further, regarding the values (βt, Fy) at which the ratio (Fy / βt) between the lateral force Fy and the slip angle βt is the same in each tire characteristic curve, the ratio or slip angle between the lateral forces Fy obtained with different tire characteristic curves. The ratio between βt is equal to the ratio of the road surface μ. That is, if the ratio between the lateral forces Fy or the ratio between the slip angles βt can be known, the ratio of the road surface μ can be known.

図16を用いて、路面μが異なる各タイヤ特性曲線について、横力Fy同士の比又はスリップ角βt同士の比と、その路面μの比とが等しくなることを説明する。図16には、路面μが異なる路面A(路面μ=μ)及び路面B(路面μ=μ)それぞれで得られるタイヤ特性曲線を示す。
図16に示すように、横力Fyとスリップ角βtとの比(Fy/βt)が同一となる値(βt,Fy)(同図中に■印、●印でそれぞれ示す値)でそれぞれ得られる横力a2と横力b2との比(a2/b2)と、路面Aの路面μ値μと路面Bの路面μ値μとの比(μ/μ)とは同一値になる。
また、同じく、横力Fyとスリップ角βtとの比(Fy/βt)が同一となる値(βt,Fy)でそれぞれ得られるスリップ率a3とスリップ率b3との比(a3/b3)と、路面Aの路面μ値μと路面Bの路面μ値μとの比(μ/μ)とは同一値になる。
With reference to FIG. 16, it will be described that the ratio of the lateral forces Fy or the ratio of the slip angles βt and the ratio of the road surface μ are equal for each tire characteristic curve having a different road surface μ. FIG. 16 shows tire characteristic curves obtained respectively on the road surface A (road surface μ = μ A ) and the road surface B (road surface μ = μ B ) having different road surfaces μ.
As shown in FIG. 16, the ratio (Fy / βt) between the lateral force Fy and the slip angle βt is the same (βt, Fy) (values indicated by ■ and ● in the same figure), respectively. The ratio of the lateral force a2 and the lateral force b2 (a2 / b2) and the ratio (μ A / μ B ) between the road surface μ value μ A of the road surface A and the road surface μ value μ B of the road surface B are the same value. Become.
Similarly, the ratio (a3 / b3) between the slip ratio a3 and the slip ratio b3, which are respectively obtained with values (βt, Fy) at which the ratio (Fy / βt) between the lateral force Fy and the slip angle βt is the same, The ratio (μ A / μ B ) between the road surface μ value μ A of the road surface A and the road surface μ value μ B of the road surface B is the same value.

このようなことから、路面Aで得られるタイヤ特性曲線と路面Bで得られるタイヤ特性曲線とで、横力Fyとスリップ角βtとの比(Fy/βt)が同一となる値(βt,Fy)と原点(0,0)とをそれぞれ結んで得られる線長a1と線長b1との比(a1/b1)と、路面Aの路面μ値μと路面Bの路面μ値μとの比(μ/μ)とは同一値になる。このことは、幾何学的に次のように証明できる。 Therefore, the tire characteristic curve obtained on the road surface A and the tire characteristic curve obtained on the road surface B have the same ratio (Fy / βt) between the lateral force Fy and the slip angle βt (βt, Fy). ) And the origin (0, 0), respectively, the ratio (a1 / b1) of the line length a1 and the line length b1, and the road surface μ value μ A of the road surface A and the road surface μ value μ B of the road surface B It becomes the same value as the ratio (μ a / μ B) of. This can be proved geometrically as follows.

路面Aのタイヤ特性曲線を用いて得られる三角形(a1,a2,a3を辺とする三角形)と路面Bのタイヤ特性曲線を用いて得られる三角形(b1,b2,b3を辺とする三角形)とは相似の三角形となる。このことから、a1とb1との比と、a2とb2との比と、a3とb3との比とは、それぞれ同一値になる(a1:b1=a2:b2=a3:b3)。そして、横力Fyについてのa2とb2との比及びスリップ角βtについてのa3とb3との比は、路面Aの路面μ値μと路面Bの路面μ値μとの比(μ/μ)と同一値になる。よって、前述のように、線長a1と線長b1との比(a1/b1)と、路面Aの路面μ値μと路面Bの路面μ値μとの比(μ/μ)とは同一値となる結論を得ることができる。 A triangle (triangle with sides a1, a2 and a3) obtained using the tire characteristic curve of road surface A and a triangle (triangle with sides b1, b2 and b3) obtained using the tire characteristic curve of road surface B, and Becomes a similar triangle. From this, the ratio of a1 and b1, the ratio of a2 and b2, and the ratio of a3 and b3 are the same value (a1: b1 = a2: b2 = a3: b3). The ratio of a2 and b2 for the lateral force Fy and the ratio of a3 and b3 for the slip angle βt are the ratio of the road surface μ value μ A of the road surface A and the road surface μ value μ B of the road surface B (μ A / Μ B ). Therefore, as described above, the ratio between the line length a1 and the line length b1 (a1 / b1) and the ratio between the road surface μ value μ A of the road surface A and the road surface μ value μ B of the road surface B (μ A / μ B ) Can be concluded to be the same value.

図17は、タイヤ特性曲線の任意点の横力Fyとスリップ角βtとの比(Fy/βt)と、該任意点でのタイヤ特性曲線の接線の傾き(∂Fy/∂βt)との関係を示す。図17に示すように、どの各路面μ(例えばμ=0.2、0.5、1.0)でも、横力Fyとスリップ角βtとの比(Fy/βt)とタイヤ特性曲線の接線の傾きとが一定の関係を示している。   FIG. 17 shows the relationship between the ratio (Fy / βt) between the lateral force Fy and the slip angle βt at an arbitrary point of the tire characteristic curve, and the slope of the tangent line of the tire characteristic curve at the arbitrary point (∂Fy / ∂βt). Indicates. As shown in FIG. 17, for each road surface μ (for example, μ = 0.2, 0.5, 1.0), the ratio (Fy / βt) between the lateral force Fy and the slip angle βt and the tangent line of the tire characteristic curve Shows a certain relationship with the slope.

すなわち、乾燥アスファルト路面や凍結路面等、路面μが異なる路面であっても、この特性曲線は成立する。或いは、この特性曲線は、高摩擦係数を有する高摩擦路面用の高摩擦タイヤ特性曲線及び高摩擦係数より低い低摩擦係数を有する低摩擦路面用の低摩擦タイヤ特性曲線を含んでいると言える。ここで、このように図17に示す特性曲線は、図12と同様に、タイヤ特性曲線を示していると言える。しかし、図12と区別して、図17の特性曲線を例えばグリップ特性曲線と呼ぶこともできる。   That is, this characteristic curve is established even on a road surface having a different road surface μ, such as a dry asphalt road surface or a frozen road surface. Alternatively, it can be said that the characteristic curve includes a high friction tire characteristic curve for a high friction road surface having a high friction coefficient and a low friction tire characteristic curve for a low friction road surface having a low friction coefficient lower than the high friction coefficient. Here, it can be said that the characteristic curve shown in FIG. 17 shows a tire characteristic curve as in FIG. However, in distinction from FIG. 12, the characteristic curve of FIG. 17 can also be called, for example, a grip characteristic curve.

この図17に示すように、横力Fyとスリップ角βtとの比(Fy/βt)が小さい領域(小レシオ領域)では、タイヤ特性曲線の接線の傾きが負値となる。そして、この領域では、その比(Fy/βt)が大きくなるに従い、タイヤ特性曲線の接線の傾きが一旦減少してから増加に転じる。ここで、タイヤ特性曲線の接線の傾きが負値であることは、横力のスリップ角に関する偏微分係数が負値であることを示す。   As shown in FIG. 17, in the region where the ratio (Fy / βt) between the lateral force Fy and the slip angle βt is small (small ratio region), the tangential slope of the tire characteristic curve is a negative value. In this region, as the ratio (Fy / βt) increases, the tangential slope of the tire characteristic curve once decreases and then increases. Here, the negative slope of the tangent of the tire characteristic curve indicates that the partial differential coefficient regarding the slip angle of the lateral force is a negative value.

また、図17に示すように、横力Fyとスリップ角βtとの比(Fy/βt)が大きい領域(大レシオ領域)では、タイヤ特性曲線の接線の傾きが正値になる。そして、この領域では、その比(Fy/βt)が大きくなると、タイヤ特性曲線の接線の傾きが増加する。すなわち、横力Fyとスリップ角βtとの比(Fy/βt)が大きい領域では、グリップ特性曲線は単調増加関数の形をしている。   Further, as shown in FIG. 17, in the region where the ratio (Fy / βt) between the lateral force Fy and the slip angle βt is large (large ratio region), the tangent slope of the tire characteristic curve becomes a positive value. In this region, as the ratio (Fy / βt) increases, the tangential slope of the tire characteristic curve increases. That is, in the region where the ratio (Fy / βt) between the lateral force Fy and the slip angle βt is large, the grip characteristic curve has a monotonically increasing function.

ここで、タイヤ特性曲線の接線の傾きが正値であることは、横力のスリップ角に関する偏微分係数が正値であることを示す。また、タイヤ特性曲線の接線の傾きが最大であることは、該接線の傾きがタイヤ特性曲線の線形領域のものであることを示す。なお、線形領域では、タイヤ特性曲線の接線の傾きは、横力Fyとスリップ角βtとの比にかかわらず、常に一定の値を示す。   Here, the inclination of the tangent line of the tire characteristic curve being a positive value indicates that the partial differential coefficient regarding the slip angle of the lateral force is a positive value. In addition, the maximum inclination of the tangent line of the tire characteristic curve indicates that the inclination of the tangent line is in the linear region of the tire characteristic curve. In the linear region, the slope of the tangent line of the tire characteristic curve always shows a constant value regardless of the ratio between the lateral force Fy and the slip angle βt.

このようにして得ることができるタイヤ特性曲線の接線の傾きは、グリップ特性パラメータ、タイヤのグリップ状態を表す変数又はタイヤが横方向に出せる力の飽和状態を表すパラメータとなる。具体的には、タイヤ特性曲線の接線の傾きが正値の場合、スリップ角βtを増やすことでさらに強い横力Fy(コーナリングフォース等)を発生させることができることを示す。そして、タイヤ特性曲線の接線の傾きが零又は負値の場合、スリップ角βtを増加させても横力Fy(コーナリングフォース等)が増えることはなく、逆に低下する恐れがあることを示す。   The slope of the tangent line of the tire characteristic curve that can be obtained in this manner is a grip characteristic parameter, a variable that represents the grip state of the tire, or a parameter that represents a saturation state of the force that the tire can exert in the lateral direction. Specifically, when the slope of the tangent line of the tire characteristic curve is a positive value, it indicates that a stronger lateral force Fy (cornering force or the like) can be generated by increasing the slip angle βt. If the slope of the tangent line of the tire characteristic curve is zero or a negative value, it indicates that even if the slip angle βt is increased, the lateral force Fy (cornering force or the like) does not increase and may decrease.

なお、タイヤ特性曲線(図12)に対して偏微分計算を行い、連続的に描画することでグリップ特性曲線(図17)を得ることができる。
本願発明者は、以上に述べたように、各路面μのタイヤ特性曲線について、そのタイヤ特性曲線の原点を通る任意の一の直線とタイヤ特性曲線との交点で、接線の傾きが同一となる点を発見した。すなわち、各路面μのタイヤ特性曲線について、横力Fyとスリップ角βtとの比(Fy/βt)が同一になる値(βt,Fy)で接線の傾きが同一となる点を発見した。
A grip characteristic curve (FIG. 17) can be obtained by performing partial differential calculation on the tire characteristic curve (FIG. 12) and drawing continuously.
As described above, the inventor of the present application has the same tangential slope at the intersection of any one straight line passing through the origin of the tire characteristic curve and the tire characteristic curve for the tire characteristic curve of each road surface μ. I found a spot. That is, the tire characteristic curve of each road surface μ was found to have the same tangent slope at a value (βt, Fy) at which the ratio (Fy / βt) of the lateral force Fy to the slip angle βt is the same.

これにより、本願発明者は、路面μにかかわらず、横力Fyとスリップ角βtとの比(Fy/βt)とタイヤ特性曲線の接線の傾きとの関係がある特性曲線(グリップ特性曲線)として表せる結果を得た(図14)。この結果を利用することで、横力Fyとスリップ角βtとがわかれば、特性曲線(グリップ特性曲線)を基に、路面μの情報を必要とすることなく、タイヤの摩擦状態の情報を得ることができる。   Accordingly, the inventor of the present application uses a characteristic curve (grip characteristic curve) having a relationship between the ratio of the lateral force Fy and the slip angle βt (Fy / βt) and the slope of the tangent line of the tire characteristic curve regardless of the road surface μ. The result which can be expressed was obtained (FIG. 14). By using this result, if the lateral force Fy and the slip angle βt are known, information on the friction state of the tire is obtained based on the characteristic curve (grip characteristic curve) without requiring information on the road surface μ. be able to.

また、本願発明者は、路面μが異なるタイヤ特性曲線で、横力Fyとスリップ角βtとの比(Fy/βt)が同一となる値(βt,Fy)での横力Fy同士の比、スリップ角βt同士の比、又は前記線長同士の比が、路面μの比と等しくなる点を発見した。
これにより、横力Fy同士の比、スリップ角βt同士の比、又は線長同士の比がわかれば、路面μの比を知ることができる。本実施形態では、この関係を応用して、走行路面の路面μを検出又は推定することで、その走行路面での横力Fyやスリップ角βtを検出又は推定している。
Further, the inventor of the present application is a tire characteristic curve with different road surface μ, and the ratio between the lateral forces Fy at the values (βt, Fy) where the ratio (Fy / βt) between the lateral force Fy and the slip angle βt is the same, It has been found that the ratio between the slip angles βt or the ratio between the line lengths becomes equal to the ratio of the road surface μ.
Thereby, if the ratio between the lateral forces Fy, the ratio between the slip angles βt, or the ratio between the line lengths is known, the ratio of the road surface μ can be known. In this embodiment, this relationship is applied to detect or estimate the road surface μ of the traveling road surface, thereby detecting or estimating the lateral force Fy and the slip angle βt on the traveling road surface.

次のような原理により、ある走行路面の路面μを検出又は推定することでその走行路面での横力Fyやスリップ角βtを検出又は推定することができる(前述の車輪のスリップ率λと車輪の制駆動力Fxとの関係と同様)。
路面μ値μのタイヤ特性曲線(横力Fy,スリップ角βt)と路面μ値μのタイヤ特性曲線(横力Fy,スリップ角βt)との間には、相似の三角形の関係により、下記(4)式のような関係が成立する。
Fy:Fy=βt:βt=μ:μ ・・・(4)
The lateral force Fy and the slip angle βt on the traveling road surface can be detected or estimated by detecting or estimating the road surface μ of a certain traveling road surface according to the following principle (the slip ratio λ of the wheel and the wheel described above). This is similar to the relationship with the braking / driving force Fx.
A similar triangle exists between the tire characteristic curve (lateral force Fy A , slip angle βt A ) of the road surface μ value μ A and the tire characteristic curve (lateral force Fy B , slip angle βt B ) of the road surface μ value μ B. Thus, the following relationship (4) is established.
Fy A : Fy B = βt A : βt B = μ A : μ B (4)

この(4)式において、スリップ角βtと路面μとの関係に着目すると、下記(5)式のような関係が成立する。
βt=βt・(μ/μ) ・・・(5)
この(4)式によれば路面μ値μの路面におけるスリップ角βtが未知であるとしても、路面μ値μの路面におけるスリップ角βt、及び各路面μ値μ,μがわかれば、路面μ値μの路面におけるスリップ角βtを得ることができる。
そして、路面μ値μの路面のタイヤ特性曲線がわかれば(路面μ値μの路面のタイヤ特性曲線を参照し)、そのようにして得たスリップ角βtに対応する横力Fyを得ることができる。
In the equation (4), when attention is paid to the relationship between the slip angle βt and the road surface μ, the following equation (5) is established.
βt A = βt B · (μ A / μ B) ··· (5)
The (4) as a slip angle [beta] t A is unknown in the road surface of the road surface mu values mu A according to formula, slip angle [beta] t B in the road surface of the road surface mu values mu B, and the road surface mu values mu A, mu B if is known, it is possible to obtain the slip angle [beta] t a in the road of the road surface mu values mu a.
Then, if the tire characteristic curve of the road surface μ value μ A is known (refer to the tire characteristic curve of the road surface μ value μ A road surface), the lateral force Fy A corresponding to the slip angle βt A thus obtained is obtained. Can be obtained.

そして、前記(4)式において、今度は、横力Fyと路面μとの関係に着目することで、横力Fyを基に下記(6)式により、路面μ値μの路面における横力Fyを算出できる。
Fy=Fy・(μ/μ) ・・・(6)
以上より、各路面μ値及び基準となるタイヤ特性曲線(ここでは路面μ値μの路面のタイヤ特性曲線)がわかれば、既知のスリップ角βt(検出又は推定スリップ角βt)から横力Fyを求めることができる。さらに、これと同様な原理により、その反対に、既知の横力Fyからスリップ角βtを求めることができる。
Then, in the equation (4), this time, by paying attention to the relationship between the lateral force Fy and the road surface μ, the lateral force on the road surface of the road surface μ value μ B is calculated by the following equation (6) based on the lateral force Fy A. The force Fy B can be calculated.
Fy B = Fy A · (μ B / μ A ) (6)
Thus, if the tire characteristic curve becomes the road mu values and reference (tire characteristic curve of the road surface of the road surface mu values mu A in this case) is known, the lateral force from a known slip angle [beta] t (detected or estimated slip angle [beta] t) Fy Can be requested. Further, on the contrary, the slip angle βt can be obtained from the known lateral force Fy by the same principle.

図18及び図19を用いて、さらに具体的に説明する。図18は、前述の原理を実現する構成となる。
図18に示すように、検出したスリップ角βtをμ/μ乗算部1に入力する(図19の手順(1))。μ/μ乗算部11に設定される路面μ値μや後述のμ/μ乗算部13に設定される路面μ値μは、スリップ角βtを検出した走行路面の路面μ値(例えば0.6)である。そして、この路面μ値μは検出値又は推定値である。μ/μ乗算部11は、スリップ角βtに(μ/μ)を乗算する(前記(5)式に対応)。そして、μ/μ乗算部11は、演算結果(βt・μ/μ)をタイヤ特性推定部12に出力する。
A more specific description will be given with reference to FIGS. 18 and 19. FIG. 18 is a configuration for realizing the above-described principle.
As shown in FIG. 18, the detected slip angle βt 1 is input to the μ 0 / μ 1 multiplier 1 (procedure (1) in FIG. 19). μ 0 / μ 1 multiplication unit 11 road mu values mu 1 is set to or below μ 1 / μ 0 multiplication unit 13 road mu values mu 1 is set to the road surface of the traveled road surface that has detected the slip angle [beta] t 1 The μ value (for example, 0.6). The road surface μ value μ 1 is a detected value or an estimated value. The μ 0 / μ 1 multiplier 11 multiplies the slip angle βt 1 by (μ 0 / μ 1 ) (corresponding to the equation (5)). Then, the μ 0 / μ 1 multiplication unit 11 outputs the calculation result (βt 1 · μ 0 / μ 1 ) to the tire characteristic estimation unit 12.

タイヤ特性推定部12は、路面μ値μのタイヤ特性曲線を有する。路面μ値μのタイヤ特性曲線は、基準路面のタイヤ特性曲線である。例えば、路面μ値μは、基準路面をDry路面と想定して1.0となる。また、タイヤ特性推定部12は、図19のような基準路面のタイヤ特性曲線をマップとして有する。タイヤ特性推定部12は、演算結果(βt・μ/μ)を基に、基準路面のタイヤ特性曲線でのスリップ角βtを得る(図19の手順(2))。 The tire characteristic estimation unit 12 has a tire characteristic curve having a road surface μ value μ 0 . The tire characteristic curve with the road surface μ value μ 0 is the tire characteristic curve of the reference road surface. For example, the road surface μ value μ 0 is 1.0 assuming that the reference road surface is a Dry road surface. Moreover, the tire characteristic estimation part 12 has a tire characteristic curve of the reference | standard road surface like FIG. 19 as a map. The tire characteristic estimation unit 12 obtains the slip angle βt 0 in the tire characteristic curve on the reference road surface based on the calculation result (βt 1 · μ 0 / μ 1 ) (procedure (2) in FIG. 19).

そして、タイヤ特性推定部12は、基準路面のタイヤ特性曲線からスリップ率λに対応する横力Fyを得る。タイヤ特性推定部12は、そのようにして得た横力Fyをμ/μ乗算部13に出力する。
μ/μ乗算部13は、横力Fyに(μ/μ)を乗算し、その演算結果として横力Fyを出力する(図19の手順(3)及び(4)、前記(6)式に対応)。
以上のように、基準路面のタイヤ特性曲線のデータを有することで、ある走行路面の路面μの検出値又は推定値、及びその走行路面でのスリップ角βtの検出値に基づいて、その走行路面での横力Fyを検出又は推定できる。
Then, the tire characteristic estimation unit 12 obtains the lateral force Fy 0 corresponding to the slip ratio λ 0 from the tire characteristic curve of the reference road surface. The tire characteristic estimation unit 12 outputs the lateral force Fy 0 thus obtained to the μ 1 / μ 0 multiplication unit 13.
The μ 1 / μ 0 multiplier 13 multiplies the lateral force Fy 0 by (μ 1 / μ 0 ), and outputs the lateral force Fy 1 as the calculation result (procedures (3) and (4) in FIG. 19). (Corresponding to the equation (6)).
As described above, by having the tire characteristic curve data of the reference road surface, based on the detected value or estimated value of the road surface μ 1 of a certain road surface and the detected value of the slip angle βt 1 on that road surface, The lateral force Fy 1 on the traveling road surface can be detected or estimated.

(実施形態)
以上の技術の採用により実現した実施形態を次に説明する。
(構成)
図20は、実施形態の車両の概略構成を示す。この車両は、フィードフォワード的にVDC(Vehicle Dynamics Control)を制御するような構成を有する。なお、VDCをヨーレイトフィードバックで制御することは一般に知られている。
図20に示すように、車両は、操舵角センサ21、車輪速センサ22、路面μ推定部23、ブレーキECU(Electronic Control Unit、又はVDC制御部)24及び車両挙動制御指令演算部25を有する。
(Embodiment)
Next, an embodiment realized by adopting the above technique will be described.
(Constitution)
FIG. 20 shows a schematic configuration of the vehicle of the embodiment. This vehicle has a configuration that controls VDC (Vehicle Dynamics Control) in a feed-forward manner. It is generally known that VDC is controlled by yaw rate feedback.
As shown in FIG. 20, the vehicle includes a steering angle sensor 21, a wheel speed sensor 22, a road surface μ estimation unit 23, a brake ECU (Electronic Control Unit or VDC control unit) 24, and a vehicle behavior control command calculation unit 25.

操舵角センサ21は、ステアリングホイール31と一体に回転するステアリングシャフト32の回転角を検出する。操舵角センサ21は、その検出結果(操舵角)を車両挙動制御指令演算部25に出力する。車輪速センサ22は、車体に設けられた車輪33FL〜33RRの車輪速を検出する。車輪速センサ22は、その検出結果(車輪速信号)を車両挙動制御指令演算部25に出力する。路面μ推定部23は、現在の走行路面の路面μ値を推定する。路面μ推定部23は、その推定結果(路面μ値)を車両挙動制御指令演算部25に出力する。車両挙動制御指令演算部25は、それら操舵角センサ21等からの入力値を基に、車両の走行状態を予測し制御指令値を算出する。車両挙動制御指令演算部25は、その制御指令値をブレーキECU24に出力する。ブレーキECU24は、その制御指令値を基に、車両の不安定挙動を抑制するブレーキ圧指令値を各車輪33FL〜33RRのブレーキアクチュエータ34FL〜34RRに出力する。ブレーキアクチュエータ34FL〜34RRは、ブレーキ圧指令値を基に、各車輪33FL〜33RRに制動液圧を変化させて制動力を発生させる。 The steering angle sensor 21 detects the rotation angle of the steering shaft 32 that rotates integrally with the steering wheel 31. The steering angle sensor 21 outputs the detection result (steering angle) to the vehicle behavior control command calculation unit 25. The wheel speed sensor 22 detects the wheel speed of the wheels 33 FL ~ 33 RR provided on the vehicle body. The wheel speed sensor 22 outputs the detection result (wheel speed signal) to the vehicle behavior control command calculation unit 25. The road surface μ estimation unit 23 estimates the current road surface μ value. The road surface μ estimation unit 23 outputs the estimation result (road surface μ value) to the vehicle behavior control command calculation unit 25. The vehicle behavior control command calculation unit 25 predicts the traveling state of the vehicle based on the input values from the steering angle sensor 21 and the like, and calculates a control command value. The vehicle behavior control command calculation unit 25 outputs the control command value to the brake ECU 24. Brake ECU24 outputs based on the control command value, an unstable behavior of the vehicle to suppress brake pressure command value to the brake actuator 34 FL to 34C RR of each wheel 33 FL ~ 33 RR. Based on the brake pressure command value, the brake actuators 34 FL to 34 RR change the brake fluid pressure to the wheels 33 FL to 33 RR to generate a braking force.

図21は、車両挙動制御指令演算部25の構成を示す。図21に示すように、車両挙動制御指令演算部25は、車体速度演算部41、タイヤ横滑り角(スリップ角)推定部42、路面変化対応タイヤモデル43、F/F(フィードフォワード)用車両モデル44、線形車両モデル45、車両挙動偏差演算部46及びVDC_F/F指令値算出部47を有する。   FIG. 21 shows a configuration of the vehicle behavior control command calculation unit 25. As shown in FIG. 21, the vehicle behavior control command calculation unit 25 includes a vehicle body speed calculation unit 41, a tire side slip angle (slip angle) estimation unit 42, a road surface change corresponding tire model 43, and an F / F (feed forward) vehicle model. 44, a linear vehicle model 45, a vehicle behavior deviation calculation unit 46, and a VDC_F / F command value calculation unit 47.

車体速度演算部41は、車輪速センサ22が検出した車輪速を基に、車体速度を推定する。例えば、従動輪の平均値又は4輪の平均値を基に車体速度を推定する。また、前後加速度センサを付加し、車体速度推定オブザーバを構成することもできる。これにより推定精度を高くすることもできる。車体速度演算部41は、その演算結果(車体速度)をタイヤ横滑り角推定部42、F/F用車両モデル44及び線形車両モデル45に出力する。
タイヤ横滑り角推定部42は、車体速度演算部41が算出した車体速度、操舵角センサ21が検出した操舵角、並びに後述するようにF/F用車両モデル44が算出する車体横滑り角予測値β及びヨーレイト予測値γを基に、下記(7)式を用いて前輪及び後輪の横滑り角βt(β),βt(β)を算出する。
The vehicle body speed calculation unit 41 estimates the vehicle body speed based on the wheel speed detected by the wheel speed sensor 22. For example, the vehicle body speed is estimated based on the average value of the driven wheels or the average value of the four wheels. In addition, a vehicle body speed estimation observer can be configured by adding a longitudinal acceleration sensor. Thereby, the estimation accuracy can be increased. The vehicle body speed calculation unit 41 outputs the calculation result (vehicle body speed) to the tire skid angle estimation unit 42, the F / F vehicle model 44, and the linear vehicle model 45.
The tire side slip angle estimation unit 42 calculates the vehicle body speed calculated by the vehicle body speed calculation unit 41, the steering angle detected by the steering angle sensor 21, and the vehicle body side slip angle predicted value β calculated by the F / F vehicle model 44 as will be described later. Based on the predicted yaw rate value γ, the sideslip angles βt ff ) and βt rr ) of the front and rear wheels are calculated using the following equation (7).

Figure 2010195325
Figure 2010195325

ここで、Vは車速速度である。δは操舵角である。なお、簡単のため車両を2輪モデルにして左右輪で同じ横滑り角及び横力とする。タイヤ横滑り角推定部42は、算出した横滑り角(スリップ角)βt,βtを路面変化対応タイヤモデル43に出力する。
路面変化対応タイヤモデル43は、タイヤ力である前輪及び後輪の横力を算出する。路面変化対応タイヤモデル43は、具体的には前記図18に示す横力検出のための構成を有する。これにより、路面変化対応タイヤモデル43は、タイヤ横滑り角推定部42が算出した前輪及び後輪のスリップ角βt,βtから前輪及び後輪の横力Fy,Fyを算出する。
Here, V is the vehicle speed. δ is a steering angle. For simplicity, the vehicle is a two-wheel model, and the left and right wheels have the same side slip angle and side force. Tire slip angle estimating section 42 outputs the calculated side slip angle (slip angle) [beta] t f, the [beta] t r to road surface changes corresponding tire model 43.
The road surface change corresponding tire model 43 calculates the lateral force of the front and rear wheels, which is the tire force. The road surface change compatible tire model 43 specifically has a configuration for detecting lateral force shown in FIG. Thus, the road surface changes corresponding tire model 43 calculates the slip angle [beta] t f of the front wheels and the rear wheels tire slip angle estimating section 42 calculates the lateral force Fy f of the front wheels and the rear wheels from [beta] t r, the Fy r.

ここで、前輪のスリップ角βtから前輪の横力Fyを算出する手順を代表して説明する。
先ず、路面変化対応タイヤモデル43は、タイヤ横滑り角推定部42が算出した前輪のスリップ角βtをμ/μ乗算部11に入力する(図19の手順(1))。また、路面変化対応タイヤモデル43は、路面μ推定部23が推定した路面μ値によりμ/μ乗算部11及びμ/μ乗算部13の路面μ値μを設定する。
Here, a procedure for calculating the front wheel lateral force Fy f from the front wheel slip angle βt f will be described as a representative.
First, the road surface change correspondence tire model 43 inputs the front wheel slip angle βt f calculated by the tire side slip angle estimation unit 42 to the μ 0 / μ 1 multiplication unit 11 (procedure (1) in FIG. 19). Further, the road surface changes corresponding tire model 43 sets the road surface mu values mu 1 of μ 0 / μ 1 multiplication unit 11, and μ 1 / μ 0 multiplication unit 13 by the road surface mu values road surface mu estimating unit 23 estimates.

これにより、路面変化対応タイヤモデル43では、μ/μ乗算部11は、スリップ角βtに(μ/μ)を乗算する。そして、μ/μ乗算部11は、演算結果(βt・μ/μ)をタイヤ特性推定部12に出力する。
タイヤ特性推定部12は、演算結果(βt・μ/μ)を基に、基準路面(例えばμ=1.0の走行路面)のタイヤ特性曲線でのスリップ角βtを得る(図19の手順(2))。そして、タイヤ特性推定部12は、基準路面のタイヤ特性曲線からスリップ角βtに対応する横力Fyを得る。タイヤ特性推定部12は、そのようにして得た横力Fyをμ/μ乗算部13に出力する。
Thereby, in the road surface change corresponding tire model 43, the μ 0 / μ 1 multiplication unit 11 multiplies the slip angle βt f by (μ 0 / μ 1 ). Then, the μ 0 / μ 1 multiplication unit 11 outputs the calculation result (βt f · μ 0 / μ 1 ) to the tire characteristic estimation unit 12.
The tire characteristic estimation unit 12 obtains a slip angle βt 0 in a tire characteristic curve of a reference road surface (for example, a road surface of μ 0 = 1.0) based on the calculation result (βt f · μ 0 / μ 1 ) ( Procedure (2) in FIG. Then, the tire characteristic estimation unit 12 obtains the lateral force Fy 0 corresponding to the slip angle βt 0 from the tire characteristic curve of the reference road surface. The tire characteristic estimation unit 12 outputs the lateral force Fy 0 thus obtained to the μ 1 / μ 0 multiplication unit 13.

μ/μ乗算部13は、横力Fyに(μ/μ)を乗算し、その演算結果を出力する(図19の手順(3)及び(4))。この演算結果は、路面μ推定部23が推定した路面μ値の走行路面で得られる横力Fyとなる。すなわち、この演算結果は、タイヤ横滑り角推定部42が算出した前輪のスリップ角βtと相関関係のある横力Fyである。 The μ 1 / μ 0 multiplier 13 multiplies the lateral force Fy 0 by (μ 1 / μ 0 ) and outputs the calculation result (procedures (3) and (4) in FIG. 19). This calculation result is a lateral force Fy f obtained on the traveling road surface of the road surface μ value estimated by the road surface μ estimation unit 23. That is, the calculation result is the lateral force Fy f correlated with the front wheel slip angle βt f calculated by the tire side slip angle estimating unit 42.

以上のような処理を後輪のスリップ角βtについても行う。これにより、後輪の横力Fyも算出できる。路面変化対応タイヤモデル43は、算出した前後輪の横力Fy,FyをF/F用車両モデル44に出力する。
F/F用車両モデル44は、車体速度演算部41が算出した車体速度及び路面変化対応タイヤモデル43が算出した前後輪の横力Fy,Fyを基に、車両挙動を算出する(車両挙動を予測する)。例えば、力学モデルを用いてこれらから車両挙動を算出する。
Performed also slip angle [beta] t r of the rear wheels the aforementioned processing. As a result, the lateral force Fy r of the rear wheels can also be calculated. Road changes corresponding tire model 43 outputs the lateral forces Fy f of the calculated front and rear wheels, the Fy r in F / F for the vehicle model 44.
F / F for the vehicle model 44, the lateral force of the front and rear wheels of the vehicle speed and the road surface changes corresponding tire model 43 vehicle speed calculating unit 41 has calculated is calculated Fy f, based on Fy r, calculates a vehicle behavior (vehicle Predict behavior). For example, the vehicle behavior is calculated from these using a dynamic model.

図22は、力学モデルの例を示す。図22において、mは車両質量である。Iはヨー慣性モーメントである。lは車両重心点と前車軸間の距離である。lは車両重心点と後車軸間の距離である。βは車両の横滑り角(車体スリップ角)である。γはヨーレイトである。Gは横加速度である。例えば、必要に応じてヨーレイトγや横加速度Gを検出する。 FIG. 22 shows an example of a dynamic model. In FIG. 22, m is the vehicle mass. I is the yaw moment of inertia. l f is the distance between the vehicle center of gravity and the front axle. l r is the distance between the vehicle center of gravity and the rear axle. β is a side slip angle (vehicle slip angle) of the vehicle. γ is the yaw rate. G y is the lateral acceleration. For example, to detect the yaw rate γ and lateral acceleration G y as required.

F/F用車両モデル44は、このような力学モデルを用いて、車両挙動予測値として、車体滑り角の予測値及びヨーレイトの予測値を算出する。F/F用車両モデル44は、算出した車体滑り角予測値及びヨーレイト予測値を車両挙動偏差演算部46及びタイヤ横滑り角推定部42に出力する。
線形車両モデル45は、基準ヨーレイトの算出を行う。具体的には、線形車両モデル45は、車体速度演算部41が算出した車体速度及び操舵角センサ21が検出した操舵角を基に、下記(8)式を用いて基準ヨーレイトγを算出する。
The F / F vehicle model 44 calculates the predicted value of the vehicle body slip angle and the predicted value of the yaw rate as the predicted vehicle behavior value using such a dynamic model. The F / F vehicle model 44 outputs the calculated vehicle body slip angle predicted value and yaw rate predicted value to the vehicle behavior deviation calculating unit 46 and the tire side slip angle estimating unit 42.
The linear vehicle model 45 calculates a reference yaw rate. Specifically, the linear vehicle model 45 calculates the reference yaw rate γ using the following equation (8) based on the vehicle body speed calculated by the vehicle body speed calculation unit 41 and the steering angle detected by the steering angle sensor 21.

Figure 2010195325
Figure 2010195325

ここで、mは車両質量である。Iはヨー慣性モーメントである。lは車両重心点と前車軸間の距離である。lは車両重心点と後車軸間の距離である。Cpは前輪コーナリングパワー(左右輪合計値)である。Cpは後輪コーナリングパワー(左右輪合計値)である。Vは車体速度である。βは車両の横滑り角である。γはヨーレイトである。
線形車両モデル45は、算出した基準ヨーレイトγを車両挙動偏差演算部46に出力する。
Here, m is the vehicle mass. I is the yaw moment of inertia. l f is the distance between the vehicle center of gravity and the front axle. l r is the distance between the vehicle center of gravity and the rear axle. The cp f is the front wheel cornering power (right and left wheels total). Cp r is the rear wheel cornering power (the left and right wheels total value). V is the vehicle speed. β is the side slip angle of the vehicle. γ is the yaw rate.
The linear vehicle model 45 outputs the calculated reference yaw rate γ to the vehicle behavior deviation calculation unit 46.

車両挙動偏差演算部46は、F/F用車両モデル44が算出したヨーレイト予測値と車両挙動偏差演算部46が算出した基準ヨーレイトとの差分を算出する。ここで、差分が得られる場合とは、ヨーレイト予測値と基準ヨーレイトとの間に偏差がある場合である。このような場合、グリップ状態で期待するヨーレイトを発生できない状態(アンダーステア状態)、又は必要以上にヨーレイトが発生している状態(オーバステア状態)になると予測できる。このようなことから、車両挙動偏差演算部46は、この偏差(差分)を打ち消す制御指令値(フィードフォワードのVDC制御指令値)を出力する。この制御指令値は、偏差(差分)を打ち消すように車両にヨーモーメントを発生させるための制動力指令値(制動力差指令値)となる。   The vehicle behavior deviation calculation unit 46 calculates a difference between the yaw rate predicted value calculated by the F / F vehicle model 44 and the reference yaw rate calculated by the vehicle behavior deviation calculation unit 46. Here, the case where the difference is obtained is a case where there is a deviation between the yaw rate prediction value and the reference yaw rate. In such a case, it can be predicted that the yaw rate expected in the grip state cannot be generated (understeer state), or the yaw rate is generated more than necessary (oversteer state). For this reason, the vehicle behavior deviation calculator 46 outputs a control command value (feedforward VDC control command value) that cancels this deviation (difference). This control command value becomes a braking force command value (braking force difference command value) for causing the vehicle to generate a yaw moment so as to cancel out the deviation (difference).

図23は、以上の車両挙動制御指令演算部25の処理手順の一例を示す。図23に示すように、先ずステップS1において、車両挙動制御指令演算部25は、各種データを取得する。具体的には、操舵角センサ21が検出した操舵角、車輪速センサ22が検出した車輪速、路面μ推定部23が推定した路面μ値(推定値)を取得する。
続いてステップS2において、車体速度演算部41は、前記ステップS1で取得した車輪速を基に車体速度を推定する。
FIG. 23 shows an example of the processing procedure of the vehicle behavior control command calculation unit 25 described above. As shown in FIG. 23, first, in step S1, the vehicle behavior control command calculation unit 25 acquires various data. Specifically, the steering angle detected by the steering angle sensor 21, the wheel speed detected by the wheel speed sensor 22, and the road surface μ value (estimated value) estimated by the road surface μ estimation unit 23 are acquired.
Subsequently, in step S2, the vehicle body speed calculation unit 41 estimates the vehicle body speed based on the wheel speed acquired in step S1.

続いてステップS3において、タイヤ横滑り角推定部42は、前記ステップS1で取得した操舵角、前記ステップS2で算出した車体速度、及び後述のステップS4で算出する車体横滑り角予測値β及びヨーレイト予測値γを基に、前輪と後輪の横滑り角βt(β),βt(β)を算出する。
続いてステップS10において、路面変化対応タイヤモデル43は、前記ステップS3で算出した前輪と後輪の横滑り角βt,βtを基に、前輪及び後輪の横力Fy,Fyを算出(推定)する。
Subsequently, in step S3, the tire side slip angle estimating unit 42 calculates the steering angle acquired in step S1, the vehicle body speed calculated in step S2, and the predicted vehicle side slip angle β and yaw rate predicted value calculated in step S4 described later. Based on γ, the sideslip angles βt ff ) and βt rf ) of the front and rear wheels are calculated.
Subsequently in step S10, the road surface changes corresponding tire model 43, is calculated sideslip angle [beta] t f of the front and rear wheels calculated in the step S3, based on the [beta] t r, the lateral force Fy f of the front wheels and the rear wheels, the Fy r (presume.

図24は、その横力算出処理の一例を示す。先ずステップS11において、μ/μ乗算部11は、スリップ角βt(βt,(βt)に(μ/μ)を乗算する。続いてステップS12において、タイヤ特性推定部12は、前記ステップS11で算出した値(βt・μ/μ)を基に、基準路面のタイヤ特性曲線での基準スリップ角βtを得てから、基準横力Fyを得る。
続いてステップS13において、μ乗算部13は、前記ステップS12で得た基準横力Fyに(μ/μ)を乗算し、現在の走行路面の横力Fy(Fy,Fy)を算出する。
FIG. 24 shows an example of the lateral force calculation process. First, in step S11, the μ 0 / μ 1 multiplication unit 11 multiplies the slip angle βt 1 (βt f , (βt r ) by (μ 0 / μ 1 ), and then in step S12, the tire characteristic estimation unit 12 Obtains a reference slip angle βt 0 in the tire characteristic curve of the reference road surface based on the value (βt 1 · μ 0 / μ 1 ) calculated in step S11, and then obtains a reference lateral force Fy 0 .
Subsequently, in step S13, the μ 1 multiplication unit 13 multiplies the reference lateral force Fy 0 obtained in step S12 by (μ 1 / μ 0 ), and the lateral force Fy 1 (Fy f , Fy on the current traveling road surface). r ) is calculated.

続いてステップS4において、F/F用車両モデル44は、前記ステップS10で算出した前後輪の横力Fy,Fyを基に、車両挙動予測値として、車体滑り角の予測値及びヨーレイトの予測値を算出する。
続いてステップS5において、線形車両モデル45は、基準ヨーレイトγを算出する。
続いてステップS6において、車両挙動偏差演算部46は、前記ステップS4で算出したヨーレイト予測値と前記ステップS5で算出した基準ヨーレイトとの差分を算出する。
In step S4 Subsequently, F / F for the vehicle model 44, the lateral force Fy f of the front and rear wheels calculated at step S10, based on Fy r, as the vehicle behavior prediction value, the predicted value and the yaw rate of the vehicle body slip angle Calculate the predicted value.
Subsequently, in step S5, the linear vehicle model 45 calculates a reference yaw rate γ.
Subsequently, in step S6, the vehicle behavior deviation calculation unit 46 calculates a difference between the yaw rate predicted value calculated in step S4 and the reference yaw rate calculated in step S5.

続いてステップS7において、車両挙動偏差演算部46は、前記ステップS6で算出した差分を基に、フィードフォワード(F/F)のVDC制御指令値を出力する。このとき、VDC制御指令値は、ヨーレイト予測値と基準ヨーレイトとの差分を打ち消すように車両にヨーモーメントを発生させる制動力指令値となる。
ここで、ヨーレイト予測値と基準ヨーレイトとの間に差分(偏差)がある場合には、グリップ状態で期待するヨーレイトを発生できない状態(アンダーステア状態)となったり、必要以上にヨーレイトが発生する状態(オーバステア状態)となることが予測できる。
Subsequently, in step S7, the vehicle behavior deviation calculation unit 46 outputs a feedforward (F / F) VDC control command value based on the difference calculated in step S6. At this time, the VDC control command value is a braking force command value that causes the vehicle to generate a yaw moment so as to cancel the difference between the yaw rate predicted value and the reference yaw rate.
Here, when there is a difference (deviation) between the predicted yaw rate and the reference yaw rate, the yaw rate expected in the grip state cannot be generated (under steer state), or the yaw rate is generated more than necessary ( Oversteer state) can be predicted.

このようなことから、VDC制御指令値により、左右輪の制駆動力差を制御してその差分を打ち消す方向にヨーモーメントを発生させる。これにより、アンダーステア状態となったり、オーバステア状態となってしまうことを予防できる。
通常のVDCでは線形車両モデルで計算する基準ヨーレイトと実測したヨーレイトの偏差に応じた制御を行っている。しかし、本実施形態のように車両挙動発生前に操舵入力に起因して発生するであろう車両挙動を予測できるため、より安定な制御を実現できる。また、そのロジックもシンプルでマップも一つで済むという点も大きなメリットがある。
For this reason, the yaw moment is generated in such a direction that the braking / driving force difference between the left and right wheels is controlled by the VDC control command value to cancel the difference. This can prevent an understeer state or an oversteer state.
In a normal VDC, control is performed according to a deviation between a reference yaw rate calculated by a linear vehicle model and an actually measured yaw rate. However, since the vehicle behavior that may occur due to the steering input can be predicted before the vehicle behavior occurs as in this embodiment, more stable control can be realized. Another great advantage is that the logic is simple and only one map is needed.

(実施形態の変形例)
(1)この実施形態では、スリップ角βtから横力Fyを算出(推定)している(前記図18、図19)。これに対して、横力Fyからスリップ角βtを算出(推定)することもできる。図25及び図26を用いて、その算出手順を説明する。
図25に示すように、検出した横力Fyをμ/μ乗算部61に入力する(図26の手順(1))。μ/μ乗算部61は、横力Fyに(μ/μ)を乗算する。そして、μ/μ乗算部61は、演算結果(Fy・μ/μ)をタイヤ特性推定部62に出力する。
(Modification of the embodiment)
(1) In this embodiment, the lateral force Fy is calculated (estimated) from the slip angle βt (FIGS. 18 and 19). On the other hand, the slip angle βt can be calculated (estimated) from the lateral force Fy. The calculation procedure will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 25, the detected lateral force Fy 1 is input to the μ 0 / μ 1 multiplier 61 (procedure (1) in FIG. 26). The μ 0 / μ 1 multiplier 61 multiplies the lateral force Fy 1 by (μ 0 / μ 1 ). Then, the μ 0 / μ 1 multiplication unit 61 outputs the calculation result (Fy 1 · μ 0 / μ 1 ) to the tire characteristic estimation unit 62.

タイヤ特性推定部62は、演算結果(Fy・μ/μ)を基に、基準路面のタイヤ特性曲線での横力Fyを得る(図26の手順(2))。そして、タイヤ特性推定部62は、基準路面のタイヤ特性曲線から横力Fyに対応するスリップ角βtを得る。タイヤ特性推定部12は、そのスリップ角βtをμ/μ乗算部63に出力する。
μ/μ乗算部63は、スリップ角βtに(μ/μ)を乗算し、その演算結果を出力する(図26の手順(3)及び(4))。このμ/μ乗算部63の演算結果は、路面μ値μの走行路面で得られるスリップ角βtに相当する。
以上のように、横力Fyからスリップ角βtを推定することもできる。このような推定が可能になることで、GPS(Global Positioning System)や光学式センサを使わずに高い精度でスリップ角βtを推定できる。
The tire characteristic estimation unit 62 obtains the lateral force Fy 0 on the tire characteristic curve on the reference road surface based on the calculation result (Fy 1 · μ 0 / μ 1 ) (procedure (2) in FIG. 26). Then, the tire characteristic estimation unit 62 obtains the slip angle βt 0 corresponding to the lateral force Fy 0 from the tire characteristic curve of the reference road surface. The tire characteristic estimation unit 12 outputs the slip angle βt 0 to the μ 1 / μ 0 multiplication unit 63.
The μ 1 / μ 0 multiplier 63 multiplies the slip angle βt 0 by (μ 1 / μ 0 ) and outputs the calculation result (procedures (3) and (4) in FIG. 26). The calculation result of the μ 1 / μ 0 multiplication unit 63 corresponds to the slip angle βt 1 obtained on the traveling road surface with the road surface μ value μ 1 .
As described above, the slip angle βt can also be estimated from the lateral force Fy. By enabling such estimation, the slip angle βt can be estimated with high accuracy without using a GPS (Global Positioning System) or an optical sensor.

(2)スリップ率λから制駆動力(前後力)Fxを算出(推定)することもできる(前図10、図11)。そして、そのように算出した制駆動力Fxを基に、TCS(TractionControl System)制御等の制駆動力制御を行うことができる。この場合、制駆動力Fxが推定可能になることで、センサ等の検出手段を用いることなく高い精度で制駆動力Fxを推定できる。 (2) The braking / driving force (front / rear force) Fx can also be calculated (estimated) from the slip ratio λ (previous FIGS. 10 and 11). Based on the braking / driving force Fx calculated as described above, braking / driving force control such as TCS (Traction Control System) control can be performed. In this case, since the braking / driving force Fx can be estimated, the braking / driving force Fx can be estimated with high accuracy without using detection means such as a sensor.

(3)制駆動力Fxからスリップ率λを算出(推定)することもできる。図27及び図28を用いて、その算出手順を説明する。
図27に示すように、検出した制駆動力Fxをμ/μ乗算部71に入力する(図28の手順(1))。μ/μ乗算部71は、制駆動力Fxに(μ/μ)を乗算する。そして、μ/μ乗算部71は、演算結果(Fx・μ/μ)をタイヤ特性推定部72に出力する。
(3) The slip ratio λ can also be calculated (estimated) from the braking / driving force Fx. The calculation procedure will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 27, the detected braking / driving force Fx 1 is input to the μ 0 / μ 1 multiplier 71 (procedure (1) in FIG. 28). The μ 0 / μ 1 multiplier 71 multiplies the braking / driving force Fx 1 by (μ 0 / μ 1 ). Then, the μ 0 / μ 1 multiplier 71 outputs the calculation result (Fx 1 · μ 1 / μ 1 ) to the tire characteristic estimator 72.

タイヤ特性推定部72は、演算結果(Fx・μ/μ)を基に、基準路面のタイヤ特性曲線での制駆動力Fxを得る(図28の手順(2))。そして、タイヤ特性推定部72は、基準路面のタイヤ特性曲線から制駆動力Fxに対応するスリップ率λを得る。タイヤ特性推定部72は、そのスリップ率λをμ/μ乗算部73に出力する。
μ/μ乗算部73は、スリップ率λに(μ/μ)を乗算し、その演算結果を出力する(図28の手順(3)及び(4))。このμ/μ乗算部73の演算結果は、路面μ値μの走行路面で得られるスリップ率λに相当する。
以上のように、制駆動力Fxからスリップ率λを推定することもできる。このような推定が可能になることで、センサ等の検出手段を用いることなく高い精度でスリップ率λを推定できる。
The tire characteristic estimation unit 72 obtains the braking / driving force Fx 0 in the tire characteristic curve on the reference road surface based on the calculation result (Fx 1 · μ 1 / μ 1 ) (procedure (2) in FIG. 28). Then, the tire characteristic estimation unit 72 obtains the slip ratio λ 0 corresponding to the braking / driving force Fx 0 from the tire characteristic curve of the reference road surface. The tire characteristic estimation unit 72 outputs the slip ratio λ 0 to the μ 1 / μ 0 multiplication unit 73.
The μ 1 / μ 0 multiplier 73 multiplies the slip ratio λ 0 by (μ 1 / μ 0 ) and outputs the calculation result (procedures (3) and (4) in FIG. 28). The calculation result of the μ 1 / μ 0 multiplication unit 73 corresponds to the slip ratio λ 1 obtained on the traveling road surface with the road surface μ value μ 1 .
As described above, the slip ratio λ can also be estimated from the braking / driving force Fx. Since such estimation becomes possible, the slip ratio λ can be estimated with high accuracy without using a detection means such as a sensor.

(4)基準路面の路面μ値μを1.0以外の値にすることもできる。
(5)路面μ推定部23が推定する路面μを、図5等に示した原理を用いて推定することもできる。すなわち、検出値(例えば検出制駆動力Fx)と路面μ値μの基準路面で前記検出値に対応する値(例えば制駆動力Fx)との比を基に、該検出値を得た走行路面の路面μ値μ(=μ・Fx/Fx)を推定する。
(4) The road surface μ value μ 0 of the reference road surface can be set to a value other than 1.0.
(5) The road surface μ estimated by the road surface μ estimation unit 23 can be estimated using the principle shown in FIG. That is, the detected value is obtained based on the ratio between the detected value (for example, detected braking / driving force Fx 1 ) and the value corresponding to the detected value (for example, braking / driving force Fx 0 ) on the reference road surface of the road surface μ value μ 0. The road surface μ value μ 1 (= μ 0 · Fx 1 / Fx 0 ) of the traveling road surface is estimated.

(6)基準路面のタイヤモデルを、基準路面摩擦係数の基準路面で得られるタイヤ力とスリップ度とを変数として数式表現(関数表現)されるものとすることもできる。
なお、この実施形態では、路面μ推定部23は、タイヤと路面との間の路面摩擦係数を第1入力値として設定する第1入力手段を実現する。また、タイヤ横滑り角推定部42は、前記第1入力手段で入力設定する路面摩擦係数の路面でのタイヤ力又はスリップ度の何れか一方を第2入力値として設定をする第2入力手段を実現する。また、路面変化対応タイヤモデル43(図18等のタイヤ特性推定部や基準路面のタイヤ特性曲線のマップ)は、基準路面摩擦係数の基準路面で得られるタイヤ力とスリップ度との相関関係で成立するタイヤ特性をモデル化したタイヤモデルを実現する。また、路面変化対応タイヤモデル43(図18等のμ/μ乗算部、タイヤ特性推定部及びμ/μ乗算部)は、前記第1入力手段が入力設定した第1入力値、及び前記第2入力手段が入力設定した第2入力値を基に、前記タイヤモデルから第1入力手段が入力設定した路面摩擦係数の路面でのタイヤ力又はスリップ度の何れか他方を出力する出力手段を実現する。そして、この実施形態では、前記タイヤモデルは、前記基準路面でのタイヤ力とスリップ度との比と基準路面摩擦係数とは異なる路面摩擦係数の路面でのタイヤ力とスリップ度との比が同一であれば、前記基準路面でのタイヤ力と、基準路面摩擦係数とは異なる路面摩擦係数の路面でのタイヤ力との比、又は前記基準路面でのスリップ度と、基準路面摩擦係数とは異なる路面摩擦係数の路面でのスリップ度との比が、基準路面摩擦係数と、基準路面摩擦係数とは異なる路面摩擦係数との比を示す特性を有する。
(6) The tire model of the reference road surface may be expressed by a mathematical expression (function expression) using the tire force and the slip degree obtained on the reference road surface of the reference road surface friction coefficient as variables.
In this embodiment, the road surface μ estimation unit 23 realizes a first input unit that sets a road surface friction coefficient between the tire and the road surface as a first input value. Further, the tire side slip angle estimating unit 42 realizes second input means for setting, as a second input value, either the tire force or the slip degree on the road surface of the road surface friction coefficient input and set by the first input means. To do. Further, the road surface change corresponding tire model 43 (the tire characteristic estimation unit in FIG. 18 and the reference road surface tire characteristic curve map) is established by the correlation between the tire force obtained on the reference road surface of the reference road surface friction coefficient and the slip degree. Realize a tire model that models tire characteristics. Further, the tire model 43 corresponding to the road surface change (μ 0 / μ 1 multiplication unit, tire characteristic estimation unit and μ 1 / μ 0 multiplication unit in FIG. 18 and the like) has a first input value set by the first input means, And, based on the second input value input and set by the second input means, an output for outputting either the tire force or the slip degree on the road surface of the road surface friction coefficient input and set by the first input means from the tire model. Realize the means. In this embodiment, the tire model has the same ratio of the tire force and the slip degree on the road surface having a road surface friction coefficient different from the ratio of the tire force and the slip degree on the reference road surface and the reference road surface friction coefficient. If so, the ratio of the tire force on the reference road surface to the tire force on the road surface with a road surface friction coefficient different from the reference road surface friction coefficient, or the slip degree on the reference road surface and the reference road surface friction coefficient are different. The ratio of the road surface friction coefficient to the slip degree on the road surface has a characteristic indicating a ratio between the reference road surface friction coefficient and a road surface friction coefficient different from the reference road surface friction coefficient.

ここで、基準路面摩擦係数とは異なる路面摩擦係数とは、基準路面摩擦係数以外の任意の路面摩擦係数である。
また、この実施形態では、前記出力手段は、前記第2入力手段が入力設定した第2入力値に、基準路面摩擦係数を前記第1入力手段が入力設定した第1入力値で除した値を掛け算して前記基準路面でのタイヤ力又はスリップ度の何れか一方を得て、前記タイヤモデルに従い、前記掛け算して得た前記基準路面でのタイヤ力又はスリップ度の何れか一方に対応する前記基準路面でのタイヤ力又はスリップ度の何れか他方を得て、その得た前記基準路面でのタイヤ力又はスリップ度の何れか他方に、前記第1入力手段が入力設定した第1入力値を基準路面摩擦係数で除した値を掛け算して前記第1入力手段で入力設定した路面摩擦係数の路面でのタイヤ力又はスリップ度の何れか他方を得る。
Here, the road surface friction coefficient different from the reference road surface friction coefficient is an arbitrary road surface friction coefficient other than the reference road surface friction coefficient.
In this embodiment, the output means divides the second input value set by the second input means by a value obtained by dividing the reference road friction coefficient by the first input value set by the first input means. Multiplying to obtain either the tire force or the slip degree on the reference road surface, and corresponding to either the tire force or the slip degree on the reference road surface obtained by the multiplication according to the tire model Either the tire force or the slip degree on the reference road surface is obtained, and the first input value input by the first input means is set to the other one of the obtained tire force or slip degree on the reference road surface. By multiplying the value divided by the reference road surface friction coefficient, either the tire force or the slip degree on the road surface of the road surface friction coefficient input and set by the first input means is obtained.

また、この実施形態では、タイヤと路面との間の路面摩擦係数を第1入力値、及び前記路面摩擦係数の路面でのタイヤ力又はスリップ度の何れか一方を第2入力値として設定をする入力ステップと、前記入力ステップで入力設定した第1入力値及び第2入力値を基に、タイヤモデルから前記路面摩擦係数の路面でのタイヤ力又はスリップ度の何れか他方を出力する出力ステップと、を有し、前記タイヤモデルは、基準路面摩擦係数の基準路面で得られるタイヤ力とスリップ度との相関関係で成立するタイヤ特性をモデル化したものであり、前記基準路面でのタイヤ力とスリップ度との比と基準路面摩擦係数とは異なる路面摩擦係数の路面でのタイヤ力とスリップ度との比が同一であれば、前記基準路面でのタイヤ力と、基準路面摩擦係数とは異なる路面摩擦係数の路面でのタイヤ力との比、又は前記基準路面でのスリップ度と、基準路面摩擦係数とは異なる路面摩擦係数の路面でのスリップ度との比が、基準路面摩擦係数と、基準路面摩擦係数とは異なる路面摩擦係数との比を示す特性を有し、前記出力ステップでは、前記入力ステップで入力設定した第2入力値に、基準路面摩擦係数を前記入力ステップが入力設定した第1入力値で除した値を掛け算して前記基準路面でのタイヤ力又はスリップ度の何れか一方を得て、前記タイヤモデルに従い、前記掛け算して得た前記基準路面でのタイヤ力又はスリップ度の何れか一方に対応する前記基準路面でのタイヤ力又はスリップ度の何れか他方を得て、その得た前記基準路面でのタイヤ力又はスリップ度の何れか他方に、前記入力ステップで入力設定した第1入力値を基準路面摩擦係数で除した値を掛け算して前記入力ステップで入力設定した路面摩擦係数の路面でのタイヤ力又はスリップ度の何れか他方を得る車両接地面摩擦状態推定方法を実現する。   In this embodiment, the road surface friction coefficient between the tire and the road surface is set as the first input value, and either the tire force or the slip degree on the road surface of the road surface friction coefficient is set as the second input value. An output step of outputting either the tire force or the slip degree on the road surface of the road surface friction coefficient from the tire model based on the input step and the first input value and the second input value input and set in the input step; The tire model models tire characteristics established by the correlation between the tire force obtained on the reference road surface of the reference road surface friction coefficient and the slip degree, and the tire force on the reference road surface If the ratio of the tire force and the slip degree on the road surface of the road surface friction coefficient different from the ratio of the slip degree and the reference road surface friction coefficient is the same, the tire force on the reference road surface and the reference road surface friction coefficient are The ratio of the road surface friction coefficient to the tire force on the road surface, or the ratio of the slip degree on the reference road surface to the slip degree on the road surface of a road surface friction coefficient different from the reference road surface friction coefficient is the reference road surface friction coefficient. And having a characteristic indicating a ratio of a road surface friction coefficient different from the reference road surface friction coefficient. In the output step, the input step inputs and sets the reference road surface friction coefficient to the second input value input and set in the input step. By multiplying the value divided by the first input value to obtain either one of the tire force or the slip degree on the reference road surface, according to the tire model, the tire force on the reference road surface obtained by the multiplication or One of the tire force and the slip degree on the reference road surface corresponding to one of the slip degrees is obtained, and the input step is obtained on the other of the obtained tire force and slip degree on the reference road surface. The vehicle ground contact surface is obtained by multiplying the first input value set in step 1 by the reference road surface friction coefficient to obtain either the tire force or the slip degree on the road surface of the road surface friction coefficient set in the input step. A friction state estimation method is realized.

(本実施形態の効果)
(1)第1入力手段は、タイヤと路面との間の路面摩擦係数を第1入力値として設定する。また、第2入力手段は、前記第1入力手段で入力設定する路面摩擦係数の路面でのタイヤ力又はスリップ度の何れか一方を第2入力値として設定をする。そして、第1入力手段が入力設定した第1入力値、及び第2入力手段が入力設定した第2入力値を基に、タイヤモデルから第1入力手段が入力設定した路面摩擦係数の路面でのタイヤ力又はスリップ度の何れか他方を出力手段により出力する。
(Effect of this embodiment)
(1) The first input means sets a road surface friction coefficient between the tire and the road surface as a first input value. The second input means sets either the tire force or the slip degree on the road surface of the road surface friction coefficient input and set by the first input means as the second input value. Based on the first input value input and set by the first input means and the second input value input and set by the second input means, the road surface friction coefficient input and set by the first input means from the tire model is calculated on the road surface. Either the tire force or the slip degree is output by the output means.

ここで、タイヤモデルは、基準路面摩擦係数の基準路面で得られるタイヤ力とスリップ度との相関関係で成立するタイヤ特性をモデル化したものである。さらに、タイヤモデルは、基準路面でのタイヤ力とスリップ度との比と基準路面摩擦係数とは異なる路面摩擦係数の路面でのタイヤ力とスリップ度との比が同一であれば、基準路面でのタイヤ力と、基準路面摩擦係数とは異なる路面摩擦係数の路面でのタイヤ力との比、又は基準路面でのスリップ度と、基準路面摩擦係数とは異なる路面摩擦係数の路面でのスリップ度との比が、基準路面摩擦係数と、基準路面摩擦係数とは異なる路面摩擦係数との比を示す特性を有する。   Here, the tire model is a model of tire characteristics established by the correlation between the tire force obtained on the reference road surface of the reference road surface friction coefficient and the slip degree. In addition, a tire model can be used on the reference road surface if the ratio of the tire force on the road surface and the slip ratio on the road surface is different from the ratio of the tire force on the road surface and the slip coefficient on the road surface. The tire force on the road surface with a road surface friction coefficient different from the reference road surface friction coefficient, or the slip degree on the road surface with a road surface friction coefficient different from the reference road surface friction coefficient. The ratio between the reference road surface friction coefficient and the road surface friction coefficient different from the reference road surface friction coefficient has a characteristic.

そして、出力手段は、第2入力手段が入力設定した第2入力値に、基準路面摩擦係数を第1入力手段が入力設定した第1入力値で除した値を掛け算して基準路面でのタイヤ力又はスリップ度の何れか一方を得る。さらに、出力手段は、タイヤモデルに従い、掛け算して得た基準路面でのタイヤ力又はスリップ度の何れか一方に対応する基準路面でのタイヤ力又はスリップ度の何れか他方を得る。さらに、出力手段は、その得た基準路面でのタイヤ力又はスリップ度の何れか他方に、第1入力手段が入力設定した第1入力値を基準路面摩擦係数で除した値を掛け算して第1入力手段で入力設定した路面摩擦係数の路面でのタイヤ力又はスリップ度の何れか他方を得る。   The output means multiplies the second input value input and set by the second input means by the value obtained by dividing the reference road friction coefficient by the first input value input and set by the first input means. Either force or slip is obtained. Further, the output means obtains either the tire force or the slip degree on the reference road surface corresponding to either the tire force or the slip degree on the reference road surface obtained by multiplication according to the tire model. Further, the output means multiplies the value obtained by dividing the first input value input and set by the first input means by the reference road surface friction coefficient by either the tire force or the slip degree on the obtained reference road surface. One of the tire force and the slip degree on the road surface of the road surface friction coefficient input and set by one input means is obtained.

これにより、路面摩擦係数、及び該路面摩擦係数の路面でのタイヤ力又はスリップ度の何れか一方、並びに唯一のタイヤモデルを基に、その路面摩擦係数の路面でのタイヤ力又はスリップ度の何れか他方を推定できる。
この結果、路面摩擦係数に対して高い精度で推定対象となるタイヤ力やスリップ度を得ることができる。
As a result, either the road surface friction coefficient, the tire force or the slip degree on the road surface of the road surface friction coefficient, and the tire force or the slip degree on the road surface of the road surface friction coefficient based on one tire model. Or the other can be estimated.
As a result, it is possible to obtain the tire force and the slip degree to be estimated with high accuracy with respect to the road surface friction coefficient.

(2)基準路面のタイヤモデルは、基準路面で得られるタイヤ力とスリップ度とをそれぞれ座標軸とする連続した線分からなる2次元マップである。
これにより、高い精度でかつ簡単にタイヤ力やスリップ度を推定できる。
(3)基準路面のタイヤモデルは、基準路面で得られるタイヤ力とスリップ度とを変数として数式表現されるものである。
これにより、高い精度でかつ簡単にタイヤ力やスリップ度を推定できる。
(2) The tire model of the reference road surface is a two-dimensional map composed of continuous line segments each having the tire force and the slip degree obtained on the reference road surface as coordinate axes.
Thereby, a tire force and a slip degree can be estimated easily with high accuracy.
(3) The tire model of the reference road surface is expressed mathematically using the tire force and the slip degree obtained on the reference road surface as variables.
Thereby, a tire force and a slip degree can be estimated easily with high accuracy.

(4)タイヤ力はタイヤの横力であり、前記スリップ度はタイヤのスリップ角である。
これにより、タイヤの横力に対応するタイヤのスリップ角を高い精度で推定できる。
(5)タイヤ力はタイヤの制駆動力であり、スリップ度はタイヤのスリップ率である。
これにより、タイヤの制駆動力に対応するタイヤのスリップ度を高い精度で推定できる。
(6)車両挙動発生前に操舵入力に起因して発生するであろう車両挙動を予測できるため、より安定な制御を実現できる。また、そのロジックもシンプルでマップも一つで済む。
(4) The tire force is a lateral force of the tire, and the slip degree is a tire slip angle.
Thereby, the slip angle of the tire corresponding to the lateral force of the tire can be estimated with high accuracy.
(5) The tire force is the braking / driving force of the tire, and the slip degree is the tire slip rate.
Thereby, the slip degree of the tire corresponding to the braking / driving force of the tire can be estimated with high accuracy.
(6) Since the vehicle behavior that will occur due to the steering input can be predicted before the vehicle behavior occurs, more stable control can be realized. The logic is simple and only one map is required.

1,11,61,71 μ/μ乗算部、2,12,62,72 タイヤ特性推定部、3,13,63,73 μ/μ乗算部、23 路面μ推定部、42 タイヤ横滑り角推定部、43 路面変化対応タイヤモデル 1,11,61,71 μ 0 / μ 1 multiplication unit, 2,12,62,72 tire characteristic estimating unit, 3,13,63,73 μ 1 / μ 0 multiplying unit, 23 road mu estimating unit, 42 tires Side slip angle estimation unit, 43 Tire model for road surface change

Claims (6)

タイヤと路面との間の路面摩擦係数を第1入力値として設定する第1入力手段と、
前記第1入力手段で入力設定する路面摩擦係数の路面でのタイヤ力又はスリップ度の何れか一方を第2入力値として設定をする第2入力手段と、
基準路面摩擦係数の基準路面で得られるタイヤ力とスリップ度との相関関係で成立するタイヤ特性をモデル化したタイヤモデルと、
前記第1入力手段が入力設定した第1入力値、及び前記第2入力手段が入力設定した第2入力値を基に、前記タイヤモデルから第1入力手段が入力設定した路面摩擦係数の路面でのタイヤ力又はスリップ度の何れか他方を出力する出力手段と、を備え、
前記タイヤモデルは、前記基準路面でのタイヤ力とスリップ度との比と基準路面摩擦係数とは異なる路面摩擦係数の路面でのタイヤ力とスリップ度との比が同一であれば、前記基準路面でのタイヤ力と、基準路面摩擦係数とは異なる路面摩擦係数の路面でのタイヤ力との比、又は前記基準路面でのスリップ度と、基準路面摩擦係数とは異なる路面摩擦係数の路面でのスリップ度との比が、基準路面摩擦係数と、基準路面摩擦係数とは異なる路面摩擦係数との比を示す特性を有し、
前記出力手段は、
前記第2入力手段が入力設定した第2入力値に、基準路面摩擦係数を前記第1入力手段が入力設定した第1入力値で除した値を掛け算して前記基準路面でのタイヤ力又はスリップ度の何れか一方を得て、
前記タイヤモデルに従い、前記掛け算して得た前記基準路面でのタイヤ力又はスリップ度の何れか一方に対応する前記基準路面でのタイヤ力又はスリップ度の何れか他方を得て、
その得た前記基準路面でのタイヤ力又はスリップ度の何れか他方に、前記第1入力手段が入力設定した第1入力値を基準路面摩擦係数で除した値を掛け算して前記第1入力手段で入力設定した路面摩擦係数の路面でのタイヤ力又はスリップ度の何れか他方を得ること
を特徴とする車両接地面摩擦状態推定装置。
First input means for setting a road surface friction coefficient between the tire and the road surface as a first input value;
Second input means for setting, as a second input value, either the tire force or the slip degree on the road surface of the road surface friction coefficient set by the first input means;
A tire model that models tire characteristics established by the correlation between the tire force obtained on the reference road surface of the reference road surface friction coefficient and the slip degree;
Based on the first input value input and set by the first input means and the second input value input and set by the second input means, the road surface of the road surface friction coefficient input and set by the first input means from the tire model. Output means for outputting either the tire force or the slip degree of
The tire model has the same reference road surface as long as the ratio of the tire force and slip degree on the road surface having a road surface friction coefficient different from the ratio of the tire force and slip degree on the reference road surface and the reference road surface friction coefficient is the same. The ratio of the tire force at the road surface and the tire force on the road surface having a road surface friction coefficient different from the reference road surface friction coefficient, or the slip degree on the reference road surface and the road surface coefficient of friction different from the reference road surface friction coefficient. The ratio of the slip degree has a characteristic indicating a ratio between a reference road friction coefficient and a road friction coefficient different from the reference road friction coefficient,
The output means includes
By multiplying the second input value set by the second input means by the value obtained by dividing the reference road friction coefficient by the first input value set by the first input means, the tire force or slip on the reference road surface is obtained. Get one of the degrees,
According to the tire model, obtaining either the tire force or the slip degree on the reference road surface corresponding to either the tire force or the slip degree on the reference road surface obtained by the multiplication,
The first input means is obtained by multiplying the other one of the obtained tire force or slip degree on the reference road surface by a value obtained by dividing the first input value set by the first input means by the reference road surface friction coefficient. A vehicle ground contact surface friction state estimation device characterized in that either the tire force or the slip degree on the road surface of the road surface friction coefficient input and set in step (2) is obtained.
前記タイヤモデルは、前記基準路面で得られるタイヤ力とスリップ度とをそれぞれ座標軸とする連続した線分からなる2次元マップであることを特徴とする請求項1に記載の車両接地面摩擦状態推定装置。   2. The vehicle contact surface friction state estimation device according to claim 1, wherein the tire model is a two-dimensional map including continuous line segments each having a tire force and a slip degree obtained on the reference road surface as coordinate axes. . 前記タイヤモデルは、前記基準路面で得られるタイヤ力とスリップ度とを変数として数式表現されるものであることを特徴とする請求項1に記載の車両接地面摩擦状態推定装置。   The vehicle tire contact surface friction state estimation device according to claim 1, wherein the tire model is expressed mathematically by using a tire force and a slip degree obtained on the reference road surface as variables. 前記タイヤ力はタイヤの横力であり、前記スリップ度はタイヤのスリップ角であることを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載の車両接地面摩擦状態推定装置。   The vehicle tire contact surface friction state estimation device according to any one of claims 1 to 3, wherein the tire force is a tire lateral force, and the slip degree is a tire slip angle. 前記タイヤ力はタイヤの制駆動力であり、前記スリップ度はタイヤのスリップ率であることを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載の車両接地面摩擦状態推定装置。   The vehicle tire contact surface friction state estimation device according to any one of claims 1 to 3, wherein the tire force is a braking / driving force of a tire, and the slip degree is a tire slip ratio. タイヤと路面との間の路面摩擦係数を第1入力値、及び前記路面摩擦係数の路面でのタイヤ力又はスリップ度の何れか一方を第2入力値として設定をする入力ステップと、
前記入力ステップで入力設定した第1入力値及び第2入力値を基に、タイヤモデルから前記路面摩擦係数の路面でのタイヤ力又はスリップ度の何れか他方を出力する出力ステップと、を有し、
前記タイヤモデルは、
基準路面摩擦係数の基準路面で得られるタイヤ力とスリップ度との相関関係で成立するタイヤ特性をモデル化したものであり、
前記基準路面でのタイヤ力とスリップ度との比と基準路面摩擦係数とは異なる路面摩擦係数の路面でのタイヤ力とスリップ度との比が同一であれば、前記基準路面でのタイヤ力と、基準路面摩擦係数とは異なる路面摩擦係数の路面でのタイヤ力との比、又は前記基準路面でのスリップ度と、基準路面摩擦係数とは異なる路面摩擦係数の路面でのスリップ度との比が、基準路面摩擦係数と、基準路面摩擦係数とは異なる路面摩擦係数との比を示す特性を有し、
前記出力ステップでは、
前記入力ステップで入力設定した第2入力値に、基準路面摩擦係数を前記入力ステップが入力設定した第1入力値で除した値を掛け算して前記基準路面でのタイヤ力又はスリップ度の何れか一方を得て、
前記タイヤモデルに従い、前記掛け算して得た前記基準路面でのタイヤ力又はスリップ度の何れか一方に対応する前記基準路面でのタイヤ力又はスリップ度の何れか他方を得て、
その得た前記基準路面でのタイヤ力又はスリップ度の何れか他方に、前記入力ステップで入力設定した第1入力値を基準路面摩擦係数で除した値を掛け算して前記入力ステップで入力設定した路面摩擦係数の路面でのタイヤ力又はスリップ度の何れか他方を得ること
を特徴とする車両接地面摩擦状態推定方法。
An input step for setting a road surface friction coefficient between the tire and the road surface as a first input value, and either a tire force or a slip degree on the road surface of the road surface friction coefficient as a second input value;
An output step of outputting either the tire force or the slip degree on the road surface of the road surface friction coefficient from the tire model based on the first input value and the second input value input and set in the input step. ,
The tire model is
This is a model of tire characteristics established by the correlation between the tire force obtained on the reference road surface of the reference road surface friction coefficient and the slip degree.
If the ratio of the tire force and the slip degree on the road surface of the road surface friction coefficient different from the ratio of the tire force and the slip degree on the reference road surface and the reference road surface friction coefficient is the same, the tire force on the reference road surface and The ratio of the road surface friction coefficient different from the reference road surface friction coefficient to the tire force on the road surface, or the ratio of the slip degree on the reference road surface to the slip degree on the road surface of the road surface friction coefficient different from the reference road surface friction coefficient. Has a characteristic indicating a ratio of a reference road friction coefficient and a road friction coefficient different from the reference road friction coefficient,
In the output step,
Either the tire force or the slip degree on the reference road surface is obtained by multiplying the second input value input and set in the input step by the value obtained by dividing the reference road friction coefficient by the first input value input and set in the input step. Get one,
According to the tire model, obtaining either the tire force or the slip degree on the reference road surface corresponding to either the tire force or the slip degree on the reference road surface obtained by the multiplication,
The obtained tire force or slip degree on the reference road surface is multiplied by a value obtained by dividing the first input value input and set in the input step by the reference road surface friction coefficient, and input and set in the input step. A vehicle ground contact surface friction state estimation method characterized by obtaining either the tire force or the slip degree on the road surface with a road surface friction coefficient.
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