JP4251023B2 - タイヤグリップ度推定装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、グリップ度推定装置に係り、より詳細には、車輪のグリップ度を推定するグリップ度推定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、セルフアライニングトルクを利用してグリップ状態を推定する装置が提案されている（特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−１２１６０号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来の装置では、セルフアライニングトルクを利用してグリップ状態を推定する際は、車輪の荷重の移動を考慮していない。従って、旋回時、制駆動状態のときのグリップ度を精度よく推定することができない。
【０００５】
本発明は、上記事実に鑑み成されたもので、車輪に荷重の移動があった場合のグリップ度の推定精度を向上させることの可能なグリップ度推定装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的達成のため請求項１記載の発明にかかるタイヤグリップ度推定装置は、前輪の接地面に発生するセルフアライニングトルクを推定または検出するセルフアライニングトルク推定・検出手段と、前記前輪に発生する横方向状態量として、横力を演算する横方向状態量演算手段と、前記前輪の荷重状態量を推定する荷重状態量推定手段と、前記前輪に発生する制駆動力を推定する制駆動力推定手段と、前記横方向状態量、前記荷重状態量及びタイヤパラメータに基づいてセルフアライニングトルクモデル値を演算するセルフアライニングモデル値演算手段と、前記セルフアライニングトルク推定・検出手段で推定または検出されたセルフアライニングトルクと、前記セルフアライニングモデル値演算手段で演算されたセルフアライニングトルクモデル値との比であるセルフアライニング比を演算する比演算手段と、前記セルフアライニング比及び前記制駆動力に基づいて前記前輪のタイヤのグリップ度を推定するグリップ度推定手段と、後輪に発生する横方向状態量として、横力を演算する後輪横方向状態量演算手段と、前記後輪に発生する制駆動力を演算する後輪制駆動力演算手段と、前記前輪のグリップ度、前記前輪及び前記後輪各々の横力及び制駆動力に基づいて、以下の式に従って、前記後輪のタイヤのグリップ度ε r を推定する後輪グリップ度推定手段と、を含むものである。
【数５】
ただし、ε f は前輪のグリップ度であり、 F xf は前記前輪に発生する制駆動力であり、 F yf は前記前輪に発生する横力であり、 W f は前輪荷重である。また、 F xr は前記後輪に発生する制駆動力であり、 F yr は後輪に発生する横力であり、 W r は後輪荷重である。
【０００７】
即ち、セルフアライニングトルク推定・検出手段は、前輪の接地面に発生するセルフアライニングトルクを推定または検出し、横方向状態量演算手段は、前輪に発生する横方向状態量として、横力を演算する。荷重状態量推定手段は、前輪の荷重状態量を推定する。制駆動力推定手段は、前輪に発生する制駆動力を推定する。
【０００８】
セルフアライニングモデル値演算手段は、横方向状態量演算手段により検出された横方向状態量、荷重状態量推定手段により推定された荷重状態量及びタイヤパラメータに基づいてセルフアライニングトルクモデル値を演算する。
【０００９】
比演算手段は、セルフアライニングトルク推定・検出手段で推定または検出されたセルフアライニングトルクと、セルフアライニングモデル値演算手段で演算されたセルフアライニングトルクモデル値との比であるセルフアライニング比を演算する。
【００１０】
グリップ度推定手段は、比演算手段により演算されたセルフアライニング比及び制駆動力推定手段により推定された制駆動力に基づいて、前輪のタイヤのグリップ度を推定する。
後輪横方向状態量演算手段は、後輪に発生する横方向状態量として、横力を演算する。後輪制駆動力演算手段は、後輪に発生する制駆動力を演算する。後輪グリップ度推定手段は、前輪のグリップ度、前輪及び後輪各々の横力及び制駆動力に基づいて、上記の式に従って、後輪のタイヤのグリップ度ε r を推定する。
【００１１】
このように、前輪の荷重状態量を推定し、荷重状態量を用いてセルフアライニングトルクモデル値を演算し、セルフアライニング比を演算して、前輪のタイヤのグリップ度を推定するので、車輪に荷重の移動があった場合のグリップ度の推定精度を向上させることができる。また、制駆動力を用いてタイヤのグリップ度を推定するので、車両が制駆動状態のときのグリップ度の推定精度をより向上させることができる。また、後輪のタイヤのグリップ度を推定する際に、前輪の荷重状態量を推定して求めた前輪のグリップ度を用いているので、車輪に荷重の移動があった場合の後輪のタイヤのグリップ度の推定精度を向上させることができる。
請求項２記載の発明にかかるタイヤグリップ度推定装置は、前輪の接地面に発生するセルフアライニングトルクを推定または検出するセルフアライニングトルク推定・検出手段と、前記前輪に発生する横方向状態量として、横力を演算する横方向状態量演算手段と、前記前輪の荷重状態量を推定する荷重状態量推定手段と、前記車輪に発生する制駆動力を演算する制駆動力演算手段と、前記横方向状態量、前記荷重状態量及びタイヤパラメータに基づいてセルフアライニングトルクモデル値を演算するセルフアライニングモデル値演算手段と、前記セルフアライニングトルク推定・検出手段で推定または検出されたセルフアライニングトルクと、前記セルフアライニングモデル値演算手段で演算されたセルフアライニングトルクモデル値との比であるセルフアライニング比を演算する比演算手段と、前記セルフアライニング比及び前記制駆動力に基づいて前記前輪のタイヤのグリップ度を推定するグリップ度推定手段と、前記後輪に発生する制駆動力を演算する後輪制駆動力演算手段と、前記前輪のグリップ度、前記前輪の横力、前記前輪及び前記後輪各々の制駆動力に基づいて、以下の式に従って、前記後輪のタイヤのグリップ度ε r を推定する後輪グリップ度推定手段と、を含むものである。
【数６】
ただし、ε f は前輪のグリップ度であり、 F xf は前記前輪に発生する制駆動力であり、 F yf は前記前輪に発生する横力であり、 W f は前輪荷重である。また、 F xr は前記後輪に発生する制駆動力であり、 W r は後輪荷重である。
即ち、後輪制駆動力演算手段は、後輪に発生する制駆動力を演算する。後輪グリップ度推定手段は、前輪のグリップ度、前輪の横力、前輪及び後輪各々の制駆動力に基づいて、上記の式に従って、後輪のタイヤのグリップ度ε r を推定する。
請求項３記載の発明にかかるタイヤグリップ度推定装置は、前輪の接地面に発生するセルフアライニングトルクを推定または検出するセルフアライニングトルク推定・検出手段と、前記前輪に発生する横方向状態量として、横力を演算する横方向状態量演算手段と、前記前輪の荷重状態量を推定する荷重状態量推定手段と、前記車輪に発生する制駆動力を演算する制駆動力演算手段と、前記横方向状態量、前記荷重状態量及びタイヤパラメータに基づいてセルフアライニングトルクモデル値を演算するセルフアライニングモデル値演算手段と、前記セルフアライニングトルク推定・検出手段で推定または検出されたセルフアライニングトルクと、前記セルフアライニングモデル値演算手段で演算されたセルフアライニングトルクモデル値との比であるセルフアライニング比を演算する比演算手段と、前記セルフアライニング比及び前記制駆動力に基づいて前記前輪のタイヤのグリップ度を推定するグリップ度推定手段と、後輪に発生する横方向状態量として、横力を演算する後輪横方向状態量演算手段と、前記後輪に発生する制駆動力を演算する後輪制駆動力演算手段と、前記前輪のグリップ度、前記前輪の横方向状態量及び制駆動力に基づいて、前輪の路面摩擦係数を演算する路面摩擦係数演算手段と、前記路面摩擦係数演算手段により演算 された前輪の路面摩擦係数と、前記後輪の横力及び制駆動力と、に基づいて、以下の式に従って、前記後輪のタイヤのグリップ度ε r を推定する後輪グリップ度推定手段と、を含むものである。
【数７】
ただし、μは、前記前輪の路面摩擦係数であり、 F xr は前記後輪に発生する制駆動力であり、 F yr は後輪に発生する横力であり、 W r は後輪荷重である。
即ち、後輪横方向状態量演算手段は、後輪に発生する横方向状態量として、横力を演算する。後輪制駆動力演算手段は、後輪に発生する制駆動力を演算する。路面摩擦係数演算手段は、前輪のグリップ度、前輪の横方向状態量及び制駆動力に基づいて、前輪の路面摩擦係数を演算する。後輪グリップ度推定手段は、路面摩擦係数演算手段により演算された前輪の路面摩擦係数と、後輪の横力及び制駆動力と、に基づいて、上記の式に従って、後輪のタイヤのグリップ度ε r を推定する。
請求項４記載の発明は、請求項３記載の発明において、後輪制駆動力演算手段は、左右各々の後輪に発生する制駆動力を演算し、後輪グリップ度推定手段は、以下の式に従って、左の後輪タイヤのグリップ度ε rl 及び右の後輪タイヤのグリップ度ε rr を推定する。
【数８】
ただし、ε f は前輪のグリップ度であり、 F xf は前記前輪に発生する制駆動力であり、 F yf は前記前輪に発生する横力であり、 W f は前輪荷重である。また、 F xrl は前記左の後輪に発生する制駆動力であり、 F xrr は前記右の後輪に発生する制駆動力であり、 W rl は後左輪荷重であり、 W rr は後右輪荷重である。
【００１２】
ここで、上記荷重状態量は、請求項５のように、荷重変化後の前輪の接地荷重及び前輪の荷重変化量としてもよい。
【００１３】
また、請求項６のように、前輪に発生する制駆動力に基づいて、車輪に発生する前後方向状態量を演算する前後方向状態量演算手段を更に備え、荷重状態量は荷重変化後の前記前輪の接地荷重であり、セルフアライニングモデル値演算手段は、前後方向状態量、横方向状態量、荷重状態量（即ち、荷重変化後の前記前輪の接地荷重）、及びタイヤパラメータに基づいてセルフアライニングトルクモデル値を演算するようにしてもよい。
【００２２】
上記各発明において、セルフアライニングモデル値演算手段は、請求項７のように、前記荷重変化量が大きいほどセルフアライニングモデル値が大きくなるように演算するようにしてもよい。
また、請求項８のように、横方向状態量演算手段は、前輪に発生する横方向状態量として、横力及びスリップ角を演算し、セルフアライニングモデル値演算手段は、前記横方向状態量としてのスリップ角、前記荷重状態量及びタイヤパラメータに基づいてセルフアライニングトルクモデル値を演算するようにしてもよい。
【００２３】
【発明の実施の形態】
〔第１の実施の形態〕
以下、図面を参照して、本発明の第１の実施の形態を詳細に説明する。
【００２４】
図１に示すように、本実施の形態にかかるグリップ度推定装置は、ドライバが図示しない操舵系（ステアリング）を操舵する際の操舵トルクを検出する操舵トルク検出器１２と、図示しないパワーステアリング（以下、パワステという）によるアシストトルクを検出するアシストトルク検出器１４と、操舵トルク検出器１２により検出された操舵トルクと、アシストトルク検出器１４により検出されたアシストトルクと、から操舵系の摩擦を除去して路面とタイヤ間で発生するＳＡＴを推定する、セルフアライニングトルク推定・検出手段としてのＳＡＴ推定器１６と、を備えている。
【００２５】
また、グリップ度推定装置は、車速と操舵角などから前輪スリップ角（横状態量）を演算する、横状態量演算手段としてのスリップ角演算器１８と、操舵輪の荷重変化（荷重状態）を推定する、荷重状態推定手段としての荷重変化推定器２０と、スリップ角推定値と荷重変化からＳＡＴのスリップ角に対する原点勾配をスリップ角に乗じてＳＡＴの線形モデル出力、すなわちＳＡＴモデル値を演算する、セルフアライニングモデル値演算手段としてのＳＡＴモデル演算器２２と、を備えている。
【００２６】
更に、グリップ度推定装置は、車両を制駆動する制駆動輪に発生する前後状態量としての制駆動力を推定する、前後状態量演算手段としての制駆動力推定器２４と、ＳＡＴ推定器１６により推定されたＳＡＴ、ＳＡＴモデル演算器２２により演算されたＳＡＴモデル値、及び制駆動力推定器２４により推定された制駆動力から、グリップ度を推定する、グリップ度推定手段としてのグリップ度推定器２６と、を備えている。
【００２７】
図２に示すように、グリップ度推定器２６は、ＳＡＴ推定器１６により推定されたＳＡＴと、ＳＡＴモデル演算器２２により演算されたＳＡＴモデル値と、から、ＳＡＴのＳＡＴモデル値に対する比をＳＡＴモデル比として演算するＳＡＴモデル比演算器２８と、ＳＡＴモデル比、制駆動力、及びグリップ度の関係を示す３次元マップであるグリップ度マップを記憶するメモリ３２と、ＳＡＴモデル比演算器２８により演算されたＳＡＴモデル比及び制駆動力推定器２４により推定された制駆動力と、メモリ３２に記憶されたＳＡＴモデル比、制駆動力、及びグリップ度の関係を示すグリップ度マップと、に基づいて、グリップ度を演算出力するグリップ度出力器３０と、を備えている。
【００２８】
図３に示すように、スリップ角演算器１８は、車速と操舵角から車両線形モデルに基づいてスリップ角推定値を演算するスリップ角推定器３４と、横加速度及びヨーレートを入力し、車両運動状態量から前輪の横力を演算する横力演算器３８と、横力演算値を前輪コーナリングパワーで除算し横力演算値のスリップ角換算値を演算するスリップ角換算器４０と、スリップ角推定値をハイパス処理するハイパスフィルタ３６と、スリップ角換算値をローパス処理するローパスフィルタ４２と、ハイパスフィルタおよびローパスフィルタ処理後のスリップ角を加算し統合スリップ角を演算する加算器４４と、を備えている。
【００２９】
次に、本実施の形態におけるグリップ度の演算原理を説明する。
前後スリップ、横スリップを
【００３０】
【数９】
【００３１】
ただし、s：スリップ率、β：スリップ角、Ｋβ：スリップ角に対する横力の剛性、Ｋs：スリップ率に対する前後力の剛性と定義することによって、ブラッシュモデルによるタイヤ発生力は、次式のように簡素化されて記述できる。
【００３２】
【数１０】
【００３３】
ただし、
【００３４】
【数１１】
【００３５】
である。ここで、μ：路面摩擦係数（路面μ）、F：タイヤ発生力、Fx：制駆動力、Fy：横力、Fz：接地力であり、タイヤ発生力の方向はすべりの方向と一致すると仮定すると、
【００３６】
【数１２】
【００３７】
となる。ここでは、以上の関係を用いて制駆動時のＳＡＴ記述の整理を行う。まず、準備として(6)、(9)式を整理し、
【００３８】
【数１３】
【００３９】
を、また、(3)、(4)式を整理し、
【００４０】
【数１４】
【００４１】
を得る。さらに、(6)、(8)、(11)式から、
【００４２】
【数１５】
【００４３】
を得る。
【００４４】
ところで、制動時のＳＡＴは、次式のように記述できることが知られている（自動車の運動と制御、37/39、山海堂（1992））。
【００４５】
【数１６】
【００４６】
また、同様に駆動時のＳＡＴは、次式によって記述される。
【００４７】
【数１７】
【００４８】
ところで、スリップ率、スリップ角を前後スリップ、横スリップに置き換えて記述すると、(13)、(14)式は、何れも
【００４９】
【数１８】
【００５０】
と記述できる。さらに、(15)式に(10)、(11)、(12)式を用いて整理すると、
【００５１】
【数１９】
【００５２】
となる。ここで、グリップ度（１−μ利用率）εは、
【００５３】
【数２０】
【００５４】
となることから、ＳＡＴは、横スリップと制駆動力およびグリップ度を用いて、
【００５５】
【数２１】
【００５６】
と記述することができる。
【００５７】
ところで、荷重変化時には、車輪の接地長は荷重の平方根に比例して長くなるとともに、コーナリングパワー、ブレーキングスティッフネスは荷重に比例して大きくなる、すなわち、
【００５８】
【数２２】
【００５９】
と記述できる。ただし、Ｋs0、Ｋβ0はそれぞれ静止荷重での２輪分のブレーキングステイッフネス及びコーナリングパワーを、また、Ｋs、Ｋβは荷重変化時の１輪分のブレーキングステイッフネス及びコーナリングパワーを、さらに、l0、lはそれぞれ静止荷重及び荷重変化時の接地長を、そして、Ｆz0、Ｆzはそれぞれ１輪分の静止荷重及び荷重変化時の荷重を示してる。
【００６０】
また、ｚ軸周りのＳＡＴとキングピン周りのトルクの間には、キャスタートレールやキングピンオフセットの影響が、次式のように記述される。
【００６１】
【数２３】
【００６２】
ただし、Tk：キングピン周りのトルク、lc：キャスタートレール、lk：キングピンオフセットであり、キングピンオフセットの影響は左右輪で符号が異なる性質を有している。
【００６３】
左右輪の制駆動力が一致すると仮定する場合、ハンドル軸に伝達されるトルクTs（セルフアライニングトルク）は、
【００６４】
【数２４】
【００６５】
と記述される。ただし、接地長、タイヤ剛性に関するl、rの添え字は、左右輪を意味している。また、Fz0は、前軸の静止荷重（前輪２輪分の静止荷重）、Fzは、前後荷重移動を考慮した前軸荷重（前輪２輪分の荷重）、ΔFzは、前輪左右輪の荷重変動量（荷重状態）であり、横加速度信号gyとロール剛性配分（前輪の負担率）γrollおよび前輪トレッドTfから
【００６６】
【数２５】
【００６７】
と近似することができる。ただし、｜gy｜はgyの絶対値をあらわしている。
この場合、線形モデルTs0（セルフアライニングモデル値）は、
【００６８】
【数２６】
【００６９】
と記述できる。
【００７０】
なお、車両の前後加速度信号gxから操舵輪である前輪の荷重変化後の接地荷重Fzfは次式に基づいて推定演算される。
【００７１】
【数２７】
【００７２】
である。
【００７３】
線形モデルTs0は、タイヤパラメータのほか、横方向状態量としてのスリップ角κy、左右荷重変化量ΔＦz、前輪の荷重変化後の接地荷重Fzfを用いて求める。なお、上記(27)式より明らかなように、左右荷重変化量ΔＦzが大きいほど線形モデルTs0が大きくなるように演算される。
【００７４】
このとき、線形モデル比γ（セルフアライニング比）は、
【００７５】
【数２８】
【００７６】
と演算される。したがって、線形モデル比γと制駆動力Fxから(28)-(31)式に基づいてグリップ度
【００７７】
【数２９】
【００７８】
を導出することができる。
【００７９】
次に、前述した原理に基づいた本実施の形態に係るグリップ度推定装置の作用を説明する。
【００８０】
操舵トルク検出器１２は、ハンドルに取り付けられたトルクセンサによってドライバの操舵する操舵トルクを検出する。アシストトルク検出器１４は、電動パワステの電流値にトルク定数を乗じてパワステのアシストトルクを算出する。
【００８１】
ＳＡＴ推定器１６は、操舵トルクとアシストトルクの和から操舵系の摩擦を除去して路面とタイヤ間で発生するＳＡＴを推定する。摩擦除去の演算は、以下のロジックによって行う。
【００８２】
図４（Ａ）に示す２本の直線の幅は、操舵系の摩擦によって生じたヒステリシスの大きさを表したものであり、それぞれの直線の傾きは1である。図４（Ｂ）は、摩擦除去演算の方法を示すものである。操舵トルクとアシストトルクの和、スリップ角ともに０となる直進状態では、ヒステリシス特性は発生しておらず、このときのＳＡＴ推定値は０を出力する。つぎに操舵が行われ、ＳＡＴが発生した場合、ＳＡＴ推定値は、操舵トルクとアシストトルクの和に対しＫ1の傾きで演算される。コンピュータ内では、離散化されたロジックにより、
【００８３】
【数３０】
【００８４】
と演算される。ただし、TSATは、ＳＡＴ推定値、TDAは、操舵トルクとアシストトルクの和である。この傾きＫ1は、1に比較して小さく設定されており、クーロン摩擦などによって操舵トルクとアシストトルクの和が変動してもＳＡＴ推定値の変動は小さいことを表現するものである。さらに、操舵が行われ、(1)によるＳＡＴ推定値の演算値が図４（Ｂ）におけるＡ点まで達し、さらに操舵トルクとアシストトルクの和が増加する場合には、モデルの下限に沿って次式に従って増加する。
【００８５】
【数３１】
【００８６】
また、さらに操舵が行われてＢ点まで達したところで切り増しが終了し、操舵トルクとアシストトルクの和が減少し始めた場合には、傾きＫ1で(33)式に従ってＳＡＴ推定値は減少する。この領域では、操舵トルクとアシストトルクの和の変動に対し、ＳＡＴ推定値の変動は小さくなるように設定されている。これは、旋回時の保舵状態においてドライバの操舵力を多少変化させてもパワステシステムのクーロン摩擦などの影響によってＳＡＴ推定値には影響が現れないことを表現したものである。なお、Ｂ点からＳＡＴの減少によって到達したＣ点において再び操舵トルクとアシストトルクの和が増加する場合には、(33)式に従いＢ点に向かってＳＡＴ推定値は増加する。また、切戻しによりＣ点からさらにＳＡＴ操舵トルクとアシストトルクの和が減少し、モデル上限に達した場合には、ＳＡＴ推定値は上限に沿って(34)式に従って減少する。このような２種類の傾きの設定によって図４（Ｂ）に示すヒステリシス特性が除去される。
【００８７】
図５（Ａ）及び図５（Ｂ）は、高μ路面走行時の操舵トルクとアシストトルクの和とこの値から(33)、(34)式に基づいてヒステリシス特性を除去したＳＡＴ推定値を示したものである。摩擦除去の効果によって、クーロン摩擦などの影響と考えられる保舵時の変動がほぼ補償されていることがわかる。
【００８８】
また、図６（Ａ）及び図６（Ｂ）は、高μ路、低μ路の走行時のスリップ角と操舵トルクとアシストトルクの和、およびスリップ角とＳＡＴ推定値の関係を示したものである。ヒステリシス特性が除去されていることがわかる。
【００８９】
次に、スリップ角演算器１８（図３参照）によるスリップ角の演算を説明する。スリップ角推定器３４は、車速と操舵角から車両線形モデルに基づき前輪スリップ角を推定する。スリップ角演算器１８における前輪スリップ角の推定は、車両運動の動特性を利用し、次式の状態方程式によって推定するものである。
【００９０】
【数３２】
【００９１】
ただし、v：横速度（m/s）、r：ヨーレート（rad/s）、αE：前輪スリップ角推定値（rad）、u：車速（m/s）、cf、r：前後輪コーナリングパワー（N/rad）、Lf、r：前後軸重心間距離（m）、M：車両質量（kg）、Iz：ヨー慣性（kgm2）、gh：ハンドル実舵間ギヤ比、θp：ハンドル角である。
【００９２】
(35)、(36)式をサンプル時間τで離散化し、車速の関数として表現すると、
【００９３】
【数３３】
【００９４】
という形式で表現される。
【００９５】
横力演算器３８は、車両運動状態量から前輪の横力を演算する。前輪横力は、車体の運動方程式
【００９６】
【数３４】
【００９７】
ただし、Ff：前輪横力、Fr：後輪横力を変形することによって、以下のように記述することができる。
【００９８】
【数３５】
【００９９】
ただし、
【０１００】
【数３６】
【０１０１】
である。
【０１０２】
スリップ角換算器１８は、横力演算値を前輪コーナリングパワーで除算し、横力演算値のスリップ角換算値を演算する。すなわち、
【０１０３】
【数３７】
【０１０４】
ただし、αT：スリップ角換算値である。
【０１０５】
ハイパスフィルタ３６は１次の離散フィルタによって構成される。ところで、連続時間でのフィルタは、次式の伝達関数によって記述される。
【０１０６】
【数３８】
【０１０７】
ただし、ωb：フィルタの折れ点周波数である。この式をTustin変換などの手法を用いて変換することにより、離散時間のフィルタを設計することができる。Tustin変換は、サンプリング時間をＴ、時間進みオペレータをｚとした場合、
【０１０８】
【数３９】
【０１０９】
を(43)式に代入することによって演算でき、このときの離散時間フィルタは、
【０１１０】
【数４０】
【０１１１】
と記述される。また、ローパスフィルタ４２はハイパスフィルタ３６と同じ折れ点周波数をもつ１次の離散フィルタとして構成される。連続時間でのフィルタは、
【０１１２】
【数４１】
【０１１３】
と記述され、これをTustin変換すると、
【０１１４】
【数４２】
【０１１５】
と記述される。ここで設計されるハイパスフィルタ３６とローパスフィルタ４２の和は、１となる。これは、同一の信号をハイパスフィルタ３６とローパスフィルタ４２に入力し、これらの出力を加算した場合、元の信号が復元されることを意味している。ここでは、低周波数領域にドリフト誤差を含むスリップ角推定値にハイパスフィルタ処理を行いドリフト誤差を除去するとともに、高周波数領域にノイズや位相の遅れを含むスリップ角換算値にローパスフィルタ処理を行い高周波領域の変動成分を除去し、これらのフィルタ処理後の信号を加算することによってドリフト誤差やノイズなどの影響を受けないスリップ角を演算することができる。ここでの折れ点周波数は、スリップ角換算値に含まれる路面外乱などに伴うノイズを除去するとともに、バンク路進入時などの路面カント変化速度に適応できるような値に設定されるものである。ハイパスフィルタおよびローパスフィルタ処理後のスリップ角は、加算され、統合スリップ角としてグリップ度演算に用いられる。すなわち、
【０１１６】
【数４３】
【０１１７】
ただし、αT：統合スリップ角である。
【０１１８】
荷重変化推定器２０（図１参照）は、車両の横加速度信号gyから前輪の旋回に伴う左右荷重変化量ΔＦzを上記(24)式より推定演算する。また、荷重変化推定器２０（図１参照）は、車両の前後加速度信号gxから前輪の制駆動状態における荷重変化後の接地荷重Fzfを上記式(26)に基づいて推定演算する。
【０１１９】
ＳＡＴモデル値演算器２２は、スリップ角演算器１８により演算されたスリップ角κyと荷重変化推定器２０により推定された左右荷重変化量ΔＦz、前輪の荷重変化後の接地荷重FzfからＳＡＴの線形モデル出力、すなわちＳＡＴモデル値を(25)式に基づき演算する。
【０１２０】
グリップ度推定器２６のＳＡＴモデル比演算器２８は、ＳＡＴ推定値とＳＡＴモデル値からＳＡＴ推定値のＳＡＴモデル値に対する比γを(28)式からＳＡＴモデル比として演算する。そして、グリップ度出力器３０は、線形モデル比γと制駆動力Fxから(28)-(31)式に基づいてグリップ度を演算する。なお、この場合、(28)-(31)式に代えて、グリップ度εと、ＳＡＴモデル比γ及び前後方向状態量（制駆動力Ｆx）と、の関係を示すマップ、データテーブル、及び関係式を予め求めておき、グリップ度を推定するようにしてもよい。
【０１２１】
図７（Ａ）及び図７（Ｂ）は、ＳＡＴモデル値（図７（Ｂ）参照）を(27)式に基づき横荷重移動ΔＦzを考慮して設定したときのドライ路旋回時のグリップ度推定結果（図７（Ａ）参照）をグリップ度真値と比較して示したものである。
【０１２２】
図８（Ａ）及び図８（Ｂ）は、横荷重移動の影響を考慮せず、ＳＡＴモデル値（図８（Ｂ）参照）を
【０１２３】
【数４４】
【０１２４】
と設定したときのドライ路旋回時のグリップ度推定結果（図８（Ａ）参照）をグリップ度真値と比較して示したものである。グリップ度真値は、路面μを一定（0.9）と仮定し、前輪で発生している前後力と横力を荷重で基準化した実績μ値から「グリップ度真値＝１−μ利用率＝１−実績μ値／路面μ」として演算した値である。
【０１２５】
図７（Ａ）及び図７（Ｂ）と図８（Ａ）及び図８（Ｂ）との比較から、横荷重移動の影響を考慮することによってグリップ度推定の精度が向上していることがわかる。
【０１２６】
〔第２の実施の形態〕
次に、第２の実施の形態を説明する。
【０１２７】
図９に示すように、本実施の形態にかかるグリップ度推定装置は、前述した第１の実施の形態（図１参照）の構成と同一の部分があるので、同一部分には同一の符号を付してその説明を省略し、異なる部分について説明する。即ち、本実施の形態にかかるグリップ度推定装置は、第１の実施の形態（図１参照）におけるスリップ角演算器１８に代えて、横方向状態量として横力を検出する、横方向状態量演算手段としての横力検出器１８０を備えると共に、前後方向状態量演算手段としての前後方向状態量演算器２４０を備え、前後方向状態量演算器２４０は、グリップ度推定器２６に接続されている。
【０１２８】
図１０に示すように、前後方向状態量演算器２４０は、エンジン出力及びブレーキ油圧に基づいて、制駆動力を推定する制駆動力推定器４２と、制駆動力推定器４２から出力された制駆動力を前輪コーナリングパワーで除算して前後方向状態量（Ｆx/Ｋβ）を演算する除算器２４４と、を備えて構成されている。
【０１２９】
図１１に示すように、本実施の形態にかかるグリップ度推定装置の横力演算器１８０は、車速と操舵角から車両線形モデルに基づいて前輪の横力推定値を演算する横力推定器３４０と、横力推定値をハイパス処理するハイパスフィルタ３６０と、車両運動状態量から前輪の横力を演算する横力演算器３８０と、横力換算器４００と、横力演算値をローパス処理するローパスフィルタ４２０と、ハイパスフィルタおよびローパスフィルタ処理後の横力を加算し統合横力を演算する加算器４４０と、を備えている。
【０１３０】
次に、本実施の形態に係るＳＡＴモデル値の演算原理を説明する。
車輪の接地長は荷重の平方根に比例して長くなるとともに、各輪のコーナリングパワー、横力は荷重に比例して大きくなる、すなわち、
【０１３１】
【数４５】
【０１３２】
と記述できる。ただし、添え字の０は非荷重移動状態をl、rはそれぞれ左輪、右輪の値であることを表している。このため、このような荷重移動の影響をＳＡＴモデル値演算時に考慮することによってグリップ度推定の精度向上が期待できる。
【０１３３】
ここでは、(100)-(102)式の仮定に加え、左右輪の制駆動力は一致する、すなわち
【０１３４】
【数４６】
【０１３５】
と仮定すると、左右２輪分のＳＡＴの合計であるＳＡＴモデル値（高グリップ状態の操舵トルク）は、
【０１３６】
【数４７】
【０１３７】
と記述できる。また、キャスタートレールを補償した後の操舵軸トルクを利用する場合には、ＳＡＴモデル値は、
【０１３８】
【数４８】
【０１３９】
と記述できる。(104)または(105)式のようにＳＡＴモデル値の導出の際に荷重移動の影響を考慮することによって、グリップ度推定の精度向上が期待できる。
【０１４０】
次に、本実施の形態の作用を説明する。なお、本実施の形態の作用は、前述した第１の実施の形態の作用と同一の部分を有するので、同一の作用部分についてはその説明を省略する。
【０１４１】
ＳＡＴ推定器１６は、操舵トルクとアシストトルクの和から操舵系の摩擦を除去して路面とタイヤ間で発生するＳＡＴを推定する。なお、左右輪の制駆動力に差がある場合には、制駆動力差によって生じるトルクを減じる補償を実施後に摩擦除去を行う。すなわち、摩擦除去前のＳＡＴを
【０１４２】
【数４９】
【０１４３】
に基づき演算し、求められたTfricに対して摩擦除去演算（第１の実施の形態と同様）を実施し、ＳＡＴ推定値Tsを求める。ここで、Tfricは摩擦除去前のＳＡＴ、Tswは操舵トルク、Tmaはアシストトルク、ΔFxは制駆動力左右輪差、lkはキングピンオフセットである。
【０１４４】
横力演算器１８０における横力推定器３４０は、車速と操舵角から車両線形モデルに基づき前輪横力を推定する。ここで、前輪横力の推定は、車両運動の動特性を利用し、次式の状態方程式によって推定するものである。
【０１４５】
【数５０】
【０１４６】
ただし、v：横速度（m/s）、r：ヨーレート（rad/s）、FyE：前輪横力推定値（N）、u：車速（m/s）、cf、cr：前後輪コーナリングパワー（N/rad）、Lf、Lr：前後軸重心間距離（m）、M：車両質量（kg）、Iz：ヨー慣性（kgm2）、gh：ハンドル実舵間ギヤ比、θp：ハンドル角である。なお、前輪コーナリングパワーcfは、前述のＫβと同じものである。 (107)、(108)式をサンプル時間τで離散化し、車速の関数として表現すると、
【０１４７】
【数５１】
【０１４８】
という形式で表現される。
【０１４９】
横力演算器３８０は、車両運動状態量から前輪の横力を演算する。前輪横力は、車体の運動方程式
【０１５０】
【数５２】
【０１５１】
ただし、Fyf：前輪横力、Fyr：後輪横力を変形することによって、以下のように記述することができる。
【０１５２】
【数５３】
【０１５３】
である。横力換算器４００は、(113)式に基づいて横力を演算し、横力演算値FyCとして出力する。
【０１５４】
ハイパスフィルタ３６０は１次の離散フィルタによって構成される。ところで、連続時間でのフィルタは、次式の伝達関数によって記述される。
【０１５５】
【数５４】
【０１５６】
ただし、ωb：フィルタの折れ点周波数である。この式をTustin変換などの手法を用いて変換することにより、離散時間のフィルタを設計することができる。Tustin変換は、サンプリング時間をＴ、時間進みオペレータをｚとした場合、
【０１５７】
【数５５】
【０１５８】
を(114)式に代入することによって演算でき、このときの離散時間フィルタは、
【０１５９】
【数５６】
【０１６０】
と記述される。また、ローパスフィルタ４２０はハイパスフィルタ３６０と同じ折れ点周波数をもつ１次の離散フィルタとして構成される。連続時間でのフィルタは、
【０１６１】
【数５７】
【０１６２】
と記述され、これをTustin変換すると、
【０１６３】
【数５８】
【０１６４】
と記述される。ここで設計されるハイパスフィルタ３６０とローパスフィルタ４２０の和は、１となる。これは、同一の信号をハイパスフィルタ３６０とローパスフィルタ４２０に入力し、これらの出力を加算した場合、元の信号が復元されることを意味している。ここでは、低周波数領域にドリフト誤差を含む横力推定値にハイパスフィルタ処理を行いドリフト誤差を除去するとともに、高周波数領域にノイズや位相の遅れを含む横力演算値にローパスフィルタ処理を行い高周波領域の変動成分を除去し、これらのフィルタ処理後の信号を加算することによってドリフト誤差やノイズなどの影響を受けない横力を演算することができる。ここでの折れ点周波数は、横力演算値に含まれる路面外乱などに伴うノイズを除去するとともに、バンク路進入時などの路面カント変化速度に適応できるような値に設定されるものである。ハイパスフィルタおよびローパスフィルタ処理後の横力は、加算され、統合横力としてグリップ度演算に用いられる。すなわち、
【０１６５】
【数５９】
【０１６６】
ただし、FyI：統合横力である。
【０１６７】
前後方向状態量演算器２４０は、エンジン出力トルクTengにギヤ比ge、デフ比gdを乗じるとともにタイヤ有効半径rwで除算して求めた駆動力とブレーキ油圧Pbに定数Ｋbrakeを乗じて求めた制動力を加えて前輪で発生する制駆動力Fxを
【０１６８】
【数６０】
【０１６９】
と求め、さらに前輪コーナリングパワー基準値で除算し、前後方向状態量Fx/Ｋβ0として出力する。
【０１７０】
SATモデル値演算器２２は、横方向状態量FyI、状態量前後方向状態量Fx/Ｋβ0に基づきＳＡＴモデル値を以下のように演算する。
【０１７１】
【数６１】
【０１７２】
である。
【０１７３】
Ｆzl、Ｆzrは、荷重変化推定器２０により、車両の前後方向加速度信号gxから上記（26）、(27)式より計算される。
【０１７４】
荷重変化推定器２０（図１参照）は、車両の前後加速度信号gxから操舵輪である前輪の荷重変化後の接地荷重Fzを次式に基づいて推定演算する。
【０１７５】
グリップ度推定器２６のＳＡＴ比演算器２８は、ＳＡＴ推定値TsとＳＡＴモデル値Ts0の比を次式のように演算し、ＳＡＴモデル比γとして出力する。
【０１７６】
【数６２】
【０１７７】
グリップ度出力器３０は、ＳＡＴモデル比γと前後方向状態量Fx/Ｋβ0から３次元マップ等（前述した第１の実施の形態参照）に基づいてグリップ度を演算する。
【０１７８】
図１２は、路面μ=0.45の人工低μ路において旋回加速実験を行ったときのグリップ度推定結果を示したものである。この実験では、図１２において２ｓの時に操舵し、３ｓの時に0.1G相当の加速を行っており、加速度と既知の路面μ値（=0.45）から求めたグリップ度真値と推定値は、良い一致が見られる。
ことがわかる。
【０１７９】
〔第３の実施の形態〕
次に、第３の実施の形態を説明する。
本実施の形態にかかるグリップ度推定装置は、前述した第２の実施の形態（図９参照）の構成と同一の部分があるので、同一部分には同一の符号を付してその説明を省略し、異なる部分について説明する。即ち、図１３に示すように、本実施の形態にかかるグリップ度推定装置は、第２の実施の形態（図９参照）における、操舵トルク検出器１２、アシストトルク検出器１４、ＳＡＴ推定器１６、前輪の横力を演算する横力演算器１８０、操舵輪の荷重変化を推定する荷重変化推定器４０、前輪の前後方向状態量を演算する前後方向状態量演算器２４０、ＳＡＴモデル値演算器２２、及び前輪のグリップ度を推定するグリップ度推定器２６を備えている。また、本実施の形態にかかるグリップ度推定装置はさらに、路面摩擦係数（路面μ）を演算する路面摩擦係数演算手段としての路面摩擦係数演算器１００、後輪の制駆動力を演算する、後輪前後方向状態量演算手段としての制駆動力演算器５２、後輪の横力を演算する後輪横方向状態量演算手段としての横力演算器１８２、及び後輪のグリップ度を推定するグリップ度推定器１２６を備えている。
【０１８０】
次に、本実施の形態における作用を説明する。なお、本実施の形態における作用は、前述した第１の実施の形態及び第２の実施の形態の作用と同一の作用部分があるので、同様な作用部分について省略し、異なる作用部分について主として説明する。
【０１８１】
前述したように、グリップ度推定器２６は、前輪のグリップ度εfを推定する。路面摩擦係数演算器１００は、路面摩擦係数（路面μ）を次にようにして演算する。即ち、路面μを、前輪のグリップ度εfと前輪の制駆動力Fxf、横力Fyfおよび前輪荷重Wfから
【０１８２】
【数６３】
【０１８３】
から演算する。なお、前輪の制駆動力Fxfは、前後方向状態量演算器２４０における制駆動力推定器４２（図１０参照）から求められる。
制駆動力演算器５２は、後輪の制駆動力Fxrを演算し、横力演算器１８２は、後輪の横力Fyrを演算する。そして、グリップ度推定器１２６は、本実施の形態では、前後輪の路面μが同一と仮定して、路面摩擦係数演算器１００により演算した路面摩擦係数μ、後輪の制駆動力Fxr、横力Fyrおよび後輪荷重Wrから
【０１８４】
【数６４】
【０１８５】
から演算する。
【０１８６】
〔第４の実施の形態〕
次に、第４の実施の形態を説明する。
本実施の形態にかかるグリップ度推定装置は、前述した第３の実施の形態（図１３参照）の構成と同一の部分があるので、同一部分には同一の符号を付してその説明を省略し、異なる部分について説明する。即ち、図１４に示すように、本実施の形態にかかるグリップ度推定装置は、第３の実施の形態（図１３参照）における、路面摩擦係数演算器１００を省略し、横力演算器１８０、前後方向状態量演算器２４０における制駆動力推定器４２（図１０参照）、及びグリップ度推定器２６は、グリップ度推定器１２６に接続されている。
【０１８７】
次に、本実施の形態における作用を説明する。なお、本実施の形態における作用は、前述した第３の実施の形態の作用と同一の作用部分があるので、同一の作用部分の説明を省略し、異なる作用部分について主として説明する。
【０１８８】
グリップ度推定器１２６は、以下のように後輪のグリップ度を推定する。
【０１８９】
即ち、前後輪の路面μが同一という仮定に加え、前後輪の横力の比が前後輪の荷重の比に一致する、すなわち
【０１９０】
【数６５】
【０１９１】
と仮定すると、
【０１９２】
【数６６】
【０１９３】
となり、このときの後輪グリップ度は、
【０１９４】
【数６７】
【０１９５】
と表される。即ち、グリップ度推定器１２６は、前輪のグリップ度εf、前輪の制駆動力Fxf、前輪の横力Fyfおよび前輪荷重Wf、後輪荷重Wr、後輪の制駆動力Fxr、及び、後輪の横力Fyrから、後輪グリップ度εrを(205)式より演算する。
【０１９６】
〔第５の実施の形態〕
次に、第５の実施の形態を説明する。
本実施の形態にかかるグリップ度推定装置は、前述した第４の実施の形態（図１４参照）の構成と同一の部分があるので、同一部分には同一の符号を付してその説明を省略し、異なる部分について説明する。即ち、図１５に示すように、本実施の形態にかかるグリップ度推定装置は、第４の実施の形態（図１４参照）における、後左輪、後右輪についてそれぞれ、横力演算器１８２Ｒ、１８２Ｌ、制駆動力推定器５２Ｒ、５２Ｌ、及びグリップ度推定器１２６Ｒ、１２６Ｌを備えている。
【０１９７】
次に、本実施の形態における作用を説明する。なお、本実施の形態における作用は、前述した第１０の実施の形態の作用と同一の作用部分があるので、同一の作用部分の説明を省略し、異なる作用部分について主として説明する。
【０１９８】
左右輪の路面μが一致していると仮定すると、各輪毎のグリップ度εfl、εfr、εrl、εrr（添え字fl、fr、rl、rrは、それぞれ左前、右前、左後、右後を表している）は、各輪の制駆動力（前後力）Fxfl、 Fxfr、 Fxrl、 Fxrr、横力Fyfl、 Fyfr、 Fyrl、 Fyrr、荷重Wfl、 Wfr、 Wrl、 Wrrを用いて、
【０１９９】
【数６８】
【０２００】
と記述できる。ところで、各輪毎のグリップ度を推定するためには、(206)-(209)式から明らかなように各輪毎の制駆動力、横力が必要となる。駆動力は左右同一と仮定できるとともに、制動力は各輪のホイール油圧から各輪ごとに推定することか可能である。一方、横力に関しては、車両運動からは左右輪の合計値のみ推定が可能であり、各輪毎の値を導出することはできない。このためここでは、タイヤで発生する横力は、各輪の荷重に概ね比例するという性質に着目し、１輪ごとの横力を左右合計の横力によって次式のように記述する。
【０２０１】
【数６９】
【０２０２】
したがって、(206)-(209)式に(201)、(210)-(213)式を代入すると
【０２０３】
【数７０】
【０２０４】
また、前後輪のグリップ度推定同様、前後輪の横力の比が前後輪の荷重の比に一致すると仮定する場合には、
【０２０５】
【数７１】
【０２０６】
となり、後左右輪のグリップ度は、
【０２０７】
【数７２】
【０２０８】
と記述される。
【０２０９】
即ち、後左輪のグリップ度推定器１２６Ｌは、前輪のグリップ度εf、前輪荷重Wf、後左輪荷重Wrl、前輪制駆動力Fxf、前輪横力Fyf、及び後左輪制駆動力Fxrl、を用いて、(220)式から、後左輪のグリップ度εrlを求める。
【０２１０】
同様に、後右輪のグリップ度推定器１２６Ｒは、前輪のグリップ度εf、前輪荷重Wf、後右輪荷重Wrr、前輪制駆動力Fxf、前輪横力Fyf、及び後右輪制駆動力Fxrr、を用いて、(221)式から、後左輪のグリップ度εrrを求める。
【０２１１】
このように、前述した第３の実施の形態乃至第５の実施の形態では、後輪のグリップ度を推定することができる。この結果、たとえば、制動中の前後輪のグリップ度をフィードバックして、グリップ度を均等化するような製動力の配分制御を行うことが可能となる。この場合、制度中の各輪のグリップ余裕度が向上する結果、車両運動の安定性が向上する。
【０２１２】
また、第４の実施の形態における(205)式に基づいた後輪のグリップ度の推定では、後輪横力推定の位相を前輪横力発生と一致させることにより、第３の実施の形態における(202)式に基づいた後輪のグリップ度の推定に比較して、位相の早い推定が可能となる。
【０２１３】
なお、第５の実施の形態では、前述した第３の実施の形態のように、左右各々の後輪のグリップ度を路面摩擦係数μを用いて求めるようにしてもよい。
【０２１４】
【発明の効果】
請求項１、２、３記載の発明は、前輪の荷重状態量を推定し、荷重状態量を用いてセルフアライニングトルクモデル値を演算し、セルフアライニング比を演算して、前輪のタイヤのグリップ度を推定するので、車輪に荷重の移動があった場合のグリップ度の推定精度を向上させることができる、という効果を有する。また、制駆動力を用いてタイヤのグリップ度を推定するので、車両が制駆動状態のときのグリップ度の推定精度をより向上させることができる、という効果を有する。
【０２１５】
請求項１、２、３記載の発明は後輪のタイヤのグリップ度を推定する際に、前輪の荷重状態量を推定して求めた前輪のグリップ度を用いているので、車輪に荷重の移動があった場合の後輪のタイヤのグリップ度の推定精度を向上させることができる、という効果を有する。
【０２１６】
請求項７記載の発明は、制駆動力を用いてタイヤのグリップ度を推定するので、車両が制駆動状態のときのグリップ度の推定精度をより向上させることができる、という効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態にかかるグリップ度推定装置のブロック図である。
【図２】グリップ度推定器のブロック図である。
【図３】スリップ各演算着のブロック図である。
【図４】（Ａ）は、ＳＡＴ推定値の上下限を示した図であり、（Ｂ）は、ＳＡＴ推定値の演算方法を説明する図である。
【図５】ヒステリシス特性除去の効果を説明する説明図である。
【図６】（Ａ）は、スリップ角と操舵及びアシストトルクとの関係を示した図であり、（Ｂ）は、スリップ角とＳＡＴ推定値の関係を示した図である。
【図７】（Ａ）及び（Ｂ）は、横荷重移動の影響を考慮した場合の、ＳＡＴモデル値（Ｂ）、ドライ路旋回時のグリップ度推定結果（Ａ）をグリップ度真値と比較して示したグラフである。
【図８】（Ａ）及び（Ｂ）は、横荷重移動の影響を考慮しない場合の、ＳＡＴモデル値（Ｂ）と、ドライ路旋回時のグリップ度推定結果（Ａ）をグリップ度真値と比較して示したグラフである。
【図９】第２の実施の形態にかかるグリップ度推定装置のブロック図である。
【図１０】前後方向状態量演算器のブロック図である。
【図１１】横力演算器のブロック図である。
【図１２】路面μ=0.45の人工低μ路において旋回加速実験を行ったときのグリップ度推定結果を示したグラフである。
【図１３】第３の実施の形態にかかるグリップ度推定装置のブロック図である。
【図１４】第４の実施の形態にかかるグリップ度推定装置のブロック図である。
【図１５】第５の実施の形態にかかるグリップ度推定装置のブロック図である。
【符号の説明】
１６ ＳＡＴ推定器
１８ スリップ角演算器
２０ 荷重変化推定器
２２ ＳＡＴモデル値演算器
２４ 制駆動力推定器
２６ グリップ度推定器
１８０ 横力演算器
２４０ 前後方向状態量演算器
１００ 路面摩擦係数演算器
５２ 制駆動力演算器
１８２ 横力演算器
１２６ グリップ度推定器
【発明の属する技術分野】
本発明は、グリップ度推定装置に係り、より詳細には、車輪のグリップ度を推定するグリップ度推定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、セルフアライニングトルクを利用してグリップ状態を推定する装置が提案されている（特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−１２１６０号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来の装置では、セルフアライニングトルクを利用してグリップ状態を推定する際は、車輪の荷重の移動を考慮していない。従って、旋回時、制駆動状態のときのグリップ度を精度よく推定することができない。
【０００５】
本発明は、上記事実に鑑み成されたもので、車輪に荷重の移動があった場合のグリップ度の推定精度を向上させることの可能なグリップ度推定装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的達成のため請求項１記載の発明にかかるタイヤグリップ度推定装置は、前輪の接地面に発生するセルフアライニングトルクを推定または検出するセルフアライニングトルク推定・検出手段と、前記前輪に発生する横方向状態量として、横力を演算する横方向状態量演算手段と、前記前輪の荷重状態量を推定する荷重状態量推定手段と、前記前輪に発生する制駆動力を推定する制駆動力推定手段と、前記横方向状態量、前記荷重状態量及びタイヤパラメータに基づいてセルフアライニングトルクモデル値を演算するセルフアライニングモデル値演算手段と、前記セルフアライニングトルク推定・検出手段で推定または検出されたセルフアライニングトルクと、前記セルフアライニングモデル値演算手段で演算されたセルフアライニングトルクモデル値との比であるセルフアライニング比を演算する比演算手段と、前記セルフアライニング比及び前記制駆動力に基づいて前記前輪のタイヤのグリップ度を推定するグリップ度推定手段と、後輪に発生する横方向状態量として、横力を演算する後輪横方向状態量演算手段と、前記後輪に発生する制駆動力を演算する後輪制駆動力演算手段と、前記前輪のグリップ度、前記前輪及び前記後輪各々の横力及び制駆動力に基づいて、以下の式に従って、前記後輪のタイヤのグリップ度ε r を推定する後輪グリップ度推定手段と、を含むものである。
【数５】
【０００７】
即ち、セルフアライニングトルク推定・検出手段は、前輪の接地面に発生するセルフアライニングトルクを推定または検出し、横方向状態量演算手段は、前輪に発生する横方向状態量として、横力を演算する。荷重状態量推定手段は、前輪の荷重状態量を推定する。制駆動力推定手段は、前輪に発生する制駆動力を推定する。
【０００８】
セルフアライニングモデル値演算手段は、横方向状態量演算手段により検出された横方向状態量、荷重状態量推定手段により推定された荷重状態量及びタイヤパラメータに基づいてセルフアライニングトルクモデル値を演算する。
【０００９】
比演算手段は、セルフアライニングトルク推定・検出手段で推定または検出されたセルフアライニングトルクと、セルフアライニングモデル値演算手段で演算されたセルフアライニングトルクモデル値との比であるセルフアライニング比を演算する。
【００１０】
グリップ度推定手段は、比演算手段により演算されたセルフアライニング比及び制駆動力推定手段により推定された制駆動力に基づいて、前輪のタイヤのグリップ度を推定する。
後輪横方向状態量演算手段は、後輪に発生する横方向状態量として、横力を演算する。後輪制駆動力演算手段は、後輪に発生する制駆動力を演算する。後輪グリップ度推定手段は、前輪のグリップ度、前輪及び後輪各々の横力及び制駆動力に基づいて、上記の式に従って、後輪のタイヤのグリップ度ε r を推定する。
【００１１】
このように、前輪の荷重状態量を推定し、荷重状態量を用いてセルフアライニングトルクモデル値を演算し、セルフアライニング比を演算して、前輪のタイヤのグリップ度を推定するので、車輪に荷重の移動があった場合のグリップ度の推定精度を向上させることができる。また、制駆動力を用いてタイヤのグリップ度を推定するので、車両が制駆動状態のときのグリップ度の推定精度をより向上させることができる。また、後輪のタイヤのグリップ度を推定する際に、前輪の荷重状態量を推定して求めた前輪のグリップ度を用いているので、車輪に荷重の移動があった場合の後輪のタイヤのグリップ度の推定精度を向上させることができる。
請求項２記載の発明にかかるタイヤグリップ度推定装置は、前輪の接地面に発生するセルフアライニングトルクを推定または検出するセルフアライニングトルク推定・検出手段と、前記前輪に発生する横方向状態量として、横力を演算する横方向状態量演算手段と、前記前輪の荷重状態量を推定する荷重状態量推定手段と、前記車輪に発生する制駆動力を演算する制駆動力演算手段と、前記横方向状態量、前記荷重状態量及びタイヤパラメータに基づいてセルフアライニングトルクモデル値を演算するセルフアライニングモデル値演算手段と、前記セルフアライニングトルク推定・検出手段で推定または検出されたセルフアライニングトルクと、前記セルフアライニングモデル値演算手段で演算されたセルフアライニングトルクモデル値との比であるセルフアライニング比を演算する比演算手段と、前記セルフアライニング比及び前記制駆動力に基づいて前記前輪のタイヤのグリップ度を推定するグリップ度推定手段と、前記後輪に発生する制駆動力を演算する後輪制駆動力演算手段と、前記前輪のグリップ度、前記前輪の横力、前記前輪及び前記後輪各々の制駆動力に基づいて、以下の式に従って、前記後輪のタイヤのグリップ度ε r を推定する後輪グリップ度推定手段と、を含むものである。
【数６】
即ち、後輪制駆動力演算手段は、後輪に発生する制駆動力を演算する。後輪グリップ度推定手段は、前輪のグリップ度、前輪の横力、前輪及び後輪各々の制駆動力に基づいて、上記の式に従って、後輪のタイヤのグリップ度ε r を推定する。
請求項３記載の発明にかかるタイヤグリップ度推定装置は、前輪の接地面に発生するセルフアライニングトルクを推定または検出するセルフアライニングトルク推定・検出手段と、前記前輪に発生する横方向状態量として、横力を演算する横方向状態量演算手段と、前記前輪の荷重状態量を推定する荷重状態量推定手段と、前記車輪に発生する制駆動力を演算する制駆動力演算手段と、前記横方向状態量、前記荷重状態量及びタイヤパラメータに基づいてセルフアライニングトルクモデル値を演算するセルフアライニングモデル値演算手段と、前記セルフアライニングトルク推定・検出手段で推定または検出されたセルフアライニングトルクと、前記セルフアライニングモデル値演算手段で演算されたセルフアライニングトルクモデル値との比であるセルフアライニング比を演算する比演算手段と、前記セルフアライニング比及び前記制駆動力に基づいて前記前輪のタイヤのグリップ度を推定するグリップ度推定手段と、後輪に発生する横方向状態量として、横力を演算する後輪横方向状態量演算手段と、前記後輪に発生する制駆動力を演算する後輪制駆動力演算手段と、前記前輪のグリップ度、前記前輪の横方向状態量及び制駆動力に基づいて、前輪の路面摩擦係数を演算する路面摩擦係数演算手段と、前記路面摩擦係数演算手段により演算 された前輪の路面摩擦係数と、前記後輪の横力及び制駆動力と、に基づいて、以下の式に従って、前記後輪のタイヤのグリップ度ε r を推定する後輪グリップ度推定手段と、を含むものである。
【数７】
即ち、後輪横方向状態量演算手段は、後輪に発生する横方向状態量として、横力を演算する。後輪制駆動力演算手段は、後輪に発生する制駆動力を演算する。路面摩擦係数演算手段は、前輪のグリップ度、前輪の横方向状態量及び制駆動力に基づいて、前輪の路面摩擦係数を演算する。後輪グリップ度推定手段は、路面摩擦係数演算手段により演算された前輪の路面摩擦係数と、後輪の横力及び制駆動力と、に基づいて、上記の式に従って、後輪のタイヤのグリップ度ε r を推定する。
請求項４記載の発明は、請求項３記載の発明において、後輪制駆動力演算手段は、左右各々の後輪に発生する制駆動力を演算し、後輪グリップ度推定手段は、以下の式に従って、左の後輪タイヤのグリップ度ε rl 及び右の後輪タイヤのグリップ度ε rr を推定する。
【数８】
【００１２】
ここで、上記荷重状態量は、請求項５のように、荷重変化後の前輪の接地荷重及び前輪の荷重変化量としてもよい。
【００１３】
また、請求項６のように、前輪に発生する制駆動力に基づいて、車輪に発生する前後方向状態量を演算する前後方向状態量演算手段を更に備え、荷重状態量は荷重変化後の前記前輪の接地荷重であり、セルフアライニングモデル値演算手段は、前後方向状態量、横方向状態量、荷重状態量（即ち、荷重変化後の前記前輪の接地荷重）、及びタイヤパラメータに基づいてセルフアライニングトルクモデル値を演算するようにしてもよい。
【００２２】
上記各発明において、セルフアライニングモデル値演算手段は、請求項７のように、前記荷重変化量が大きいほどセルフアライニングモデル値が大きくなるように演算するようにしてもよい。
また、請求項８のように、横方向状態量演算手段は、前輪に発生する横方向状態量として、横力及びスリップ角を演算し、セルフアライニングモデル値演算手段は、前記横方向状態量としてのスリップ角、前記荷重状態量及びタイヤパラメータに基づいてセルフアライニングトルクモデル値を演算するようにしてもよい。
【００２３】
【発明の実施の形態】
〔第１の実施の形態〕
以下、図面を参照して、本発明の第１の実施の形態を詳細に説明する。
【００２４】
図１に示すように、本実施の形態にかかるグリップ度推定装置は、ドライバが図示しない操舵系（ステアリング）を操舵する際の操舵トルクを検出する操舵トルク検出器１２と、図示しないパワーステアリング（以下、パワステという）によるアシストトルクを検出するアシストトルク検出器１４と、操舵トルク検出器１２により検出された操舵トルクと、アシストトルク検出器１４により検出されたアシストトルクと、から操舵系の摩擦を除去して路面とタイヤ間で発生するＳＡＴを推定する、セルフアライニングトルク推定・検出手段としてのＳＡＴ推定器１６と、を備えている。
【００２５】
また、グリップ度推定装置は、車速と操舵角などから前輪スリップ角（横状態量）を演算する、横状態量演算手段としてのスリップ角演算器１８と、操舵輪の荷重変化（荷重状態）を推定する、荷重状態推定手段としての荷重変化推定器２０と、スリップ角推定値と荷重変化からＳＡＴのスリップ角に対する原点勾配をスリップ角に乗じてＳＡＴの線形モデル出力、すなわちＳＡＴモデル値を演算する、セルフアライニングモデル値演算手段としてのＳＡＴモデル演算器２２と、を備えている。
【００２６】
更に、グリップ度推定装置は、車両を制駆動する制駆動輪に発生する前後状態量としての制駆動力を推定する、前後状態量演算手段としての制駆動力推定器２４と、ＳＡＴ推定器１６により推定されたＳＡＴ、ＳＡＴモデル演算器２２により演算されたＳＡＴモデル値、及び制駆動力推定器２４により推定された制駆動力から、グリップ度を推定する、グリップ度推定手段としてのグリップ度推定器２６と、を備えている。
【００２７】
図２に示すように、グリップ度推定器２６は、ＳＡＴ推定器１６により推定されたＳＡＴと、ＳＡＴモデル演算器２２により演算されたＳＡＴモデル値と、から、ＳＡＴのＳＡＴモデル値に対する比をＳＡＴモデル比として演算するＳＡＴモデル比演算器２８と、ＳＡＴモデル比、制駆動力、及びグリップ度の関係を示す３次元マップであるグリップ度マップを記憶するメモリ３２と、ＳＡＴモデル比演算器２８により演算されたＳＡＴモデル比及び制駆動力推定器２４により推定された制駆動力と、メモリ３２に記憶されたＳＡＴモデル比、制駆動力、及びグリップ度の関係を示すグリップ度マップと、に基づいて、グリップ度を演算出力するグリップ度出力器３０と、を備えている。
【００２８】
図３に示すように、スリップ角演算器１８は、車速と操舵角から車両線形モデルに基づいてスリップ角推定値を演算するスリップ角推定器３４と、横加速度及びヨーレートを入力し、車両運動状態量から前輪の横力を演算する横力演算器３８と、横力演算値を前輪コーナリングパワーで除算し横力演算値のスリップ角換算値を演算するスリップ角換算器４０と、スリップ角推定値をハイパス処理するハイパスフィルタ３６と、スリップ角換算値をローパス処理するローパスフィルタ４２と、ハイパスフィルタおよびローパスフィルタ処理後のスリップ角を加算し統合スリップ角を演算する加算器４４と、を備えている。
【００２９】
次に、本実施の形態におけるグリップ度の演算原理を説明する。
前後スリップ、横スリップを
【００３０】
【数９】
ただし、s：スリップ率、β：スリップ角、Ｋβ：スリップ角に対する横力の剛性、Ｋs：スリップ率に対する前後力の剛性と定義することによって、ブラッシュモデルによるタイヤ発生力は、次式のように簡素化されて記述できる。
【００３２】
【数１０】
ただし、
【００３４】
【数１１】
である。ここで、μ：路面摩擦係数（路面μ）、F：タイヤ発生力、Fx：制駆動力、Fy：横力、Fz：接地力であり、タイヤ発生力の方向はすべりの方向と一致すると仮定すると、
【００３６】
【数１２】
となる。ここでは、以上の関係を用いて制駆動時のＳＡＴ記述の整理を行う。まず、準備として(6)、(9)式を整理し、
【００３８】
【数１３】
を、また、(3)、(4)式を整理し、
【００４０】
【数１４】
を得る。さらに、(6)、(8)、(11)式から、
【００４２】
【数１５】
を得る。
【００４４】
ところで、制動時のＳＡＴは、次式のように記述できることが知られている（自動車の運動と制御、37/39、山海堂（1992））。
【００４５】
【数１６】
また、同様に駆動時のＳＡＴは、次式によって記述される。
【００４７】
【数１７】
ところで、スリップ率、スリップ角を前後スリップ、横スリップに置き換えて記述すると、(13)、(14)式は、何れも
【００４９】
【数１８】
と記述できる。さらに、(15)式に(10)、(11)、(12)式を用いて整理すると、
【００５１】
【数１９】
となる。ここで、グリップ度（１−μ利用率）εは、
【００５３】
【数２０】
となることから、ＳＡＴは、横スリップと制駆動力およびグリップ度を用いて、
【００５５】
【数２１】
と記述することができる。
【００５７】
ところで、荷重変化時には、車輪の接地長は荷重の平方根に比例して長くなるとともに、コーナリングパワー、ブレーキングスティッフネスは荷重に比例して大きくなる、すなわち、
【００５８】
【数２２】
と記述できる。ただし、Ｋs0、Ｋβ0はそれぞれ静止荷重での２輪分のブレーキングステイッフネス及びコーナリングパワーを、また、Ｋs、Ｋβは荷重変化時の１輪分のブレーキングステイッフネス及びコーナリングパワーを、さらに、l0、lはそれぞれ静止荷重及び荷重変化時の接地長を、そして、Ｆz0、Ｆzはそれぞれ１輪分の静止荷重及び荷重変化時の荷重を示してる。
【００６０】
また、ｚ軸周りのＳＡＴとキングピン周りのトルクの間には、キャスタートレールやキングピンオフセットの影響が、次式のように記述される。
【００６１】
【数２３】
ただし、Tk：キングピン周りのトルク、lc：キャスタートレール、lk：キングピンオフセットであり、キングピンオフセットの影響は左右輪で符号が異なる性質を有している。
【００６３】
左右輪の制駆動力が一致すると仮定する場合、ハンドル軸に伝達されるトルクTs（セルフアライニングトルク）は、
【００６４】
【数２４】
と記述される。ただし、接地長、タイヤ剛性に関するl、rの添え字は、左右輪を意味している。また、Fz0は、前軸の静止荷重（前輪２輪分の静止荷重）、Fzは、前後荷重移動を考慮した前軸荷重（前輪２輪分の荷重）、ΔFzは、前輪左右輪の荷重変動量（荷重状態）であり、横加速度信号gyとロール剛性配分（前輪の負担率）γrollおよび前輪トレッドTfから
【００６６】
【数２５】
と近似することができる。ただし、｜gy｜はgyの絶対値をあらわしている。
この場合、線形モデルTs0（セルフアライニングモデル値）は、
【００６８】
【数２６】
と記述できる。
【００７０】
なお、車両の前後加速度信号gxから操舵輪である前輪の荷重変化後の接地荷重Fzfは次式に基づいて推定演算される。
【００７１】
【数２７】
である。
【００７３】
線形モデルTs0は、タイヤパラメータのほか、横方向状態量としてのスリップ角κy、左右荷重変化量ΔＦz、前輪の荷重変化後の接地荷重Fzfを用いて求める。なお、上記(27)式より明らかなように、左右荷重変化量ΔＦzが大きいほど線形モデルTs0が大きくなるように演算される。
【００７４】
このとき、線形モデル比γ（セルフアライニング比）は、
【００７５】
【数２８】
と演算される。したがって、線形モデル比γと制駆動力Fxから(28)-(31)式に基づいてグリップ度
【００７７】
【数２９】
を導出することができる。
【００７９】
次に、前述した原理に基づいた本実施の形態に係るグリップ度推定装置の作用を説明する。
【００８０】
操舵トルク検出器１２は、ハンドルに取り付けられたトルクセンサによってドライバの操舵する操舵トルクを検出する。アシストトルク検出器１４は、電動パワステの電流値にトルク定数を乗じてパワステのアシストトルクを算出する。
【００８１】
ＳＡＴ推定器１６は、操舵トルクとアシストトルクの和から操舵系の摩擦を除去して路面とタイヤ間で発生するＳＡＴを推定する。摩擦除去の演算は、以下のロジックによって行う。
【００８２】
図４（Ａ）に示す２本の直線の幅は、操舵系の摩擦によって生じたヒステリシスの大きさを表したものであり、それぞれの直線の傾きは1である。図４（Ｂ）は、摩擦除去演算の方法を示すものである。操舵トルクとアシストトルクの和、スリップ角ともに０となる直進状態では、ヒステリシス特性は発生しておらず、このときのＳＡＴ推定値は０を出力する。つぎに操舵が行われ、ＳＡＴが発生した場合、ＳＡＴ推定値は、操舵トルクとアシストトルクの和に対しＫ1の傾きで演算される。コンピュータ内では、離散化されたロジックにより、
【００８３】
【数３０】
と演算される。ただし、TSATは、ＳＡＴ推定値、TDAは、操舵トルクとアシストトルクの和である。この傾きＫ1は、1に比較して小さく設定されており、クーロン摩擦などによって操舵トルクとアシストトルクの和が変動してもＳＡＴ推定値の変動は小さいことを表現するものである。さらに、操舵が行われ、(1)によるＳＡＴ推定値の演算値が図４（Ｂ）におけるＡ点まで達し、さらに操舵トルクとアシストトルクの和が増加する場合には、モデルの下限に沿って次式に従って増加する。
【００８５】
【数３１】
また、さらに操舵が行われてＢ点まで達したところで切り増しが終了し、操舵トルクとアシストトルクの和が減少し始めた場合には、傾きＫ1で(33)式に従ってＳＡＴ推定値は減少する。この領域では、操舵トルクとアシストトルクの和の変動に対し、ＳＡＴ推定値の変動は小さくなるように設定されている。これは、旋回時の保舵状態においてドライバの操舵力を多少変化させてもパワステシステムのクーロン摩擦などの影響によってＳＡＴ推定値には影響が現れないことを表現したものである。なお、Ｂ点からＳＡＴの減少によって到達したＣ点において再び操舵トルクとアシストトルクの和が増加する場合には、(33)式に従いＢ点に向かってＳＡＴ推定値は増加する。また、切戻しによりＣ点からさらにＳＡＴ操舵トルクとアシストトルクの和が減少し、モデル上限に達した場合には、ＳＡＴ推定値は上限に沿って(34)式に従って減少する。このような２種類の傾きの設定によって図４（Ｂ）に示すヒステリシス特性が除去される。
【００８７】
図５（Ａ）及び図５（Ｂ）は、高μ路面走行時の操舵トルクとアシストトルクの和とこの値から(33)、(34)式に基づいてヒステリシス特性を除去したＳＡＴ推定値を示したものである。摩擦除去の効果によって、クーロン摩擦などの影響と考えられる保舵時の変動がほぼ補償されていることがわかる。
【００８８】
また、図６（Ａ）及び図６（Ｂ）は、高μ路、低μ路の走行時のスリップ角と操舵トルクとアシストトルクの和、およびスリップ角とＳＡＴ推定値の関係を示したものである。ヒステリシス特性が除去されていることがわかる。
【００８９】
次に、スリップ角演算器１８（図３参照）によるスリップ角の演算を説明する。スリップ角推定器３４は、車速と操舵角から車両線形モデルに基づき前輪スリップ角を推定する。スリップ角演算器１８における前輪スリップ角の推定は、車両運動の動特性を利用し、次式の状態方程式によって推定するものである。
【００９０】
【数３２】
ただし、v：横速度（m/s）、r：ヨーレート（rad/s）、αE：前輪スリップ角推定値（rad）、u：車速（m/s）、cf、r：前後輪コーナリングパワー（N/rad）、Lf、r：前後軸重心間距離（m）、M：車両質量（kg）、Iz：ヨー慣性（kgm2）、gh：ハンドル実舵間ギヤ比、θp：ハンドル角である。
【００９２】
(35)、(36)式をサンプル時間τで離散化し、車速の関数として表現すると、
【００９３】
【数３３】
という形式で表現される。
【００９５】
横力演算器３８は、車両運動状態量から前輪の横力を演算する。前輪横力は、車体の運動方程式
【００９６】
【数３４】
ただし、Ff：前輪横力、Fr：後輪横力を変形することによって、以下のように記述することができる。
【００９８】
【数３５】
ただし、
【０１００】
【数３６】
である。
【０１０２】
スリップ角換算器１８は、横力演算値を前輪コーナリングパワーで除算し、横力演算値のスリップ角換算値を演算する。すなわち、
【０１０３】
【数３７】
ただし、αT：スリップ角換算値である。
【０１０５】
ハイパスフィルタ３６は１次の離散フィルタによって構成される。ところで、連続時間でのフィルタは、次式の伝達関数によって記述される。
【０１０６】
【数３８】
ただし、ωb：フィルタの折れ点周波数である。この式をTustin変換などの手法を用いて変換することにより、離散時間のフィルタを設計することができる。Tustin変換は、サンプリング時間をＴ、時間進みオペレータをｚとした場合、
【０１０８】
【数３９】
を(43)式に代入することによって演算でき、このときの離散時間フィルタは、
【０１１０】
【数４０】
と記述される。また、ローパスフィルタ４２はハイパスフィルタ３６と同じ折れ点周波数をもつ１次の離散フィルタとして構成される。連続時間でのフィルタは、
【０１１２】
【数４１】
と記述され、これをTustin変換すると、
【０１１４】
【数４２】
と記述される。ここで設計されるハイパスフィルタ３６とローパスフィルタ４２の和は、１となる。これは、同一の信号をハイパスフィルタ３６とローパスフィルタ４２に入力し、これらの出力を加算した場合、元の信号が復元されることを意味している。ここでは、低周波数領域にドリフト誤差を含むスリップ角推定値にハイパスフィルタ処理を行いドリフト誤差を除去するとともに、高周波数領域にノイズや位相の遅れを含むスリップ角換算値にローパスフィルタ処理を行い高周波領域の変動成分を除去し、これらのフィルタ処理後の信号を加算することによってドリフト誤差やノイズなどの影響を受けないスリップ角を演算することができる。ここでの折れ点周波数は、スリップ角換算値に含まれる路面外乱などに伴うノイズを除去するとともに、バンク路進入時などの路面カント変化速度に適応できるような値に設定されるものである。ハイパスフィルタおよびローパスフィルタ処理後のスリップ角は、加算され、統合スリップ角としてグリップ度演算に用いられる。すなわち、
【０１１６】
【数４３】
ただし、αT：統合スリップ角である。
【０１１８】
荷重変化推定器２０（図１参照）は、車両の横加速度信号gyから前輪の旋回に伴う左右荷重変化量ΔＦzを上記(24)式より推定演算する。また、荷重変化推定器２０（図１参照）は、車両の前後加速度信号gxから前輪の制駆動状態における荷重変化後の接地荷重Fzfを上記式(26)に基づいて推定演算する。
【０１１９】
ＳＡＴモデル値演算器２２は、スリップ角演算器１８により演算されたスリップ角κyと荷重変化推定器２０により推定された左右荷重変化量ΔＦz、前輪の荷重変化後の接地荷重FzfからＳＡＴの線形モデル出力、すなわちＳＡＴモデル値を(25)式に基づき演算する。
【０１２０】
グリップ度推定器２６のＳＡＴモデル比演算器２８は、ＳＡＴ推定値とＳＡＴモデル値からＳＡＴ推定値のＳＡＴモデル値に対する比γを(28)式からＳＡＴモデル比として演算する。そして、グリップ度出力器３０は、線形モデル比γと制駆動力Fxから(28)-(31)式に基づいてグリップ度を演算する。なお、この場合、(28)-(31)式に代えて、グリップ度εと、ＳＡＴモデル比γ及び前後方向状態量（制駆動力Ｆx）と、の関係を示すマップ、データテーブル、及び関係式を予め求めておき、グリップ度を推定するようにしてもよい。
【０１２１】
図７（Ａ）及び図７（Ｂ）は、ＳＡＴモデル値（図７（Ｂ）参照）を(27)式に基づき横荷重移動ΔＦzを考慮して設定したときのドライ路旋回時のグリップ度推定結果（図７（Ａ）参照）をグリップ度真値と比較して示したものである。
【０１２２】
図８（Ａ）及び図８（Ｂ）は、横荷重移動の影響を考慮せず、ＳＡＴモデル値（図８（Ｂ）参照）を
【０１２３】
【数４４】
と設定したときのドライ路旋回時のグリップ度推定結果（図８（Ａ）参照）をグリップ度真値と比較して示したものである。グリップ度真値は、路面μを一定（0.9）と仮定し、前輪で発生している前後力と横力を荷重で基準化した実績μ値から「グリップ度真値＝１−μ利用率＝１−実績μ値／路面μ」として演算した値である。
【０１２５】
図７（Ａ）及び図７（Ｂ）と図８（Ａ）及び図８（Ｂ）との比較から、横荷重移動の影響を考慮することによってグリップ度推定の精度が向上していることがわかる。
【０１２６】
〔第２の実施の形態〕
次に、第２の実施の形態を説明する。
【０１２７】
図９に示すように、本実施の形態にかかるグリップ度推定装置は、前述した第１の実施の形態（図１参照）の構成と同一の部分があるので、同一部分には同一の符号を付してその説明を省略し、異なる部分について説明する。即ち、本実施の形態にかかるグリップ度推定装置は、第１の実施の形態（図１参照）におけるスリップ角演算器１８に代えて、横方向状態量として横力を検出する、横方向状態量演算手段としての横力検出器１８０を備えると共に、前後方向状態量演算手段としての前後方向状態量演算器２４０を備え、前後方向状態量演算器２４０は、グリップ度推定器２６に接続されている。
【０１２８】
図１０に示すように、前後方向状態量演算器２４０は、エンジン出力及びブレーキ油圧に基づいて、制駆動力を推定する制駆動力推定器４２と、制駆動力推定器４２から出力された制駆動力を前輪コーナリングパワーで除算して前後方向状態量（Ｆx/Ｋβ）を演算する除算器２４４と、を備えて構成されている。
【０１２９】
図１１に示すように、本実施の形態にかかるグリップ度推定装置の横力演算器１８０は、車速と操舵角から車両線形モデルに基づいて前輪の横力推定値を演算する横力推定器３４０と、横力推定値をハイパス処理するハイパスフィルタ３６０と、車両運動状態量から前輪の横力を演算する横力演算器３８０と、横力換算器４００と、横力演算値をローパス処理するローパスフィルタ４２０と、ハイパスフィルタおよびローパスフィルタ処理後の横力を加算し統合横力を演算する加算器４４０と、を備えている。
【０１３０】
次に、本実施の形態に係るＳＡＴモデル値の演算原理を説明する。
車輪の接地長は荷重の平方根に比例して長くなるとともに、各輪のコーナリングパワー、横力は荷重に比例して大きくなる、すなわち、
【０１３１】
【数４５】
と記述できる。ただし、添え字の０は非荷重移動状態をl、rはそれぞれ左輪、右輪の値であることを表している。このため、このような荷重移動の影響をＳＡＴモデル値演算時に考慮することによってグリップ度推定の精度向上が期待できる。
【０１３３】
ここでは、(100)-(102)式の仮定に加え、左右輪の制駆動力は一致する、すなわち
【０１３４】
【数４６】
と仮定すると、左右２輪分のＳＡＴの合計であるＳＡＴモデル値（高グリップ状態の操舵トルク）は、
【０１３６】
【数４７】
と記述できる。また、キャスタートレールを補償した後の操舵軸トルクを利用する場合には、ＳＡＴモデル値は、
【０１３８】
【数４８】
と記述できる。(104)または(105)式のようにＳＡＴモデル値の導出の際に荷重移動の影響を考慮することによって、グリップ度推定の精度向上が期待できる。
【０１４０】
次に、本実施の形態の作用を説明する。なお、本実施の形態の作用は、前述した第１の実施の形態の作用と同一の部分を有するので、同一の作用部分についてはその説明を省略する。
【０１４１】
ＳＡＴ推定器１６は、操舵トルクとアシストトルクの和から操舵系の摩擦を除去して路面とタイヤ間で発生するＳＡＴを推定する。なお、左右輪の制駆動力に差がある場合には、制駆動力差によって生じるトルクを減じる補償を実施後に摩擦除去を行う。すなわち、摩擦除去前のＳＡＴを
【０１４２】
【数４９】
に基づき演算し、求められたTfricに対して摩擦除去演算（第１の実施の形態と同様）を実施し、ＳＡＴ推定値Tsを求める。ここで、Tfricは摩擦除去前のＳＡＴ、Tswは操舵トルク、Tmaはアシストトルク、ΔFxは制駆動力左右輪差、lkはキングピンオフセットである。
【０１４４】
横力演算器１８０における横力推定器３４０は、車速と操舵角から車両線形モデルに基づき前輪横力を推定する。ここで、前輪横力の推定は、車両運動の動特性を利用し、次式の状態方程式によって推定するものである。
【０１４５】
【数５０】
ただし、v：横速度（m/s）、r：ヨーレート（rad/s）、FyE：前輪横力推定値（N）、u：車速（m/s）、cf、cr：前後輪コーナリングパワー（N/rad）、Lf、Lr：前後軸重心間距離（m）、M：車両質量（kg）、Iz：ヨー慣性（kgm2）、gh：ハンドル実舵間ギヤ比、θp：ハンドル角である。なお、前輪コーナリングパワーcfは、前述のＫβと同じものである。 (107)、(108)式をサンプル時間τで離散化し、車速の関数として表現すると、
【０１４７】
【数５１】
という形式で表現される。
【０１４９】
横力演算器３８０は、車両運動状態量から前輪の横力を演算する。前輪横力は、車体の運動方程式
【０１５０】
【数５２】
ただし、Fyf：前輪横力、Fyr：後輪横力を変形することによって、以下のように記述することができる。
【０１５２】
【数５３】
である。横力換算器４００は、(113)式に基づいて横力を演算し、横力演算値FyCとして出力する。
【０１５４】
ハイパスフィルタ３６０は１次の離散フィルタによって構成される。ところで、連続時間でのフィルタは、次式の伝達関数によって記述される。
【０１５５】
【数５４】
ただし、ωb：フィルタの折れ点周波数である。この式をTustin変換などの手法を用いて変換することにより、離散時間のフィルタを設計することができる。Tustin変換は、サンプリング時間をＴ、時間進みオペレータをｚとした場合、
【０１５７】
【数５５】
を(114)式に代入することによって演算でき、このときの離散時間フィルタは、
【０１５９】
【数５６】
と記述される。また、ローパスフィルタ４２０はハイパスフィルタ３６０と同じ折れ点周波数をもつ１次の離散フィルタとして構成される。連続時間でのフィルタは、
【０１６１】
【数５７】
と記述され、これをTustin変換すると、
【０１６３】
【数５８】
と記述される。ここで設計されるハイパスフィルタ３６０とローパスフィルタ４２０の和は、１となる。これは、同一の信号をハイパスフィルタ３６０とローパスフィルタ４２０に入力し、これらの出力を加算した場合、元の信号が復元されることを意味している。ここでは、低周波数領域にドリフト誤差を含む横力推定値にハイパスフィルタ処理を行いドリフト誤差を除去するとともに、高周波数領域にノイズや位相の遅れを含む横力演算値にローパスフィルタ処理を行い高周波領域の変動成分を除去し、これらのフィルタ処理後の信号を加算することによってドリフト誤差やノイズなどの影響を受けない横力を演算することができる。ここでの折れ点周波数は、横力演算値に含まれる路面外乱などに伴うノイズを除去するとともに、バンク路進入時などの路面カント変化速度に適応できるような値に設定されるものである。ハイパスフィルタおよびローパスフィルタ処理後の横力は、加算され、統合横力としてグリップ度演算に用いられる。すなわち、
【０１６５】
【数５９】
ただし、FyI：統合横力である。
【０１６７】
前後方向状態量演算器２４０は、エンジン出力トルクTengにギヤ比ge、デフ比gdを乗じるとともにタイヤ有効半径rwで除算して求めた駆動力とブレーキ油圧Pbに定数Ｋbrakeを乗じて求めた制動力を加えて前輪で発生する制駆動力Fxを
【０１６８】
【数６０】
と求め、さらに前輪コーナリングパワー基準値で除算し、前後方向状態量Fx/Ｋβ0として出力する。
【０１７０】
SATモデル値演算器２２は、横方向状態量FyI、状態量前後方向状態量Fx/Ｋβ0に基づきＳＡＴモデル値を以下のように演算する。
【０１７１】
【数６１】
である。
【０１７３】
Ｆzl、Ｆzrは、荷重変化推定器２０により、車両の前後方向加速度信号gxから上記（26）、(27)式より計算される。
【０１７４】
荷重変化推定器２０（図１参照）は、車両の前後加速度信号gxから操舵輪である前輪の荷重変化後の接地荷重Fzを次式に基づいて推定演算する。
【０１７５】
グリップ度推定器２６のＳＡＴ比演算器２８は、ＳＡＴ推定値TsとＳＡＴモデル値Ts0の比を次式のように演算し、ＳＡＴモデル比γとして出力する。
【０１７６】
【数６２】
グリップ度出力器３０は、ＳＡＴモデル比γと前後方向状態量Fx/Ｋβ0から３次元マップ等（前述した第１の実施の形態参照）に基づいてグリップ度を演算する。
【０１７８】
図１２は、路面μ=0.45の人工低μ路において旋回加速実験を行ったときのグリップ度推定結果を示したものである。この実験では、図１２において２ｓの時に操舵し、３ｓの時に0.1G相当の加速を行っており、加速度と既知の路面μ値（=0.45）から求めたグリップ度真値と推定値は、良い一致が見られる。
ことがわかる。
【０１７９】
〔第３の実施の形態〕
次に、第３の実施の形態を説明する。
本実施の形態にかかるグリップ度推定装置は、前述した第２の実施の形態（図９参照）の構成と同一の部分があるので、同一部分には同一の符号を付してその説明を省略し、異なる部分について説明する。即ち、図１３に示すように、本実施の形態にかかるグリップ度推定装置は、第２の実施の形態（図９参照）における、操舵トルク検出器１２、アシストトルク検出器１４、ＳＡＴ推定器１６、前輪の横力を演算する横力演算器１８０、操舵輪の荷重変化を推定する荷重変化推定器４０、前輪の前後方向状態量を演算する前後方向状態量演算器２４０、ＳＡＴモデル値演算器２２、及び前輪のグリップ度を推定するグリップ度推定器２６を備えている。また、本実施の形態にかかるグリップ度推定装置はさらに、路面摩擦係数（路面μ）を演算する路面摩擦係数演算手段としての路面摩擦係数演算器１００、後輪の制駆動力を演算する、後輪前後方向状態量演算手段としての制駆動力演算器５２、後輪の横力を演算する後輪横方向状態量演算手段としての横力演算器１８２、及び後輪のグリップ度を推定するグリップ度推定器１２６を備えている。
【０１８０】
次に、本実施の形態における作用を説明する。なお、本実施の形態における作用は、前述した第１の実施の形態及び第２の実施の形態の作用と同一の作用部分があるので、同様な作用部分について省略し、異なる作用部分について主として説明する。
【０１８１】
前述したように、グリップ度推定器２６は、前輪のグリップ度εfを推定する。路面摩擦係数演算器１００は、路面摩擦係数（路面μ）を次にようにして演算する。即ち、路面μを、前輪のグリップ度εfと前輪の制駆動力Fxf、横力Fyfおよび前輪荷重Wfから
【０１８２】
【数６３】
から演算する。なお、前輪の制駆動力Fxfは、前後方向状態量演算器２４０における制駆動力推定器４２（図１０参照）から求められる。
制駆動力演算器５２は、後輪の制駆動力Fxrを演算し、横力演算器１８２は、後輪の横力Fyrを演算する。そして、グリップ度推定器１２６は、本実施の形態では、前後輪の路面μが同一と仮定して、路面摩擦係数演算器１００により演算した路面摩擦係数μ、後輪の制駆動力Fxr、横力Fyrおよび後輪荷重Wrから
【０１８４】
【数６４】
から演算する。
【０１８６】
〔第４の実施の形態〕
次に、第４の実施の形態を説明する。
本実施の形態にかかるグリップ度推定装置は、前述した第３の実施の形態（図１３参照）の構成と同一の部分があるので、同一部分には同一の符号を付してその説明を省略し、異なる部分について説明する。即ち、図１４に示すように、本実施の形態にかかるグリップ度推定装置は、第３の実施の形態（図１３参照）における、路面摩擦係数演算器１００を省略し、横力演算器１８０、前後方向状態量演算器２４０における制駆動力推定器４２（図１０参照）、及びグリップ度推定器２６は、グリップ度推定器１２６に接続されている。
【０１８７】
次に、本実施の形態における作用を説明する。なお、本実施の形態における作用は、前述した第３の実施の形態の作用と同一の作用部分があるので、同一の作用部分の説明を省略し、異なる作用部分について主として説明する。
【０１８８】
グリップ度推定器１２６は、以下のように後輪のグリップ度を推定する。
【０１８９】
即ち、前後輪の路面μが同一という仮定に加え、前後輪の横力の比が前後輪の荷重の比に一致する、すなわち
【０１９０】
【数６５】
と仮定すると、
【０１９２】
【数６６】
となり、このときの後輪グリップ度は、
【０１９４】
【数６７】
と表される。即ち、グリップ度推定器１２６は、前輪のグリップ度εf、前輪の制駆動力Fxf、前輪の横力Fyfおよび前輪荷重Wf、後輪荷重Wr、後輪の制駆動力Fxr、及び、後輪の横力Fyrから、後輪グリップ度εrを(205)式より演算する。
【０１９６】
〔第５の実施の形態〕
次に、第５の実施の形態を説明する。
本実施の形態にかかるグリップ度推定装置は、前述した第４の実施の形態（図１４参照）の構成と同一の部分があるので、同一部分には同一の符号を付してその説明を省略し、異なる部分について説明する。即ち、図１５に示すように、本実施の形態にかかるグリップ度推定装置は、第４の実施の形態（図１４参照）における、後左輪、後右輪についてそれぞれ、横力演算器１８２Ｒ、１８２Ｌ、制駆動力推定器５２Ｒ、５２Ｌ、及びグリップ度推定器１２６Ｒ、１２６Ｌを備えている。
【０１９７】
次に、本実施の形態における作用を説明する。なお、本実施の形態における作用は、前述した第１０の実施の形態の作用と同一の作用部分があるので、同一の作用部分の説明を省略し、異なる作用部分について主として説明する。
【０１９８】
左右輪の路面μが一致していると仮定すると、各輪毎のグリップ度εfl、εfr、εrl、εrr（添え字fl、fr、rl、rrは、それぞれ左前、右前、左後、右後を表している）は、各輪の制駆動力（前後力）Fxfl、 Fxfr、 Fxrl、 Fxrr、横力Fyfl、 Fyfr、 Fyrl、 Fyrr、荷重Wfl、 Wfr、 Wrl、 Wrrを用いて、
【０１９９】
【数６８】
と記述できる。ところで、各輪毎のグリップ度を推定するためには、(206)-(209)式から明らかなように各輪毎の制駆動力、横力が必要となる。駆動力は左右同一と仮定できるとともに、制動力は各輪のホイール油圧から各輪ごとに推定することか可能である。一方、横力に関しては、車両運動からは左右輪の合計値のみ推定が可能であり、各輪毎の値を導出することはできない。このためここでは、タイヤで発生する横力は、各輪の荷重に概ね比例するという性質に着目し、１輪ごとの横力を左右合計の横力によって次式のように記述する。
【０２０１】
【数６９】
したがって、(206)-(209)式に(201)、(210)-(213)式を代入すると
【０２０３】
【数７０】
また、前後輪のグリップ度推定同様、前後輪の横力の比が前後輪の荷重の比に一致すると仮定する場合には、
【０２０５】
【数７１】
となり、後左右輪のグリップ度は、
【０２０７】
【数７２】
と記述される。
【０２０９】
即ち、後左輪のグリップ度推定器１２６Ｌは、前輪のグリップ度εf、前輪荷重Wf、後左輪荷重Wrl、前輪制駆動力Fxf、前輪横力Fyf、及び後左輪制駆動力Fxrl、を用いて、(220)式から、後左輪のグリップ度εrlを求める。
【０２１０】
同様に、後右輪のグリップ度推定器１２６Ｒは、前輪のグリップ度εf、前輪荷重Wf、後右輪荷重Wrr、前輪制駆動力Fxf、前輪横力Fyf、及び後右輪制駆動力Fxrr、を用いて、(221)式から、後左輪のグリップ度εrrを求める。
【０２１１】
このように、前述した第３の実施の形態乃至第５の実施の形態では、後輪のグリップ度を推定することができる。この結果、たとえば、制動中の前後輪のグリップ度をフィードバックして、グリップ度を均等化するような製動力の配分制御を行うことが可能となる。この場合、制度中の各輪のグリップ余裕度が向上する結果、車両運動の安定性が向上する。
【０２１２】
また、第４の実施の形態における(205)式に基づいた後輪のグリップ度の推定では、後輪横力推定の位相を前輪横力発生と一致させることにより、第３の実施の形態における(202)式に基づいた後輪のグリップ度の推定に比較して、位相の早い推定が可能となる。
【０２１３】
なお、第５の実施の形態では、前述した第３の実施の形態のように、左右各々の後輪のグリップ度を路面摩擦係数μを用いて求めるようにしてもよい。
【０２１４】
【発明の効果】
請求項１、２、３記載の発明は、前輪の荷重状態量を推定し、荷重状態量を用いてセルフアライニングトルクモデル値を演算し、セルフアライニング比を演算して、前輪のタイヤのグリップ度を推定するので、車輪に荷重の移動があった場合のグリップ度の推定精度を向上させることができる、という効果を有する。また、制駆動力を用いてタイヤのグリップ度を推定するので、車両が制駆動状態のときのグリップ度の推定精度をより向上させることができる、という効果を有する。
【０２１５】
請求項１、２、３記載の発明は後輪のタイヤのグリップ度を推定する際に、前輪の荷重状態量を推定して求めた前輪のグリップ度を用いているので、車輪に荷重の移動があった場合の後輪のタイヤのグリップ度の推定精度を向上させることができる、という効果を有する。
【０２１６】
請求項７記載の発明は、制駆動力を用いてタイヤのグリップ度を推定するので、車両が制駆動状態のときのグリップ度の推定精度をより向上させることができる、という効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態にかかるグリップ度推定装置のブロック図である。
【図２】グリップ度推定器のブロック図である。
【図３】スリップ各演算着のブロック図である。
【図４】（Ａ）は、ＳＡＴ推定値の上下限を示した図であり、（Ｂ）は、ＳＡＴ推定値の演算方法を説明する図である。
【図５】ヒステリシス特性除去の効果を説明する説明図である。
【図６】（Ａ）は、スリップ角と操舵及びアシストトルクとの関係を示した図であり、（Ｂ）は、スリップ角とＳＡＴ推定値の関係を示した図である。
【図７】（Ａ）及び（Ｂ）は、横荷重移動の影響を考慮した場合の、ＳＡＴモデル値（Ｂ）、ドライ路旋回時のグリップ度推定結果（Ａ）をグリップ度真値と比較して示したグラフである。
【図８】（Ａ）及び（Ｂ）は、横荷重移動の影響を考慮しない場合の、ＳＡＴモデル値（Ｂ）と、ドライ路旋回時のグリップ度推定結果（Ａ）をグリップ度真値と比較して示したグラフである。
【図９】第２の実施の形態にかかるグリップ度推定装置のブロック図である。
【図１０】前後方向状態量演算器のブロック図である。
【図１１】横力演算器のブロック図である。
【図１２】路面μ=0.45の人工低μ路において旋回加速実験を行ったときのグリップ度推定結果を示したグラフである。
【図１３】第３の実施の形態にかかるグリップ度推定装置のブロック図である。
【図１４】第４の実施の形態にかかるグリップ度推定装置のブロック図である。
【図１５】第５の実施の形態にかかるグリップ度推定装置のブロック図である。
【符号の説明】
１６ ＳＡＴ推定器
１８ スリップ角演算器
２０ 荷重変化推定器
２２ ＳＡＴモデル値演算器
２４ 制駆動力推定器
２６ グリップ度推定器
１８０ 横力演算器
２４０ 前後方向状態量演算器
１００ 路面摩擦係数演算器
５２ 制駆動力演算器
１８２ 横力演算器
１２６ グリップ度推定器
Claims (8)
- 前輪の接地面に発生するセルフアライニングトルクを推定または検出するセルフアライニングトルク推定・検出手段と、
前記前輪に発生する横方向状態量として、横力を演算する横方向状態量演算手段と、
前記前輪の荷重状態量を推定する荷重状態量推定手段と、
前記前輪に発生する制駆動力を推定する制駆動力推定手段と、
前記横方向状態量、前記荷重状態量及びタイヤパラメータに基づいてセルフアライニングトルクモデル値を演算するセルフアライニングモデル値演算手段と、
前記セルフアライニングトルク推定・検出手段で推定または検出されたセルフアライニングトルクと、前記セルフアライニングモデル値演算手段で演算されたセルフアライニングトルクモデル値との比であるセルフアライニング比を演算する比演算手段と、
前記セルフアライニング比及び前記制駆動力に基づいて前記前輪のタイヤのグリップ度を推定するグリップ度推定手段と、
後輪に発生する横方向状態量として、横力を演算する後輪横方向状態量演算手段と、
前記後輪に発生する制駆動力を演算する後輪制駆動力演算手段と、
前記前輪のグリップ度、前記前輪及び前記後輪各々の横力及び制駆動力に基づいて、以下の式に従って、前記後輪のタイヤのグリップ度ε r を推定する後輪グリップ度推定手段と、
を含むタイヤグリップ度推定装置。
- 前輪の接地面に発生するセルフアライニングトルクを推定または検出するセルフアライニングトルク推定・検出手段と、
前記前輪に発生する横方向状態量として、横力を演算する横方向状態量演算手段と、
前記前輪の荷重状態量を推定する荷重状態量推定手段と、
前記車輪に発生する制駆動力を演算する制駆動力演算手段と、
前記横方向状態量、前記荷重状態量及びタイヤパラメータに基づいてセルフアライニングトルクモデル値を演算するセルフアライニングモデル値演算手段と、
前記セルフアライニングトルク推定・検出手段で推定または検出されたセルフアライニングトルクと、前記セルフアライニングモデル値演算手段で演算されたセルフアライニングトルクモデル値との比であるセルフアライニング比を演算する比演算手段と、
前記セルフアライニング比及び前記制駆動力に基づいて前記前輪のタイヤのグリップ度を推定するグリップ度推定手段と、
前記後輪に発生する制駆動力を演算する後輪制駆動力演算手段と、
前記前輪のグリップ度、前記前輪の横力、前記前輪及び前記後輪各々の制駆動力に基づいて、以下の式に従って、前記後輪のタイヤのグリップ度ε r を推定する後輪グリップ度推定手段と、
を含むタイヤグリップ度推定装置。
- 前輪の接地面に発生するセルフアライニングトルクを推定または検出するセルフアライニングトルク推定・検出手段と、
前記前輪に発生する横方向状態量として、横力を演算する横方向状態量演算手段と、
前記前輪の荷重状態量を推定する荷重状態量推定手段と、
前記車輪に発生する制駆動力を演算する制駆動力演算手段と、
前記横方向状態量、前記荷重状態量及びタイヤパラメータに基づいてセルフアライニングトルクモデル値を演算するセルフアライニングモデル値演算手段と、
前記セルフアライニングトルク推定・検出手段で推定または検出されたセルフアライニングトルクと、前記セルフアライニングモデル値演算手段で演算されたセルフアライニングトルクモデル値との比であるセルフアライニング比を演算する比演算手段と、
前記セルフアライニング比及び前記制駆動力に基づいて前記前輪のタイヤのグリップ度を推定するグリップ度推定手段と、
後輪に発生する横方向状態量として、横力を演算する後輪横方向状態量演算手段と、
前記後輪に発生する制駆動力を演算する後輪制駆動力演算手段と、
前記前輪のグリップ度、前記前輪の横方向状態量及び制駆動力に基づいて、前輪の路面摩擦係数を演算する路面摩擦係数演算手段と、
前記路面摩擦係数演算手段により演算された前輪の路面摩擦係数と、前記後輪の横力及び制駆動力と、に基づいて、以下の式に従って、前記後輪のタイヤのグリップ度ε r を推定する後輪グリップ度推定手段と、
を含むタイヤグリップ度推定装置。
- 前記後輪制駆動力演算手段は、前記左右各々の後輪に発生する制駆動力を演算し、
前記後輪グリップ度推定手段は、以下の式に従って、左の後輪タイヤのグリップ度ε rl 及び右の後輪タイヤのグリップ度ε rr を推定する、
ことを特徴とする請求項２記載のタイヤグリップ度推定装置。
- 前記荷重状態量は、荷重変化後の前記前輪の接地荷重及び前記前輪の荷重変化量である請求項１〜請求項４の何れか１項記載のタイヤグリップ度推定装置。
- 前記前輪に発生する制駆動力に基づいて、前記車輪に発生する前後方向状態量を演算する前後方向状態量演算手段を更に備え、
前記荷重状態量は、荷重変化後の前記前輪の接地荷重であり、
前記セルフアライニングモデル値演算手段は、前記前後方向状態量、前記横方向状態量、前記荷重状態量及びタイヤパラメータに基づいてセルフアライニングトルクモデル値を演算する、
請求項１〜請求項４の何れか１項記載のタイヤグリップ度推定装置。 - 前記セルフアライニングモデル値演算手段は、前記荷重変化量が大きいほどセルフアライニングモデル値が大きくなるように演算されることを特徴とする請求項５に記載のタイヤグリップ度推定装置。
- 前記横方向状態量演算手段は、前記前輪に発生する横方向状態量として、横力及びスリップ角を演算し、
前記セルフアライニングモデル値演算手段は、前記横方向状態量としてのスリップ角、前記荷重状態量及びタイヤパラメータに基づいてセルフアライニングトルクモデル値を演算する請求項１〜請求項５の何れか１項記載のタイヤグリップ度推定装置。
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