JPH11189136A - 車両状態量推定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】制動非制動の別や荷重分布に係わらず、車両状
態量を正確に推定する。 【解決手段】車輪速度を検出する車輪速検出部６５と、
微小ゲインを演算する微小ゲイン演算部３６と、制動力
を検出する制動力検出部３４と、微小ゲインからスリッ
プ速度に対する制駆動力の勾配である路面μ勾配を演算
する路面μ勾配演算部９０と、車輪速度、路面μ勾配及
び制駆動力に基づいて、路面状態及びスリップ速度を演
算する路面状態演算装置１０と、基準特性でのスリップ
速度と路面μ勾配との関係を路面状態毎に記憶し、該関
係に基づいて、演算された路面状態及びスリップ速度に
対応する路面μ勾配を求め該路面μ勾配と路面μ勾配演
算部により演算された路面μ勾配との比較に基づいて、
輪荷重を検出する輪荷重検出部９１と、輪荷重等から車
両状態量を演算する車両状態量演算部９２と、から構成
する。検出された路面μ勾配に基づいた輪荷重等が得ら
れるため、正確に推定できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、輪荷重、車体の横
方向の加速度、前後方向の加速度、ロール角、ピッチ
角、ヨーレート、車体横すべり角、カント路の傾斜角
度、及び横風により車体が受けた力などの車両状態量を
演算する車両状態量推定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ハンドリング、ブレーキ制
動、加速などの運転操作やカント路走行に伴う車両挙動
変化（ロール、ノーズダイブ、スクォート量）を少なく
し、最適なアライメント状態を保持することにより車両
の操縦安定性を向上させたり、車両のスピンを防止した
りする車両安定化技術が提案されている。

【０００３】このような車両安定化技術では、輪荷重、
車体の横方向の加速度、前後方向の加速度、ロール角、
ピッチ角、ヨーレート、車体横すべり角、カント路の傾
斜角度、及び横風により車体が受けた力などの車両状態
量を検知し、該車両状態量に基づいて、車両を安定化さ
せる制御を行っている。

【０００４】例えば、姿勢制御技術のうちアンチロール
制御では、旋回時、車両の左右横方向に働く加減速度を
Ｇセンサ（加速度センサ）で検知して制御量を決定す
る。旋回時は遠心力によって重心の移動が発生し、外輪
側は目標車高値より車高が下がり、内輪側は上がるの
で、アンチロール制御では、外輪側のサスペンションの
シリンダ圧を上昇させると共に内輪側のシリンダ圧を下
げ、遠心力に起因して車体をロールさせようとする力を
打ち消し、横方向の車両姿勢をほぼフラットにする。な
お、旋回時初期の制御応答遅れを補償するために、操舵
角と車速との関係からロール開始を予測してロール予見
制御を行う。

【０００５】また、アンチダイブ、アンチスクォート制
御では、減速時或いは加速時に、車両に作用する前後方
向の加減速度をＧセンサで検知し、検知した値に応じて
前後のサスペンションのシリンダ圧を上昇又は下降させ
ることにより前後方向の車両姿勢をほぼフラットにす
る。

【０００６】このように従来の姿勢制御技術では、Ｇセ
ンサにより検出した横方向の加減速度又は前後方向の加
減速度に基づいて荷重移動を推定し、サスペンションの
制御量を決定している。なお、車両旋回時等では、タイ
ヤのコーナリング特性の限界を越えてスピンが起こらな
いように、各車輪に作用する制駆動力を制御する必要が
ある。

【０００７】また、車両安定化制御で用いられるヨーレ
ートや横方向の車体加速度は、非制動状態の場合、次の
ようにして推定することができる。

【０００８】まず、旋回時の左輪の車輪速度ｖ_wFL 及び
右輪の車輪速度ｖ_wFR を、次式によって表す。なお、次
式において左旋回を正の方向とし、・を時間に関する微
分とする。

【０００９】

【数１】 ここで、Ｔ_rdは左右輪間のトレッド間隔、Ｖは車体速度
（車速）、そして、

【００１０】

【数２】 は、車両の重心回りの回転速度、すなわちヨーレートで
ある。

【００１１】(1) 式、(2) 式より、ヨーレートは、次式
によって推定できる。なお、以下では、推定値を表す物
理量に、∧を冠する。

【００１２】

【数３】 また、定常円旋回状態では、横加速度Ｇは、次式により
推定できる。

【００１３】

【数４】

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術では、以下のような問題がある。

【００１５】すなわち、車両姿勢の制御やアンチスピン
制御などのような車両安定化制御を行う場合、各車輪に
かかる輪荷重の推定が重要であるが、この輪荷重は、車
体特性は勿論のこと、乗員や荷物の荷重分布、サスペン
ションの状態量などにより異なってくる。このため、Ｇ
センサなどにより検出された加速度などを用いた間接的
な推定では、推定演算が複雑になり過ぎると共に、推定
値が不正確となるおそれがあるので、簡単には良好な安
定化制御ができないという問題がある。さらに、路面状
態が異なるとタイヤと路面との間の摩擦係数μが異なっ
てくるので、車両姿勢制御を変える必要がある。

【００１６】また、上記例のようなヨーレート及び横加
速度の推定方法では、制動時において、車両の旋回によ
る左右輪の速度変化に対し制動による各車輪のスリップ
速度Δｖが影響するため、Δｖを補正しない限り上式で
はヨーレート及び横加速度を正確に推定できないといっ
た問題がある。このような制動時における推定の困難さ
は、他の車両状態量においても同様に生じる。

【００１７】本発明は、上記事実に鑑みて成されたもの
で、各車輪の輪荷重、車体の横方向の加速度、前後方向
の加速度、ロール角、ピッチ角、ヨーレート、車体横す
べり角度、カント路の傾斜角度、及び横風により車体が
受けた力などのような車両安定化制御に必要となる車両
状態量を、制動非制動の別、及び路面状態や荷重分布な
どのような外的条件に係わらず、簡単かつ正確に推定で
きる車両状態量推定装置を提供することを目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の発明は、車輪速度を検出する車輪速度検
出手段と、スリップ速度に対する制駆動力の勾配又は該
勾配に関連した物理量である路面μ勾配を演算する路面
μ勾配演算手段と、車輪に作用する制駆動力を推定する
制駆動力推定手段と、前記車輪速度検出手段により検出
された車輪速度、前記路面μ勾配演算手段により演算さ
れた路面μ勾配及び前記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、路面状態及びスリップ速度を
演算する路面演算手段と、基準特性におけるスリップ速
度と路面μ勾配との関係を路面状態毎に記憶する記憶手
段と、前記記憶手段により記憶された前記関係に基づい
て、路面演算手段により演算された路面状態及びスリッ
プ速度に対応する路面μ勾配を求める処理手段と、前記
処理手段により求められた路面μ勾配と前記路面μ勾配
演算手段により演算された路面μ勾配とに基づいて、車
輪の荷重を演算する輪荷重演算手段と、を含んで構成し
たものである。

【００１９】ここで、前記基準特性とは、図３に示すよ
うに、ある特定の車両挙動状態において計測されたスリ
ップ速度（車体速度−車輪速度）に対する制駆動力Ｆ
（制動力及び駆動力のいずれか）の変化特性をいい、好
適には、輪荷重変化がほとんど無い準静的な基準状態
（以下ではこの例を扱う）において、路面状態毎（例え
ば、”乾燥路面”、”雪路面”、”氷路面”）に各々計
測された変化特性を用いることができる。なお、路面か
らの反力として車輪に作用する制駆動力Ｆは、タイヤと
路面との間の摩擦係数をμ、当該車輪にかかる荷重（輪
荷重）をＷとしたとき、次式によって表される。

【００２０】 Ｆ ＝ μＷ (5) 図３の基準特性では、スリップ速度ΔＶ_i に対して制駆
動力Ｆの勾配α₀ （路面μ勾配）が路面状態に応じて一
意に求まる。そこで、記憶手段では、スリップ速度ΔＶ
と勾配α₀ との関係を、例えばテーブルの形式で路面状
態毎に記憶しておく。すなわち、少なくとも路面状態及
びスリップ速度がわかれば、この関係に基づいて、この
ときの路面μ勾配α₀ を求めることができる。

【００２１】本発明では、まず、車輪速度検出手段が車
輪速度を検出し、路面μ勾配演算手段が、スリップ速度
に対する制駆動力の勾配である路面μ勾配を演算する。
この路面μ勾配は、後述するように、車輪運動の動特性
を反映する車輪速度から求めることができる。そして、
制駆動力推定手段が、車輪に作用する制駆動力を推定す
る。例えば、ブレーキ制動時では、ホイールシリンダ圧
から、駆動時では、アクセル開度から近似的に推定する
ことができる。

【００２２】次に、路面演算手段が、車輪速度検出手段
により検出された車輪速度、路面μ勾配演算手段により
演算された路面μ勾配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、路面状態及びスリップ速度
を演算する。この路面演算手段による演算原理について
は、後述する。

【００２３】次に、処理手段が、記憶手段により記憶さ
れた路面状態毎のスリップ速度と路面μ勾配との関係に
基づいて、路面演算手段により演算された路面状態及び
スリップ速度に対応する路面μ勾配を求める。例えば、
前記関係として、記憶手段により、路面状態毎、スリッ
プ速度毎に計測された路面μ勾配をデータとして持つテ
ーブルを記憶し、処理手段が、演算された路面状態とス
リップ速度に対応するデータを該テーブルから検索する
ことによって、路面μ勾配を求める。

【００２４】ここで、車両のロール、カント路走行など
何らかの車両挙動変化を生じた場合、荷重移動により輪
荷重変化を生じる。例えば、前後方向に減速した場合、
後輪から前輪へ荷重移動が生じ、(5) 式より明らかに、
同じμ値でも制駆動力は、前輪では増大し後輪では減少
する。なお、輪荷重が増大する場合では、スリップ速度
に対して制駆動力Ｆは、図３の変化特性９９のように変
化する。

【００２５】図３のΔＶ−Ｆ特性（基準特性、変化特性
９９）に示すように、制駆動力０の状態からピークμ
（最大制駆動力）直前の状態まで、スリップ速度に対す
る制駆動力Ｆ＝μＷの変化特性は、略比例関係となって
いることがわかる。よって、このスリップ速度の領域で
は、あるスリップ速度ΔＶ_i において、荷重移動時での
変化特性９９でのμ勾配αは、基準特性でのμ勾配α₀
よりも、輪荷重の変化率に比例して変化する。すなわ
ち、あるスリップ速度ΔＶ_i において、基準特性の制駆
動力をＷ_f0、荷重移動時での変化特性９９の制駆動力
を、Ｗ_f とすると、

【００２６】

【数５】 が成立する。勿論、(6) 式は、輪荷重が増大する場合及
び減少する場合のいずれにおいても成立する。

【００２７】実際に車両安定化制御を行う場合、ピーク
μを越えずにタイヤロックやタイヤの空転が起こらない
ように制駆動力を制御するので、(6) 式が常に成り立つ
と考えて差し支えない。そこで、輪荷重演算手段は、前
記処理手段により求められた路面μ勾配α₀ と前記路面
μ勾配演算手段により演算された路面μ勾配αとに基づ
いて、例えば(6) 式を用いて、基準特性の制駆動力Ｗ_f0
から当該車輪の荷重Ｗ _f を演算することができる。

【００２８】なお、本発明の路面μ勾配演算手段では、
スリップ速度に対する制駆動力の勾配に関連した物理量
として、スリップ率（（車体速度−車輪速度）／（車体
速度））に対する制駆動力の勾配Ｇ_d を演算してもよ
い。

【００２９】例えば、スリップ率に対する制駆動力の勾
配を、車速（または車輪速度）に応じて、スリップ速度
に対する制駆動力の勾配と等価な量に変換して用いる。
或いは、前記路面演算手段で、スリップ速度の代わりに
スリップ率と車速とを演算し、前記記憶手段で、スリッ
プ率と、スリップ率に対する制駆動力の勾配との関係
を、路面状態毎及び車速毎に記憶する。そして、処理手
段で、車速Ｖ、路面状態、スリップ率に対応した勾配Ｇ
_d0を求め、輪荷重演算手段が、次式の関係より、輪荷重
を求めればよい。

【００３０】

【数６】 （請求項２の発明）また、請求項２の発明は、請求項１
の前記輪荷重演算手段により演算された車輪の荷重に基
づいて、前後方向の車体加速度、横方向の車体加速度、
ピッチ角、ロール角、カント路の傾斜角、横風により車
体が受けた力の大きさの少なくともいずれかを演算する
車両状態量演算手段、をさらに含んで構成したものであ
る。

【００３１】以下、車両状態量演算手段により演算され
る車両状態量の推定方法を個別的に説明する。

【００３２】（１）前後方向の車体加速度（前後Ｇ） 図９には、制駆動時における前後Ｇと輪荷重との関係を
示すための、車両横方向から見たハーフカーモデルが示
されている。該モデルにおける各物理量は、以下の通り
である。

【００３３】 ｇ ： 重力加速度 ｍ ： １・ｇを１単位とする車両重量 Ｋ_F ： サスペンションのばね定数（Ｆは前輪を示
す） Ｇ_X ： 前後Ｇ ｈ ： 路面からの重心高 Ｌ ： 前輪と後輪との間の水平距離 ｌf ： 前輪と重心との間の水平距離 ｌr ： 後輪と重心との間の水平距離 φ ： ピッチ角 Ｗ_F ： １・ｇを１単位とする輪荷重（Ｆは前輪を示
す） 制動時（駆動時）に車体が減速度（加速度）運動して前
後輪間に荷重移動が生じる場合、図９のハーフカーモデ
ルにおける重心回りの力のモーメントの釣合いより、次
式が成り立つ。

【００３４】 ｍ・Ｇ_X ・ｈ−Ｗ_F ・ｇ・Ｌ＋ｍ・ｇ・ｌr ＝０ (8) ただし、前輪の荷重Ｗ_F は、前記輪荷重演算手段により
演算された左前輪の荷重をＷ_fFL 、右前輪の荷重をＷ
_fFR とした場合、 Ｗ_F ＝ Ｗ_fFL ＋Ｗ_fFR (9) によって求められたものである。

【００３５】これより、(8) 式を変形した次の(10)式に
より、前後Ｇ（Ｇ_X ）を算出できる。

【００３６】

【数７】 なお、(10)式は、輪荷重演算手段により演算された後輪
の輪荷重Ｗ_R を用いて表したり、Ｗ_F とＷ_R とを用いて
表すこともできる。

【００３７】（２） ピッチ角φの推定方法 制動時（駆動時）、荷重移動による輪荷重の増分と該荷
重増分に抗するサスペンションバネとの釣合いより、図
９のピッチ角φを次式により算出することができる。

【００３８】 φ＝ｔａｎ^-1（（Ｗ_F −Ｗ_F0）／Ｋ_F ／ｌf ） (11) ただし、Ｋ_F は左右前輪のサスばね定数の合計値、Ｗ_F0
は、左右前輪の静止荷重の合計値である。なお、(11)式
のφは、左右後輪についての、サスばね定数の合計値及
び静止荷重の合計値を用いても表すことができる。

【００３９】（３）横方向の車体加速度（横Ｇ）の推定
方法 図１０には、旋回時における横Ｇと輪荷重との関係を示
すための、車両前後方向から見たハーフカーモデルが示
されている。該モデルにおける各物理量は、以下の通り
であり、図９と同様の物理量は、同一の符号によって表
し、説明を省略する。

【００４０】 Ｔ_rd ： トレッド Ｋ_L ： サスペンションのばね定数（Ｌは左輪に関す
る） Ｇ_y ： 横Ｇ τ ： ロール角 Ｗ_L ： １・ｇを１単位とする輪荷重（Ｌは左輪に関
する） 横Ｇの推定では、車両が旋回中と判定されたときに行う
のが好適である。旋回中であるか否かは例えば次式を用
いて確認することができる。

【００４１】 Ｖ_FR ≠ Ｖ_FL (12) ただし、 Ｖ_FR ＝ Ｖ_WFR ＋Δｖ_FR (13) Ｖ_FL ＝ Ｖ_WFL ＋Δｖ_FL (14) Ｖ_WFR,WFL ：右前輪、左前輪の車輪速度 Δｖ_FR,FL ：右前輪、左前輪のスリップ速度 であり、(12)式が満たされていれば、旋回中と判定し、
横Ｇの推定を行う。

【００４２】なお、 Ｖ_RR ≠ Ｖ_RL (15) により、旋回中であるかを判定しても良い。ただし、 Ｖ_RR ＝ Ｖ_WRR ＋Δｖ_RR (16) Ｖ_RL ＝ Ｖ_WRL ＋Δｖ_RL (17) Ｖ_WRR,WRL ：右後輪、左後輪の車輪速度 Δｖ_RR,RL ：右後輪、左後輪のスリップ速度 である。

【００４３】旋回時に左右輪間で荷重移動が生じる場
合、図１０のハーフカーモデルにおける重心回りの力の
モーメントの釣合いより、次式が成り立つ。

【００４４】 ｍ・Ｇ_y ・ｈ−Ｗ_L ・ｇ・Ｔ_rd＋ｍ・ｇ・Ｔ_rd／２＝０ (18) ただし、左輪の荷重Ｗ_L は、前記輪荷重演算手段により
演算された左前輪の荷重をＷ_fFL 、左後輪の荷重をＷ
_fRL とした場合、 Ｗ_L ＝ Ｗ_fFL ＋Ｗ_fRL (19) によって求められたものである。

【００４５】これより、(18)式を変形した次の(20)式に
より、横Ｇ（Ｇ_y ）を算出できる。

【００４６】

【数８】 なお、(20)式は、輪荷重演算手段により演算された右輪
の輪荷重Ｗ_R を用いて表したり、Ｗ_L とＷ_R とを用いて
表すこともできる。

【００４７】（４） ロール角τの推定方法 旋回時、荷重移動による輪荷重の増分と該荷重増分に抗
するサスペンションバネとの釣合いより、図１０のロー
ル角τを次式により算出することができる。

【００４８】 τ＝ｔａｎ^-1（（Ｗ_L −Ｗ_L0）／Ｋ_L ／Ｔ_rd／２） (21) ただし、Ｋ_L は前後左輪のサスばね定数の合計値、Ｗ_L0
は、前後左輪の静止荷重の合計値である。なお、(21)式
のτは、前後右輪についての、サスばね定数の合計値及
び静止荷重の合計値を用いても表すことができる。

【００４９】（５） カント路の傾斜角ηの推定方法 図１１には、カント路走行中における輪荷重とカント路
傾斜角ηとの関係を示すための、車両前後方向から見た
ハーフカーモデルが示されている。該モデルにおける各
物理量は図１０と同様であり、同一の符号によって表
す。

【００５０】まず、直進中であるか否かを次式を用いて
確認する。 Ｖ_FR ＝ Ｖ_FL (22) (22)式が成立している場合、左右輪間で同一車速のた
め、直進中であると判定できる。さらに、横風が無いと
判断される場合、左右輪間の荷重移動がカント路走行中
によるものであると判断できる。

【００５１】ここで、カント路の傾斜角ηは、(20)式の
横Ｇの推定式を利用して次式のように推定される。

【００５２】

【数９】 ただし、ｃｏｓη≒１としている。

【００５３】（６） 横風により受けた力Ｆ_w の推定方
法 車両が直進中であって、かつカント路走行中でない場合
でも、横風により車体が横方向の力を受けた場合、左右
輪間で荷重移動が発生する。図１１のハーフカーモデル
において、η＝０としたときの重心回りの力のモーメン
トの釣合いを考慮すると、同様の原理により、横風によ
り受けた力Ｆ_w は、次式で推定することができる。

【００５４】

【数１０】 なお、(22)式が成立して直進中であると判定され、かつ
カント路走行中でないと判定されたときに、(24)式によ
り横風の力Ｆ_w を推定する。 （請求項３の発明）請求項３の発明は、車輪速度を検出
する車輪速度検出手段と、スリップ速度に対する制駆動
力の勾配である路面μ勾配を演算する路面μ勾配演算手
段と、車輪に作用する制駆動力を推定する制駆動力推定
手段と、前記路面μ勾配演算手段により演算された路面
μ勾配及び前記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、スリップ速度を演算するスリップ速度
演算手段と、前記車輪速度検出手段により検出された前
輪及び後輪の少なくともいずれかの車輪速度と前記スリ
ップ速度演算手段により演算された前輪及び後輪の少な
くともいずれかのスリップ速度とに基づいて、ヨーレー
トを演算するヨーレート演算手段と、を含んで構成した
ものである。

【００５５】請求項３の発明では、スリップ速度演算手
段が、後述するように、請求項１の路面演算手段と同様
の推定方法に基づき、演算された路面μ勾配及び推定さ
れた制駆動力からスリップ速度を演算する。

【００５６】そして、ヨーレート演算手段が、前記車輪
速度検出手段により検出された前輪及び後輪の少なくと
もいずれかの車輪速度と前記スリップ速度演算手段によ
り演算された前輪及び後輪の少なくともいずれかのスリ
ップ速度とに基づいて、ヨーレートを演算する。例え
ば、次式によってヨーレートを演算する。

【００５７】

【数１１】 ここに、Ｖ_FL、Ｖ_FRは、制駆動時において、車輪速度か
らのスリップ速度の低下を考慮に入れた(13)、(14)式の
左前輪側及び右前輪側での車速であり、Ｔ_rdは、図１０
のトレッド間隔を示す。また、(25)式のヨーレートは、
(16)、(17)式の左後輪及び右後輪の車輪速度Ｖ_RL、Ｖ_RR
を用いて表したり、Ｖ_FL、Ｖ_FR、Ｖ_RL、Ｖ_RRのすべてを
用いて表すことも可能である。

【００５８】このように本発明では、制駆動力の制御を
各車輪毎に行うことで生じるスリップ速度変化に伴う車
輪速度の変化を考慮に入れてヨーレートを演算している
ので、従来技術のようにスリップ速度を考慮に入れない
車輪速度のみから演算する場合よりも、制駆動時におけ
るヨーレートをきわめて正確に演算することができる。

【００５９】請求項４の発明は、請求項３の発明におい
て、横方向の車体加速度及び前記ヨーレート演算手段に
より演算されたヨーレートに基づいて、車体横すべり角
を演算する横すべり角演算手段、をさらに含んで構成し
たものである。

【００６０】請求項４の発明では、横すべり角演算手段
が、横方向の車体加速度Ｇ_y 及びヨーレート演算手段に
より演算されたヨーレートから、例えば、次式によって
車体横すべり角βを演算する。

【００６１】

【数１２】 ただし、Ｖ_a は、平均車速であって、 Ｖ_a ＝（Ｖ_FL＋Ｖ_FR＋Ｖ_RL＋Ｖ_RR）／４ (27) で表される。

【００６２】なお、請求項４の発明を、請求項２の発明
に、請求項３のヨーレート演算手段を付加した発明とし
て構成することもでき、この場合、車両状態量演算手段
により演算された横Ｇを(26)式の演算で用いることがで
きる。 （本発明の路面演算手段の路面状態推定原理）タイヤ−
路面間の摩擦係数μのスリップ速度に対する路面μ特性
は、図４（ａ）に示すように、乾燥路面（Dry ）、雪路
面（Snow）、氷路面（Ice ）．．．などの路面状態の相
違によってそれぞれ異なる特性を示す。例えば、図４
（ａ）の路面μ特性を、図４（ｂ）に示すように、ま
ず、車輪挙動量である制動力（駆動力）Ｐ_c と、スリッ
プ速度ΔＶとの相互関係で路面状態毎に表すことができ
る。そして、図４（ａ）において、μ値のみならず、ス
リップ速度に対する路面μの勾配Ｇ_d もまた、路面状態
によって固有の値を持っていること、及び図４（ｂ）の
関係を用いて、図４（ａ）の路面μ特性を、図４（ｃ）
に示すように、制駆動力と車体速度と路面μ勾配Ｇ_d と
により表される路面状態毎の３次元特性で必要十分に表
すことができる。

【００６３】図４（ｃ）では、この３次元特性を、車体
速度Ｖが２０km/h，４０km/h，６０km/hの各場合につい
ての制動力と路面μ勾配Ｇ_d との関係で表しており、こ
の図より、これら３つの車輪挙動量の関係が、路面状態
によって異なっていることがわかる。逆に、これら３つ
の車輪挙動量の相互関係がわかれば、路面状態を判定す
ることができる。なお、この路面μ勾配Ｇ_d が、スリッ
プ速度に対する摩擦係数μ（又は制駆動力）の勾配でも
同様に路面状態を演算することができる。

【００６４】本路面演算手段の１つの実施態様では、こ
のような路面μ特性を表す複数の車輪挙動量の間の相互
関係を路面状態毎に備える。なお、この相互関係は、例
えば、入出力データ間の変換テーブル（以下、第１テー
ブル）で表すことができ、図４（ｃ）の特性の場合、各
車速及び各路面状態毎に制駆動力と路面μ勾配との関係
を検出して得られたデータに基づいて、予め作成してお
く。なお、車速がある一定値の場合に路面状態を演算す
る場合には、制駆動力Ｐc と路面μ勾配Ｇ_d とから路面
状態を演算する。

【００６５】例えば、車体速度と制動力とを図４（ｃ）
の相互関係により変換する場合、車体速度の検出値Ｖ＝
２０ｋｍ／ｈと制動力の検出値Ｐ_c0に対応する路面μ勾
配の変換値は、乾燥路面、雪路面、氷路面のそれぞれに
ついて、Ｇ_d1、Ｇ_d2、Ｇ_d3となる。そして、このように
して得られた路面状態毎の車輪挙動量の変換値と、該車
輪挙動量と同一量の検出値との比較に基づいて路面状態
を演算する。例えば、上記例の場合、路面状態毎の路面
μ勾配の変換値Ｇ_d1、Ｇ_d2、Ｇ_d3と、路面μ勾配演算手
段により演算された路面μ勾配の検出値Ｇ_d0とを比較
し、この比較結果により路面状態を演算出力する。

【００６６】この比較では、例えば、検出値Ｇ_d0と変換
値Ｇ_d1、Ｇ_d2、Ｇ_d3との差をそれぞれ演算し、最も小さ
い差（絶対値）を与えた路面状態を演算する。例えばＧ
_d2とＧ_d0との差が最も小さい場合、路面状態が「雪路面
（Snow）」であると演算する。

【００６７】以上の路面状態の推定方法では、車速を車
輪挙動量の１つとして用いていたが、本路面演算手段で
は、路面μ勾配、制駆動力及び車輪速度から車速やスリ
ップ速度を推定するため、さらに、制動力Ｐ_c 及び路面
μ勾配Ｇ_d の間の相互関係を示す第２テーブルをスリッ
プ速度毎に備えている。この第２テーブルは、以下のよ
うな手順によって作成することができる。

【００６８】まず、路面状態及び車速をパラメータとし
て様々に変えた各々の場合について、制駆動力Ｐ_c に対
するスリップ速度Δｖの変化を求めると、図５のような
関係となる。次に、路面状態及び車速をパラメータとし
て様々に変えた各々の場合について、スリップ速度Δｖ
に対する路面μ勾配Ｇ_d の変化を求めると、図６（ａ）
（Dry ）、図６（ｂ）（Snow）のような関係となる。

【００６９】そして、図５、図６の関係より、各車速毎
に同一のスリップ速度Δｖに対するＰ_c 、Ｇ_d を求める
と、各路面状態毎に、図７（ａ）、（ｂ）のような関係
となる。この図７により示されたスリップ速度毎のＰ_c
とＧ_d との関係が第２テーブルとなる。

【００７０】さらに、図７（ａ）、（ｂ）を基に、各車
速（20km/h,40km/h,60km/h）毎に、図８（ａ）〜（ｃ）
のようなＰ_c とＧ_d との関係が路面状態毎に示される。
この図８の関係は、路面状態毎の前記第１テーブルに相
当している。

【００７１】本態様では、例えば、制動力Ｐ_c の検出値
をスリップ速度毎の第２テーブルによりそれぞれ変換す
ることにより得られたスリップ速度毎の路面μ勾配Ｇ_d
の変換値と、路面μ勾配Ｇ_d の検出値との比較に基づい
てスリップ速度を演算する。すなわち、検出されたＰ_c
とＧ_d との関係が、図７のどのΔｖのラインに最も近い
かを演算し、最も近かったラインのΔｖ値をスリップ速
度として求める。

【００７２】このようにスリップ速度が演算できたの
で、本態様では、演算されたスリップ速度と検出された
車輪速度とにより車速を演算する。そして、既に述べた
ように、路面演算手段は、演算された車速、制駆動力及
び路面μ勾配を用いて、前記第１テーブルに基づいて路
面状態を演算することができる。

【００７３】以上のような推定方法に基づいて、本発明
の路面演算手段では、車輪速度、路面μ勾配及び制駆動
力を用いて、スリップ速度及び路面状態を演算すること
ができる。また、請求項３のスリップ速度演算手段で
は、第２テーブルのみから、路面μ勾配及び制駆動力を
用いて、スリップ速度を演算することができる。 （路面μ勾配演算手段の演算原理）本発明の路面μ勾配
演算手段の１つの態様では、車体と車輪と路面とから構
成される振動系の共振周波数でブレーキ力を微小励振す
る微小励振手段と、をさらに有し、該微小励振手段によ
りブレーキ力を微小に励振したときのブレーキ力の微小
振幅に対する車輪速度の共振周波数成分の微小振幅の比
を、路面μ勾配として演算する。以下、この演算原理に
ついて説明する。

【００７４】重量Ｗ_v の車体を備えた車両が車体速度ω
_v で走行している時の車輪での振動現象、すなわち車体
と車輪と路面とによって構成される振動系の振動現象
を、車輪回転軸で等価的にモデル化した図１３に示すモ
デルを参照して考察する。

【００７５】図１３のモデルにおいて、ブレーキ力は、
路面と接するタイヤのトレッド１１５の表面を介して路
面に作用するが、このブレーキ力は実際には路面からの
反作用（制動力）として車体に作用するため、車体重量
Ｗ_v の回転軸換算の等価モデル１１７はタイヤのトレッ
ドと路面との間の摩擦要素１１６（路面μ）を介して車
輪１１３と反対側に連結したものとなる。これは、シャ
シーダイナモ装置のように、車輪下の大きな慣性、すな
わち車輪と反対側の質量で車体の重量を模擬することが
できることと同様である。

【００７６】図１３でタイヤリムを含んだ車輪１１３の
慣性をＪ_w 、リムとトレッド１１５との間のばね要素１
１４のばね定数をＫ、車輪半径をＲ、トレッド１１５の
慣性をＪ_t 、トレッド１１５と路面との間の摩擦要素１
１６の摩擦係数をμ、車体の重量の回転軸換算の等価モ
デル１１７の慣性をＪ_V とすると、ホイールシリンダ圧
により生じるブレーキトルクＴ_b ’から車輪速ω_w まで
の伝達特性は、車輪運動の方程式より、

【００７７】

【数１３】 となる。なお、ｓはラプラス変換の演算子である。

【００７８】タイヤが路面にグリップしている時は、ト
レッド１１５と車体等価モデル１１７とが直結されてい
ると考えると、車体等価モデル１１７とトレッド１１５
との和の慣性と、車輪１１３の慣性とが共振する。すな
わち、この振動系は、車輪と車体と路面とから構成され
た車輪共振系とみなすことができる。このときの車輪共
振系の共振周波数ω∞は、(28)式の伝達特性において、 ω∞＝√｛（Ｊ_w ＋Ｊ_t ＋Ｊ_v ）Ｋ／Ｊ_w （Ｊ_t ＋Ｊ_v ）｝／２π (29) となる。この状態は、図１４では、ピークμに達する前
の領域Ａ１に対応する。

【００７９】逆に、タイヤの摩擦係数μがピークμに近
づく場合には、タイヤ表面の摩擦係数μがスリップ速度
に対して変化し難くなり、トレッド１１５の慣性の振動
に伴う成分は車体等価モデル１１７に影響しなくなる。
つまり等価的にトレッド１１５と車体等価モデル１１７
とが分離され、トレッド１１５と車輪１１３とが共振を
起こすことになる。このときの車輪共振系は、車輪と路
面とから構成されているとみなすことができ、その共振
周波数ω∞’は、(29)式において、車体等価慣性Ｊ_v を
０とおいたものと等しくなる。すなわち、 ω∞' ＝√｛（Ｊ_w ＋Ｊ_t ）Ｋ／Ｊ_w Ｊ_t ）｝／２π (30) となる。この状態は、図１４では、ピークμ近傍の領域
Ａ２に対応する。

【００８０】(29)式と(30)式とを比較し、車体等価慣性
Ｊ_v が車輪慣性Ｊ_w 、トレッド慣性Ｊ_t より大きいと仮
定すると、(30)式の場合の車輪共振系の共振周波数ω
∞’は(29)式よりもω∞よりも高周波数側にシフトする
ことになる。従って、車輪共振系の共振周波数の変化を
反映する物理量に基づいて、車輪と路面との間の摩擦状
態を判定することが可能となる。

【００８１】そこで、本発明では、このような共振周波
数の変化を反映する物理量として、以下のような微小ゲ
インＧ_d を車輪挙動量として導入する。

【００８２】まず、微小励振手段が、車輪と車体と路面
とからなる振動系の共振周波数ω∞（(29)式) でブレー
キ力を微小励振すると（ここでは、ブレーキ圧Ｐ_b を微
小励振するとする）、車輪速度ω_w も平均的な車輪速度
の回りに共振周波数ω∞で微小振動する。ここで、この
ときのブレーキ圧Ｐ_b の共振周波数ω∞の微小振幅をＰ
_v 、車輪速度の共振周波数ω∞の微小振幅をω_wvとした
場合、微小ゲインＧ_dを Ｇ_d ＝ω_wv／Ｐ_v (31) とする。なお、この微小ゲインＧ_d を、ブレーキ圧Ｐ_b
に対する車輪速ω_w の比（ω_w ／Ｐ_b ）の共振周波数ω
∞の振動成分とみなし、 Ｇ_d ＝（（ω_w ／Ｐ_b ）｜ｓ＝ｊω∞） (32) と表すこともできる。

【００８３】この微小ゲインＧ_d は、(32)式に示すよう
に（ω_w ／Ｐ_b ）の共振周波数ω∞の振動成分であるの
で、摩擦状態がピークμ近傍の領域に至ったとき、共振
周波数がω∞’にシフトするため急激に減少する。すな
わち、微小ゲインＧ_d は、路面μ特性を規定する摩擦状
態を敏感に反映する車輪挙動量であるといえる。

【００８４】次に、この微小ゲインＧ_d が、路面μ勾配
と等価な物理量であることを説明する。

【００８５】既に述べたように、図１４の特性では、ス
リップ速度Δωと、車輪−路面間の摩擦係数μとの間に
は、あるスリップ速度で摩擦係数μがピークをとる関数
関係が成立する。

【００８６】ところで、微小励振手段によりブレーキ圧
を微小励振すると、車輪速度が微小励振するので、スリ
ップ速度もあるスリップ速度の回りで微小振動する。こ
こで、図１４の特性を有する路面において、あるスリッ
プ速度の回りで微小振動したときの摩擦係数μのスリッ
プ速度Δωに対する変化を考える。

【００８７】このとき、路面の摩擦係数μは、 μ ＝ μ₀ ＋αＲΔω (33) と近似できる。すなわち、微小振動によるスリップ速度
の変化が小さいため、傾きαＲの直線で近似できる。

【００８８】ここで、タイヤと路面間の摩擦係数μによ
り生じる制動トルクＴ_b ＝μＷＲに(33)式を代入する
と、 Ｔ_b ＝ μＷＲ ＝ μ₀ ＷＲ＋αＲ² ΔωＷ (34) となる。ここで、Ｗは輪荷重である。(34)式の両辺をΔ
ωで１階微分すると、

【００８９】

【数１４】 を得る。よって、(35)式により、制動トルク勾配（ｄＴ
_b ／Δω）が、αＲ² Ｗに等しいことが示された。

【００９０】一方、ブレーキトルクＴ_b ’がブレーキ圧
Ｐ_b と比例関係にあることから、微小ゲインＧ_d は、ブ
レーキトルクＴ_b ’に対する車輪速度ω_w の比（ω_w ／
Ｔ_b’）の共振周波数ω∞の振動成分と比例関係にあ
る。従って、(28)式の伝達特性により、微小ゲインＧ_d
は次式によって表される。

【００９１】

【数１５】 一般に、(37)式において、 ｜Ａ｜ ＝ ０．０１２ ＜＜ ｜Ｂ｜ ＝ ０．１ (39) となることから、(35)、(36)式より、

【００９２】

【数１６】 を得る。すなわち、スリップ速度Δωに対する制動トル
クＴ_b （又は制動力Ｔ_b／Ｒ）の勾配は微小ゲインＧ_d
に比例する。

【００９３】以上により、微小ゲインＧ_d が路面μ勾配
（制動トルク勾配、制動力勾配）と等価な物理量である
ことが示され、この微小ゲインＧ_d に基づいて路面状態
が精度良く演算できることがわかる。しかも、この微小
ゲインＧ_d は、振動系の共振特性に基づき摩擦状態を正
確に表す車輪挙動量であるので、本発明によれば、より
正確に路面状態及びスリップ速度を演算することが可能
となる。なお、駆動力を微小励振した場合の微小ゲイン
は、駆動トルク勾配や駆動力勾配と等価であることは勿
論である。

【００９４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の車両状態量推定装
置の各実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。 （第１の実施の形態）図１には、本発明の第１の実施の
形態に係る車両状態量推定装置の構成ブロック図が示さ
れている。同図に示すように、本車両状態量推定装置
は、左前輪（ＦＬ）、右前輪（ＦＲ）、左後輪（Ｒ
Ｌ）、右後輪（ＲＲ）の各車輪毎に、次のような構成ブ
ロックを備えている。すなわち、車輪速度Ｖ_w を検出す
る車輪速検出部６５、車輪に作用する制動力Ｐ_c を検出
する制動力検出部３４、車輪速度Ｖ_wに基づいて、共振
周波数ω∞でのブレーキ力微小振幅に対する車輪速度微
小振幅の比である微小ゲインＧ_d （制駆動トルク勾配）
を演算する微小ゲイン演算部３６、車輪速度Ｖ_w と制動
力Ｐ_c と微小ゲインＧ_d とに基づいて、現在走行中の路
面状態と当該車輪のスリップ速度ΔＶと当該車輪での車
速Ｖとを演算する路面状態演算装置１０、車速Ｖに基づ
いて、微小ゲインＧ_d を路面μ勾配αに変換する路面μ
勾配演算部９０、及びスリップ速度ΔＶと路面状態と路
面μ勾配αとに基づいて輪荷重Ｗを演算する輪荷重検出
部９１を備えている。なお、各車輪について演算、検出
された上記各物理量は、ＦＬ、ＦＲ、ＲＬ、ＲＲの添字
を付して他の車輪の物理量と互いに区別するものとす
る。

【００９５】さらに、本車両状態量推定装置には、各車
輪毎の路面状態演算装置１０と輪荷重検出部９１とに接
続された車両状態量演算部９２が含まれており、この車
両状態量演算部は、検出された各車輪の輪荷重Ｗ_FL、Ｗ
_FR、Ｗ_RL、Ｗ_RR及び車輪毎の車速Ｖ_FL、Ｖ_FR、Ｖ_RL、Ｖ
_RRに基づいて、上記の対応する各式により、横Ｇ、前後
Ｇ、ロール角、ピッチ角、カント路の傾斜角、横風によ
り受けた力、ヨーレート、及び横すべり角の少なくとも
いずれかを演算する。

【００９６】このうち路面状態演算装置１０は、図２に
示すように、車輪速度Ｖ_w と制動力Ｐ_c と微小ゲインＧ
_d とから車体速度Ｖを演算する車速演算部７０、及びこ
の車速演算部７０により演算された車体速度Ｖと制動力
Ｐ_c と微小ゲインＧ_d とから路面状態を演算する路面状
態演算部８０から構成される。

【００９７】このうち車速演算部７０は、一定のスリッ
プ速度毎（0.1m/s,0.4m/s,0.8m/s,.....）に制動力と微
小ゲインとの関係を示すΔｖテーブルをそれぞれ記憶し
ている変換部７１、７２、７３、．．．．．を備えてい
る。

【００９８】この変換部７１、７２、７３、．．．は、
検出された制動力を入力したときに、内部に記憶されて
いる図示のような関数関係のΔｖテーブル（図７
（ａ）、（ｂ）参照）に基づいて、この入力値に対応す
る微小ゲインＧ_d1、Ｇ_d2、Ｇ_d3、．．．．．（図２で
は、推定を示す∧付；以下、∧を省略）をそれぞれ変換
出力する。

【００９９】また、車速演算部７０は、該装置に入力さ
れた微小ゲインの検出値Ｇ_d から、変換部７１、７２、
７３、．．．．．により変換された微小ゲインＧ_d1、Ｇ
_d2、Ｇ_d3、．．．．をそれぞれ減算することにより、差
分Ｇ_d −Ｇ_d1、Ｇ_d −Ｇ_d2、Ｇ_d −Ｇ_d3、．．．．を各
々演算する差分器７４、７５、７６を備えている。

【０１００】さらに、車速演算部７０は、差分器７４、
７５、７６、．．．により演算された各差分の絶対値の
中から最小値を選択する最小値選択部７７を備えてい
る。この最小値選択部７７は、最小値を与えた微小ゲイ
ンを出力した変換部を特定し、この変換部に対応するス
リップ速度Δｖを出力する。

【０１０１】また、最小値選択部７７には、車速算出器
７８が接続されている。この車速算出器７８は、最小値
選択部７７が出力したスリップ速度Δｖに、車輪速検出
部６５が検出した車輪速度Ｖ_w を加算することにより車
体速度Ｖを算出する。

【０１０２】なお、図示のように、最小値選択部７７が
出力したスリップ速度Δｖ及び車速算出器７８が算出し
た車体速度Ｖを路面演算装置１０外部にも出力する。ま
た、最小値選択部７７が出力したスリップ速度Δｖを車
速算出器７８が算出した車体速度Ｖで除算することによ
りスリップ速度ΔＶを出力する除算器８１を備えてい
る。 また、路面状態演算部８０は、スリップ速度Δｖ
（又はスリップ速度）に対する路面μの勾配∂μ／∂Δ
ｖ（本実施の形態では、微小ゲインＧ_d とする）、制動
力Ｐ_c 、及び車体速度Ｖの３つの車輪挙動量の関係を示
す∂μ／∂Δｖテーブルを乾燥路面（Dry ）、雪路面
（Snow）、氷路面（Ice ）について各々記憶している変
換部１２、１４、１６を備えている。

【０１０３】この変換部１２、１４、１６は、車体速度
及び制動力を入力したときに、内部に記憶されている図
示のような関数関係のテーブル（図４（ｃ）参照）に基
づいて、この入力値に対応する微小ゲインＧ_d1、Ｇ_d2、
Ｇ_d3（図２では、推定を示す∧付；以下、∧を省略）を
それぞれ出力する。

【０１０４】なお、この変換部は、所定範囲の入力値に
対する変換値を予めすべて記憶し、データが入力される
と、該データの値に対応する変換値を出力するＲＯＭと
して構成することができる。また、∂μ／∂Δｖテーブ
ルのような非線形関数を学習可能なニューラルネットワ
ークや、適用フィルタ等で構成することもできる。

【０１０５】また、路面状態演算部８０は、該装置に入
力された微小ゲインの検出値Ｇ_d から、変換部１２、１
４、１６により変換された微小ゲインＧ_d1、Ｇ_d2、Ｇ_d3
をそれぞれ減算することにより、差分Ｇ_d −Ｇ_d1、Ｇ_d
−Ｇ_d2、Ｇ_d −Ｇ_d3を各々演算する差分器１８、２０、
２２を備えている。

【０１０６】さらに、路面状態演算部８０は、差分器１
８、２０、２２により演算された各差分の絶対値の中か
ら最小値を選択する最小値選択部２４を備えている。こ
の最小値選択部２４は、最小値を与えた微小ゲインを出
力した変換部を特定し、この変換部に対応する路面状態
の情報を出力する。

【０１０７】また、図１の路面μ勾配演算部９０は、例
えば、微小ゲインの各値に対する路面μ勾配のデータを
備えたテーブルを備えており、該テーブルによって、ス
リップ速度に対する制動力の勾配と等価な微小ゲインＧ
_d を、スリップ速度に対する制動力の勾配と等価な路面
μ勾配αに変換する。

【０１０８】また、図１及び図２の制動力検出部３４
は、ホイールシリンダ圧を制動力Ｐ_cに近似的に等しい
物理量として検出する圧力センサなどから構成すること
が可能であるが、車輪の力学的モデルに従って制動力を
以下のように正確に推定する手段として構成することも
できる。

【０１０９】すなわち、車輪には、車輪に対し車輪の回
転方向と反対方向に作用するブレーキトルクＴ_B と、車
輪に対し摩擦力として車輪の回転方向に作用する制動力
ＦによるタイヤトルクＴ_f と、が作用する。ブレーキト
ルクＴ_B は、車輪のブレーキディスクに対し車輪の回転
を妨げるように作用するブレーキ力に由来するものであ
り、制動力Ｆ及びタイヤトルクＴ_f は、車輪と路面との
間の摩擦係数をμ_B 、車輪半径をｒ、車輪荷重をＷとし
たとき、次式によって表される。

【０１１０】Ｆ ＝ μ_B Ｗ Ｔ_f ＝ Ｆ×ｒ ＝ μ_B Ｗｒ 従って、車輪の運動方程式は、

【０１１１】

【数１７】 となる。ただし、Ｉは車輪の慣性モーメント、ωは車輪
の回転速度（車輪速度）である。

【０１１２】車輪加速度（ｄω／ｄｔ）を検知し、ブレ
ーキディスクに加えられるホイールシリンダ圧に基づい
てブレーキトルクＴ_B を求めれば、(41)式に基づいて制
動力Ｆを推定することができる。具体的には、アクセル
開度などから求めた車輪の駆動トルクと、外乱としての
制動力Ｆが車輪に作用する(41)式と等価な力学モデルを
オブザーバとして構成する。このオブザーバでは、(41)
式を２階積分することにより得られる回転位置と実際に
検出された回転位置との偏差を０に一致させるように制
御周期毎に等価モデルの外乱及び回転速度を修正し、修
正された外乱を制動力として推定する。

【０１１３】また、図１及び図２の微小ゲイン演算部３
６は、図１２に詳細に示すように、平均ブレーキ圧の回
りに車体と車輪と路面とから構成される振動系の共振周
波数ω∞（(29)式）でブレーキ圧を微小励振したとき
の、車輪速度Ｖ_w の共振周波数ω∞の微小振幅（車輪速
微小振幅ω_wv）を検出する車輪速微小振幅検出部４０
と、共振周波数ω∞のブレーキ圧の微小振幅Ｐ_v を検出
するブレーキ圧微小振幅検出部４２と、検出された車輪
速微小振幅ω_wvをブレーキ圧微小振幅Ｐ_v で除算するこ
とにより微小ゲインＧ_d を出力する除算器４４と、から
構成される。

【０１１４】このうち車輪速微小振幅検出部４０は、共
振周波数ω∞の振動成分を抽出するフィルタ処理を行う
演算部として実現できる。例えば、この振動系の共振周
波数ω∞が４０［Ｈｚ］程度であるので、制御性を考慮
して１周期を２４［ｍｓ］、約４１．７［Ｈｚ］に取
り、この周波数を中心周波数とするバンドパスフィルタ
を設け、このフィルタ出力を全波整流、直流平滑化する
ことにより車輪速微小振幅を出力する。また、周期の整
数倍、例えば１周期の２４［ｍｓ］、２周期の４８［ｍ
ｓ］の時系列データを連続的に取り込み、４１．７［Ｈ
ｚ］の単位正弦波、単位余弦波との相関を求めることに
よっても実現できる。

【０１１５】ここで、平均ブレーキ圧Ｐ_m の回りに共振
周波数のブレーキ圧微小振幅Ｐ_v を印加する微小励振手
段について説明する。まず、平均ブレーキ圧指令及び微
小励振指令を実際の車輪への制動トルクに変換する部分
（バルブ制御系）は、図１５に示すように、マスタシリ
ンダ４８、制御バルブ５２、ホイールシリンダ５６、リ
ザーバー５８及びオイルポンプ６０を備えている。

【０１１６】このうちブレーキペダル４６は、ブレーキ
ペダル４６の踏力に応じて増圧するマスタシリンダ４８
を介して制御バルブ５２の増圧バルブ５０へ接続されて
いる。また、制御バルブ５２は、減圧バルブ５４を介し
て低圧源としてのリザーバー５８へ接続されている。さ
らに、制御バルブ５２には、該制御バルブによって供給
されたブレーキ圧をブレーキディスクに加えるためのホ
イールシリンダ５６が接続されている。この制御バルブ
５２は、入力されたバルブ動作指令に基づいて増圧バル
ブ５０及び減圧バルブ５４の開閉を制御する。

【０１１７】なお、この制御バルブ５２が増圧バルブ５
０のみを開くように制御されると、ホイールシリンダ５
６の油圧（ホイールシリンダ圧）は、ドライバがブレー
キペダル４６を踏み込むことによって得られる圧力に比
例したマスタシリンダ４８の油圧（マスタシリンダ圧）
まで上昇する。逆に減圧バルブ５４のみを開くように制
御されると、ホイールシリンダ圧は、ほぼ大気圧のリザ
ーバ５８の圧力（リザーバ圧）まで減少する。また、両
方のバルブを閉じるように制御されると、ホイールシリ
ンダ圧は保持される。

【０１１８】ホイールシリンダ５６によりブレーキディ
スクに加えられるブレーキ力（ホイールシリンダ圧に相
当）は、マスタシリンダ４８の高油圧が供給される増圧
時間、リザーバー５８の低油圧が供給される減圧時間、
及び供給油圧が保持される保持時間の比率と、圧力セン
サ等により検出されたマスタシリンダ圧及びリザーバー
圧とから求められる。

【０１１９】従って、制御バルブ５２の増減圧時間をマ
スタシリンダ圧に応じて制御することにより、所望のブ
レーキトルクを実現することができる。そして、ブレー
キ圧の微小励振は、平均ブレーキ力を実現する制御バル
ブ５２の増減圧制御と同時に共振周波数に対応した周期
で増圧減圧制御を行うことにより可能となる。

【０１２０】具体的な制御の内容として、図１６に示す
ように、微小励振の周期（例えば２４［ｍｓ］）の半周
期Ｔ／２毎に増圧と減圧のそれぞれのモードを切り替
え、バルブへの増減圧指令は、モード切り替えの瞬間か
ら増圧時間ｔ_i 、減圧時間ｔ_rのそれぞれの時間分だけ
増圧・減圧指令を出力し、残りの時間は、保持指令を出
力する。平均ブレーキ力は、マスタシリンダ圧に応じた
増圧時間ｔ_i と減圧時間ｔ_r との比によって定まると共
に、共振周波数に対応した半周期Ｔ／２毎の増圧・減圧
モードの切り替えによって、平均ブレーキ力の回りに微
小振動が印加される。

【０１２１】なお、ブレーキ圧微小振幅Ｐ_v は、マスタ
シリンダ圧、図１６に示したバルブの増圧時間ｔ_i の長
さ、及び減圧時間ｔ_r の長さによって所定の関係で定ま
るので、図１２のブレーキ圧微小振幅検出部４２は、マ
スタシリンダ圧、増圧時間ｔ _i 及び減圧時間ｔ_r からブ
レーキ圧微小振幅Ｐ_v を出力するテーブルとして構成す
ることができる。

【０１２２】次に、第１の実施の形態の作用を説明す
る。制動力検出部３４により検出された制動力Ｐ_c が、
車速演算部７０の各変換部７１、７２、７３、．．．に
入力されると、各変換部は、それぞれに与えられたΔｖ
テーブルにより、入力された検出値を変換し、検出値に
対応する微小ゲインＧ_d1、Ｇ_d2、Ｇ_d3、．．．．をそれ
ぞれ出力する。

【０１２３】変換された微小ゲインＧ_d1、Ｇ_d2、
Ｇ_d3、．．．と共に、微小ゲイン演算部３６により演算
された微小ゲインＧ_d が、差分器７４、７５、７
６、．．．．にそれぞれ入力されると、これらの差分器
は、差分Ｇ_d −Ｇ_d1、Ｇ_d −Ｇ_d2、Ｇ_d −
Ｇ_d3、．．．．をそれぞれ演算し、最小値選択部７７に
出力する。

【０１２４】最小値選択部７７では、演算された差分の
中から最も絶対値の小さい差分を選択し、選択された最
小差分値を与えた変換部を特定する。そして、この特定
された変換部に対応するスリップ速度Δｖを出力する。
例えば、Ｇ_d −Ｇ_d2が最小値となった場合、スリップ速
度を、変換部７２に対応する０．４ｍ／ｓとして出力す
る。

【０１２５】そして、車速算出器７８が、最小値選択部
７７が出力したスリップ速度Δｖと、車輪速検出部６５
が検出した車輪速度Ｖ_w とを加算することにより車速Ｖ
を演算し、路面状態演算部８０に出力する。

【０１２６】また、最小値選択部７７が出力したスリッ
プ速度Δｖ及び車速算出器７８が算出した車速Ｖは、装
置外部へ出力されると共に、除算器８１によってΔｖ／
Ｖが演算され、この演算結果がスリップ速度ΔＶとして
出力される。

【０１２７】路面状態演算部８０の各変換部１２、１
４、１６は、それぞれに与えられた∂μ／∂Δｖテーブ
ルにより、入力された車速Ｖ及び制動力Ｐ_c に対応する
微小ゲインＧ_d1、Ｇ_d2、Ｇ_d3をそれぞれ変換出力する。

【０１２８】変換された微小ゲインＧ_d1、Ｇ_d2、Ｇ_d3と
共に、微小ゲイン演算部３６により演算された微小ゲイ
ンＧ_d が、差分器１８、１９、２０にそれぞれ入力され
ると、これらの差分器は、差分Ｇ_d −Ｇ_d1、Ｇ_d −
Ｇ_d2、Ｇ_d −Ｇ_d3をそれぞれ演算し、最小値選択部２４
に出力する。

【０１２９】最小値選択部２４では、演算された差分の
中から最も絶対値の小さい差分を選択し、選択された最
小差分値を与えた変換部を特定する。そして、この特定
された変換部に対応する路面状態を所定形式の情報コー
ドなどで出力する。この形式により表された情報コード
は、Dry,Snow,Iceのいずれかに対応するもので、路面状
態演算装置１０が適用された車両の制御部が認識可能な
形式で表される。例えば、Ｇ_d −Ｇ_d3が最小値となった
場合、路面状態が”Ice ”の情報コードを出力する。

【０１３０】次に、輪荷重検出部９１は、荷重移動の無
い状態で計測された図３の基準特性におけるスリップ速
度と路面μ勾配との関係を示すテーブル（図示なし）を
路面状態毎に備えており、演算された路面状態に対応す
るテーブルに基づき、演算されたスリップ速度ΔＶに対
応する路面μ勾配α’を求める。そして、この路面μ勾
配α’、路面μ勾配演算部９０により演算された路面μ
勾配α、及び予めデータとして備えられた静止荷重
Ｗ_f0、に基づき、(6) 式より輪荷重Ｗを演算する。

【０１３１】車両状態量演算部９２では、演算された各
車輪の輪荷重Ｗ_FL、Ｗ_FR、Ｗ_RL、Ｗ _RRに基づいて、横
Ｇ、前後Ｇ、ロール角、ピッチ角、カント路の傾斜角、
横風により受けた力の少なくともいずれかを演算する
（(10)式、(11)式、(20)式、(21)式、(23)式、(24)
式）。なお、横Ｇ及びカント路の傾斜角を演算するとき
は、車輪毎の車速Ｖ_FL、Ｖ_FR、Ｖ_RL、Ｖ_RRに基づいて、
旋回中であるか直進中であるかを判定し、旋回中である
ときは横Ｇを、直進中であるときは、カント路の傾斜角
を演算する。

【０１３２】また、車輪毎の車速Ｖ_FL、Ｖ_FR、Ｖ_RL、Ｖ
_RRに基づいて、(25)式よりヨーレートを、(26)式より車
体横すべり角を演算する。 （第２の実施の形態）第２の実施の形態は、図１及び図
２の微小ゲイン演算部３６の代わりに、車輪速検出部６
５により検出された所定のサンプル時間τ毎の車輪速度
の時系列データに基づいて、オンライン同定手法を用い
てスリップ速度に対する制動トルク（駆動トルク）の勾
配（制動トルク勾配）を推定するトルク勾配推定部を備
える（図示しない）。他の構成については、第１の実施
の形態と同様であるので、同一の符号を付して詳細な説
明を省略する。以下、第２の実施の形態に係るトルク勾
配推定部の推定原理について説明する。 （制動トルク又は駆動トルクの勾配の推定原理）各車輪
の車輪運動及び車体運動は次式の運動方程式によって記
述される。なお、以下では、車輪数を４輪と仮定する
が、本実施の形態は、これに限定されるものではない。

【０１３３】

【数１８】 ただし、Ｆ_i ’は、第ｉ輪に発生した制動力、Ｔ_biは踏
力に対応して第ｉ輪に加えられたブレーキトルク、Ｍは
車両質量、Ｒ_c は車輪の有効半径、Ｊは車輪慣性、ｖは
車体速度である。なお、・は時間に関する微分を示す。
(42)式、(43)式において、Ｆ_i ’はスリップ速度（ｖ／
Ｒ_c −ω_i ）の関数として示されている。

【０１３４】ここで、車体速度を等価的な車体の角速度
ω_v で表すと共に、制動トルクＲ_cＦ_i ’をスリップ速
度の１次関数（傾きｋ_i 、ｙ切片Ｔ_i ）として記述す
る。

【０１３５】 ｖ ＝ Ｒ_c ω_v (44) Ｒ_c Ｆ_i ’（ω_v −ω_i ）＝ｋ_i ×（ω_v −ω_i ）＋Ｔ_i (45) さらに、(44)、(45)式を(42)、(43)式へ代入し、車輪速
度ω_i 及び車体速度ω _v をサンプル時間τ毎に離散化さ
れた時系列データω_i [k] 、ω_v [k] （ｋはサンプル時
間τを単位とするサンプル時刻、ｋ＝1,2,.....)として
表すと次式を得る。

【０１３６】

【数１９】 ここで、(46)、(47)式を連立し、車体の等価角速度ω_v
を消去すると、

【０１３７】

【数２０】 を得る。

【０１３８】ところで、スリップ速度３rad/s という条
件下でＲ_c Ｍｇ／４（ｇは重力加速度）の最大制動トル
クの発生を仮定すると、

【０１３９】

【数２１】 を得る。ここで、具体的な定数として、τ＝0.005 (se
c) 、Ｒ_c ＝0.3 (m) 、Ｍ＝1000(kg)を考慮すると、max
(ｋ_i ) ＝245 となる。従って、

【０１４０】

【数２２】 となり、(48)式は次式のように近似することができる。

【０１４１】

【数２３】 である。

【０１４２】このように整理することにより、(49)式は
未知係数ｋ_i 、ｆ_i に関し、線形の形で記述することが
可能となり、(49)式にオンラインのパラメータ同定手法
を適用することにより、スリップ速度に対する制動トル
ク勾配ｋ_i を推定することができる。

【０１４３】なお、制動トルクが作用している場合だけ
でなく、駆動トルクが作用している場合においても、同
様に(49)式にオンラインのシステム同定手法を適用する
ことにより、スリップ速度に対する駆動トルクの勾配
（以下、「駆動トルク勾配」という）を求めることがで
きる。

【０１４４】例えば、以下のステップ１と、オンライン
のシステム同定手法の一手法である最小自乗法に基づい
て導出された以下のステップ２と、を繰り返すことによ
り、検出された車輪速度の時系列データω_i [k] から制
動トルク勾配又は駆動トルク勾配を推定することができ
る。

【０１４５】

【数２４】 とおく。

【０１４６】なお、(50)式の行列φ_i [k] の第１要素
は、１サンプル時間での車輪速度の変化に関する物理量
であり、(51)式は、１サンプル時間の車輪速度の変化の
１サンプル時間での変化に関する物理量である。これ
は、(49)式が車輪( 減速度) 運動の運動方程式となって
いることを表しており、制動トルク勾配は車輪減速度の
動特性を表現する特性根と比例していることがわかる。
すなわち、制動トルク勾配の同定は、車輪（減速度）運
動の特性根を同定することと解釈することもできる。

【０１４７】

【数２５】 という漸化式からθ_i の推定値を演算し、このθ_i の推
定値の行列の第一要素を推定された制動トルクの勾配と
して抽出する。ただし、λは過去のデータを取り除く度
合いを示す忘却係数（例えばλ＝０．９８）であり、”
^T ”は行列の転置を示す。

【０１４８】なお、(52)式の左辺のθ_i は、車輪速度の
変化に関する物理量の履歴及び車輪速度の変化の変化に
関する物理量の履歴を表す物理量である。

【０１４９】第２の実施の形態では、制駆動力を微小励
振することなく、かつ車輪速度のみから制駆動トルク勾
配を推定できるので、ハードウェアを簡素化できるとい
う利点がある。 （第３の実施の形態）制動トルク勾配は、車輪減速度及
びブレーキトルクから推定することもできる。そこで、
第３の実施の形態は、図１及び図２の微小ゲイン演算部
３６の代わりに、所定のサンプル時間τ毎の車輪減速度
の時系列データ及びブレーキトルクの時系列データに基
づいて、オンライン同定手法を用いて制動トルク勾配を
推定する制動トルク勾配推定部を備える（図示しな
い）。なお、車輪減速度は、車輪速検出部６５により検
出された車輪速度から演算してもよい。また、ブレーキ
トルクは、圧力センサ等によって検出されたホイールシ
リンダ圧から推定可能である。

【０１５０】他の構成については、第１の実施の形態と
同様であるので、同一の符号を付して詳細な説明を省略
する。以下、第３の実施の形態に係る制動トルク勾配推
定部の推定原理について説明する。 （制動トルク勾配の推定原理）(42)、(43)式を、制動ト
ルクＦ_i （＝Ｆ_i ’・Ｒ_c ）、角速度換算の車速ω
_v（＝ｖ／Ｒ_c ）を用いて表すと、

【０１５１】

【数２６】 となる。

【０１５２】さらに、(53)式より、第ｉ輪の車輪減速度
ｙ_i （＝−ｄω_i ／ｄｔ）は、

【０１５３】

【数２７】 と表される。

【０１５４】ここで、第ｉ輪のスリップ速度（ω_v −ω
_i ）をｘ_i に置き換えて、(53)〜(55)式を整理すると、

【０１５５】

【数２８】 となる。

【０１５６】ここで、第ｉ輪の制動トルクＦ_i は、スリ
ップ速度の非線形関数（図１４参照）であると仮定し、
あるスリップ速度ｘ_i 近傍の制動トルクＦ（ｘ_i ）を次
式のように直線で近似する。すなわち、制動トルクＦ
（ｘ_i ）がスリップ速度ｘ_i に対して制動トルク勾配ｋ
_i に応じて一次関数的に変化する勾配モデルを適用す
る。

【０１５７】 Ｆ_i （ｘ_i ） ＝ ｋ_i ｘ_i ＋μ_i (58) ここで、第ｉ輪（i=1,2,3,4)に関し、スリップ速度の時
系列データをｘ_i ［ｊ］、ブレーキトルクの時系列デー
タをＴ_bi［ｊ］、車輪減速度の時系列データをｙ
_i ［ｊ］とする（ｊ＝0,1,2,....）。但し、各時系列デ
ータは、所定のサンプリング時間τ毎にサンプリングさ
れたものとする。

【０１５８】(58)式を(56)、(57)式に代入し、得られた
式をサンプリング時間τ毎の上記時系列データを用いて
離散化すると、

【０１５９】

【数２９】 となる。すなわち、ｘ［ｊ］、ｙ［ｊ］、Ｔ_b ［ｊ］
は、各車輪についてのスリップ速度、車輪減速度、ブレ
ーキトルクをそれぞれ各成分に持つベクトルである。

【０１６０】ところで、(60)式より、１サンプル後の車
輪減速度ｙ［ｊ＋１］は、

【０１６１】

【数３０】 となる。

【０１６２】(60)、(61)式より、 Ｋ・（ｘ［ｊ＋１］−ｘ［ｊ］） ＝−Ｊ（ｙ［ｊ＋１］−ｙ［ｊ］）＋Ｔ_b ［ｊ＋１］−Ｔ_b ［ｊ］ (62) が得られる。

【０１６３】(62)式において、 φ ＝ ｘ［ｊ＋１］−ｘ［ｊ］ (63) ｆ ＝−Ｊ（ｙ［ｊ＋１］−ｙ［ｊ］）＋Ｔ_b ［ｊ＋１］−Ｔ_b ［ｊ］ (64) と置くと、 Ｋ・φ ＝ ｆ (65) となる。

【０１６４】ここで、φの意味を考えると、隣接するサ
ンプル間のスリップ速度の差、すなわち、スリップ速度
の変化に関する物理量を示していることがわかる。

【０１６５】(59)、(60)式を連立させて（Ｋｘ［ｊ］＋
μ）の項を消去して整理すると、(63)式より、

【０１６６】

【数３１】 が得られる。

【０１６７】また、制動トルクの時系列データをＦ
［ｊ］（第ｉ輪の制動トルクの時系列データＦ_i ［ｊ］
を成分に持つベクトル）として、(55)式を離散化して整
理すると、 Ｆ［ｊ］＝−Ｊｙ［ｊ］＋Ｔ_b ［ｊ］ (67) が得られる。

【０１６８】そして、(64)式に、(67)式を適用すると、 ｆ ＝ Ｆ［ｊ＋１］−Ｆ［ｊ］ (68) となる。

【０１６９】(68)式より、ｆは、隣接するサンプル間の
制動トルクの差、すなわち、制動トルクの変化に関する
物理量を示していることがわかる。

【０１７０】以上より、(53)〜(55)式で示された車輪の
運動状態を、(58)式の勾配モデルで(59)、(60)式のよう
に近似すると共に、この近似された運動状態を、(65)式
の関係に変換できることが示された。すなわち、車輪の
運動状態は、同定すべきパラメータであるスリップ速度
に対する制動トルクの勾配、それぞれブレーキトルクと
車輪減速度とにより(64)、(66)式で表わされた制動トル
クの変化に関する物理量及びスリップ速度の変化に関す
る物理量の間の関係に帰着できる。

【０１７１】これによって、同定パラメータを１つとす
ることができ、演算精度の向上及び演算時間の短縮化が
図れる。

【０１７２】ここで、(65)式を、第ｉ輪について示す
と、 ｋ_i ・φ_i ＝ ｆ_i (69) となる。ただし、(65)式のｆとφとを ｆ＝［ｆ₁ ｆ₂ ｆ₃ ｆ₄ ］^T φ＝［φ₁ φ₂ φ₃ φ₄ ］^T とした。

【０１７３】本実施の形態では、第ｉ輪の車輪減速度の
時系列データｙ_i ［ｊ］及び第ｉ輪のブレーキトルクの
時系列データＴ_bi［ｊ］に基づいて第ｉ輪のｆ_i 、φ_i
を(64)、(66)式より演算し、演算されたｆ_i 、φ_i を(6
9)式に代入することにより得られた各データに、オンラ
インのシステム同定手法を適用することにより第ｉ輪の
制動トルク勾配ｋ_i を推定演算することができる。

【０１７４】第３の実施の形態では、制動力（ブレーキ
トルク）を微小励振することなく、かつ車輪減速度及び
ブレーキトルクから制駆動トルク勾配を推定できるの
で、ハードウェアを簡素化できるという利点がある。

【０１７５】以上が本発明の各実施の形態であるが、本
発明は、上記例にのみ限定されるものではなく、本発明
の要旨を逸脱しない範囲内において任意好適に変更可能
である。

【０１７６】例えば、上記実施の形態では、路面状態
を、乾燥路面、雪路面、氷路面の３種類に分類したが、
他の種類の路面、例えば、じゃり道、砂路面、雨路面等
のような路面を演算したり、３種類より多い路面状態
を、もっときめ細かく演算することもできる。

【０１７７】また、図２では、車体速度と制動力を各テ
ーブルにより微小ゲインに変換し、この微小ゲインの変
換値と検出値とを比較したが、微小ゲインと車体速度、
或いは微小ゲインと制動力を各テーブルにより制動力或
いは車体速度に変換し、この変換値と、同じ車輪挙動量
の検出値とを比較することにより路面状態を演算するこ
とも可能である。また、Δｖテーブルについても同様で
ある。

【０１７８】さらに、上記実施の形態では、制動時にお
ける車両状態量を演算したが、本発明は、これに限定さ
れるものではなく、駆動時においても同様に車両状態量
を演算できるように容易に拡張できる。この場合、制動
力検出部３４は、駆動力を検出する手段として構成す
る。また、微小ゲインから路面μ勾配を検出する場合
は、駆動力を微小励振し、駆動力の微小励振振幅と車輪
速度の微小振幅との比から微小ゲインを求める。

【０１７９】また、路面μ勾配演算部９０では、微小ゲ
イン演算部３６等により演算されたスリップ速度に対す
る制駆動力の勾配Ｇ_d を、直接、輪荷重検出部９１へ入
力するように構成することができる。この場合、勾配Ｇ
_d の車速依存性を補償するため、路面状態演算装置１０
で、スリップ速度ΔＶの代わりにスリップ速度Δｖと車
速Ｖとを出力する。そして、輪荷重検出部９１では、ス
リップ速度と勾配Ｇ_dとの関係を、路面状態毎及び車速
毎に記憶しており、入力された車速Ｖ、路面状態、スリ
ップ速度Δｖに対応した勾配Ｇ_d0を求め、(7) 式の関係
より、輪荷重を求める。

【０１８０】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１及び請求
項２の発明によれば、輪荷重の変化を直接的に反映す
る、実際の路面での路面μ勾配を演算し、さらに基準特
性におけるスリップ速度と路面μ勾配との路面状態毎の
関係に基づいて、演算された路面状態及びスリップ速度
に対応する路面μ勾配、すなわち基準特性での路面μ勾
配を求め、該路面μ勾配と実際の路面での路面μ勾配と
に基づいて、車輪の荷重を演算するようにしたので、セ
ンサにより検出された加速度などから間接的に輪荷重を
推定する方法と比較して、制動非制動の別、及び路面状
態や荷重分布などのような外的条件に係わらず、輪荷重
を簡単かつ正確に推定できる、という優れた効果が得ら
れる。

【０１８１】さらに、請求項２の発明によれば、輪荷重
演算手段により演算された車輪の荷重に基づいて、前後
方向の車体加速度、横方向の車体加速度、ピッチ角、ロ
ール角、カント路の傾斜角、横風により車体が受けた力
の大きさの少なくともいずれかを演算するようにしたの
で、該車両状態量を用いて車両安定化制御をより正確に
行うことができる、という効果が得られる。

【０１８２】また、請求項３及び請求項４の発明によれ
ば、制駆動時におけるスリップ速度の変化を直接的に反
映する、実際の路面での路面μ勾配と、実際に車輪に作
用する制駆動力と、からスリップ速度を求め、該スリッ
プ速度と検出された車輪速度とからヨーレートを演算す
るようにしたので、制駆動時においても、きわめて正確
にヨーレートを演算することができる、という優れた効
果が得られる。

【０１８３】さらに、請求項４の発明によれば、横方向
の車体加速度及びヨーレート演算手段により演算された
ヨーレートに基づいて、制駆動時においても、車体横す
べり角を正確に演算することができ、車両安定化制御を
より正確に行うことができる、という効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る車両状態量推
定装置の構成を示すブロック図である。

【図２】本発明の第１の実施の形態に係る路面状態演算
装置の構成を示すブロック図である。

【図３】タイヤにおけるスリップ速度ΔＶと制駆動力μ
Ｗとの関係を示す図である。

【図４】路面μ特性を表す車輪挙動量の相互関係を示す
グラフであって、（ａ）はスリップ速度と路面μとの関
係、（ｂ）はスリップ速度と制動力との関係、（ｃ）は
各車速毎の制動力と路面μ勾配Ｇ_d との関係を示す。

【図５】路面状態及び車速毎の制動力Ｐ_c とスリップ速
度Δｖとの関係を示すグラフである。

【図６】路面状態及び車速毎のスリップ速度Δｖと路面
μ勾配Ｇ_d との関係を示すグラフであって、（ａ）は乾
燥路面、（ｂ）は雪路面についてのグラフである。

【図７】スリップ速度Δｖをパラメータとした場合の制
動力Ｐ_c と路面μ勾配Ｇ_d との関係を各車速毎に示した
グラフであって、（ａ）は乾燥路面、（ｂ）は雪路面に
ついてのグラフである。

【図８】図７に基づいて、車速及び路面状態毎に制動力
Ｐ_c と路面μ勾配Ｇ_d との関係を求めたグラフであっ
て、（ａ）は車速Ｖ＝２０ｋｍ／ｈ、（ｂ）は車速Ｖ＝
４０ｋｍ／ｈ、（ｃ）は車速Ｖ＝６０ｋｍ／ｈの場合に
ついてのグラフである。

【図９】制動時における前後Ｇと輪荷重との関係を説明
するための、車体横方向から見たハーフカーモデルであ
る。

【図１０】旋回時における横Ｇと輪荷重との関係を説明
するための、車体前後方向から見たハーフカーモデルで
ある。

【図１１】カント路の傾斜角と輪荷重との関係を説明す
るための、車体前後方向から見たハーフカーモデルであ
る。

【図１２】本発明の第１の実施の形態に係る微小ゲイン
演算部の構成を示すブロック図である。

【図１３】車輪と車体と路面とから構成される振動系の
等価モデルを示す図である。

【図１４】スリップ速度に対する摩擦係数μの変化特性
を示すと共に、微小ゲインが制動トルク勾配と等価であ
ることを説明するため、微小振動の中心の回りのμの変
化が直線で近似できることを示す図である。

【図１５】ブレーキ部のハードウェア構成を示すブロッ
ク図である。

【図１６】ブレーキ圧の微小励振と平均ブレーキ力の制
御を同時に行う場合の制御バルブへの指令を示す図であ
る。

【符号の説明】

１０ 路面状態演算装置 ３４ 制動力検出部 ３６ 微小ゲイン演算部 ６５ 車輪速検出部 ９０ 路面μ勾配演算部 ９１ 輪荷重検出部 ９２ 車両状態量演算部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小野 英一 愛知県愛知郡長久手町大字長湫横道41番地 の１株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 梅野 孝治 愛知県愛知郡長久手町大字長湫横道41番地 の１株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 菅井 賢 愛知県愛知郡長久手町大字長湫横道41番地 の１株式会社豊田中央研究所内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車輪速度を検出する車輪速度検出手段
   と、 スリップ速度に対する制駆動力の勾配又は該勾配に関連
   した物理量である路面μ勾配を演算する路面μ勾配演算
   手段と、 車輪に作用する制駆動力を推定する制駆動力推定手段
   と、 前記車輪速度検出手段により検出された車輪速度、前記
   路面μ勾配演算手段により演算された路面μ勾配及び前
   記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、路面状態及びスリップ速度を演算する路面演算手段
   と、 基準特性におけるスリップ速度と路面μ勾配との関係を
   路面状態毎に記憶する記憶手段と、 前記記憶手段により記憶された前記関係に基づいて、前
   記路面演算手段により演算された路面状態及びスリップ
   速度に対応する路面μ勾配を求める処理手段と、 前記処理手段により求められた路面μ勾配と前記路面μ
   勾配演算手段により演算された路面μ勾配とに基づい
   て、車輪の荷重を演算する輪荷重演算手段と、 を含む車両状態量推定装置。
2. 【請求項２】 前記輪荷重演算手段により演算された車
   輪の荷重に基づいて、前後方向の車体加速度、横方向の
   車体加速度、ピッチ角、ロール角、カント路の傾斜角、
   横風により車体が受けた力の大きさの少なくともいずれ
   かを演算する車両状態量演算手段、 をさらに含む請求項１の車両状態量推定装置。
3. 【請求項３】 車輪速度を検出する車輪速度検出手段
   と、 スリップ速度に対する制駆動力の勾配である路面μ勾配
   を演算する路面μ勾配演算手段と、 車輪に作用する制駆動力を推定する制駆動力推定手段
   と、 前記路面μ勾配演算手段により演算された路面μ勾配及
   び前記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、スリップ速度を演算するスリップ速度演算手段
   と、 前記車輪速度検出手段により検出された前輪及び後輪の
   少なくともいずれかの車輪速度と前記スリップ速度演算
   手段により演算された前輪及び後輪の少なくともいずれ
   かのスリップ速度とに基づいて、ヨーレートを演算する
   ヨーレート演算手段と、 を含む車両状態量推定装置。
4. 【請求項４】 横方向の車体加速度及び前記ヨーレート
   演算手段により演算されたヨーレートに基づいて、車体
   横すべり角を演算する横すべり角演算手段、 をさらに含む請求項３の車両状態量推定装置。