WO2010113799A1 - 車両横滑り運動状態量推定装置 - Google Patents

車両横滑り運動状態量推定装置 Download PDF

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竹中 透
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    • B60W40/06Road conditions
    • B60W40/076Slope angle of the road

Definitions

  • the present invention relates to a vehicle side-slip motion state quantity estimation device that estimates a side-slip angle or a side-slip speed of the center of gravity of a vehicle as a state quantity of a side-slip movement of a vehicle.
  • Patent Document 1 Japanese Patent No. 3669668
  • the road surface reaction force (friction force) acting on each wheel of the vehicle from the road surface is estimated using the estimated value of the friction coefficient and the friction characteristic model of the wheel.
  • the lateral acceleration of the center of gravity of the vehicle that is dynamically generated is estimated based on the sum of the lateral forces of the vehicle (the resultant force) of the estimated road surface reaction force.
  • the temporal change rate of the skid angle of the center of gravity of the vehicle is estimated based on the dynamic motion model of the vehicle from the estimated value of the lateral acceleration, the detected value of the vehicle speed, and the detected value of the yaw rate of the vehicle, By integrating this temporal change rate, an estimated value of the side slip angle of the center of gravity of the vehicle is obtained.
  • the road surface reaction force (friction force) acting on each wheel of the vehicle is estimated, and the skid motion of the vehicle is calculated by the calculation of a dynamic motion model based on the estimated value of the road surface reaction force.
  • the estimated value of the road surface reaction force eventually affects the estimated value of the state quantity of the side-slip motion of the vehicle.
  • the estimated value of the road surface reaction force is easily affected by the non-linearity of the friction characteristics of the wheels (friction characteristics with the road surface), errors in the friction characteristics model, etc.
  • the accuracy of the estimated value of the road surface reaction force tends to decrease.
  • the accuracy of the estimated value of the state quantity of the side-sliding motion of the vehicle tends to be lowered.
  • the road surface reaction force acting on each wheel of the vehicle is affected by the bank angle (cant angle) of the road surface, and even if the state amount of the side-slip movement of the vehicle is constant, the bank angle (cant angle) of the road surface is The road surface reaction force changes according to the change.
  • the present invention has been made in view of such a background, and improves the estimation accuracy of the state quantity of the side-slip motion of the vehicle including the transition period in which the friction coefficient, the motion state of the vehicle, or the bank angle of the road surface changes.
  • An object of the present invention is to provide a vehicle side-slip motion state quantity estimating device capable of
  • the first aspect of the vehicle side-slip motion state quantity estimating device of the present invention uses the side-slip angle or the side-slip speed at a predetermined position of the vehicle as the estimation target side-slip motion state quantity,
  • An apparatus for sequentially estimating the value of a quantity Including a friction characteristic model representing a relationship between slippage between a vehicle wheel and a road surface and a road surface reaction force acting on the wheel from the road surface, and using a vehicle model expressing the dynamics of the vehicle, at least on the vehicle model
  • a road surface reaction force model value which is a value of a road surface reaction force including at least a lateral force among road surface reaction forces acting on each wheel of the vehicle on the vehicle model from the road surface is obtained, and the resultant force of the road surface reaction force model value
  • Ask And both models arithmetic means A predetermined position actual lateral that includes at least a lateral acceleration sensor that is sensitive to the actual lateral acceleration of the vehicle and that generates an output in accordance with the predetermined actual lateral acceleration that is the actual lateral acceleration of the predetermined position of the vehicle; Acceleration detection means; Using the road surface reaction force model value, a predetermined position lateral acceleration model value, which is a value of a lateral acceleration of the vehicle, in which a resultant force of the road surface reaction force model value is generated at the predetermined position in the vehicle on the vehicle model.
  • Lateral acceleration deviation calculating means for obtaining a lateral acceleration deviation which is a deviation between a detected value of the predetermined position actual lateral acceleration indicated by the output of the predetermined position actual lateral acceleration detecting means and the predetermined position lateral acceleration model value;
  • a value obtained by passing the lateral acceleration deviation through a filter having a high-cut characteristic, or a value obtained by passing the lateral acceleration deviation through the filter and a gain multiplication unit that multiplies an input value by a predetermined gain is determined as a correction operation amount.
  • a skid motion state quantity estimated value determining means for determining a value obtained by adding the correction operation amount to the skid motion state quantity model value as an estimated value of the actual skid motion state quantity of the vehicle is provided. invention).
  • the “observed value” in the present invention is an indirect value using a suitable model or a natural law from a detected value directly observed from a certain sensor output or one or more sensor outputs related to the observation target quantity. Means the estimated value observed in The same applies to other inventions described later.
  • the vehicle model calculation means uses the vehicle model, and at least a predetermined type of behavior related to actual vehicle behavior necessary for specifying the slip of the wheel of the vehicle on the vehicle model.
  • the road reaction force model value is obtained by performing calculation processing of the vehicle model while inputting the observation value of the observation target amount to the vehicle model.
  • the slip of each wheel of the vehicle is specified (estimated) based on the dynamics of the vehicle from the observation value of the predetermined type of observation target amount, and the slip is used as the friction characteristic model.
  • the road surface reaction force model value that is a value of the road surface reaction force including at least the lateral force among the road surface reaction forces acting on each wheel of the vehicle.
  • the observed value of the predetermined type of observation target amount is the observation target amount necessary for specifying the slip between the wheel and the road surface in the friction characteristic model based on the vehicle dynamics used in the vehicle model. Any observation value is acceptable.
  • Such an observation target amount may be selected in accordance with the structure of the vehicle model including the friction characteristic model.
  • a past calculated value of the model value (a value already calculated in the past, preferably the latest value of the past calculated values) may be used.
  • the side-slip motion of the vehicle depends on the driving / braking force and the lateral force, which are frictional forces among the road surface reaction forces acting on each wheel, and is particularly highly dependent on the lateral force. Therefore, it is desirable that the road surface reaction force model value to be obtained is a road surface reaction force value including at least the lateral force of each wheel.
  • the vehicle model calculating means generates the vehicle surface on the vehicle model by the resultant force of the road surface reaction force model value obtained as described above (the resultant force of the road surface reaction force model value for all the wheels of the vehicle on the vehicle model).
  • a skid motion state quantity model value that is a value of the skid motion state quantity is obtained.
  • the movement of the vehicle is dynamically defined because the resultant force of the road surface reaction force (mainly the resultant force of the lateral force) acts on the vehicle as an external force.
  • the road surface reaction force model value is input to a dynamic model representing the relationship between the road surface reaction force acting on each wheel of the vehicle and the lateral movement of the vehicle at the predetermined position.
  • the skid motion state is calculated by calculating the dynamic model using the road surface reaction force model value and the past calculated value (preferably the latest value of the past calculated values) of the skid motion state model value. A new value of the quantity model value can be obtained.
  • the road surface reaction force By calculating the temporal change rate of the side-slip motion state quantity resulting from the resultant force of the model value, and integrating the temporal change rate sequentially (cumulative addition to the past calculated value of the side-slip motion state quantity), the skid motion
  • the state quantity model value can be obtained sequentially.
  • the predetermined position actual acceleration detecting means generates an output corresponding to the predetermined position actual lateral acceleration.
  • the resultant force of the road surface reaction force model value of each wheel obtained by the vehicle model calculating means is a lateral acceleration value of the vehicle generated at the predetermined position in the vehicle on the vehicle model.
  • the acceleration model value is obtained by the lateral acceleration model value calculation means using the road surface reaction force model value.
  • the lateral acceleration model value calculation means may be included in the vehicle model calculation means.
  • the output of the lateral acceleration sensor functions as it is as an output indicating the actual lateral acceleration of the predetermined position.
  • the output of the lateral acceleration sensor and the yaw rate sensor (or yaw angular acceleration mounted on the vehicle) are detected.
  • Output corresponding to the actual lateral acceleration at the predetermined position can be generated from the output of the sensor.
  • the lateral acceleration deviation which is a deviation between the detected value of the predetermined position actual lateral acceleration indicated by the output of the predetermined position actual lateral acceleration detection means and the predetermined position lateral acceleration model value, is calculated as a lateral acceleration deviation. Determined by means.
  • the friction coefficient of the road surface and the motion state of the vehicle change, particularly in a situation where the bank angle (cant angle) of the road surface on which the vehicle is traveling is kept substantially constant.
  • the lateral acceleration deviation is significantly affected by the error of the skid motion state quantity model value with respect to the value (true value) of the skid motion state quantity at the predetermined position of the actual vehicle.
  • a value obtained by passing the lateral acceleration deviation through a filter having a low-cut characteristic and an integration unit that integrates an input value is the amount of the skid motion state amount in a transition period in which the friction coefficient of the road surface or the motion state of the vehicle changes. It approximates the error of the skid speed at a predetermined position of the vehicle corresponding to the model value with respect to the actual value (true value).
  • the process of passing the lateral acceleration deviation through the filter having the low cut characteristic and the integrating means for integrating the input value as described above is equivalent to the process of passing the lateral acceleration deviation through the filter having the high cut characteristic, or
  • the processing can be replaced with processing that passes through the filter and gain multiplication means for multiplying the input value by a predetermined value of gain.
  • the integration means that easily accumulates calculation errors can be omitted.
  • the motion state quantity estimated value determining means multiplies the lateral acceleration deviation through a filter having a high cut characteristic, or multiplies the input value by the lateral acceleration deviation and the filter and a predetermined gain.
  • the value passed through the gain multiplication means is determined as the correction operation amount.
  • the motion state quantity estimated value determining means determines a value obtained by adding the correction operation amount to the skid motion state quantity model value as an estimated value of the actual skid motion state quantity of the vehicle.
  • the value of the skid motion state quantity (true value) at a predetermined position of the actual vehicle is closer than the model value of the skid motion state quantity.
  • the accuracy of the estimated value of the skid motion state quantity at a predetermined position of the vehicle in the transition period in which the friction coefficient of the road surface and the motion state of the vehicle change can be increased more than the model value of the skid motion state quantity.
  • the process of passing the lateral acceleration deviation through the integrating means is unnecessary, it is possible to prevent the calculation error associated with the integration of the lateral acceleration deviation from accumulating in the correction operation amount. For this reason, the reliability of the correction operation amount can be improved, and as a result, the accuracy of the estimated value of the skid motion state amount of the vehicle can be increased.
  • the predetermined position of the vehicle includes, for example, the position of the center of gravity of the vehicle (second invention).
  • the estimated value of the skid motion state quantity at the position of the center of gravity of the vehicle can be obtained accurately and appropriately.
  • the predetermined position lateral acceleration model value is obtained by calculating the value of the translational force component in the lateral direction of the vehicle in the resultant force of the road surface reaction force model value obtained by the vehicle model calculation means as the vehicle mass. It can be obtained as a value of acceleration obtained by division.
  • the filter is preferably a bandpass filter having a high cut characteristic and a low cut characteristic (third invention).
  • the stationary offset component that may be included in the lateral acceleration deviation due to the drift of the output of the lateral acceleration sensor or the like can be removed by the low-cut characteristic of the bandpass filter. it can.
  • the reliability of the correction operation amount can be further improved, and the accuracy of the estimated value of the skid motion state amount of the vehicle can be further increased.
  • the band-pass filter does not need to perform the high-cut characteristic filtering process and the low-cut characteristic filtering process all at once, and may sequentially perform the filtering process.
  • the gain of the predetermined value is set to the same value as, for example, the time constant that defines the cut-off frequency on the high frequency side in the high cut characteristic of the filter (fourth invention).
  • a process equivalent to the process of passing the lateral acceleration deviation through the filter having a low cut characteristic and the integrating means can be easily realized by the filter having the high cut characteristic and the gain multiplying means. it can.
  • a side-slip angle or a side-slip speed at a predetermined position of the vehicle is set as a side-slip motion state quantity to be estimated.
  • a device that sequentially estimates the value of a skid motion state quantity, Including a friction characteristic model representing a relationship between slippage between a vehicle wheel and a road surface and a road surface reaction force acting on the wheel from the road surface, and using a vehicle model expressing the dynamics of the vehicle, at least on the vehicle model
  • a road surface reaction force model value which is a value of a road surface reaction force including at least a lateral force among road surface reaction forces acting on each wheel of the vehicle on the vehicle model from the road surface is obtained, and the resultant force of the road surface reaction force model value
  • Vehicle model computing means for obtaining a skid motion state quantity model value that is a value of the skid motion state quantity generated in a vehicle on the vehicle model;
  • a predetermined position actual lateral that includes at least a lateral acceleration sensor that is sensitive to the actual lateral acceleration of
  • Lateral acceleration deviation calculating means for obtaining a lateral acceleration deviation which is a deviation between a detected value of the predetermined position actual lateral acceleration indicated by the output of the predetermined position actual lateral acceleration detecting means and the predetermined position lateral acceleration model value;
  • a yaw angular acceleration detecting means for generating an output corresponding to an angular acceleration around a predetermined yaw axis of an actual vehicle;
  • Yaw angular acceleration for obtaining a yaw angular acceleration model value, which is a value of angular acceleration generated around the predetermined yaw axis in the vehicle on the vehicle model, by using the road surface reaction force model value.
  • Model value calculation means A yaw acceleration deviation calculating means for obtaining a yaw angular acceleration deviation which is a deviation between the detected value of the angular acceleration indicated by the output of the yaw angular acceleration detecting means and the yaw angular acceleration model value; Side slip movement state quantity estimated value determination is performed by determining a value obtained by correcting the side slip movement state quantity model value according to the side acceleration deviation and the yaw angular acceleration deviation as an estimated value of the actual side slip movement state quantity of the vehicle. (5th invention).
  • the vehicle model calculation means uses the vehicle model as in the case of the first aspect of the invention, and at least the actual necessary for specifying the slip of the vehicle wheel on the vehicle model.
  • the road surface reaction force model value is obtained by performing calculation processing of the vehicle model while inputting observation values of a predetermined type of observation target amount relating to the behavior of the vehicle to the vehicle model.
  • the slip of each wheel of the vehicle is specified (estimated) based on the dynamics of the vehicle from the observation value of the predetermined type of observation target amount, and the slip is used as the friction characteristic model.
  • the road surface reaction force model value that is a value of the road surface reaction force including at least the lateral force among the road surface reaction forces acting on each wheel of the vehicle.
  • the observed value of the predetermined type of observation target amount is the observation target amount necessary for specifying the slip between the wheel and the road surface in the friction characteristic model based on the vehicle dynamics used in the vehicle model. Any observation value is acceptable.
  • Such an observation target amount may be selected in accordance with the structure of the vehicle model including the friction characteristic model.
  • the side-slip motion of the vehicle depends on the driving / braking force and the lateral force, which are frictional forces among the road surface reaction forces acting on each wheel, and is particularly highly dependent on the lateral force. Therefore, it is desirable that the road surface reaction force model value to be obtained is a road surface reaction force value including at least the lateral force of each wheel.
  • the vehicle model calculating means generates the vehicle surface on the vehicle model by the resultant force of the road surface reaction force model value obtained as described above (the resultant force of the road surface reaction force model value for all the wheels of the vehicle on the vehicle model).
  • a skid motion state quantity model value that is a value of the skid motion state quantity is obtained.
  • the movement of the vehicle is dynamically defined because the resultant force of the road surface reaction force (mainly the resultant force of the lateral force) acts on the vehicle as an external force.
  • the road surface reaction force model value is input to a dynamic model representing the relationship between the road surface reaction force acting on each wheel of the vehicle and the lateral movement of the vehicle at the predetermined position.
  • the skid motion state quantity model value can be obtained by calculating the dynamic model.
  • the road surface reaction force By calculating the temporal change rate of the side-slip motion state quantity resulting from the resultant force of the model value, and integrating the temporal change rate sequentially (cumulative addition to the past calculated value of the side-slip motion state quantity), the skid motion
  • the state quantity model value can be obtained sequentially.
  • a past calculated value (preferably the latest value of the past calculated values) of the skid motion state quantity is required.
  • the past calculated value either the form using the past calculated value of the skid motion state quantity model value or the form using the past calculated value of the estimated value of the skid motion state quantity is used. Can be adopted.
  • the predetermined position actual acceleration detecting means generates an output corresponding to the predetermined position actual lateral acceleration.
  • the resultant force of the road surface reaction force model value of each wheel obtained by the vehicle model calculating means is a lateral acceleration value of the vehicle generated at the predetermined position in the vehicle on the vehicle model.
  • the acceleration model value is obtained by the lateral acceleration model value calculation means using the road surface reaction force model value.
  • the lateral acceleration model value calculation means may be included in the vehicle model calculation means. Further, when the lateral acceleration sensor is mounted at the predetermined position of an actual vehicle, the output of the lateral acceleration sensor functions as it is as an output indicating the actual lateral acceleration of the predetermined position.
  • the output of the lateral acceleration sensor and the yaw rate sensor (or yaw angular acceleration mounted on the vehicle) are detected.
  • Output corresponding to the actual lateral acceleration at the predetermined position can be generated from the output of the sensor.
  • a lateral acceleration deviation which is a deviation between the detection value of the predetermined position actual lateral acceleration indicated by the output of the predetermined position actual lateral acceleration detecting means and the predetermined position lateral acceleration model value, is obtained by the lateral acceleration deviation calculating means.
  • the yaw angular acceleration detection means generates an output corresponding to the angular acceleration around the predetermined yaw axis of the actual vehicle.
  • a yaw angular acceleration model value which is a value of an angular acceleration generated around the predetermined yaw axis in the vehicle on the vehicle model, is a resultant force of the road surface reaction force model value of each wheel obtained by the vehicle model calculation means.
  • the yaw angular acceleration model value calculation means calculates the road surface reaction force model value.
  • the moment around the yaw axis of the vehicle (and consequently angular acceleration) generated by the resultant reaction force of the road surface acting on each wheel is highly dependent on the lateral force of the road surface reaction force.
  • the yaw angular acceleration model value can be appropriately obtained using the road surface reaction force model value.
  • a yaw angular acceleration deviation which is a deviation between the detected value of angular acceleration indicated by the output of the yaw angular acceleration detecting means and the yaw angular acceleration model value, is obtained by the yaw angular acceleration deviation calculating means.
  • the lateral acceleration deviation is significantly affected by the error in the model value of the skid motion state amount with respect to the actual side slip motion state value (true value) of the vehicle. appear. Therefore, in such a situation, it is considered that the estimated value with higher accuracy than the skid motion state quantity model value can be appropriately obtained by correcting the skid motion state quantity model value according to the lateral acceleration deviation. .
  • the detection value of the predetermined position actual lateral acceleration detection means indicated by the output of the predetermined position actual lateral acceleration detection means includes the road surface.
  • Has a bank angle (a bank angle other than “0”), the component in the direction parallel to the actual road surface in the lateral direction of the vehicle of the influence of the bank angle (more specifically, the gravitational acceleration acting on the vehicle) ) Will be included.
  • the bank of the road surface changes, even if the actual side-slip motion state quantity of the vehicle is constant (even if the actual motion state of the vehicle is a steady state), the bank of the road surface The lateral acceleration deviation changes according to a change in angle.
  • the value obtained by the correction is obtained by correcting the skid motion state quantity model value according to the lateral acceleration deviation.
  • the actual skid motion state quantity (true value) of the vehicle may deviate from the actual value.
  • the lateral acceleration deviation changes due to the change in the bank angle of the road surface, and the lateral acceleration due to the change in the friction coefficient of the road surface and the motion state of the vehicle. Comparing the situation where the acceleration deviation changes, the former situation and the latter situation tend to differ in the combination of the polarity of the lateral acceleration deviation and the polarity of the yaw angular acceleration deviation.
  • the side slip movement state quantity estimated value determination means determines a value obtained by correcting the side slip movement state quantity model value according to the side acceleration deviation and the yaw angular acceleration deviation as an actual vehicle. It is determined as an estimated value of the state of skid motion state.
  • the estimated value of the vehicle skid motion state amount is a value (true value) of the actual skid motion state amount rather than the model value of the side slip motion state.
  • the estimated value of the skid motion state quantity can be determined by correcting the skid motion state quantity model value so as to be closer.
  • the accuracy of the estimated value of the skid motion state quantity of the vehicle in the transition period in which the friction coefficient of the road surface or the motion state of the vehicle changes can be made higher than the model value of the skid motion state quantity.
  • the side slip movement state quantity model value is prevented from being corrected in accordance with the lateral acceleration deviation, and the side slip is suppressed. It is possible to prevent the estimated value of the velocity motion state quantity from deviating from the actual value (true value).
  • the fifth aspect it is possible to improve the estimation accuracy of the state quantity of the side-slip motion of the vehicle including the transition period in which the friction coefficient, the motion state of the vehicle, or the bank angle of the road surface changes.
  • the predetermined position of the vehicle includes, for example, the position of the center of gravity of the vehicle, as in the second invention (sixth invention).
  • the sixth aspect of the invention it is possible to improve the estimation accuracy of the skid motion state quantity at the position of the center of gravity of the vehicle.
  • the predetermined position lateral acceleration model value is obtained by calculating the value of the translational force component in the lateral direction of the vehicle in the resultant force of the road surface reaction force model value obtained by the vehicle model calculation means as the vehicle mass. It can be obtained as a value of acceleration obtained by division.
  • the vehicle model calculation means sequentially calculates a new value of the skid motion state quantity model value using the road surface reaction force model value and a past calculated value of the skid motion state quantity model value.
  • the skid motion state quantity estimated value determining means is configured to have two weighting factors ( ⁇ 1) and ( ⁇ 1) for multiplying the lateral acceleration deviation (A) and the yaw angular acceleration deviation (B), respectively.
  • a linear combination value calculation means for obtaining a linear combination value ( ⁇ 1 * A + ⁇ 2 * B) obtained by linear combination using ⁇ 2) and a basic value of a correction operation amount for correcting the skid motion state quantity model value are determined.
  • Previous value Used as the correction manipulated variable configured to have a correction calculating means for determining the correction manipulated variable as an estimate of the side slip motional state amount of the actual vehicle a value that is in addition to the side slip motional state quantity model value.
  • the two weighting factors ( ⁇ 1) and ( ⁇ 2) in the linear combination value ( ⁇ 1 * A + ⁇ 2 * B) have the leftward direction toward the front of the vehicle as a positive direction of the lateral acceleration of the vehicle, and
  • the actual vehicle's neutral steer point (hereinafter referred to as NSP) is the center of gravity of the vehicle.
  • the two weighting factors ( ⁇ 1) and ( ⁇ 2) have the same polarity when they are present on the rear side, and the two weighting factors ( ⁇ 1) when the NSP is present on the front side of the center of gravity of the vehicle. ), ( ⁇ 2) are set to have different polarities.
  • the correction basic value determining means determines that the linear combination value ( ⁇ 1 * A + ⁇ 2 * B) has a different polarity from the term ( ⁇ 1 * A) including the lateral acceleration deviation (A) in the linear combination value. If “0” is determined as the basic value and the linear combination value ( ⁇ 1 * A + ⁇ 2 * B) has the same polarity as the term ( ⁇ 1 * A) including the lateral acceleration deviation (A), A value closer to “0” of the linear combination value ( ⁇ 1 * A + ⁇ 2 * B) and the lateral acceleration deviation (A) is determined as the basic value (seventh invention).
  • the vehicle model calculating means may use the new value of the skid motion state model value as the road reaction force model value and the skid motion state model value.
  • Means for successively obtaining using the past calculated value, and the skid motion state quantity estimated value determining means is a second filtering obtained by passing the lateral acceleration deviation through a second filter having a low cut characteristic.
  • Two weighting factors ( ⁇ 1), ( ⁇ 1), (A1), and a third filtering value (B) obtained by passing the yaw angular acceleration deviation through a third filter having a low-cut characteristic.
  • linear combination value calculating means for obtaining a linear combination value ( ⁇ 1 * A + ⁇ 2 * B) obtained by linear combination using ⁇ 2), and a correction operation amount for correcting the skid motion state quantity model value.
  • Correction basic value determining means for determining the actual value and a value obtained by passing the basic value through a first filter having a high-cut characteristic, or gain multiplication for multiplying the basic value by the first filter and a gain of a predetermined value by an input value
  • a correction calculation means for determining a value obtained by adding the correction operation amount to the side-slip motion state amount model value as an estimated value of the actual side-slip motion state amount; It is comprised so that it may have.
  • the two weighting factors ( ⁇ 1) and ( ⁇ 2) in the linear combination value ( ⁇ 1 * A + ⁇ 2 * B) are directed leftward toward the front of the vehicle, as in the first aspect (third invention). Is defined as the positive direction of the lateral acceleration of the vehicle, and the counterclockwise direction when the vehicle is viewed from above is defined as the positive direction of the angular acceleration around the yaw axis of the vehicle.
  • NSP steer point
  • the two weighting factors ( ⁇ 1) and ( ⁇ 2) are of the same polarity, and the NSP is greater than the center of gravity of the vehicle.
  • the two weighting factors ( ⁇ 1) and ( ⁇ 2) are set to have different polarities when they are present on the front side.
  • the correction basic value determining means determines that the linear combination value ( ⁇ 1 * A + ⁇ 2 * B) has a different polarity from the term ( ⁇ 1 * A) including the lateral acceleration deviation (A) in the linear combination value. If “0” is determined as the basic value and the linear combination value ( ⁇ 1 * A + ⁇ 2 * B) has the same polarity as the term ( ⁇ 1 * A) including the lateral acceleration deviation (A), A value closer to “0” of the linear combination value ( ⁇ 1 * A + ⁇ 2 * B) and the lateral acceleration deviation (A) is determined as the basic value (eighth invention).
  • the eighth invention is different from the seventh invention only in the linear combination value calculation means. More specifically, in the eighth invention, a second value obtained by passing the lateral acceleration deviation through the second filter instead of the lateral acceleration deviation as the value of A in the linear combination value ( ⁇ 1 * A + ⁇ 2 * B). A third value obtained by using the filtering value and passing the yaw angular acceleration deviation through the third filter instead of the yaw angular acceleration deviation as the value of B in the linear combination value ( ⁇ 1 * A + ⁇ 2 * B). A filtering value is used.
  • the vehicle model computing means calculates the new value of the skid motion state quantity model value as the road surface reaction force model value and the past calculated value of the skid motion state quantity model value. Obtain sequentially using. Therefore, the estimated value of the skid motion state quantity as a value obtained by correcting the skid motion state quantity model value is not fed back to the process of sequentially calculating the skid motion state quantity model value, and the skid motion state quantity model value is It is calculated without depending on the estimated value of the skid motion state.
  • the friction coefficient of the road surface and the motion state of the vehicle change, particularly in a situation where the bank angle (cant angle) of the road surface on which the vehicle is traveling is kept substantially constant.
  • a value obtained by passing the lateral acceleration deviation through a filter having a low-cut characteristic and an integrating unit that integrates an input value is a skid speed at a predetermined position of the vehicle corresponding to the skid motion state model value. It approximates the error to the actual value (true value).
  • the process of passing the lateral acceleration deviation through the filter having the low cut characteristic and the integrating means for integrating the input value as described above is equivalent to the process of passing the lateral acceleration deviation through the filter having the high cut characteristic, or
  • the processing can be replaced with processing that passes through the filter and gain multiplication means for multiplying the input value by a predetermined value of gain.
  • the integration means that easily accumulates calculation errors can be omitted.
  • the term ( ⁇ 2 * B) including the yaw angular acceleration deviation (B) in the linear combination value ( ⁇ 1 * A + ⁇ 2 * B) (hereinafter, this term may be referred to as the second term) is
  • the term ( ⁇ 1 * A) including the lateral acceleration deviation (A) (hereinafter, this term may be referred to as the first term).
  • the second term ( ⁇ 2 * B) in the linear combination value is the first term.
  • the situation where the linear combination value ( ⁇ 1 * A + ⁇ 2 * B) has a different polarity from the first term ( ⁇ 1 * A) is that the first term ( ⁇ 1 * A) and the second term ( ⁇ 1 * B). Are different in polarity, and the absolute value of the second term ( ⁇ 1 * B) is larger than the absolute value of the first term ( ⁇ 1 * A). For this reason, this situation is considered to be a situation where the influence of the change in the bank angle of the road surface is strongly generated.
  • the situation where the linear combination value ( ⁇ 1 * A + ⁇ 2 * B) has the same polarity as the first term ( ⁇ 1 * A) is that the first term ( ⁇ 1 * A) and the second term ( ⁇ 1 * B) Have the same polarity, the first term ( ⁇ 1 * A) and the second term ( ⁇ 1 * B) have different polarities, and the absolute value of the first term ( ⁇ 1 * A) is
  • the situation is one of the situations that are larger than the absolute value of the second term ( ⁇ 1 * B). For this reason, this situation is considered to be a situation in which the bank angle of the road surface is constant or the influence of the change is weak, and the influence of the change in the friction coefficient of the road surface and the motion state of the vehicle is strongly generated. .
  • the first term ( ⁇ 1 * A) and the second term ( ⁇ 1 * B) have different polarities, and the absolute value of the first term ( ⁇ 1 * A) is the second term ( ⁇ 1
  • the linear combination value ( ⁇ 1 * A + ⁇ 2 * B) is closer to “0” than the lateral acceleration deviation (A) (the absolute value of the linear combination value).
  • the value may be smaller than the absolute value of the lateral acceleration deviation).
  • a second filtering value obtained by passing the lateral acceleration deviation through a second filter having a low cut characteristic is used, and instead of the yaw angle acceleration deviation itself.
  • a third filtering value obtained by passing the yaw angular acceleration deviation through a third filter having a low cut characteristic is used.
  • the offset component can be removed.
  • the correction basic value determining means is configured such that the linear combination value ( ⁇ 1 * A + ⁇ 2 * B) is equal to the lateral acceleration deviation (A) in the linear combination value.
  • the linear combination value ( ⁇ 1 * A + ⁇ 2 * B) includes the lateral acceleration deviation (A).
  • a value closer to “0” of the linear combination value ( ⁇ 1 * A + ⁇ 2 * B) and the lateral acceleration deviation (A) is set to the basic value. Determine as.
  • the correction basic value determining means includes a term in which the linear combination value ( ⁇ 1 * A + ⁇ 2 * B) includes the second filtering value (A) in the linear combination value ( When the polarity is different from ⁇ 1 * A), “0” is determined as the basic value, and the linear combination value ( ⁇ 1 * A + ⁇ 2 * B) includes the second filtering value (A) ( ⁇ 1 When the same polarity as that of * A) is determined, a value closer to “0” of the linear combination value ( ⁇ 1 * A + ⁇ 2 * B) and the lateral acceleration deviation (A) is determined as the basic value. .
  • the basic value thus determined reflects the above-described polarity relationship between the first term ( ⁇ 1 * A) and the second term ( ⁇ 1 * B), and the lateral acceleration deviation (A) It has a meaning as an adjusted value.
  • amendment calculating means of the side-slip motion state amount estimated value determination means is the value which passed the 1st filter which has the basic value determined as mentioned above as a high cut characteristic, or this basic value Is used as the correction manipulated variable, and the value obtained by adding the corrected manipulated variable to the skid motion state quantity model value is actually used. It is determined as an estimated value of the skid motion state quantity of the vehicle.
  • the linear combination value or the lateral acceleration deviation is reduced. Accordingly, a value obtained by appropriately correcting the skid motion state quantity model value (a value obtained by adding a correction operation amount to the skid motion state quantity model value) can be determined as an estimated value of the skid motion state quantity. As a result, the accuracy of the estimated value can be made higher than the skid motion state quantity model value.
  • the amount of change in the estimated value of the skid motion state quantity from the skid motion state quantity model value is limited to be relatively small, or the estimated value of the skid motion state quantity is calculated as the model value of the skid motion state quantity. Determined to be the same value.
  • the estimated value of the side-slip motion state quantity is actually changed due to the change in the bank angle of the road surface that affects the lateral acceleration deviation. It is possible to prevent a situation in which the value fluctuates inappropriately or deviates from the actual value.
  • the influence can be eliminated. Therefore, it is possible to prevent a situation in which the skid motion state quantity model value is inappropriately corrected due to a drift of the output of the lateral acceleration sensor or the yaw angular acceleration detection sensor. As a result, the accuracy and stability of the estimated value of the skid motion state quantity can be further increased.
  • the first filter may be a filter having a low-cut characteristic in addition to a high-cut characteristic (that is, a band-pass filter).
  • the second filter and the third filter may be filters having a high cut characteristic in addition to a low cut characteristic (that is, a band pass filter).
  • the skid motion state quantity is estimated as a value obtained by correcting the skid motion state quantity model value.
  • the value is fed back to the process of sequentially calculating the skid motion state quantity model value, and when calculating a new skid motion state quantity model value, instead of the past calculated value of the skid motion state quantity model value, the skid motion state A form in which a new skid motion state quantity model value is calculated using a past calculated value of the estimated value of the quantity may be employed.
  • the corrected amount is calculated by calculating the skid motion state quantity model value. Will be integrated.
  • the integration means integrated means for passing the lateral acceleration deviation
  • the integration means is substantially included in the calculation process of the skid motion state quantity model value.
  • the first filter and the gain multiplication means having the high cut characteristics described with respect to the seventh and eighth inventions can be omitted.
  • the vehicle model calculation means uses the road reaction force model value and a previously calculated value of the estimated value of the skid motion state quantity as a new value of the skid motion state quantity model value.
  • the side-slip motion state quantity estimated value determining means is configured to have two weighting factors ( ⁇ 1) for multiplying the lateral acceleration deviation (A) and the yaw angular acceleration deviation (B), respectively.
  • a linear combination value calculation means for obtaining a linear combination value ( ⁇ 1 * A + ⁇ 2 * B) obtained by linear combination using ( ⁇ 2) and a basic value of a correction operation amount for correcting the skid motion state quantity model value are determined.
  • a correction basic value determining means for performing the correction and using the basic value or a value obtained by passing the basic value through a fourth filter having a low-cut characteristic as the correction operation amount, and adding the correction operation amount to the skid motion state quantity model value
  • the two weighting factors ( ⁇ 1) and ( ⁇ 2) in the linear combination value ( ⁇ 1 * A + ⁇ 2 * B) are directed leftward toward the front of the vehicle as in the third and fourth inventions.
  • the positive direction of the lateral acceleration of the vehicle is defined and the counterclockwise direction when the vehicle is viewed from above is defined as the positive direction of the angular acceleration around the yaw axis of the vehicle
  • NSP a point
  • the two weighting factors ( ⁇ 1) and ( ⁇ 2) have the same polarity, and the NSP is ahead of the center of gravity of the vehicle.
  • the two weighting factors ( ⁇ 1) and ( ⁇ 2) are set to have different polarities.
  • the linear combination value ( ⁇ 1 * A + ⁇ 2 * B) includes the term ( ⁇ 1 * A) including the lateral acceleration deviation (A) in the linear combination value.
  • the linear combination value ( ⁇ 1 * A + ⁇ 2 * B) includes a term ( ⁇ 1 * A) including the lateral acceleration deviation (A) and
  • a value closer to “0” of the linear combination value ( ⁇ 1 * A + ⁇ 2 * B) and the lateral acceleration deviation (A) is determined as the basic value (the ninth invention). ).
  • the vehicle model calculation means calculates a new value of the side-slip motion state quantity model value as the road reaction force model value and the side-slip motion state quantity.
  • Means for successively obtaining the estimated values using past calculated values, and the skid motion state quantity estimated value determining means is obtained by passing the lateral acceleration deviation through a fifth filter having a low-cut characteristic.
  • the two weighting factors ( ⁇ 1) and ( ⁇ 2) in the linear combination value ( ⁇ 1 * A + ⁇ 2 * B) are directed leftward toward the front of the vehicle as in the third and fourth inventions.
  • the positive direction of the lateral acceleration of the vehicle is defined and the counterclockwise direction when the vehicle is viewed from above is defined as the positive direction of the angular acceleration around the yaw axis of the vehicle
  • NSP a point
  • the two weighting factors ( ⁇ 1) and ( ⁇ 2) have the same polarity, and the NSP is ahead of the center of gravity of the vehicle.
  • the two weighting factors ( ⁇ 1) and ( ⁇ 2) are set to have different polarities.
  • the correction basic value determining means is a term ( ⁇ 1 * A) in which the linear combination value ( ⁇ 1 * A + ⁇ 2 * B) includes the fifth filtering value (A) in the linear combination value. ),
  • the term “0” is determined as the basic value
  • the linear combination value ( ⁇ 1 * A + ⁇ 2 * B) includes the fifth filtering value (A) ( ⁇ 1 * A).
  • the value closer to “0” is determined as the basic value (the tenth). invention).
  • the tenth invention is different from the ninth invention only in the linear combination value calculating means. More specifically, in the tenth aspect of the present invention, a fifth value obtained by passing the lateral acceleration deviation through the fifth filter instead of the lateral acceleration deviation as the value of A in the linear combination value ( ⁇ 1 * A + ⁇ 2 * B). A sixth value obtained by using the filtering value and passing the yaw angular acceleration deviation through the sixth filter instead of the yaw angular acceleration deviation as the value of B in the linear combination value ( ⁇ 1 * A + ⁇ 2 * B). A filtering value is used.
  • the first value ( ⁇ 1 * A) in the linear combination value ( ⁇ 1 * A + ⁇ 2 * B) is determined by the basic value determining means.
  • the basic value as a value obtained by adjusting the lateral acceleration deviation (A) can be determined by reflecting the above-described polarity relationship between the first acceleration term and the second term ( ⁇ 1 * B).
  • a fifth filtered value obtained by passing the lateral acceleration deviation through a fifth filter having a low cut characteristic is used, and instead of the yaw angle acceleration deviation itself.
  • a sixth filtering value obtained by passing the yaw angular acceleration deviation through a sixth filter having a low cut characteristic is used.
  • the offset component can be removed.
  • the lateral acceleration deviation or the yaw angular acceleration deviation includes a stationary offset component, a phenomenon relating to the polarity of the linear combination value and the polarity of each term of the linear combination value is likely to appear. . Therefore, the reliability of the basic value is increased.
  • amendment calculating means of the side-slip motion state quantity estimated value determination means uses the basic value determined as mentioned above, or the value which passed this basic value through the 4th filter which has a low cut characteristic.
  • a value obtained by adding the corrected operation amount to the side-slip motion state amount model value is determined as an estimated value of the actual side-slip motion state amount of the vehicle.
  • the vehicle model computing means calculates a new value of the side-slip motion state model value as a past calculation of the road reaction force model value and the estimated value of the side-slip motion state amount. Therefore, the estimated value of the skid motion state quantity as a value obtained by correcting the skid motion state model value is fed back to the process of sequentially calculating the skid motion state model value, and the skid motion state The quantity model value is calculated depending on the estimated value of the skid motion state.
  • the integration means integrated means that passes the lateral acceleration deviation
  • the seventh and eighth inventions substantially reduces the skid motion state quantity. It will be included in the model value calculation process.
  • the basic value or a value obtained by passing the basic value through a fourth filter having a low cut characteristic is used as the correction operation amount, and a value obtained by adding the correction operation amount to the skid motion state amount model value is actually used.
  • the side slip movement state quantity model value is appropriately set according to the linear combination value or the lateral acceleration deviation.
  • the corrected value can be determined as the estimated value of the skid motion state quantity. As a result, the accuracy of the estimated value can be made higher than the skid motion state quantity model value.
  • the lateral acceleration deviation changes due to a change in the bank angle of the road surface, it is suppressed to correct the skid motion state quantity model value according to the lateral acceleration deviation, or The correction is not performed. For this reason, due to the change in the bank angle of the road surface that affects the lateral acceleration deviation, the estimated value of the skid motion state amount fluctuates inappropriately from the actual value or deviates from the actual value. Can be prevented from occurring.
  • the influence can be eliminated. Therefore, it is possible to prevent a situation in which the skid motion state quantity model value is inappropriately corrected due to a drift of the output of the lateral acceleration sensor or the yaw angular acceleration detection sensor. As a result, the accuracy and stability of the estimated value of the skid motion state quantity can be further increased.
  • the fourth filter may be a filter having a high cut characteristic in addition to a low cut characteristic (that is, a bandpass filter).
  • the fifth filter and the sixth filter may be filters having a high cut characteristic in addition to the low cut characteristic (that is, a band pass filter).
  • the figure which shows schematic structure of the vehicle in embodiment. 2A and 2B are diagrams visually showing typical reference symbols used in the description of the embodiment.
  • the block diagram which shows the function of the vehicle model calculating means shown in FIG. 6A and 6B are graphs for explaining the processing of the wheel slip ratio estimation unit shown in FIG. 7A and 7B are graphs for explaining the processing of the wheel skid angle estimating unit shown in FIG.
  • FIGS. 10A to 10C are block diagrams showing the process of S114-3 in the flowchart of FIG.
  • FIG. 4 is a block diagram showing functions of ⁇ estimation means shown in FIG. 3.
  • the flowchart which shows the process of the micro estimation means shown in FIG. The block diagram which shows the function of the vehicle model calculating means in 2nd Embodiment.
  • requires the estimated value of the skid motion state amount of a vehicle in the vehicle motion estimation part shown in FIG.
  • FIG. 15 is a flowchart showing an example of a process instead of the process in the broken line frame of the block diagram of FIG.
  • the block diagram which shows the process of S114-9 of the flowchart of FIG. 14 in 3rd Embodiment.
  • the block diagram which shows the main functions of the control apparatus in 4th Embodiment.
  • the flowchart which shows the process of the bank angle estimation means shown in FIG.
  • the flowchart which shows the process of the gradient angle estimation means shown in FIG.
  • the vehicle body 1B is supported.
  • the rear wheels 2-3, 2-4 are It is a non-steering wheel as well as a driven wheel.
  • the left front wheel 2-1 of the vehicle 1 is the first wheel 2-1
  • the right front wheel 2-2 is the second wheel 2-2
  • the left rear wheel 2-3 is the third wheel. 2-3
  • the right rear wheel 2-4 may be referred to as a fourth wheel 2-4.
  • the value of i (1 or 2 or 3 or 4) corresponding to the specific wheel is added.
  • the vehicle 1 is provided with a drive system for rotationally driving the drive wheels.
  • the drive system includes an engine 3 as a power generation source mounted on the vehicle body 1B.
  • the drive system transmits the power (output torque) of the engine 3 to the front wheels 2-1 and 2-2 as drive wheels via the power transmission mechanism 4 including the transmission 4a, thereby causing the front wheels 2-1 to move. , 2-2 are driven to rotate.
  • the power of the engine 3 is controlled in accordance with a depression operation amount of an accelerator pedal (not shown) of the vehicle 1.
  • the vehicle 1 is provided with a steering system for steering the steered wheels.
  • the steering system includes a steering wheel 5 disposed in front of the driver's seat of the vehicle body 1B.
  • the front wheel 2-1 as a steering wheel is operated by a steering mechanism (not shown) in conjunction with the rotation operation of the steering wheel 5.
  • 2-2 is steered.
  • the steering mechanism is composed of a mechanical steering mechanism such as a rack and pinion, or a steering mechanism with an actuator having a steering actuator such as an electric motor (so-called power steering device).
  • the vehicle 1 is provided with a braking system for braking the traveling.
  • the braking system hydraulic circuit 6 basically applies the brake pressure corresponding to the depression amount (depression force) of the brake pedal in conjunction with the depression operation of the brake pedal (not shown) of the vehicle 1. To mechanism 7-i.
  • the braking system hydraulic circuit 6 applies the brake pressure to be applied to each braking mechanism 7-i (and hence the braking force of each wheel 2-i) from the control device 20 described later. It is possible to adjust according to the control command.
  • the vehicle 1 includes various sensors for detecting an observation target amount, which will be described later, and a control device 20 that controls the behavior of the vehicle 1 in addition to the drive system, the steering system, and the braking system.
  • a wheel rotation angular velocity sensor 8-i 1, 2, 3, 4) that generates an output corresponding to the rotation angular velocity of each wheel 2-i
  • a brake pressure sensor 9-i (i 1, 2, 3, 4) for generating an output corresponding to the brake pressure applied to the brake mechanism 7-i, and a steering angle (rotation angle) of the steering wheel 5
  • Steering steering angle sensor 10 that generates output
  • transmission sensor 11 that generates output according to the operating state (gear ratio, etc.) of the transmission 3
  • Accelerator sensor 12 for generating the output
  • yaw rate sensor 13 for generating an output corresponding to the yaw rate that is the angular velocity around the yaw axis of the vehicle 1 (around the vertical axis of the vehicle body 1B), the roll axis direction of the vehicle 1 (vehicle
  • a longitudinal acceleration sensor 14 for generating an output corresponding to the acceleration in the
  • the control device 20 is an electronic circuit unit including a CPU, a RAM, a ROM, etc., and outputs (detection data) of each sensor are input. Then, the control device 20 controls the behavior of the vehicle 1 by executing a predetermined calculation process based on a pre-installed program while using the input detection data and the setting data stored and held in advance. .
  • control device 20 controls the rotational force (turning motion) around the yaw axis of the vehicle 1 by controlling the braking force of each wheel 2-i by each braking mechanism 7-i via the braking system hydraulic circuit 6, for example. ) And side-slip motion, etc.
  • control device 20 sequentially estimates the state quantity (side slip angle, side slip speed, etc.) of the skid motion of the vehicle 1 or executes the road 1 on which the vehicle 1 is traveling in order to execute the control process of the behavior of the vehicle 1. It also has a function of sequentially estimating the friction coefficient.
  • the vehicle to which the present invention is applied is not limited to the vehicle 1 having the above configuration.
  • the power generation source of the drive system of the vehicle 1 may be an electric motor.
  • both the engine and the electric motor may be mounted on the vehicle 1 as power generation sources.
  • the drive wheels of the vehicle 1 may be rear wheels 2-3, 2-4, or both front wheels 2-1, 2-2 and rear wheels 2-3, 2-4. Good. Further, the drive system may be configured such that the drive force applied to each drive wheel from the power generation source can be adjusted individually.
  • the steering system of the vehicle 1 In addition to steering the front wheels 2-1 and 2-2 in conjunction with the rotation operation of the steering wheel 5, the steering system of the vehicle 1 appropriately steers the rear wheels 2-3 and 2-4 by an actuator. It may be configured to. Further, the number of wheels may not be four.
  • Variables prefixed with “ ⁇ ”, such as ⁇ V1 and ⁇ F1 in FIGS. 2A and 2B, represent vector quantities.
  • the vector quantity is expressed in the form of a column vector (transposition vector of row vector) when the component is displayed using an appropriate coordinate system.
  • is used as an arithmetic symbol for multiplication (ie, outer product) of vector quantities, and an arithmetic symbol for multiplication other than outer products, such as multiplication of scalar quantities or multiplication of a scalar quantity and a vector quantity.
  • “*” Is used.
  • the subscript “T” is added to the upper right of the component display of the row vector.
  • the “vehicle body coordinate system” is a coordinate system in which the front-rear direction of the vehicle body 1B is the X-axis direction and the lateral direction (left-right direction) of the vehicle body 1B is the Y-axis direction.
  • the forward direction of the vehicle body 1B is the positive direction of the X axis
  • the left direction of the vehicle body 1B is the positive direction of the Y axis.
  • the X-axis direction of the vehicle body coordinate system may simply be the front-rear direction of the vehicle 1 or the roll axis direction.
  • the Y-axis direction of the vehicle coordinate system may simply be the lateral direction or the pitch axis direction of the vehicle 1.
  • the yaw axis direction of the vehicle 1 (the vertical direction of the vehicle body 1B) is orthogonal to the XY plane of the vehicle body coordinate system (orthogonal to the X axis and the Y axis).
  • the “i-th wheel coordinate system” is parallel to the rotation surface of the i-th wheel 2-i (a surface orthogonal to the rotation axis of the i-th wheel 2-i) when the vehicle 1 is viewed from above in the yaw axis direction.
  • the direction (front-rear direction of the i-th wheel 2-i) is the x-axis direction
  • the direction parallel to the rotation axis of the i-th wheel 2-i (the left-right direction (lateral direction) of the i-th wheel 2-i) is the y-axis. Coordinate system.
  • the forward direction of the i-th wheel 2-i is the positive direction of the x-axis
  • the left direction of the i-th wheel 2-i is the positive direction of the y-axis. It is assumed that the xy plane of the i-th wheel coordinate system is parallel to the XY plane of the vehicle body coordinate system and is orthogonal to the yaw axis direction of the vehicle 1.
  • orthogonal and parallel in this specification do not mean only orthogonal or parallel in a strict sense, but may be approximate orthogonal or parallel.
  • ⁇ Vg represents a moving speed vector of the center of gravity of the vehicle 1 with respect to the road surface (hereinafter referred to as a vehicle center-of-gravity speed vector) as projected on the XY plane of the vehicle body coordinate system.
  • This vehicle center-of-gravity velocity vector ⁇ Vg is a vector composed of an X-axis direction component and a Y-axis direction component of the vehicle body coordinate system.
  • the X-axis direction component of the vehicle center-of-gravity velocity vector ⁇ Vg is expressed as Vgx
  • the Y-axis direction component is expressed as Vgy
  • these are referred to as vehicle center-of-gravity longitudinal velocity Vgx and vehicle center-of-gravity skid velocity Vgy.
  • the vehicle center-of-gravity longitudinal velocity Vgx has a meaning as the traveling speed (vehicle speed) of the vehicle 1 in other words.
  • the temporal change rate (differential value) of the vehicle center-of-gravity longitudinal speed Vgx is the temporal change rate of the vehicle center-of-gravity longitudinal speed Vgdot_x and the vehicle center-of-gravity skid speed Vgy.
  • the rate of change (differential value) is referred to as vehicle center-of-gravity skid speed change rate Vgdot_y.
  • ⁇ g represents the side slip angle of the center of gravity of the vehicle 1 (hereinafter referred to as the vehicle center of gravity side slip angle).
  • ⁇ Vi is the moving speed vector of the ground contact portion of the i-th wheel 2-i with respect to the road surface projected on the XY plane of the vehicle body coordinate system (hereinafter, the traveling speed vector of the i-th wheel 2-i, or simply Wheel speed vector).
  • Each wheel traveling speed vector ⁇ Vi is a vector composed of an X-axis direction component and a Y-axis direction component of the vehicle body coordinate system.
  • the X axis direction component of each wheel traveling speed vector ⁇ Vi is expressed as Vx_i
  • the Y axis direction component is expressed as Vy_i.
  • ⁇ Vsub_i is a moving speed vector of the ground contact portion of the i-th wheel 2-i with respect to the road surface (hereinafter referred to as a wheel traveling speed vector on the wheel coordinate system) as projected onto the xy plane of the i-th wheel coordinate system.
  • the wheel traveling speed vector ⁇ Vsub_i on each wheel coordinate system is a vector composed of the x-axis direction component and the y-axis direction component of the i-th wheel coordinate system.
  • the x-axis direction component of the wheel traveling speed vector ⁇ Vsub_i on each wheel coordinate system is denoted as Vsubx_i
  • the y-axis direction component is denoted as Vsuby_i.
  • the wheel traveling speed vector ⁇ Vsub_i on the wheel coordinate system of each wheel 2-i and the wheel traveling speed vector ⁇ Vi differ only in the coordinate system representing them, and the spatial orientation and size are different. They are the same vector quantity.
  • ⁇ i represents the side slip angle of the i-th wheel 2-i (hereinafter, simply referred to as the wheel side slip angle).
  • represents an angular velocity around the yaw axis of the vehicle 1, that is, a yaw rate.
  • “Df” is the distance between the front wheels 2-1 and 2-2 in the lateral direction of the vehicle 1 (the Y-axis direction of the vehicle body coordinate system) (that is, the tread of the front wheels 2-1 and 2-2), and “dr” is the vehicle 1 represents the distance between the rear wheels 2-3 and 2-4 in the horizontal direction (Y-axis direction of the vehicle body coordinate system) (that is, the tread of the rear wheels 2-3 and 2-4).
  • df is referred to as a front wheel tread
  • dr is referred to as a rear wheel tread.
  • Lr ′′ represents the distance between the axle (rotating axis) of the rear wheels 2-3 and 2-4 and the center of gravity of the vehicle 1 (distance in the front-rear direction of the vehicle 1).
  • Lf is referred to as the distance between the front wheel axle and the center of gravity
  • Lr is referred to as the distance between the rear wheel axle and the center of gravity.
  • ⁇ Pi is a position vector of the i-th wheel 2-i viewed from the center of gravity of the vehicle 1 in a state where the vehicle 1 is viewed from above in the yaw axis direction (hereinafter sometimes simply referred to as a wheel position vector). To express.
  • Each wheel position vector ⁇ Pi is a vector composed of an X-axis direction component and a Y-axis direction component of the vehicle body coordinate system.
  • the X-axis direction component of each wheel position vector ⁇ Pi is expressed as Px_i
  • the Y-axis direction component is expressed as Py_i.
  • ⁇ P1 (Lf, df / 2) T
  • ⁇ P2 (Lf, ⁇ df / 2) T
  • ⁇ P3 ( ⁇ Lr, dr / 2) T
  • ⁇ P4 ( ⁇ Lr, ⁇ dr / 2) T
  • ⁇ Fi represents the road surface reaction force of the i-th wheel 2-i (translational force vector acting on the i-th wheel 2-i from the road surface) as projected onto the XY plane of the vehicle body coordinate system.
  • ⁇ Fi is referred to as a wheel two-dimensional road surface reaction force or a two-dimensional road surface reaction force.
  • This wheel two-dimensional road surface reaction force ⁇ Fi is a vector composed of an X-axis direction component and a Y-axis direction component of the vehicle body coordinate system.
  • the road surface reaction force acting on each wheel 2-i from the road surface spatially is a driving / braking force that is a translational force component in the x-axis direction of the i-th wheel coordinate system
  • y It is a resultant vector of lateral force, which is a translational force component in the axial direction
  • ground contact load which is a translational force component in the yaw axis direction.
  • the wheel two-dimensional road surface reaction force ⁇ Fi is a resultant vector of the driving / braking force and lateral force of the i-th wheel 2-i (this corresponds to a friction force acting on the i-th wheel 2-i from the road surface). Is a vector that is expressed in the vehicle body coordinate system.
  • the X-axis direction component of the wheel two-dimensional road surface reaction force ⁇ Fi is expressed as Fx_i
  • the Y-axis direction component is expressed as Fy_i.
  • the spatial road surface reaction force as a resultant vector of the driving / braking force, lateral force, and contact load of each wheel 2-i is referred to as a wheel three-dimensional road surface reaction force or a three-dimensional road surface reaction force.
  • the ground load as the yaw axis direction component of the three-dimensional road surface reaction force of each wheel 2-i is expressed as Fz_i.
  • ⁇ Fsub_i represents the road surface reaction force of the i-th wheel 2-i projected on the xy plane of the i-th wheel coordinate system (hereinafter referred to as a wheel two-dimensional road surface reaction force on the wheel coordinate system).
  • Each wheel coordinate system upper wheel two-dimensional road surface reaction force ⁇ Fsub_i is a vector composed of an x-axis direction component and a y-axis direction component of the i-th wheel coordinate system.
  • the x-axis direction component of each wheel coordinate system upper wheel two-dimensional road surface reaction force ⁇ Fsub_i is represented as Fsubx_i
  • the y-axis direction component is represented as Fsuby_i. .
  • the x-axis direction component Fsubx_i is the driving / braking force of the i-th wheel 2-i
  • the y-axis direction component Fsuby_i is in other words the lateral force of the i-th wheel 2-i.
  • the wheel two-dimensional road surface reaction force ⁇ Fsub_i on the wheel coordinate system of the i-th wheel 2-i and the wheel two-dimensional road surface reaction force ⁇ Fi of the i-th wheel 2-i are different in the coordinate system expressing them. These are vector quantities having the same spatial orientation and size.
  • a spatial translation force vector hereinafter referred to as a total road surface reaction force synthesis translation force vector
  • the X-axis direction component of the vehicle body coordinate system of the total road surface reaction force combined translation force vector ⁇ Fg_total is Fgx_total
  • Y of the vehicle body coordinate system The axial direction component is expressed as Fgy_total
  • the yaw axis direction component is expressed as Fgz_total.
  • Fgx_total may be referred to as total road reaction force combined longitudinal force
  • Fgy_total may be referred to as total road reaction force combined lateral force.
  • the resultant force represents a moment acting around the yaw axis at the center of gravity of the vehicle 1 (hereinafter referred to as a total road surface reaction force combined yaw moment).
  • the external force acting on the vehicle 1 includes air resistance and the like in addition to the road surface reaction force acting on each wheel 2-i from the road surface.
  • ⁇ Fg_total and Mgz_total have a meaning as a translational force vector and a moment acting on the center of gravity of the vehicle 1 due to the entire external force acting on the vehicle 1, respectively.
  • NSP represents the neutral steer point of the vehicle 1.
  • Lnsp represents the distance between the center of gravity of the vehicle 1 and the NSP in the X-axis direction (the longitudinal direction of the vehicle 1) of the vehicle body coordinate system (hereinafter referred to as the vehicle center of gravity / distance between NSPs).
  • the vehicle center-NSP distance Lnsp is set to a positive value, and the NSP exists ahead of the center of gravity of the vehicle 1.
  • the vehicle center of gravity / NSP distance Lnsp is set to a negative value.
  • NSP yaw moment a moment acting around the yaw axis by NSP (hereinafter referred to as NSP yaw moment) is represented.
  • state quantities ( ⁇ i, ⁇ i, ⁇ , etc.) related to rotational movement around the yaw axis such as angles, angular velocities, angular accelerations around the yaw axis, and moments (Mgz_total, Mnsp, etc.) around the yaw axis
  • the counterclockwise direction is defined as a positive direction.
  • ⁇ h represents the steering angle (rotation angle; hereinafter referred to as the steering angle) of the steering wheel 5.
  • ⁇ dot represents angular acceleration around the yaw axis of the vehicle 1 (hereinafter referred to as yaw angular acceleration).
  • ⁇ w_i may be referred to as the rotational angular velocity of the i-th wheel 2-i (hereinafter may be simply referred to as wheel rotational angular velocity), and “Rw_i” may be referred to as the effective radius of the i-th wheel 2-i (hereinafter simply referred to as effective wheel radius).
  • Each wheel speed Vw_i coincides with the x-axis direction component Vsubx_i of the wheel traveling speed vector ⁇ Vsub_i on the wheel coordinate system when the i-th wheel 2-i is not slipped.
  • ⁇ i is a slip ratio of the i-th wheel 2-i (longitudinal slip ratio; hereinafter, simply referred to as a wheel slip ratio)
  • Tq_i is given to the i-th wheel 2-i from the drive system of the vehicle 1.
  • the total torque of the driving torque and the braking torque applied from the braking system of the vehicle 1 (hereinafter sometimes simply referred to as wheel torque)
  • Iw_i is the inertia moment of the i-th wheel 2-i (hereinafter simply referred to as the wheel). Inertia moment).
  • M represents the mass of the entire vehicle 1 (hereinafter referred to as vehicle mass), and “Iz” represents the moment of inertia around the yaw axis of the entire vehicle 1 at the center of gravity of the vehicle 1 (hereinafter referred to as vehicle yaw moment of inertia).
  • Accx and “Accy” are respectively the X-axis directions of the acceleration of the motion of the center of gravity of the vehicle 1 as viewed in the vehicle body coordinate system (the second derivative of the position of the center of gravity in the vehicle body coordinate system). Component, Y-axis direction component.
  • Accx is referred to as vehicle center-of-gravity longitudinal acceleration
  • “Accy” is referred to as vehicle center-of-gravity lateral acceleration.
  • represents the friction coefficient of the road surface (the friction coefficient between the wheels 2-i. Hereinafter, it may be referred to as a road surface friction coefficient).
  • ⁇ bank represents a road bank angle (hereinafter may be referred to as a road bank angle), and “ ⁇ slope” represents a road slope angle (hereinafter may be referred to as a road slope angle).
  • the road surface bank angle ⁇ bank is an inclination angle of the road surface with respect to the horizontal plane as viewed in the roll axis direction of the vehicle 1
  • the road surface gradient angle ⁇ slope is an inclination angle of the road surface with respect to the horizontal plane as viewed in the pitch axis direction of the vehicle 1.
  • the road surface bank angle ⁇ bank is generally referred to as a road surface cant angle in the field of automotive engineering, but in this specification, the term bank angle is used.
  • the road bank angle ⁇ bank when the vehicle 1 on the road surface is inclined to the right is assumed to be a positive angle.
  • the road surface slope angle ⁇ slope when the vehicle 1 on the road surface is in a forward-declining inclination posture is set as a positive angle.
  • Rot ( ⁇ i) is a vector quantity (vector quantity consisting of an x-axis direction component and a y-axis direction component of the i-th wheel coordinate system) expressed in the i-th wheel coordinate system, expressed in the vehicle body coordinate system ( This represents a coordinate conversion matrix for conversion into a vector quantity consisting of an X-axis direction component and a Y-axis direction component of the vehicle body coordinate system.
  • the coordinate transformation matrix R ( ⁇ i) is a matrix (second-order square matrix) determined depending on the steering angle ⁇ i of the i-th wheel 2-i, and a column vector (cos ( ⁇ i), sin ( ⁇ i)) T , ( ⁇ sin ( ⁇ i), cos ( ⁇ i)) A matrix in which T is a component in the first column and a component in the second column, respectively.
  • a coordinate conversion matrix for converting a vector quantity expressed in the vehicle body coordinate system into a vector quantity expressed in the i-th wheel coordinate system that is, an inverse matrix of Rot ( ⁇ i) is Rot ( ⁇ i).
  • _act is added to the end of a variable (reference code) representing the state quantity, vector quantity, etc., such as “ ⁇ _act”.
  • the name of the state quantity or vector quantity (for example, “yaw rate detected value”, “yaw rate estimated value”, etc.) "Detected value” or “estimated value” is added to the end of the name.
  • an “estimated value” is used for an observation value calculated by the vehicle model calculation means 24 described later or another observation value generated based on the calculated observation value.
  • observation value calculated by dynamic calculation (calculation of a dynamic model expressing vehicle dynamics) in the vehicle model calculation means 24, and each calculation process is performed by appropriately modifying the observation value.
  • An observed value for which a final “estimated value” in a cycle is determined is referred to as a “model estimated value” in order to distinguish it from the final “estimated value”.
  • the “detected value” is used for the observed value obtained based on the output of a certain sensor without using the observed value calculated by the vehicle model calculating means 24.
  • Detected value is appended with “_sens” at the end of the variable (reference sign) such as “ ⁇ _sens”, and “estimated value” is a variable (referenced) such as “ ⁇ _estm”. Add “_estm” to the end of the sign.
  • _predict is added to the end of the variable (reference code), such as “ ⁇ _predict”, in the “model estimated value”.
  • the control device 20 includes an observation target amount detection unit 22, a vehicle model calculation unit 24, and a ⁇ estimation unit 26 as main functional units.
  • the observation target amount detection means 22 executes a process of detecting a predetermined type of observation target amount related to the behavior of the vehicle 1 from the outputs (detection data) of the various sensors of the vehicle 1 and obtains the detected value of the observation target amount. Means for generating.
  • the vehicle model calculation means 24 includes a friction characteristic model that expresses the relationship between the slip between each wheel 2-i and the road surface and the road surface reaction force acting on the wheel 2-i from the road surface, and the external force acting on the vehicle 1.
  • Road surface reaction force acting on each wheel 2-i using a dynamic model of the vehicle 1 (hereinafter, simply referred to as a vehicle model) including a vehicle motion model expressing a relationship between the vehicle 1 and the motion of the vehicle 1 And a process for estimating a state quantity of motion of the vehicle 1 that is dynamically generated by the road surface reaction force acting on the vehicle 1 as an external force.
  • the vehicle model calculation means 24 has a detection value of a predetermined type of observation target quantity generated by the observation target quantity detection means 22 (in this embodiment, ⁇ 1_sens, ⁇ 2_sens, Vw_i_sens of the detection values). , ⁇ _sens, Accy_sens, Accy_sens, Tq_i_sens), and the latest road friction coefficient estimated value ⁇ _estm already determined by the ⁇ estimating means 26 are input. Then, the vehicle model calculation means 24 estimates the road surface reaction force of each wheel 2-i and the motion state quantity of the vehicle 1 using these input values and the vehicle model.
  • vehicle model calculation means 24 is not limited to the above-mentioned input values, but has already been obtained in the past calculation processing cycle in order to estimate the road surface reaction force of each wheel 2-i and the motion state amount of the vehicle 1.
  • the estimated value (including the model estimated value) of the state quantity of one motion is also used.
  • the estimated value obtained by the vehicle model calculating means 24 includes a road surface reaction force estimated value that is an estimated value regarding the road surface reaction force, a translational motion of the vehicle 1 in the front-rear direction (roll axis direction) and the lateral direction (pitch axis direction), and These are roughly classified into vehicle motion state quantity estimated values, which are estimated values (including model estimated values) of state quantities related to rotational motion around the yaw axis.
  • the road surface reaction force estimated value includes the estimated value of the driving / braking force Fsubx_i and lateral force Fsuby_i of each wheel 2-i and the estimated value of the ground load Fz_i, and the total road surface reaction force combined translational force vector.
  • the estimated value ⁇ Fg_total_estm (Fgx_total_estm and Fgy_total_estm) and the total road surface reaction force combined yaw moment estimated value Mgz_total_estm are included.
  • the vehicle motion state quantity estimated value includes a yaw rate estimated value ⁇ _estm, a vehicle center-of-gravity longitudinal speed estimated value Vgx_estm, a vehicle center-of-gravity skid speed estimated value Vgy_estm, a vehicle center-of-gravity skid speed model estimated value Vgy_predict, and the like.
  • model estimates are calculated and the respective model estimates are corrected as appropriate.
  • the final estimated value in each arithmetic processing cycle is determined.
  • the model estimated value ⁇ _predict and the final estimated value ⁇ _estm are determined so as to coincide with or substantially coincide with the yaw rate detected value ⁇ _sens (not deviated from ⁇ _sens).
  • the model estimated value Vgx__predict and the final estimated value Vgx_estm coincide with or substantially coincide with a later-described wheel speed selection detection value Vw_i_sens_select as a vehicle speed detection value (not deviated from Vw_i_sens_select). ) To be determined.
  • the ⁇ estimation means 26 is a means for executing a process for estimating the friction coefficient ⁇ (road friction coefficient ⁇ ) of the road surface on which the vehicle 1 is traveling.
  • the ⁇ estimation means 26 calculates ⁇ 1_sens, ⁇ 2_sens, ⁇ _sens, ⁇ dot_sens, Accy_sens among the detection values of the observation target amount generated by the observation target amount detection means 22 and the vehicle model calculation means 24.
  • Total road surface reaction force combined translational force vector estimated value ⁇ Fg_total_estm (more specifically, all road surface reaction force combined lateral force estimated value Fgy_total_estm in ⁇ Fg_total_estm), total road surface reaction force combined yaw moment estimated value Mgz_total_estm, and vehicle model
  • the vehicle center-of-gravity center longitudinal speed estimated value Vgx_estm among the vehicle motion state amount estimated values calculated by the computing means 24 is input.
  • the ⁇ estimation means 26 calculates a road surface friction coefficient estimated value ⁇ _estm that is an estimated value of the road surface friction coefficient ⁇ using these input values.
  • the control device 20 sequentially executes the processing shown in the flowchart of FIG. 4 at a predetermined calculation processing cycle by the observation target amount detection unit 22, the vehicle model calculation unit 24, and the ⁇ estimation unit 26.
  • the values (detected values, estimated values, etc.) obtained in the current (current) computation processing cycle of the control device 20 and the previous (previous) computation processing cycle are obtained.
  • the former may be referred to as “current value” and the latter as “previous value”.
  • a suffix “_p” is added to the reference sign of the previous value, for example, “ ⁇ _estm_p”.
  • the “previous value” means the latest value among the values already obtained in the past calculation processing cycle of the control device 20.
  • a value that does not particularly refer to “current value” and “previous value” means the current value.
  • control device 20 first executes the process of the observation target amount detection means 22 in S100.
  • the wheel steering angle detection values ⁇ 1_sens and ⁇ 2_sens are generated from the output of the steering steering angle sensor 10 by the wheel steering angle detection means 22a.
  • the wheel steering angle detection means 22a calculates the steering steering angle ⁇ h and the front wheel steering angle ⁇ f from the steering steering angle detection value ⁇ h_sens which is a steering steering angle value (converted value) indicated by the output value of the steering steering angle sensor 10.
  • ⁇ f_sens is calculated by multiplying (so-called overall steering ratio).
  • the steering mechanism includes a steering actuator such as a power steering device, in addition to the steering steering angle detection value ⁇ h_sens or instead of the steering steering angle detection value ⁇ h_sens, It is also possible to detect the operating state of the actuator or the state quantity that defines it, and use the detected value to determine the detected front wheel steering angle value ⁇ f_sens.
  • a steering actuator such as a power steering device
  • the steering angle detection values ⁇ 1_sens and ⁇ 2_sens of the front wheels 2-1 and 2-2 may be individually obtained by using a stricter steering system model or the like.
  • the wheel speed detection means 22b sets a wheel rotation angular velocity detection value ⁇ w_i_sens that is an angular acceleration value (converted value) indicated by the output value of the wheel rotation angular velocity sensor 8-i.
  • the wheel speed detection value Vw_i_sens is obtained by multiplying the value of the effective radius Rw_i of the i-th wheel 2-i set in advance.
  • the yaw rate detection value ⁇ _sens and the yaw angular acceleration detection value ⁇ dot_sens are respectively generated from the output of the yaw rate sensor 13 by the yaw rate detection means 22c and the yaw angular acceleration detection means 22d.
  • the yaw rate detection means 22c generates the angular velocity value (converted value) indicated by the output value of the yaw rate sensor 13 as the yaw rate detection value ⁇ _sens. Further, the yaw angular acceleration detection means 22d differentiates the yaw rate detection value ⁇ _sens (determines the temporal change rate) or the value of the angular acceleration indicated by the value obtained by differentiating the output value of the yaw rate sensor 13 ( Conversion value) is generated as the detected yaw angular acceleration value ⁇ dot_sens.
  • the yaw angular acceleration detection value ⁇ dot_sens can be generated from the output of a sensor different from the yaw rate sensor 13.
  • two acceleration sensors are mounted on the vehicle body 1B with a gap Lacc in a direction orthogonal to the yaw axis direction of the vehicle 1 (for example, the roll axis direction or the pitch axis direction of the vehicle 1).
  • these two acceleration sensors are arranged so as to be sensitive to acceleration in a direction orthogonal to the interval direction of the two acceleration sensors and the yaw axis direction.
  • the yaw angular acceleration detection value ⁇ dot_sens can be generated by dividing the difference between the acceleration detection values indicated by the output values of the two acceleration sensors by the interval Lacc.
  • the vehicle center of gravity longitudinal acceleration detection value Accx_sens is generated from the output of the longitudinal acceleration sensor 14 by the longitudinal acceleration detection means 22e. Further, the vehicle center-of-gravity lateral acceleration detection value Accy_sens is generated from the output of the lateral acceleration sensor 15 by the lateral acceleration detection means 22f.
  • the position of the center of gravity of the vehicle 1 is specified in advance, and the longitudinal acceleration sensor 14 and the lateral acceleration sensor 15 are fixed to the vehicle body 1B so as to be positioned at the center of gravity.
  • the longitudinal acceleration sensor 14 and the lateral acceleration sensor 15 may be an integral structure acceleration sensor (biaxial acceleration sensor).
  • the longitudinal acceleration detection means 22e generates the acceleration value (converted value) indicated by the output value of the longitudinal acceleration sensor 14 as the vehicle center-of-gravity longitudinal acceleration detection value Accx_sens.
  • the lateral acceleration detection means 22f generates an acceleration value (converted value) indicated by the output value of the lateral acceleration sensor 15 as a vehicle center-of-gravity lateral acceleration detection value Accy_sens.
  • the acceleration detection value indicated by the output value of the sensor 14 or 15 is used as the yaw angular acceleration detection.
  • the vehicle center-of-gravity longitudinal acceleration detection value Accx_sens or the vehicle center-of-gravity lateral acceleration detection value Accy_sens can be generated.
  • an acceleration detection value indicated by the output value of the longitudinal acceleration sensor 14 (the acceleration at the position of the sensor 14).
  • the vehicle center-of-gravity longitudinal acceleration detection value Accx_sens can be generated by adding the value obtained by multiplying the yaw angular acceleration detection value ⁇ dot_sens (or the differential value of the yaw rate detection value ⁇ _sens) by Ly.
  • the acceleration detection value (the position of the sensor 15 is indicated by the output value of the lateral acceleration sensor 15).
  • the vehicle center-of-gravity lateral acceleration detected value Accy_sens can be generated by subtracting the value obtained by multiplying the detected yaw angular acceleration value ⁇ dot_sens (or the differential value of the yaw rate detected value ⁇ _sens) by Lx from the detected acceleration value.
  • the acceleration detected (sensitive) by the longitudinal acceleration sensor 14 is an acceleration vector generated at the center of gravity of the vehicle 1 by the entire external force acting on the vehicle 1 (the resultant force) (the center of gravity of the vehicle 1 by the entire external force).
  • the acceleration vector obtained by dividing the acting translational force vector by the vehicle mass m) it has a meaning as a longitudinal component of the vehicle body 1B (X-axis direction component of the vehicle body coordinate system).
  • the acceleration to which the longitudinal acceleration sensor 14 is sensitive is the actual vehicle center-of-gravity longitudinal acceleration Accx_act as an original detection target if the actual road surface slope angle ⁇ slope_act is “0”.
  • the longitudinal direction (X-axis direction) of the vehicle body 1B which is the sensitive direction of the longitudinal acceleration sensor 14, has an inclination of ⁇ slope_act with respect to the horizontal plane. .
  • the vehicle center-of-gravity longitudinal acceleration detected value Accx_sens as the acceleration indicated by the output of the longitudinal acceleration sensor 14 is actually the actual vehicle center-of-gravity longitudinal acceleration Accx_act in the direction parallel to the longitudinal direction of the vehicle body 1B of the gravitational acceleration.
  • the acceleration detected (sensitive) by the lateral acceleration sensor 15 is the acceleration vector generated in the center of gravity of the vehicle 1 due to the entire external force acting on the vehicle 1 (the resultant force) in the lateral direction of the vehicle body 1B. It has meaning as a component (Y-axis direction component of the vehicle body coordinate system).
  • the acceleration to which the lateral acceleration sensor 15 is sensitive is the actual vehicle center-of-gravity lateral acceleration Acty_act itself as an original detection target.
  • the lateral direction (Y-axis direction) of the vehicle body 1B that is the sensitive direction of the lateral acceleration sensor 15 has an inclination of ⁇ bank_act with respect to the horizontal plane. .
  • the vehicle center-of-gravity lateral acceleration detected value Accy_sens as the acceleration indicated by the output of the lateral acceleration sensor 15 is actually the actual vehicle center-of-gravity lateral acceleration Accy_act in the direction parallel to the lateral direction of the vehicle body 1B of the gravitational acceleration.
  • the acceleration defined as ( ⁇ slope)) (that is, the acceleration to which the longitudinal acceleration sensor 14 is sensitive) is referred to as sensor-sensitive longitudinal acceleration Accx_sensor.
  • the vehicle center-of-gravity longitudinal acceleration detection value Accx_sens generated by the longitudinal acceleration detection means 22e and the vehicle center-of-gravity lateral acceleration detection value Accy_sens generated by the lateral acceleration detection means 22f are, respectively, sensor-sensitive longitudinal acceleration Accx_sensor, sensor It means the detected value of the sensitive lateral acceleration Accy_sensor.
  • the wheel torque detection means 22g recognizes the output torque (requested torque) of the engine 3 from the detected value of the depression amount of the accelerator pedal indicated by the output value of the accelerator sensor 12, and outputs the transmission sensor 4a.
  • the reduction ratio between the engine 3 and each wheel 2-i is recognized from the detected value of the transmission ratio of the transmission 4a indicated by the value.
  • the wheel torque detecting means 22g based on the recognized output torque of the engine 3 and the reduction ratio, drives torque transmitted from the engine 3 to each wheel 2-i (each wheel 2 by the drive system of the vehicle 1). -Drive torque applied to -i).
  • the wheel torque detecting means 22g is adapted to apply a braking torque (of the vehicle 1) from each braking mechanism 7-i to each wheel 2-i based on a detected brake pressure value indicated by an output value of the brake pressure sensor 9-i. (Braking torque applied to each wheel 2-i) by the braking system).
  • the wheel torque detection means 22g calculates the value of the sum of the obtained driving torque and braking torque (synthetic torque) for each wheel 2-i as a wheel torque detection value Tq_i_sens.
  • the sensor output may be input to each of the detection units 22a to 22g after passing through a filter such as a high cut filter for removing high frequency noise components. .
  • the detection value of the observation target amount obtained by using the output of the sensor as it is is used as a provisional detection value, and the provisional detection value is passed through a filter such as a high cut filter, so that A detection value may be generated.
  • the vehicle center-of-gravity lateral acceleration detection value Accy means for detecting or estimating the roll angle of the vehicle body 1B (relative inclination angle around the roll axis of the vehicle body 1B with respect to the road surface) (for example, detecting the stroke of the suspension with a sensor, In the case of providing a means for calculating the roll angle of the vehicle body 1B from the detected value), the influence of the output of the lateral acceleration sensor 15 accompanying the roll motion of the vehicle body 1B (the lateral acceleration sensor 15 is inclined by the roll angle of the vehicle body 1B).
  • the influence of gravity acceleration included in the output of the acceleration sensor 15 is estimated using the observed value of the roll angle, and the estimated influence is subtracted from the acceleration detection value indicated by the output value of the lateral acceleration sensor 15.
  • control device 20 After executing the processing of the observation target amount detection unit 22 as described above, the control device 20 executes the processing of S102 to S116 by the vehicle model calculation unit 24.
  • the vehicle model calculation means 24 functions as a wheel contact load estimation unit 24a for obtaining a contact load estimated value Fz_i_estm of each wheel 2-i and a wheel coordinate system upper wheel of each wheel 2-i.
  • a wheel friction force estimator 24b for obtaining a driving / braking force estimated value Fsubx_i_estm which is an estimated value of the x-axis direction component of the two-dimensional road reaction force ⁇ Fsub_i and a lateral force estimated value Fsuby_i_estm which is an estimated value of the y-axis direction component;
  • a resultant force calculation unit 24c for obtaining a road surface reaction force combined translational force vector ⁇ Fg_total_estm and a total road reaction force combined yaw moment Mgz_total_estm, a vehicle motion estimation unit 24d for determining a vehicle motion state quantity estimated value (including a model estimated value), and each wheel 2-i wheel traveling speed vector estimated value ⁇ Vi_estm wheel traveling speed vector estimating unit 24e,
  • the ground contact load estimation value Fz_i_estm of each wheel 2-i is calculated by the wheel ground load estimation unit 24a.
  • the wheel contact load estimating unit 24a uses the vehicle center-of-gravity longitudinal acceleration detection value Accx_sens and the vehicle center-of-gravity lateral acceleration detection value Accy_sens among the detection values of the observation target amount obtained in S100.
  • Fz0_i in Formula 1-1 is the value of the ground load Fz_i of the i-th wheel 2-i when the vehicle 1 is stopped (still) on a horizontal road surface (hereinafter referred to as a ground load reference value).
  • Wx_i is a weighting factor that defines the change in the ground load Fz_i (change from Fz0_i) of the i-th wheel 2-i depending on the vehicle center-of-gravity longitudinal acceleration Accx
  • Wy_i is the i-th wheel depending on the vehicle center-of-gravity lateral acceleration Accy.
  • 2-i is a weighting factor that defines the change in the ground load Fz_i (change from Fz0_i).
  • Formula 1-1 is the amount of change in the ground load Fz_i of each wheel 2-i (the amount of increase / decrease from the ground load reference value Fz0_i) associated with the acceleration of the center of gravity of the vehicle 1 (acceleration in the direction orthogonal to the yaw axis direction).
  • Is obtained by a linear combination of the vehicle center-of-gravity longitudinal acceleration detection value Accx_sens and the vehicle center-of-gravity lateral acceleration detection value Accy_sens, and a value obtained by adding the change to the ground load reference value Fz0_i is calculated as a ground load estimated value Fz_i_estm. is there.
  • the relationship between the vehicle center-of-gravity longitudinal acceleration Accx and the vehicle center-of-gravity lateral acceleration Accy and the ground load Fz_i is mapped, and the vehicle center-of-gravity longitudinal acceleration detected value Accx_sens and the vehicle center-of-gravity lateral acceleration detected value Accy_sens are mapped to the map. Based on this, the ground load estimated value Fz_i_estm of each wheel 2-i may be obtained.
  • Fz_i_estm may be obtained by reflecting the dynamic characteristics of the suspension device (not shown) of the vehicle 1.
  • the dynamic characteristics of the suspension device of the vehicle 1 are modeled in association with the rotational motion (roll motion) around the roll axis of the vehicle body 1B and the rotational motion (pitch motion) around the pitch axis.
  • a motion state quantity related to roll motion or pitch motion for example, an observed value of the tilt angle of the vehicle body 1B around the roll axis and its change rate, an observed value of the tilt angle of the vehicle body 1B around the pitch axis and its change rate.
  • the process of S102 is omitted, and the ground load estimated value Fz_i_estm is set to a predetermined value (for example, the ground load standard).
  • the value Fz0_i) may be set.
  • the wheel traveling speed vector estimation unit 24e calculates the wheel traveling speed vector estimated value ⁇ Vi_estm of each wheel 2-i.
  • the second term on the right side of the expression 1-2 is the i-th wheel with respect to the center of gravity of the vehicle 1 caused by the rotational motion of the vehicle 1 around the yaw axis (rotational motion where the yaw rate value is ⁇ estm_p).
  • 2-i relative speed relative speed in a direction perpendicular to the yaw axis direction).
  • the yaw rate detection value ⁇ _sens (previous value or current value) may be used instead of the estimated yaw rate value (previous value) ⁇ _estm_p in Formula 1-2.
  • a wheel speed selection detection value Vw_i_sens_select (previous value or current value), which will be described later, may be used in place of the vehicle center-of-gravity longitudinal speed estimated value (previous value) Vgx_estm_p in Expression 1-2.
  • a wheel slip ratio estimation value ⁇ i_estm of each wheel 2-i is calculated by the wheel slip ratio estimation unit 24h.
  • the wheel speed estimated value (previous value) Vw_i_estm_p (i 1, 2, 3, 4) calculated in the process of S116 (the calculation process by the wheel motion estimation unit 24f) and the wheel traveling speed vector estimation calculated in S114
  • the wheel slip ratio estimation unit 24h first converts the wheel traveling speed vector estimated value ⁇ Vi_estm into the wheel coordinate system by the following equation 1-3 for each wheel 2-i, thereby Calculate the wheel traveling speed vector estimated value ⁇ Vsub_i_estm on the coordinate system.
  • the front wheel steering angle detection value ⁇ f_sens is used as the values of ⁇ 1_sens and ⁇ 2_sens for the front wheels 2-1 and 2-2.
  • the wheel slip rate estimation unit 24h calculates the wheel coordinate system wheel traveling speed vector estimated value ⁇ Vsub_i_estm x-axis direction component estimated value Vsubx_i_estm calculated as described above, and the wheel speed estimated value ( The wheel slip ratio estimated value ⁇ i_estm is calculated from the previous value) Vw_i_estm_p according to the following expression 1-4.
  • Vsubx_i_estm ⁇ Vw_i_estm_p
  • Vsubx_i_estm ⁇ Vw_i_estm_p
  • ⁇ i_estm 0.
  • the wheel speed detection value Vw_i_sens (previous value or current value) may be used instead of the wheel speed estimated value (previous value) Vw_i_estm_p in Formula 1-4. In such a case, the wheel motion estimation unit 24f, which will be described in detail later, is unnecessary.
  • the wheel side slip angle estimating unit 24g calculates the wheel side slip angle estimated value ⁇ i_estm of each wheel 2-i.
  • the wheel side slip angle estimating unit 24g first calculates, for each wheel 2-i, from the X-axis direction component estimated value Vx_i_estm and the Y-axis direction component estimated value Vy_i_estm of the wheel speed progress velocity vector estimated value ⁇ Vi_estm.
  • a wheel position side slip angle estimated value ⁇ 0i_estm is calculated by Formula 1-5.
  • the wheel side slip angle estimating unit 24g estimates the wheel side slip angle from the wheel position side slip angle estimated value ⁇ 0i_estm calculated as described above and the steering angle detected value ⁇ i_sens by the following equation 1-6.
  • the value ⁇ i_estm is calculated.
  • the front wheel steering angle detection value ⁇ f_sens is used as the values of ⁇ 1_sens and ⁇ 2_sens for the front wheels 2-1 and 2-2.
  • the wheel side slip angle is calculated by the following equation 1-7 from the estimated value Vsubx_i_estm of the wheel traveling speed vector estimated value Vsub_i_estm on the wheel coordinate system calculated by the equation 1-3 and the estimated value Vsuby_i_estm of the y-axis direction.
  • the estimated value ⁇ i_estm may be calculated.
  • the wheel frictional force estimation unit 24b includes a friction characteristic model that expresses a relationship between slippage between the wheels 2-i and the road surface reaction force acting on the wheels 2-i from the road surface.
  • the friction characteristic model includes a driving / braking force Fsubx_i and a lateral force Fsuby_i among the wheel coordinate system upper wheel two-dimensional road surface reaction force ⁇ Fsub_i acting as a friction force acting on each wheel 2-i from the road surface.
  • a driving / braking force Fsubx_i and a lateral force Fsuby_i among the wheel coordinate system upper wheel two-dimensional road surface reaction force ⁇ Fsub_i acting as a friction force acting on each wheel 2-i from the road surface.
  • Fsubx_i func_fxi ( ⁇ i, ⁇ i, Fz_i, ⁇ ) whereas Formula 1-8
  • Fsuby_i func_fyi ( ⁇ i, ⁇ i, Fz_i, ⁇ ) whereas Formula 1-9
  • the function func_fxi ( ⁇ i, ⁇ i, Fz_i, ⁇ ) on the right side of Expression 1-8, that is, the function func_fx_i that defines the relationship between Fsubx_i and ⁇ i, ⁇ i, Fz_i, and ⁇ is In the example, it is represented by the following formula 1-8a.
  • Cslp_i ( ⁇ i) is a coefficient that defines the change characteristic of the driving / braking force Fsubx_i accompanying the change in the wheel slip ratio ⁇ i
  • Cattx_i ( ⁇ i) is the change in the wheel skid angle ⁇ i (and hence the lateral force). This is a coefficient that defines the change characteristic of the driving / braking force Fsubx_i accompanying the change in Fsuby_i.
  • Cslp_i ( ⁇ i) and ⁇ i are set, for example, as shown in the graph of FIG. That is, the relationship is set so that the coefficient Cslp_i ( ⁇ i) becomes a monotone decreasing function with respect to the wheel slip rate ⁇ i.
  • the coefficient Cslp_i ( ⁇ i) has a saturation characteristic with respect to the wheel slip rate ⁇ i. That is, as the absolute value of ⁇ i increases, the ratio of the change in Cslp_i ( ⁇ i) to the change in ⁇ i (the value obtained by differentiating Cslp_i ( ⁇ i) by ⁇ i) decreases.
  • the relationship is set so that the value of the coefficient Cattx_i ( ⁇ i) approaches “0” from “1” as the absolute value of the wheel slip angle ⁇ i increases from “0”.
  • the friction characteristic model represented by the equations 1-8 and 1-8a is that the driving / braking force Fsubx_i of the i-th wheel 2-i is proportional to the road surface friction coefficient ⁇ and the ground load Fz_i, and the wheel slip
  • Fsubx_i becomes a monotonically decreasing function with respect to the rate ⁇ i, and the magnitude of Fsubx_i decreases as the absolute value of the wheel slip angle ⁇ i increases.
  • Equation 1-9 The function func_fyi ( ⁇ i, ⁇ i, Fz_i, ⁇ ) on the right side of Equation 1-9, that is, the function func_fyi that defines the relationship between Fsuby_i and ⁇ i, ⁇ i, Fz_i, and ⁇ is an example of this embodiment. Is expressed by the following formula 1-9a.
  • Cbeta_i ( ⁇ i) is a coefficient that defines the change characteristic of the lateral force Fsuby_i accompanying the change in the wheel slip angle ⁇ i
  • Catty_i ( ⁇ i) is the change in the wheel slip ratio ⁇ i (and hence the driving / braking force). This is a coefficient that defines the change characteristic of the lateral force Fsuby_i accompanying the change of Fsubx_i.
  • Cbeta_i ( ⁇ i) and ⁇ i are set, for example, as shown in the graph of FIG. That is, the relationship is set so that the coefficient Cbeta_i ( ⁇ i) is a monotonically decreasing function with respect to the wheel side slip angle ⁇ i.
  • the coefficient Cbeta_i ( ⁇ i) has a saturation characteristic with respect to the wheel slip angle ⁇ i. That is, as the absolute value of ⁇ i increases, the ratio of the change in coefficient Cbeta_i ( ⁇ i) to the change in ⁇ i (the value obtained by differentiating Cbeta_i ( ⁇ i) with ⁇ i) decreases.
  • the relationship between the coefficient Catty_i ( ⁇ i) and the wheel slip rate ⁇ i is set as shown in the graph of FIG. 7B, for example.
  • the relationship is set so that the value of the coefficient Catty_i ( ⁇ i) approaches “0” from “1” as the absolute value of the wheel slip ratio ⁇ i increases from “0”.
  • the relationship between Cattyx_i ( ⁇ i) and ⁇ i is set so that the magnitude of the lateral force Fsuby_i as the value of the function func_fy_i decreases as the absolute value of the wheel slip ratio ⁇ i increases. Yes.
  • the lateral force Fsuby_i of the i-th wheel 2-i is proportional to the road surface friction coefficient ⁇ and the ground load Fz_i, and the wheel skid angle ⁇ i
  • Fsuby_i is a monotonically decreasing function, and the Fsuby_i becomes smaller as the absolute value of the wheel slip ratio ⁇ i becomes larger.
  • the wheel frictional force estimating unit 24b obtains the wheel coordinate system upper wheel two-dimensional road surface reaction force estimated value ⁇ Fsub_i of each wheel 2-i using the friction characteristic model set as described above.
  • the wheel frictional force estimation unit 24b calculates the wheel slip rate estimated value ⁇ i_estm calculated in S106, the wheel side slip angle estimated value ⁇ i_estm calculated in S108, and calculated in S102.
  • the ground contact load estimated value Fz_i_estm and the road surface friction coefficient estimated value ⁇ _estm_p calculated in the process of S122 (calculated by the ⁇ estimator 26) described later in the previous calculation processing cycle are respectively represented by the function func_fxi ( ⁇ i, ⁇ i).
  • the wheel frictional force estimating unit 24b calculates the value of the function func_fxi obtained by the calculation of Expression 1-8a as the x-axis direction component estimated value of the wheel two-dimensional road surface reaction force estimated value ⁇ Fsub_i on the wheel coordinate system. -Estimated braking force Fsubx_i_estm.
  • the wheel frictional force estimating unit 24b uses the value of the function func_fyi obtained by the calculation of Expression 1-9a as the y-axis direction component estimated value of the wheel coordinate system upper wheel two-dimensional road surface reaction force estimated value ⁇ Fsub_i.
  • the force estimated value is Fsuby_i_estm.
  • the value of the coefficient Cslp_i ( ⁇ i) necessary for the calculation of the right side of Expression 1-8a is determined from the estimated wheel slip ratio ⁇ i_estm based on the map representing the relationship shown in FIG.
  • the value of the coefficient Catty_i ( ⁇ i) necessary for the calculation of the right side of the expression 1-8a is determined based on the wheel side slip angle estimated value ⁇ i_estm based on the map representing the relationship shown in FIG.
  • Cbeta_i ( ⁇ i) necessary for the calculation of the right side of the expression 1-9a is determined based on the wheel lateral slip ratio estimated value ⁇ i_estm based on the map showing the relationship shown in FIG.
  • the value of the coefficient Cattx_i ( ⁇ i) necessary for the calculation of the right side of the expression 1-9a is determined from the estimated wheel slip ratio ⁇ i_estm based on the map representing the relationship shown in FIG. 7B.
  • the driving / braking force estimated value Fsubx_i_estm and the lateral force estimation as the estimated values of the road surface reaction force (friction force) having dependency on the road surface friction coefficient ⁇ among the road surface reaction forces acting on each wheel 2-i.
  • the value Fsuby_i_estm is calculated using the latest value (previous value ⁇ _estm_p) of the road surface friction coefficient estimated value ⁇ _estm and the friction characteristic model.
  • the function func_fx_i is set so that the driving / braking force Fsubx_i of each wheel 2-i is proportional to the road surface friction coefficient ⁇ .
  • the function func_fx_i is set by the following expression 1-8b. May be.
  • Cslp2_i ( ⁇ , ⁇ i) in the expression 1-8b is a coefficient that defines a change characteristic of the driving / braking force Fsubx_i accompanying changes in the road surface friction coefficient ⁇ and the wheel slip ratio ⁇ i, and ⁇ * in the expression 1-8a. It is a more generalized version of Cslp_i ( ⁇ i).
  • the relationship between the coefficient Cslp2_i ( ⁇ , ⁇ i), the road surface friction coefficient ⁇ , and the wheel slip ratio ⁇ i is set as shown in the graph of FIG. This relationship is set so that the coefficient Cslp2_i ( ⁇ , ⁇ i) becomes a monotonically decreasing function with respect to the wheel slip ratio ⁇ i, and at the same time the absolute value thereof becomes a monotonically increasing function with respect to the road surface friction coefficient ⁇ .
  • the coefficient Cslp2_i ( ⁇ , ⁇ i) has a saturation characteristic with respect to the wheel slip ratio ⁇ i. That is, when the absolute value of ⁇ i increases, the magnitude of the rate of change of the coefficient Cslp_i ( ⁇ , ⁇ i) with respect to the increase of ⁇ i (the value obtained by partial differentiation of Cslp_i ( ⁇ , ⁇ i) with ⁇ i) becomes the absolute value of ⁇ i. It becomes small with the increase of.
  • the road surface friction coefficient ⁇ a coefficient Cbeta2_i ( ⁇ , ⁇ i) that defines the change characteristic of the lateral force Fsuby_i accompanying the change of the wheel side slip angle ⁇ i may be used.
  • the function func_fy_i related to the lateral force Fsuby_i of each wheel 2-i may be configured with the driving / braking force Fsubx_i as an input parameter instead of the wheel slip rate ⁇ i.
  • the driving / braking force estimated value Fsubx_i_estm obtained as described above by the function func_fx_i of the expression 1-8a or the expression 1-8b may be used.
  • the driving obtained as follows: The braking force detection value Fsubx_i_sens may be used.
  • the driving / braking force detection is performed by the following expression 1-8c.
  • the value Fsubx_i_sens is obtained.
  • Vwdot_i_sens Tq_i_sens / Rw_i ⁇ Vwdot_i_sens * Iw_i / Rw_i 2 ...
  • Vwdot_i_sens on the right side of Expression 1-8c is a temporal change rate (differential value) of the wheel speed detection value Vw_i_sens.
  • predetermined values set in advance are used as the values of the wheel effective radius Rw_i and the wheel inertia moment Iw_i in Expression 1-8c.
  • Equation 1-8c may be replaced with the term ⁇ wdot_i_sens * Iw_i / Rw_i that uses ⁇ wdot_i_sens, which is a differential value of the wheel rotational angular velocity detection value ⁇ w_i_sens indicated by the output value of the wheel rotational angular velocity sensor 8-i. Good.
  • the total force reaction force combined translational force vector estimated value ⁇ Fg_total_estm and the total road surface reaction force combined yaw moment estimated value Mgz_total_estm are calculated by the resultant force calculation unit 24c.
  • the front wheel steering angle detection value ⁇ f_sens is used as the values of ⁇ 1_sens and ⁇ 2_sens for the front wheels 2-1 and 2-2 in the expression 1-10.
  • ⁇ Fg_total_estm ( ⁇ Fx_i_estm, ⁇ Fy_i_estm, ⁇ Fz_i_estm) T ...
  • Mgz_total_estm ⁇ ( ⁇ Pi ⁇ ⁇ Fi_estm) ?? Formula 1-12
  • ⁇ Pi ⁇ ⁇ Fi_estm in the right side of Expression 1-12 is the outer product of the wheel position vector ⁇ Pi of the i-th wheel 2-i and the two-dimensional road reaction force vector estimated value ⁇ Fi_estm.
  • the two-dimensional road surface reaction force vector estimated value ⁇ Fi_estm of the wheel 2-i it means a moment around the yaw axis generated at the center of gravity of the vehicle 1.
  • calculation of the yaw axis direction component Fgz_total_estm in ⁇ Fg_total_estm may be omitted.
  • the vehicle motion estimation unit 24d uses the vehicle motion state quantity estimated value (including the model estimated value) as the vehicle center-of-gravity longitudinal speed estimated value Vgx_estm, the vehicle center-of-gravity skid speed estimated value Vgy_estm, and the vehicle center-of-gravity skid model estimation.
  • Vgy_predict, a yaw rate estimated value ⁇ _estm, and the like are calculated.
  • the vehicle motion estimation unit 24 d includes a vehicle motion model that represents the relationship between the resultant force of the road surface reaction force as an external force acting on the vehicle 1 and the motion of the vehicle 1.
  • this vehicle motion model is expressed by the following equations 1-13 to 1-15.
  • Equation 1-15 represent dynamic equations relating to the translational motion of the center of gravity of the vehicle 1 in the X-axis direction and the Y-axis direction of the vehicle body coordinate system, respectively. Equation 1-15 represents a dynamic equation relating to the rotational motion of the vehicle 1 around the yaw axis.
  • the vehicle motion model in the present embodiment is a model on the assumption that the road surface on which the vehicle 1 is traveling is a horizontal plane (the road surface bank angle ⁇ bank and the road surface slope angle ⁇ slope are both “0”).
  • the vehicle motion estimator 24d the vehicle motion model represented by the above equations 1-13 to 1-15, the total road surface reaction force combined translational force vector estimated value ⁇ Fg_total_estm calculated in S112, and the total road surface reaction force
  • a vehicle motion state estimated value is calculated using the synthesized yaw moment estimated value Mgz_total_estm.
  • the previous value of the part of the vehicle motion state quantity estimated values is also used to calculate it. Further, for some vehicle motion state quantity estimated values, the part of vehicle motion state quantity estimated values are calculated so as to approach the detected values obtained in S100 (so as not to deviate from the detected values). .
  • the vehicle motion estimator 24d uses the following equations 1-13a to 1-15a obtained based on the equations 1-13 to 1-15, respectively, to estimate the vehicle center-of-gravity longitudinal velocity change rate Vgdot_x_estm, Side slip velocity change rate estimated value Vgdot_y_estm and yaw angular acceleration estimated value ⁇ dot_estm are calculated.
  • Vgdot_x_estm Fgx_total_estm / m + Vgy_predict_p * ⁇ _estm_p ...
  • Vgdot_y_estm Fgy_total_estm / m-Vgx_estm_p * ⁇ _estm_p ...
  • Formula 1-14a ⁇ dot_estm Mgz_total_estm / Iz
  • Fx_total_estm, Fy_total_estm, and Mgz_total_estm in Equations 1-13a to 1-15a are the values calculated in S112 (current value), and Vgy_predict_p, Vgx_estm_p, and ⁇ _estm_p are determined in S114 in the previous calculation processing cycle, respectively. Value (previous value).
  • the yaw rate detection value ⁇ _sens (previous value or current value) may be used instead of the yaw rate estimated value (previous value) ⁇ _estm_p in Equations 1-13a and 1-14a.
  • a wheel speed selection detection value Vw_i_sens_select (previous value or current value), which will be described later, may be used instead of the vehicle center-of-gravity longitudinal speed estimated value (previous value) Vgx_estm_p in Expression 1-14a.
  • the vehicle motion estimation unit 24d calculates the vehicle center-of-gravity longitudinal velocity change rate estimated value Vgdot_x_estm, the vehicle center-of-gravity skid velocity change rate estimated value Vgdot_y_estm, the yaw angular acceleration estimate value ⁇ dot_estm, From the previous value Vgx_estm_p of the vehicle, the previous value Vgy_predict_p of the vehicle center-of-gravity skid speed model estimated value, and the previous value ⁇ _estm_p of the estimated yaw rate value, respectively, according to the following equations 1-18, 1-19, 1-20 Vehicle center-of-gravity longitudinal velocity model estimated value Vgx_predict as the vehicle center-of-gravity longitudinal speed model value, vehicle center-of-gravity side-slip velocity model estimated value Vgy_predict as the value of vehicle center-of-gravity side-slip velocity on the vehicle motion model, and vehicle motion model A yaw rate model estimated value ⁇ _predict
  • the vehicle motion estimation unit 24d causes the yaw rate estimated value ⁇ _estm (and thus the yaw rate model estimated value ⁇ _predict) to approach the yaw rate detected value ⁇ _sens with respect to the yaw rate ⁇ among the motion state quantities to be estimated. (Do not deviate from ⁇ _sens).
  • the vehicle motion estimation unit 24d uses the yaw rate deviation ⁇ estm_err as the deviation between the yaw rate detected value ⁇ _sens obtained in S100 and the yaw rate model estimated value ⁇ _predict calculated by the equation 1-20 as described above with respect to the yaw rate ⁇ Calculated by 1-21.
  • a vehicle speed deviation Vgx_estm_err as a deviation between the value Vw_i_sens_select and the vehicle longitudinal speed model estimated value Vgx_predict calculated by the expression 1-18 as described above is calculated by the following expression 1-22.
  • the vehicle motion estimation unit 24d determines the final vehicle center-of-gravity longitudinal velocity estimated value Vgx_estm and the yaw rate estimated value ⁇ _estm in the current computation processing cycle by the following equations 1-23 and 1-24, respectively.
  • ⁇ _estm ⁇ _predict + K ⁇ * ⁇ estm_err ;
  • Kvx in Equation 1-23 and K ⁇ in Equation 1-24 are gain coefficients of a predetermined value ( ⁇ 1) set in advance, respectively.
  • the vehicle center-of-gravity longitudinal velocity model estimated value Vgx_predict (estimated value on the vehicle motion model) calculated by the equation 1-18 is In accordance with the vehicle speed deviation Vgx_estm_err calculated by the expression 1-22, the vehicle center of gravity longitudinal speed estimated value Vgx_estm is corrected by correcting the vehicle speed deviation Vgx_estm_err to be close to “0” by a feedback control law (proportional law here). Is determined.
  • the yaw rate model estimated value ⁇ _predict (estimated value on the vehicle motion model) calculated by the equation 1-20 is set to the yaw rate deviation ⁇ _estm_err according to the yaw rate deviation ⁇ _estm_err calculated by the equation 1-21.
  • the yaw rate estimated value ⁇ _estm is determined by correcting the feedback control law (here, the proportional law) so as to approach 0 ′′.
  • the vehicle center longitudinal velocity estimated value Vgx_estm as the vehicle speed of the vehicle 1 on the vehicle motion model is not deviated from the wheel speed selection detection value Vw_i_sens_select as the actual vehicle speed detection value (Vw_i_sens_select and To match or nearly match).
  • the yaw rate estimated value ⁇ _estm as the yaw rate of the vehicle 1 on the vehicle motion model is determined so as not to deviate from the yaw rate detected value ⁇ _sens as the detected value of the actual yaw rate ⁇ _act (so as to coincide with or substantially coincide with ⁇ _sens).
  • the vehicle center-of-gravity longitudinal speed model estimated value Vgx_predict is calculated by the calculation of the equations 1-18 and 1-20 using the vehicle center-of-gravity longitudinal speed estimated value Vgx_estm and the yaw rate estimated value ⁇ _estm determined in this way. Since the yaw rate model estimated value ⁇ _predict is calculated, as a result, Vgx_predict and ⁇ _predict are also determined so as not to deviate from Vw_i_sens_select and ⁇ _sens, respectively.
  • Vgx_estm, Vgx_predict, ⁇ _estm, and ⁇ predict are determined so that the relationships Vgx_estm ⁇ Vgx_predict ⁇ Vw_i_sens_select and ⁇ _estm ⁇ predict ⁇ _sens are maintained.
  • the vehicle motion estimator 24d performs processing shown in the flowchart of FIG. 9 to obtain a value obtained by correcting the vehicle center-of-gravity skid speed model estimated value Vgy_predict calculated by the equation 1-19.
  • the vehicle center-of-gravity skid speed estimation value Vgy_estm is determined.
  • Vgy_estm is Not used, Vgy_predict is used.
  • the vehicle model calculation means 24 executes the calculation process on the assumption that the value of the vehicle center-of-gravity skid speed Vgy on the vehicle motion model always matches the vehicle center-of-gravity skid speed model estimated value Vgy_predict.
  • the vehicle motion estimator 24d first determines in S114-1 the vehicle center of gravity as the acceleration value obtained by dividing the total road surface reaction force combined lateral force estimated value Fgy_total_estm by the vehicle mass m.
  • the lateral acceleration estimated value Accy_estm is obtained by the calculation of the first term on the right side of the expression 1-14a.
  • the vehicle motion estimator 24d calculates Accy_estm by dividing the road surface reaction force combined lateral force estimated value Fgy_total_estm (current value) calculated in S112 by the vehicle mass m as shown in the following expression 1-41a.
  • Accy_estm Fgy_total_estm / m ?? Formula 1-41a
  • Vgdot_y_estm current value
  • Vgx_estm_p previous value
  • ⁇ _estm_p previous value
  • ⁇ _estm_p previous value
  • the yaw rate detection value ⁇ _sens (previous value or current value) may be used instead of the estimated yaw rate value (previous value) ⁇ _estm_p in Equation 1-41b.
  • the selection detection value Vw_i_sens_select (previous value or current value) may be used.
  • the vehicle motion estimation unit 24d determines the vehicle center-of-gravity lateral acceleration, which is a deviation between the vehicle center-of-gravity lateral acceleration detected value Accy_sens obtained in S100 and the vehicle center-of-gravity lateral acceleration estimated value Accy_estm calculated as described above.
  • the acceleration deviation Accy_err is calculated by the following equation 1-42.
  • Accy_err Accy_sens-Accy_estm « Formula 1-42
  • the vehicle motion estimator 24d corrects the vehicle center-of-gravity skid speed model estimated value Vgy_predict calculated by Equation 1-19 according to the vehicle center-of-gravity lateral acceleration deviation Accy_err calculated as described above.
  • the value is determined as a vehicle center-of-gravity skid speed estimated value Vgy_estm (current value).
  • the process of S114-3 is specifically executed by the process shown in the block diagram of FIG.
  • the vehicle motion estimator 24d multiplies the vehicle gravity center lateral acceleration deviation Accy_err by a frequency component adjustment filter 24d1 and a gain T1 of a predetermined value by a gain multiplier 24d2. Then, a correction amount Vgy_cmpn for correcting the vehicle center-of-gravity skid speed model estimated value Vgy_predict (hereinafter referred to as a skid speed correction manipulated variable Vgy_cmpn) is obtained by passing it through the frequency component adjusting filter 24d3.
  • the filter 24d1 is a filter having a high-cut characteristic (characteristic that cuts off a high-frequency component having a frequency higher than a predetermined frequency)
  • the filter 24d3 is a filter having a low-cut characteristic (characteristic that cuts a low-frequency component having a frequency lower than the predetermined frequency).
  • the filter 24d1 is a high-cut filter (first-order low-pass filter with a time constant T1) whose transfer function is represented by 1 / (1 + T1 * S).
  • the filter 24d3 is a low cut filter (first-order low cut filter with a time constant T2) whose transfer function is expressed by T2 * S / (1 + T2 * S).
  • the gain T1 multiplied by the output of the filter 24d1 by the gain multiplier 24d2 is set to coincide with the time constant T1 of the filter 24d1.
  • the time constants T1 and T2 are set so that the cutoff frequency of the high cut filter 24d1 is higher than the cutoff frequency of the low cut filter 24d3.
  • the process of passing the vehicle center-of-gravity lateral acceleration deviation Accy_err through the high cut filter 24d1 and the gain multiplication unit 24d2 is theoretically expressed by the transfer function T1 * S / (1 + T1 * S).
  • This is equivalent to a process that passes through a low-cut filter (first-order low-cut filter with a time constant T1) and an integrator whose transfer function is represented by 1 / S.
  • Accy_sens includes a steady offset component due to the drift of the output of the lateral acceleration sensor 15 or the like
  • Accy_err is replaced with the high-cut filter 24d1 and the gain multiplier.
  • the value obtained by passing through 24d2 includes a component due to the offset component.
  • Accy_err is passed through the low cut filter (primary low cut filter of time constant T1) and the integration means, calculation errors in the integration means are likely to accumulate.
  • the vehicle motion estimation unit 24d obtains the skid speed correction manipulated variable Vgy_cmpn by passing Accy_err through the low cut filter 24d3 in addition to the high cut filter 24d1 and the gain multiplication unit 24d2.
  • Vgy_cmpn can be appropriately obtained in such a manner that accumulation of calculation errors is not caused by the integration means, and no component due to the steady offset component of Acct_err is included in Vgy_cmpn.
  • the side slip speed correction manipulated variable Vgy_cmpn obtained as described above is particularly transient when the motion state (traveling state) of the vehicle 1 changes from a straight traveling state to a turning state or when the actual road surface friction coefficient ⁇ _act changes.
  • the vehicle motion estimation unit 24d determines the value obtained by adding Vgy_cmpn thus obtained to the vehicle center-of-gravity skid speed provisional estimated value Vgy_predict in the addition operation unit 24d4 as the vehicle center-of-gravity skid speed estimation value Vgy_estm. .
  • the vehicle motion estimation unit 24d corrects the vehicle center-of-gravity skid speed model estimated value Vgy_predict calculated by the expression 1-19 by the following expression 1-43 using the skid speed correction manipulated variable Vgy_cmpn. It is determined as the estimated center-of-gravity skid speed Vgy_estm.
  • the present embodiment is one embodiment of the first invention.
  • the position of the center of gravity of the vehicle 1 corresponds to the predetermined position of the vehicle in the present invention.
  • the vehicle model calculation means 24 according to the present invention is processed by the processing of the vehicle model calculation means 24 (the processing of S102 to S116 of FIG. 4 except for the processing of FIG. 9 executed in the processing of S114). Means are realized.
  • the vehicle model according to the present invention is realized by the arithmetic expression executed by the vehicle model arithmetic means 24 (the arithmetic processing of the expressions 1-1 to 1-24).
  • the friction characteristic model represented by the expressions 1-8 and 1-8a and the friction characteristic model represented by the expressions 1-9 and 1-9a correspond to the friction characteristic model in the present invention.
  • the total road surface reaction force combined translational force vector estimated value ⁇ Fg_total_estm calculated by the process of S112 corresponds to the resultant force of the road surface reaction force model value in the present invention.
  • the detected value ( ⁇ 1_sens, ⁇ 2_sens, Vw_i_sens, ⁇ _sens, Accx_sens, Accy_sens, Tq_i_sens) of the observation target amount input to the vehicle model calculation means 24 corresponds to the observation value of the predetermined type of observation target amount in the present invention.
  • the detected values ( ⁇ 1_sens, ⁇ 2_sens, Vw_i_sens, ⁇ _sens, Accx_sens, Accy_sens, Tq_i_sens) of the observation target amount are values of input parameters other than the road surface friction coefficient ⁇ ( ⁇ i, ⁇ i, Fz_i) is a detection value of the observation target amount necessary for specifying.
  • the vehicle center-of-gravity skid speed model estimated value Vgy_predict calculated by the above expression 1-19 in the process of S114 corresponds to the skid motion state quantity model value in the present invention.
  • the previous value Vgy_predict_p as the past calculated value of the vehicle center-of-gravity skid speed model estimated value Vgy_predict is used.
  • the lateral acceleration sensor 15 and the lateral acceleration detection means 22f of the observation target amount detection means 22 implement the predetermined position actual lateral acceleration detection means in the present invention.
  • the actual sensor-sensitive lateral acceleration Accy_sensor_act corresponds to the predetermined position actual lateral acceleration in the present invention
  • the vehicle center-of-gravity lateral acceleration detected value (sensor-sensitive lateral acceleration detected value) Accy_sens corresponds to the predetermined position actual lateral acceleration detected value in the present invention. Equivalent to.
  • the lateral acceleration model according to the present invention is obtained by the processing of FIG. 9 executed in the processing of S112 (processing of the resultant force calculation unit 24c) and the processing of S114 (processing of the vehicle motion estimation unit 24d).
  • a value calculating means, a lateral acceleration deviation calculating means, and a skid motion state quantity estimated value determining means are realized.
  • the lateral acceleration model value calculation means is realized by the process of S112 (more specifically, the process of calculating the total road reaction force combined lateral force Fgy_total_estm in the process) and the process of S114-1 in FIG. .
  • the vehicle center-of-gravity lateral acceleration estimated value Accy_estm obtained by this processing corresponds to the predetermined position lateral acceleration model value in the present invention.
  • the lateral acceleration deviation calculating means is realized by the processing of S114-2 in FIG.
  • the vehicle center-of-gravity lateral acceleration deviation Accy_err obtained by this processing corresponds to the lateral acceleration deviation in the present invention.
  • skid motion state quantity estimated value determining means is realized by the processing of S114-3 in FIG.
  • the vehicle center-of-gravity skid speed estimated value Vgy_estm obtained by this processing corresponds to the estimated value of the skid motion state quantity in the present invention.
  • the filter 24d1 functions as a filter in the present invention
  • the gain multiplier 24d2 functions as gain multiplying means in the present invention.
  • the side slip speed correction operation amount Vgy_cmpn corresponds to the correction operation amount in the present invention.
  • the gain multiplier 24d2 may be incorporated in the high cut filter 24d1. That is, the high cut filter 24d1 may be configured as a filter whose transfer function is represented by T1 / (1 + T1 * S). In this case, the gain multiplication unit 24d2 is not necessary.
  • the low cut filter 24d3 may be omitted.
  • Accy_err is passed through the filter 24d1, the gain multiplier 24d2, and the filter 24d3 in this order, but the order may be arbitrarily changed.
  • Accy_err may be passed through the high cut filter 24d1 and the low cut filter 24d3 and then passed through the gain multiplication unit 24d2.
  • the filtering process combining the filters 24d1 and 24d3 is a bandpass filter process. Therefore, for example, as shown in the block diagram of FIG. 10B, Accy_err is a band-pass filter 24d5 whose transfer function is expressed by T2 * S / ((1 + T1 * S) * (1 + T2 * S)) and the gain.
  • the skid speed correction manipulated variable Vgy_cmpn may be obtained by passing through the multiplication unit 24d2.
  • the band pass filter 24d5 functions as a filter in the present invention.
  • the gain multiplier 24d2 may be incorporated in the bandpass filter 24d7, and the gain multiplier 24d2 may be omitted.
  • the vehicle motion estimator 24d in the present embodiment uses the vehicle center-of-gravity longitudinal velocity estimated value Vgx_estm and the yaw rate estimated value ⁇ _estm from the wheel speed selection detection value Vw_i_sens_select (actual vehicle speed detection value) and the yaw rate detection value ⁇ _sens, respectively. Although it has been determined not to diverge, either one or both may always match Vw_i_sens_select and ⁇ _sens. In this case, the process for calculating Vgx_estm or ⁇ _estm is not necessary.
  • the vehicle motion estimator 24d obtains Vgdot_x_estm, Vgx_estm, Vgx_predict, Vgdot_y_estm, Vgy_estm, Vgy_predict, ⁇ _estm, ⁇ _predict, and Accy_estm as vehicle motion state estimated values (including model estimated values). Thus, other vehicle motion state quantity estimated values may be obtained.
  • the estimated value of the vehicle center of gravity slip angle ⁇ g_estm is used as the estimated value of one state quantity of the side slip movement of the vehicle 1. May be calculated.
  • the vehicle center-of-gravity skid angle estimated value ⁇ g_estm can be calculated from the vehicle center-of-gravity back-and-forth speed estimated value Vgx_estm and the vehicle center-of-gravity skid speed estimated value Vgy_estm obtained as described above by the following equation 1-26.
  • a model estimated value of the vehicle center-of-gravity skid angle ⁇ g is obtained by an expression in which Vgy_estm on the right side of the expression 1-26 is replaced with the vehicle center-of-gravity skid speed model estimated value Vgy_predict.
  • Vgy_cmpn / Vgx_estm the value obtained by dividing the calculated skid speed correction manipulated variable Vgy_cmpn by the estimated vehicle center-of-gravity longitudinal speed Vgx_estm (here,
  • the value obtained by dividing the calculated skid speed correction manipulated variable Vgy_cmpn by the estimated vehicle center-of-gravity longitudinal speed Vgx_estm (here,
  • the vehicle center-of-gravity skid angle estimated value ⁇ g_estm
  • the model estimated value of the vehicle center-of-gravity skid angle ⁇ g corresponds to the skid motion state quantity model value in the present invention
  • Vgy_cmpn / Vgx_estm corresponds to the correction operation amount in the present invention.
  • the wheel speed selection detection value Vw_i_sens_select as a value may be used.
  • the wheel motion estimation unit 24f calculates the wheel speed estimation value Vw_i_estm of each wheel 2-i.
  • the wheel motion estimator 24f generates a wheel motion model representing the relationship between the force acting on each wheel 2-i (wheel torque Tq_i and driving / braking force) and the rotational motion of the wheel 2-i. I have.
  • this wheel motion model is a model expressed by the following expression 1-27.
  • Vwdot_i is a temporal change rate (differential value) of the wheel speed Vw_i of the i-th wheel 2-i, and is hereinafter referred to as a wheel speed change rate.
  • the left side of the expression 1-27 indicates the wheel torque Tq_i applied to the i-th wheel 2-i from one or both of the driving system and the braking system of the vehicle 1, and the driving / braking force Fsubx_i of the i-th wheel 2-i. Means the combined torque with the torque applied to the wheel 2-i.
  • the wheel motion estimation unit 24f first calculates the wheel speed change rate estimated value Vwdot_i_estm of each wheel 2-i by the following expression 1-27a obtained based on the expression 1-27.
  • Vwdot_i_estm Rw_i * (Tq_i_sens ⁇ Fsubx_i_estm * Rw_i) / Iw_i ... Formula 1-27a
  • Tq_i_sens in Expression 1-27a is the detected value (current value) obtained in S100 for each wheel 2-i
  • Fsubx_i_estm is the value (current value) obtained in S110 for each wheel 2-i.
  • predetermined values set in advance are used.
  • the wheel motion estimation unit 24f calculates the wheel speed change rate estimated value Vwdot_i_estm obtained as described above and the previous value Vw_i_estm_p of the wheel speed estimated value by the following equation 1-28.
  • a wheel speed provisional estimated value Vw_i_predict is calculated as a provisional value of the speed estimated value.
  • Vw_i_predict Vw_i_estm_p + Vwdot_i_estm * ⁇ T (Formula 1-28) Equation 1-28 corresponds to the integral calculation of Vwdot_i_estm.
  • the wheel motion estimation unit 24f makes the wheel speed estimation value Vw_i_estm close to the wheel speed detection value Vw_i_sens, similarly to the case where the vehicle motion estimation unit 24d calculates the yaw rate estimation value ⁇ _estm and the like. (Do not deviate from Vw_i_sens).
  • the wheel motion estimator 24f calculates, for each wheel 2-i, as a deviation between the wheel speed estimated value Vw_i_sens obtained in S110 and the wheel speed temporary estimated value Vw_i_predict calculated by the expression 1-28 as described above.
  • the wheel speed deviation Vw_i_estm_err is calculated by the following equation 1-29.
  • the wheel motion estimator 24f determines a final wheel speed estimated value Vw_i_estm in the current calculation processing cycle by the following equation 1-30 for each wheel 2-i.
  • Vw_i_estm Vw_i_predict + Kvw * Vw_i_estm_err ; Equation 1-30
  • Kvw is a preset gain coefficient ( ⁇ 1).
  • each wheel speed provisional estimated value Vw_i_predict (estimated value on the wheel motion model) calculated by the expression 1-28 is determined according to the wheel speed deviation Vw_i_estm_err calculated by the expression 1-29.
  • each wheel speed estimated value Vw_i_estm is determined by correcting the wheel speed deviation Vw_i_estm_err by a feedback control law (proportional law in this case) so as to approach “0”.
  • control device 20 executes the process of the ⁇ estimation means 26 in S118.
  • the equation 4-1 shows the power of a model vehicle having a side-sliding motion and a rotational motion about the yaw axis of the actual vehicle 1 and a front wheel as a steering wheel and a rear wheel as a non-steering wheel. It represents a dynamic model called a so-called two-wheel model (linear two-wheel model), which is approximated as a geometrical behavior.
  • the cornering power CPf of the front wheel in this two-wheel model corresponds to the cornering power per wheel of the front wheels 2-1 and 2-2 of the actual vehicle 1 (four-wheel vehicle), and the cornering power CPr of the rear wheel is This corresponds to the cornering power per wheel of the rear wheels 2-3 and 2-4 of the actual vehicle 1 (four-wheel vehicle).
  • the cornering power CPf per wheel of the front wheels 2-1 and 2-2 on the reference road surface where the value of the actual road surface friction coefficient ⁇ _act is “1” is CPf0, and the rear wheels 2-3, 2- on the reference road surface.
  • the cornering power CPr of 4 per wheel is set to CPr0.
  • Vgdot_y_act + Vgx_act * ⁇ _act + g * sin ( ⁇ bank_act) ⁇ _act * a11 * Vgy_act / Vgx_act + ⁇ _act * a12s * ⁇ _act / Vgx_act + ⁇ _act * b1 * ⁇ f_act ...
  • the left side of the expression in the second row of Expression 4-3 means the differential value (time change rate) of the actual yaw rate ⁇ _act, that is, the actual yaw angular acceleration ⁇ dot_act.
  • the two-line formula can be rewritten as the following formula 4-7.
  • the right side of the equation 4-7 represents the moment around the yaw axis acting on the center of gravity of the vehicle 1 (ie, the actual total road surface reaction) by the resultant force of the actual road reaction force acting on each wheel 2-i from the road surface. This is equivalent to a value obtained by dividing the force composite yaw moment (Mgz_act) by the vehicle yaw inertia moment Iz. Therefore, Expression 4-7 represents the relationship that ⁇ dot_act matches Mgz_act / Iz.
  • Equation 4-11 Iz * ((a22- (a21 / a11) * a12s) * ⁇ _act / Vx_act + (B2- (a21 / a11) * b1) * ⁇ f_act) ...
  • Equation 4-11 Both sides of Equation 4-11 mean the actual moment around the yaw axis at NSP (actual NSP yaw moment Mnsp_act). That is, the actual NSP yaw moment Mnsp_act coincides with the left side and the right side of Equation 4-11 as shown in the following Equations 4-13a and 4-13b.
  • Mnsp_act Iz * ⁇ dot_act + Lnsp * m * Accy_sensor_act ...
  • Equation 4-13a is an external force moment (a moment obtained by reversing the sign of the actual inertial force moment) that balances the actual inertial force moment (moment component of the actual inertial force) around the yaw axis generated by the NSP by the movement of the vehicle 1. ) Represents the actual NSP yaw moment Mnsp_act.
  • the first term on the right side of the equation 4-13a is an external force moment (ie, an actual total road surface reaction force combined yaw moment) that balances the actual inertial moment around the yaw axis generated at the center of gravity of the vehicle 1 by the movement of the vehicle 1.
  • Mgz_total_act an external force moment
  • Equation 4-13b The second term on the right side of Equation 4-13b is the actual translational inertial force in the Y-axis direction of the vehicle body coordinate system generated at the center of gravity of the vehicle 1 due to the movement of the vehicle 1 (the translational force component of the actual inertial force).
  • Equation 4-13b is expressed as the actual NSP as the actual moment around the yaw axis acting on the NSP by the resultant force of the actual road surface reaction force acting on each wheel 2-i from the road surface depending on the actual road surface friction coefficient ⁇ _act. This is a representation of the yaw moment Mnsp_act.
  • p ( ⁇ _act, ⁇ f_act, Vgx_act) defined by Expression 4-12 is the ratio of the increase amount of Mnsp_act to the increase amount of ⁇ _act (differential value of Mnsp_act by ⁇ act), as is clear from Expression 4-13b, In other words, it has a meaning as sensitivity of Mnsp_act (hereinafter referred to as ⁇ sensitivity) with respect to a change of ⁇ _act.
  • neither the right side of the above equations 4-13a and 4-13b includes the actual vehicle center-of-gravity skid speed Vgy_act and the actual road surface bank angle ⁇ bank_act.
  • the actual NSP yaw moment Mnsp_act is defined without depending directly on the actual vehicle center-of-gravity skid speed Vgy_act or the actual road surface bank angle ⁇ bank_act.
  • the actual NSP yaw moment Mnsp_act does not depend directly on the values of Vgy_act and ⁇ bank_act in the situation where the ⁇ sensitivity p ( ⁇ _act, ⁇ f_act, Vx_act) is p ⁇ 0. It can be seen that the actual road surface friction coefficient ⁇ _act and ⁇ sensitivity p change depending on the actual road surface friction coefficient ⁇ _act and ⁇ sensitivity p.
  • the actual yaw angular acceleration ⁇ dot_act and the actual sensor-sensitive lateral acceleration Accy_sensor_act as the motion state quantity of the vehicle 1 are observed. Based on these observation values, the actual NSP yaw moment Mnsp_act value generated by the resultant force of the actual road surface reaction force acting on each wheel 2-i from the road surface (which depends on the actual road surface friction coefficient ⁇ _act) is specified. I understand that I can do it.
  • the right side of Expression 4-13a does not include the actual road surface friction coefficient ⁇ _act, and does not include the actual vehicle center-of-gravity lateral acceleration Vgy_act and the actual road surface bank angle ⁇ bank_act.
  • the actual yaw angular acceleration ⁇ dot_act and the actual sensor-sensitive lateral acceleration Accy_sensor_act can be used without the actual road surface friction coefficient ⁇ _act, actual vehicle center-of-gravity lateral acceleration Vgy_act, and actual road surface bank angle ⁇ bank_act.
  • the observed value of the NSP yaw moment Mnsp_act can be obtained.
  • the yaw angular acceleration detection value ⁇ dot_sens has the meaning as the observation value of the actual yaw angular acceleration ⁇ dot_act
  • the vehicle center-of-gravity lateral acceleration detection value Accy_sens has the meaning as the observation value of the actual sensor-sensitive lateral acceleration Accy_sensor_act.
  • Mnsp_sens is defined by the following equation 4-14.
  • Mnsp_act Mnsp_sens.
  • the NSP yaw moment detection value Mnsp_sens as the observed value of the actual NSP yaw moment Mnsp_act can be calculated by Equation 4-14.
  • the NSP yaw moment detection value Mnsp_sens calculated in this way does not require an actual external force (actual road surface reaction force) value or an actual road surface friction coefficient ⁇ _act acting on the vehicle 1, and the motion of the vehicle 1. It has a meaning as a value (detected value) of Mnsp estimated based on the observed value of the state quantity.
  • an estimated value of the road surface friction coefficient ⁇ is used for the road surface reaction force acting on the wheels of the vehicle 1 on the model, based on an appropriate dynamic model of the vehicle 1.
  • a process for estimating the value of the NSP yaw moment Mnsp generated by the resultant resultant road reaction force will be described.
  • the road surface reaction force estimated value is actually calculated as described above by the vehicle model calculation means 24 using the friction characteristic model and the vehicle motion model. Then, from the estimated value of the road surface reaction force, the value of the NSP yaw moment Mnsp can be estimated as will be described later.
  • vehicle model calculation means (hereinafter referred to as explanation vehicle model calculation means) different from the vehicle model calculation means 24 is used. It is assumed that, using the dynamic model of the vehicle 1 represented by the equation 4-3, the estimation calculation processing of the motion state quantity and the road surface reaction force of the vehicle 1 is sequentially executed at a predetermined calculation processing cycle.
  • the explanatory vehicle model calculation means includes a front wheel steering angle detection value ⁇ f_sens, a yaw rate detection value ⁇ _sens, a vehicle center of gravity longitudinal speed estimation value Vgx_estm as a vehicle speed observation value, a road surface friction coefficient estimation value ⁇ _estm in each calculation processing cycle.
  • the latest value (previous value or current value) of the estimated road bank angle ⁇ bank_estm are input as observed values of ⁇ f_act, ⁇ _act, Vgx_act, ⁇ _act, and ⁇ bank_act on the right side of Equation 4-3, respectively.
  • Vgx_estm, ⁇ _estm, and ⁇ bank_estm here mean observed values obtained by any appropriate method.
  • the values of the parameters a11, a12s, a21, a22, b1, and b2 in the equation 4-3 are assumed to be set in advance.
  • the vehicle model calculation means for explanation shall perform the estimation calculation process shown below. That is, the explanatory vehicle model calculation means calculates the vehicle center-of-gravity skid speed by the following equation 5-1, in which an actual value such as ⁇ _act in the first row of the equation 4-3 is replaced with an estimated value or a detected value.
  • a vehicle center-of-gravity skid speed change rate estimated value Vgdot_y_estm which is an estimated value of the temporal change rate (differential value) of Vgy, is calculated.
  • the vehicle center-of-gravity skid speed estimated value Vgy_estm_p required for the calculation of the first term on the right side of Equation 5-1 is the previous value as the latest value of Vgy_estm that has already been calculated by the vehicle model calculation means for explanation.
  • Equation 5-1 what is obtained by removing the fourth and fifth terms from the right side of Equation 5-1 is the vehicle body of the translational force vector acting on the center of gravity of the vehicle 1 by the resultant force of the road surface reaction force of each wheel 2-i. It has a meaning as a value obtained by dividing the estimated value of the horizontal component of 1B (that is, the estimated value Fgy_total_estm of the Y-axis direction component of the total road surface reaction force combined translational force vector ⁇ Fg_total) by the vehicle mass m.
  • the fourth term on the right side is an estimated value of acceleration generated at the center of gravity of the vehicle 1 due to the centrifugal force accompanying the turning motion of the vehicle 1, and the fifth term is the lateral acceleration of the vehicle body 1B in the gravitational acceleration. It means the estimated value of the acceleration component in the direction.
  • Formula 5-1 calculates Fgy_total_estm / m based on ⁇ estm, Vgy_estm_p, Vgx_estm, ⁇ _sens, and ⁇ f_sens, and the acceleration of centrifugal force acting on the center of gravity of the vehicle 1 from the calculated value of Fgy_total_estm / m
  • the process which calculates estimated value Vgdot_y_estm is shown.
  • the explanatory vehicle model calculation means calculates the integral calculation of Vgdot_y_estm from the vehicle center-of-gravity skid speed change rate estimated value Vgdot_y_estm and the previous value Vgy_estm_p of the vehicle center-of-gravity skid speed estimated value obtained as described above.
  • a new vehicle center-of-gravity skid speed estimated value Vgy_estm (current value) is calculated.
  • ⁇ T in Expression 5-2 is a calculation processing cycle of the vehicle model calculation means for explanation.
  • Vgy_estm Vgy_estm_p + Vgdot_y_estm * ⁇ T ; Formula 5-2 Vgy_estm calculated in this way is used to calculate a new vehicle center-of-gravity skid speed change rate Vgdot_y_estm in the next calculation processing cycle.
  • Vgy_estm calculated by the vehicle model calculation means for explanation corresponds to the vehicle center-of-gravity skid speed model estimated value Vgy_predict calculated by the vehicle motion estimation unit 24d of the vehicle model calculation means 24 described above.
  • the explanatory vehicle model calculation means calculates a sensor-sensitive lateral acceleration estimated value Accy_sensor_estm, which is an estimated value of the actual acceleration (that is, actual sensor-sensitive lateral acceleration Accy_sensor_act) to which the lateral acceleration sensor 15 of the vehicle 1 is sensitive, by the following equation 5-3: (In other words, by calculation from the first term to the third term on the right side of Equation 5-1).
  • Accy_sensor_estm ⁇ _estm * a11 * Vgy_estm_p / Vgx_estm + ⁇ _estm * a12s * ⁇ _sens / Vgx_estm + ⁇ _estm * b1 * ⁇ f_sens ...
  • the right side of Expression 5-4 matches the sum of the first to third terms on the right side of Expression 5-1. Therefore, the sensor-sensitive lateral acceleration estimated value Accy_sensor_estm can be calculated by the equation 5-3.
  • the right side of the equation 5-3 represents an estimated value of the lateral component of the vehicle body 1B of the translation force vector acting on the center of gravity of the vehicle 1 by the resultant force of the road surface reaction force of each wheel 2-i (ie, the total value) It has a meaning as a value obtained by dividing the estimated value Fgy_total_estm of the Y-axis direction component of the road surface reaction force combined translational force vector ⁇ Fg_total by the vehicle mass m.
  • Formula 5-3 shows processing for calculating Fgy_total_estm / m based on ⁇ estm, Vgy_estm_p, Vgx_estm, ⁇ _sens, and ⁇ f_sens and obtaining the calculated Fgy_total_estm / m as Accy_sensor_estm.
  • the vehicle model calculation means for explanation uses the following equation 5-5 in which the actual value such as ⁇ _act in the equation in the second row of the equation 4-3 is replaced with the estimated value or the detected value, and the yaw angular acceleration ⁇ dot
  • the yaw angular acceleration estimated value ⁇ dot_estm which is the estimated value of the temporal change rate (differential value) of, is calculated.
  • the right side of the equation 5-5 is an estimated value of the moment around the yaw axis acting on the center of gravity of the vehicle 1 by the resultant force of the road surface reaction force of each wheel 2-i (that is, the total road surface reaction force combined yaw moment estimated value Mgz_estm ) Is divided by the vehicle yaw moment of inertia Iz.
  • Expression 5-5 represents a process of calculating Mgz_estm / Iz based on ⁇ estm, Vgy_estm_p, Vgx_estm, ⁇ _sens, and ⁇ f_sens and obtaining the calculated Mgz_estm / Iz value as the yaw angular acceleration estimated value ⁇ dot_estm.
  • Equation 5-7 means the value of ⁇ sensitivity calculated from the observed values ⁇ _sens, ⁇ f_sens, Vgx_estm of ⁇ , ⁇ f, and Vgx.
  • the ⁇ sensitivity p means p ( ⁇ _sens, ⁇ f_sens, Vgx_estm) defined by the equation 5-7.
  • the ⁇ sensitivity p defined by Expression 5-7 is a value of ⁇ sensitivity calculated by linear combination of ⁇ _sens and ⁇ f_sens.
  • the coefficients A1 and A2 are set so that their ratio A2 / A1 changes according to Vgx_estm as an observation value of the vehicle speed of the vehicle 1 (A2 / A1 changes in proportion to Vgx_estm). It can be said that it is a coefficient.
  • the linear combination of ⁇ _sens and ⁇ f_sens according to Equation 5-7 is ⁇ _act when the road surface friction coefficient ⁇ _act is assumed to be constant in the linear two-wheel vehicle model of Equation 4-3.
  • ⁇ f_act, Vgx_act the value of ⁇ sensitivity p calculated by the linear combination is proportional to the value of actual NSP yaw moment Mnsp_act specified by using these observed values (detected values) ⁇ _sens, ⁇ f_sens, Vgx_estm. It can be said that it is a linear combination constructed to be.
  • the yaw rate estimated value ⁇ _estm is determined so as to match or substantially match the yaw rate detected value ⁇ _sens. Therefore, an expression obtained by replacing ⁇ _sens on the right side of Expression 5-7 with ⁇ _estm may be used as a definition expression for obtaining the value of ⁇ sensitivity p.
  • Equation 5-6 Both sides of Equation 5-6 above represent an NSP yaw moment estimated value Mnsp_estm, which is an estimated value of the moment about the yaw axis at NSP (moment value on the model based on Equation 4-3). means. That is, the NSP yaw moment estimated value Mnsp_estm coincides with the left side and the right side of Equation 5-6, as shown in Equations 5-8a and 5-8b below.
  • Mnsp_estm Iz * ⁇ dot_estm + Lnsp * m * Accy_sensor_estm ...
  • Mnsp_estm ⁇ _estm * p ( ⁇ _sens, ⁇ f_sens, Vgx_estm) ...
  • Formula 5-8b Equation 5-8a is the NSP yaw as an estimated value of a moment (moment obtained by reversing the sign of the inertial force moment) that balances the inertial force moment generated around the yaw axis at the NSP by the movement of the vehicle 1 on the model. This is a representation of the moment estimated value Mnsp_estm.
  • Equation 5-8b is an NSP as an estimated value of the moment around the yaw axis generated by the NSP by the resultant force of the road surface reaction force of each wheel 2-i depending on ⁇ _estm (the resultant force of the road surface reaction force on the model).
  • the yaw moment estimated value Mnsp_estm is expressed.
  • the NSP yaw moment estimated value Mnsp_estm calculated by the expression 5-8b among the expressions 5-8a and 5-8b is calculated depending on the road surface friction coefficient estimated value ⁇ _estm.
  • Mnsp_estm reflects the influence of the error of the road surface friction coefficient estimated value ⁇ estm.
  • Expression 5-8b does not directly include the vehicle center-of-gravity lateral acceleration estimated value Vgy_estm and the road surface bank angle estimated value ⁇ bank_estm.
  • the NSP yaw moment estimated value Mnsp_estm calculated by the equation 5-8b is affected by the error of the vehicle center-of-gravity lateral acceleration estimated value Vgy_estm and the road bank angle estimated value ⁇ bank_estm as in the case described with respect to the actual NSP yaw moment Mnsp_act. Will not be directly received.
  • the explanation vehicle model calculation means calculates the NSP yaw moment estimated value Mnsp_estm by the equation 5-8b.
  • the NSP yaw moment estimated value Mnsp_estm calculated in this way can be generalized.
  • the estimated value of Mnsp_act calculated depending on ⁇ _estm more specifically, (Mnsp_act estimated value calculated assuming that ⁇ _estm is accurate).
  • Mnsp_estm may be calculated by Expression 5-8a.
  • Mnsp_sens is an observed value ( ⁇ dot_sens, Accy_sens) of the motion state quantity of the vehicle 1 without requiring the value of the road surface reaction force acting on the vehicle 1 as an external force or the value of the road surface friction coefficient ⁇ . It has a meaning as an observed value (detected value) of Mnsp_act obtained based on. Mnsp_estm has a meaning as an observed value (estimated value) of Mnsp_act calculated using ⁇ _estm based on the dynamic model of the vehicle 1. Therefore, the deviation between Mnsp_sens and Mnsp_estm is considered to have a correlation with the error of ⁇ _estm with respect to ⁇ _act.
  • the yaw rate detection value ⁇ _sens, the yaw angular acceleration detection value ⁇ dor_sens, the front wheel rudder angle detection value ⁇ f_sens, the vehicle center-of-gravity longitudinal acceleration estimation value Vgx_estm (vehicle speed estimation value), and the vehicle center-of-gravity lateral acceleration detection value Accy_sens are respectively the actual yaw rate ⁇ _act. It is assumed that the actual yaw angular acceleration ⁇ dot_act, the actual front wheel steering angle detection value ⁇ f_act, the actual vehicle center-of-gravity longitudinal velocity Vgx_act, and the actual sensor-sensitive lateral acceleration Acc_sensor_act are accurately matched. At this time, the following equation 6-1 is obtained from the equation 4-11.
  • this is a real NSP calculated using a dynamic model including the friction characteristics of each wheel 2-i of the vehicle 1 (a dynamic model depending on the road surface friction coefficient estimated value ⁇ _estm).
  • the road surface friction coefficient estimated value ⁇ estm to be applied to the dynamic model should be determined so as to match the estimated value (NSP yaw moment detected value Mnsp_sens) of the actual NSP yaw moment Mnsp_act calculated from To do.
  • Equation 6-2 does not include the vehicle center-of-gravity skid speed estimated value Vgy_estm and the road bank angle estimated value ⁇ bank_estm, as is apparent from Equation 5-7.
  • the road surface friction coefficient estimated value ⁇ _estm is determined based on Equation 6-2, it is possible to suppress the influence of errors of the vehicle center-of-gravity skid speed estimated value Vgy_estm and the road surface bank angle estimated value ⁇ bank_estm. Thus, it is considered that the actual road surface friction coefficient ⁇ _act can be estimated.
  • the ⁇ estimation means 26 in the present embodiment calculates the road surface friction coefficient estimated value ⁇ _estm based on the equation 6-2.
  • an excessive change in the road surface friction coefficient estimated value ⁇ _estm tends to occur due to errors in Mnsp_sens, ⁇ _sens, ⁇ f_sens, and Vgx_estm.
  • p ( ⁇ _sens, ⁇ f_sens, Vgx_estm) is a value close to “0”, it is difficult to ensure the reliability and stability of the road surface friction coefficient estimated value ⁇ _estm obtained based on Equation 6-3. It is.
  • the ⁇ estimation means 26 in the present embodiment is based on the NSP yaw moment detected value Mnsp_sens obtained from the observed value of the motion state quantity of the vehicle 1 and the road surface reaction force estimated depending on the road surface friction coefficient estimated value ⁇ _estm.
  • the value of ⁇ estm is updated according to the increase / decrease operation amount.
  • ⁇ estm is sequentially calculated so that the road surface friction coefficient estimated value ⁇ estm converges to the actual road surface friction coefficient ⁇ _act (constantly coincides with ⁇ _act).
  • the NSP yaw moment estimation error Mnsp_err is proportional to the ⁇ sensitivity p.
  • the sensitivity of Mnsp_err to the error of ⁇ _estm decreases.
  • the gain value that is the ratio of the change in the amount of increase / decrease in ⁇ _estm with respect to the change in Mnsp_err (in other words, Mnsp_err is converged to “0”).
  • the feedback gain of the feedback calculation process is changed according to the ⁇ sensitivity p.
  • the ⁇ estimator 26 functions as the Mnsp_sens calculator 26a that calculates the NSP yaw moment detected value Mnsp_sens, the Mnsp_estm calculator 26b that calculates the NSP yaw moment estimated value Mnsp_estm, Mnsp_err calculation unit 26c for calculating NSP yaw moment estimation error Mnsp_err, ⁇ sensitivity calculation unit 26d for calculating ⁇ sensitivity p ( ⁇ _sens, ⁇ f_sens, Vgx_estm), NSP yaw moment estimation error Mnsp_err and ⁇ sensitivity p ( ⁇ _sens, ⁇ f_sens, Vgx_estm), a friction coefficient increase / decrease operation amount determination unit 26e that determines an increase / decrease operation amount ⁇ of the road surface friction coefficient ⁇ , and a friction coefficient estimate value update that updates the road surface friction coefficient estimate value ⁇ _est
  • the ⁇ estimation means 26 sequentially determines the road surface friction coefficient estimated value ⁇ _estm by executing the processing of the flowchart of FIG.
  • the ⁇ estimation means 26 executes the processing of the Mnsp_sens calculation unit 26a in S118-1 to calculate the NSP yaw moment detected value Mnsp_sens.
  • the Mnsp_sens calculation unit 26a includes the motion state quantity of the vehicle 1 related to the inertial force moment that balances the NSP yaw moment Mnsp among the observation target quantity detection values generated by the observation target quantity detection unit 22 in S100.
  • Mnsp_sens is calculated by performing the calculation of the right side of Equation 4-14 using the yaw angular acceleration detection value ⁇ dot_sens as the observed value and the vehicle center-of-gravity lateral acceleration detection value Accy_sens (sensor-sensitive lateral acceleration detection value).
  • Equation 4-14 predetermined values set in advance are used as the value of the vehicle yaw moment of inertia Iz, the value of the vehicle mass m, and the value of the vehicle center-of-gravity / NSP distance Lnsp required for the calculation of Equation 4-14.
  • the first term on the right side of Equation 4-14 corresponds to the total road surface reaction force combined yaw moment detected value Mgz_total_sens
  • m * Accy_sens in the second term corresponds to the total road surface reaction force combined lateral force detected value Fgy_total_sens.
  • the ⁇ estimating means 26 executes the processing of the Mnsp_estm calculating unit 26b to calculate the NSP yaw moment estimated value Mnsp_estm.
  • the Mnsp_estm calculating unit 26b calculates the total road surface reaction force combined lateral force estimated value Fgy_total_estm (total road surface reaction force combined translational force vector estimated value ⁇ Fg_total_estm in the Y-axis direction) calculated by the vehicle model calculating unit 24 in S112. Component) and the total road surface reaction force composite yaw moment estimated value Mgz_total_estm, Mnsp_estm is calculated by the following equation 7-1.
  • the ⁇ estimation means 26 executes the processing of the Mnsp_err calculation unit 26c to calculate the NSP yaw moment estimation error Mnsp_err.
  • the Mnsp_err calculating unit 26c calculates Mnsp_err by subtracting the NSP yaw moment estimated value Mnsp_estm calculated in S118-2 from the NSP yaw moment detected value Mnsp_sens calculated in S118-1.
  • the ⁇ estimation means 26 executes the processing of the ⁇ sensitivity calculation unit 26d in S118-4 to calculate the ⁇ sensitivity p.
  • the ⁇ sensitivity calculation unit 26d is obtained by the yaw rate detection value ⁇ _sens and the front wheel steering angle detection value ⁇ f_sens generated by the observation target amount detection unit 22 in S100, and by the vehicle model calculation unit 24 in S114.
  • the ⁇ sensitivity p ( ⁇ _sens, ⁇ f_sens, Vgx_estm) is calculated from the vehicle center-of-gravity longitudinal velocity estimated value Vgx_estm by performing the calculation of the right side of the equation 5-7.
  • predetermined values set in advance are used as the value of the vehicle inertia yaw moment Iz and the values of the parameters a11, a12s, a21, a22, b1, and b2 necessary for the calculation of Expression 5-7.
  • the ⁇ sensitivity p is obtained by linear combination of ⁇ _sens and ⁇ f_sens.
  • the ratio between the coefficient applied to ⁇ _sens and the coefficient applied to ⁇ f_sens changes according to Vgx_estm.
  • the ⁇ estimating means 26 executes the processing of the friction coefficient increasing / decreasing manipulated variable determining unit 26e in S118-5, and the NSP yaw moment estimated error Mnsp_err calculated in S118-3 and the ⁇ calculated in S118-4.
  • the friction coefficient increasing / decreasing manipulated variable ⁇ is determined according to the sensitivity p.
  • the friction coefficient increasing / decreasing manipulated variable ⁇ is determined so that Mnsp_err converges to “0” (that is, Mnsp_estm converges to Mnsp_sens) by the feedback control law.
  • a proportionality law is used as the feedback control law, and ⁇ is calculated by multiplying a certain gain value Gmu by Mnsp_err.
  • is determined to be proportional to the product of Mnsp_err and the ⁇ sensitivity p.
  • Gmu (hereinafter, Gmu is referred to as a friction coefficient operation gain) representing the rate of change in ⁇ with respect to the change in Mnsp_err is determined so as to change according to the ⁇ sensitivity p.
  • the friction coefficient increasing / decreasing manipulated variable determiner 26e calculates ⁇ by the following equation 7-2.
  • Kmu is a predetermined positive value set in advance.
  • the friction coefficient operating gain Gmu has the same polarity as the ⁇ sensitivity p, and is determined so that the smaller the magnitude (absolute value) of the ⁇ sensitivity p is, the smaller the magnitude (absolute value) of Gmu is. Will be.
  • step S118-6 the ⁇ estimation means 26 executes the process of the friction coefficient estimated value update unit 26f to update the road surface friction coefficient estimated value ⁇ _estm.
  • the friction coefficient estimated value updating unit 26f adds the friction coefficient increasing / decreasing manipulated variable ⁇ calculated in S118-5 to the previous value ⁇ _estm_p of the road surface friction coefficient estimated value, thereby obtaining the road surface friction coefficient estimated value ⁇ _estm. Update from the previous value ⁇ _estm_p to obtain a new road surface friction coefficient estimated value ⁇ _estm (current value ⁇ _estm). In other words, this process is a process of obtaining the road surface friction coefficient estimated value ⁇ _estm by integrating ⁇ .
  • the side slip speed correction manipulated variable Vgy_cmpn is determined according to the vehicle center of gravity side acceleration deviation Accy_err particularly when the vehicle center of gravity side slip speed estimated value Vgy_estm is calculated.
  • the vehicle center-of-gravity skid speed estimated value Vgy_estm obtained by correcting the vehicle center-of-gravity skid speed provisional estimated value Vgy_predict by Vgy_cmpn is a process for calculating the vehicle center-of-gravity skid speed model estimated value Vgy_predict and a process for calculating the road surface friction coefficient estimated value ⁇ _estm. Is not used for (not fed back to these calculation processes).
  • the frequency characteristic of the transfer function of the arithmetic processing system from the output of the lateral acceleration sensor 15 to the side slip speed correction manipulated variable Vgy_cmpn is affected by changes in the actual vehicle center-of-gravity speed gx_act (actual vehicle speed) and the actual road surface friction coefficient ⁇ _act. Can not be.
  • the convergence response of the estimated vehicle center-of-gravity skid speed Vgy_estm to changes in the actual vehicle center-of-gravity skid speed Vgy_act is kept constant regardless of changes in the actual vehicle center-of-gravity speed gx_act (actual vehicle speed) and actual road surface friction coefficient ⁇ _act. be able to.
  • ⁇ dot_sens is included.
  • ⁇ dot_sens is input to the vehicle motion estimation unit 24d.
  • the vehicle motion estimator 24d uses the input ⁇ dot_sens to execute the process shown in the flowchart of FIG. 14, thereby calculating the vehicle center-of-gravity skid speed model estimated value calculated by the equation 1-19.
  • a value obtained by correcting Vgy_predict is determined as a vehicle center-of-gravity skid speed estimated value Vgy_estm.
  • only the determination process of the vehicle center-of-gravity skid speed estimated value Vgy_estm is different from the first embodiment.
  • the vehicle motion estimation unit 24d first executes the same processing as S114-1 in S114-5, and the vehicle is expressed by the above-described equation 1-41a or 1-41b.
  • the center-of-gravity lateral acceleration estimated value Accy_estm is calculated.
  • the vehicle motion estimator 24d executes the same processing as in S114-2, and calculates the vehicle center-of-gravity lateral acceleration deviation Accy_err according to the equation 1-42.
  • the vehicle motion estimation unit 24d estimates the yaw angular acceleration as the value of the yaw angular acceleration ⁇ dot generated in the vehicle 1 on the vehicle model by the external force moment of the total road surface reaction force combined yaw moment estimated value Mgz_total_estm.
  • the value ⁇ dot_estm is calculated by the above equation 1-15a.
  • the vehicle motion estimation unit 24d calculates ⁇ dot_estm by dividing Mgz_total_estm by the vehicle yaw inertia moment Iz. In each calculation processing cycle, in order to obtain the yaw rate provisional estimated value ⁇ _predict according to the above equation 1-20, if ⁇ dot_estm has already been calculated by 1-15a, it is necessary to calculate ⁇ dot_estm again in S114-7. There is no.
  • the vehicle motion estimator 24d subtracts the yaw angular acceleration estimated value ⁇ dot_estm calculated by the equation 1-15a from the yaw angular acceleration detected value ⁇ dot_sens obtained in S100, thereby obtaining the yaw angular acceleration.
  • the deviation ⁇ dot_err is calculated. That is, ⁇ dot_err is calculated by the following equation 1-44.
  • the vehicle motion estimator 24d obtains the vehicle center-of-gravity skid speed model estimated value Vgy_predict calculated by the equation 1-19 as the vehicle center-of-gravity lateral acceleration deviation Accy_err and yaw angular acceleration deviation ⁇ dot_err obtained as described above.
  • the value corrected in accordance with is determined as the vehicle center-of-gravity skid speed estimated value Vgy_estm (current value).
  • the process of S114-9 is executed by the process shown in the block diagram of FIG. 15, for example.
  • the vehicle motion estimator 24d uses a frequency component adjustment filter 24d10 that has a low-cut characteristic (a characteristic that cuts off a low-frequency component equal to or lower than a predetermined frequency) for the vehicle center-of-gravity lateral acceleration deviation Accy_err and the yaw angular acceleration deviation ⁇ dot_err. Pass 24d11.
  • a low-cut characteristic a characteristic that cuts off a low-frequency component equal to or lower than a predetermined frequency
  • Accy_err_lowcut and ⁇ dot_err_lowcut are a high frequency component of the vehicle center of gravity lateral acceleration deviation Accy_err and a high frequency component of the yaw angular acceleration deviation ⁇ dot_err, respectively.
  • the filters 24d10 and 24d11 are both first-order low-cut filters whose transfer functions are expressed by T3 * S / (1 + T3 * S), and their time constants T3 are the same. Is set to a value.
  • the vehicle motion estimator 24d calculates the basic correction operation amount for correcting the vehicle center-of-gravity skid speed model estimated value Vgy_predict according to the vehicle center-of-gravity lateral acceleration deviation filtering value Accy_err_lowcut and the yaw angular acceleration deviation filtering value ⁇ dot_err_lowcut.
  • the value Vgdot_y_cmpn is obtained by processing within the frame line in FIG. 10 (details will be described later).
  • the basic value Vgdot_y_cmpn has the meaning as an error of the vehicle center-of-gravity skid speed change rate estimated value Vgdot_y_estm as the temporal change rate (differential value) of the vehicle center-of-gravity skid speed model estimated value Vgy_predict with respect to the actual vehicle center-of-gravity skid speed change rate Vgdot_y_act It is what you have.
  • the basic value Vgdot_y_cmpn is referred to as a side slip speed change rate necessary correction amount Vgdot_y_cmpn.
  • the vehicle motion estimator 24d converts the side slip velocity change rate necessary correction amount Vgdot_y_cmpn into a frequency component adjustment filter 24d22 having high cut characteristics and a gain multiplier 24d23 that multiplies an input value by a gain T4 having a predetermined value.
  • the skid speed correction manipulated variable Vgy_cmpn as the corrected manipulated variable used for actual correction of the vehicle center-of-gravity skid speed model estimated value Vgy_predict is obtained.
  • the filter 24d22 having a high cut characteristic is a high cut filter (first-order low-pass filter having a time constant T4) whose transfer function is expressed by 1 / (1 + T4 * S).
  • the gain T4 multiplied by the output of the filter 24d22 by the gain multiplier 24d23 is set so as to coincide with the time constant T4 of the filter 24d22.
  • the time constant T4 of the transfer function of the high cut filter 24d22 is such that the cutoff frequency of the high cut filter 24d22 defined by the time constant T4 is greater than the cutoff frequency defined by the time constant T3 of the transfer functions of the low cut filters 24d10 and 24d11. Is set to be higher.
  • the vehicle motion estimation unit 24d determines a value obtained by adding the side slip speed correction manipulated variable Vgy_cmpn to the vehicle center of gravity side slip speed model estimated value Vgy_predict in the addition calculation unit 24d24 as the vehicle center of gravity side slip speed estimated value Vgy_estm. . That is, the vehicle motion estimator 24d corrects the vehicle center-of-gravity skid speed model estimated value Vgy_predict calculated by the expression 1-19 by the expression 1-43 using the skid speed correction manipulated variable Vgy_cmpn. It is determined as the estimated center-of-gravity skid speed Vgy_estm.
  • the side slip velocity change rate necessary correction amount Vgdot_y_cmpn determined by the processing in the broken line frame in FIG. 15 is determined as follows.
  • the change in the vehicle center-of-gravity lateral acceleration deviation filtering value Accy_err_lowcut indicates the actual side slip motion of the vehicle 1.
  • Accy_err_lowcut When there is a high possibility that it has occurred due to a change, it is determined to match Accy_err_lowcut.
  • the skid speed correction manipulated variable Vgy_cmpn is determined by passing Accy_err_lowcut through the filter 24d22 having high cut characteristics and the gain multiplier 24d23.
  • the process of passing the vehicle center-of-gravity lateral acceleration deviation filtering value Accy_err_lowcut (or Accy_err) through the filter 24d22 having high cut characteristics and the gain multiplication unit 24d23 is the transfer function T4. * S / (1 + T4 * S) This is equivalent to a process of passing through a low cut filter (first-order low cut filter of time constant T4) and an integrator whose transfer function is represented by 1 / S.
  • a value obtained by passing Accy_err_lowcut (or Accy_err) through a low cut filter (first-order low cut filter of time constant T4) and an integrator, and thus Accy_err_lowcut (or Accy_err), is used as the high cut filter 24d22 and the gain multiplication unit 24d23.
  • a value obtained by passing Accy_err_lowcut (or Accy_err) through the high cut filter 24d22 and the gain multiplier 24d23 to the vehicle center-of-gravity skid speed model estimated value Vgy_predict is greater than Vgy_predict. It is considered that the actual vehicle gravity center skid speed Vgy_act approaches.
  • the side slip speed correction manipulated variable Vgy_cmpn changes even if the actual vehicle gravity center side slip speed Vgy_act is constant.
  • the estimated vehicle center-of-gravity skid speed estimated value Vgy_estm is likely to vary with respect to Vgy_act.
  • the vehicle motion estimation unit 24d determines the vehicle center-of-gravity lateral acceleration deviation filtering value Accy_err_lowcut and the yaw angle in order to suppress the variation in the vehicle center-of-gravity skid speed estimated value Vgy_estm due to the change in the actual road bank angle ⁇ bank_act. From the acceleration deviation filtering value ⁇ dot_err_lowcut, the side slip speed change rate necessary correction amount Vgdot_y_cmpn is determined by removing the influence of the change in the actual road bank angle ⁇ bank_act from the Accy_err_lowcut by the processing in the broken line frame of FIG.
  • the vehicle motion estimation unit 24d determines Vgdot_y_cmpn, and then determines a side slip speed correction manipulated variable Vgy_cmpn from the side slip speed change rate required correction amount Vgdot_y_estm via the high cut filter 24d22 and the gain multiplication unit 24d23.
  • the process in the broken line frame in FIG. 15 is a process constructed based on the phenomenon described below.
  • the actual road surface bank angle ⁇ bank_act is “ Assume that the value has changed from 0 "to a positive value.
  • this ⁇ 2 * ⁇ dot_err is It changes to the negative side which is a different polarity from Accy_err.
  • the product ⁇ 2 * ⁇ dot_err of the yaw angular acceleration deviation ⁇ dot_err and the Lnsp homopolarity coefficient ⁇ 2 is basically the vehicle center-of-gravity lateral acceleration deviation Accy_err in the transition period immediately after the actual road surface bank angle ⁇ bank_act changes. It changes to a different polarity side (reverse polarity side).
  • a value ⁇ 2 * ⁇ dot_errr_lowcut (a high frequency component of ⁇ 2 * ⁇ dot_err) obtained by multiplying the yaw angular acceleration deviation filtering value ⁇ dot_err_lowcut by the Lnsp homopolarity coefficient ⁇ 2 is obtained when the actual road bank angle ⁇ bank_act changes. It will change to the polarity side (opposite polarity side) different from the acceleration deviation filtering value Accy_err_lowcut.
  • the product ⁇ 2 * ⁇ dot_err of the yaw angular acceleration deviation ⁇ dot_err and the Lnsp same sign coefficient ⁇ 2 is basically when the actual vehicle center-of-gravity skid speed change rate Vgdot_y_act changes to either the positive side or the negative side. Even in the transition period immediately after the change, the vehicle gravity center lateral acceleration deviation Accy_err changes to the same polarity side.
  • the value ⁇ 2 * ⁇ dot_errr_lowcut (high frequency component of ⁇ 2 * ⁇ dot_err) obtained by multiplying the yaw angular acceleration deviation filtering value ⁇ dot_err_lowcut by the Lnsp same sign coefficient ⁇ 2 indicates whether the actual vehicle center-of-gravity skid velocity change rate Vgdot_y_act is positive or negative. Even if it changes to, it changes to the same polarity side as the vehicle gravity center lateral acceleration deviation filtering value Accy_err_lowcut.
  • Accy_err_lowcut and ⁇ dot_err_lowcut are obtained by passing Accy_err and ⁇ dot_err through filters 24d6 and 24d7 having low cut characteristics, respectively, the above-described characteristics regarding the polarities of Accy_err_lowcut and ⁇ dot_err_lowcut are the outputs of the lateral acceleration sensor 15 and the yaw rate sensor 13. Therefore, it is difficult to be affected by the steady offset of Accy_err and ⁇ dot_err due to drift of the. For this reason, the change in polarity of Accy_err_lowcut and ⁇ dot_err_lowcut is symmetrical between the positive polarity side and the negative polarity side.
  • this situation is considered to be a situation in which the bank angle of the road surface is constant or the influence of the change is weak, and the influence of the change in the friction coefficient of the road surface and the motion state of the vehicle is strongly generated. .
  • the linear combination value SUM is proportional to a value obtained by passing the NSP yaw moment error Mnsp_err through a low-cut filter (high frequency component of Mnsp_err). Due to the characteristics of Mnsp_err described later, the linear combination value SUM is maintained at “0” or a value close to this even when the actual road bank angle ⁇ bank_act changes in a state where the error of the road surface friction coefficient estimated value ⁇ _estm is small. .
  • the side slip speed correction manipulated variable is calculated from the vehicle center-of-gravity lateral acceleration deviation filtering value Accy_err_lowcut and the yaw angular acceleration deviation filtering value ⁇ dot_err_lowcut as follows.
  • the required slip amount change rate Vgdot_y_cmpn as a basic value of Vgy_cmpn is determined.
  • the vehicle motion estimation unit 24d inputs the yaw angular acceleration deviation filtering value ⁇ dot_err_lowcut to the coefficient multiplication unit 24d12, and the coefficient multiplication unit 24d12 calculates a product ⁇ 2 * ⁇ dot_err_lowcut obtained by multiplying ⁇ dot_err_lowcut by the Lnsp homopolarity coefficient ⁇ 2. .
  • ⁇ 2 is set to a predetermined value Iz / (m * Lnsp).
  • predetermined values set in advance are used as the value of the vehicle yaw inertia moment Iz, the value of the vehicle mass m, and the value of the vehicle center-of-gravity / NSP distance Lnsp necessary for setting the value of ⁇ 2.
  • the vehicle motion estimation unit 24d inputs the vehicle center-of-gravity lateral acceleration deviation filtering value Accy_err_lowcut to the processing units 24d13 and 24d14, and inputs the product ⁇ 2 * ⁇ dot_err_lowcut to the processing units 24d15 and 24d16.
  • the processing units 24d13 and 24d16 both output the input value as it is when the input value ⁇ 0, and output “0” regardless of the input value when the input value ⁇ 0.
  • the process which performs is performed.
  • the processing units 24d13 and 24d16 output max (input value, 0).
  • the processing units 24d14 and 24d15 both output the input value as it is when the input value ⁇ 0, and “0” regardless of the input value when the input value> 0. Is executed. In other words, the processing units 24d14 and 24d15 output min (input value, 0).
  • the vehicle motion estimation unit 24d adds the output of the processing unit 24d13 ( ⁇ 0) and the output of the processing unit 24d15 ( ⁇ 0) in the addition calculation unit 24d17. Further, the vehicle motion estimation unit 24d adds the output of the processing unit 24d14 ( ⁇ 0) and the output of the processing unit 24d16 ( ⁇ 0) in the addition calculation unit 24d18.
  • the vehicle motion estimation unit 24d inputs the outputs of the addition calculation units 24d17 and 24d18 to the processing units 24d19 and 24d20, respectively, and adds the outputs of these processing units 24d19 and 24d20 in the addition calculation unit 25d21, thereby causing the skidding.
  • the speed change rate required correction amount Vgdot_y_cmpn is calculated.
  • the processing unit 24d19 has the same function as the processing units 24d13 and 24d16, and outputs max (input value, 0).
  • the processing unit 24d20 has the same function as the processing units 24d14 and 24d15, and outputs min (input value, 0).
  • the side slip speed change rate required correction amount Vgdot_y_cmpn which is the output of the addition operation unit 25d21, matches Accy_err_lowcut. Therefore, the skid speed correction manipulated variable Vgy_cmpn in this case is determined as a value obtained by passing Accy_err_lowcut through the high cut filter 24d22 and the gain multiplier 24d23 as it is.
  • the side slip velocity change rate necessary correction amount Vgdot_y_cmpn which is the output of the addition operation unit 25d21, has the same polarity as Accy_err_lowcut and is closer to “0” than Accy_err_lowcut, or “0”. become. Therefore, as a result, the skid speed correction manipulated variable Vgy_cmpn in this case is determined to be a value closer to “0” than the value obtained by passing Accy_err_lowcut through the high cut filter 24d22 and the gain multiplier 24d23, or “ 0 "will be determined.
  • Accy_err_lowcut has the same polarity as Accy_err_lowcut (in this case,
  • Accy_err_lowcut is set as Vgy_cmpn
  • ⁇ 2 * ⁇ dot_err_lowcut has a polarity different from that of Accy_err_lowcut.
  • SUM is set as Vgy_cmpn.
  • the value obtained by adding the side slip speed correction manipulated variable Vgy_cmpn determined as described above to the vehicle center of gravity side slip speed model estimated value Vgy_predict is determined as the vehicle center of gravity side slip speed estimated value Vgy_estm.
  • This embodiment is the same as the first embodiment except for the matters described above.
  • the present invention is an embodiment of the sixth invention (specifically, the eighth invention).
  • the position of the center of gravity of the vehicle 1 corresponds to the predetermined position of the vehicle in the present invention.
  • the vehicle model calculation means 24 according to the present invention is processed by the processing of the vehicle model calculation means 24 (the processing of S102 to S116 of FIG. 4 except for the processing of FIG. 14 executed in the processing of S114). Means are realized.
  • the vehicle model according to the present invention is realized by the arithmetic expression executed by the vehicle model arithmetic means 24 (the arithmetic processing of the expressions 1-1 to 1-24).
  • the friction characteristic model represented by the expressions 1-8 and 1-8a and the friction characteristic model represented by the expressions 1-9 and 1-9a correspond to the friction characteristic model in the present invention.
  • the total road surface reaction force combined translational force vector estimated value ⁇ Fg_total_estm calculated by the process of S112 corresponds to the resultant force of the road surface reaction force model value in the present invention.
  • the detected values ( ⁇ 1_sens, ⁇ 2_sens, Vw_i_sens, ⁇ _sens, Accx_sens, Accy_sens, Tq_i_sens) input to the vehicle model calculation means 24 correspond to the observed values of the predetermined types of observation target amounts in the present invention.
  • the detected values ( ⁇ 1_sens, ⁇ 2_sens, Vw_i_sens, ⁇ _sens, Accx_sens, Accy_sens, Tq_i_sens) of the observation target amounts are input parameter values other than the road surface friction coefficient ⁇ ( ⁇ i, ⁇ i, Fz_i) is a detection value of the observation target amount necessary for specifying.
  • the vehicle center-of-gravity skid speed model estimated value Vgy_predict calculated by the above expression 1-19 in the process of S114 corresponds to the skid motion state quantity model value in the present invention.
  • the previous value Vgy_predict_p as the past calculated value of the vehicle center-of-gravity skid speed model estimated value Vgy_predict is used.
  • the lateral acceleration sensor 14 and the lateral acceleration detection means 22f of the observation target amount detection means 22 implement the predetermined position actual lateral acceleration detection means in the present invention.
  • the actual sensor-sensitive lateral acceleration Accy_sensor_act corresponds to the predetermined position actual lateral acceleration in the present invention
  • the vehicle center-of-gravity lateral acceleration detected value (sensor-sensitive lateral acceleration detected value) Accy_sens corresponds to the predetermined position actual lateral acceleration detected value in the present invention. Equivalent to.
  • the yaw rate acceleration detecting means in the present invention is realized by the yaw rate sensor 13 and the yaw angular acceleration detecting means 22d of the observation target amount detecting means 22.
  • the yaw axis passing through the center of gravity of the vehicle 1 corresponds to the predetermined yaw axis in the present invention
  • the detected yaw angular acceleration value ⁇ dot_sens corresponds to the detected angular acceleration value in the present invention.
  • the lateral acceleration model according to the present invention is obtained by the processing of FIG. 14 executed in the processing of S112 (processing of the resultant force calculation unit 24c) and the processing of S114 (processing of the vehicle motion estimation unit 24d).
  • a value calculating means, a lateral acceleration deviation calculating means, a yaw angular acceleration model value calculating means, a yaw angular acceleration deviation calculating means, and a skid motion state quantity estimated value determining means are realized.
  • the lateral acceleration model value calculation means is realized by the process of S112 (more specifically, the process of calculating the total road surface reaction force combined lateral force Fgy_total_estm in the process) and the process of S114-5 of FIG.
  • the vehicle center-of-gravity lateral acceleration estimated value Accy_estm obtained by this processing corresponds to the lateral acceleration model value in the present invention.
  • the lateral acceleration deviation calculating means is realized by the processing of S114-6 in FIG.
  • the vehicle center-of-gravity lateral acceleration deviation Accy_err obtained by this processing corresponds to the lateral acceleration deviation in the present invention.
  • the yaw angular acceleration model value calculating means is realized by the process of S112 (more specifically, the process of calculating the total road surface reaction force combined yaw moment Mgz_total_estm in the process) and the process of S114-7 in FIG.
  • the yaw angular acceleration estimated value ⁇ dot_estm obtained by this processing corresponds to the yaw angular acceleration model value in the present invention.
  • the yaw angular acceleration deviation calculating means is realized by the processing of S114-8 in FIG.
  • the yaw angular acceleration deviation ⁇ dot_err obtained by this processing corresponds to the yaw angular acceleration deviation in the present invention.
  • skid motion state quantity estimated value determining means is realized by the processing of S114-9 of FIG. 14 (processing of the block diagram of FIG. 15).
  • the vehicle center-of-gravity skid speed estimated value Vgy_estm obtained by this processing corresponds to the estimated value of the skid motion state quantity in the present invention.
  • the filters 24d10 and 24d11 function as the second filter and the third filter in the present invention, respectively.
  • the vehicle center-of-gravity lateral acceleration deviation filtering value Accy_err_lowcut and the yaw angular acceleration deviation filtering value ⁇ dot_err_lowcut correspond to the second filtering value and the third filtering value in the present invention, respectively.
  • correction basic value determination means in the present invention is realized by the processing in the broken line frame of the block diagram of FIG. 15, and the correction calculation means in the present invention is realized by the processing of the filter 24d22, the gain multiplication unit 24d23, and the addition calculation unit 24d24. Is done.
  • the side slip speed change rate required correction amount Vgdot_y_cmpn corresponds to a basic value in the present invention
  • the side slip speed correction operation amount Vgy_cmpn corresponds to a correction operation amount in the present invention.
  • the filter 24d22 functions as the first filter in the present invention
  • the gain multiplication unit 24d23 functions as the gain multiplication means in the present invention.
  • the addition calculation units 24d17 and 24d18 function as means for calculating the linear combination value SUM when Accy_err_lowcut and ⁇ 2 * ⁇ dot_err_lowcut have different polarities (reverse polarities).
  • weighting factors ⁇ 1 and ⁇ 2 are when the vehicle center-of-gravity / NSP distance Lnsp is positive (when NSP exists behind the center of gravity of vehicle 1) and when negative (NSP is the vehicle). Are set so as to have different polarities from each other.
  • the mutual relationship between the polarity of the linear combination value SUM and the polarity of ⁇ 1 * Accy_err_lowcut coincides with the mutual relationship between the polarity of SUM and the polarity of Accy_err_lowcut.
  • the change in the vehicle center-of-gravity side acceleration deviation filtering value Accy_err_lowcut occurs due to the change in the actual skid motion of the vehicle 1.
  • the side slip velocity change rate necessary correction amount Vgdot_y_cmpn matched with Accy_err_lowcut is passed through the high cut filter 24d22 and the gain multiplication unit 24.
  • the skid speed correction manipulated variable Vgy_cmpn is determined.
  • the skid speed correction manipulated variable Vgy_cmpn in this case is determined to be a value closer to “0” than the value obtained by passing Accy_err_lowcut through the high cut filter 24d22 and the gain multiplier 24d23, or “ 0 "will be determined.
  • the vehicle center-of-gravity skid speed estimated value Vgy_estm obtained by correcting the vehicle center-of-gravity skid speed model estimated value Vgy_predict using Vgy_cmpn is a process for calculating the vehicle center-of-gravity skid speed model estimated value Vgy_predict and a process for calculating the road surface friction coefficient estimated value ⁇ _estm. Is not used for (not fed back to these calculation processes).
  • the frequency characteristic of the transfer function of the arithmetic processing system from the output of the lateral acceleration sensor 15 to the skid speed correction manipulated variable Vgy_cmpn is affected by changes in the actual vehicle center-of-gravity velocity Vgx_act (actual vehicle speed) and the actual road surface friction coefficient ⁇ _act. Can not be.
  • the convergence response of the estimated vehicle center-of-gravity skid velocity Vgy_estm to changes in the actual vehicle center-of-gravity skid velocity Vgy_act is kept constant regardless of changes in the actual vehicle center-of-gravity longitudinal velocity Vgx_act (actual vehicle speed) and actual road surface friction coefficient ⁇ _act. be able to.
  • This embodiment is an embodiment of the eighth invention, and Vgy_cmpn is obtained using Accy_err_lowcut and ⁇ dot_err_lowcut.
  • the filter 24d10 24d11 may be omitted, and Vgy_cmpn may be obtained in the same manner as described above using Accy_err and ⁇ dot_err instead of Accy_err_lowcut and ⁇ dot_err_lowcut.
  • the gain multiplier 24d23 may be incorporated in the high cut filter 24d22. That is, the high cut filter 24d22 may be configured as a filter whose transfer function is represented by T4 / (1 + T4 * S). In this case, the gain multiplication unit 24d23 is not necessary.
  • the filter 24d22 may be a band pass characteristic filter having a low cut characteristic in addition to a high cut characteristic.
  • the filters 24d10 and 24d11 may be band-pass filters that have a high cut characteristic in addition to the low cut characteristic.
  • the process of passing the required side slip velocity change rate correction amount Vgdot_y_cmpn through the high cut filter 24d22 and the gain multiplier 24d23 is equivalent to the process of passing Vgdot_y_cmpn through the low cut filter (first-order low cut filter of the time constant T4) and the integrator. Therefore, a low cut filter and an integrator may be provided instead of the high cut filter 24d22 and the gain multiplication unit 24d23.
  • the Lnsp homopolarity coefficient ⁇ 2 may be set to a value closer to “0” than Iz / (m * Lnsp).
  • a value obtained by multiplying both values (“1”, Iz / (m * Lnsp)) of the weighting factors ⁇ 1 and ⁇ 2 in the present embodiment by an arbitrary constant value other than “0” is renewed as a weighting factor. You may make it use as a value of (alpha) 1 and (alpha) 2.
  • ⁇ 2 * ⁇ dot_err_lowcut has a different polarity from Accy_err_lowcut, and the absolute value of ⁇ 2 * ⁇ dot_err_lowcut is smaller than the absolute value of Accy_err_lowcut.
  • the linear combination value SUM is set as a required correction amount Vgy_cmpn for the skid speed change rate.
  • Vgy_cmpn may be set to “0” whenever Accy_err_lowcut and ⁇ 2 * ⁇ dot_err_lowcut have different polarities.
  • the process shown in the flowchart of FIG. 16 may be executed to obtain the side slip speed change rate required correction amount Vgdot_y_cmpn.
  • ⁇ 1 1
  • ⁇ 2 Iz / (m * Lnsp).
  • the vehicle motion estimation unit 24d determines whether or not Accy_err_lowcut ⁇ 0 in S114-12.
  • the vehicle motion estimation unit 24d further performs the linear combination value SUM obtained in S114-11.
  • S114-13 it is determined whether or not SUM ⁇ Accy_err_lowcut.
  • the positive determination result in S114-13 means that ⁇ 2 * ⁇ dot_err_lowcut has the same polarity as Accy_err_lowcut ( ⁇ 0) or is “0”.
  • the vehicle motion estimation unit 24d further determines whether or not the SUM obtained in S114-11 is SUM ⁇ Accy_err_lowcut. Is determined in S114-14.
  • the positive determination result in S114-14 means that ⁇ 2 * ⁇ dot_err_lowcut has the same polarity as Accy_err_lowcut ( ⁇ 0).
  • Accy_err_lowcut is the value of the side slip speed change rate required correction amount Vgdot_y_cmpn. Set.
  • the vehicle motion estimation unit 24d further determines in S114-16 whether SUM ⁇ 0. Similarly, if the determination result in S114-14 is negative, the vehicle motion estimation unit 24d further determines in S114-17 whether SUM ⁇ 0.
  • the vehicle motion estimation unit 24d sets “0” as the value of the required side slip speed change rate correction amount Vgdot_y_cmpn in S114-19. Set.
  • the vehicle motion estimation unit 24d sets SUM as the value of the side slip velocity change rate necessary correction amount Vgdot_y_cmpn. .
  • Accy_err_lowcut is set as the value of Vgdot_y_cmpn as described above.
  • the correction basic value determining means in the present invention is realized by the processing of this flowchart.
  • the linear combination value calculating means in the present invention is realized by the processing of S114-11 in FIG.
  • the vehicle motion estimator 24d obtains Vgdot_x_estm, Vgx_estm, Vgx_predict, Vgdot_y_estm, Vgy_estm, Vgy_predict, ⁇ _estm, ⁇ _predict, and Accy_estm as vehicle motion state estimated values (including model estimated values). Thus, other vehicle motion state quantity estimated values may be obtained.
  • the estimated value of the vehicle center of gravity slip angle ⁇ g_estm is used as the estimated value of one state quantity of the side slip movement of the vehicle 1. May be calculated.
  • the vehicle center-of-gravity skid angle estimated value ⁇ g_estm can be calculated from the vehicle center-of-gravity back-and-forth speed estimated value Vgx_estm and the vehicle center-of-gravity skid speed estimated value Vgy_estm obtained as described above by the following equation 1-26.
  • a model estimated value of the vehicle center-of-gravity skid angle ⁇ g is obtained by an expression in which Vgy_estm on the right side of the expression 1-26 is replaced with the vehicle center-of-gravity skid speed model estimated value Vgy_predict.
  • Vgy_cmpn / Vgx_estm the value obtained by dividing the calculated skid speed correction manipulated variable Vgy_cmpn by the estimated vehicle center-of-gravity longitudinal speed Vgx_estm (here,
  • the value obtained by dividing the calculated skid speed correction manipulated variable Vgy_cmpn by the estimated vehicle center-of-gravity longitudinal speed Vgx_estm (here,
  • the vehicle center-of-gravity skid angle estimated value ⁇ g_estm
  • the model estimated value of the vehicle center-of-gravity skid angle ⁇ g corresponds to the skid motion state quantity model value in the present invention
  • Vgy_cmpn / Vgx_estm corresponds to the correction operation amount in the present invention.
  • the wheel speed selection detection value Vw_i_sens_select as a value may be used.
  • the past calculated value of the vehicle center of gravity skid speed model estimated value Vgy_predict (previous value) is used instead of the past calculated value of the vehicle center of gravity skid speed estimated value Vgy_estm (previous value, etc.) is doing.
  • the past calculated value (previous value) of the vehicle center-of-gravity skid speed estimated value Vgy_estm is fed back to the process of the vehicle motion estimating unit 24d and the process of the wheel traveling speed vector estimating unit 24e.
  • the previous value Vgy_estm_p of the vehicle center-of-gravity skid speed estimated value is used.
  • Vgy_estm_p the vehicle center-of-gravity skid speed estimated value Vgy_estm is one of the motion state quantities of the vehicle 1 for specifying the slip of each wheel 2-i. This means using the past calculated value.
  • the vehicle motion estimation unit 24d determines Vgy_predict_p on the right side of the equation 1-13a as the vehicle center of gravity.
  • the current value of the vehicle center-of-gravity skid speed model estimated value Vgy_predict is calculated by the following equation 1-13aa, which is replaced with the previous value Vgy_estm_p of the estimated skid speed value.
  • the vehicle motion estimator 24d calculates the vehicle center-of-gravity skid as the previous value Vgy_predict of the vehicle center-of-gravity skid velocity model estimated value as the previous value of the vehicle center-of-gravity skid velocity Vgy on the vehicle motion model is calculated as described below.
  • the current value of the vehicle center longitudinal velocity change rate estimated value Vgdpt_x_estm is calculated as the previous value Vgy_estm_p of the estimated speed value.
  • Vgdot_x_estm Fgx_total_estm / m + Vgy_estm_p * ⁇ _estm_p ... Formula 1-13aa
  • the vehicle motion estimator 24d sets Vgy_predict_p on the right side of the equation 1-19 to The current value of the vehicle center-of-gravity skid speed model estimated value Vgy_predict is calculated by the following expression 1-19a replaced with the value Vgy_estm_p.
  • the vehicle motion estimator 24d calculates the vehicle center-of-gravity skid speed estimated value calculated as described later, the previous value Vgy_predict of the vehicle center-of-gravity skid speed model estimated value as the previous value of the vehicle center-of-gravity skid speed Vgy on the vehicle motion model.
  • the current value of the vehicle center-of-gravity skid speed model estimated value Vgy_predict is calculated as the same value as the previous value Vgy_estm_p.
  • Vgy_predict Vgy_estm_p + Vgdot_y_estm * ⁇ T ...... Equation 1-19a
  • the vehicle motion estimation unit 24d executes the process shown in the flowchart of FIG.
  • the current value of the vehicle center-of-gravity skid speed estimated value Vgy_estm as a value obtained by correcting the vehicle center-of-gravity skid speed model estimated value Vgy_predict calculated by ⁇ 19a is calculated.
  • the processing of S114-5 to S114-8 in FIG. 14 is the same as that of the second embodiment.
  • a part of the processing in S114-9 is different from the second embodiment. That is, in the present embodiment, the process of S114-9 is executed by the process shown in the block diagram of FIG. 17, for example. In FIG. 17, the same processing units as those in the block diagram of FIG.
  • the process combining the low cut filters 24d10 and 24d11 and the process within the broken line frame (the process of obtaining the side slip velocity change rate necessary correction amount Vgdot_y_cmpn according to Accy_err and ⁇ dot_err) is the second process. This is the same as the embodiment.
  • the vehicle motion estimator 24d obtains a side slip speed change rate necessary correction amount Vgdot_y_cmpn as a side slip speed correction operation amount Vgy_cmpn as a value obtained by passing through a filter 24d25 having a low cut characteristic.
  • the processing is different from that of the second embodiment.
  • the filter 24d5 is a low-cut filter (first-order low-cut filter having a time constant T5) whose transfer function is expressed by T5 * S / (1 + T5 * S).
  • the vehicle motion estimator 24d adds a value obtained by adding the skid speed correction manipulated variable Vgy_cmpn to the vehicle center-of-gravity skid speed model estimated value Vgy_predict (current value) in the addition calculator 24d24, as in the second embodiment.
  • the vehicle center-of-gravity skid speed estimated value Vgy_estm (current value) is determined.
  • the previous value Vgy_estm_p of the vehicle center-of-gravity skid speed model estimated value is added to the previous value of the side-slip speed correction manipulated variable.
  • Vgy_cmpn_p the previous value Vgy_estm_p of the vehicle center-of-gravity skid speed estimated value is used. For this reason, Vgy_cmpn is integrated in the calculation process of the vehicle center-of-gravity skid speed model estimated value Vgy_predict.
  • the process of calculating the current value of the vehicle center-of-gravity skid speed model estimated value Vgy_predict by the above equation 1-19a substantially includes the process of integrating Accy_err_lowcut (or Accy_err).
  • the vehicle motion estimation unit 24d matches the Accy_err_lowcut in a situation where there is a high possibility that a change in the vehicle center-of-gravity lateral acceleration deviation filtering value Accy_err_lowcut has occurred due to a change in the actual skidding motion of the vehicle 1.
  • a value obtained by passing the side slip speed change rate necessary correction amount Vgdot_y_cmpn determined through the low cut filter 24d25 is determined as a side slip speed correction operation amount Vgy_cmpn.
  • the vehicle motion estimation unit 24d determines a value obtained by correcting the vehicle center-of-gravity skid speed model estimated value Vgy_predict by this Vgy_cmpn as the vehicle center-of-gravity skid speed estimated value Vgy_estm.
  • This embodiment is the same as the second embodiment except for the matters described above.
  • the position of the center of gravity of the vehicle corresponds to the predetermined position of the vehicle in the present invention.
  • the processing of the vehicle model calculation means 24 (the processing of S102 to S116 of FIG. 4 except for the processing of FIG. 15 executed in the processing of S114).
  • the vehicle model calculation means in the present invention is realized.
  • the vehicle model according to the present invention is different from the expressions 1-2, 1-13a, and 1-19 in the arithmetic processes of the expressions 1-1 to 1-24 in the second embodiment. This is realized by the arithmetic processing replaced with Formulas 1-2a, 1-13aa, and 1-19a.
  • the estimation of the skid motion state quantity in the present invention is performed.
  • the previous value (past calculated value) Vgy_estm_p of the vehicle center-of-gravity skid speed estimated value Vgy_estm corresponding to the value is used.
  • the lateral acceleration sensor 14 and the lateral acceleration detection means 22f of the observation target amount detection means 22 realize the predetermined position actual lateral acceleration detection means in the present invention.
  • the yaw rate sensor 13 and the yaw angular acceleration detection means 22d of the observation target amount detection means 22 implement the yaw angular acceleration detection means in the present invention.
  • the processing of FIG. 14 executed in the processing of S112 (processing of the resultant force calculation unit 24c) and the processing of S114 (processing of the vehicle motion estimation unit 24d)
  • the lateral acceleration model value calculating means, the lateral acceleration deviation calculating means, the yaw angular acceleration model value calculating means, the yaw angular acceleration deviation calculating means, and the skid motion state quantity estimated value determining means in the present invention are realized.
  • the filters 24d10 and 24d11 function as the fifth filter and the sixth filter in the present invention, respectively.
  • the vehicle center-of-gravity lateral acceleration deviation filtering value Accy_err_lowcut and the yaw angular acceleration deviation filtering value ⁇ dot_err_lowcut correspond to the fifth filtering value and the sixth filtering value in the present invention, respectively.
  • correction basic value determining means in the present invention is realized by the processing in the broken line frame of the block diagram of FIG. 17, and the correction calculating means in the present invention is realized by the processing of the filter 24d25 and the addition calculating unit 24d24.
  • the side slip speed change rate required correction amount Vgdot_y_cmpn corresponds to a basic value in the present invention
  • the side slip speed correction operation amount Vgy_cmpn corresponds to a correction operation amount in the present invention.
  • the filter 24d25 functions as the fourth filter in the present invention.
  • the setting form of the weighting factors ⁇ 1 and ⁇ 2 in the linear combination value SUM is the same as in the second embodiment.
  • a change in the vehicle center-of-gravity side acceleration deviation filtering value Accy_err_lowcut occurs due to a change in the actual skid motion of the vehicle 1.
  • the side slip speed change rate required correction amount Vgdot_y_cmpn matched with Accy_err_lowcut is passed through the low cut filter 24d25, so that the side slip speed correction manipulated variable Vgy_cmpn is determined.
  • the vehicle center-of-gravity skid speed estimated value Vgy_estm (current value) as a new value of the state value of the skid motion of the vehicle 1 generated by the external force of the total road surface reaction force combined lateral force estimated value Fgy_total_estm on the vehicle model. Is determined as a value obtained by correcting the vehicle center-of-gravity skid speed model estimated value Vgy_predict calculated using the past calculated value (previous value) of the vehicle center-of-gravity skid speed estimated value Vgy_estm by Vgy_cmpn.
  • the side slip velocity change rate required correction amount Vgdot_y_cmpn has the same polarity as Accy_err_lowcut and is closer to “0” or “0” than Accy_err_lowcut.
  • the skid speed correction manipulated variable Vgy_cmpn in this case is determined to be a value closer to “0” or “0” than the value obtained by passing Accy_err_lowcut through the low cut filter 24d25.
  • the vehicle center-of-gravity skid speed estimated value Vgy_estm obtained by correcting the vehicle center-of-gravity skid speed model estimated value Vgy_predict using Vgy_cmpn is calculated as the vehicle center-of-gravity skid speed model estimated value Vgy_predict (current value). ) Is used to calculate.
  • the frequency characteristic of the transfer function of the calculation processing system from the output of the lateral acceleration sensor 15 to the skid speed correction manipulated variable Vgy_cmpn is affected by changes in the actual vehicle center-of-gravity longitudinal speed Vgx_act (actual vehicle speed) and the actual road surface friction coefficient ⁇ _act. .
  • the low cut filters 24d10, 24d11, and 24d25 are provided in the present embodiment, the convergence of the estimated vehicle center-of-gravity skid speed Vgy_estm with respect to the change in the actual vehicle center-of-gravity skid speed Vgy_act even when the actual road surface friction coefficient ⁇ _act changes.
  • the time constant of can be prevented from becoming too long.
  • the present embodiment is an embodiment of the tenth aspect of the invention, and Vgy_cmpn is obtained using Accy_err_lowcut and ⁇ dot_err_lowcut.
  • the filter 24d10 24d11 may be omitted, and Vgy_cmpn may be obtained in the same manner as described above using Accy_err and ⁇ dot_err instead of Accy_err_lowcut and ⁇ dot_err_lowcut.
  • the filter 24d25 for inputting the side slip velocity change rate necessary correction amount Vgdot_y_cmpn is provided.
  • the filter 24d25 may be omitted, and Vgdot_y_cmpn may be used as it is as the side slip velocity correction operation amount Vgy_cmpn. .
  • the filter 24d10, Both 24d11 and filter 24d25 may be omitted.
  • the filters 24d10 and 24d11 for inputting Accy_sens and yaw ⁇ dot_sens and the filter 24d25 for inputting Vgdot_y_cmpn are provided as filters having low cut characteristics.
  • the filter 24d10, Either one or both of 24d11 and filter 24d25 may be omitted.
  • the filter 24d25 is preferably omitted.
  • each of the filters 24d10, 24d11, and 24d25 may be a band-pass characteristic filter having a low-cut characteristic in addition to a high-cut characteristic.
  • Vgy_cmpn may be set to “0” whenever Accy_err_lowcut and ⁇ 2 * ⁇ dot_err_lowcut have different polarities.
  • the necessary slippage speed change rate correction amount Vgdot_y_cmpn may be obtained by executing the processing shown in the flowchart in FIG.
  • the vehicle motion estimation unit 24d may calculate a vehicle center-of-gravity skid angle estimated value ⁇ g_estm as an estimated value of one state quantity of the skid motion of the vehicle 1 as in the case described with respect to the second embodiment. Good.
  • the control device 20 includes a road surface in addition to the observation target amount detection means 22, the vehicle model calculation means 24, and the ⁇ estimation means 26 as the main functional means.
  • Bank angle estimation means 28 for sequentially executing a process of estimating a bank angle ⁇ bank (bank angle ⁇ bank of the road surface on which the vehicle 1 is traveling) and a road surface gradient angle ⁇ slope (gradient angle ⁇ slope of the road surface on which the vehicle 1 is traveling)
  • Gradient angle estimating means 30 for sequentially executing the process of estimating.
  • the functions and processes of the observation target amount detection means 22 and the ⁇ estimation means 26 are the same as those in the first embodiment.
  • the vehicle model calculation means 24 is different from the first embodiment only in a part of the processing (more specifically, processing of the vehicle motion estimation unit 24d (processing of S114 in FIG. 4)).
  • the road surface bank angle estimated value ⁇ bank_estm which is an estimated value of the actual road surface bank angle ⁇ bank_act obtained by the bank angle estimating means 28 as described later, and the slope angle estimating means 30 are obtained as described later.
  • the estimated road surface slope angle ⁇ slope_estm which is the estimated value of the actual road surface slope angle ⁇ slope_act, is used.
  • the vehicle model calculation means 24 calculates the observation target quantity detection value generated by the observation target quantity detection means 22 and the ⁇ estimation means 26.
  • the bank angle estimation means 28 and the slope angle estimation means 30 respectively calculate the road surface bank angle estimation value ⁇ bank_estm and the road surface slope angle estimation value ⁇ slope_estm calculated as described later. Are entered.
  • the fourth embodiment in which ⁇ dot_sens is not input to the vehicle model calculation means 24 is the fourth embodiment, and the fourth embodiment in which ⁇ dot_sens is not input to the vehicle model calculation means 24. It may be called 4B embodiment.
  • the vehicle model calculation means 24 calculates the road surface reaction force estimated value and the vehicle motion state quantity estimated value using the above input values.
  • the road surface reaction force estimated value calculated by the vehicle model calculation means 24 is the same as that in the first embodiment or the second embodiment.
  • the vehicle motion state estimated value calculated by the vehicle model calculating means 24 is the acceleration of the vehicle 1 in the longitudinal direction to which the longitudinal acceleration sensor 14 is sensitive in the present embodiment (the 4A embodiment and the 4B embodiment).
  • a sensor-sensitive longitudinal acceleration estimated value Accx_sensor_estm that is an estimated value and a sensor-sensitive lateral acceleration estimated value Accy_sensor_estm that is an estimated value of the lateral acceleration of the vehicle 1 to which the lateral acceleration sensor 15 is sensitive are included.
  • the bank angle estimating unit 28 includes the sensor-sensitive lateral acceleration estimated value Accy_sensor_estm and the vehicle center-of-gravity lateral acceleration generated by the observation target amount detecting unit 22.
  • the bank angle estimating means 28 obtains the road surface bank angle estimated value ⁇ bank_estm using these input values.
  • the gradient angle estimating means 30 includes the sensor-sensitive longitudinal acceleration estimated value Accx_sensor_estm and the vehicle center-of-gravity longitudinal acceleration generated by the observation target amount detecting means 22.
  • the slope angle estimation means 30 obtains a road surface slope angle estimated value ⁇ slope_estm using these input values.
  • the processing of the vehicle model calculation means 24 in this embodiment is different from the first embodiment or the second embodiment only in a part of the processing of the vehicle motion estimation unit 24d. Therefore, among the processes of S102 to S116 of FIG. 4 described above, the processes other than S114 are the same as those in the first embodiment or the second embodiment.
  • the vehicle motion estimation unit 24d in the present embodiment replaces the equations 1-13 and 1-14 with, for example, the following equations 1-13b and 1-14b, respectively.
  • the vehicle motion state quantity estimated value is calculated using the vehicle motion model (Equations 1-13b and 1-14b and the vehicle motion model represented by Equation 1-15).
  • Vgx_estm, Vgx_predict, Vgy_estm, Vgy_predict, ⁇ _estm, ⁇ _predict, Accx_sensor_estm, and Accy_sensor_estm are included in the vehicle motion state estimated values calculated by the vehicle motion estimation unit 24d. included.
  • Fgx_total m * (Vgdot_x ⁇ Vgy * ⁇ g * sin ( ⁇ slope)) ...
  • Expression 1-14b is the expression 1 This is an expression in which the influence of the road surface bank angle ⁇ bank (the lateral acceleration component of the vehicle 1 caused by ⁇ bank) is added to ⁇ 14.
  • “G” is a gravitational acceleration constant.
  • the vehicle motion estimation unit 24 calculates a vehicle motion state quantity estimated value as follows. Note that the calculation process of the yaw rate estimated value ⁇ _estm in the vehicle motion state quantity estimated value is exactly the same as that in the first embodiment, and thus the description thereof is omitted.
  • the vehicle motion estimation unit 24d uses the following equation 1-13c obtained from the equation 1-13b and the following equation 1-14c obtained from the equation 1-14b instead of the equations 1-13a and 1-14a.
  • a vehicle center-of-gravity longitudinal speed change rate estimated value Vgdot_x_estm and a vehicle center-of-gravity skid speed change rate estimated value Vgdot_y_estm are calculated.
  • Vgdot_x_estm Fgx_total_estm / m + Vgy_predict_p * ⁇ _estm_p + G * sin ( ⁇ slope_estm_p) ...
  • Vgdot_y_estm Fy_total_estm / m-Vgx_estm_p * ⁇ _estm_p -G * sin ( ⁇ bank_estm_p) ...
  • Fx_total_estm and Fy_total_estm necessary for the calculation of the expressions 1-13c and 1-14c are the current values calculated by the resultant force calculation unit 24c in S112 of FIG.
  • Vgx_estm_p, Vgy_predict_p, and ⁇ _estm_p are calculated by the vehicle motion estimation unit 24d.
  • the previous values ⁇ slope_estm_p and ⁇ bank_estm_p calculated in the previous calculation processing cycle are the previous values calculated by the gradient angle estimation unit 30 and the bank angle estimation unit 28, respectively, in the previous calculation processing cycle.
  • the value m is a predetermined value set in advance.
  • the current value or the previous value of the yaw rate detection value ⁇ _sens may be used instead of ⁇ _estm_p.
  • the previous value or the current value of the wheel speed selection detection value Vw_i_sens_select may be used instead of Vgx_estm_p.
  • the vehicle motion estimation unit 24d calculates the vehicle center-of-gravity longitudinal speed model estimated value Vgx_predict and the vehicle center-of-gravity longitudinal speed estimated value Vgx_estm by using the Vgdot_x_estm determined as described above, in the same manner as in the first embodiment. That is, Vgx_estm is obtained by executing the arithmetic processing of the above equations 1-18, 1-22, and 1-23. Note that the vehicle center-of-gravity longitudinal speed model estimated value Vgx_predict and the vehicle center-of-gravity longitudinal speed estimated value Vgx_estm may match the wheel speed selection detection value Vw_i_sens_select.
  • the vehicle motion estimation unit 24d obtains the vehicle center-of-gravity skid speed model estimated value Vgy_predict by using the Vgdot_y_estm obtained as described above in the same manner as in the first embodiment. That is, Vgy_predict is obtained by the above equation 1-19 (by integration of Vgdot_y_estm).
  • the vehicle motion estimation unit 24d includes a sensor-sensitive longitudinal acceleration estimated value Accx_sensor_estm, which is an estimated value of acceleration to which the longitudinal acceleration sensor 14 is sensitive, and a lateral acceleration sensor.
  • a sensor-sensitive lateral acceleration estimated value Accy_sensor_estm, which is an estimated value of acceleration 15 is calculated by the following equations 1-51a and 1-52a, respectively.
  • the vehicle motion estimation unit 24d divides the road surface reaction force combined longitudinal force estimated value Fgx_total_estm (current value) and the road surface reaction force combined lateral force estimated value Fgy_total_estm (current value) calculated in S112 by the vehicle mass m, respectively. As a result, Accx_sensor_estm and Accy_sensor_estm are calculated.
  • Accx_sensor_estm Fgx_total_estm / m ?? Formula 1-51a
  • Accy_sensor_estm Fgy_total_estm / m ?? Formula 1-52a
  • a value obtained by subtracting the second term and the third term on the right side from the value on the left side of the expression 1-13c is calculated as Accx_sensor_estm, and the value on the right side is calculated from the value on the left side of the expression 1-14c.
  • a value obtained by subtracting the second term and the third term may be calculated as Accy_sensor_estm. That is, Accx_sensor_estm and Accy_sensor_estm may be calculated by the following expressions 1-51b and 1-52b, respectively.
  • Accx_sensor_estm Vgdot_x_estm-Vgy_estm_p * ⁇ _estm_p -G * sin ( ⁇ slope_estm_p) ...
  • Accy_sensor_estm Vgdot_y_estm + Vgx_estm_p * ⁇ _estm_p + G * sin ( ⁇ bank_estm_p) ...
  • the vehicle motion estimation unit 24d determines a value obtained by correcting the vehicle center-of-gravity skid speed model estimated value Vgy_predict as the vehicle center-of-gravity skid speed estimated value Vgy_estm as described below.
  • the vehicle motion estimator 24d calculates the vehicle center-of-gravity lateral acceleration detected value Accy_sens obtained by the processing of S100 and the sensor-sensitive lateral acceleration estimated value Accy_sensor_estm calculated by the equation 1-52a or the equation 1-52b as described above.
  • the deviation is calculated as a vehicle center-of-gravity lateral acceleration deviation Accy_err for correcting the vehicle center-of-gravity skid speed model estimated value Vgy_predict. That is, the vehicle center-of-gravity lateral acceleration deviation Accy_err for correcting Vgy_predict is calculated by the following equation 1-53.
  • the vehicle motion estimator 24d determines the vehicle center-of-gravity skid speed estimated value Vgy_estm by correcting the vehicle center-of-gravity skid speed model estimated value Vgy_predict calculated by the equation 1-19. This correction method is different between the 4A embodiment and the 4B embodiment.
  • the vehicle motion estimator 24d uses the vehicle center-of-gravity lateral acceleration deviation Accy_err calculated by Equation 1-53 and From the calculated vehicle center-of-gravity skid speed model estimated value Vgy_predict, Vgy_predict is corrected according to Accy_err in the same manner as in the first embodiment (by executing the same processing as that shown in the block diagram of FIG. 10A). This value is determined as a vehicle center-of-gravity skid speed estimated value Vgy_estm.
  • the vehicle center-of-gravity skid speed estimated value Vgy_estm may be determined by executing the processing shown in the block diagram of FIG.
  • the vehicle motion estimator 24d executes the processes of S114-7 and S114-8 in FIG. 14 as in the second embodiment. To calculate the yaw angular acceleration deviation ⁇ dot_err.
  • the vehicle motion estimation unit 24d corrects Vgy_predict according to Accy_err and ⁇ dot_err by the same method as in the second embodiment (by executing the same processing as that shown in the block diagram of FIG. 15). Is determined as a vehicle center-of-gravity skid speed estimated value Vgy_estm.
  • the processing of the vehicle motion estimation unit 24d in the present embodiment is the same as the first embodiment or the second embodiment except for the matters described above.
  • the sensor-sensitive longitudinal acceleration estimated value Accx_sensor_estm obtained as described above by the vehicle model computing unit 24 is obtained by assuming that the previous value (latest value) ⁇ slope_estm_p of the road surface slope angle estimated value is accurate. It means acceleration estimated value.
  • Accy_sensor_estm obtained as described above by the vehicle model computing means 24 means a sensor-sensitive lateral acceleration estimated value obtained on the assumption that the previous value (latest value) ⁇ bank_estm_p of the road surface bank angle estimated value is accurate. .
  • the bank angle estimating means 28 adjusts the deviation between the vehicle center-of-gravity lateral acceleration detected value Accy_sens and the sensor-sensitive lateral acceleration estimated value Accy_sensor_estm to converge to “0” by the feedback control law. Accordingly, a new road surface bank angle estimated value ⁇ bank_estm is obtained by updating the road surface bank angle estimated value ⁇ bank_estm.
  • the gradient angle estimating means 30 adjusts the road gradient according to the deviation so that the deviation between the vehicle center-of-gravity longitudinal acceleration detection value Accx_sens and the sensor-sensitive longitudinal acceleration estimation value Accx_sensor_estm converges to “0” by the feedback control law.
  • the estimated angle value ⁇ slope_estm By updating the estimated angle value ⁇ slope_estm, a new estimated road slope angle value ⁇ slope_estm is obtained.
  • bank angle estimating means 28 first detects vehicle center-of-gravity lateral acceleration detected value Accy_sens input from observation target amount detecting means 22 and vehicle model calculating means 24 in S120-1.
  • the bank angle estimating means 28 calculates a bank angle increasing / decreasing manipulated variable ⁇ bank which is an increasing / decreasing manipulated variable of the road surface bank angle estimated value ⁇ bank_estm from the sensor sensitive lateral acceleration deviation Accy_sensor_err in S120-2 by a feedback control law.
  • a proportional law is used as the feedback control law, and ⁇ bank is calculated by multiplying Accy_sensor_err by a predetermined gain Kbank.
  • the bank angle estimating means 28 updates the previous value ⁇ bank_estm_p of the road surface bank angle estimated value with the bank angle increasing / decreasing manipulated variable ⁇ bank (adding the bank angle increasing / decreasing manipulated variable ⁇ bank to ⁇ bank_estm_p). ) To calculate a new estimated road bank angle value ⁇ bank_estm (current value).
  • the bank angle estimating means 28 in this embodiment determines a new road surface bank angle estimated value ⁇ bank_estm by the following equation 1-33.
  • gradient angle estimating means 30 first receives the vehicle center-of-gravity longitudinal acceleration detected value Accx_sens input from observation target amount detecting means 22 and vehicle model calculating means 24 in S120-11.
  • the gradient angle estimation means 30 calculates a gradient angle increase / decrease operation amount ⁇ slope, which is an increase / decrease operation amount of the road surface gradient angle estimated value ⁇ slope_estm, from the sensor-sensitive longitudinal acceleration deviation Accx_sensor_err, according to the feedback control law.
  • a proportional law is used as the feedback control law, and ⁇ slope is calculated by multiplying Accx_sensor_err by a predetermined gain Kslope. .
  • the slope angle estimating means 30 updates the previous value ⁇ slope_estm_p of the road surface slope angle estimated value by the slope angle increasing / decreasing manipulated variable ⁇ slope (adding the slope angle increasing / decreasing manipulated variable ⁇ slope to ⁇ slope_estm_p). ) To calculate a new road surface slope angle estimated value ⁇ slope_estm (current value).
  • the gradient angle estimating means 30 in this embodiment determines a new road surface gradient angle estimated value ⁇ slope_estm by the following equation 1-34.
  • the 4A embodiment is an embodiment of the first invention.
  • the vehicle model calculation means in the present invention is realized by the processing of the vehicle model calculation means 24 as in the first embodiment.
  • the vehicle model according to the present invention is represented by the expressions 1-13, 1-14, 1-13a, of the arithmetic processes of the expressions 1-1 to 1-24 in the first embodiment. This is realized by arithmetic processing in which 1-14a is replaced by the equations 1-13b, 1-14b, 1-13c, and 1-14c, respectively.
  • the lateral acceleration sensor 14 and the lateral acceleration detection means 22f of the observation target amount detection means 22 realize the predetermined position actual lateral acceleration detection means in the present invention.
  • the lateral acceleration model value calculating means, the lateral acceleration deviation calculating means, and the skid motion state quantity estimated value determining means in the present invention are obtained by a part of the processing of the vehicle motion estimating unit 24d. Realized.
  • the lateral acceleration model value calculating means is realized by the process of the resultant force calculation unit 24c (the process of S112) and the process of calculating the sensor-sensitive lateral acceleration estimated value Accy_sensor_estm by the above formula 1-52a or 1-52b.
  • the Accy_sensor_estm corresponds to the predetermined position lateral acceleration model value in the present invention.
  • the lateral acceleration deviation calculating means is realized by the process of calculating the vehicle center-of-gravity lateral acceleration deviation Accy_err according to the expression 1-53.
  • the Accy_err corresponds to the lateral acceleration deviation in the present invention.
  • the skid motion state quantity estimated value determining means is realized just like the first embodiment.
  • the fourth B embodiment is an embodiment of the fifth invention.
  • the vehicle model calculation means in the present invention is realized by the processing of the vehicle model calculation means 24 as in the second embodiment.
  • the vehicle model according to the present invention is represented by the expressions 1-13, 1-14, 1-13a, of the arithmetic processes of the expressions 1-1 to 1-24 in the first embodiment. This is realized by arithmetic processing in which 1-14a is replaced by the formulas 1-13b, 1-14b, 1-13c, and 1-14c, respectively.
  • the correspondence between the 4B embodiment and the present invention is the same as the correspondence between the second embodiment and the present invention.
  • the vehicle center-of-gravity skid speed estimated value Vgy_estm is not fed back to the calculation process of the vehicle center-of-gravity skid speed model estimated value Vgy_predict, as in the second embodiment.
  • Vgy_estm may be fed back to the calculation process of the vehicle center-of-gravity skid speed model estimated value Vgy_predict.
  • the vehicle center-of-gravity skid speed Vgy is estimated as an example of the side-slip motion state quantity of the vehicle has been described as an example.
  • the vehicle center-of-gravity skid speed Vgy or Vgy instead of this, the vehicle gravity center side slip angle ⁇ g may be estimated.
  • the position of the center of gravity of the vehicle 1 is used as the predetermined position of the vehicle in the present invention, but a position different from the center of gravity (for example, the front wheels 2-1 and 2-2)
  • the center position on the axle, the center position on the axle of the rear wheels 2-3, 2-4, etc.) is used as the predetermined position of the vehicle in the present invention, and the skid speed and the skid angle at that position are used for the skid motion. You may make it estimate as a state quantity.
  • the road surface friction coefficient ⁇ is estimated by the above-described method. You may make it estimate by the arbitrary well-known methods different from embodiment.
  • the road surface friction coefficient ⁇ is estimated based on the road surface reaction force estimated using the vehicle center-of-gravity skid speed model estimated value Vgy_predict.
  • the road surface friction coefficient ⁇ is estimated.
  • the road surface friction coefficient ⁇ may be estimated based on the road surface reaction force estimated using the vehicle center-of-gravity skid speed estimated value Vgy_estm.
  • the road surface friction coefficient ⁇ may be estimated by an estimation process that does not require an estimated value of the skid motion state quantity of the vehicle 1, or the road surface friction coefficient ⁇ estimation process may be omitted.
  • the estimation of the skid motion state quantity used for each is used The value may not be the same estimated value.
  • the vehicle center-of-gravity skid speed estimated value Vgy_estm may be used in one of the estimation process and the control process, and the vehicle center-of-gravity skid speed model estimated value Vgy_predict may be used in the other process.
  • the driving / braking force estimated value Fsubx_i_estm and the lateral force estimated value Fsuby_i_estm of each wheel 2-i are obtained as the road surface reaction force acting on each wheel 2-i, and these estimated values are used as the basis.
  • the side-slip motion state quantity of the vehicle 1 is estimated, but the side-slip motion of the vehicle 1 is highly dependent on the side force of the side force and driving / braking force of each wheel 2-i.

Abstract

 車輪2-iと路面との間の摩擦特性モデルを含む車両モデルを用い、各車輪2-iの路面反力モデル値Fsubx_i_estm,Fsuby_i_estmを求めると共に横滑り運動状態量モデル値Vgy_predictを求める手段と、路面反力モデル値の合力によって車両の所定の位置に発生する横加速度モデル値Accy_estmと実横加速度検出手段15,22fの出力が示す横加速度検出値Accy_sensとの偏差Accy_errを求める手段と、偏差Accy_errをハイカット特性のフィルタ24d1に通した値を横滑り運動状態量モデル値に加えてなる値を横滑り運動状態量の推定値Vgy_estmとして決定する手段とを備える。

Description

車両横滑り運動状態量推定装置
 本発明は、車両の横滑り運動の状態量としての車両の重心の横滑り角又は横滑り速度を推定する車両横滑り運動状態量推定装置に関する。
 車両の挙動制御等のために、車両の重心の横滑り角や横滑り速度等の該車両の横滑り運動の状態量を推定することが必要となる場合がある。そして、その推定技術としては、例えば特許3669668号公報(以下、特許文献1という)に見られる技術が知られている。この技術では、路面の摩擦係数の推定を行いつつ、その摩擦係数の推定値と車輪の摩擦特性モデルとを用いて車両の各車輪に路面から作用する路面反力(摩擦力)が推定される。そして、その推定された路面反力のうちの車両の横方向の力の総和(合力)によって動力学的に生じる車両の重心の横加速度が推定される。そして、その横加速度の推定値と、車速の検出値と、車両のヨーレートの検出値とから車両の動力学的な運動モデルに基づいて車両の重心の横滑り角の時間的変化率が推定され、この時間的変化率を積分することによって、車両の重心の横滑り角の推定値が求められる。
 特許文献1に見られる如く、車両の各車輪に作用する路面反力(摩擦力)を推定し、その路面反力の推定値を基に、動力学的な運動モデルの演算によって車両の横滑り運動の状態量を推定する技術では、該路面反力の推定値が、結果的に車両の横滑り運動の状態量の推定値に影響を及ぼすこととなる。
 そして、路面反力の推定値は、車輪の摩擦特性(路面との間の摩擦特性)の非線形性や摩擦特性モデルの誤差等の影響を受けやすく、特に、路面の摩擦係数や車両の運動状態が変化する過渡期には、一般に路面反力の推定値の精度が低下し易い。ひいては、車両の横滑り運動の状態量の推定値の精度が低下し易い。また、車両の各車輪に作用する路面反力は、路面のバンク角(カント角)の影響を受け、車両の横滑り運動の状態量が一定であっても、路面のバンク角(カント角)の変化に応じて路面反力が変化する。
 しかるに、特許文献1に見られる技術では、上記路面の摩擦係数や車両の運動状態が変化する過渡期における路面反力の推定値の精度低下や、路面のバンク角の変化に伴う路面反力の変化の影響を補償するための技術が備えられていない。このため、特許文献1に見られる技術では、特に、路面の摩擦係数や車両の運動状態、あるいは路面のバンク角が変化する過渡期において、車両の横滑り運動の状態量の推定値の精度が低下し易いという不都合があった。
 本発明は、かかる背景に鑑みてなされたものであり、摩擦係数や車両の運動状態、あるいは路面のバンク角が変化する過渡期を含めて、車両の横滑り運動の状態量の推定精度を高めることができる車両横滑り運動状態量推定装置を提供することを目的とする。
 本発明の車両横滑り運動状態量推定装置の第1の態様は、かかる目的を達成するために、車両の所定の位置の横滑り角又は横滑り速度を推定対象の横滑り運動状態量とし、該横滑り運動状態量の値を逐次推定する装置であって、
 車両の車輪と路面との間の滑りと該車輪に路面から作用する路面反力との関係を表す摩擦特性モデルを含み、該車両の動力学を表現する車両モデルを用い、少なくとも該車両モデル上での車両の車輪の前記滑りを特定するために必要な実際の車両の挙動に関する所定種類の観測対象量の観測値を該車両モデルに入力しつつ該車両モデルの演算処理を行うことによって、該車両モデル上での車両の各車輪に路面から作用する路面反力のうちの少なくとも横力を含む路面反力の値である路面反力モデル値を求めると共に、該路面反力モデル値の合力によって該車両モデル上の車両に生じる前記横滑り運動状態量の値である横滑り運動状態量モデル値の新たな値を、該路面反力モデル値と該横滑り運動状態量モデル値の過去算出値とを用いて求める車両モデル演算手段と、
 少なくとも車両の横方向の実際の加速度に感応する横加速度センサを含み、該車両の前記所定の位置の横方向の実際の加速度である所定位置実横加速度に応じた出力を発生する所定位置実横加速度検出手段と、
 前記路面反力モデル値の合力が前記車両モデル上の車両における前記所定の位置に発生する該車両の横方向の加速度の値である所定位置横加速度モデル値を該路面反力モデル値を用いて求める横加速度モデル値演算手段と、
 前記所定位置実横加速度検出手段の出力が示す所定位置実横加速度の検出値と、前記所定位置横加速度モデル値との偏差である横加速度偏差を求める横加速度偏差演算手段と、
 前記横加速度偏差をハイカット特性を有するフィルタに通した値、又は、前記横加速度偏差を前記フィルタと所定のゲインを入力値に乗じるゲイン乗算手段とに通した値を補正操作量として決定し、その補正操作量を前記横滑り運動状態量モデル値に加えた値を、実際の車両の横滑り運動状態量の推定値として決定する横滑り運動状態量推定値決定手段とを備えることを特徴とする(第1発明)。
 なお、本発明における“観測値”は、あるセンサ出力から直接的に観測される検出値、又は、観測対象量に関連する1つ以上のセンサ出力から適当なモデルあるいは自然法則を用いて間接的に観測される推定値を意味する。このことは、後述の他の発明においても同様である。
 上記第1発明によれば、前記車両モデル演算手段は、前記車両モデルを用い、少なくとも該車両モデル上での車両の車輪の前記滑りを特定するために必要な実際の車両の挙動に関する所定種類の観測対象量の観測値を該車両モデルに入力しつつ、該車両モデルの演算処理を行うことによって、前記路面反力モデル値を求める。この場合、より詳しくは、例えば、前記所定種類の観測対象量の観測値から、車両の動力学に基づいて車両の各車輪の前記滑りを特定(推定)し、その滑りを前記摩擦特性モデルに入力することで、車両の各車輪に作用する路面反力のうちの少なくとも横力を含む路面反力の値である前記路面反力モデル値を求めることができる。
 なお、前記所定種類の観測対象量の観測値は、前記摩擦特性モデルにおける車輪と路面との間の滑りを、前記車両モデルで用いる車両の動力学に基づいて特定するために必要な観測対象量の観測値であれば良い。そのような観測対象量は、前記摩擦特性モデルを含む車両モデルの構造に合わせて選定しておけばよい。
 また、車輪と路面との間の滑りを特定するために、上記観測対象量の観測値だけでなく、車両の横滑り運動状態量の値が必要となるような場合には、前記横滑り運動状態量モデル値の過去算出値(過去に既に算出された値。好ましくは、過去算出値のうちの最新値)を用いればよい。
 また、車両の横滑り運動は、各車輪に作用する路面反力のうちの摩擦力である駆動・制動力と横力とに依存し、特に、該横力に対する依存性が高い。従って、求める路面反力モデル値は、各車輪の少なくとも横力を含む路面反力の値であることが望ましい。
 そして、車両モデル演算手段は、上記の如く求めた路面反力モデル値の合力(車両モデル上の車両の全ての車輪についての路面反力モデル値の合力)によって該車両モデル上の車両に生じる前記横滑り運動状態量の値である横滑り運動状態量モデル値を求める。この場合、路面反力の合力(主に横力の合力)が外力として車両に作用することに起因して、動力学的に車両の運動が規定されることとなる。
 このため、例えば車両の各車輪に作用する路面反力と、車両の前記所定の位置での横方向の運動との間の関係を表す動力学モデルに、上記路面反力モデル値を入力して、該路面反力モデル値と前記横滑り運動状態量モデル値の過去算出値(好ましくは、過去算出値のうちの最新値)を用いて、該動力学モデルの演算を行うことにより前記横滑り運動状態量モデル値の新たな値を求めることができる。
 例えば、車両モデル上での各車輪の路面反力の合力と横滑り運動状態量の時間的変化率との間の動力学的関係と、前記路面反力モデル値とに基づいて、該路面反力モデル値の合力に起因して生じる横滑り運動状態量の時間的変化率を算出し、その時間的変化率を逐次積分する(横滑り運動状態量の過去算出値に累積加算する)ことで、横滑り運動状態量モデル値を逐次求めることができる。
 また、第1発明では、前記所定位置実加速度検出手段が前記所定位置実横加速度に応じた出力を発生する。また、前記車両モデル演算手段により求められた各車輪の路面反力モデル値の合力が前記車両モデル上の車両における前記所定の位置に発生する該車両の横方向の加速度の値である所定位置横加速度モデル値が、横加速度モデル値演算手段によって、該路面反力モデル値を用いて求められる。
 なお、横加速度モデル値演算手段は、車両モデル演算手段に包含されていてもよい。
 また、前記横加速度センサが実際の車両の前記所定の位置に搭載されている場合には、該横加速度センサの出力がそのまま、前記所定位置実横加速度を示す出力として機能することとなる。
 一方、前記横加速度センサの搭載位置が実際の車両の前記所定の位置と異なる位置である場合には、例えば、該横加速度センサのの出力と車両に搭載したヨーレートセンサ(又はヨー角加速度を検出するセンサ)の出力とから、前記所定位置実横加速度に応じた出力を生成することができる。
 そして、第1発明では、前記所定位置実横加速度検出手段の出力が示す前記所定位置実横加速度の検出値と、前記所定位置横加速度モデル値との偏差である横加速度偏差が横加速度偏差演算手段により求められる。
 ここで、本願発明者の検討によれば、特に、車両が走行している路面のバンク角(カント角)がほぼ一定に保たれている状況では、路面の摩擦係数や車両の運動状態が変化する過渡期において、前記横加速度偏差には、実際の車両の前記所定の位置での横滑り運動状態量の値(真値)に対する前記横滑り運動状態量モデル値の誤差の影響が顕著に現れる。
 より詳しくは、前記横加速度偏差をローカット特性を有するフィルタと入力値を積分する積分手段とに通した値は、路面の摩擦係数や車両の運動状態が変化する過渡期において、前記横滑り運動状態量モデル値に対応する車両の所定の位置の横滑り速度の、実際の値(真値)に対する誤差に近似するものとなる。
 さらに、前記横加速度偏差を、上記の如くローカット特性を有するフィルタと入力値を積分する積分手段とに通す処理は、等価的に、前記横加速度偏差を、ハイカット特性を有するフィルタに通す処理、あるいは、該フィルタと所定値のゲインを入力値に乗じるゲイン乗算手段とに通す処理に置き換えることができる。そして、この置き換えを行った場合には、演算誤差が蓄積し易い上記積分手段を省略できる。
 そこで、第1発明では、前記運動状態量推定値決定手段は、前記横加速度偏差をハイカット特性を有するフィルタに通した値、又は、前記横加速度偏差を前記フィルタと所定のゲインを入力値に乗じるゲイン乗算手段とに通した値を補正操作量として決定するようにした。
 そして、該運動状態量推定値決定手段は、その補正操作量を前記横滑り運動状態量モデル値に加えた値を、実際の車両の横滑り運動状態量の推定値として決定する。
 これにより、路面の摩擦係数や車両の運動状態が変化する過渡期において、前記横滑り運動状態量モデル値よりも、実際の車両の所定の位置での横滑り運動状態量の値(真値)により近づくように該横滑り運動状態量モデル値を前記補正操作量により補正してなる値を、該横滑り運動状態量の推定値として決定することが可能となる。
 ひいては、路面の摩擦係数や車両の運動状態が変化する過渡期における車両の所定の位置での横滑り運動状態量の推定値の精度を、横滑り運動状態量モデル値よりも高めることが可能となる。
 また、前記横加速度偏差を積分手段に通す処理が不要であるので、前記補正操作量に、横加速度偏差の積分に伴う演算誤差が蓄積するのを防止できる。このため、前記補正操作量の信頼性を高め、ひいては、車両の横滑り運動状態量の推定値の精度を高めることができる。
 かかる第1発明では、前記車両の所定の位置としては、例えば該車両の重心の位置が挙げられる(第2発明)。
 この第2発明によれば、車両の重心の位置での横滑り運動状態量の推定値を精度よく適切に求めることができる。
 なお、この第2発明では、前記所定位置横加速度モデル値は、前記車両モデル演算手段が求めた路面反力モデル値の合力のうちの車両の横方向の並進力成分の値を車両の質量で除算してなる加速度の値として求めることができる。
 また、上記第1、第2発明では、前記フィルタは、ハイカット特性とローカット特性とを有するバンドパスフィルタであることが好ましい(第3発明)。
 この第3発明によれば、前記横加速度センサの出力のドリフト等に起因して前記横加速度偏差に含まれることがある定常的なオフセット成分を、上記バンドパスフィルタのローカット特性によって除去することができる。ひいては、前記補正操作量の信頼性をさらに高め、車両の横滑り運動状態量の推定値の精度をより一層高めることができる。
 なお、上記バンドパスフィルタは、ハイカット特性のフィルタリング処理とローカット特性のフィルタリング処理とを一括して行うものである必要はなく、それらのフィルタリング処理を順番に行うものであってもよい。
 上記第1~第3発明では、前記所定値のゲインは、例えば前記フィルタのハイカット特性における高周波側の遮断周波数を規定する時定数と同一の値に設定される(第4発明)。
 この第4発明によれば、前記横加速度偏差を、ローカット特性を有するフィルタと積分手段とに通す処理と同等の処理を、ハイカット特性を有するフィルタと前記ゲイン乗算手段とにより容易に実現することができる。
 また、本発明の車両横滑り運動状態量推定装置の第2の態様は、前記の目的を達成するために、車両の所定の位置の横滑り角又は横滑り速度を推定対象の横滑り運動状態量とし、該横滑り運動状態量の値を逐次推定する装置であって、
 車両の車輪と路面との間の滑りと該車輪に路面から作用する路面反力との関係を表す摩擦特性モデルを含み、該車両の動力学を表現する車両モデルを用い、少なくとも該車両モデル上での車両の車輪の前記滑りを特定するために必要な実際の車両の挙動に関する所定種類の観測対象量の観測値を該車両モデルに入力しつつ該車両モデルの演算処理を行うことによって、該車両モデル上での車両の各車輪に路面から作用する路面反力のうちの少なくとも横力を含む路面反力の値である路面反力モデル値を求めると共に、該路面反力モデル値の合力によって該車両モデル上の車両に生じる前記横滑り運動状態量の値である横滑り運動状態量モデル値を求める車両モデル演算手段と、
 少なくとも車両の横方向の実際の加速度に感応する横加速度センサを含み、該車両の前記所定の位置の横方向の実際の加速度である所定位置実横加速度に応じた出力を発生する所定位置実横加速度検出手段と、
 前記路面反力モデル値の合力が前記車両モデル上の車両における前記所定の位置に発生する該車両の横方向の加速度の値である所定位置横加速度モデル値を該路面反力モデル値を用いて求める横加速度モデル値演算手段と、
 前記所定位置実横加速度検出手段の出力が示す所定位置実横加速度の検出値と、前記所定位置横加速度モデル値との偏差である横加速度偏差を求める横加速度偏差演算手段と、
 実際の車両の所定のヨー軸周りの角加速度に応じた出力を発生するヨー角加速度検出手段と、
 前記路面反力モデル値の合力が前記車両モデル上の車両における前記所定のヨー軸周りに発生する角加速度の値であるヨー角加速度モデル値を該路面反力モデル値を用いて求めるヨー角加速度モデル値演算手段と、
 前記ヨー角加速度検出手段の出力が示す角加速度の検出値と、前記ヨー角加速度モデル値との偏差であるヨー角加速度偏差を求めるヨー加速度偏差演算手段と、
 前記横加速度偏差と前記ヨー角加速度偏差とに応じて前記横滑り運動状態量モデル値を補正してなる値を、実際の車両の横滑り運動状態量の推定値として決定する横滑り運動状態量推定値決定手段とを備えることを特徴とする(第5発明)。
 かかる第5発明によれば、前記車両モデル演算手段は、前記第1発明と同様に、前記車両モデルを用い、少なくとも該車両モデル上での車両の車輪の前記滑りを特定するために必要な実際の車両の挙動に関する所定種類の観測対象量の観測値を該車両モデルに入力しつつ、該車両モデルの演算処理を行うことによって、前記路面反力モデル値を求める。この場合、より詳しくは、例えば、前記所定種類の観測対象量の観測値から、車両の動力学に基づいて車両の各車輪の前記滑りを特定(推定)し、その滑りを前記摩擦特性モデルに入力することで、車両の各車輪に作用する路面反力のうちの少なくとも横力を含む路面反力の値である前記路面反力モデル値を求めることができる。
 なお、前記所定種類の観測対象量の観測値は、前記摩擦特性モデルにおける車輪と路面との間の滑りを、前記車両モデルで用いる車両の動力学に基づいて特定するために必要な観測対象量の観測値であれば良い。そのような観測対象量は、前記摩擦特性モデルを含む車両モデルの構造に合わせて選定しておけばよい。
 また、車両の横滑り運動は、各車輪に作用する路面反力のうちの摩擦力である駆動・制動力と横力とに依存し、特に、該横力に対する依存性が高い。従って、求める路面反力モデル値は、各車輪の少なくとも横力を含む路面反力の値であることが望ましい。
 そして、車両モデル演算手段は、上記の如く求めた路面反力モデル値の合力(車両モデル上の車両の全ての車輪についての路面反力モデル値の合力)によって該車両モデル上の車両に生じる前記横滑り運動状態量の値である横滑り運動状態量モデル値を求める。この場合、路面反力の合力(主に横力の合力)が外力として車両に作用することに起因して、動力学的に車両の運動が規定されることとなる。このため、例えば車両の各車輪に作用する路面反力と、車両の前記所定の位置での横方向の運動との間の関係を表す動力学モデルに、上記路面反力モデル値を入力して、該動力学モデルの演算を行うことにより前記横滑り運動状態量モデル値を求めることができる。
 例えば、車両モデル上での各車輪の路面反力の合力と横滑り運動状態量の時間的変化率との間の動力学的関係と、前記路面反力モデル値とに基づいて、該路面反力モデル値の合力に起因して生じる横滑り運動状態量の時間的変化率を算出し、その時間的変化率を逐次積分する(横滑り運動状態量の過去算出値に累積加算する)ことで、横滑り運動状態量モデル値を逐次求めることができる。
 なお、横滑り運動状態量の時間的変化率を積分する場合、横滑り運動状態量の過去算出値(好ましくは、過去算出値のうちの最新値)が必要となる。この場合、第5発明においては、その過去算出値として、横滑り運動状態量モデル値の過去算出値を用いる形態と、横滑り運動状態量の推定値の過去算出値を用いる形態とのいずれかの形態を採用することができる。
 また、第5発明では、前記所定位置実加速度検出手段が前記所定位置実横加速度に応じた出力を発生する。また、前記車両モデル演算手段により求められた各車輪の路面反力モデル値の合力が前記車両モデル上の車両における前記所定の位置に発生する該車両の横方向の加速度の値である所定位置横加速度モデル値が、横加速度モデル値演算手段によって、該路面反力モデル値を用いて求められる。
 なお、横加速度モデル値演算手段は、車両モデル演算手段に包含されていてもよい。また、前記横加速度センサが実際の車両の前記所定の位置に搭載されている場合には、該横加速度センサの出力がそのまま、前記所定位置実横加速度を示す出力として機能することとなる。
 一方、前記横加速度センサの搭載位置が実際の車両の前記所定の位置と異なる位置である場合には、例えば、該横加速度センサのの出力と車両に搭載したヨーレートセンサ(又はヨー角加速度を検出するセンサ)の出力とから、前記所定位置実横加速度に応じた出力を生成することができる。
 そして、前記所定位置実横加速度検出手段の出力が示す前記所定位置実横加速度の検出値と、前記所定位置横加速度モデル値との偏差である横加速度偏差が前記横加速度偏差演算手段により求められる。
 さらに、第5発明では、前記ヨー角加速度検出手段が実際の車両の前記所定のヨー軸周りの角加速度に応じた出力を発生する。また、前記車両モデル演算手段により求められた各車輪の路面反力モデル値の合力が前記車両モデル上の車両における前記所定のヨー軸周りに発生する角加速度の値であるヨー角加速度モデル値が、ヨー角加速度モデル値演算手段によって、該路面反力モデル値を用いて求められる。
 なお、各車輪に作用する路面反力の合力によって発生する車両のヨー軸周りのモーメント(ひいては角加速度)は、路面反力のうちの横力に対する依存性が高いので、前記路面反力モデル値が少なくとも横力を含むことによって、該路面反力モデル値を用いて前記ヨー角加速度モデル値を適切に求めることができる。
 そして、前記ヨー角加速度検出手段の出力が示す角加速度の検出値と、前記ヨー角加速度モデル値との偏差であるヨー角加速度偏差が前記ヨー角加速度偏差演算手段により求められる。
 ここで、本願発明者の検討によれば、前記第1発明に関して説明した如く、特に、車両が走行している路面のバンク角(カント角)がほぼ一定に保たれている状況では、路面の摩擦係数や車両の運動状態が変化する過渡期において、前記横加速度偏差には、車両の実際の横滑り運動状態量の値(真値)に対する前記横滑り運動状態量モデル値の誤差の影響が顕著に現れる。従って、このような状況では、横滑り運動状態量モデル値を、前記横加速度偏差に応じて補正することで、横滑り運動状態量モデル値より精度の高い推定値を適切に求めることができると考えられる。
 一方、前記所定位置実横加速度検出手段の前記横加速度センサは、一般に重力加速度にも感応するので、該所定位置実横加速度検出手段の出力が示す所定位置実横加速度の検出値には、路面がバンク角(“0”でないバンク角)を有する場合には、該バンク角の影響分(より詳しくは車両に作用する重力加速度のうちの車両の横方向で実際の路面に平行な方向の成分)が含まれることとなる。
 従って、路面のバンク角が変化するような過渡期においては、車両の実際の横滑り運動状態量が一定であっても(車両の実際の運動状態が定常状態であっても)、該路面のバンク角の変化に応じて前記横加速度偏差が変化する。
 このように路面のバンク角の変化に起因して前記横加速度偏差が変化するような状況では、前記横加速度偏差に応じて前記横滑り運動状態量モデル値を補正すると、その補正により得られた値が、車両の実際の横滑り運動状態量の値(真値)から却って乖離してしまう恐れがある。
 そして、本願発明者の検討によれば、路面のバンク角の変化に起因して前記横加速度偏差が変化するような状況と、路面の摩擦係数や車両の運動状態の変化に起因して前記横加速度偏差が変化するような状況とを比較すると、前者の状況と後者の状況とでは、前記横加速度偏差の極性と前記ヨー角加速度偏差の極性との組合わせに相違が生じる傾向がある。
 そこで、第5発明では、前記横滑り運動状態量推定値決定手段は、前記横加速度偏差と前記ヨー角加速度偏差とに応じて前記横滑り運動状態量モデル値を補正してなる値を、実際の車両の横滑り運動状態量の推定値として決定する。
 これにより、路面の摩擦係数や車両の運動状態が変化する過渡期において、前記横滑り運動状態量モデル値よりも、車両の横滑り運動状態量の推定値が実際の横滑り運動状態量の値(真値)により近づくように該横滑り運動状態量モデル値を補正して、該横滑り運動状態量の推定値を決定することが可能となる。
 ひいては、路面の摩擦係数や車両の運動状態が変化する過渡期における車両の横滑り運動状態量の推定値の精度を、横滑り運動状態量モデル値よりも高めることが可能となる。
 また、路面のバンク角の変化に起因して前記横加速度偏差が変化するような状況では、前記横加速度偏差に応じて前記横滑り運動状態量モデル値を補正することを抑制するようにして、横滑り速度運動状態量の推定値が実際の値(真値)から乖離するのを防止することが可能となる。
 よって、第5発明によれば、摩擦係数や車両の運動状態、あるいは路面のバンク角が変化する過渡期を含めて、車両の横滑り運動の状態量の推定精度を高めることが可能となる。
 かかる第5発明では、前記車両の所定の位置としては、前記第2発明と同様に、例えば該車両の重心の位置が挙げられる(第6発明)。
 この第6発明によれば、車両の重心の位置での横滑り運動状態量の推定精度を高めることが可能となる。
 なお、この第6発明では、前記所定位置横加速度モデル値は、前記車両モデル演算手段が求めた路面反力モデル値の合力のうちの車両の横方向の並進力成分の値を車両の質量で除算してなる加速度の値として求めることができる。
 前記第5発明又は第6発明では、より具体的には、例えば次のような態様の構成を採用することができる。なお、以下に説明する各態様において、“*”は乗算記号を意味する。
 その第1の態様では、前記車両モデル演算手段は、前記横滑り運動状態量モデル値の新たな値を、前記路面反力モデル値と該横滑り運動状態量モデル値の過去算出値とを用いて逐次求める手段を有するように構成され、前記横滑り運動状態量推定値決定手段は、前記横加速度偏差(A)と前記ヨー角加速度偏差(B)とをそれぞれに掛かる2つの重み係数(α1),(α2)を用いて線形結合してなる線形結合値(α1*A+α2*B)を求める線形結合値算出手段と、前記横滑り運動状態量モデル値を補正するための補正操作量の基本値を決定する補正基本値決定手段と、該基本値をハイカット特性を有する第1フィルタに通した値、又は、該基本値を前記第1フィルタと所定値のゲインを入力値に乗じるゲイン乗算手段とに通した値を前記補正操作量として用い、該補正操作量を前記横滑り運動状態量モデル値に加えてなる値を実際の車両の横滑り運動状態量の推定値として決定する補正演算手段とを有するように構成される。
 この場合、前記線形結合値(α1*A+α2*B)における前記2つの重み係数(α1),(α2)は、車両の前方に向かって左向きを車両の横方向の加速度の正の向きとし、且つ、車両を上方から見て反時計回りの向きを車両のヨー軸周りの角加速度の正の向きと定義したとき、実際の車両のニュートラル・ステア・ポイント(以下、NSPという)が該車両の重心よりも後方側に存在する場合に前記2つの重み係数(α1),(α2)が互いに同極性となり、前記NSPが該車両の重心よりも前方側に存在する場合に前記2つの重み係数(α1),(α2)が互いに異なる極性となるように設定される。
 そして、前記補正基本値決定手段は、前記線形結合値(α1*A+α2*B)が、該線形結合値における前記横加速度偏差(A)を含む項(α1*A)と異なる極性となる場合には、“0”を前記基本値として決定し、前記線形結合値(α1*A+α2*B)が、前記横加速度偏差(A)を含む項(α1*A)と同一極性となる場合には、前記線形結合値(α1*A+α2*B)と前記横加速度偏差(A)とのうちの“0”に近い方の値を前記基本値として決定する(第7発明)。
 また、第5発明又は第6発明の第2の態様では、前記車両モデル演算手段は、前記横滑り運動状態量モデル値の新たな値を、前記路面反力モデル値と該横滑り運動状態量モデル値の過去算出値とを用いて逐次求める手段を有するように構成され、前記横滑り運動状態量推定値決定手段は、前記横加速度偏差をローカット特性を有する第2フィルタに通して得られた第2フィルタリング値(A)と、前記ヨー角加速度偏差をローカット特性を有する第3フィルタに通して得られた第3フィルタリング値(B)とを、それぞれに掛かるそれぞれに掛かる2つの重み係数(α1),(α2)を用いて線形結合してなる線形結合値(α1*A+α2*B)を求める線形結合値算出手段と、前記横滑り運動状態量モデル値を補正するための補正操作量の基本値を決定する補正基本値決定手段と、該基本値をハイカット特性を有する第1フィルタに通した値、又は、該基本値を前記第1フィルタと所定値のゲインを入力値に乗じるゲイン乗算手段とに通した値を前記補正操作量として用い、該補正操作量を前記横滑り運動状態量モデル値に加えてなる値を実際の車両の横滑り運動状態量の推定値として決定する補正演算手段とを有するように構成される。
 この場合、前記線形結合値(α1*A+α2*B)における前記2つの重み係数(α1),(α2)は、上記第1の態様(第3発明)と同様に、車両の前方に向かって左向きを車両の横方向の加速度の正の向きとし、且つ、車両を上方から見て反時計回りの向きを車両のヨー軸周りの角加速度の正の向きと定義したとき、実際の車両のニュートラル・ステア・ポイント(以下、NSPという)が該車両の重心よりも後方側に存在する場合に前記2つの重み係数(α1),(α2)が互いに同極性となり、前記NSPが該車両の重心よりも前方側に存在する場合に前記2つの重み係数(α1),(α2)が互いに異なる極性となるように設定される。
 そして、前記補正基本値決定手段は、前記線形結合値(α1*A+α2*B)が、該線形結合値における前記横加速度偏差(A)を含む項(α1*A)と異なる極性となる場合には、“0”を前記基本値として決定し、前記線形結合値(α1*A+α2*B)が、前記横加速度偏差(A)を含む項(α1*A)と同一極性となる場合には、前記線形結合値(α1*A+α2*B)と前記横加速度偏差(A)とのうちの“0”に近い方の値を前記基本値として決定する(第8発明)。
 なお、この第8発明は、線形結合値算出手段だけが第7発明と相違するものである。より詳しくは、第8発明は、線形結合値(α1*A+α2*B)におけるAの値として、前記横加速度偏差の代わりに、該横加速度偏差を前記第2フィルタに通して得られた第2フィルタリング値を用いると共に、前記線形結合値(α1*A+α2*B)におけるBの値として、前記ヨー角加速度偏差の代わりに、該ヨー角加速度偏差を前記第3フィルタに通して得られた第3フィルタリング値を用いたものである。
 これらの第7発明及び第8発明では、前記車両モデル演算手段は、前記横滑り運動状態量モデル値の新たな値を、前記路面反力モデル値と該横滑り運動状態量モデル値の過去算出値とを用いて逐次求める。このため、横滑り運動状態量モデル値の補正してなる値としての横滑り運動状態量の推定値は、横滑り運動状態量モデル値を逐次算出する処理にはフィードバックされず、横滑り運動状態量モデル値は横滑り運動状態の推定値に依存せずに算出される。
 この場合、本願発明者の検討によれば、特に、車両が走行している路面のバンク角(カント角)がほぼ一定に保たれている状況では、路面の摩擦係数や車両の運動状態が変化する過渡期において、前記横加速度偏差をローカット特性を有するフィルタと入力値を積分する積分手段とに通した値は、前記横滑り運動状態量モデル値に対応する車両の所定の位置の横滑り速度の、実際の値(真値)に対する誤差に近似するものとなる。
 さらに、前記横加速度偏差を、上記の如くローカット特性を有するフィルタと入力値を積分する積分手段とに通す処理は、等価的に、前記横加速度偏差を、ハイカット特性を有するフィルタに通す処理、あるいは、該フィルタと所定値のゲインを入力値に乗じるゲイン乗算手段とに通す処理に置き換えることができる。そして、この置き換えを行った場合には、演算誤差が蓄積し易い上記積分手段を省略できる。
 また、例えば、上記第3発明において、前記2つの重み係数(α1),(α2)を上記の如く設定したとき、路面のバンク角の変化に起因して前記横加速度偏差(A)が変化するような状況では、前記線形結合値(α1*A+α2*B)における前記ヨー角加速度偏差(B)を含む項(α2*B)(以降、この項を第2項ということがある)は、前記横加速度偏差(A)を含む項(α1*A)(以降、この項を第1項ということがある)の極性と異なる極性となる傾向がある。
 これに対して、路面の摩擦係数や車両の運動状態の変化に起因して前記横加速度偏差が変化するような状況では、前記線形結合値における第2項(α2*B)は、第1項(α1*A)と同一極性となる傾向がある。
 また、前記線形結合値(α1*A+α2*B)が、前記第1項(α1*A)と異なる極性となる状況は、該第1項(α1*A)と第2項(α1*B)とが互いに異なる極性となり、且つ、第1項(α1*A)の絶対値よりも第2項(α1*B)の絶対値が大きいものとなっている状況である。このため、この状況は、路面のバンク角の変化の影響が強く発生している状況であると考えられる。
 また、前記線形結合値(α1*A+α2*B)が、前記第1項(α1*A)と同一極性となる状況は、第1項(α1*A)と第2項(α1*B)とが互いに同一極性となっている状況と、第1項(α1*A)と第2項(α1*B)とが互いに異なる極性となり、且つ、第1項(α1*A)の絶対値が第2項(α1*B)の絶対値よりも大きいものとなっている状況とのうちのいずれかの状況である。このため、この状況は、路面のバンク角が一定であるか、もしくはその変化の影響が弱く、路面の摩擦係数や車両の運動状態の変化の影響が強く発生している状況であると考えられる。
 さらに、この状況のうち、第1項(α1*A)と第2項(α1*B)とが互いに異なる極性となり、且つ、第1項(α1*A)の絶対値が第2項(α1*B)の絶対値よりも大きいものとなっている状況では、前記線形結合値(α1*A+α2*B)は、前記横加速度偏差(A)よりも“0”に近い(線形結合値の絶対値が横加速度偏差の絶対値よりも小さい)ものとなる場合がある。
 以上説明した線形結合値の極性、該線形結合値の各項の極性に関する事項は、前記第8発明においても同様である。
 なお、第8発明では、前記横加速度偏差そのものの代わりに、該横加速度偏差をローカット特性を有する第2フィルタに通して得られた第2フィルタリング値を用いると共に、前記ヨー角加速偏差そのものの代わりに、該ヨー角加速度偏差をローカット特性を有する第3フィルタに通して得られた第3フィルタリング値を用いる。
 このため、前記横加速度センサやヨー角加速度検出用センサの出力のドリフト等に起因して、前記横加速度偏差やヨー角加速度偏差に定常的なオフセット成分が含まれるような場合に、該オフセット成分を除去することができる。
 従って、前記横加速度偏差やヨー角加速度偏差に定常的なオフセット成分が含まれるような場合であっても、線形結合値の極性、該線形結合値の各項の極性に関する現象が顕著に現れやすい。
 以上説明した現象を踏まえて、第7発明では、前記の如く、前記補正基本値決定手段は、前記線形結合値(α1*A+α2*B)が、該線形結合値における前記横加速度偏差(A)を含む項(α1*A)と異なる極性となる場合には、“0”を前記基本値として決定し、前記線形結合値(α1*A+α2*B)が、前記横加速度偏差(A)を含む項(α1*A)と同一極性となる場合には、前記線形結合値(α1*A+α2*B)と前記横加速度偏差(A)とのうちの“0”に近い方の値を前記基本値として決定する。
 同様に、第8発明では、前記の如く、前記補正基本値決定手段は、前記線形結合値(α1*A+α2*B)が、該線形結合値における前記第2フィルタリング値(A)を含む項(α1*A)と異なる極性となる場合には、“0”を前記基本値として決定し、前記線形結合値(α1*A+α2*B)が、前記第2フィルタリング値(A)を含む項(α1*A)と同一極性となる場合には、前記線形結合値(α1*A+α2*B)と前記横加速度偏差(A)とのうちの“0”に近い方の値を前記基本値として決定する。
 このようにして決定される基本値は、前記第1項(α1*A)と第2項(α1*B)との間の上記した極性の関係を反映させて、前記横加速度偏差(A)を調整した値としての意味を持つ。
 そして、第7発明及び第8発明では、横滑り運動状態量推定値決定手段の補正演算手段は、上記の如く決定した基本値をハイカット特性を有する第1フィルタに通した値、又は、該基本値を前記第1フィルタと所定値のゲインを入力値に乗じるゲイン乗算手段とに通した値を前記補正操作量として用い、該補正操作量を前記横滑り運動状態量モデル値に加えてなる値を実際の車両の横滑り運動状態量の推定値として決定する。
 これにより、第7発明及び第8発明によれば、路面の摩擦係数や車両の運動状態の変化に起因して前記横加速度偏差が変化するような状況では、前記線形結合値又は横加速度偏差に応じて前記横滑り運動状態量モデル値を適切に補正してなる値(横滑り運動状態量モデル値に補正操作量を加えた値)を、横滑り運動状態量の推定値として決定することができる。ひいては、該推定値の精度を、横滑り運動状態量モデル値よりも高めることができる。
 さらに、路面のバンク角の変化に起因して前記横加速度偏差が変化するような状況では、該横加速度偏差に応じて前記横滑り運動状態量モデル値を補正することが抑制されるか、もしくは、その補正が行われないこととなる。換言すれば、横滑り運動状態量の推定値の横滑り運動状態量モデル値からの変更量が相対的に少なめに制限されるか、もしくは、横滑り運動状態量の推定値が横滑り運動状態量モデル値と同一値に決定される。
 このため、実際の横滑り運動状態量が一定に保たれているような状況で、横加速度偏差に影響を及ぼす路面のバンク角の変化に起因して、横滑り運動状態量の推定値が、実際の値に対して不適切に変動したり、該実際の値から乖離してしまうような事態が発生するのを防止することができる。
 また、特に第8発明では、前記横加速度偏差やヨー角加速度偏差に定常的なオフセット成分が含まれるような場合であってもその影響を排除することができる。従って、前記横加速度センサやヨー角加速度検出用センサの出力のドリフト等に起因して、横滑り運動状態量モデル値を不適切に補正してしまうような事態を防止することができる。ひいては、横滑り運動状態量の推定値の精度や安定性をより高めることができる。
 補足すると、第7発明及び第8発明では、前記第1フィルタは、ハイカット特性に加えてローカット特性をも有するフィルタ(すなわちバンドパスフィルタ)であってもよい。
 また、第8発明では、前記第2フィルタ及び第3フィルタは、ローカット特性に加えてハイカット特性をも有するフィルタ(すなわちバンドパスフィルタ)であってもよい。
 ところで、前記第5発明又は第6発明では、前記車両モデル演算手段における横滑り運動状態量モデル値の算出処理において、該横滑り運動状態量モデル値の補正してなる値としての横滑り運動状態量の推定値を、横滑り運動状態量モデル値を逐次算出する処理にフィードバックして、新たな横滑り運動状態量モデル値を算出する時に、該横滑り運動状態量モデル値の過去算出値の代わりに、横滑り運動状態量の推定値の過去算出値を用いて新たな横滑り運動状態量モデル値を算出するようにする形態を採用することもできる。
 この場合には、横滑り運動状態量モデル値を補正操作量により補正してなる値を横滑り運動状態量の推定値として決定するようにした場合、その補正分が横滑り運動状態量モデル値の算出処理で積分されることとなる。
 従って、この場合には、前記第7発明及び第8発明に関して説明した積分手段(横加速度偏差を通す積分手段)が、実質的に横滑り運動状態量モデル値の算出処理に包含されることとなる。このため、この場合には、前記第7発明及び第8発明に関して説明したハイカット特性を有する第1フィルタ及びゲイン乗算手段を省略することができる。
 そこで、前記第5発明又は第6発明では、前記第1及び第2の態様だけでなく、例えば次のような第3の態様又は第4の態様の構成を採用することもできる。
 その第3の態様では、前記車両モデル演算手段は、前記横滑り運動状態量モデル値の新たな値を、前記路面反力モデル値と前記横滑り運動状態量の推定値の過去算出値とを用いて逐次求める手段を有するように構成され、前記横滑り運動状態量推定値決定手段は、前記横加速度偏差(A)と前記ヨー角加速度偏差(B)とをそれぞれに掛かる2つの重み係数(α1),(α2)を用いて線形結合してなる線形結合値(α1*A+α2*B)を求める線形結合値算出手段と、前記横滑り運動状態量モデル値を補正するための補正操作量の基本値を決定する補正基本値決定手段と、該基本値、又は該基本値をローカット特性を有する第4フィルタに通した値を前記補正操作量として用い、該補正操作量を前記横滑り運動状態量モデル値に加えてなる値を実際の車両の横滑り運動状態量の推定値として決定する補正演算手段とを有するように構成される。
 この場合、前記線形結合値(α1*A+α2*B)における前記2つの重み係数(α1),(α2)は、前記第3発明及び第4発明と同様に、車両の前方に向かって左向きを車両の横方向の加速度の正の向きとし、且つ、車両を上方から見て反時計回りの向きを車両のヨー軸周りの角加速度の正の向きと定義したとき、実際の車両のニュートラル・ステア・ポイント(以下、NSPという)が該車両の重心よりも後方側に存在する場合に前記2つの重み係数(α1),(α2)が互いに同極性となり、前記NSPが該車両の重心よりも前方側に存在する場合に前記2つの重み係数(α1),(α2)が互いに異なる極性となるように設定される。
 そして、前記補正基本値決定手段は、前記第7発明と同様に、前記線形結合値(α1*A+α2*B)が、該線形結合値における前記横加速度偏差(A)を含む項(α1*A)と異なる極性となる場合には、“0”を前記基本値として決定し、前記線形結合値(α1*A+α2*B)が、前記横加速度偏差(A)を含む項(α1*A)と同一極性となる場合には、前記線形結合値(α1*A+α2*B)と前記横加速度偏差(A)とのうちの“0”に近い方の値を前記基本値として決定する(第9発明)。
 また、前記第5発明又は第6発明の第4の態様では、前記車両モデル演算手段は、前記横滑り運動状態量モデル値の新たな値を、前記路面反力モデル値と前記横滑り運動状態量の推定値の過去算出値とを用いて逐次求める手段を有するように構成され、前記横滑り運動状態量推定値決定手段は、前記横加速度偏差をローカット特性を有する第5フィルタに通して得られた第5フィルタリング値(A)と、前記ヨー角加速度偏差をローカット特性を有する第6フィルタに通して得られた第6フィルタリング値(B)とを、それぞれに掛かるそれぞれに掛かる2つの重み係数(α1),(α2)を用いて線形結合してなる線形結合値(α1*A+α2*B)を求める線形結合値算出手段と、前記横滑り運動状態量モデル値を補正するための補正操作量の基本値を決定する補正基本値決定手段と、該基本値、又は該基本値をローカット特性を有する第4フィルタに通した値を前記補正操作量として用い、該補正操作量を前記横滑り運動状態量モデル値に加えてなる値を実際の車両の横滑り運動状態量の推定値として決定する補正演算手段とを有するように構成される。
 この場合、前記線形結合値(α1*A+α2*B)における前記2つの重み係数(α1),(α2)は、前記第3発明及び第4発明と同様に、車両の前方に向かって左向きを車両の横方向の加速度の正の向きとし、且つ、車両を上方から見て反時計回りの向きを車両のヨー軸周りの角加速度の正の向きと定義したとき、実際の車両のニュートラル・ステア・ポイント(以下、NSPという)が該車両の重心よりも後方側に存在する場合に前記2つの重み係数(α1),(α2)が互いに同極性となり、前記NSPが該車両の重心よりも前方側に存在する場合に前記2つの重み係数(α1),(α2)が互いに異なる極性となるように設定される。
 そして、前記補正基本値決定手段は、第8発明と同様に、前記線形結合値(α1*A+α2*B)が、該線形結合値における前記第5フィルタリング値(A)を含む項(α1*A)と異なる極性となる場合には、“0”を前記基本値として決定し、前記線形結合値(α1*A+α2*B)が、前記第5フィルタリング値(A)を含む項(α1*A)と同一極性となる場合には、前記線形結合値(α1*A+α2*B)と前記横加速度偏差(A)とのうちの“0”に近い方の値を前記基本値として決定する(第10発明)。
 なお、この第10発明は、換言すれば、線形結合値算出手段だけが第9発明と相違するものである。より詳しくは、第10発明は、線形結合値(α1*A+α2*B)におけるAの値として、前記横加速度偏差の代わりに、該横加速度偏差を前記第5フィルタに通して得られた第5フィルタリング値を用いると共に、前記線形結合値(α1*A+α2*B)におけるBの値として、前記ヨー角加速度偏差の代わりに、該ヨー角加速度偏差を前記第6フィルタに通して得られた第6フィルタリング値を用いたものである。
 これらの第9発明及び第10発明では、前記第7発明及び第8発明と同様に、前記基本値決定手段によって、前記線形結合値(α1*A+α2*B)における第1項(α1*A)と第2項(α1*B)との間の前記した極性の関係を反映させて、前記横加速度偏差(A)を調整した値としての前記基本値を決定することができる。
 なお、第10発明では、前記横加速度偏差そのものの代わりに、該横加速度偏差をローカット特性を有する第5フィルタに通して得られた第5フィルタリング値を用いると共に、前記ヨー角加速偏差そのものの代わりに、該ヨー角加速度偏差をローカット特性を有する第6フィルタに通して得られた第6フィルタリング値を用いる。
 このため、前記横加速度センサやヨー角加速度検出用センサの出力のドリフト等に起因して、前記横加速度偏差やヨー角加速度偏差に定常的なオフセット成分が含まれるような場合に、該オフセット成分を除去することができる。
 従って、前記横加速度偏差やヨー角加速度偏差に定常的なオフセット成分が含まれるような場合であっても、線形結合値の極性、該線形結合値の各項の極性に関する現象が顕著に現れやすい。従って、前記基本値の信頼性が高まる。
 そして、第9発明及び第10発明では、横滑り運動状態量推定値決定手段の補正演算手段は、上記の如く決定した基本値、又は該基本値をローカット特性を有する第4フィルタに通した値を前記補正操作量として用い、該補正操作量を前記横滑り運動状態量モデル値に加えてなる値を実際の車両の横滑り運動状態量の推定値として決定する。
 この場合、第9発明及び第10発明では、前記車両モデル演算手段は、前記横滑り運動状態量モデル値の新たな値を、前記路面反力モデル値と前記横滑り運動状態量の推定値の過去算出値とを用いて逐次求めるので、横滑り運動状態量モデル値の補正してなる値としての横滑り運動状態量の推定値が、横滑り運動状態量モデル値を逐次算出する処理にフィードバックされ、横滑り運動状態量モデル値は横滑り運動状態の推定値に依存して算出される。
 このため、車両モデル演算手段における横滑り運動状態量モデル値の算出処理において、前記第7発明及び第8発明に関して説明した積分手段(横加速度偏差を通す積分手段)が、実質的に横滑り運動状態量モデル値の算出処理に包含されることとなる。
 従って、前記基本値、又は該基本値をローカット特性を有する第4フィルタに通した値を前記補正操作量として用い、該補正操作量を前記横滑り運動状態量モデル値に加えてなる値を実際の車両の横滑り運動状態量の推定値として決定することによって、第7発明及び第8発明と同様の効果を奏することができる。
 すなわち、路面の摩擦係数や車両の運動状態の変化に起因して前記横加速度偏差が変化するような状況では、前記線形結合値又は横加速度偏差に応じて前記横滑り運動状態量モデル値を適切に補正してなる値を、横滑り運動状態量の推定値として決定することができる。ひいては、該推定値の精度を、横滑り運動状態量モデル値よりも高めることができる。
 さらに、路面のバンク角の変化に起因して前記横加速度偏差が変化するような状況では、該横加速度偏差に応じて前記横滑り運動状態量モデル値を補正することが抑制されるか、もしくは、その補正が行われないこととなる。このため、横加速度偏差に影響を及ぼす路面のバンク角の変化に起因して、横滑り運動状態量の推定値が、実際の値に対して不適切に変動したり、該実際の値から乖離してしまうような事態が発生するのを防止することができる。
 また、特に第10発明では、前記横加速度偏差やヨー角加速度偏差に定常的なオフセット成分が含まれるような場合であってもその影響を排除することができる。従って、前記横加速度センサやヨー角加速度検出用センサの出力のドリフト等に起因して、横滑り運動状態量モデル値を不適切に補正してしまうような事態を防止することができる。ひいては、横滑り運動状態量の推定値の精度や安定性をより高めることができる。
 さらに前記基本値をローカット特性を有する第4フィルタに通した値を前記補正操作量として用いた場合には、前記横加速度センサやヨー角加速度検出用センサの出力のドリフト等に起因して、前記基本値に定常的なオフセット成分が含まれてしまうような場合に、その影響を排除して、横滑り運動状態量モデル値を不適切に補正してしまうような事態を防止することができる。ひいては、横滑り運動状態量の推定値の精度や安定性をより高めることができる。
 補足すると、第9発明及び第10発明では、前記第4フィルタは、ローカット特性に加えてハイカット特性をも有するフィルタ(すなわちバンドパスフィルタ)であってもよい。また、第10発明では、前記第5フィルタ及び第6フィルタは、ローカット特性に加えてハイカット特性をも有するフィルタ(すなわちバンドパスフィルタ)であってもよい。
実施形態における車両の概略構成を示す図。 図2(a),(b)は、実施形態の説明で用いる代表的な参照符号を視覚的に示す図。 第1実施形態における制御装置の主要な機能を示すブロック図。 第1実施形態における制御装置の処理を示すフローチャート。 図3に示す車両モデル演算手段の機能を示すブロック図。 図6(a),(b)は、図5に示す車輪スリップ率推定部の処理を説明するためのグラフ。 図7(a),(b)は、図5に示す車輪横滑り角推定部の処理を説明するためのグラフ。 図5に示す車輪スリップ率推定部の他の形態の処理を説明するためのグラフ。 図5に示す車両運動推定部において車両の横滑り運動状態量の推定値を求める処理を示すフローチャート。 図10(a)~(c)は図9のフローチャートのS114-3の処理を示すブロック図。 図3に示すμ推定手段の機能を示すブロック図。 図3に示すμ推定手段の処理を示すフローチャート。 第2実施形態における車両モデル演算手段の機能を示すブロック図。 図13に示す車両運動推定部において車両の横滑り運動状態量の推定値を求める処理を示すフローチャート。 図14のフローチャートのS114-9の処理を示すブロック図。 図14のブロック図の破線枠内の処理の代わりの処理の一例を示すフローチャート。 第3実施形態における図14のフローチャートのS114-9の処理を示すブロック図。 第4実施形態における制御装置の主要な機能を示すブロック図。 図18に示すバンク角推定手段の処理を示すフローチャート。 図18に示す勾配角推定手段の処理を示すフローチャート。
 以下に、本発明の実施形態を説明する。まず、図1を参照して、本明細書の実施形態における車両の概略構成を説明する。
 図1に示す如く、車両1は、複数の車輪2-i(i=1,2,…)を備え、これらの車輪2-i(i=1,2,…)に図示しないサスペンション装置を介して車体1Bを支持している。
 実施形態の車両1は、より詳しくは、左右一対の前輪2-1,2-2、及び左右一対の後輪2-3,2-4の計4個の車輪2-i(i=1,2,3,4)を備える。この場合、車輪2-i(i=1,2,3,4)のうちの前輪2-1,2-2は駆動輪であると共に操舵輪であり、後輪2-3,2-4は従動輪であると共に非操舵輪である。
 以降の説明では、車両1の左前側の車輪2-1を第1車輪2-1、右前側の車輪2-2を第2車輪2-2、左後側の車輪2-3を第3車輪2-3、右後側の車輪2-4を第4車輪2-4ということがある。
 また、車輪2-i(i=1,2,3,4)のうちの任意の車輪を表現する場合には、“(i=1,2,3,4)”というような記載を省略し、単に“車輪2-i”又は“第i車輪2-i”ということがある。
 また、車輪2-i(i=1,2,3,4)以外の要素(構成部品、物理量等)で、個々の第i車輪2-iに関連する要素の参照符号には、添え字“i”を付加する。この場合において、車輪2-i(i=1,2,3,4)のうちの特定の1つの車輪に対応する要素については、該要素の参照符号に、添え字“i”の代わりに、当該特定の車輪に対応するiの値(1又は2又は3又は4)を付加する。
 車両1には、駆動輪を回転駆動するための駆動系が備えられている。この駆動系は、実施形態では、車体1Bに搭載された動力発生源としてのエンジン3を有する。
 そして、該駆動系は、このエンジン3の動力(出力トルク)を変速機4aを含む動力伝達機構4を介して駆動輪としての前輪2-1,2-2に伝達することによって前輪2-1,2-2を回転駆動する。この場合、エンジン3の動力は、車両1の図示しないアクセルペダルの踏み込み操作量に応じて制御される。
 また、車両1には、操舵輪を操舵するための操舵系が備えられている。この操舵系は、実施形態では、車体1Bの運転席前方に配置されたステアリングホイール5を有し、ステアリングホイール5の回転操作に連動させて、図示しない操舵機構により操舵輪としての前輪2-1,2-2を操舵する。
 該操舵機構は、例えばラック・アンド・ピニオン等の機械式の操舵機構、あるいは、電動モータ等の操舵用アクチュエータを有するアクチュエータ付き操舵機構(所謂、パワー・ステアリング装置)により構成される。
 また、車両1には、その走行を制動するための制動系が備えられている。この制動系は、実施形態では、各車輪2-i毎に、ディスクブレーキ等の摩擦式の制動機構7-i(i=1,2,3,4)を有する。
 これらの制動機構7-i(i=1,2,3,4)は、制動系油圧回路6に接続されており、この制動系油圧回路6から付与される油圧(ブレーキ圧)によって、それぞれに対応する車輪2-iの回転を制動する制動力を発生する。
 この場合、制動系油圧回路6は、基本的には、車両1のブレーキペダル(図示省略)の踏み込み操作に連動して、該ブレーキペダルの踏み込み操作量(踏力)に応じたブレーキ圧を各制動機構7-iに付与する。
 そして、実施形態の車両1では、制動系油圧回路6は、各制動機構7-iに付与するブレーキ圧を(ひいては、各車輪2-iの制動力を)、後述する制御装置20から与えられる制御指令に応じて調整することが可能となっている。
 さらに、車両1は、上記駆動系、操舵系、及び制動系に加えて、後述する観測対象量を検出するための各種のセンサと、車両1の挙動制御等を行う制御装置20とを備える。
 実施形態では、センサとして、例えば、各車輪2-iの回転角速度に応じた出力をそれぞれ発生する車輪回転角速度センサ8-i(i=1,2,3,4)、各車輪2-iの制動機構7-iに付与されるブレーキ圧に応じた出力をそれぞれ発生するブレーキ圧センサ9-i(i=1,2,3,4)、ステアリングホイール5の操舵角(回転角度)に応じた出力を発生するステアリング操舵角センサ10、変速機3の動作状態(変速比など)に応じた出力を発生する変速機センサ11、車両1のアクセルペダル(図示省略)の踏み込み操作量に応じた出力を発生するアクセルセンサ12、車両1のヨー軸周り(車体1Bの上下方向の軸周り)の角速度であるヨーレートに応じた出力を発生するヨーレートセンサ13、車両1のロール軸方向(車体1Bの前後方向)の加速度に応じた出力を発生する前後加速度センサ14、車両1のピッチ軸方向(車体1Bの横方向(左右方向))の加速度に応じた出力を発生する横加速度センサ15が車両1に搭載されている。
 制御装置20は、CPU、RAM、ROM等を含む電子回路ユニットであり、上記の各センサの出力(検出データ)が入力される。そして、制御装置20は、入力された検出データと、あらかじめ記憶保持した設定データとを使用しつつ、あらかじめ実装されたプログラムに基づく所定の演算処理を実行することで、車両1の挙動を制御する。
 この場合、制御装置20は、例えば各制動機構7-iによる各車輪2-iの制動力を制動系油圧回路6を介して制御することによって、車両1のヨー軸周りの回転運動(旋回運動)や横滑り運動などの挙動を目標とする挙動に制御する機能を有する。
 また、制御装置20は、車両1の挙動の制御処理を実行するために、車両1の横滑り運動の状態量(横滑り角、横滑り速度等)を逐次推定したり、車両1が走行している路面の摩擦係数を逐次推定する機能も有する。
 以上が本明細書で説明する各実施形態における車両1の概略構成である。
 なお、本発明を適用する車両は上記の構成の車両1に限られるものではない。例えば、車両1の駆動系の動力発生源は電動モータであってもよい。あるいは、エンジンと電動モータとの両方が動力発生源として車両1に搭載されていてもよい。
 また、車両1の駆動輪は、後輪2-3,2-4であってもよく、あるいは、前輪2-1,2-2および後輪2-3,2-4の両方であってもよい。また、駆動系は、動力発生源から各駆動輪に付与する駆動力を各別に調整することができるように構成されていてもよい。
 また、車両1の操舵系は、前輪2-1,2-2をステアリングホイール5の回転操作に連動させて操舵することに加えて、後輪2-3,2-4を適宜、アクチュエータにより操舵するように構成されていてもよい。また、車輪の個数は4個でなくてもよい。
 次に、図2(a),(b)を参照しつつ、以降の各実施形態の説明で用いる主要な参照符号(変数)及び用語について説明する。
 図2(a),(b)中の↑V1、↑F1等のように、“↑”を先頭に付した変数はベクトル量を表す。ベクトル量は、それを適当な座標系を用いて成分表示する場合に、列ベクトル(行ベクトルの転置ベクトル)の形態で表現されるものとする。
 なお、実施形態の説明では、ベクトル量同士の掛け算(すなわち外積)の算術記号として“×”を用い、スカラー量同士の掛け算やスカラー量とベクトル量との掛け算等、外積以外の掛け算の算術記号として“*”を用いる。また、行ベクトルの転置を示す場合には、その行ベクトルの成分表示の右上に添え字“T”を付する。
 “車体座標系”は、車体1Bの前後方向をX軸方向、車体1Bの横方向(左右方向)をY軸方向とする座標系である。この場合、車体1Bの前向きをX軸の正の向き、車体1Bの左向きをY軸の正の向きとする。
 なお、車体座標系のX軸方向は、単に、車両1の前後方向又はロール軸方向ということもある。また、車両座標系のY軸方向は、単に、車両1の横方向又はピッチ軸方向ということもある。また、車両1のヨー軸方向(車体1Bの上下方向)は、車体座標系のXY平面に直交(X軸及びY軸に直交)するものとする。
 “第i車輪座標系”は、車両1をヨー軸方向で上方から見た状態において、第i車輪2-iの回転面(第i車輪2-iの回転軸に直交する面)と平行な方向(第i車輪2-iの前後方向)をx軸方向、第i車輪2-iの回転軸と平行な方向(第i車輪2-iの左右方向(横方向))をy軸とする座標系である。
 この場合、第i車輪2-iの前向きをx軸の正の向き、第i車輪2-iの左向きをy軸の正の向きとする。なお、第i車輪座標系のxy平面は、車体座標系のXY平面と平行であり、車両1のヨー軸方向に直交するものとする。
 補足すると、本明細書での“直交”及び“平行”は、それぞれ、厳密な意味での直交、平行だけを意味するものではなく、近似的な直交、平行であってもよい。
 “δi”は、第i車輪2-iの舵角(以降、単に車輪舵角ということもある)を表す。各車輪舵角δiは、より詳しくは、車両1をヨー軸方向で上方から見た状態において、第i車輪2-iの回転面が車体座標系のX軸方向に対してなす角度である。なお、実施形態の車両1では、後輪2-3,2-4は非操舵輪であるので、常にδ3=δ4=0である。
 “↑Vg”は、車体座標系のXY平面に投影して見た、路面に対する車両1の重心点の移動速度ベクトル(以降、車両重心速度ベクトルという)を表す。
 この車両重心速度ベクトル↑Vgは、車体座標系のX軸方向成分とY軸方向成分とから成るベクトルである。この場合、車両重心速度ベクトル↑VgのX軸方向成分をVgx、Y軸方向成分をVgyと表記し、それぞれを車両重心前後速度Vgx、車両重心横滑り速度Vgyという。
 なお、車両重心前後速度Vgxは、別の言い方をすれば、車両1の走行速度(車速)としての意味を持つ。また、図2(a),(b)での図示を省略するが、車両重心前後速度Vgxの時間的変化率(微分値)を車両重心前後速度変化率Vgdot_x、車両重心横滑り速度Vgyの時間的変化率(微分値)を車両重心横滑り速度変化率Vgdot_yという。
 “βg”は車両1の重心点の横滑り角(以降、車両重心横滑り角という)を表す。
 車両重心横滑り角βgは、より詳しくは、車両重心速度ベクトル↑Vgが車体座標系のX軸方向に対してなす角度である。従って、βg=tan-1(Vgy/Vgx)である。
 “↑Vi”は、車体座標系のXY平面に投影して見た、路面に対する第i車輪2-iの接地部の移動速度ベクトル(以降、第i車輪2-iの進行速度ベクトル、又は単に車輪進行速度ベクトルという)を表す。
 各車輪進行速度ベクトル↑Viは、車体座標系のX軸方向成分とY軸方向成分とから成るベクトルである。この場合、図2(a),(b)での図示を省略するが、各車輪進行速度ベクトル↑ViのX軸方向成分をVx_i、Y軸方向成分をVy_iと表記する。
 “↑Vsub_i”は、第i車輪座標系のxy平面に投影して見た、路面に対する第i車輪2-iの接地部の移動速度ベクトル(以降、車輪座標系上車輪進行速度ベクトルという)を表す。
 各車輪座標系上車輪進行速度ベクトル↑Vsub_iは第i車輪座標系のx軸方向成分とy軸方向成分とから成るベクトルである。この場合、図2(a),(b)での図示を省略するが、各車輪座標系上車輪進行速度ベクトル↑Vsub_iのx軸方向成分をVsubx_i、y軸方向成分をVsuby_iと表記する。
 なお、各車輪2-iの車輪座標系上車輪進行速度ベクトル↑Vsub_iと、前記車輪進行速度ベクトル↑Viとは、それらを表現する座標系が異なるだけであり、空間的な向き及び大きさが互いに同一のベクトル量である。
 “βi”は、第i車輪2-iの横滑り角(以降、単に車輪横滑り角ということもある)を表す。
 各車輪横滑り角βiは、より詳しくは、第i車輪2-iの車輪座標系上車輪進行速度ベクトル↑Vsub_iが第i車輪座標系のx軸方向に対してなす角度である。従って、βi=tan-1(Vsuby_i/Vsubx_i)である。
 “β0i”は第i車輪2-iの車輪進行速度ベクトル↑Viが車体座標系のX軸方向に対してなす角度(=βi+δi。以降、車輪位置横滑り角という)を表す。なお、実施形態では、後輪2-3,2-4は非操舵輪であるので、β03=β3、β04=β4である。このため、β03,β04の図示は省略している。
 “γ”は車両1のヨー軸周りの角速度、すなわち、ヨーレートを表す。
 “df”は車両1の横方向(車体座標系のY軸方向)における前輪2-1,2-2の間の間隔(すなわち前輪2-1,2-2のトレッド)、“dr”は車両1の横方向(車体座標系のY軸方向)における後輪2-3,2-4の間の間隔(すなわち後輪2-3,2-4のトレッド)を表す。以降、dfを前輪トレッド、drを後輪トレッドという。
 “Lf”はδ1=δ2=0の状態の前輪2-1,2-2の車軸(回転軸)と、車両1の重心点との間の距離(車両1の前後方向での距離)、“Lr”は後輪2-3,2-4の車軸(回転軸)と、車両1の重心点との間の距離(車両1の前後方向での距離)を表す。以降、Lfを前輪車軸・重心間距離、Lrを後輪車軸・重心間距離という。
 “↑Pi”は、車両1をヨー軸方向で上方から見た状態において、車両1の重心点から見た第i車輪2-iの位置ベクトル(以降、単に車輪位置ベクトルということもある)を表す。
 各車輪位置ベクトル↑Piは、車体座標系のX軸方向成分とY軸方向成分とから成るベクトルである。この場合、図2(a),(b)での図示は省略するが、各車輪位置ベクトル↑PiのX軸方向成分をPx_i、Y軸方向成分をPy_iと表記する。
 なお、車体座標系のY軸方向での車両1の重心点の位置が、車両1の車幅の中心線上に存在する場合には、↑P1=(Lf,df/2)T、↑P2=(Lf,-df/2)T、↑P3=(-Lr,dr/2)T、↑P4=(-Lr,-dr/2)Tとなる。
 “↑Fi”は、車体座標系のXY平面に投影して見た、第i車輪2-iの路面反力(第i車輪2-iに路面から作用する並進力ベクトル)を表す。以降、↑Fiを車輪2次元路面反力又は2次元路面反力という。
 この車輪2次元路面反力↑Fiは、車体座標系のX軸方向成分とY軸方向成分とから成るベクトルである。ここで、各車輪2-iに路面から作用する路面反力は、空間的(3次元的)には、第i車輪座標系のx軸方向の並進力成分である駆動・制動力と、y軸方向の並進力成分である横力と、ヨー軸方向の並進力成分である接地荷重との合力ベクトルである。
 従って、車輪2次元路面反力↑Fiは、第i車輪2-iの駆動・制動力と横力との合力ベクトル(これは路面から第i車輪2-iに作用する摩擦力に相当する)を車体座標系で表現してなるベクトルである。
 この場合、図2(a),(b)での図示は省略するが、車輪2次元路面反力↑FiのX軸方向成分をFx_i、Y軸方向成分をFy_iと表記する。なお、以降の説明では、各車輪2-iの駆動・制動力と横力と接地荷重との合力ベクトルとしての空間的な路面反力を、車輪3次元路面反力又は3次元路面反力という。また、各車輪2-iの3次元路面反力のヨー軸方向成分としての接地荷重をFz_iと表記する。
 “↑Fsub_i”は、第i車輪座標系のxy平面に投影して見た、第i車輪2-iの路面反力(以降、車輪座標系上車輪2次元路面反力という)を表す。
 各車輪座標系上車輪2次元路面反力↑Fsub_iは、第i車輪座標系のx軸方向成分とy軸方向成分とから成るベクトルである。この場合、図2(a),(b)での図示は省略するが、各車輪座標系上車輪2次元路面反力↑Fsub_iのx軸方向成分をFsubx_i、y軸方向成分をFsuby_iと表記する。
 x軸方向成分Fsubx_iは、換言すれば、第i車輪2-iの駆動・制動力であり、y軸方向成分Fsuby_iは、換言すれば、第i車輪2-iの横力である。なお、第i車輪2-iの車輪座標系上車輪2次元路面反力↑Fsub_iと、第i車輪2-iの前記車輪2次元路面反力↑Fiとは、それらを表現する座標系が異なるだけであり、空間的な向き及び大きさが互いに同一のベクトル量である。
 “↑Fg_total”は、車輪2-i(i=1,2,3,4)に作用する路面反力の合力(前記車輪3次元路面反力(i=1,2,3,4)の合力)によって、車両1の重心点に作用する空間的な並進力ベクトル(以降、全路面反力合成並進力ベクトルという)を表す。
 この場合、図2(a),(b)での図示は省略するが、全路面反力合成並進力ベクトル↑Fg_totalのうちの、車体座標系のX軸方向成分をFgx_total、車体座標系のY軸方向成分をFgy_total、ヨー軸方向成分をFgz_totalと表記する。また、Fgx_totalを全路面反力合成前後力、Fgy_totalを全路面反力合成横力ということがある。
 “Mgz_total”は、車輪2-i(i=1,2,3,4)に作用する路面反力の合力(前記第i車輪3次元路面反力(i=1,2,3,4)の合力)によって、車両1の重心点でヨー軸周りに作用するモーメント(以降、全路面反力合成ヨーモーメントという)を表す。なお、前記車輪3次元路面反力(i=1,2,3,4)の合力のうちのヨー軸方向成分Fgz_totalは、全路面反力合成ヨーモーメントMgz_totalに寄与しない。
 従って、全路面反力合成ヨーモーメントMgz_totalは、実質的には、前記車輪2次元路面反力↑Fi(i=1,2,3,4)の合力、すなわち、全ての車輪2-i(i=1,2,3,4)の駆動・制動力及び横力の合力によって、車両1の重心点でヨー軸周りに作用するモーメントを表す。
 補足すると、本明細書の実施形態では、車輪2-i(i=1,2,3,4)に作用する路面反力の合力を、車両1に作用する外力の全体と見なす。
 より詳しく言えば、車両1に作用する外力としては、各車輪2-iに路面から作用する路面反力の他に、空気抵抗等もあるが、実施形態では、路面反力以外の外力は、車輪2-i(i=1,2,3,4)に作用する路面反力の合力に比して、無視し得る程度に十分に小さいものと見なす。
 従って、上記↑Fg_total及びMgz_totalは、それぞれ、車両1に作用する外力の全体によって車両1の重心点に作用する並進力ベクトル、モーメントとしての意味を持つ。
 “NSP”は、車両1のニュートラル・ステア・ポイントを表す。NSPは、δ1=δ2=0として車両1が走行している状態で、車両重心横滑り角βg(≠0)が発生したときに、全ての車輪2-i(i=1,2,3,4)にそれぞれ作用する横力Fsuby_i(i=1,2,3,4)の合力の着力点(作用点)を意味する。
 より詳しくは、NSPは、車両1をヨー軸方向で上方から見た状態において、車両1の重心点を通って車体座標系のX軸方向(車両1の前後方向)に延在する直線と、全ての車輪2-i(i=1,2,3,4)にそれぞれ作用する横力Fsuby_i(i=1,2,3,4)の合力の作用線との交点を意味する。
 “Lnsp”は、車体座標系のX軸方向(車両1の前後方向)での車両1の重心点と、NSPとの距離(以降、車両重心・NSP間距離という)を表す。
 なお、車両1の重心点よりもNSPが後方側に存在する場合に、車両重心・NSP間距離Lnspの値を正の値とし、車両1の重心点よりもNSPが前方側に存在する場合に、車両重心・NSP間距離Lnspの値を負の値とする。
 “Mnsp”は、車輪2-i(i=1,2,3,4)に作用する路面反力の合力(前記車輪3次元路面反力(i=1,2,3,4)の合力又は前記車輪2次元路面反力↑Fi(i=1,2,3,4)の合力)によって、NSPでヨー軸周りに作用するモーメント(以降、NSPヨーモーメントという)を表す。
 NSPヨーモーメントMnspは、換言すれば前記全路面反力合成ヨーモーメントMgz_totalと、前記全路面反力合成並進力ベクトル↑Fg_totalがNSPでヨー軸周りに発生させるモーメント(=Lnsp*Fgy_total)との総和のモーメントである。
 補足すると、実施形態では、ヨー軸周りの角度、角速度、角加速度等、ヨー軸周りの回転運動に関する状態量(δi、βi、γ等)と、ヨー軸周りのモーメント(Mgz_total、Mnsp等)とに関しては、車両1をヨー軸方向で上方から見た状態で、反時計周りの向きを正の向きとする。
 また、図2(a),(b)での図示は省略するが、以降の説明では、上記した変数(参照符号)の他に、次のような変数も使用する。
 “θh”はステアリングホイール5の操舵角(回転角度。以降、ステアリング操舵角という)を表す。
 “γdot”は車両1のヨー軸周りの角加速度(以降、ヨー角加速度という)を表す。
 “ωw_i”は第i車輪2-iの回転角速度(以降、単に車輪回転角速度ということがある)、“Rw_i”は第i車輪2-iの有効半径(以降、単に車輪有効半径ということがある)、“Vw_i”は、ωw_iとRw_iとの積(=ωw_i*Rw_i)として定義される第i車輪2-iの車輪速度(すなわち、第i車輪2-iの回転中心から見た、第i車輪2-iの接地部の周方向速度)を表す。
 なお、各車輪速度Vw_iは、第i車輪2-iの滑りが無い状態では、前記車輪座標系上車輪進行速度ベクトル↑Vsub_iのx軸方向成分Vsubx_iに一致する。
 “κi”は第i車輪2-iのスリップ率(縦滑り率。以降、単に車輪スリップ率ということがある)、“Tq_i”は第i車輪2-iに車両1の駆動系から付与される駆動トルクと、車両1の制動系から付与される制動トルクとの総和のトルク(以降、単に車輪トルクということがある)、“Iw_i”は第i車輪2-iの慣性モーメント(以降、単に車輪慣性モーメントということがある)を表す。
 “m”は車両1全体の質量(以降、車両質量という)、“Iz”は車両1の重心点での車両1全体のヨー軸周りの慣性モーメント(以降、車両ヨー慣性モーメントという)を表す。
 “Accx”は、前記車両重心前後速度変化率Vgdot_xに、車両1の旋回運動に伴う遠心力に起因して該車両1の重心点に生じる加速度のうちの車体座標系のX軸方向成分(=-Vgy*γ)を加え合わせてなる加速度(=Vgdot_x-Vgy*γ)を表す。
 また、“Accy”は、前記車両重心横滑り速度変化率Vgdot_yに、車両1の旋回運動に伴う遠心力に起因して該車両1の重心点に生じる加速度のうちの車体座標系のY軸方向成分(=Vgx*γ)を加え合わせてなる加速度(=Vgdot_y+Vgx*γ)を表す。
 換言すれば、“Accx”、“Accy”は、それぞれ、車体座標系で見た車両1の重心点の運動の加速度(車体座標系での重心点の位置の2階微分値)のX軸方向成分、Y軸方向成分を表す。以降、“Accx”を車両重心前後加速度、“Accy”を車両重心横加速度という。
 “μ”は路面の摩擦係数(各車輪2-iとの間の摩擦係数。以降、路面摩擦係数ということがある)を表す。
 なお、実施形態での路面摩擦係数μは、標準的な乾燥路面など、ある基準状態の路面(以降、基準路面という)と各車輪2-iとの間の摩擦係数を基準とする相対的な摩擦係数である。また、路面摩擦係数μは、いずれの車輪2-i(i=1,2,3,4)の接地箇所でも同一であるとみなす。
 “θbank”は路面のバンク角(以降、路面バンク角ということがある)、“θslope”は路面の勾配角(以降、路面勾配角ということがある)を表す。
 路面バンク角θbankは、車両1のロール軸方向で見た、水平面に対する路面の傾斜角であり、路面勾配角θslopeは、車両1のピッチ軸方向で見た、水平面に対する路面の傾斜角である。
 なお、路面バンク角θbankは、自動車工学の分野では一般に、路面のカント角と言われるものであるが、本明細書では、バンク角という用語を用いる。また、本明細書の実施形態では、路面上の車両1が右下がりの傾斜姿勢となる場合の路面バンク角θbankを正の角度とする。また、路面上の車両1が前下がりの傾斜姿勢となる場合の路面勾配角θslopeを正の角度とする。
 “Rot(δi)”は、第i車輪座標系で表現したベクトル量(第i車輪座標系のx軸方向成分及びy軸方向成分からなるベクトル量)を、車体座標系で表現したベクトル量(車体座標系のX軸方向成分及びY軸方向成分からなるベクトル量)に変換するための座標変換行列を表す。
 座標変換行列R(δi)は、第i車輪2-iの舵角δiに依存して定まる行列(2次の正方行列)であり、列ベクトル(cos(δi),sin(δi))T、(-sin(δi),cos(δi))Tをそれぞれ第1列の成分、第2列の成分とする行列である。
 この場合、あるベクトル量↑Aの第i車輪座標系での表記を(ax,ay)T、車体座標系での表記を(Ax,Ay)Tとすると、(Ax,Ay)Tと(ax,ay)Tとの間の関係は、(Ax,Ay)T=Rot(δi)*(ax,ay)Tとなる。
 従って、前記各車輪2-iの車輪進行速度ベクトル↑Viと、車輪座標系上車輪進行速度ベクトル↑Vsub_iとの間の関係は、↑Vi=Rot(δi)*↑Vsub_iにより与えられる。同様に、前記各車輪2-iの車輪2次元路面反力↑Fiと、車輪座標系上車輪2次元路面反力↑Fsub_iとの間の関係は、↑Fi=Rot(δi)*↑Fsub_iにより与えられる。
 なお、車体座標系で表現したベクトル量を、第i車輪座標系で表現したベクトル量に変換するための座標変換行列、すなわち、Rot(δi)の逆行列は、Rot(-δi)となる。
 また、以降の説明では、実際の値(真値)の状態量やベクトル量等を表現する場合に、“実ヨーレート”等というように、該状態量やベクトル量等の名称(呼称)の先頭に“実”を付することがある。
 そして、この場合に、“γ_act”等というように、該状態量やベクトル量等を表す変数(参照符号)の末尾に、“_act”を付加する。
 さらに、状態量やベクトル量の観測値(検出値もしくは推定値)を表現する場合に、例えば“ヨーレート検出値”、“ヨーレート推定値”等というように、該状態量やベクトル量等の名称(呼称)の末尾に“検出値”や“推定値”を付する。
 この場合、原則として、後述する車両モデル演算手段24で算出された観測値又はその算出された観測値を基に生成される他の観測値に対しては、“推定値”を使用する。
 但し、車両モデル演算手段24での動力学的な演算(車両の動力学を表現する動力学モデルの演算)によって算出される観測値であって、該観測値を適宜修正することによって各演算処理周期における最終的な“推定値”が決定されるような観測値については、最終的な“推定値”と区別するために、“モデル推定値”という。また、車両モデル演算手段24で算出された観測値を使用することなく、あるセンサの出力を基に得られる観測値に対しては、“検出値”を使用する。
 そして、“検出値”には、“γ_sens”等というように、変数(参照符号)の末尾に“_sens”を付加し、“推定値”には、“γ_estm”等というように、変数(参照符号)の末尾に“_estm”を付加する。
 さらに、“モデル推定値”には、“γ_predict”等というように、変数(参照符号)の末尾に“_predict”を付加する。
 また、状態量の時間的変化率(時間による微分値)を表現する場合には、“γdot”等というように、その状態量の変数(参照符号)中に、“dot”を付加する。
 以上説明したことを前提として、以下に、本発明の実施形態を詳細に説明する。
 [第1実施形態]
まず、第1実施形態における前記制御装置20の処理を具体的に説明する。本実施形態では、図3のブロック図で示す如く、制御装置20は、その主要な機能的手段として、観測対象量検出手段22、車両モデル演算手段24、及びμ推定手段26を備える。
 観測対象量検出手段22は、車両1の前記した各種センサの出力(検出データ)から、車両1の挙動に関する所定種類の観測対象量を検出する処理を実行し、該観測対象量の検出値を生成する手段である。
 本実施形態では、観測対象量検出手段22による観測対象量には、操舵輪(前輪)2-1,2-2の実舵角δ1_act,δ2_actと、実車輪速度Vw_i_act(i=1,2,3,4)と、車両1の実ヨーレートγ_act及び実ヨー角加速度γdot_actと、実車両重心前後加速度Accx_act及び実車両重心横加速度Accy_actと、実車輪トルクTq_i_act(i=1,2,3,4)とが含まれる。
 これらの観測対象量の検出値を生成するために、観測対象量検出手段22は、前輪2-1,2-2の車輪舵角検出値δ1_sens,δ2_sensを生成する車輪舵角検出手段22aと、車輪速度検出値Vw_i_sens(i=1,2,3,4)を生成する車輪速度検出手段22bと、ヨーレート検出値γ_sensを生成するヨーレート検出手段22cと、ヨー角加速度検出値γdot_sensを生成するヨー角加速度検出手段22dと、車両重心前後加速度検出値Accx_sensを生成する前後加速度検出手段22eと、車両重心横加速度検出値Accy_sensを生成する横加速度検出手段22fと、車輪トルク検出値Tq_i_sens(i=1,2,3,4)を生成する車輪トルク検出手段22gとを備える。
 車両モデル演算手段24は、各車輪2-iと路面との間の滑りと該車輪2-iに路面から作用する路面反力との関係を表現する摩擦特性モデルと、車両1に作用する外力と該車両1の運動との関係を表現する車両運動モデルとを含む車両1の動力学モデル(以降、単に車両モデルということがある)を用いて、各車輪2-iに作用する路面反力を推定すると共に、その路面反力が外力として車両1に作用することによって動力学的に発生する車両1の運動の状態量を推定する処理を実行する手段である。
 この処理のために、車両モデル演算手段24には、観測対象量検出手段22で生成された所定種類の観測対象量の検出値(本実施形態では、該検出値のうちのδ1_sens,δ2_sens,Vw_i_sens,γ_sens,Accy_sens,Accy_sens,Tq_i_sens)が入力されると共に、μ推定手段26で既に決定された最新の路面摩擦係数推定値μ_estmが入力される。そして、車両モデル演算手段24は、これらの入力値と上記車両モデルとを用いて、各車輪2-iの路面反力や車両1の運動の状態量を推定する。
 なお、車両モデル演算手段24は、各車輪2-iの路面反力や車両1の運動の状態量を推定するために、上記の入力値だけでなく、過去の演算処理周期で既に求めた車両1の運動の状態量の推定値(モデル推定値を含む)も使用する。
 この車両モデル演算手段24が求める推定値は、路面反力に関する推定値である路面反力推定値と、車両1の前後方向(ロール軸方向)及び横方向(ピッチ軸方向)の並進運動、並びにヨー軸周りの回転運動に関する状態量の推定値(モデル推定値を含む)である車両運動状態量推定値とに大別される。
 この場合、路面反力推定値には、各車輪2-iの駆動・制動力Fsubx_i及び横力Fsuby_iの推定値と接地荷重Fz_iの推定値とが含まれると共に、全路面反力合成並進力ベクトル推定値↑Fg_total_estm(Fgx_total_estm及びFgy_total_estm)と、全路面反力合成ヨーモーメント推定値Mgz_total_estmとが含まれる。
 また、車両運動状態量推定値には、ヨーレート推定値γ_estm、車両重心前後速度推定値Vgx_estm、車両重心横滑り速度推定値Vgy_estm、車両重心横滑り速度モデル推定値Vgy_predict等が含まれる。
 この場合、本実施形態では、より詳しくは、ヨーレートγ、車両重心前後速度Vgx、車両重心横滑り速度Vgyに関しては、それぞれモデル推定値が算出されると共に、それぞれのモデル推定値を適宜修正することによって、各演算処理周期での最終的な推定値が決定される。
 但し、ヨーレートγに関しては、そのモデル推定値γ_predict及び最終的な推定値γ_estmが、ヨーレート検出値γ_sensに一致もしくはほぼ一致する(γ_sensから乖離しない)ように決定される。
 同様に、車両重心前後速度Vgxに関しては、そのモデル推定値Vgx__predict及び最終的な推定値Vgx_estmが、車速の検出値としての後述の車輪速度選択検出値Vw_i_sens_selectに一致もしくはほぼ一致する(Vw_i_sens_selectから乖離しない)ように決定される。
 μ推定手段26は、車両1が走行している路面の摩擦係数μ(路面摩擦係数μ)を推定する処理を実行する手段である。
 その処理のために、μ推定手段26には、観測対象量検出手段22で生成された観測対象量の検出値のうちのδ1_sens,δ2_sens,γ_sens,γdot_sens,Accy_sensと、車両モデル演算手段24で算出された全路面反力合成並進力ベクトル推定値↑Fg_total_estm(より詳しくは、↑Fg_total_estmのうちの全路面反力合成横力推定値Fgy_total_estm)及び全路面反力合成ヨーモーメント推定値Mgz_total_estmと、車両モデル演算手段24で算出された車両運動状態量推定値のうちの車両重心前後速度推定値Vgx_estmとが入力される。
 そして、μ推定手段26は、これらの入力値を用いて路面摩擦係数μの推定値である路面摩擦係数推定値μ_estmを算出する。
 制御装置20は、上記観測対象量検出手段22、車両モデル演算手段24、及びμ推定手段26によって、図4のフローチャートに示す処理を所定の演算処理周期で逐次実行する。
 なお、以降の説明では、制御装置20の今回の(現在の)演算処理周期で得られた値(検出値、推定値等)と、前回の(1つ前の)演算処理周期で得られた値とを区別するために、前者を“今回値”、後者を“前回値”ということがある。そして、前回値の参照符号には、例えば“γ_estm_p”というように、添え字“_p”を付加する。
 この場合、“前回値”は、制御装置20の過去の演算処理周期で既に得られた値のうちの最新値を意味する。また、“今回値”及び“前回値”を特にことわらない値は、今回値を意味する。
 図4を参照して、制御装置20は、まず、S100において、観測対象量検出手段22の処理を実行する。
 該観測対象量検出手段22は、前記車輪回転角速度センサ8-i(i=1,2,3,4)、ブレーキ圧センサ9-i(i=1,2,3,4)、ステアリング操舵角センサ10、変速機センサ11、アクセルセンサ12、ヨーレートセンサ13、前後加速度センサ14、横加速度センサ15等の各種センサの出力から、観測対象量の検出値δ1_sens、δ2_sens、Vw_i_sens(i=1,2,3,4)、γ_sens、γdot_sens、Accy_sens、Accy_sens、Tq_i_sensを生成する。
 より詳しくは、車輪舵角検出値δ1_sens,δ2_sensは、ステアリング操舵角センサ10の出力から車輪舵角検出手段22aにより生成される。
 ここで、本実施形態では、第1車輪2-1の実舵角δ1_actと、第2車輪2-2の実舵角δ2_actとは互いに同一であり、ひいては、δ1_sens=δ2_sensであると見なす。そこで、以降、前輪2-1,2-2の舵角δ1,δ2を総称的に前輪舵角δfと称し、車輪舵角検出値δ1_sens,δ2_sensを総称的に前輪舵角検出値δf_sensと言う。
 そして、車輪舵角検出手段22aは、ステアリング操舵角センサ10の出力値が示すステアリング操舵角の値(換算値)であるステアリング操舵角検出値θh_sensから、ステアリング操舵角θhと前輪舵角δfとの間のあらかじめ設定された関係(モデルやマップ等)に基づいて、前輪2-1,2-2の共通の舵角検出値としての前輪舵角検出値δf_sens(=δ1_sens=δ2_sens)を求める。
 例えば前輪2-1,2-2の実舵角δ1_act,δ2_actが実ステアリング操舵角θh_actにほぼ比例するように車両1の操舵機構が構成されている場合には、θh_sensにあらかじめ設定された比例定数(所謂、オーバーオールステアリング比)を乗じることでδf_sensが算出される。
 なお、操舵系の操舵機構が、パワー・ステアリング装置のように、操舵用アクチュエータを備える場合には、ステアリング操舵角検出値θh_sensに加えて、あるいは、ステアリング操舵角検出値θh_sensの代わりに、操舵用アクチュエータの動作状態、あるいはそれを規定する状態量を検出し、その検出値を用いて前輪舵角検出値δf_sensを求めるようにしてもよい。
 また、より厳密な操舵系モデル等を用いて前輪2-1,2-2のそれぞれの舵角検出値δ1_sens,δ2_sensを個別に得るようにしてもよい。そして、前輪2-1,2-2のそれぞれの舵角検出値δ1_sens,δ2_sensの平均値(=(δ1_sens+δ2_sens)/2)を、前輪2-1,2-2の実舵角δ1_act,δ2_actを代表する前輪舵角検出値δf_sensとして求めるようにしてもよい。
 車輪速度検出値Vw_i_sens(i=1,2,3,4)は、それぞれに対応する車輪回転角速度センサ8-iの出力から車輪速度検出手段22bにより生成される。
 具体的には、車輪速度検出手段22bは、各車輪2-i毎に、車輪回転角速度センサ8-iの出力値が示す角加速度の値(換算値)である車輪回転角速度検出値ωw_i_sensに、あらかじめ設定された第i車輪2-iの有効半径Rw_iの値を乗じることによって車輪速度検出値Vw_i_sensを求める。
 ヨーレート検出値γ_sens及びヨー角加速度検出値γdot_sensは、ヨーレートセンサ13の出力からヨーレート検出手段22c及びヨー角加速度検出手段22dによりそれぞれ生成される。
 すなわち、ヨーレート検出手段22cは、ヨーレートセンサ13の出力値が示す角速度の値(換算値)をヨーレート検出値γ_sensとして生成する。また、ヨー角加速度検出手段22dは、このヨーレート検出値γ_sensを微分する(時間的変化率を求める)ことによって、あるいは、ヨーレートセンサ13の出力値を微分してなる値が示す角加速度の値(換算値)をヨー角加速度検出値γdot_sensとして生成する。
 なお、ヨー角加速度検出値γdot_sensをヨーレートセンサ13とは別のセンサの出力から生成するようにすることも可能である。
 例えば、車両1のヨー軸方向に直交する方向(例えば車両1のロール軸方向又はピッチ軸方向)に間隔Laccを存して2つの加速度センサを車体1Bに搭載する。この場合、これらの2つの加速度センサは、該2つの加速度センサの間隔方向とヨー軸方向とに直交する方向の加速度に感応するように配置される。
 このようにした場合には、それらの2つの加速度センサのそれぞれの出力値が示す加速度検出値の差を、間隔Laccで除算することによって、ヨー角加速度検出値γdot_sensを生成することができる。
 車両重心前後加速度検出値Accx_sensは、前後加速度センサ14の出力から前記前後加速度検出手段22eにより生成される。また、車両重心横加速度検出値Accy_sensは、横加速度センサ15の出力から前記横加速度検出手段22fにより生成される。
 ここで、本実施形態では、車両1の重心点の位置があらかじめ特定されており、前後加速度センサ14及び横加速度センサ15は、その重心点に位置するように車体1Bに固定されている。なお、前後加速度センサ14及び横加速度センサ15は、一体構造の加速度センサ(2軸の加速度センサ)であってもよい。
 そして、前後加速度検出手段22eは、前後加速度センサ14の出力値が示す加速度の値(換算値)を車両重心前後加速度検出値Accx_sensとして生成する。また、横加速度検出手段22fは、横加速度センサ15の出力値が示す加速度の値(換算値)を車両重心横加速度検出値Accy_sensとして生成する。
 なお、前後加速度センサ14又は横加速度センサ15を車両1の重心点からずれた位置に配置した場合であっても、該センサ14又は15の出力値が示す加速度検出値を、前記ヨー角加速度検出値γdot_sens(又はヨーレート検出値γ_sensの微分値)に応じて補正することで、車両重心前後加速度検出値Accx_sens又は車両重心横加速度検出値Accy_sensを生成することができる。
 例えば、前後加速度センサ14が、車両1の重心点から左側にLyの間隔を存する位置に配置されている場合には、前後加速度センサ14の出力値が示す加速度検出値(センサ14の位置の加速度の検出値)から、ヨー角加速度検出値γdot_sens(又はヨーレート検出値γ_sensの微分値)にLyを乗じてなる値を加算することにより、車両重心前後加速度検出値Accx_sensを生成することができる。
 同様に、横加速度センサ15が、車両1の重心点から前側にLxの間隔を存する位置に配置されている場合には、横加速度センサ15の出力値が示す加速度検出値(センサ15の位置の加速度の検出値)に、ヨー角加速度検出値γdot_sens(又はヨーレート検出値γ_sensの微分値)にLxを乗じてなる値を減算することにより、車両重心横加速度検出値Accy_sensを生成することができる。
 補足すると、前後加速度センサ14が検出する(感応する)加速度は、車両1に作用する外力の全体(合力)によって車両1の重心点に生じる加速度ベクトル(該外力の全体によって車両1の重心点に作用する並進力ベクトルを車両質量mで除算してなる加速度ベクトル)のうちの、車体1Bの前後方向の成分(車体座標系のX軸方向成分)としての意味を持つ。
 この場合、前後加速度センサ14が感応する加速度は、実路面勾配角θslope_actが“0”であれば、本来の検出対象としての実車両重心前後加速度Accx_actそのものとなる。
 一方、実路面勾配角θslope_actが“0”で無い場合には、前後加速度センサ14の感応方向である車体1Bの前後方向(X軸方向)が、水平面に対してθslope_actの傾きを有することとなる。
 このため、前後加速度センサ14は、実車両重心前後加速度Accx_actだけでなく、重力加速度のうちの、車体1Bの前後方向に平行な方向の加速度成分(=-g*sin(θslope_act)。g:重力加速度定数)にも感応する。
 従って、前後加速度センサ14の出力が示す加速度としての車両重心前後加速度検出値Accx_sensは、実際には、実車両重心前後加速度Accx_actに、重力加速度のうちの、車体1Bの前後方向に平行な方向の加速度成分を重畳してなる加速度(=Accx_act-g*sin(θslope_act))の検出値となる(θslope_act=0の場合を含む)。
 上記と同様に、横加速度センサ15が検出する(感応する)加速度は、車両1に作用する外力の全体(合力)によって車両1の重心点に生じる加速度ベクトルのうちの、車体1Bの横方向の成分(車体座標系のY軸方向成分)としての意味を持つ。
 この場合、横加速度センサ15が感応する加速度は、実路面バンク角θbank_actが“0”であれば、本来の検出対象としての実車両重心横加速度Accy_actそのものとなる。
 一方、実路面バンク角θbank_actが“0”で無い場合には、横加速度センサ15の感応方向である車体1Bの横方向(Y軸方向)が、水平面に対してθbank_actの傾きを有することとなる。
 このため、横加速度センサ15は、実車両重心横加速度Accy_actだけでなく、重力加速度のうちの、車体1Bの横方向に平行な方向の加速度成分(=g*sin(θbank_act))にも感応する。
 従って、横加速度センサ15の出力が示す加速度としての車両重心横加速度検出値Accy_sensは、実際には、実車両重心横加速度Accy_actに、重力加速度のうちの、車体1Bの横方向に平行な方向の加速度成分を重畳してなる加速度(=Accy_act+g*sin(θbank_act))の検出値となる(θbank_act=0の場合を含む)。
 以降の説明では、車両重心前後加速度Accxと、重力加速度のうちの、車体1Bの前後方向に平行な方向の加速度成分(=-g*sin(θslope))との和(=Accx-g*sin(θslope))として定義される加速度(すなわち前後加速度センサ14が感応する加速度)を、センサ感応前後加速度Accx_sensorという。
 同様に、車両重心横加速度Accyと、重力加速度のうちの、車体1Bの横方向に平行な方向の加速度成分(=g*sin(θbank)との和(=Accx+g*sin(θbank))として定義される加速度(すなわち横加速度センサ15が感応する加速度)を、センサ感応横加速度Accy_sensorという。
 センサ感応前後加速度Accx_sensorは、θslope=0である場合に、車両重心前後加速度Accxに一致し、センサ感応横加速度Accy_sensorは、θbank=0である場合に、車両重心横加速度Accyに一致する。
 従って、前後加速度検出手段22eが生成する前記車両重心前後加速度検出値Accx_sensと、横加速度検出手段22fが生成する車両重心横加速度検出値Accy_sensは、厳密には、それぞれ、センサ感応前後加速度Accx_sensor、センサ感応横加速度Accy_sensorの検出値を意味する。
 車輪トルク検出値Tq_i_sens(i=1,2,3,4)は、それぞれに対応するブレーキ圧センサ9-iの出力と、アクセルセンサ12及び変速機センサ11の出力とから車輪トルク検出手段22gにより生成される。
 具体的には、車輪トルク検出手段22gは、アクセルセンサ12の出力値が示すアクセルペダルの踏み込み量の検出値から、エンジン3の出力トルク(要求トルク)を認識すると共に、変速機センサ4aの出力値が示す変速機4aの変速比の検出値から、エンジン3と各車輪2-iとの間の減速比を認識する。
 そして、車輪トルク検出手段22gは、認識したエンジン3の出力トルクと、上記減速比とを基に、エンジン3から各車輪2-iに伝達される駆動トルク(車両1の駆動系によって各車輪2-iに付与される駆動トルク)を求める。
 また、車輪トルク検出手段22gは、ブレーキ圧センサ9-iの出力値が示すブレーキ圧検出値を基に、各制動機構7-iから各車輪2-iに付与される制動トルク(車両1の制動系によって各車輪2-iに付与される制動トルク)を求める。
 そして、車輪トルク検出手段22gは、各車輪2-i毎に、求めた駆動トルクと制動トルクとの総和のトルク(合成トルク)の値を、車輪トルク検出値Tq_i_sensとして算出する。
 以上が、S100の処理(観測対象量検出手段22の処理)の詳細である。
 なお、観測対象量検出手段22の処理において、センサの出力を、高周波ノイズ成分を除去するためのハイカットフィルタ等のフィルタに通した上で、各検出手段22a~22gに入力するようにしてもよい。
 あるいは、センサの出力をそのまま使用して得られた観測対象量の検出値を暫定的な検出値とし、その暫定的な検出値をハイカットフィルタ等のフィルタに通すことで、観測対象量の正式な検出値を生成するようにしてもよい。
 また、特に車両重心横加速度検出値Accyについては、車体1Bのロール角(路面に対する車体1Bのロール軸周りの相対傾斜角)を検出又は推定する手段(例えばサスペンションのストロークをセンサにより検出し、その検出値から車体1Bのロール角を算出する手段)を備える場合には、車体1Bのロール運動に伴う横加速度センサ15の出力の影響分(横加速度センサ15が車体1Bのロール角だけ傾くことに起因して加速度センサ15に出力に含まれる重力加速度の影響分)を該ロール角の観測値を用いて推定し、その推定した影響分を横加速度センサ15の出力値が示す加速度検出値から差し引くことで、車両重心横加速度検出値Accyを得ることが望ましい。
 以上の如く観測対象量検出手段22の処理を実行した後、制御装置20は、S102~S116の処理を車両モデル演算手段24により実行する。
 以下、この処理を図4及び図5を参照して詳細に説明する。
 図5に示すように、車両モデル演算手段24は、その機能として、各車輪2-iの接地荷重推定値Fz_i_estmを求める車輪接地荷重推定部24aと、各車輪2-iの車輪座標系上車輪2次元路面反力↑Fsub_iのx軸方向成分の推定値である駆動・制動力推定値Fsubx_i_estm及びy軸方向成分の推定値である横力推定値Fsuby_i_estmを求める車輪摩擦力推定部24bと、全路面反力合成並進力ベクトル↑Fg_total_estm及び全路面反力合成ヨーモーメントMgz_total_estmを求める合力算出部24cと、車両運動状態量推定値(モデル推定値を含む)を求める車両運動推定部24dと、各車輪2-iの車輪進行速度ベクトル推定値↑Vi_estmを求める車輪進行速度ベクトル推定部24eと、各車輪2-iの車輪速度推定値Vw_i_estmを求める車輪運動推定部24fと、各車輪2-iの車輪横滑り角推定値βi_estmを求める車輪横滑り角推定部24gと、各車輪2-iの車輪スリップ率推定値κi_estmを求める車輪スリップ率推定部24hとを備える。
 S102~S116の処理では、まず、S102において、車輪接地荷重推定部24aによって、各車輪2-iの接地荷重推定値Fz_i_estmが算出される。
 この場合、本実施形態では、車輪接地荷重推定部24aは、S100で得られた観測対象量の検出値のうちの車両重心前後加速度検出値Accx_sensと車両重心横加速度検出値Accy_sensとを用いて、次式1-1により、接地荷重推定値Fz_i_estm(i=1,2,3,4)を算出する。
 
Fz_i_estm=Fz0_i+Wx_i*Accx_sens+Wy_i*Accy_sens  ……式1-1
 
 ここで、式1-1におけるFz0_iは、車両1が水平な路面上で停車(静止)している状態での第i車輪2-iの接地荷重Fz_iの値(以下、接地荷重基準値という)、Wx_iは車両重心前後加速度Accxに依存した第i車輪2-iの接地荷重Fz_iの変化分(Fz0_iからの変化分)を規定する重み係数、Wy_iは車両重心横加速度Accyに依存した第i車輪2-iの接地荷重Fz_iの変化分(Fz0_iからの変化分)を規定する重み係数である。これらのFz0_i,Wx_i,Wy_iの値は、あらかじめ設定された所定値である。
 従って、式1-1は、車両1の重心点の加速度(ヨー軸方向に直交する方向の加速度)に伴う各車輪2-iの接地荷重Fz_iの変化分(接地荷重基準値Fz0_iからの増減量)を、車両重心前後加速度検出値Accx_sensと車両重心横加速度検出値Accy_sensとの線形結合によって求め、その変化分を接地荷重基準値Fz0_iに加えてなる値を接地荷重推定値Fz_i_estmとして算出する式である。
 なお、車両重心前後加速度Accx及び車両重心横加速度Accyと、接地荷重Fz_iとの間の関係をマップ化しておき、車両重心前後加速度検出値Accx_sensと車両重心横加速度検出値Accy_sensとから、該マップに基づいて各車輪2-iの接地荷重推定値Fz_i_estmを求めるようにしてもよい。
 また、車両1の図示しないサスペンション装置の動特性を反映させてFz_i_estmを求めるようにしてもよい。
 例えば、車両1のサスペンション装置の動特性を、車体1Bのロール軸周りの回転運動(ロール運動)やピッチ軸周りの回転運動(ピッチ運動)と関連付けてモデル化しておく。そして、ロール運動やピッチ運動に係わる運動状態量、例えばロール軸周りの車体1Bの傾斜角やその変化速度の観測値と、ピッチ軸周りの車体1Bの傾斜角やその変化速度の観測値と、サスペンンション装置の動特性を示す上記モデルとを用いて、サスペンション装置から各車輪2-iに作用する上下方向(ヨー軸方向)の並進力を推定する。
 そして、各車輪2-i毎に、その推定した並進力と、該車輪2-iに作用する重力とを加え合わせることで、各車輪2-iの接地荷重推定値Fz_i_estmを求める。このようにすると、接地荷重推定値Fz_i_estm(i=1,2,3,4)の精度をより高めることができる。
 また、各車輪2-iの接地荷重Fz_iの変化が十分に微小なものと見なせる場合には、S102の処理を省略し、接地荷重推定値Fz_i_estmをあらかじめ定めた所定値(例えば、前記接地荷重基準値Fz0_i)に設定してもよい。
 上記のように、車両重心前後加速度検出値Accx_sensと車両重心横加速度検出値Accy_sensとを使用せずに、接地荷重推定値Fz_i_estm(i=1,2,3,4)を決定する場合には、車輪接地荷重推定部24aへのAccx_sens及びAccy_sensの入力は不要である。
 次いで、S104において、車輪進行速度ベクトル推定部24eによって、各車輪2-iの車輪進行速度ベクトル推定値↑Vi_estmが算出される。
 この場合、車輪進行速度ベクトル推定部24eは、前回の演算処理周期における後述するS114の処理(車両運動推定部24dによる処理)により算出された車両運動状態量推定値(前回値)のうちの車両重心前後速度推定値Vgx_estm_pと、車両重心横滑り速度モデル推定値Vgy_predict_pと、ヨーレート推定値γ_estm_pと、あらかじめ設定された各車輪位置ベクトル↑Pi(=(Px_i,Py_i)T)とから、次式1-2により、各車輪進行速度ベクトル推定値↑Vi_estm(=(Vx_i_estm,Vy_i_estm))を算出する。
 
↑Vi_estm=(Vx_i_estm,Vy_i_estm)
     =(Vgx_estm_p,Vgy_predict_p)
        +(-Py_i*γestm_p,Px_i*γestm_p)
                                          ……式1-2
 
 ここで、式1-2の右辺の第2項は、車両1のヨー軸周りの回転運動(ヨーレートの値がγestm_pとなる回転運動)に起因して生じる、車両1の重心点に対する第i車輪2-iの相対速度(ヨー軸方向に直交する方向の相対速度)を意味する。
 なお、式1-2のヨーレート推定値(前回値)γ_estm_pの代わりに、ヨーレート検出値γ_sens(前回値又は今回値)を使用してもよい。また、式1-2の車両重心前後速度推定値(前回値)Vgx_estm_pの代わりに、後述する車輪速度選択検出値Vw_i_sens_select(前回値又は今回値)を使用してもよい。
 次いで、S106において、車輪スリップ率推定部24hによって、各車輪2-iの車輪スリップ率推定値κi_estmが算出される。
 この場合、車輪スリップ率推定部24hは、S100で得られた観測対象量の検出値のうちの前輪舵角検出値(今回値)δf_sens(=δ1_sens=δ2_sens)と、前回の演算処理周期における後述するS116の処理(車輪運動推定部24fによる演算処理)で算出された車輪速度推定値(前回値)Vw_i_estm_p(i=1,2,3,4)と、S114で算出された車輪進行速度ベクトル推定値(今回値)↑Vi_estm(i=1,2,3,4)とから各車輪スリップ率推定値κi_estmを算出する。
 具体的には、車輪スリップ率推定部24hは、まず、各車輪2-i毎に、車輪進行速度ベクトル推定値↑Vi_estmを次式1-3により車輪座標系上に座標変換することによって、車輪座標系上車輪進行速度ベクトル推定値↑Vsub_i_estmを算出する。
 
↑Vsub_i_estm=Rot(-δi_sens)*↑Vi_estm  ……式1-3
 
 この場合、式1-3において、前輪2-1,2-2については、δ1_sens,δ2_sensの値としては、前輪舵角検出値δf_sensが用いられる。
 また、本実施形態では、後輪2-3,2-4は非操舵輪であるので、式1-3におけるδ3_sens,δ4_sensの値は“0”とされる。従って、後輪2-3,2-4については、↑Vsub_3_estm=↑V3_estm、↑Vsub_4_estm=↑V4_estmであるので、式1-3の演算処理は省略してもよい。
 なお、各車輪座標系上車輪進行速度ベクトル推定値↑Vsub_i_estmのy軸方向成分推定値Vsuby_i_estmを後述の演算処理(S108の処理等)で使用しない場合には、各車輪座標系上車輪進行速度ベクトル推定値↑Vsub_i_estmのx軸方向成分推定値Vsubx_i_estmだけを算出するようにしてもよい。
 そして、車輪スリップ率推定部24hは、各車輪2-i毎に、上記の如く算出した車輪座標系上車輪進行速度ベクトル推定値↑Vsub_i_estmのx軸方向成分推定値Vsubx_i_estmと、車輪速度推定値(前回値)Vw_i_estm_pとから次式1-4により、車輪スリップ率推定値κi_estmを算出する。
 
κi_estm=(Vsubx_i_estm-Vw_i_estm_p)/max(Vsubx_i_estm,Vw_i_estm_p)
                            ……式1-4
 
 この場合、駆動輪である前輪2-1,2-2に車両1の駆動系から駆動力を付与する車両1の加速時には、Vsubx_i_estm≦Vw_i_estm_pとなるので、κi_estm≦0となる。また、各車輪2-iに車両1の制動系から制動力を付与する車両1の減速時には、Vsubx_i_estm≧Vw_i_estm_pとなるので、κi_estm≧0となる。
 なお、式1-4の車輪速度推定値(前回値)Vw_i_estm_pの代わりに、車輪速度検出値Vw_i_sens(前回値又は今回値)を使用してもよい。このようにした場合には、詳細を後述する車輪運動推定部24fは不要である。
 次いで、S108において、車輪横滑り角推定部24gによって、各車輪2-iの車輪横滑り角推定値βi_estmが算出される。
 この場合、車輪横滑り角推定部24gは、S100で得られた観測対象量の検出値のうちの前輪舵角検出値δf_sens(=δ1_sens=δ2_sens)と、S104で算出された車輪進行速度ベクトル推定値↑Vi_estm(i=1,2,3,4)とから各車輪横滑り角推定値βi_estmを算出する。
 具体的には、車輪横滑り角推定部24gは、まず、各車輪2-i毎に、車輪速度進行速度ベクトル推定値↑Vi_estmのX軸方向成分推定値Vx_i_estm及びY軸方向成分推定値Vy_i_estmから次式1-5により、車輪位置横滑り角推定値β0i_estmを算出する。
 
β0i_estm=tan-1(Vy_i_estm/Vx_i_estm)   ……式1-5
 
 そして、車輪横滑り角推定部24gは、各車輪2-i毎に、上記の如く算出した車輪位置横滑り角推定値β0i_estmと、舵角検出値δi_sensとから次式1-6により、車輪横滑り角推定値βi_estmを算出する。
 
βi_estm=β0i_estm-δi_sens   ……式1-6
 
 この場合、式1-6において、前輪2-1,2-2については、δ1_sens,δ2_sensの値としては、前輪舵角検出値δf_sensが用いられる。
 また、本実施形態では、後輪2-3,2-4は非操舵輪であるので、式1-6におけるδ3_sens,δ4_sensの値は“0”とされる。従って、β3_estm=β03_estm、β4_estm=β04_estmである。
 なお、前記式1-3により算出される車輪座標系上車輪進行速度ベクトル推定値↑Vsub_i_estmのx軸方向成分推定値Vsubx_i_estmとy軸方向成分推定値Vsuby_i_estmとから次式1-7により車輪横滑り角推定値βi_estmを算出するようにしてもよい。
 
βi_estm=tan-1(Vsuby_i_estm/Vsubx_i_estm)   ……式1-7
 
 次いで、S110において、車輪摩擦力推定部24bによって、各車輪2-iの車輪座標系上車輪2次元路面反力推定値↑Fsub_i(=(Fsubx_i_estm,Fsuby_i_estm)T)が算出される。
 ここで、車輪摩擦力推定部24bは、各車輪2-iの路面との間の滑りと、該車輪2-iに路面から作用する路面反力との関係を表現する摩擦特性モデルを備える。
 この摩擦特性モデルは、本実施形態では、各車輪2-iに路面から作用する摩擦力としての車輪座標系上車輪2次元路面反力↑Fsub_iのうちの駆動・制動力Fsubx_iと、横力Fsuby_iとをそれぞれ、次式1-8,1-9の如く、第i車輪2-iの滑り状態を示す車輪スリップ率κi及び車輪横滑り角βiと、接地荷重Fz_iと、路面摩擦係数μとを入力パラメータとする関数として表現するモデルである。
 
Fsubx_i=func_fxi(κi,βi,Fz_i,μ)   ……式1-8
Fsuby_i=func_fyi(κi,βi,Fz_i,μ)   ……式1-9
 
 この場合、式1-8の右辺の関数func_fxi(κi,βi,Fz_i,μ)、すなわちFsubx_iと、κi、βi、Fz_i、及びμとの間の関係を規定する関数func_fx_iは、本実施形態の例では、次式1-8aにより表される。
 
func_fx_i(κi,βi,Fz_i,μ)
   =μ*Cslp_i(κi)*Cattx_i(βi)*Fz_i
                   ……式1-8a
 
 この式1-8aにおけるCslp_i(κi)は、車輪スリップ率κiの変化に伴う駆動・制動力Fsubx_iの変化特性を規定する係数、Cattx_i(βi)は、車輪横滑り角βiの変化(ひいては、横力Fsuby_iの変化)に伴う駆動・制動力Fsubx_iの変化特性を規定する係数である。
 Cslp_i(κi)とκiとの間の関係は、例えば図6(a)のグラフで示すように設定される。すなわち、該関係は、係数Cslp_i(κi)が車輪スリップ率κiに対して単調減少関数となるように設定される。
 より詳しくは、κi>0となる状況(車両1の減速時の状況)では、車輪スリップ率κiの大きさが大きくなるに伴い、関数func_fx_iの値(=駆動・制動力Fsubx_i)が負方向(制動力の増加方向)に変化し、且つ、κi<0となる状況(車両1の加速時の状況)では、車輪スリップ率κiの大きさが大きくなるに伴い、関数func_fx_iの値(=駆動・制動力Fsubx_i)が正方向(駆動力の増加方向)に変化するように、Cslp_i(κi)とκiとの間の関係が設定されている。
 なお、図6(a)に示す関係では、係数Cslp_i(κi)が車輪スリップ率κiに対して飽和特性を有する。すなわち、κiの絶対値が大きくなるほど、κiの変化に対するCslp_i(κi)の変化の割合い(Cslp_i(κi)をκiにより微分してなる値)の大きさが小さくなる。
 また、係数Cattx_i(βi)と車輪横滑り角βiとの間の関係は、例えば図6(b)のグラフで示すように設定される。
 すなわち、該関係は、車輪横滑り角βiの絶対値が“0”から大きくなるに伴い、係数Cattx_i(βi)の値が“1”から“0”に近づくように設定される。換言すれば、車輪横滑り角βiの絶対値が大きくなるに伴い、関数func_fx_iの値(=駆動・制動力Fsubx_i)の大きさが小さくなるように、Cattx_i(βi)とβiとの間の関係が設定されている。
 これは、車輪横滑り角βiの絶対値が大きくなると、一般に横力Fsuby_iの大きさが増加し、ひいては、駆動・制動力Fsubx_iの大きさが小さくなるということに対応している。
 従って、式1-8,1-8aにより表される摩擦特性モデルは、第i車輪2-iの駆動・制動力Fsubx_iが、路面摩擦係数μと接地荷重Fz_iとに比例し、且つ、車輪スリップ率κiに対してFsubx_iが単調減少関数となり、且つ、車輪横滑り角βiの絶対値が大きくなるに伴いFsubx_iの大きさが小さくなるという関係を表すモデルである。
 また、式1-9の右辺の関数func_fyi(κi,βi,Fz_i,μ)、すなわちFsuby_iと、κi、βi、Fz_i、及びμとの間の関係を規定する関数func_fyiは、本実施形態の例では、次式1-9aにより表される。
 
func_fy_i(κi,βi,Fz_i,μ)
    =μ*Cbeta_i(βi)*Catty_i(κi)*Fz_i
                     ……式1-9a
 
 この式1-9aにおけるCbeta_i(βi)は、車輪横滑り角βiの変化に伴う横力Fsuby_iの変化特性を規定する係数、Catty_i(κi)は、車輪スリップ率κiの変化(ひいては、駆動・制動力Fsubx_iの変化)に伴う横力Fsuby_iの変化特性を規定する係数である。
 Cbeta_i(βi)とβiとの間の関係は、例えば図7(a)のグラフで示すように設定される。すなわち、該関係は、係数Cbeta_i(βi)が車輪横滑り角βiに対して単調減少関数となるように設定される。
 より詳しくは、βi>0となる状況(Vsuby_i>0となる状況)では、車輪横滑り角βiの大きさが大きくなるに伴い、関数func_fy_iの値(=横力Fsuby_i)が負方向(第i車輪2-iの右向き)に増加し、且つ、βi<0となる状況(Vsuby_i<0となる状況)では、車輪横滑り角βiの大きさが大きくなるに伴い、関数func_fy_iの値(=横力Fsuby_i)が正方向(第i車輪2-iの左向き)に増加するように、Cbeta_i(βi)とβiとの間の関係が設定されている。
 なお、図7(a)に示す関係では、係数Cbeta_i(βi)が車輪横滑り角βiに対して飽和特性を有する。すなわち、βiの絶対値が大きくなるほど、βiの変化に対する係数Cbeta_i(βi)の変化の割合い(Cbeta_i(βi)をβiにより微分してなる値)の大きさが小さくなる。
 また、係数Catty_i(κi)と車輪スリップ率κiとの間の関係は、例えば図7(b)のグラフで示すように設定される。
 すなわち、該関係は、車輪スリップ率κiの絶対値が“0”から大きくなるに伴い、係数Catty_i(κi)の値が“1”から“0”に近づくように設定される。換言すれば、車輪スリップ率κiの絶対値が大きくなるに伴い、関数func_fy_iの値としての横力Fsuby_iの大きさが小さくなるように、Cattyx_i(κi)とκiとの間の関係が設定されている。
 これは、車輪スリップ率κiの絶対値が大きくなると、一般に駆動・制動力Fsubx_iの大きさが増加し、ひいては、横力Fsuby_iの大きさが小さくなるということに対応している。
 従って、式1-9,1-9aにより表される摩擦特性モデルは、第i車輪2-iの横力Fsuby_iが、路面摩擦係数μと接地荷重Fz_iとに比例し、且つ、車輪横滑り角βiに対してFsuby_iが単調減少関数となり、且つ、車輪スリップ率κiの絶対値が大きくなるに伴いFsuby_iの大きさが小さくなるという関係を表すモデルである。
 S110では、車輪摩擦力推定部24bは、上記の如く設定された摩擦特性モデルを用いて、各車輪2-iの車輪座標系上車輪2次元路面反力推定値↑Fsub_iを求める。
 具体的には、車輪摩擦力推定部24bは、各車輪2-i毎に、S106で算出された車輪スリップ率推定値κi_estmと、S108で算出された車輪横滑り角推定値βi_estmと、S102で算出された接地荷重推定値Fz_i_estmと、前回の演算処理周期における後述するS122の処理(μ推定手段26による演算処理)で算出された路面摩擦係数推定値μ_estm_pとをそれぞれ、前記関数func_fxi(κi,βi,Fz_i,μ)及びfunc_fyi(κi,βi,Fz_i,μ)の入力パラメータの値として用い、前記式1-8aの右辺の演算と、式1-9aの右辺の演算とを行う。
 そして、車輪摩擦力推定部24bは、式1-8aの演算により求められた関数func_fxiの値を、車輪座標系上車輪2次元路面反力推定値↑Fsub_iのx軸方向成分推定値である駆動・制動力推定値Fsubx_i_estmとする。
 また、車輪摩擦力推定部24bは、式1-9aの演算により求められた関数func_fyiの値を、車輪座標系上車輪2次元路面反力推定値↑Fsub_iのy軸方向成分推定値である横力推定値Fsuby_i_estmとする。この場合、式1-8aの右辺の演算に必要な係数Cslp_i(κi)の値は、車輪スリップ率推定値κi_estmから、図6(a)に示した関係を表すマップに基づいて決定される。
 また、式1-8aの右辺の演算に必要な係数Catty_i(βi)の値は、車輪横滑り角推定値βi_estmから、図6(b)に示した関係を表すマップに基づいて決定される。
 また、式1-9aの右辺の演算に必要なCbeta_i(βi)の値は、車輪横スリップ率推定値βi_estmから、図7(a)に示した関係を表すマップに基づいて決定される。
 また、式1-9aの右辺の演算に必要な係数Cattx_i(κi)の値は、車輪スリップ率推定値κi_estmから、図7(b)に示した関係を表すマップに基づいて決定される。
 以上により、各車輪2-iに作用する路面反力のうち、路面摩擦係数μに対する依存性を有する路面反力(摩擦力)の推定値として、の駆動・制動力推定値Fsubx_i_estmと横力推定値Fsuby_i_estmとが路面摩擦係数推定値μ_estmの最新値(前回値μ_estm_p)と、摩擦特性モデルとを用いて算出される。
 補足すると、本実施形態では、各車輪2-iの駆動・制動力Fsubx_iが、路面摩擦係数μに比例するように関数func_fx_iを設定したが、例えば、次式1-8bにより、関数func_fx_iを設定してもよい。
 
func_fx_i(κi,βi,Fz_i,μ)
     =Cslp2_i(μ,κi)*Cattx_i(βi)*Fz_i
                     ……式1-8b
 
 この式1-8bにおけるCslp2_i(μ,κi)は、路面摩擦係数μ及び車輪スリップ率κiの変化に伴う駆動・制動力Fsubx_iの変化特性を規定する係数であり、前記式1-8aにおけるμ*Cslp_i(κi)をより一般化したものである。
 この場合、係数Cslp2_i(μ,κi)と路面摩擦係数μ及び車輪スリップ率κiとの間の関係は、例えばマップ等によって図8のグラフで示すように設定される。この関係は、係数Cslp2_i(μ,κi)が車輪スリップ率κiに対して単調減少関数となると同時に、その絶対値が路面摩擦係数μに対して単調増加関数となるように設定される。
 なお、図8では、3種類の路面摩擦係数μの値に対応するCslp2_i(μ,κi)のグラフを代表的に例示している。
 また、図8に示す関係では、係数Cslp2_i(μ,κi)が車輪スリップ率κiに対して飽和特性を持つ。すなわち、κiの絶対値が大きくなると、κiの増加に対する係数Cslp_i(μ,κi)の変化率(Cslp_i(μ,κi)をκiにより偏微分してなる値)の大きさが、κiの絶対値の増加に伴い小さくなる。
 上記の如く関数func_fx_iを設定した場合には、各車輪2-iの駆動・制動力Fsubx_iと路面摩擦係数μとの間に非線形な関係を設定することができる。
 また、各車輪2-iの横力Fsuby_iに係わる関数func_fy_iについても、駆動力Fsubx_iに係わる関数func_fx_iの場合と同様に、式1-9aにおけるμ*Cbeta_i(βi)の代わりに、路面摩擦係数μ及び車輪横滑り角βiの変化に伴う横力Fsuby_iの変化特性を規定する係数Cbeta2_i(μ,βi)を用いるようにしてもよい。
 また、各車輪2-iの横力Fsuby_iに係わる関数func_fy_iは、車輪スリップ率κiの代わりに駆動・制動力Fsubx_iを入力パラメータとして構成してもよい。この場合において、Fsubx_iの値として、前記式1-8a又は式1-8bの関数func_fx_iにより前記した如く求めた駆動・制動力推定値Fsubx_i_estmを用いてもよいが、例えば次のように求められる駆動・制動力検出値Fsubx_i_sensを用いてもよい。
 すなわち、前記S100において、観測対象量検出手段22により生成された各車輪2-iの車輪トルク検出値Tq_i_sensと、車輪速度検出値Vw_i_sensとを基に、次式1-8cにより駆動・制動力検出値Fsubx_i_sensを求める。
 
Fsubx_i_sens=Tq_i_sens/Rw_i-Vwdot_i_sens*Iw_i/Rw_i
                       ……式1-8c
 
 式1-8cの右辺のVwdot_i_sensは、車輪速度検出値Vw_i_sensの時間的変化率(微分値)である。また、式1-8cにおける車輪有効半径Rw_i、車輪慣性モーメントIw_iの値としてはあらかじめ設定された所定値が用いられる。
 なお、式1-8cの右辺の第2項は、車輪回転角速度センサ8-iの出力値が示す車輪回転角速度検出値ωw_i_sensの微分値であるωwdot_i_sensを用いる項ωwdot_i_sens*Iw_i/Rw_iに置き換えてもよい。
 図4の説明に戻って、次に、S112において、合力算出部24cによって、全路面反力合成並進力ベクトル推定値↑Fg_total_estmと全路面反力合成ヨーモーメント推定値Mgz_total_estmとが算出される。
 この場合、合力算出部24cは、S102で算出された各車輪2-iの接地荷重推定値Fz_i_estmと、S110で算出された各車輪2-iの駆動・制動力推定値Fsubx_i_estm及び横力推定値Fsuby_i_estmと、S100で得られた観測対象量の検出値のうちの前輪舵角検出値δf_sens(=δ1_sens=δ2_sens)とから、全路面反力合成並進力ベクトル推定値↑Fg_total_estmと全路面反力合成ヨーモーメント推定値Mgz_total_estmとを算出する。
 具体的には、合力算出部24cは、まず、各車輪2-i毎に、車輪座標系上2次元路面反力ベクトル推定値↑Fsub_i_estm(=(Fsubx_i_estm,Fsuby_i_estm)T)を、次式1-10により車体座標系上に座標変換することで2次元路面反力ベクトル推定値↑Fi_estm=(Fx_i_estm,Fy_i_estm)Tを算出する。
 
↑Fi_estm=Rot(δi_sens)*↑Fsub_i_estm   ……式1-10
 
 この場合、式1-10において、前輪2-1,2-2については、δ1_sens,δ2_sensの値としては、前輪舵角検出値δf_sensが用いられる。
 また、本実施形態では、後輪2-3,2-4は非操舵輪であるので、式1-10におけるδ3_sens,δ4_sensの値は“0”とされる。従って、後輪2-3,2-4については、↑F3_estm=↑Fsub_3_estm、↑F4_estm=↑Fsub_4_estmであるので、式1-10の演算処理は省略してもよい。
 次いで、合力算出部24cは、次式1-11により全路面反力合成並進力ベクトル推定値↑Fg_total_estm(=(Fgx_total_estm,Fgy_total_estm,Fgz_total_estm))を算出すると共に、次式1-12により全路面反力合成ヨーモーメント推定値Mgz_total_estmを算出する。
 
↑Fg_total_estm=(ΣFx_i_estm,ΣFy_i_estm,ΣFz_i_estm)T
                       ……式1-11

Mgz_total_estm=Σ(↑Pi×↑Fi_estm)   ……式1-12
 
 なお、式1-11,1-12におけ“Σ”は、全ての車輪2-i(i=1,2,3,4)についての総和を意味する。また、式1-12の右辺中の↑Pi×↑Fi_estmは、第i車輪2-iの車輪位置ベクトル↑Piと、2次元路面反力ベクトル推定値↑Fi_estmとの外積であるから、第i車輪2-iの2次元路面反力ベクトル推定値↑Fi_estmによって、車両1の重心点に発生するヨー軸周りのモーメントを意味する。
 補足すると、↑Fg_total_estmのうちの、ヨー軸方向成分Fgz_total_estmの算出は省略してもよい。
 次に、S114において、車両運動推定部24dによって、車両運動状態量推定値(モデル推定値を含む)としての車両重心前後速度推定値Vgx_estm、車両重心横滑り速度推定値Vgy_estm、車両重心横滑り速度モデル推定値Vgy_predict、ヨーレート推定値γ_estm等が算出される。
 ここで、車両運動推定部24dは、車両1に作用する外力としての路面反力の合力と、該車両1の運動との関係を表す車両運動モデルを備えている。この車両運動モデルは、本実施形態では、次式1-13~式1-15により表される。
 
Fgx_total=m*(Vgdot_x-Vgy*γ)   ……式1-13
Fgy_total=m*(Vgdot_y+Vgx*γ)   ……式1-14
Mgz_total=Iz*γdot   ……式1-15
 
 式1-13,1-14は、それぞれ、車体座標系のX軸方向、Y軸方向における車両1の重心点の並進運動に関する動力学の方程式を表している。また、式1-15は車両1のヨー軸周りの回転運動に関する動力学の方程式を表している。
 なお、本実施形態での車両運動モデルは、車両1が走行している路面が水平面(路面バンク角θbank及び路面勾配角θslopeがいずれも“0”)であることを前提とするモデルである。
 S114では、車両運動推定部24dは、上記式1-13~1-15により表される車両運動モデルと、S112で算出された全路面反力合成並進力ベクトル推定値↑Fg_total_estm及び全路面反力合成ヨーモーメント推定値Mgz_total_estmとを用いて車両運動状態量推定値を算出する。
 なお、この場合、一部の車両運動状態量推定値については、それを算出するために、当該一部の車両運動状態量推定値の前回値も使用される。また、一部の車両運動状態量推定値については、S100で得られた検出値に近づけるように(該検出値から乖離しないように)、当該一部の車両運動状態量推定値が算出される。
 具体的には、車両運動推定部24dは、前記式1-13~1-15に基づき得られる次式1-13a~1-15aにより、それぞれ、車両重心前後速度変化率推定値Vgdot_x_estm、車両重心横滑り速度変化率推定値Vgdot_y_estm、ヨー角加速度推定値γdot_estmを算出する。
 
Vgdot_x_estm=Fgx_total_estm/m+Vgy_predict_p*γ_estm_p
                      ……式1-13a

Vgdot_y_estm=Fgy_total_estm/m-Vgx_estm_p*γ_estm_p
                      ……式1-14a

γdot_estm=Mgz_total_estm/Iz   ……式1-15a
 
 この場合、式1-13a~1-15aにおけるFx_total_estmとFy_total_estmとMgz_total_estmとは、それぞれS112で算出された値(今回値)、Vgy_predict_pとVgx_estm_pとγ_estm_pとは、それぞれ前回の演算処理周期におけるS114で求めれた値(前回値)である。
 また、式1-13a及び1-14aにおける車両質量mの値、並びに、式1-15aにおける車両ヨー慣性モーメントIzの値としては、あらかじめ設定された所定値が用いられる。
 補足すると、式1-13a及び式1-14aのヨーレート推定値(前回値)γ_estm_pの代わりに、ヨーレート検出値γ_sens(前回値又は今回値)を使用してもよい。また、式1-14aの車両重心前後速度推定値(前回値)Vgx_estm_pの代わりに、後述する車輪速度選択検出値Vw_i_sens_select(前回値又は今回値)を使用してもよい。
 次いで、車両運動推定部24dは、上記の如く求めた車両重心前後速度変化率推定値Vgdot_x_estmと、車両重心横滑り速度変化率推定値Vgdot_y_estmと、ヨー角加速度推定値γdot_estmと、車両重心前後速度推定値の前回値Vgx_estm_pと、車両重心横滑り速度モデル推定値の前回値Vgy_predict_pと、ヨーレート推定値の前回値γ_estm_pとから、次式1-18、1-19、1-20により、それぞれ、車両運動モデル上での車両重心前後速度の値としての車両重心前後速度モデル推定値Vgx_predictと、車両運動モデル上での車両重心横滑り速度の値としての車両重心横滑り速度モデル推定値Vgy_predictと、車両運動モデル上でのヨーレートの値としてのヨーレートモデル推定値γ_predictとを算出する。
 
Vgx_predict=Vgx_estm_p+Vgdot_x_estm*ΔT   ……式1-18
Vgy_predict=Vgy_predict_p+Vgdot_y_estm*ΔT   ……式1-19
γ_predict=γ_estm_p+γdot_estm*ΔT   ……式1-20
 
 なお、式1-18~1-20におけるΔTは、制御装置20の演算処理周期である。これらの式1-18~1-20の右辺は、それぞれ、Vgdot_x_estmの積分演算、Vgdot_y_estmの積分演算、γdot_estmの積分演算に相当する。
 ここで、本実施形態においては、車両運動推定部24dは、推定する運動状態量のうち、ヨーレートγに関して、ヨーレート推定値γ_estmを(ひいてはヨーレートモデル推定値γ_predictを)、ヨーレート検出値γ_sensに近づけるように(γ_sensから乖離しないように)決定する。
 また、車両運動推定部24dは、車両1の車速としての意味を持つ車両重心前後速度Vgxについても、車両重心前後速度推定値Vgx_estmを(ひいては車両重心前後速度モデル推定値Vgx_predictを)、車輪速度検出値Vw_i_sens(i=1,2,3,4)から認識される車両重心前後速度に近づけるように(当該認識される車両重心前後速度から乖離しないように)決定する。
 そこで、車両運動推定部24dは、ヨーレートγに関して、S100で得られたヨーレート検出値γ_sensと、上記の如く式1-20により算出したヨーレートモデル推定値γ_predictとの偏差としてのヨーレート偏差γestm_errを次式1-21により算出する。
 また、車両運動推定部24dは、車両重心前後速度Vgxに関して、S100で得られた車輪速度検出値Vw_i_sens(i=1,2,3,4)のうちのいずれか1つである車輪速度選択検出値Vw_i_sens_selectと、上記の如く式1-18により算出した車両前後速度モデル推定値Vgx_predictの偏差としての車速偏差Vgx_estm_errを次式1-22により算出する。
 上記車輪速度選択検出値Vw_i_sens_selectは、車輪速度検出値Vw_i_sens(i=1,2,3,4)に基づく実車速の検出値(実車両重心前後速度Vgx_actの検出値)に相当するものとして、車輪速度検出値Vw_i_sens(i=1,2,3,4)から選択される値である。
 この場合、車両1の加速時には、車輪速度検出値Vw_i_sens(i=1,2,3,4)のうちの最も遅い車輪速度検出値が車輪速度選択検出値Vw_i_sens_selectとして選択される。また、車両1の減速時には、車輪速度検出値Vw_i_sens(i=1,2,3,4)のうちの最も速い車輪速度検出値が、車輪速度選択検出値Vw_i_sens_selectとして選択される。
 
γestm_err=γ_sens-γ_predict   ……式1-21
Vgx_estm_err=Vw_i_sens_select-Vgx_predict   ……式1-22
 
 次いで、車両運動推定部24dは、次式1-23、1-24により、それぞれ、今回の演算処理周期における最終的な車両重心前後速度推定値Vgx_estm、ヨーレート推定値γ_estmを決定する。
 
Vgx_estm=Vgx_predict+Kvx*Vgx_estm_err   ……式1-23
γ_estm=γ_predict+Kγ*γestm_err   ……式1-24
 
 なお、式1-23におけるKvx、式1-24におけるKγは、それぞれ、あらかじめ設定された所定値(≦1)のゲイン係数である。
 これらの式1-23、1-24に示されるように、本実施形態では、前記式1-18により算出された車両重心前後速度モデル推定値Vgx_predict(車両運動モデル上での推定値)を、前記式1-22により算出された車速偏差Vgx_estm_errに応じて、該車速偏差Vgx_estm_errを“0”に近づけるようにフィードバック制御則(ここでは比例則)により修正することによって、車両重心前後速度推定値Vgx_estmが決定される。
 また、前記式1-20により算出されたヨーレートモデル推定値γ_predict(車両運動モデル上での推定値)を、前記式1-21により算出されたヨーレート偏差γ_estm_errに応じて、該ヨーレート偏差γ_estm_errを“0”に近づけるようにフィードバック制御則(ここでは比例則)により修正することによって、ヨーレート推定値γ_estmが決定される。
 このように、本実施形態では、車両運動モデル上の車両1の車速としての車両重心前後速度推定値Vgx_estmが、実車速の検出値としての車輪速度選択検出値Vw_i_sens_selectから乖離しないように(Vw_i_sens_selectと一致もしくはほぼ一致するように)決定される。また、車両運動モデル上の車両1のヨーレートとしてのヨーレート推定値γ_estmが、実ヨーレートγ_actの検出値としてのヨーレート検出値γ_sensから乖離しないように(γ_sensと一致もしくはほぼ一致するように)決定される。
 さらに、本実施形態では、このように決定した車両重心前後速度推定値Vgx_estm及びヨーレート推定値γ_estmを用いて、前記式1-18,1-20の演算によりそれぞれ車両重心前後速度モデル推定値Vgx_predict、ヨーレートモデル推定値γ_predictを算出するので、結果的に、Vgx_predict、γ_predictも、それぞれVw_i_sens_select、γ_sensから乖離しないように決定されることとなる。
 従って、本実施形態では、Vgx_estm≒Vgx_predict≒Vw_i_sens_select、γ_estm≒γpredict≒γ_sensという関係が保たれるように、Vgx_estm、Vgx_predict、γ_estm、γpredictが決定されることとなる。
 一方、本実施形態では、車両運動推定部24dは、図9のフローチャートに示す処理を実行することによって、前記式1-19により算出した車両重心横滑り速度モデル推定値Vgy_predictを補正してなる値を車両重心横滑り速度推定値Vgy_estmとして決定する。
 なお、車両モデル演算手段24において、車両重心横滑り速度Vgyの値を用いて車両1の状態量を求める演算処理(前記式1-2,1-13a,1-19の演算処理)では、Vgy_estmは使用されず、Vgy_predictが使用される。
 すなわち、車両モデル演算手段24は、車両運動モデル上での車両重心横滑り速度Vgyの値は、常に車両重心横滑り速度モデル推定値Vgy_predictに一致するものとして演算処理を実行する。
 図9のフローチャートに示す処理では、車両運動推定部24dは、まず、S114-1において、前記全路面反力合成横力推定値Fgy_total_estmを車両質量mで除算してなる加速度の値としての車両重心横加速度推定値Accy_estmを、前記式1-14aの右辺の第1項の演算により求める。
 すなわち、車両運動推定部24dは、次式1-41aの如く、S112で算出された路面反力合成横力推定値Fgy_total_estm(今回値)を車両質量mで除算することにより、Accy_estmを算出する。
 
Accy_estm=Fgy_total_estm/m   ……式1-41a
 
 なお、前記式1-14aにより算出した車両重心横滑り速度変化率推定値Vgdot_y_estm(今回値)と、車両重心前後速度推定値の前回値Vgx_estm_pと、ヨーレート推定値の前回値γ_estm_pとから、次式1-41bにより車両重心横加速度推定値Accy_estmを算出するようにしてもよい。
 
Accy_estm=Vgdot_y_estm+Vgx_estm_p*γ_estm_p   ……式1-41b
 
 この場合、式1-41bのヨーレート推定値(前回値)γ_estm_pの代わりに、ヨーレート検出値γ_sens(前回値又は今回値)を使用してもよい。また、式1-41bの車両重心前後速度推定値(前回値)Vgx_estm_pの代わりに、車輪速度検出値Vw_i_sens(i=1,2,3,4)に基づく実車速の検出値としての前記車輪速度選択検出値Vw_i_sens_select(前回値又は今回値)を使用してもよい。
 次いで、S114-2において、車両運動推定部24dは、S100の処理で得られた車両重心横加速度検出値Accy_sensと、上記の如く算出した車両重心横加速度推定値Accy_estmとの偏差である車両重心横加速度偏差Accy_errを次式1-42により算出する。
 
Accy_err=Accy_sens-Accy_estm   ……式1-42
 
 補足すると、車両1が水平な路面を走行している場合、Accy_sensは、実車両重心横加速度Accy_act(=Vgdot_y_act+Vgx_act*γ_act)の検出値としての意味を持つものである。
 このため、車両1が水平な路面を走行している場合、前記式1-41bの右辺の第2項、すなわち、車両1の旋回運動に伴う遠心力に起因する車両1の重心点の横方向の加速度成分の推定値が、該加速度成分の実際の値(=Vgx_act*γ_act)に一致もしくはほぼ一致するような状態では、上記車両重心横加速度偏差Accy_errは、実車両重心横滑り速度変化率Vgdot_y_actと、前記式1-14aにより算出された車両重心横滑り速度変化率推定値Vgdot_y_estm(車両運動モデル上での推定値)との偏差(=Vgdot_y_act-Vgdot_y_estm)を意味する。
 換言すれば、車両重心横加速度偏差Accy_errは、車両重心横滑り速度変化率推定値Vgdot_y_estmの、実車両重心横滑り速度変化率Vgdot_y_actに対する誤差(=Vgdot_y_act-Vgdot_y_estm)に相当するものとなる。
 次いで、S114-3において、車両運動推定部24dは、前記式1-19により算出した車両重心横滑り速度モデル推定値Vgy_predictを、上記の如く算出した車両重心横加速度偏差Accy_errに応じて補正してなる値を、車両重心横滑り速度推定値Vgy_estm(今回値)として決定する。
 このS114-3の処理は、具体的には、例えば図10(a)のブロック図で示す処理によって実行される。
 すなわち、図10(a)に示す如く、車両運動推定部24dは、車両重心横加速度偏差Accy_errを、周波数成分調整用のフィルタ24d1と、所定値のゲインT1を入力値に乗算するゲイン乗算部24d2と、周波数成分調整用のフィルタ24d3とに通すことによって、車両重心横滑り速度モデル推定値Vgy_predictを補正するための補正量Vgy_cmpn(以降、横滑り速度補正操作量Vgy_cmpnという)を求める。
 この場合、上記フィルタ24d1はハイカット特性(所定周波数以上の高周波成分を遮断する特性)を有するフィルタ、フィルタ24d3はローカット特性(所定周波数以下の低周波成分を遮断する特性)を有するフィルタである。
 より詳しくは、図10(a)に示す例では、フィルタ24d1は、その伝達関数が1/(1+T1*S)により表現されるハイカットフィルタ(時定数T1の一次のローパスフィルタ)である。
 また、フィルタ24d3は、その伝達関数がT2*S/(1+T2*S)により表現されるローカットフィルタ(時定数T2の一次のローカットフィルタ)である。
 また、ゲイン乗算部24d2でフィルタ24d1の出力に乗じるゲインT1は、該フィルタ24d1の時定数T1と一致するように設定されている。なお、上記時定数T1,T2は、ハイカットフィルタ24d1の遮断周波数がローカットフィルタ24d3の遮断周波数よりも高くなるように設定されている。
 ここで、車両重心横加速度偏差Accy_errを上記ハイカットフィルタ24d1とゲイン乗算部24d2とに通す処理は、原理的には、該Accy_errを、伝達関数がT1*S/(1+T1*S)により表現されるローカットフィルタ(時定数T1の一次のローカットフィルタ)と、伝達関数が1/Sにより表される積分器とに通す処理と等価である。
 また、Accy_errは、前記したように車両重心横滑り速度変化率推定値Vgdot_y_estmの、実車両重心横滑り速度変化率Vgdot_y_actに対する誤差(=Vgdot_y_act-Vgdot_y_estm)に相当するものであるから、Accy_errを積分したものは、車両重心横滑り速度変化率推定値Vgdot_y_estmの積分値としての前記車両重心横滑り速度暫定推定値Vgy_predictの実車両重心横滑り速度Vgy_actに対する誤差(=Vgy_act-Vgy_predict)に、ある積分定数を加えたものになる。
 このため、Accy_errをローカットフィルタ(時定数T1の一次のローカットフィルタ)と積分手段とに通すことによって得られる値、ひいては、Accy_errを上記ハイカットフィルタ24d1とゲイン乗算部24d2とに通すことによって得られる値は、基本的には、車両重心横滑り速度暫定推定値Vgy_predictの、実車両重心横滑り速度Vgy_actに対する誤差(=Vgy_act-Vgy_predict)又はこれに近い値に収束すると考えられる。
 但し、横加速度センサ15の出力のドリフト等に起因して、車両重心横加速度検出値Accy_sensに定常的なオフセット成分が含まれているような場合には、Accy_errを上記ハイカットフィルタ24d1とゲイン乗算部24d2とに通すことによって得られる値には、上記オフセット成分に起因する成分が含まれる。また、Accy_errをローカットフィルタ(時定数T1の一次のローカットフィルタ)と積分手段とに通した場合には、積分手段での演算誤差が蓄積し易い。
 そこで、本実施形態では、車両運動推定部24dは、ハイカットフィルタ24d1及びゲイン乗算部24d2に加えて、さらに、ローカットフィルタ24d3にもAccy_errを通すことによって、前記横滑り速度補正操作量Vgy_cmpnを求める。
 これにより、積分手段により演算誤差の蓄積が生じたり、Vgy_cmpnにAcct_errの定常的なオフセット成分に起因する成分が含まれることが無いようにして、Vgy_cmpnを適切に求めることができる。
 以上のようにして求められる横滑り速度補正操作量Vgy_cmpnは、特に、車両1の運動状態(走行状態)が直進状態から旋回状態に移る場合や、実路面摩擦係数μ_actが変化する場合のような過渡期において、車両重心横滑り速度暫定推定値Vgy_predictの、実車両重心横滑り速度Vgy_actに対する誤差(=Vgy_act-Vgy_predict)に近似するものとなる。
 そして、車両運動推定部24dは、このようにして求めたVgy_cmpnを、加算演算部24d4にて前記車両重心横滑り速度暫定推定値Vgy_predictに加算してなる値を車両重心横滑り速度推定値Vgy_estmとして決定する。
 すなわち、車両運動推定部24dは、前記式1-19により算出した車両重心横滑り速度モデル推定値Vgy_predictを、上記横滑り速度補正操作量Vgy_cmpnを用いて次式1-43により補正してなる値を車両重心横滑り速度推定値Vgy_estmとして決定する。
 
Vgy_estm=Vgy_predict+Vgy_cmpn   ……式1-43
 
 以上が、S114の処理(車両運動推定部24dの処理)の詳細である。
 ここで、本実施形態と本発明との対応関係について補足しておく。本実施形態は、前記第1発明の一実施携帯である。
 この場合、本実施形態では、車両1の重心点の位置が本発明における車両の所定の位置に相当する。
 また、本実施形態では、前記車両モデル演算手段24の処理(図4のS102~S116の処理。ただし、S114の処理内で実行される図9の処理を除く)によって、本発明における車両モデル演算手段が実現される。
 この場合、本実施形態では、前記車両モデル演算手段24で実行される演算式(前記式1-1~1-24の演算処理)によって、本発明における車両モデルが実現される。そして、前記式1-8,1-8aにより表される摩擦特性モデルと前記式1-9,1-9aにより表される摩擦特性モデルとが、本発明における摩擦特性モデルに相当する。
 また、S110の処理(車輪摩擦力推定部24bの処理)によって算出される各車輪2-iの車輪座標系上車輪2次元路面反力推定値↑Fsub_i(=(Fsubx_i_estm,Fsuby_i_estm)T)が本発明における路面反力モデル値に相当する。
 さらに、S112の処理(合力算出部24cの処理)によって算出される全路面反力合成並進力ベクトル推定値↑Fg_total_estmが、本発明における路面反力モデル値の合力に相当する。
 また、車両モデル演算手段24に入力される観測対象量の検出値(δ1_sens,δ2_sens,Vw_i_sens,γ_sens,Accx_sens,Accy_sens,Tq_i_sens)が、本発明における所定種類の観測対象量の観測値に相当する。該観測対象量の検出値(δ1_sens,δ2_sens,Vw_i_sens,γ_sens,Accx_sens,Accy_sens,Tq_i_sens)は、前記摩擦特性モデルにおける入力パラメータのうちの、路面摩擦係数μ以外の入力パラメータの値(κi,βi,Fz_i)を特定する上で必要な観測対象量の検出値である。
 また、S114の処理(車両運動推定部24dの処理)の中で前記式1-19により算出される車両重心横滑り速度モデル推定値Vgy_predictが本発明における横滑り運動状態量モデル値に相当する。
 この場合、車両重心横滑り速度モデル推定値Vgy_predictの新たな値としての今回値を算出するために、車両重心横滑り速度モデル推定値Vgy_predictの過去算出値としての前回値Vgy_predict_pが使用される。
 また、横加速度センサ15と観測対象量検出手段22のうちの横加速度検出手段22fとによって、本発明における所定位置実横加速度検出手段が実現される。この場合、実センサ感応横加速度Accy_sensor_actが本発明における所定位置実横加速度に相当し、車両重心横加速度検出値(センサ感応横加速度検出値)Accy_sensが本発明における所定位置実横加速度の検出値に相当する。
 また、本実施形態では、S112の処理(合力算出部24cの処理)とS114の処理(車両運動推定部24dの処理)の中で実行される図9の処理とによって、本発明における横加速度モデル値演算手段、横加速度偏差演算手段、及び横滑り運動状態量推定値決定手段が実現される。
 より詳しくは、S112の処理(より詳しくは該処理の中で全路面反力合成横力Fgy_total_estmを算出する処理)と図9のS114-1の処理とによって横加速度モデル値演算手段が実現される。
 そして、この処理により求められる前記車両重心横加速度推定値Accy_estmが本発明における所定位置横加速度モデル値に相当する。
 また、図9のS114-2の処理によって横加速度偏差演算手段が実現される。そして、この処理により求められる車両重心横加速度偏差Accy_errが本発明における横加速度偏差に相当する。
 また、図9のS114-3の処理によって横滑り運動状態量推定値決定手段が実現される。そして、この処理により求められる車両重心横滑り速度推定値Vgy_estmが本発明における横滑り運動状態量の推定値に相当する。
 さらに、横滑り運動状態量推定値決定手段としてのS114-3の処理において、前記フィルタ24d1が本発明におけるフィルタとして機能し、ゲイン乗算部24d2が本発明におけるゲイン乗算手段として機能する。また、前記横滑り速度補正操作量Vgy_cmpnが本発明における補正操作量に相当する。
 補足すると、前記ゲイン乗算部24d2を、ハイカットフィルタ24d1に組み込んでもよい。すなわち、ハイカットフィルタ24d1を、その伝達関数がT1/(1+T1*S)により表されるフィルタとして構成してもよい。この場合には、ゲイン乗算部24d2は不要である。
 また、車両重心横加速度検出値Accy_sensに定常的なオフセット成分が含まれることが無いか、もしくは該オフセット成分が十分に微小なものである場合には、ローカットフィルタ24d3を省略してもよい。
 また、図10(a)のブロック図の処理では、Accy_errをフィルタ24d1、ゲイン乗算部24d2、及びフィルタ24d3にこの順番で通すようにしたが、その順番は任意に変更してもよい。
 例えば、Accy_errをハイカットフィルタ24d1とローカットフィルタ24d3に通した後に、ゲイン乗算部24d2に通すようにしてもよい。この場合、フィルタ24d1,24d3を合わせたフィルタリング処理は、バンドパスフィルタの処理となる。従って、例えば図10(b)のブロック図に示す如く、Accy_errを、伝達関数がT2*S/((1+T1*S)*(1+T2*S))により表現されるバンドパスフィルタ24d5と、前記ゲイン乗算部24d2とに通すことによって、横滑り速度補正操作量Vgy_cmpnを求めるようにしてもよい。
 このようにした場合には、バンドパスフィルタ24d5が本発明におけるフィルタとして機能することとなる。なお、この場合、ゲイン乗算部24d2をバンドパスフィルタ24d7に組み込んで、該ゲイン乗算部24d2を省略してもよい。
 また、本実施形態での車両運動推定部24dは、車両重心前後速度推定値Vgx_estmとヨーレート推定値γ_estmとを、それぞれ、車輪速度選択検出値Vw_i_sens_select(実車速の検出値)、ヨーレート検出値γ_sensから乖離しないように決定したが、いずれか一方、又は両方を、Vw_i_sens_select、γ_sensに常に一致させるようにしてもよい。この場合には、Vgx_estm又はγ_estmを算出するための処理は不要である。
 また、車両運動推定部24dは車両運動状態量推定値(モデル推定値を含む)として、Vgdot_x_estm、Vgx_estm、Vgx_predict、Vgdot_y_estm、Vgy_estm、Vgy_predict、γ_estm、γ_predict、Accy_estmを求めるようにしたが、必要に応じて、これら以外の車両運動状態量推定値をさらに求めるようにしてもよい。
 例えば、車両運動状態量推定値を利用して、車両重心横滑り角βgの制御を行うような場合には、車両1の横滑り運動の1つの状態量の推定値として、車両重心横滑り角推定値βg_estmを算出するようにしてもよい。
 この場合には、上記の如く求めた車両重心前後速度推定値Vgx_estmと車両重心横滑り速度推定値Vgy_estmとから、次式1-26により、車両重心横滑り角推定値βg_estmを算出することができる。
 
βg_estm=tan-1(Vgy_estm/Vgx_estm)   ……式1-26
 
 あるいは、例えば、上記式1-26の右辺のVgy_estmを前記車両重心横滑り速度モデル推定値Vgy_predictに置き換えた式によって、車両重心横滑り角βgのモデル推定値を求め、このモデル推定値に、前記の如く求めた横滑り速度補正操作量Vgy_cmpnを車両重心前後速度推定値Vgx_estmで除算してなる値(=Vgy_cmpn/Vgx_estm)を加えることによって(ただし、ここでは|Vgy_cmpn|は|Vgx_estm|に比して微小であると見なす)、車両重心横滑り角推定値βg_estmを求めるようにしてもよい。
 このようにした場合には、車両重心横滑り角βgのモデル推定値が本発明における横滑り運動状態量モデル値に相当し、Vgy_cmpn/Vgx_estmが本発明における補正操作量に相当するものとなる。
 なお、βg_estmを求める場合、上記のいずれの手法であっても、車両重心前後速度推定値Vgx_estmの代わりに、車輪速度検出値Vw_i_sens(i=1,2,3,4)に基づく実車速の検出値としての前記車輪速度選択検出値Vw_i_sens_selectを使用してもよい。
 次に、図4のS116において、前記車輪運動推定部24fによって、各車輪2-iの車輪速度推定値Vw_i_estmが算出される。
 ここで、車輪運動推定部24fは、各車輪2-iに作用する力(車輪トルクTq_i及び駆動・制動力)と、該車輪2-iの回転運動との間の関係を表す車輪運動モデルを備えている。この車輪運動モデルは、本実施形態では、次式1-27により表現されるモデルである。
 
Tq_i-Fsubx_i*Rw_i=Iw_i*(Vwdot_i/Rw_i)   ……式1-27
 
 なお、式1-27における“Vwdot_i”は、第i車輪2-iの車輪速度Vw_iの時間的変化率(微分値)であり、以降、車輪速度変化率という。また、式1-27の左辺は、車両1の駆動系及び制動系の一方又は両方から第i車輪2-iに付与される車輪トルクTq_iと、第i車輪2-iの駆動・制動力Fsubx_iによって該車輪2-iに付与されるトルクとの合成トルクを意味する。
 そして、車輪運動推定部24fは、まず、式1-27に基づき得られる次式1-27aによって、各車輪2-iの車輪速度変化率推定値Vwdot_i_estmを算出する。
 
Vwdot_i_estm=Rw_i*(Tq_i_sens-Fsubx_i_estm*Rw_i)/Iw_i
                     ……式1-27a
 
 この場合、式1-27aのTq_i_sensは、各車輪2-iについてS100で得られた検出値(今回値)、Fsubx_i_estmは、各車輪2-iについてS110で求められた値(今回値)である。なお、各車輪2-iの車輪有効半径Rw_i、車輪慣性モーメントIw_iの値としては、あらかじめ設定された所定値が用いられる。
 次いで、車輪運動推定部24fは、各車輪2-i毎に、上記の如く求めた車輪速度変化率推定値Vwdot_i_estmと、車輪速度推定値の前回値Vw_i_estm_pとから、次式1-28により、車輪速度推定値の暫定値としての車輪速度暫定推定値Vw_i_predictを算出する。
 
Vw_i_predict=Vw_i_estm_p+Vwdot_i_estm*ΔT   ……式1-28
 
 なお、式1-28は、Vwdot_i_estmの積分演算に相当する。
 ここで、本実施形態においては、車輪運動推定部24fは、車両運動推定部24dによるヨーレート推定値γ_estm等の算出の場合と同様に、車輪速度推定値Vw_i_estmを車輪速度検出値Vw_i_sensに近づけるように(Vw_i_sensから乖離しないように)決定する。
 そこで、車輪運動推定部24fは、各車輪2-i毎に、S110で得られた車輪速度推定値Vw_i_sensと、上記の如く式1-28により算出した車輪速度暫定推定値Vw_i_predictとの偏差としての車輪速度偏差Vw_i_estm_errを次式1-29により算出する。
 
Vw_i_estm_err=Vw_i_sens-Vw_i_predict   ……式1-29
 
 次いで、車輪運動推定部24fは、各車輪2-i毎に、次式1-30により、今回の演算処理周期における最終的な車輪速度推定値Vw_i_estmを決定する。
 
Vw_i_estm=Vw_i_predict+Kvw*Vw_i_estm_err   ……式1-30
 
 なお、式1-30におけるKvwは、あらかじめ設定された所定値(<1)のゲイン係数である。
 従って、本実施形態では、前記式1-28により算出された各車輪速度暫定推定値Vw_i_predict(車輪運動モデル上での推定値)を、前記式1-29により算出された車輪速度偏差Vw_i_estm_errに応じて、該車輪速度偏差Vw_i_estm_errを“0”に近づけるようにフィードバック制御則(ここでは比例則)により修正することによって、各車輪速度推定値Vw_i_estmが決定される。
 以上説明したS102~S116の処理が車両モデル演算手段24の処理の詳細である。
 次に、制御装置20は、S118において、μ推定手段26の処理を実行する。
 この処理の詳細を説明する前に、まず、本実施形態における路面摩擦係数μの推定原理を説明しておく。
 この場合、説明の便宜上、実際の車両1の動力学が、近似的に次式4-1によって表現されるものとする。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 
 この式4-1は、詳しくは実際の車両1の横滑り運動とヨー軸周りの回転運動とを、操舵輪としての前輪と、非操舵輪としての後輪とを1輪ずつ備えるモデル車両の動力学的な挙動として近似表現する、所謂2輪モデル(線形2輪モデル)と言われる動力学モデルを表している。
 なお、この2輪モデルにおける前輪のコーナリングパワーCPfは、実際の車両1(4輪車両)の前輪2-1,2-2の1輪当たりのコーナリングパワーに相当し、後輪のコーナリングパワーCPrは、実際の車両1(4輪車両)の後輪2-3,2-4の1輪当たりのコーナリングパワーに相当する。
 ここで、実路面摩擦係数μ_actの値が“1”となる基準路面における前輪2-1,2-2の1輪当たりのコーナリングパワーCPfをCPf0、該基準路面における後輪2-3,2-4の1輪当たりのコーナリングパワーCPrをCPr0とおく。
 そして、任意の値の実路面摩擦係数μ_actを有する路面における上記コーナリングパワーCPf,CPrのそれぞれと、該実路面摩擦係数μ_actとの間には、次式4-2a,4-2bの如く、近似的に比例関係が成立する。
 
CPf=CPf0*μ_act   ……式4-2a
CPr=Cpr0*μ_act   ……式4-2b
 
 この式4-2a,4-2bを前記式4-1に適用すると、式4-1は、次式4-3に書き換えられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
 
 以降、この式4-3(線形2輪モデルを表現する式)を基礎として、車両1のNSP(ニュートラル・ステア・ポイント)で発生するヨー軸周りのモーメント(すなわち前記NSPヨーモメントMnsp)を利用して路面摩擦係数μを推定する手法に関して以下に説明する。
 まず、路面摩擦係数μの推定に係わる実NSPヨーモーメントMnsp_actの技術的意味合いと、該実NSPヨーモーメントMnsp_actの値を、これに関連する車両1の運動の状態量の観測値から特定する(推定する)手法とに関して説明する。
 式4-3の第1行の式の左辺は、実車両重心横滑り速度Vgy_actの微分値(時間的変化率)、すなわち、実車両重心横滑り速度変化率Vgdot_y_actを意味するものであるから、式4-3の第1行の式は、次式4-4に書き換えられる。
 
Vgdot_y_act+Vgx_act*γ_act+g*sin(θbank_act)
 =μ_act*a11*Vgy_act/Vgx_act
    +μ_act*a12s*γ_act/Vgx_act+μ_act*b1*δf_act
                         ……式4-4
 
 一方、前記車両重心横加速度Accyの定義(Accy=Vgdot_y+Vgx*γ)と前記したセンサ感応横加速度Accy_sensorの説明とから明らかなように、式4-4の左辺は、実センサ感応横加速度Accy_sensor_act(横加速度センサ15が実際に感応する加速度)に一致する。従って、次式4-5が得られる。
 
Accy_sensor_act=Vgdot_y_act+Vgx_act*γ_act+g*sin(θbank_act)
                          ……式4-5
 
 この式4-5により、式4-4の左辺は実センサ感応横加速度Accy_sensor_actに一致することが判る。従って、式4-4、4-5から次式4-6が得られる。
 
Accy_sensor_act=μ_act*a11*Vgy_act/Vgx_act
      +μ_act*a12s*γ_act/Vgx_act+μ_act*b1*δf_act
                         ……式4-6
 
 なお、この式4-6の右辺は、各車輪2-iに路面から作用する実際の路面反力の合力によって、車両1の重心点に作用する並進力ベクトルのうちの車体1Bの横方向の成分(すなわち、実全路面反力合成並進力ベクトル↑Fg_total_actのX軸方向成分Fgy_total_act)を、車両質量mで除算してなる値に相当するものである。従って、式4-6は、Accy_sensor_act(=Accy_act+g*sin(θbank_act))が、Fgy_total_act/mに一致するという関係を表すものである。
 また、式4-3の第2行の式の左辺は、実ヨーレートγ_actの微分値(時間的変化率)、すなわち、実ヨー角加速度γdot_actを意味するものであるから、式4-3の第2行の式は、次式4-7に書き換えられる。
 
γdot_act=μ_act*a21*Vgy_act/Vgx_act
      +μ_act*a22*γ_act/Vgx_act+μ_act*b2*δf_act
                        ……式4-7
 
 なお、この式4-7の右辺は、各車輪2-iに路面から作用する実際の路面反力の合力によって、車両1の重心点に作用するヨー軸周りのモーメント(すなわち、実全路面反力合成ヨーモーメントMgz_act)を、車両ヨー慣性モーメントIzで除算してなる値に相当するものである。従って、式4-7は、γdot_actが、Mgz_act/Izに一致するという関係を表すものである。
 上記の式4-6,4-7を連立方程式として、Vy_actを消去すると、次式4-8が得られる。
 
γdot_act-(a21/a11)*Accy_sensor_act
 =μ_act*((a22-(a21/a11)*a12s)*γ_act/Vx_act
          +(b2-(a21/a11)*b1)*δf_act)
                     ……式4-8
 
 ここで、NSPは、前記したように、δ1=δ2=0として車両1が走行している状態で、車両重心横滑り角βgが発生したときに、全ての車輪2-i(i=1,2,3,4)にそれぞれ作用する横力Fsuby_i(i=1,2,3,4)の合力の着力点(作用点)を意味する。
 このため、前記式4-3に表される車両1の動力学モデルでは、車両1の重心点とNSPとの距離である前記車両重心・NSP間距離Lnspと、前記基準路面のコーナリングパワーCPf0,CPr0との間に次式4-9の関係が成立する。
 
Lnsp=-(Lf*CPf0-Lr*CPr0)/(CPf0+CPr0)   ……式4-9
 
 さらに、この式4-9と、前記式4-2の但し書きに示したa11,a21の定義とから、次式4-10が得られる。
 
a21/a11=-Lnsp*m/Iz   ……式4-10
 
 そして、この式4-10を前記式4-8の左辺に適用することで、式4-8は、次式4-11に書き換えられる。
 
Iz*γdot_act+Lnsp*m*Accy_sensor_act
     =μ_act*p(γ_act,δf_act,Vx_act)
                      ……式4-11

 ただし、
  p(γ_act,δf_act,Vx_act)
     =Iz*((a22-(a21/a11)*a12s)*γ_act/Vx_act
           +(b2-(a21/a11)*b1)*δf_act)
                      ……式4-12
 
 式4-11の両辺は、いずれも、NSPでのヨー軸周りの実際のモーメント(実NSPヨーモーメントMnsp_act)を意味する。すなわち、実NSPヨーモーメントMnsp_actは、次式4-13a,4-13bに示す如く、式4-11の左辺及び右辺に一致する。
 
Mnsp_act=Iz*γdot_act+Lnsp*m*Accy_sensor_act
                   ……式4-13a
Mnsp_act=μ_act*p(γ_act,δf_act,Vx_act)   ……式4-13b
 
 式4-13aは、車両1の運動によって、NSPで発生するヨー軸周りの実慣性力モーメント(実慣性力のうちのモーメント成分)に釣り合う外力モーメント(実慣性力モーメントの符号を反転させたモーメント)として、実NSPヨーモーメントMnsp_actを表現したものである。
 なお、式4-13aの右辺の第1項は、車両1の運動によって、車両1の重心点で発生するヨー軸周りの実慣性力モーメントに釣り合う外力モーメント(すなわち実全路面反力合成ヨーモーメントMgz_total_act)に相当する。
 また、式4-13bの右辺の第2項は、車両1の運動によって、車両1の重心点で発生する車体座標系のY軸方向の実並進慣性力(実慣性力のうちの並進力成分)に釣り合う並進外力(すなわち実全路面反力合成並進力ベクトル↑Fg_total_actの、車体座標系のY軸方向成分Fgy_total_act)がNSPでのヨー軸周りに発生させるモーメント(=Lnsp*Fgy_total_act)に相当する。
 また、式4-13bは、実路面摩擦係数μ_actに依存して各車輪2-iに路面から作用する実際の路面反力の合力によって、NSPに作用するヨー軸周りの実モーメントとして、実NSPヨーモーメントMnsp_actを表現したものである。
 なお、式4-12により定義したp(γ_act,δf_act,Vgx_act)は、前記式4-13bから明らかなように、μ_actの増加量に対するMnsp_actの増加量の比率(μactによるMnsp_actの微分値)、換言すれば、μ_actの変化に対するMnsp_actの感度(以降、μ感度という)としての意味を持つものである。
 また、別の言い方をすれば、p(γ_act,δf_act,Vgx_act)は、μ_act=1である場合(実路面摩擦係数μ_actが基準路面の摩擦係数に一致する場合)における実NSPヨーモーメントMnsp_actである。
 ここで、上記式4-13a及び式4-13bの右辺には、いずれも実車両重心横滑り速度Vgy_actや、実路面バンク角θbank_actが含まれない。
 従って、実NSPヨーモーメントMnsp_actは、その値が、実車両重心横滑り速度Vgy_actや、実路面バンク角θbank_actの値に直接的に依存せずに、規定されるものであることが判る。
 より詳しく言えば、実車両重心横滑り速度Vgy_actの変化、あるいは、実路面バンク角θbank_actの変化が生じると、その変化に起因して、前記式4-13aの右辺の第1項のモーメント成分と第2項のモーメント成分とが変化するものの、それらのモーメント成分の変化は基本的には互いに逆向きに生じる。
 このため、Vgy_actの変化、あるいは、θbank_actの変化に起因する式4-13aの第1項及び第2項のそれぞれのモーメント成分の変化は、互いに相殺されるように発生する。その結果、実NSPヨーモーメントMnsp_actが、Vgy_actの変化、あるいは、θbank_actの変化の影響を受け難いものとなる。
 また、式4-13bから明らかように、実NSPヨーモーメントMnsp_actは、μ感度p(γ_act,δf_act,Vx_act)がp≠0となる状況において、Vgy_actやθbank_actの値に直接的に依存せずに、実路面摩擦係数μ_actとμ感度pとに依存して変化することが判る。
 そして、上記式4-13a及び式4-13bのうちの式4-13aに着目すると、車両1の運動の状態量としての実ヨー角加速度γdot_actと、実センサ感応横加速度Accy_sensor_actとを観測すれば、それらの観測値に基づいて、各車輪2-iに路面から作用する実際の路面反力(これは実路面摩擦係数μ_actに依存する)の合力によって発生する実NSPヨーモーメントMnsp_actの値を特定できることが判る。
 この場合、式4-13aの右辺には、実路面摩擦係数μ_actが含まれないと共に、実車両重心横加速度Vgy_actや実路面バンク角θbank_actが含まれない。
 このため、実路面摩擦係数μ_actや、実車両重心横加速度Vgy_act、実路面バンク角θbank_actの観測値を必要とすることなく、実ヨー角加速度γdot_act及び実センサ感応横加速度Accy_sensor_actの観測値から、実NSPヨーモーメントMnsp_actの観測値を得ることができることとなる。
 ここで、前記ヨー角加速度検出値γdot_sensが、実ヨー角加速度γdot_actの観測値、前記車両重心横加速度検出値Accy_sensが、実センサ感応横加速度Accy_sensor_actの観測値としての意味を持つ。
 そこで、式4-13aの右辺のγdot_act、Accy_sennsor_actをそれぞれの観測値としてのγdot_sens、Accy_sensで置き換えた式によって算出される値を、以降、NSPヨーモーメント検出値Mnsp_sensという。すなわち、Mnsp_sensを次式4-14により定義する。
 
Mnsp_sens=Iz*γdot_sens+Lnsp*m*Accy_sens   ……式4-14
 
 この場合、ヨー角加速度検出値γdot_sensと、車両重心横加速度検出値Accy_sensとがそれぞれ、実ヨー角加速度検出値γdot_act、実センサ感応横加速度Accy_sensor_actに精度よく合致すると仮定すると、Mnsp_act=Mnsp_sensとなる。
 従って、ヨー角加速度検出値γdot_sensと、車両重心横加速度検出値Accy_sensとから、式4-14により、実NSPヨーモーメントMnsp_actの観測値としてのNSPヨーモーメント検出値Mnsp_sensを算出できることとなる。
 このようにして算出されるNSPヨーモーメント検出値Mnsp_sensは、車両1に作用する実際の外力(実路面反力)の値や実路面摩擦係数μ_actの値を必要とすることなく、車両1の運動の状態量の観測値を基に推定されるMnspの値(検出値)としての意味を持つ。
 次に、上記NSPヨーモーメント検出値Mnsp_sensとは別に、車両1の適当な動力学モデルを基に、該モデル上の車両1の車輪に作用する路面反力を路面摩擦係数μの推定値を用いて推定し、その推定した路面反力の合力によって発生するNSPヨーモーメントMnspの値を推定する処理に関して説明する。
 ここで、本実施形態では、実際には、前記車両モデル演算手段24によって、摩擦特性モデルや車両運動モデルを用いて路面反力推定値が前記した如く算出される。そして、その路面反力の推定値から、後述するようにNSPヨーモーメントMnspの値を推定することができる。
 ただし、ここでの説明では、路面摩擦係数μの推定原理の説明のために、便宜上、前記車両モデル演算手段24とは別の車両モデル演算手段(以下、説明用車両モデル演算手段という)によって、前記式4-3で表される車両1の動力学モデルを用いて、車両1の運動状態量や路面反力の推定演算処理が所定の演算処理周期で逐次実行されるものとする。
 この場合、説明用車両モデル演算手段には、各演算処理周期において、前輪舵角検出値δf_sens、ヨーレート検出値γ_sens、車速の観測値としての車両重心前後速度推定値Vgx_estm、路面摩擦係数推定値μ_estm、及び路面バンク角推定値θbank_estmの最新値(前回値又は今回値)が、それぞれ、式4-3の右辺のδf_act、γ_act、Vgx_act、μ_act、θbank_actの観測値として入力されるものとする。
 なお、ここでのVgx_estm、μ_estm、及びθbank_estmは、任意の適当な手法によって得られた観測値を意味するものである。また、前記式4-3におけるパラメータa11,a12s,a21,a22,b1,b2の値は、あらかじめ設定されているものとする。
 そして、説明用車両モデル演算手段は、以下に示す推定演算処理を実行するものとする。すなわち、説明用車両モデル演算手段は、前記式4-3の第1行の式におけるγ_act等の実際の値を、推定値又は検出値で置き換えてなる次式5-1によって、車両重心横滑り速度Vgyの時間的変化率(微分値)の推定値である車両重心横滑り速度変化率推定値Vgdot_y_estmを算出する。
 
Vgdot_y_estm=μ_estm*a11*Vgy_estm_p/Vgx_estm
        +μ_estm*a12s*γ_sens/Vgx_estm
         +μ_estm*b1*δf_sens
          -Vgx_estm*γ_sens-g*sin(θbank_estm)
                          ……式5-1
 
 なお、式5-1の右辺の第1項の演算に必要な車両重心横滑り速度推定値Vgy_estm_pは、説明用車両モデル演算手段が既に算出したVgy_estmのうちの最新値としての前回値である。
 この場合、式5-1の右辺から第4項及び第5項を除去したものは、各車輪2-iの路面反力の合力によって車両1の重心点に作用する並進力ベクトルのうちの車体1Bの横方向の成分の推定値(すなわち、全路面反力合成並進力ベクトル↑Fg_totalのY軸方向成分の推定値Fgy_total_estm)を、車両質量mで除算してなる値としての意味を持つ。
 また、右辺の第4項は、車両1の旋回運動に伴う遠心力に起因して該車両1の重心点に生じる加速度の推定値、第5項は、重力加速度のうちの、車体1Bの横方向の加速度成分の推定値を意味する。
 従って、式5-1は、μestm、Vgy_estm_p、Vgx_estm、γ_sens、δf_sensを基に、Fgy_total_estm/mを算出し、この算出したFgy_total_estm/mの値から、車両1の重心点に作用する遠心力の加速度の推定値(=Vgx_estm*γ_sens)と、重力加速度のうちの、車体1Bの横方向の加速度成分の推定値(=g*sin(θbank_estm))とを減算することによって、車両重心横滑り速度変化率推定値Vgdot_y_estmを算出する処理を示している。
 そして、説明用車両モデル演算手段は、上記の如く求めた車両重心横滑り速度変化率推定値Vgdot_y_estmと、車両重心横滑り速度推定値の前回値Vgy_estm_pとから、Vgdot_y_estmの積分演算を示す次式5-2により、新たな車両重心横滑り速度推定値Vgy_estm(今回値)を算出する。なお、式5-2におけるΔTは、説明用車両モデル演算手段の演算処理周期である。
 
Vgy_estm=Vgy_estm_p+Vgdot_y_estm*ΔT   ……式5-2
 
 このようにして算出されたVgy_estmが、次回の演算処理周期で、新たな車両重心横滑り速度変化率Vgdot_y_estmを算出するために使用される。
 なお、説明用車両モデル演算手段が算出するVgy_estmは、前記した車両モデル演算手段24の車両運動推定部24dが算出する車両重心横滑り速度モデル推定値Vgy_predictに相当するものである。
 さらに、説明用車両モデル演算手段は、車両1の横加速度センサ15が感応する実加速度(すなわち実センサ感応横加速度Accy_sensor_act)の推定値であるセンサ感応横加速度推定値Accy_sensor_estmを、次式5-3により(換言すれば式5-1の右辺の第1項~第3項までの演算により)算出する。
 
Accy_sensor_estm=μ_estm*a11*Vgy_estm_p/Vgx_estm
         +μ_estm*a12s*γ_sens/Vgx_estm
          +μ_estm*b1*δf_sens
                       ……式5-3
 
 ここで、この式5-3について補足すると、前記式4-5から明らかなように、次式5-4が成立する。
 
Accy_sensor_estm=Vgdot_y_estm+Vgx_estm*γ_sens
                +g*sin(θbank_estm)
                          ……式5-4
 
 そして、この式5-4と、前記式5-1とから明らかなように、式5-4の右辺は、式5-1の右辺の第1項~第3項の和に一致する。従って、センサ感応横加速度推定値Accy_sensor_estmを前記式5-3により算出することができることとなる。
 さらに、式5-3の右辺は、各車輪2-iの路面反力の合力によって車両1の重心点に作用する並進力ベクトルのうちの車体1Bの横方向の成分の推定値(すなわち、全路面反力合成並進力ベクトル↑Fg_totalのY軸方向成分の推定値Fgy_total_estm)を、車両質量mで除算してなる値としての意味を持つ。
 従って、式5-3は、μestm、Vgy_estm_p、Vgx_estm、γ_sens、δf_sensを基に、Fgy_total_estm/mを算出し、この算出されたFgy_total_estm/mをAccy_sensor_estmとして得る処理を示している。
 また、説明用車両モデル演算手段は、前記式4-3の第2行の式におけるγ_act等の実際の値を、推定値又は検出値で置き換えてなる次式5-5によって、ヨー角加速度γdotの時間的変化率(微分値)の推定値であるヨー角加速度推定値γdot_estmを算出する。
 
γdot_estm=μ_estm*a21*Vgy_estm_p/Vgx_estm
      +μ_estm*a22*γ_sens/Vgx_estm+μ_estm*b2*δf_sens
                            ……式5-5
 
 この式5-5の右辺は、各車輪2-iの路面反力の合力によって車両1の重心点に作用するヨー軸周りのモーメントの推定値(すなわち、全路面反力合成ヨーモーメント推定値Mgz_estm)を、車両ヨー慣性モーメントIzで除算してなる値を求める演算処理を意味する。
 従って、式5-5は、μestm、Vgy_estm_p、Vgx_estm、γ_sens、δf_sensを基にMgz_estm/Izを算出し、その算出したMgz_estm/Izの値をヨー角加速度推定値γdot_estmとして得る処理を示している。
 ここで、前記式5-3,5-5を連立方程式として、Vgy_estmを消去し、さらに、前記式4-10を適用することで、次式5-6が得られる。
 
Iz*γdot_estm+Lnsp*m*Accy_sensor_estm
    =μ_estm*p(γ_sens,δf_sens,Vgx_estm)
                        ……式5-6
 ただし、
  p(γ_sens,δf_sens,Vgx_estm)
     =Iz*((a22-(a21/a11)*a12s)*γ_sens/Vgx_estm
           +(b2-(a21/a11)*b1)*δf_sens) 
                       ……式5-7
 
 なお、式5-7により定義されるp(γ_sens,δf_sens,Vgx_estm)は、γ、δf、Vgxの観測値γ_sens,δf_sens,Vgx_estmから算出したμ感度の値を意味する。
 以降の説明では、μ感度pは、特にことわらない限り、この式5-7により定義されるp(γ_sens,δf_sens,Vgx_estm)を意味するものとする。
 式5-7により定義されるμ感度pは、より一般的に言えば、γ_sensとδf_sensとの線形結合によって算出されるμ感度の値である。この場合、この線形結合において、γ_sensと、δf_sensとにそれぞれに掛かる係数をA1,A2とおくと(p=A1*γ_sens+A2*δf_sensとおくと)、A1=Iz*((a22-(a21/a11)*a12s)/Vgx_estm、A2=(b2-(a21/a11)*b1)である。
 従って、該係数A1,A2は、それらの比率A2/A1が、車両1の車速の観測値としてのVgx_estmに応じて変化する(A2/A1がVgx_estmに比例して変化する)ように設定される係数であると言える。
 また、別の言い方をすれば、式5-7によるγ_sensとδf_sensとの線形結合は、前記式4-3の線形2輪車両モデルにおいて、路面摩擦係数μ_actを一定値と仮定した場合に、γ_act、δf_act、Vgx_actの値として、それらの観測値(検出値)γ_sens,δf_sens,Vgx_estmを用いて特定される実NSPヨーモーメントMnsp_actの値に、当該線形結合により算出されるμ感度pの値が比例するものとなるように構築された線形結合であると言える。
 補足すると、本実施形態では、前記したようにヨーレート推定値γ_estmは、ヨーレート検出値γ_sensと一致もしくはほぼ一致するように決定される。従って、上記式5-7の右辺におけるγ_sensをγ_estmに置き換えた式を、μ感度pの値を求めるための定義式として用いてもよい。
 上記式5-6の両辺は、いずれも、NSPでのヨー軸周りのモーメントの推定値(前記式4-3を前提とするモデル上でのモーメントの値)であるNSPヨーモーメント推定値Mnsp_estmを意味する。すなわち、NSPヨーモーメント推定値Mnsp_estmは、次式5-8a,5-8bに示す如く、式5-6の左辺及び右辺に一致する。
 
Mnsp_estm=Iz*γdot_estm+Lnsp*m*Accy_sensor_estm 
                       ……式5-8a
Mnsp_estm=μ_estm*p(γ_sens,δf_sens,Vgx_estm)
                       ……式5-8b
 
 式5-8aは、モデル上での車両1の運動によってNSPでのヨー軸周りに発生する慣性力モーメントに釣り合うモーメント(該慣性力モーメントの符号を反転させたモーメント)の推定値として、NSPヨーモーメント推定値Mnsp_estmを表現したものである。
 また、式5-8bは、μ_estmに依存する各車輪2-iの路面反力の合力(モデル上での路面反力の合力)によってNSPで発生するヨー軸周りのモーメントの推定値として、NSPヨーモーメント推定値Mnsp_estmを表現したものである。
 この場合、式5-8a,5-8bのうちの、式5-8bにより算出されるNSPヨーモーメント推定値Mnsp_estmは、路面摩擦係数推定値μ_estmに依存して算出されるものであるから、該Mnsp_estmには路面摩擦係数推定値μestmの誤差の影響が反映される。
 また、式5-8bの右辺には、車両重心横加速度推定値Vgy_estmや路面バンク角推定値θbank_estmが直接的には含まれない。
 このため、式5-8bによって算出されるNSPヨーモーメント推定値Mnsp_estmは、実NSPヨーモーメントMnsp_actに関して説明した場合と同様に、車両重心横加速度推定値Vgy_estmや路面バンク角推定値θbank_estmの誤差の影響を直接的に受けないこととなる。
 そこで、説明用車両モデル演算手段は、式5-8bにより、NSPヨーモーメント推定値Mnsp_estmを算出する。このようにして算出されるNSPヨーモーメント推定値Mnsp_estmは、それを一般化して言えば、車両1の動力学モデルを基に、μ_estmに依存して算出されるMnsp_actの推定値(より詳しくは、μ_estmが正確であると仮定して算出されるMnsp_actの推定値)としての意味を持つ。
 以上が、説明用車両モデル演算手段の処理である。補足すると、以上の説明用車両モデル演算手段では、路面摩擦係数μの推定原理の説明の便宜上、車両重心横滑り速度変化率推定値Vgdot_y_estmや、車両重心横滑り速度推定値Vgy_estm、ヨー角加速度推定値γdot_estm、センサ感応横加速度推定値Accy_sensor_estmを算出するものとした。
 但し、前記式4-3により表される動力学モデル(線形2輪車両モデル)を前提として、前記式5-8bによりNSPヨーモーメント推定値Mnsp_estmを算出する上では、前記5-7及び5-8bから明らかなように、Vgdot_y_estmや、Vgy_estm、γdot_estm、Accy_sensor_estmは不要である。
 また、前記式4-3により表される動力学モデルを前提とする場合には、前記式5-8aの右辺の演算結果の値と、式5-8bの右辺の演算結果とは同じ値になるので、式5-8aにより、Mnsp_estmを算出してもよい。
 次に、前記式4-14により得られるNSPヨーモーメント検出値Mnsp_sensと、前記式5-8bにより算出されるNSPヨーモーメント推定値Mnsp_estmとを基に、路面摩擦係数μを推定する手法を考察する。
 前記した如く、Mnsp_sensは、車両1に外力として作用する路面反力の値、あるいは、路面摩擦係数μの値を必要とすることなく、車両1の運動の状態量の観測値(γdot_sens,Accy_sens)に基づいて得られるMnsp_actの観測値(検出値)としての意味を持つ。また、Mnsp_estmは、車両1の動力学モデルを基に、μ_estmを用いて算出されるMnsp_actの観測値(推定値)としての意味を持つ。従って、Mnsp_sensとMnsp_estmとの偏差は、μ_actに対するμ_estmの誤差と相関性を有すると考えられる。
 ここで、ヨーレート検出値γ_sens、ヨー角加速度検出値γdor_sens、前輪舵角検出値δf_sens、車両重心前後速度推定値Vgx_estm(車速推定値)、車両重心横加速度検出値Accy_sensが、それぞれ、実ヨーレートγ_act、実ヨー角加速度γdot_act、実前輪舵角検出値δf_act、実車両重心前後速度Vgx_act、実センサ感応横加速度Acc_sensor_actに精度よく合致するものと仮定する。このとき、前記式4-11から、次式6-1が得られる。
 
Iz*γdot_sens+Lnsp*m*Accy_sens
  =μ_act*p(γ_sens,δf_sens,Vgx_estm)
                        ……式6-1
 
 そして、この式6-1と、前記式4-14、式5-6、式5-8bから、次式6-2が得られる。
 
Mnsp_sens-Mnsp_estm
  =(Iz*γdot_sens+Lnsp*m*Accy_sens)
         -(Iz*γdot_estm+Lnsp*m*Accy_sensor_estm)
  =(μ_act-μ_estm)*p(γ_sens,δf_sens,Vgx_estm)
                         ……式6-2
 
 この式6-2から、路面摩擦係数推定値μ_estmを実路面摩擦係数μ_actに一致させるためには、p(γ_sens,δf_sens,Vgx_estm)≠0となる状況で、Mnsp_estmをMnsp_sensに一致させるようにμ_estmを決定すればよいこととなる。
 このことは、より一般的に言えば、車両1の各車輪2-iの摩擦特性を含めた動力学モデル(路面摩擦係数推定値μ_estmに依存する動力学モデル)を用いて算出される実NSPヨーモーメントMnsp_actの推定値(NSPヨーモーメント推定値Mnsp_estm)を、車両1の運動状態量の観測値としてのヨー角加速度検出値γdot_sensと車両重心横加速度検出値Accy_sens(=センサ感応横加速度Accy_sensorの検出値)とから算出される実NSPヨーモーメントMnsp_actの推定値(NSPヨーモーメント検出値Mnsp_sens)に一致させるように、上記動力学モデルに適用する路面摩擦係数推定値μestmを決定すればよいことを意味する。
 この場合、式6-2の右辺のp(γ_sens,δf_sens,Vgx_estm)は、前記式5-7から明らかなように、車両重心横滑り速度推定値Vgy_estmや、路面バンク角推定値θbank_estmを含まない。
 従って、p(γ_sens,δf_sens,Vgx_estm)≠0となる状況では、Mnsp_sensとMnsp_estmとの偏差(式6-2の左辺)の値は、μ_actとμ_estmとの偏差(すなわちμ_estmの誤差)に対する相関性が高いと考えられる。換言すれば、p(γ_sens,δf_sens,Vgx_estm)≠0となる状況では、Mnsp_sensとMnsp_estmとの偏差は、主に、μ_estmの誤差に起因して発生すると考えられる。
 このため、式6-2を基礎として、路面摩擦係数推定値μ_estmを決定するようにすれば、車両重心横滑り速度推定値Vgy_estmや路面バンク角推定値θbank_estmの誤差の影響を受けるのを抑制するようにして、実路面摩擦係数μ_actを推定できると考えられる。
 そこで、本実施形態におけるμ推定手段26は、前記式6-2を基礎として、路面摩擦係数推定値μ_estmを算出する。
 上記のように式6-2を基礎とし、p(γ_sens,δf_sens,Vgx_estm)≠0となる状況で、Mnsp_estmをMnsp_sensに一致させるように路面摩擦係数推定値μ_estmを決定するためには、例えば次式6-3を満足するように、路面摩擦係数推定値μ_estmを決定することが考えられる。
 
Mnsp_sens=μ_estm*p(γ_sens,δf_sens,Vgx_estm)   ……式6-3
 
 ただし、このようにした場合には、Mnsp_sens、γ_sens、δf_sens、Vgx_estmの誤差に起因して、路面摩擦係数推定値μ_estmの過剰な変動が生じやすい。特にp(γ_sens,δf_sens,Vgx_estm)の値が“0”に近い値である場合には、式6-3に基づき求められる路面摩擦係数推定値μ_estmの信頼性や安定性を確保することが困難である。
 そこで、本実施形態におけるμ推定手段26は、車両1の運動状態量の観測値から求められるNSPヨーモーメント検出値Mnsp_sensと、路面摩擦係数推定値μ_estmに依存して推定される路面反力を基に求められるNSPヨーモーメント推定値Mnsp_estmとの偏差に応じたフィードバック演算処理によって、該偏差を“0”に収束させるように(Mnsp_sensにMnsp_estmを収束させるように)、μ_estmの増減操作量を逐次決定し、その増減操作量に応じてμestmの値を更新する。
 これにより、路面摩擦係数推定値μestmを実路面摩擦係数μ_actに収束させるように(定常的には、μ_actに一致させるように)、μestmを逐次算出する。以降、Mnsp_sensとMnsp_estmとの偏差(=Mnsp_sens-Mnsp_estm)を、NSPヨーモーメント推定誤差Mnsp_errという。
 また、この場合、前記式6-2から明らかなように、NSPヨーモーメント推定誤差Mnsp_errは、μ感度pに比例する。そして、μ感度pが“0”に近いほど、μ_estmの誤差に対するMnsp_errの感度(μ_estmの誤差の変化に対するMnsp_errの変化の比率の大きさ)が低下する。
 そこで、本実施形態では、μ_estmの信頼性や安定性を確保するために、Mnsp_errの変化に対するμ_estmの増減操作量の変化の割合いであるゲイン値(換言すれば、Mnsp_errを“0”に収束させるフィードバック演算処理のフィードバックゲイン)を、μ感度pに応じて変化させる。
 以上が、本実施形態における路面摩擦係数μの基本的な推定原理である。
 以上説明した路面摩擦係数μの基本的な推定原理を踏まえて、本実施形態におけるμ推定手段26の処理を図11及び図12を参照して説明する。
 図11のブロック図に示すように、μ推定手段26は、その機能として、NSPヨーモーメント検出値Mnsp_sensを算出するMnsp_sens算出部26aと、NSPヨーモーメント推定値Mnsp_estmを算出するMnsp_estm算出部26bと、NSPヨーモーメント推定誤差Mnsp_errを算出するMnsp_err算出部26cと、μ感度p(γ_sens,δf_sens,Vgx_estm)を算出するμ感度算出部26dと、NSPヨーモーメント推定誤差Mnsp_errとμ感度p(γ_sens,δf_sens,Vgx_estm)とに応じて路面摩擦係数μの増減操作量Δμを決定する摩擦係数増減操作量決定部26eと、この増減操作量Δμに応じて路面摩擦係数推定値μ_estmを更新する摩擦係数推定値更新部26fとを備える。
 そして、μ推定手段26は、図12のフローチャートの処理を実行することで、路面摩擦係数推定値μ_estmを逐次決定する。
 すなわち、μ推定手段26は、S118-1において、Mnsp_sens算出部26aの処理を実行し、NSPヨーモーメント検出値Mnsp_sensを算出する。
 具体的には、Mnsp_sens算出部26aは、前記S100において観測対象量検出手段22により生成された観測対象量検出値のうち、NSPヨーモーメントMnspに釣り合う慣性力モーメントに関連する車両1の運動状態量の観測値としてのヨー角加速度検出値γdot_sensと、車両重心横加速度検出値Accy_sens(センサ感応横加速度検出値)とを用いて前記式4-14の右辺の演算を行うことによりMnsp_sensを算出する。
 この場合、式4-14の演算に必要な車両ヨー慣性モーメントIzの値、車両質量mの値、及び車両重心・NSP間距離Lnspの値としては、あらかじめ設定された所定値が用いられる。なお、式4-14の右辺の第1項は、全路面反力合成ヨーモーメント検出値Mgz_total_sensに相当し、第2項中のm*Accy_sensは、全路面反力合成横力検出値Fgy_total_sensに相当する。
 さらにμ推定手段26は、S118-2において、Mnsp_estm算出部26bの処理を実行し、NSPヨーモーメント推定値Mnsp_estmを算出する。
 具体的には、Mnsp_estm算出部26bは、前記S112において車両モデル演算手段24により算出された全路面反力合成横力推定値Fgy_total_estm(全路面反力合成並進力ベクトル推定値↑Fg_total_estmのY軸方向成分)と、全路面反力合成ヨーモーメント推定値Mgz_total_estmとから、次式7-1によりMnsp_estmを算出する。
 
Mnsp_estm=Mgz_total_estm+Lnsp*Fgy_total_estm   ……式7-1
 
 次いで、μ推定手段26は、S118-3において、Mnsp_err算出部26cの処理を実行し、NSPヨーモーメント推定誤差Mnsp_errを算出する。
 具体的には、Mnsp_err算出部26cは、S118-1で算出されたNSPヨーモーメント検出値Mnsp_sensから、S118-2で算出されたNSPヨーモーメント推定値Mnsp_estmを減じることによって、Mnsp_errを算出する。
 さらに、μ推定手段26は、S118-4において、μ感度算出部26dの処理を実行し、μ感度pを算出する。
 具体的には、μ感度算出部26dは、前記S100において観測対象量検出手段22により生成されたヨーレート検出値γ_sens及び前輪舵角検出値δf_sensと、前記S114において車両モデル演算手段24により求められた車両重心前後速度推定値Vgx_estmとから、前記式5-7の右辺の演算を行うことによりμ感度p(γ_sens,δf_sens,Vgx_estm)を算出する。
 この場合、式5-7の演算に必要な車両慣性ヨーモーメントIzの値、並びにパラメータa11,a12s,a21,a22,b1,b2の値としては、あらかじめ設定された所定値が用いられる。
 この場合、式5-7から明らかなように、μ感度pは、γ_sensとδf_sensとの線形結合によって求められる。そして、この線形結合において、γ_sensに掛かる係数と、δf_sensに掛かる係数との比が、Vgx_estmに応じて変化することとなる。
 次いで、μ推定手段26は、S118-5において、摩擦係数増減操作量決定部26eの処理を実行し、S118-3で算出されたNSPヨーモーメント推定誤差Mnsp_errと、S118-4で算出されたμ感度pとに応じて、摩擦係数増減操作量Δμを決定する。
 この処理においては、フィードバック制御則によりMnsp_errを“0”に収束させるように(すなわち、Mnsp_estmをMnsp_sensに収束させるように)、摩擦係数増減操作量Δμが決定される。
 この場合、上記フィードバック制御則として、比例則が用いられ、あるゲイン値GmuをMnsp_errに乗じることによってΔμが算出される。この場合、Δμが、Mnsp_errと前記μ感度pとの積に比例するように決定される。ひいては、Mnsp_errの変化に対するΔμの変化の割合いを表す前記ゲイン値Gmu(以降、Gmuを摩擦係数操作ゲインという)が、前記μ感度pに応じて変化するように決定される。
 具体的には、本実施形態では、摩擦係数増減操作量決定部26eは、次式7-2により、Δμを算出する。なお、式7-2におけるKmuは、あらかじめ設定された正の所定値である。
 
Δμ=Mnsp_err*Gmu
  =Mnsp_err*(p(γ_sens,δf_sens,Vgx_estm)*Kmu)
                        ……式7-2
 
 すなわち、摩擦係数増減操作量決定部26eは、S118-4で算出されたμ感度pに、あらかじめ設定された正の所定値である基本ゲインKmuを乗じたもの(=Kmu*p)を摩擦係数操作ゲインGmuとし、この摩擦係数操作ゲインGmuをS118-3で算出されたNSPヨーモーメント推定誤差Mnsp_errに乗じることによって、摩擦係数増減操作量Δμを決定する。
 この場合、摩擦係数操作ゲインGmuは、μ感度pと同一極性を有し、且つ、μ感度pの大きさ(絶対値)が小さいほど、Gmuの大きさ(絶対値)も小さくなるように決定されることとなる。
 次いで、μ推定手段26は、S118-6において、摩擦係数推定値更新部26fの処理を実行し、路面摩擦係数推定値μ_estmを更新する。
 具体的には、摩擦係数推定値更新部26fは、路面摩擦係数推定値の前回値μ_estm_pに、S118-5で算出された摩擦係数増減操作量Δμを加えることによって、路面摩擦係数推定値μ_estmを前回値μ_estm_pから更新し、新たな路面摩擦係数推定値μ_estm(今回値μ_estm)を求める。この処理は、換言すれば、Δμを積分することによって、路面摩擦係数推定値μ_estmを求める処理である。
 以上が、本実施形態におけるμ推定手段26の処理の詳細である。
 以上説明した本実施形態では、特に、車両重心横滑り速度推定値Vgy_estmを算出するときに、前記車両重心横加速度偏差Accy_errに応じて横滑り速度補正操作量Vgy_cmpnが決定される。
 そして、車両モデル上で、全路面反力合成横力推定値Fgy_total_estmの外力によって発生する車両1の横滑り運動の状態量の値としての車両重心横滑り速度モデル推定値Vgy_predictをVgy_cmpnにより補正してなる値が、車両重心横滑り速度推定値Vgy_estmとして決定される。
 これにより、実路面摩擦係数μ_actの変化などに起因して車両1の横滑り運動が変化するような状況での過渡期における車両重心横滑り速度推定値Vgy_estmの精度を、車両重心横滑り速度モデル推定値Vgy_predictよりも高めることができる。
 また、車両重心横滑り速度暫定推定値Vgy_predictをVgy_cmpnにより補正してなる車両重心横滑り速度推定値Vgy_estmは、車両重心横滑り速度モデル推定値Vgy_predictを算出する処理や、路面摩擦係数推定値μ_estmを算出する処理に使用されない(これらの算出処理にフィードバックされない)。
 このため、横加速度センサ15の出力から横滑り速度補正操作量Vgy_cmpnまでの演算処理系の伝達関数の周波数特性が実車両重心前後速度gx_act(実車速)や実路面摩擦係数μ_actの変化の影響を受けないようにすることができる。その結果、実車両重心横滑り速度Vgy_actの変化に対する車両重心横滑り速度推定値Vgy_estmの収束応答性を、実車両重心前後速度gx_act(実車速)や実路面摩擦係数μ_actの変化によらずに一定に保つことができる。
 
[第2実施形態]
 次に、本発明の第2実施形態を図13~図15を参照して説明する。なお、本実施形態は、制御装置20の一部の処理(より詳しくは、車両モデル演算手段24の一部の処理)のみが第1実施形態と相違するものである。従って、本実施形態の説明では、第1実施形態と相違する事項を中心に説明し、第1実施形態と同一の事項の説明は省略する。
 図13のブロック図で示すように、本実施形態では、車両モデル演算手段24に入力される観測対象量の検出値には、δ1_sens,δ2_sens,Vw_i_sens,γ_sens,Accy_sens,Accy_sens,Tq_i_sensに加えて、γdot_sensが含まれる。この場合、γdot_sensは、車両運動推定部24dに入力される。
 そして、本実施形態では、車両運動推定部24dは、入力されたγdot_sensを用いて、図14のフローチャートに示す処理を実行することによって、前記式1-19により算出した車両重心横滑り速度モデル推定値Vgy_predictを補正してなる値を車両重心横滑り速度推定値Vgy_estmとして決定する。本実施形態では、この車両重心横滑り速度推定値Vgy_estmの決定処理のみが前記第1実施形態と相違している。
 以下説明すると、図14のフローチャートに示す処理では、車両運動推定部24dは、まず、S114-5において、前記S114-1と同じ処理を実行し、前記式1-41a又は式1-41bにより車両重心横加速度推定値Accy_estmを算出する。
 次いで、S114-6において、車両運動推定部24dは、前記S114-2と同じ処理を実行し、前記式1-42により、車両重心横加速度偏差Accy_errを算出する。
 さらに、車両運動推定部24dは、S114-7において、前記全路面反力合成ヨーモーメント推定値Mgz_total_estmの外力モーメントによって車両モデル上での車両1に生じるヨー角加速度γdotの値としてのヨー角加速度推定値γdot_estmを前記式1-15aにより算出する。
 すなわち、車両運動推定部24dは、Mgz_total_estmを車両ヨー慣性モーメントIzにより除算することによってγdot_estmを算出する。なお、各演算処理周期において、前記式1-20によりヨーレート暫定推定値γ_predictを求めるために、γdot_estmを既に1-15aにより算出している場合には、S114-7において再度、γdot_estmを算出する必要はない。
 次いで、S114-8において、車両運動推定部24dは、前記S100で得られたヨー角加速度検出値γdot_sensから、前記式1-15aにより算出したヨー角加速度推定値γdot_estmを減じることによって、ヨー角加速度偏差γdot_errを算出する。すなわち、次式1-44によりγdot_errを算出する。
 
γdot_err=γdot_sens-γdot_estm   ……式1-44
 
 次いで、S114-9において、車両運動推定部24dは、前記式1-19により算出した車両重心横滑り速度モデル推定値Vgy_predictを、上記の如く求めた車両重心横加速度偏差Accy_err及びヨー角加速度偏差γdot_errとに応じて補正してなる値を車両重心横滑り速度推定値Vgy_estm(今回値)として決定する。
 このS114-9の処理は、例えば図15のブロック図で示す処理によって実行される。
 まず、この処理の概略を以下に説明する。車両運動推定部24dは、まず、車両重心横加速度偏差Accy_errとヨー角加速度偏差γdot_errとをそれぞれ、ローカット特性(所定周波数以下の低周波成分を遮断する特性)を有する周波数成分調整用のフィルタ24d10,24d11に通す。これにより、横加速度センサ15の出力のドリフト等に起因して、車両重心横加速度偏差Accy_errに定常的なオフセット成分が含まれているような場合に、そのオフセット成分を除去してなる車両重心横加速度偏差フィルタリング値Accy_err_lowcutがフィルタ24d10から出力される。同様に、ヨーレートセンサ13の出力のドリフト等に起因して、ヨー角加速度偏差γdot_errに定常的なオフセット成分が含まれているような場合に、そのオフセット成分を除去してなるヨー角加速度偏差フィルタリング値γdot_err_lowcutがフィルタ24d11から出力される。Accy_err_lowcut、γdot_err_lowcutは、換言すれば、それぞれ車両重心横加速度偏差Accy_errの高周波成分、ヨー角加速度偏差γdot_errの高周波成分である。
 なお、本実施形態では、上記フィルタ24d10,24d11は、いずれも、その伝達関数がT3*S/(1+T3*S)により表現される一次のローカットフィルタであり、それぞれの時定数T3が互いに同一の値に設定されている。
 次いで、車両運動推定部24dは、上記車両重心横加速度偏差フィルタリング値Accy_err_lowcutと、ヨー角加速度偏差フィルタリング値γdot_err_lowcutとに応じて、車両重心横滑り速度モデル推定値Vgy_predictを補正するための補正操作量の基本値Vgdot_y_cmpnを図10中の枠線内の処理(詳細は後述する)によって求める。該基本値Vgdot_y_cmpnは、車両重心横滑り速度モデル推定値Vgy_predictの時間的変化率(微分値)としての車両重心横滑り速度変化率推定値Vgdot_y_estmの、実車両重心横滑り速度変化率Vgdot_y_actに対する誤差としての意味を持つものである。以降、該基本値Vgdot_y_cmpnを横滑り速度変化率必要補正量Vgdot_y_cmpnという。
 さらに、車両運動推定部24dは、上記横滑り速度変化率必要補正量Vgdot_y_cmpnを、ハイカット特性を有する周波数成分調整用のフィルタ24d22と、所定値のゲインT4を入力値に乗算するゲイン乗算部24d23とに通すことによって、車両重心横滑り速度モデル推定値Vgy_predictの実際の補正に用いる補正操作量としての横滑り速度補正操作量Vgy_cmpnを求める。
 この場合、ハイカット特性を有する上記フィルタ24d22は、その伝達関数が1/(1+T4*S)により表現されるハイカットフィルタ(時定数T4の一次のローパスフィルタ)である。また、ゲイン乗算部24d23でフィルタ24d22の出力に乗じるゲインT4は、該フィルタ24d22の時定数T4と一致するように設定されている。なお、ハイカットフィルタ24d22の伝達関数の時定数T4は、該時定数T4により規定されるハイカットフィルタ24d22の遮断周波数が、前記ローカットフィルタ24d10,24d11の伝達関数の時定数T3により規定される遮断周波数よりも高くなるように設定されている。
 そして、車両運動推定部24dは、上記横滑り速度補正操作量Vgy_cmpnを、加算演算部24d24にて前記車両重心横滑り速度モデル推定値Vgy_predictに加算してなる値を車両重心横滑り速度推定値Vgy_estmとして決定する。すなわち、車両運動推定部24dは、前記式1-19により算出した車両重心横滑り速度モデル推定値Vgy_predictを、上記横滑り速度補正操作量Vgy_cmpnを用いて前記式1-43により補正してなる値を車両重心横滑り速度推定値Vgy_estmとして決定する。
 以上が、S114-9の処理の概略である。
 ここで、図15の破線枠内の処理等を詳細に説明する前に、本実施形態における横滑り速度補正操作量Vgy_cmpnの決定処理の原理を説明しておく。
 まず、図15の破線枠内の処理により決定される前記横滑り速度変化率必要補正量Vgdot_y_cmpnは、後述するように、車両重心横加速度偏差フィリタリング値Accy_err_lowcutの変化が、車両1の実際の横滑り運動の変化に起因して発生した可能性が高い場合に、Accy_err_lowcutに一致するように決定されるものである。
 そして、このような場合には、Accy_err_lowcutをハイカット特性を有するフィルタ24d22とゲイン乗算部24d23とに通すことによって、横滑り速度補正操作量Vgy_cmpnが決定されることとなる。
 この場合、車両重心横加速度偏差フィルタリング値Accy_err_lowcut(又はAccy_err)をハイカット特性を有するフィルタ24d22とゲイン乗算部24d23とに通す処理は、原理的には、該Accy_err_lowcut(又はAccy_err)を、伝達関数がT4*S/(1+T4*S)により表現されるローカットフィルタ(時定数T4の一次のローカットフィルタ)と、伝達関数が1/Sにより表される積分器とに通す処理と等価である。
 また、Accy_errは、前記したように車両重心横滑り速度変化率推定値Vgdot_y_estmの、実車両重心横滑り速度変化率Vgdot_y_actに対する誤差(=Vgdot_y_act-Vgdot_y_estm)に相当するものである。従って、Accy_errを積分したものは、車両重心横滑り速度変化率推定値Vgdot_y_estmの積分値としての前記車両重心横滑り速度モデル推定値Vgy_predictの実車両重心横滑り速度Vgy_actに対する誤差(=Vgy_act-Vgy_predict)に、ある積分定数を加えたものになる。
 このため、Accy_err_lowcut(又はAccy_err)をローカットフィルタ(時定数T4の一次のローカットフィルタ)と積分器とに通すことによって得られる値、ひいては、Accy_err_lowcut(又はAccy_err)を上記ハイカットフィルタ24d22とゲイン乗算部24d23とに通すことによって得られる値は、基本的には、車両重心横滑り速度モデル推定値Vgy_predictの、実車両重心横滑り速度Vgy_actに対する誤差(=Vgy_act-Vgy_predict)又はこれに近い値に収束すると考えられる。
 従って、基本的には、Accy_err_lowcut(又はAccy_err)を上記ハイカットフィルタ24d22とゲイン乗算部24d23とに通すことによって得られる値を車両重心横滑り速度モデル推定値Vgy_predictに加算してなる値は、Vgy_predictよりも実車両重心横滑り速度Vgy_actに近づくと考えられる。
 但し、横加速度センサ15の出力に基づく車両重心横加速度検出値Accy_sens(=センサ感応横加速度検出値Accy_sensor_sens)は、車両1の横滑り運動状態量の変化だけでなく、実路面バンク角θbank_actにも起因して変化するので、車両重心横加速度偏差Accy_errも実路面バンク角θbank_actに応じて変化する。
 このため、特に、実路面バンク角θbank_actが変化する過渡期においては、実車両重心横滑り速度Vgy_actが一定であっても、前記横滑り速度補正操作量Vgy_cmpnが変化する。ひいては、最終的に決定される車両重心横滑り速度推定値Vgy_estmがVgy_actに対して変動し易くなる。
 そこで、本実施形態では、車両運動推定部24dは、実路面バンク角θbank_actの変化に起因する車両重心横滑り速度推定値Vgy_estmの変動を抑制するために、車両重心横加速度偏差フィルタリング値Accy_err_lowcutとヨー角加速度偏差フィルタリング値γdot_err_lowcutとから、図15の破線枠内の処理によって、Accy_err_lowcutから実路面バンク角θbank_actの変化の影響分を除去したものとしての前記横滑り速度変化率必要補正量Vgdot_y_cmpnを決定する。そして、車両運動推定部24dは、Vgdot_y_cmpnを決定した上で、該横滑り速度変化率必要補正量Vgdot_y_estmからハイカットフィルタ24d22及びゲイン乗算部24d23を介して横滑り速度補正操作量Vgy_cmpnを決定する。
 この場合、図15の破線枠内の処理(Vgdot_y_estmを決定する処理)は、以下に説明する現象を基礎として構築された処理である。
 例えば、車両1が、一定の実路面摩擦係数μ_actを有する水平な路面上で、時計周りの向き(γ_act<0の向き)に定常的な旋回走行を行っている時に実路面バンク角θbank_actが“0”から正の値に変化した場合を想定する。
 この場合には、実路面バンク角θbank_actの変化直後に、重力加速度のうちの車両1の横方向の成分の影響に起因して、Accy_sens(<0)の絶対値が減少する。この結果、前記車両重心横加速度偏差Accy_errが正側に変化する。
 一方、θbank_act>0となる路面での車両1の時計周りの向きの旋回走行時には、NSPが車両1の重心点よりも後方側に存在する車両1(Lnsp>0となる車両1)では、該車両1の実ヨーレートγ_act(<0)の絶対値が増加しようとする傾向があるので、前記ヨー角加速度偏差γdot_errが負側に変化する。
 また、NSPが車両1の重心点よりも前方側に存在する車両1(Lnsp<0となる車両1)では、該車両1の実ヨーレートγ_act(<0)の絶対値が減少しようとする傾向があるので、γdot_errが正側に変化する。
 このため、γdot_errに、車両重心・NSP間距離Lnspと同一極性の適当な係数(以降、これをLnsp同極性係数α2という)を乗じてなる値α2*γdot_errに着目すると、このα2*γdot_errは、Accy_errと異なる極性側である負側に変化する。
 また、例えば、車両1が、一定の実路面摩擦係数μ_actを有する水平な路面上で、時計周りの向き(γ_act<0の向き)に定常的な旋回走行を行っている時に実路面バンク角θbank_actが“0”から負の値に変化した場合を想定する。
 この場合には、実路面バンク角θbank_actの変化直後に、重力加速度のうちの車両1の横方向の成分の影響に起因して、Accy_sens(<0)の絶対値が増加する。この結果、前記車両重心横加速度偏差Accy_errが負側に変化する。
 一方、θbank_act<0となる路面での車両1の時計周りの向きの旋回走行時には、NSPが車両1の重心点よりも後方側に存在する車両1(Lnsp>0となる車両1)では、該車両1の実ヨーレートγ_act(<0)の絶対値が減少しようとする傾向があるので、前記ヨー角加速度偏差γdot_errが正側に変化する。
 また、NSPが車両1の重心点よりも前方側に存在する車両1(Lnsp<0となる車両1)では、該車両1の実ヨーレートγ_act(<0)の絶対値が増加しようとする傾向があるので、γdot_errが負側に変化する。このため、前記α22*γdot_errは、Accy_errと異なる極性側である正側に変化する。
 また、例えば、車両1が、一定の実路面摩擦係数μ_actを有する水平な路面上で、反時計周りの向き(γ_act>0の向き)に定常的な旋回走行を行っている時に実路面バンク角θbank_actが“0”から正の値に変化した場合を想定する。
 この場合には、実路面バンク角θbank_actの変化直後に、重力加速度のうちの車両1の横方向の成分の影響に起因して、Accy_sens(>0)の絶対値が増加する。この結果、前記車両重心横加速度偏差Accy_errが正側に変化する。
 一方、θbank_act>0となる路面での車両1の反時計周りの向きの旋回走行時には、NSPが車両1の重心点よりも後方側に存在する車両1(Lnsp>0となる車両1)では、該車両1の実ヨーレートγ_act(>0)の絶対値が減少しようとする傾向があるので、前記ヨー角加速度偏差γdot_errが負側に変化する。
 また、NSPが車両1の重心点よりも前方側に存在する車両1(Lnsp<0となる車両1)では、該車両1の実ヨーレートγ_act(>0)の絶対値が増加しようとする傾向があるので、γdot_errが正側に変化する。このため、前記α22*γdot_errは、Accy_errと異なる極性側である負側に変化する。
 また、例えば、車両1が、一定の実路面摩擦係数μ_actを有する水平な路面上で、反時計周りの向き(γ_act>0の向き)に定常的な旋回走行を行っている時に実路面バンク角θbank_actが“0”から負の値に変化した場合を想定する。
 この場合には、実路面バンク角θbank_actの変化直後に、重力加速度のうちの車両1の横方向の成分の影響に起因して、Accy_sens(>0)の絶対値が減少する。この結果、前記車両重心横加速度偏差Accy_errが負側に変化する。
 一方、θbank_act<0となる路面での車両1の反時計周りの向きの旋回走行時には、NSPが車両1の重心点よりも後方側に存在する車両1(Lnsp>0となる車両1)では、該車両1の実ヨーレートγ_act(>0)の絶対値が増加しようとする傾向があるので、前記ヨー角加速度偏差γdot_errが正側に変化する。
 また、NSPが車両1の重心点よりも前方側に存在する車両1(Lnsp<0となる車両1)では、該車両1の実ヨーレートγ_act(>0)の絶対値が減少しようとする傾向があるので、γdot_errが負側に変化する。このため、前記α2*γdot_errは、Accy_errと異なる極性側である正側に変化する。
 以上のように、ヨー角加速度偏差γdot_errと前記Lnsp同極性係数α2との積α2*γdot_errは、基本的には、実路面バンク角θbank_actが変化した直後の過渡期において、車両重心横加速度偏差Accy_errと異なる極性側(逆極性側)に変化する。
 ひいては、前記ヨー角加速度偏差フィルタリング値γdot_err_lowcutに前記Lnsp同極性係数α2を乗じてなる値α2*γdot_errr_lowcut(α2*γdot_errの高周波成分)は、実路面バンク角θbank_actが変化した場合に、前記車両重心横加速度偏差フィルタリング値Accy_err_lowcutと異なる極性側(逆極性側)に変化することとなる。
 他方、車両1が、水平な路面上で、時計周りの向き(γ_act<0の向き)に定常的な旋回走行を行っている時に、例えば実路面摩擦係数μ_actの減少変化に起因して車両1が横滑りすることにより、実車両重心横滑り速度変化率Vgdot_y_actが正側に変化した場合を想定する。
 この場合には、実路面摩擦係数μ_actの変化直後に、Accy_sens(<0)の絶対値が減少する。この結果、前記車両重心横加速度偏差Accy_errが正側に変化する。
 一方、実路面摩擦係数μ_actの減少変化に起因して車両1の横滑りが生じた場合には、NSPが車両1の重心点よりも後方側に存在する車両1(Lnsp>0となる車両1)では、該車両1の実ヨーレートγ_act(<0)の絶対値が減少しようとする傾向があるので、前記ヨー角加速度偏差γdot_errが正側に変化する。
 また、NSPが車両1の重心点よりも前方側に存在する車両1(Lnsp<0となる車両1)では、該車両1の実ヨーレートγ_act(<0)の絶対値が増加しようとする傾向があるので、γdot_errが負側に変化する。従って、前記α2*γdot_errは、Accy_errと同極性側である正側に変化する。
 また、例えば、車両1が、水平な路面上で、反時計周りの向き(γ_act>0の向き)に定常的な旋回走行を行っている時に、例えば実路面摩擦係数μ_actの減少変化に起因して車両1が横滑りすることにより、実車両重心横滑り速度変化率Vgdot_y_actが負側に変化した場合を想定する。
 この場合には、実路面摩擦係数μ_actの変化直後に、Accy_sens(>0)の絶対値が減少する。この結果、前記車両重心横加速度偏差Accy_errが負側に変化する。
 一方、実路面摩擦係数μ_actの減少変化に起因して車両1の横滑りが生じた場合には、NSPが車両1の重心点よりも後方側に存在する車両1(Lnsp>0となる車両1)では、該車両1の実ヨーレートγ_act(>0)の絶対値が減少しようとする傾向があるので、前記ヨー角加速度偏差γdot_errが負側に変化する。
 また、NSPが車両1の重心点よりも前方側に存在する車両1(Lnsp<0となる車両1)では、該車両1の実ヨーレートγ_act(>0)の絶対値が増加しようとする傾向があるので、γdot_errが正側に変化する。従って、前記α2*γdot_errは、Accy_errと同極性側である負側に変化する。
 以上のように、ヨー角加速度偏差γdot_errと前記Lnsp同符号係数α2との積α2*γdot_errは、基本的には、実車両重心横滑り速度変化率Vgdot_y_actが正側及び負側のいずれに変化した場合であっても、その変化直後の過渡期において、車両重心横加速度偏差Accy_errと同極性側に変化する。
 ひいては、ヨー角加速度偏差フィルタリング値γdot_err_lowcutに前記Lnsp同符号係数α2を乗じてなる値α2*γdot_errr_lowcut(α2*γdot_errの高周波成分)は、実車両重心横滑り速度変化率Vgdot_y_actが正側及び負側のいずれに変化した場合であっても、車両重心横加速度偏差フィルタリング値Accy_err_lowcutと同極性側に変化する。
 なお、Accy_err_lowcut,γdot_err_lowcutは、それぞれ、Accy_err、γdot_errをローカット特性を有するフィルタ24d6,24d7に通したものであるから、Accy_err_lowcut,γdot_err_lowcutの極性に関する上記の特性は、横加速度センサ15やヨーレートセンサ13の出力のドリフト等に起因するAccy_err,γdot_errの定常的なオフセットの影響を受け難いものとなる。このため、Accy_err_lowcut,γdot_err_lowcutの極性の変化は、正極性側と負極性側とで対称的な変化となる。
 以上のことから、車両重心横加速度偏差フィルタリング値Accy_err_lowcutが正側又は負側に変化した場合において、ヨー角加速度偏差フィルタリング値γdot_err_lowcutと前記Lnsp同極性係数α2との積α2*γdot_err_lowcutが、Accy_err_lowcutと同極性側に変化するような状況では、Accy_err_lowcutの変化が、車両1の実際の横滑り運動(車両1の横方向の並進運動)の変化に起因して発生した可能性が高いと考えられる。
 一方、積α2*γdot_err_lowcutがAccy_err_lowcutと逆極性側に変化するような状況では、Accy_err_lowcutの変化が、実路面バンク角θbank_actの変化に起因して発生した可能性が高いと考えられる。
 さらに、例えば、Accy_err_lowcutと上記積α2*γdot_err_lowcutとの和、すなわち、Accy_err_lowcut及びγdot_err_lowcutにそれぞれ掛かる重み係数を“1”、“α2”として、これらのAccy_err_lowcut及びγdot_err_lowcutを線形結合してなる線形結合値(=Accy_err_lowcut+α2*γdot_err_lowcut。以降、これを線形結合値SUMという)に着目する。
 この場合、前記線形結合値SUMが、これに含まれる第1項としてのAccy_err_lowcut(=1*Accy_err_lowcut)と異なる極性となる状況は、Accy_err_lowcutと、SUMの第2項としてのα2*γdot_err_lowcutとが互いに異なる極性となり、且つ、Accy_err_lowcut(SUMの第1項)の絶対値よりもα2*γdot_err_lowcut(SUMの第2項)の絶対値が大きいものとなっている状況である。このため、この状況は、路面のバンク角の変化の影響が強く発生している状況であると考えられる。
 また、前記線形結合値SUMが、Accy_err_lowcut(SUMの第1項)と同一極性となる状況は、Accy_err_lowcut(SUMの第1項)とα2*γdot_err_lowcut(SUMの第2項)とが互いに同一極性となっている状況と、Accy_err_lowcut(SUMの第1項)とα2*γdot_err_lowcut(SUMの第2項)とが互いに異なる極性となり、且つ、Accy_err_lowcut(SUMの第1項)の絶対値がα2*γdot_err_lowcut(SUMの第2項)の絶対値よりも大きいものとなっている状況とのうちのいずれかの状況である。
 このため、この状況は、路面のバンク角が一定であるか、もしくはその変化の影響が弱く、路面の摩擦係数や車両の運動状態の変化の影響が強く発生している状況であると考えられる。
 なお、γdot_err_lowcutに掛かる重み係数としての前記Lnsp同符号係数α2の値として、例えば前記車両ヨー慣性モーメントIzを、車両質量mと車両重心・NSP間距離Lnspとの積により除算してなる値(=Iz/(m*Lnsp))に設定した場合には、Accy_err、γdot_errにそれぞれ掛かる重み係数を“1”、“α2”として、これらのAccy_err、γdot_errを線形結合してなる線形結合値(=Accy_err+α2*γdot_err)は、後述するNSPヨーモーメント誤差Mnsp_errを(m*Lnsp)で除算してなる値に相当し、該Mnsp_errに比例するものとなる。
 従って、前記線形結合値SUMは、NSPヨーモーメント誤差Mnsp_errをローカット特性のフィルタに通したもの(Mnsp_errの高周波成分)に比例する。そして、Mnsp_errの後述する特性によって、線形結合値SUMは、路面摩擦係数推定値μ_estmの誤差が小さい状態では、実路面バンク角θbank_actが変化しても“0”もしくはこれに近い値に保たれる。
 本実施形態における図15の破線枠内の処理では、以上説明したことを基礎として、次のように車両重心横加速度偏差フィルタリング値Accy_err_lowcutとヨー角加速度偏差フィルタリング値γdot_err_lowcutとから、横滑り速度補正操作量Vgy_cmpnの基本値としての横滑り速度変化率必要補正量Vgdot_y_cmpnが決定される。
 すなわち、車両運動推定部24dは、ヨー角加速度偏差フィルタリング値γdot_err_lowcutを係数乗算部24d12に入力し、該係数乗算部24d12により、γdot_err_lowcutにLnsp同極性係数α2を乗じてなる積α2*γdot_err_lowcutを算出する。
 この場合、本実施形態では、α2は、所定値Iz/(m*Lnsp)に設定されている。なお、α2の値を設定するために必要な車両ヨー慣性モーメントIzの値、車両質量mの値、及び車両重心・NSP間距離Lnspの値としては、あらかじめ設定された所定値が用いられる。
 そして、車両運動推定部24dは、車両重心横加速度偏差フィルタリング値Accy_err_lowcutを処理部24d13,24d14に入力すると共に、上記積α2*γdot_err_lowcutを処理部24d15,24d16に入力する。
 処理部24d13,24d16は、いずれも、入力値≧0である場合には、その入力値をそのまま出力し、入力値<0である場合には、該入力値にかかわらず、“0”を出力する処理を実行するものである。換言すれば、処理部24d13,24d16は、max(入力値,0)を出力するものである。
 また、処理部24d14,24d15は、いずれも、入力値≦0である場合には、その入力値をそのまま出力し、入力値>0である場合には、該入力値にかかわらず、“0”を出力する処理を実行するものである。換言すれば、処理部24d14,24d15は、min(入力値,0)を出力するものである。
 さらに、車両運動推定部24dは、処理部24d13の出力(≧0)と、処理部24d15の出力(≦0)とを加算演算部24d17にて加え合わせる。また、車両運動推定部24dは、処理部24d14の出力(≦0)と、処理部24d16の出力(≧0)とを加算演算部24d18にて加え合わせる。
 次いで、車両運動推定部24dは、加算演算部24d17,24d18の出力をそれぞれ処理部24d19,24d20に入力し、これらの処理部24d19,24d20の出力を加算演算部25d21で加え合わせることによって、前記横滑り速度変化率必要補正量Vgdot_y_cmpnを算出する。
 この場合、処理部24d19は、前記処理部24d13,24d16と同じ機能を有し、max(入力値,0)を出力するものである。また、処理部24d20は、前記処理部24d14,24d15と同じ機能を有し、min(入力値,0)を出力するものである。
 以上が本実施形態における図15の破線枠内の処理の詳細である。
 以上説明した図15のブロック図の処理(図14のS114-9の処理)によれば、Accy_err_lowcutとα2*γdot_err_lowcut(α2=Iz/(m*Lnsp))とが互いに同極性となる場合、すなわちAccy_err_lowcutの変化が、車両1の実際の横滑り運動の変化に起因して発生した可能性が高いと考えられる場合には、処理部24d15,24d16のいずれか一方の出力が、Accy_err_lowcutに一致し、他方の出力が“0”となる。
 従って、この場合には、加算演算部25d21の出力である横滑り速度変化率必要補正量Vgdot_y_cmpnは、Accy_err_lowcutに一致する。このため、この場合における横滑り速度補正操作量Vgy_cmpnは、結果的には、Accy_err_lowcutをそのままハイカットフィルタ24d22とゲイン乗算部24d23とに通した値として決定されることとなる。
 一方、Accy_err_lowcutとα2*γdot_err_lowcut(α2=Iz/(m*Lnsp))とが互いに異なる極性である場合、すなわち、Accy_err_lowcutの変化が、実路面バンク角θbank_actの変化に起因して発生した可能性が高いと考えられる場合には、処理部24d19,24d20のいずれか一方の出力が“0”となると共に、他方の出力が前記線形結合値SUMとなるか(SUMがAccy_err_lowcutと同極性となる場合)、又は、“0”となる(SUMがAccy_err_lowcutと逆極性となる場合)。
 従って、この場合には、加算演算部25d21の出力である横滑り速度変化率必要補正量Vgdot_y_cmpnは、Accy_err_lowcutと同極性で、且つ、Accy_err_lowcutよりも“0”により近いものとなるか、又は“0”になる。このため、この場合における横滑り速度補正操作量Vgy_cmpnは、結果的には、Accy_err_lowcutをハイカットフィルタ24d22とゲイン乗算部24d23とに通した値よりも“0”に近い値に決定されるか、又は“0”に決定されることとなる。
 別の言い方をすれば、本実施形態における図15の処理(図14のS114-9の処理)によって、前記線形結合値SUMがAccy_err_lowcut(SUMの第1項)と異なる極性となる場合、すなわち、α2*γdot_err_lowcut(SUMの第2項)がAccy_err_lowcut(SUMの第1項)と異なる極性であり、且つ、α2*γdot_err_lowcut(SUMの第2項)の絶対値がAccy_err_lowcut(SUMの第1項)の絶対値よりも大きい場合には、常に横滑り速度補正操作量Vgy_cmpnは“0”に設定される。
 また、前記線形結合値SUMがAccy_err_lowcut(SUMの第1項)と同極性となる場合、すなわち、α2*γdot_err_lowcut(SUMの第2項)がAccy_err_lowcut(SUMの第1項)と同極性であるか、又は、α2*γdot_err_lowcut(SUMの第2項)の絶対値がAccy_err_lowcut(SUMの第1項)の絶対値よりも小さい場合には、SUMとAccy_err_lowcutとのうちの“0”に近い方の値が横滑り速度補正操作量Vgy_cmpnとして設定される。
 より詳しくは、α2*γdot_err_lowcutがAccy_err_lowcutと同極性である場合には(この場合には、|SUM|>|Accy_err_lowcut|となる)、Accy_err_lowcutがVgy_cmpnとして設定され、α2*γdot_err_lowcutがAccy_err_lowcutと異なる極性である場合には(この場合には、|SUM|<|Accy_err_lowcut|となる)、SUMがVgy_cmpnとして設定される。
 そして、以上の如く決定された横滑り速度補正操作量Vgy_cmpnを車両重心横滑り速度モデル推定値Vgy_predictに加えてなる値が、車両重心横滑り速度推定値Vgy_estmとして決定されることとなる。
 以上が、本実施形態におけるS114の処理(車両運動推定部24dの処理)において、車両重心横滑り速度推定値Vgy_estmを決定する処理の詳細である。
 本実施形態は、以上説明した事項以外は、前記第1実施形態と同じである。
 ここで、本実施形態と本発明との対応関係について補足しておく。本発明は、前記第6発明(詳しくは前記第8発明)の一実施形態である。
 この場合、本実施形態では、車両1の重心点の位置が本発明における車両の所定の位置に相当する。
 また、本実施形態では、前記車両モデル演算手段24の処理(図4のS102~S116の処理。ただし、S114の処理内で実行される図14の処理を除く)によって、本発明における車両モデル演算手段が実現される。
 この場合、本実施形態では、前記車両モデル演算手段24で実行される演算式(前記式1-1~1-24の演算処理)によって、本発明における車両モデルが実現される。そして、前記式1-8,1-8aにより表される摩擦特性モデルと前記式1-9,1-9aにより表される摩擦特性モデルとが、本発明における摩擦特性モデルに相当する。
 また、S110の処理(車輪摩擦力推定部24bの処理)によって算出される各車輪2-iの車輪座標系上車輪2次元路面反力推定値↑Fsub_i(=(Fsubx_i_estm,Fsuby_i_estm)T)が本発明における路面反力モデル値に相当する。
 さらに、S112の処理(合力算出部24cの処理)によって算出される全路面反力合成並進力ベクトル推定値↑Fg_total_estmが、本発明における路面反力モデル値の合力に相当する。また、車両モデル演算手段24に入力される観測対象量の検出値(δ1_sens,δ2_sens,Vw_i_sens,γ_sens,Accx_sens,Accy_sens,Tq_i_sens)が、本発明における所定種類の観測対象量の観測値に相当する。
 該観測対象量の検出値(δ1_sens,δ2_sens,Vw_i_sens,γ_sens,Accx_sens,Accy_sens,Tq_i_sens)は、前記摩擦特性モデルにおける入力パラメータのうちの、路面摩擦係数μ以外の入力パラメータの値(κi,βi,Fz_i)を特定する上で必要な観測対象量の検出値である。
 また、S114の処理(車両運動推定部24dの処理)の中で前記式1-19により算出される車両重心横滑り速度モデル推定値Vgy_predictが本発明における横滑り運動状態量モデル値に相当する。
 この場合、車両重心横滑り速度モデル推定値Vgy_predictの新たな値としての今回値を算出するために、車両重心横滑り速度モデル推定値Vgy_predictの過去算出値としての前回値Vgy_predict_pが使用される。
 また、横加速度センサ14と観測対象量検出手段22のうちの横加速度検出手段22fとによって、本発明における所定位置実横加速度検出手段が実現される。
 この場合、実センサ感応横加速度Accy_sensor_actが本発明における所定位置実横加速度に相当し、車両重心横加速度検出値(センサ感応横加速度検出値)Accy_sensが本発明における所定位置実横加速度の検出値に相当する。
 また、ヨーレートセンサ13と観測対象量検出手段22のうちのヨー角加速度検出手段22dとによって、本発明におけるヨー角加速度検出手段が実現される。この場合、車両1の重心点を通るヨー軸が本発明における所定のヨー軸に相当し、ヨー角加速度検出値γdot_sensが本発明における角加速度の検出値に相当する。
 また、本実施形態では、S112の処理(合力算出部24cの処理)とS114の処理(車両運動推定部24dの処理)の中で実行される図14の処理とによって、本発明における横加速度モデル値演算手段、横加速度偏差演算手段、ヨー角加速度モデル値演算手段、ヨー角加速度偏差演算手段、及び横滑り運動状態量推定値決定手段が実現される。
 より詳しくは、S112の処理(より詳しくは該処理の中で全路面反力合成横力Fgy_total_estmを算出する処理)と図14のS114-5の処理によって横加速度モデル値演算手段が実現される。そして、この処理により求められる前記車両重心横加速度推定値Accy_estmが本発明における横加速度モデル値に相当する。
 また、図14のS114-6の処理によって横加速度偏差演算手段が実現される。そして、この処理により求められる車両重心横加速度偏差Accy_errが本発明における横加速度偏差に相当する。
 また、S112の処理(より詳しくは該処理の中で全路面反力合成ヨーモーメントMgz_total_estmを算出する処理)と図14のS114-7の処理とによってヨー角加速度モデル値演算手段が実現される。そして、この処理により求められるヨー角加速度推定値γdot_estmが本発明におけるヨー角加速度モデル値に相当する。
 また、図14のS114-8の処理によってヨー角加速度偏差演算手段が実現される。そして、この処理により求められる前記ヨー角加速度偏差γdot_errが本発明におけるヨー角加速度偏差に相当する。
 また、図14のS114-9の処理(図15のブロック図の処理)によって横滑り運動状態量推定値決定手段が実現される。そして、この処理により求められる車両重心横滑り速度推定値Vgy_estmが本発明における横滑り運動状態量の推定値に相当する。
 さらに、横滑り運動状態量推定値決定手段としてのS114-9の処理(図15のブロック図の処理)において、前記フィルタ24d10,24d11がそれぞれ本発明における第2フィルタ、第3フィルタとして機能する。そして、車両重心横加速度偏差フィルタリング値Accy_err_lowcutと、ヨー角加速度偏差フィルタリング値γdot_err_lowcutとがそれぞれ、本発明における第2フィルタリング値、第3フィルタリング値に相当する。
 また、図15のブロック図の破線枠内の処理によって、本発明における補正基本値決定手段が実現され、フィルタ24d22、ゲイン乗算部24d23及び加算演算部24d24の処理によって本発明における補正演算手段が実現される。
 この場合、前記横滑り速度変化率必要補正量Vgdot_y_cmpnが本発明における基本値に相当し、前記横滑り速度補正操作量Vgy_cmpnが本発明における補正操作量に相当する。また、フィルタ24d22は、本発明における第1フィルタとして機能し、ゲイン乗算部24d23が本発明におけるゲイン乗算手段として機能する。
 また、前記線形結合値SUM(=Accy_err_lowcut+α2*γdot_err_lowcut)が本発明における線形結合値に相当する。
 この場合、前記加算演算部24d17,24d18が、Accy_err_lowcutとα2*γdot_err_lowcutとが互いに異なる極性(逆極性)である場合に、前記線形結合値SUMを算出する手段として機能する。
 さらに、本実施形態では、線形結合値SUMにおける車両重心横加速度偏差Accy_errに掛かる重み係数をα1とおくと、α1が“1”に設定され、γdot_err_lowcutに掛かる重み係数α2が、“Iz/(m*Lnsp)”に設定されていることとなる。
 従って、これらの重み係数α1,α2は、車両重心・NSP間距離Lnspが正である場合(NSPが車両1の重心点よりも後側に存在する場合)と、負である場合(NSPが車両1の重心点よりも前側に存する場合)とで、互いに異なる極性となるように設定されている。
 そして、本実施形態では、α1=1であるので、α1*Accy_err_lowcutの極性と、Accy_err_lowcutの極性とは同じである。
 よって、線形結合値SUMの極性と、α1*Accy_err_lowcutの極性との間の相互の関係は、SUMの極性と、Accy_err_lowcutの極性との間の相互の関係に一致する。また、本実施形態では、α1=1、α2=Iz/(m*Lnsp)であるから、α1とα2との比α2/α1が、Iz/(m*Lnsp)に一致するようにα1,α2とが設定されていることとなる。
 以上説明した本実施形態では、特に、車両重心横滑り速度推定値Vgy_estmを算出するときに、車両重心横加速度偏差フィルタリング値Accy_err_lowcutの変化が、車両1の実際の横滑り運動の変化に起因して発生した可能性が高い状況(Accy_err_lowcutとα2*γdot_err_lowcutとが互いに同極性となる状況)では、Accy_err_lowcutに一致させた横滑り速度変化率必要補正量Vgdot_y_cmpnを、ハイカットフィルタ24d22とゲイン乗算部24とに通すことによって、横滑り速度補正操作量Vgy_cmpnが決定される。
 そして、車両モデル上で、全路面反力合成横力推定値Fgy_total_estmの外力によって発生する車両1の横滑り運動の状態量の値としての車両重心横滑り速度モデル推定値Vgy_predictをVgy_cmpnにより補正してなる値が、車両重心横滑り速度推定値Vgy_estmとして決定される。
 これにより、実路面摩擦係数μ_actの変化などに起因して車両1の横滑り運動が変化するような状況での過渡期における車両重心横滑り速度推定値Vgy_estmの精度を、車両重心横滑り速度モデル推定値Vgy_predictよりも高めることができる。
 一方、車両重心横加速度偏差フィルタリング値Accy_err_lowcutの変化が、実路面バンク角θbank_actの変化に起因して発生した可能性が高いと考えられる状況(Accy_err_lowcutとα2*γdot_err_lowcutとが互いに異なる極性となる状況)では、横滑り速度変化率必要補正量Vgdot_y_cmpnは、Accy_err_lowcutと同極性で、且つ、Accy_err_lowcutよりも“0”により近いものとなるとなるか、又は“0”になる。
 このため、この場合における横滑り速度補正操作量Vgy_cmpnは、結果的には、Accy_err_lowcutをハイカットフィルタ24d22とゲイン乗算部24d23とに通した値よりも“0”に近い値に決定されるか、又は“0”に決定されることとなる。
 このため、実路面バンク角θbank_actの変化の影響でAccy_err_lowcutが変化した場合に、車両重心横滑り速度モデル推定値Vgy_predictの補正を抑制して、不適切な車両重心横滑り速度推定値Vgy_estmが算出されてしまうのを防止することができる。ひいては、車両重心横滑り速度推定値Vgy_estmの信頼性や安定性を高めることができる。
 また、車両重心横滑り速度モデル推定値Vgy_predictをVgy_cmpnにより補正してなる車両重心横滑り速度推定値Vgy_estmは、車両重心横滑り速度モデル推定値Vgy_predictを算出する処理や、路面摩擦係数推定値μ_estmを算出する処理に使用されない(これらの算出処理にフィードバックされない)。
 このため、横加速度センサ15の出力から横滑り速度補正操作量Vgy_cmpnまでの演算処理系の伝達関数の周波数特性が実車両重心前後速度Vgx_act(実車速)や実路面摩擦係数μ_actの変化の影響を受けないようにすることができる。
 その結果、実車両重心横滑り速度Vgy_actの変化に対する車両重心横滑り速度推定値Vgy_estmの収束応答性を、実車両重心前後速度Vgx_act(実車速)や実路面摩擦係数μ_actの変化によらずに一定に保つことができる。
 なお、本実施形態は、前記第8発明の実施形態であり、Accy_err_lowcut,γdot_err_lowcutを用いてVgy_cmpnを求めるようにした。ただし、車両重心横加速度検出値Accy_sensや、ヨー角加速度検出値γdot_sensに定常的なオフセット成分が含まれることが無いか、もしくは該オフセット成分が十分に微小なものである場合には、前記フィルタ24d10,24d11を省略し、Accy_err_lowcut,γdot_err_lowcutの代わりに、Accy_err,γdot_errを用いて上記と同様にVgy_cmpnを求めるようにしてもよい。このようにすることにより、前記第7発明の実施形態が構築されることとなる。
 また、前記ゲイン乗算部24d23を、ハイカットフィルタ24d22に組み込んでもよい。すなわち、ハイカットフィルタ24d22を、その伝達関数がT4/(1+T4*S)により表されるフィルタとして構成してもよい。この場合には、ゲイン乗算部24d23は不要である。
 また、フィルタ24d22は、ハイカット特性に加えてローカット特性をも有するバンドパス特性のフィルタであってもよい。同様に、フィルタ24d10,フィルタ24d11は、ローカット特性に加えてハイカット特性をも有するバンドパスフィルタであってもよい。
 また、横滑り速度変化率必要補正量Vgdot_y_cmpnをハイカットフィルタ24d22とゲイン乗算部24d23とに通す処理は、Vgdot_y_cmpnを、ローカットフィルタ(時定数T4の一次のローカットフィルタ)と積分器とに通す処理と等価であるから、ハイカットフィルタ24d22及びゲイン乗算部24d23の代わりに、ローカットフィルタ及び積分器を備えるようにしてもよい。
 ただし、この場合、積分演算に伴う演算誤差が積分器に蓄積し易い。これに対して、前記実施形態の如く横滑り速度変化率必要補正量Vgdot_y_cmpnをハイカットフィルタ24d22とゲイン乗算部24d23とに通すようにした場合には、積分器での演算誤差の蓄積を伴うことなく、横滑り速度補正操作量Vgy_cmpnを求めることができる。
 また、Accy_err_lowcutとγdot_err_lowcutとの線形結合値(=α1*Accy_err_lowcut+α2*γdot_err_lowcut)における重み係数α1,α2は、本実施形態と異なる値に設定してもよい。例えば、Lnsp同極性係数α2を、Iz/(m*Lnsp)よりも“0”に近い値に設定してもよい。また、例えば、本実施形態における重み係数α1及びα2の両方の値(“1”、Iz/(m*Lnsp))に“0”でない任意の定数値を乗算してなる値を、改めて重み係数α1,α2の値として用いるようにしてもよい。
 また、本実施形態では、Accy_err_lowcutとα2*γdot_err_lowcutが互いに異なる極性であり、且つ、α2*γdot_err_lowcutがAccy_err_lowcutと異なる極性であり、且つ、α2*γdot_err_lowcutの絶対値がAccy_err_lowcutの絶対値よりも小さい場合に、前記線形結合値SUMを横滑り速度変化率必要補正量Vgy_cmpnとして設定するようにした。ただし、Accy_err_lowcutとα2*γdot_err_lowcutが互いに異なる極性である場合に常に、Vgy_cmpnを“0”に設定するようにしてもよい。
 また、図15のブロック図の破線枠内の処理の代わりに、例えば図16のフローチャートに示す処理を実行することで、横滑り速度変化率必要補正量Vgdot_y_cmpnを求めるようにしてもよい。
 この処理では、車両運動推定部24dは、まず、S114-11において、車両重心横加速度偏差フィルタリング値Accy_err_lowcutと、ヨー角加速度偏差フィルタリング値γdot_err_lowcutとの線形結合値SUM(=α1*Accy_err_lowcut+α2*γdot_err_lowcut)を算出する。なお、この例では、α1=1、α2=Iz/(m*Lnsp)である。
 次いで、車両運動推定部24dは、S114-12において、Accy_err_lowcut≧0であるか否かを判断する。
 この時、S114-12の判断結果が肯定的である場合、すなわち、Accy_err_lowcutが正極性もしくは“0”である場合には、車両運動推定部24dはさらに、S114-11で求めた線形結合値SUMがSUM≧Accy_err_lowcutであるか否かをS114-13で判断する。
 ここで、S114-13の判断結果が肯定的であるということは、α2*γdot_err_lowcutがAccy_err_lowcut(≧0)と同極性であるか、もしくは“0”であるということを意味する。
 また、S114-12の判断結果が否定的である場合、すなわち、Accy_err_lowcutが負極性である場合には、車両運動推定部24dはさらに、S114-11で求めたSUMがSUM<Accy_err_lowcutであるか否かをS114-14で判断する。
 ここで、S114-14の判断結果が肯定的であるということは、α2*γdot_err_lowcutがAccy_err_lowcut(<0)と同極性であるということを意味する。
 そして、S114-13の判断結果又はS114-14の判断結果が肯定的である場合には、車両運動推定部24dは、S114-15において、前記横滑り速度変化率必要補正量Vgdot_y_cmpnの値として、Accy_err_lowcutを設定する。
 一方、S114-13の判断結果が否定的である場合には、車両運動推定部24dは、さらに、SUM<0であるか否かをS114-16で判断する。同様に、S114-14の判断結果が否定的である場合には、車両運動推定部24dは、さらに、SUM≧0であるか否かをS114-17で判断する。
 ここで、S114-16の判断結果が肯定的であるということ、又は、S114-17の判断結果が肯定的であるということは、線形結合値SUMがAccy_err_lowcutと同極性で無い(SUM=0又はAccy_err_lowcut=0である場合を含む)ということを意味する。この場合には、Accy_err_lowcut=0である場合を除いて、α2*γdot_err_lowcutはAccy_err_lowcutと逆極性である。
 そして、車両運動推定部24dは、S114-16又はS114-17の判断結果が肯定的である場合には、S114-19において、前記横滑り速度変化率必要補正量Vgdot_y_cmpnの値として、“0”を設定する。
 また、S114-16又はS114-17の判断結果が否定的である場合には、S114-18において、車両運動推定部24dは、前記横滑り速度変化率必要補正量Vgdot_y_cmpnの値として、SUMを設定する。
 以上説明した図16のフローチャートの処理によって、α2*γdot_err_lowcutがAccy_err_lowcutと同極性である場合、あるいは、γdot_err_lowcut=0である場合には、Accy_err_lowcutがそのままVgdot_y_cmpnの値として設定される。
 また、α2*γdot_err_lowcutがAccy_err_lowcutと逆極性である場合、あるいは、Accy_err_lowcutが“0”である場合には、Vgdot_y_cmpnの値として“0”又は線形結合値SUMが設定される。
 以上より、図16のフローチャートの処理によって、結果的に、図15のブロック図に示す処理を実行する場合と同じVgdot_y_cmpnが求められることとなる。すなわち、図16のフローチャートの処理は、図15のブロック図の破線枠内の処理と等価である。
 補足すると、図16のフローチャートの処理を行うようにした場合には、このフローチャートの処理によって、本発明における補正基本値決定手段が実現される。この場合、図16のS114-11の処理によって、本発明における線形結合値算出手段が実現される。
 また、車両運動推定部24dは車両運動状態量推定値(モデル推定値を含む)として、Vgdot_x_estm、Vgx_estm、Vgx_predict、Vgdot_y_estm、Vgy_estm、Vgy_predict、γ_estm、γ_predict、Accy_estmを求めるようにしたが、必要に応じて、これら以外の車両運動状態量推定値をさらに求めるようにしてもよい。
 例えば、車両運動状態量推定値を利用して、車両重心横滑り角βgの制御を行うような場合には、車両1の横滑り運動の1つの状態量の推定値として、車両重心横滑り角推定値βg_estmを算出するようにしてもよい。
 この場合には、上記の如く求めた車両重心前後速度推定値Vgx_estmと車両重心横滑り速度推定値Vgy_estmとから、次式1-26により、車両重心横滑り角推定値βg_estmを算出することができる。
 
βg_estm=tan-1(Vgy_estm/Vgx_estm)   ……式1-26
 
 あるいは、例えば、上記式1-26の右辺のVgy_estmを前記車両重心横滑り速度モデル推定値Vgy_predictに置き換えた式によって、車両重心横滑り角βgのモデル推定値を求め、このモデル推定値に、前記の如く求めた横滑り速度補正操作量Vgy_cmpnを車両重心前後速度推定値Vgx_estmで除算してなる値(=Vgy_cmpn/Vgx_estm)を加えることによって(ただし、ここでは|Vgy_cmpn|は|Vgx_estm|に比して微小であると見なす)、車両重心横滑り角推定値βg_estmを求めるようにしてもよい。
 このようにした場合には、車両重心横滑り角βgのモデル推定値が本発明における横滑り運動状態量モデル値に相当し、Vgy_cmpn/Vgx_estmが本発明における補正操作量に相当するものとなる。
 なお、βg_estmを求める場合、上記のいずれの手法であっても、車両重心前後速度推定値Vgx_estmの代わりに、車輪速度検出値Vw_i_sens(i=1,2,3,4)に基づく実車速の検出値としての前記車輪速度選択検出値Vw_i_sens_selectを使用してもよい。
 
[第3実施形態]
 次に、本発明の第3実施形態を図17等を参照して説明する。なお、本実施形態は、車両モデル演算手段24の一部の処理(詳しくは、車両運動推定部24dの処理(図4のS114の処理)及び車輪進行速度ベクトル推定部24eの処理(図4のS104の処理))のみが第2実施形態と相違するものである。従って、本実施形態の説明では、前記第2実施形態と相違する事項を中心に説明し、第2実施形態と同一の事項については説明を省略する。
 前記第2実施形態では、制御装置20の各演算処理周期において、車両モデル演算手段24が車輪進行速度ベクトル推定値↑Vi_estm(i=1,2,3,4)や、車両重心横滑り速度モデル推定値Vgy_predictの今回値を算出するときに、車両重心横滑り速度推定値Vgy_estmの過去算出値(前回値など)を使用せず、車両重心横滑り速度モデル推定値Vgy_predictの過去算出値(前回値)を使用している。
 これに対して本実施形態では、本実施形態では、車両運動推定部24dの処理と車輪進行速度ベクトル推定部24eの処理とに車両重心横滑り速度推定値Vgy_estmの過去算出値(前回値)をフィードバックし、↑Vi_estm(i=1,2,3,4)や、Vgy_predictの今回値を算出する処理において、車両重心横滑り速度推定値の前回値Vgy_estm_pを使用する。
 すなわち、本実施形態では、図4のS104において、車輪進行速度ベクトル推定部24eは、前記式1-2の右辺のVgy_predict_pを、車両重心横滑り速度推定値の前回値Vgy_estm_pに置き換えてなる次式1-2aによって、各車輪進行速度ベクトル推定値↑Vi_estm(=(Vx_i_estm,Vy_i_estm))を算出する。
 
↑Vi_estm=(Vx_i_estm,Vy_i_estm)
     =(Vgx_estm_p,Vgy_estm_p)
        +(-Py_i*γestm_p,Px_i*γestm_p)
                      ……式1-2a
 
 なお、このように↑Vi_estmを求めるために、Vgy_estm_pを用いるということは、各車輪2-iの滑りを特定するための車両1の運動状態量の1つとして、車両重心横滑り速度推定値Vgy_estmの過去算出値を使用することを意味する。
 また、本実施形態では、図4のS114の処理のうちの車両重心前後速度変化率推定値Vgdot_x_estmの算出処理において、車両運動推定部24dは、前記式1-13aの右辺のVgy_predict_pを、車両重心横滑り速度推定値の前回値Vgy_estm_pに置き換えてなる次式1-13aaによって、車両重心横滑り速度モデル推定値Vgy_predictの今回値を算出する。
 すなわち、車両運動推定部24dは、車両運動モデル上での車両重心横滑り速度Vgyの前回値としての車両重心横滑り速度モデル推定値の前回値Vgy_predictが、以下に説明するように算出される車両重心横滑り速度推定値の前回値Vgy_estm_pに一致するものとして、車両重心前後速度変化率推定値Vgdpt_x_estmの今回値を算出する。
 
Vgdot_x_estm=Fgx_total_estm/m+Vgy_estm_p*γ_estm_p 
                     ……式1-13aa
 
 さらに、図4のS114の処理のうちの車両重心横滑り速度モデル推定値Vgy_predictの算出処理において、車両運動推定部24dは、前記式1-19の右辺のVgy_predict_pを、車両重心横滑り速度推定値の前回値Vgy_estm_pに置き換えてなる次式1-19aによって、車両重心横滑り速度モデル推定値Vgy_predictの今回値を算出する。
 すなわち、車両運動推定部24dは、車両運動モデル上での車両重心横滑り速度Vgyの前回値としての車両重心横滑り速度モデル推定値の前回値Vgy_predictが、後述する如く算出される車両重心横滑り速度推定値の前回値Vgy_estm_pに一致するものとして、車両重心横滑り速度モデル推定値Vgy_predictの今回値を算出する。
 
Vgy_predict=Vgy_estm_p+Vgdot_y_estm*ΔT   ……式1-19a
 
 そして、本実施形態では、制御装置20の各演算処理周期において、車両運動推定部24dは、第2実施形態の場合と同様に、図14のフローチャートに示す処理を実行することで、上記式1-19aにより算出した車両重心横滑り速度モデル推定値Vgy_predictを補正してなる値としての車両重心横滑り速度推定値Vgy_estmの今回値を算出する。
 ただし、この場合、本実施形態では、図14のS114-5~S114-8の処理は第2実施形態と同じである。一方、本実施形態では、S114-9の処理のうちの一部の処理が第2実施形態と相違している。すなわち、本実施形態では、S114-9の処理は、例えば図17のブロック図に示す処理によって実行される。なお、図17において、図15のブロック図と同じ処理部には、図15と同一の参照符号を付している。
 この図17のブロック図の処理では、ローカットフィルタ24d10,24d11と、破線枠内の処理とを合わせた処理(Accy_err,γdot_errに応じて前記横滑り速度変化率必要補正量Vgdot_y_cmpnを求める処理)は第2実施形態と同じである。
 一方、本実施形態では、車両運動推定部24dは、横滑り速度変化率必要補正量Vgdot_y_cmpnを、ローカット特性を有するフィルタ24d25に通してなる値を横滑り速度補正操作量Vgy_cmpnとして求めるようしており、この処理が、第2実施形態と相違している。なお、本実施形態では、フィルタ24d5は、その伝達関数がT5*S/(1+T5*S)により表現されるローカットフィルタ(時定数T5の一次のローカットフィルタ)である。
 そして、車両運動推定部24dは、この横滑り速度補正操作量Vgy_cmpnを第2実施形態と同様に、加算演算部24d24で車両重心横滑り速度モデル推定値Vgy_predict(今回値)に加算してなる値を、車両重心横滑り速度推定値Vgy_estm(今回値)として決定する。
 ここで、前記第2実施形態の説明中で述べたように、車両重心横滑り速度変化率推定値Vgdot_y_estmの、実車両重心横滑り速度変化率Vgdot_y_actに対する誤差(=Vgdot_y_act-Vgdot_y_estm)に相当するものとしての車両重心横加速度偏差フィルタリング値Accy_err_lowcut(又は車両重心横加速度偏差Accy_err)を、ローカットフィルタと積分器とに通すことによって得られる値は、基本的には、車両重心横滑り速度モデル推定値Vgy_predictの、実車両重心横滑り速度Vgy_actに対する誤差(=Vgy_act-Vgy_predict)又はこれに近い値に収束すると考えられる。
 一方、本実施形態では、前記式1-19aにより車両重心横滑り速度モデル推定値Vgy_predictの今回値を算出するために、車両重心横滑り速度モデル推定値の前回値Vgy_estm_pに横滑り速度補正操作量の前回値Vgy_cmpn_pを加えてなる値として車両重心横滑り速度推定値の前回値Vgy_estm_pを用いる。このため、車両重心横滑り速度モデル推定値Vgy_predictの算出処理においてVgy_cmpnが積分されることとなる。
 従って、前記式1-19aにより車両重心横滑り速度モデル推定値Vgy_predictの今回値を算出する処理には、Accy_err_lowcut(又はAccy_err)を積分する処理が実質的に包含されることとなる。
 そこで、本実施形態では、車両運動推定部24dは、車両重心横加速度偏差フィルタリング値Accy_err_lowcutの変化が車両1の実際の横滑り運動の変化に起因して発生した可能性が高い状況でAccy_err_lowcutに一致するように決定される横滑り速度変化率必要補正量Vgdot_y_cmpnを、前記ローカットフィルタ24d25に通してなる値を、横滑り速度補正操作量Vgy_cmpnとして決定する。
 そして、車両運動推定部24dは、このVgy_cmpnにより車両重心横滑り速度モデル推定値Vgy_predictを補正してなる値を、車両重心横滑り速度推定値Vgy_estmとして決定する。
 本実施形態は、以上説明した事項以外は、前記第2実施形態と同一である。
 ここで、本実施形態と本発明との対応関係について補足しておく。本実施形態では、第2実施形態と同様に、車両の重心点の位置が本発明における車両の所定の位置に相当する。
 また、本実施形態では、第2実施形態と同様に、前記車両モデル演算手段24の処理(図4のS102~S116の処理。ただし、S114の処理内で実行される図15の処理を除く)によって、本発明における車両モデル演算手段が実現される。
 この場合、本発明における摩擦特性モデル、車両横力モデル値、所定種類の観測対象量の観測値、横滑り運動状態量モデル値に相当するものは第2実施形態と同様である。ただし、本発明における車両モデルは、本実施形態では、第2実施形態における式1-1~1-24の演算処理のうちの式1-2,1-13a,1-19を、それぞれ、前記式1-2a,1-13aa,1-19aに置き換えた演算処理により実現される。
 また、本実施形態では、本発明における横滑り運動状態量モデル値に相当する車両重心横滑り速度モデル推定値Vgy_predictの新たな値(今回値)を算出するために、本発明における横滑り運動状態量の推定値に相当する車両重心横滑り速度推定値Vgy_estmの前回値(過去算出値)Vgy_estm_pが使用される。
 また、第2実施形態と同様に、横加速度センサ14と観測対象量検出手段22のうちの横加速度検出手段22fとによって、本発明における所定位置実横加速度検出手段が実現される。
 また、第2実施形態と同様に、ヨーレートセンサ13と観測対象量検出手段22のうちのヨー角加速度検出手段22dとによって、本発明におけるヨー角加速度検出手段が実現される。
 また、本実施形態では、第2実施形態と同様に、S112の処理(合力算出部24cの処理)とS114の処理(車両運動推定部24dの処理)の中で実行される図14の処理とによって、本発明における横加速度モデル値演算手段、横加速度偏差演算手段、ヨー角加速度モデル値演算手段、ヨー角加速度偏差演算手段、及び横滑り運動状態量推定値決定手段が実現される。
 さらに、横滑り運動状態量推定値決定手段としてのS114-9の処理(図17のブロック図の処理)において、前記フィルタ24d10,24d11がそれぞれ本発明における第5フィルタ、第6フィルタとして機能する。
 そして、車両重心横加速度偏差フィルタリング値Accy_err_lowcutと、ヨー角加速度偏差フィルタリング値γdot_err_lowcutとがそれぞれ、本発明における第5フィルタリング値、第6フィルタリング値に相当する。
 また、図17のブロック図の破線枠内の処理によって、本発明における補正基本値決定手段が実現され、フィルタ24d25及び加算演算部24d24の処理によって本発明における補正演算手段が実現される。
 この場合、前記横滑り速度変化率必要補正量Vgdot_y_cmpnが本発明における基本値に相当し、前記横滑り速度補正操作量Vgy_cmpnが本発明における補正操作量に相当する。また、フィルタ24d25は、本発明における第4フィルタとして機能する。
 また、第2実施形態と同様に、前記線形結合値SUM(=Accy_err_lowcut+α2*γdot_err_lowcut)が本発明における線形結合値に相当し、前記加算演算部24d17,24d18が、前記線形結合値SUMを算出する手段として機能する。この場合、線形結合値SUMにおける重み係数α1,α2の設定形態は、第2実施形態と同じである。
 以上説明した本実施形態によれば、車両重心横滑り速度推定値Vgy_estmを算出するときに、車両重心横加速度偏差フィルタリング値Accy_err_lowcutの変化が、車両1の実際の横滑り運動の変化に起因して発生した可能性が高い状況(Accy_err_lowcutとα2*γdot_err_lowcutとが互いに同極性となる状況)では、Accy_err_lowcutに一致させた横滑り速度変化率必要補正量Vgdot_y_cmpnを、ローカットフィルタ24d25に通すことによって、横滑り速度補正操作量Vgy_cmpnが決定される。
 そして、車両モデル上で、全路面反力合成横力推定値Fgy_total_estmの外力によって発生する車両1の横滑り運動の状態量の新たな値としての値としての車両重心横滑り速度推定値Vgy_estm(今回値)が、車両重心横滑り速度推定値Vgy_estmの過去算出値(前回値)を用いて算出される車両重心横滑り速度モデル推定値Vgy_predictをVgy_cmpnにより補正してなる値として決定される。
 これにより、実路面摩擦係数μ_actの変化などに起因して車両1の横滑り運動が変化するような状況での過渡期における車両重心横滑り速度推定値Vgy_estmの精度を、車両重心横滑り速度モデル推定値Vgy_predictよりも高めることができる。
 また、車両重心横加速度偏差フィルタリング値Accy_err_lowcutの変化が、実路面バンク角θbank_actの変化に起因して発生した可能性が高いと考えられる状況(Accy_err_lowcutとα2*γdot_err_lowcutとが互いに異なる極性となる状況)では、第2実施形態と同様に、横滑り速度変化率必要補正量Vgdot_y_cmpnは、Accy_err_lowcutと同極性で、且つ、Accy_err_lowcutよりも“0”により近いものとなるとなるか、又は“0”になる。
 このため、この場合における横滑り速度補正操作量Vgy_cmpnは、Accy_err_lowcutをローカットフィルタ24d25に通した値よりも“0”に近い値に決定されるか、又は“0”に決定されることとなる。
 このため、実路面バンク角θbank_actの変化の影響でAccy_err_lowcutが変化した場合に、車両重心横滑り速度モデル推定値Vgy_predictの補正を抑制して、不適切な車両重心横滑り速度推定値Vgy_estmが算出されてしまうのを防止することができる。ひいては、車両重心横滑り速度推定値Vgy_estmの信頼性や安定性を高めることができる。
 なお、本実施形態では、車両重心横滑り速度モデル推定値Vgy_predictをVgy_cmpnにより補正してなる車両重心横滑り速度推定値Vgy_estmの過去算出値(前回値)が、車両重心横滑り速度モデル推定値Vgy_predict(今回値)を算出する処理に使用される。
 このため、横加速度センサ15の出力から横滑り速度補正操作量Vgy_cmpnまでの演算処理系の伝達関数の周波数特性が実車両重心前後速度Vgx_act(実車速)や実路面摩擦係数μ_actの変化の影響を受ける。
 但し、本実施形態では、ローカットフィルタ24d10,24d11,24d25を備えているため、実路面摩擦係数μ_act等が変化する状況でも、実車両重心横滑り速度Vgy_actの変化に対する車両重心横滑り速度推定値Vgy_estmの収束の時定数が長くなり過ぎるのを防止することができる。
 補足すると、本実施形態は、前記第10発明の実施形態であり、Accy_err_lowcut,γdot_err_lowcutを用いてVgy_cmpnを求めるようにした。ただし、車両重心横加速度検出値Accy_sensや、ヨー角加速度検出値γdot_sensに定常的なオフセット成分が含まれることが無いか、もしくは該オフセット成分が十分に微小なものである場合には、前記フィルタ24d10,24d11を省略し、Accy_err_lowcut,γdot_err_lowcutの代わりに、Accy_err,γdot_errを用いて上記と同様にVgy_cmpnを求めるようにしてもよい。このようにすることにより、前記第9発明の実施形態が構築されることとなる。
 また、本実施形態では、横滑り速度変化率必要補正量Vgdot_y_cmpnを入力するフィルタ24d25を備えるようにしたが、該フィルタ24d25を省略し、Vgdot_y_cmpnをそのまま、横滑り速度補正操作量Vgy_cmpnとして使用してもよい。
 特に、車両重心横加速度検出値Accy_sensや、ヨー角加速度検出値γdot_sensに定常的なオフセット成分が含まれることが無いか、もしくは該オフセット成分が十分に微小なものである場合には、フィルタ24d10,24d11と、フィルタ24d25との両方を省略してもよい。
 また、本実施形態では、ローカット特性を有するフィルタとして、Accy_sens及びヨーγdot_sensをそれぞれ入力するフィルタ24d10,24d11と、Vgdot_y_cmpnを入力するフィルタ24d25とを備えるようにした。ただし、車両重心横加速度検出値Accy_sensや、ヨー角加速度検出値γdot_sensに定常的なオフセット成分が含まれることが無いか、もしくは該オフセット成分が十分に微小なものである場合には、フィルタ24d10,24d11と、フィルタ24d25のいずれか一方又は両方を省略してもよい。
 但し、Accy_sensやγdot_sensに定常的なオフセット成分が含まれるような場合には、Accy_err_lowcut,γdot_err_lowcutの極性の変化が、正極性側と負極性側とで対称的な変化となるようにするために、フィルタ24d10,24d11と、フィルタ24d25とのうちのフィルタ24d25を省略することが好ましい。
 また、フィルタ24d10,24d11,24d25のそれぞれは、ハイカット特性に加えてローカット特性をも有するバンドパス特性のフィルタであってもよい。
 また、Accy_err_lowcutとγdot_err_lowcutとの線形結合値(=α1*Accy_err_lowcut+α2*γdot_err_lowcut)における重み係数α1,α2は、第2実施形態に関して説明した場合と同様に、それぞれ、“1”、Iz/(m*Lnsp)と異なる値に設定してもよい。
 また、Accy_err_lowcutとα2*γdot_err_lowcutが互いに異なる極性である場合に常に、Vgy_cmpnを“0”に設定するようにしてもよい。
 また、図17の破線枠内の処理の処理の代わりに、前記した図16のフローチャートに示す処理を実行することで、横滑り速度変化率必要補正量Vgdot_y_cmpnを求めるようにしてもよい。
 さらに、車両運動推定部24dは、第2実施形態に関して説明した場合と同様に、車両1の横滑り運動の1つの状態量の推定値として、車両重心横滑り角推定値βg_estmを算出するようにしてもよい。
 
[第4実施形態]
 次に、本発明の第4実施形態を図18~図20を参照して説明する。なお、本実施形態は、制御装置20の一部の処理のみが第1実施形態又は第2実施形態と相違するものである。従って、本発明の説明では、前記第1実施形態又は第2実施形態と相違する事項を中心に説明し、第1実施形態又は第2実施形態と同一の事項については説明を省略する。
 本実施形態では、図18のブロック図で示す如く、制御装置20は、その主要な機能的手段として、観測対象量検出手段22、車両モデル演算手段24、及びμ推定手段26に加えて、路面バンク角θbank(車両1が走行している路面のバンク角θbank)を推定する処理を逐次実行するバンク角推定手段28と、路面勾配角θslope(車両1が走行している路面の勾配角θslope)を推定する処理を逐次実行する勾配角推定手段30とを備える。
 この場合、観測対象量検出手段22及びμ推定手段26の機能及び処理は、第1実施形態と同じである。
 一方、本実施形態では、車両モデル演算手段24は、その一部の処理(より詳しくは車両運動推定部24dの処理(図4のS114の処理))のみが第1実施形態と相違しており、該車両運動推定部24dの処理において、バンク角推定手段28により後述する如く求められる実路面バンク角θbank_actの推定値である路面バンク角推定値θbank_estmと、勾配角推定手段30により後述する如く求められる実路面勾配角θslope_actの推定値である路面勾配角推定値θslope_estmとを用いる。
 より詳しくは、本実施形態における車両モデル演算手段24の処理では、路面が水平面であることを前提とした車両運動モデルの代わりに、路面バンク角θbankや路面勾配角θslopeを考慮した車両運動モデルが用いられる。このため、本実施形態では、図13のブロック図で示す如く、車両モデル演算手段24には、前記観測対象量検出手段22で生成された観測対象量検出値と、μ推定手段26で算出された路面摩擦係数推定値μ_estmとが入力されることに加えて、バンク角推定手段28及び勾配角推定手段30でそれぞれ後述するように算出される路面バンク角推定値θbank_estmと路面勾配角推定値θslope_estmとが入力される。
 なお、車両モデル演算手段24に入力される観測対象量検出値は、前記第1実施形態と同じ(δf_sens(=δ1_sens=δ2_sens)、Vw_i_sens(i=1,2,3,4)、γ_sens、Accx_sens、Accy_sens、Tq_i_sens(i=1,2,3,4))であるか、又は、前記第2実施形態と同じ((δf_sens(=δ1_sens=δ2_sens)、Vw_i_sens(i=1,2,3,4)、γ_sens、γdot_sens、Accx_sens、Accy_sens、Tq_i_sens(i=1,2,3,4))である。このため、図18では、γdot_sensについては、車両モデル演算手段24への入力の矢印を二点鎖線で示している。以降の説明では、γdot_sensを車両モデル演算手段24に入力しない場合の第4実施形態を第4A実施形態、γdot_sensを車両モデル演算手段24に入力しない場合の第4実施形態を第4B実施形態ということがある。
 本実施形態(第4A実施形態及び第4B実施形態)では、車両モデル演算手段24は、上記の入力値を用いて、路面反力推定値と車両運動状態量推定値とを算出する。この場合、車両モデル演算手段24が算出する路面反力推定値は、第1実施形態又は第2実施形態と同じである。
 一方、車両モデル演算手段24が算出する車両運動状態量推定値には、本実施形態(第4A実施形態及び第4B実施形態)では、前後加速度センサ14が感応する車両1の前後方向の加速度の推定値であるセンサ感応前後加速度推定値Accx_sensor_estmと、横加速度センサ15が感応する車両1の横方向の加速度の推定値であるセンサ感応横加速度推定値Accy_sensor_estmとが含まれる。
 また、バンク角推定手段28には、本実施形態(第4A実施形態及び第4B実施形態)では、上記センサ感応横加速度推定値Accy_sensor_estmと、観測対象量検出手段22で生成された車両重心横加速度検出値Accy_sens(=センサ感応横加速度検出値Accy_sensor_sens)とが入力される。そして、該バンク角推定手段28は、これらの入力値を用いて路面バンク角推定値θbank_estmを求める。
 また、勾配角推定手段30には、本実施形態(第4A実施形態及び第4B実施形態)では、上記センサ感応前後加速度推定値Accx_sensor_estmと、観測対象量検出手段22で生成された車両重心前後加速度検出値Accx_sens(=センサ感応前後加速度検出値Accx_sensor_sens)とが入力される。そして、該勾配角推定手段30は、これらの入力値を用いて路面勾配角推定値θslope_estmを求める。
 以下に本実施形態(第4A実施形態及び第4B実施形態)における車両モデル演算手段24、バンク角推定手段28及び勾配角推定手段30の処理をさらに詳細に説明する。
 本実施形態(第4A実施形態及び第4B実施形態)における車両モデル演算手段24の処理は、車両運動推定部24dの一部の処理のみが前記第1実施形態又は第2実施形態と相違する。従って、前記した図4のS102~S116の処理のうち、S114以外の処理は、第1実施形態又は第2実施形態と同じである。
 この場合、本実施形態(第4A実施形態及び第4B実施形態)における車両運動推定部24dは、前記式1-13、1-14を、例えば、それぞれ次式1-13b、1-14bに置き換えた車両運動モデル(式1-13b,1-14b、及び前記式1-15により表される車両運動モデル)を用いて、車両運動状態量推定値を算出する。該車両運動推定部24dが算出する車両運動状態量推定値には、本実施形態(第4A実施形態及び第4B実施形態)では、Vgx_estm、Vgx_predict、Vgy_estm、Vgy_predict、γ_estm、γ_predict、Accx_sensor_estm、Accy_sensor_estmが含まれる。
 
Fgx_total=m*(Vgdot_x-Vgy*γ-g*sin(θslope))
                        ……式1-13b
Fgy_total=m*(Vgdot_y+Vgx*γ+g*sin(θbank))
                        ……式1-14b
 
 式1-13bは、前記式1-13に路面勾配角θslopeの影響分(θslopeに起因する車両1の前後方向の重力加速度成分)を付加した式であり、式1-14bは、前記式1-14に路面バンク角θbankの影響分(θbankに起因する車両1の横方向の重力加速度成分)を付加した式である。なお、“g”は重力加速度定数である。
 車両運動推定部24は、具体的には次のようにして、車両運動状態量推定値を算出する。なお、車両運動状態量推定値のうちのヨーレート推定値γ_estmの算出処理は、第1実施形態と全く同一であるので説明を省略する。
 車両運動推定部24dは、前記式1-13a,1-14aの代わりに、上記式1-13bから得られる次式1-13cと上記式1-14bから得られる次式1-14cとにより、それぞれ車両重心前後速度変化率推定値Vgdot_x_estm、車両重心横滑り速度変化率推定値Vgdot_y_estmを算出する。
 
Vgdot_x_estm=Fgx_total_estm/m+Vgy_predict_p*γ_estm_p
             +g*sin(θslope_estm_p)  
                        ……式1-13c
Vgdot_y_estm=Fy_total_estm/m-Vgx_estm_p*γ_estm_p
             -g*sin(θbank_estm_p) 
                        ……式1-14c
 
 この場合、式1-13c,1-14cの演算に必要なFx_total_estm、Fy_total_estmは、図4のS112で合力算出部24cにより算出された今回値、Vgx_estm_p、Vgy_predict_p、γ_estm_pは、車両運動推定部24dが前回の演算処理周期で算出した前回値、θslope_estm_p、θbank_estm_pは、前回の演算処理周期で勾配角推定手段30及びバンク角推定手段28によりそれぞれ算出された前回値である。また、mの値はあらかじめ設定された所定値である。
 なお、γ_estm_pの代わりに、ヨーレート検出値γ_sensの今回値又は前回値を用いてもよい。また、Vgx_estm_pの代わりに、車輪速度選択検出値Vw_i_sens_selectの前回値又は今回値を用いてもよい。
 そして、車両運動推定部24dは、上記の如く求めたVgdot_x_estmを用いて、前記第1実施形態と同じ手法で、車両重心前後速度モデル推定値Vgx_predict及び車両重心前後速度推定値Vgx_estmを求める。すなわち、前記式1-18、1-22、1-23の演算処理を実行することで、Vgx_estmを求める。なお、車両重心前後速度モデル推定値Vgx_predict及び車両重心前後速度推定値Vgx_estmは、前記車輪速度選択検出値Vw_i_sens_selectに一致させるようにしてもよい。
 また、車両運動推定部24dは、上記の如く求めたVgdot_y_estmを用いて、前記第1実施形態と同じ手法で、車両重心横滑り速度モデル推定値Vgy_predictを求める。すなわち、前記式1-19によって(Vgdot_y_estmの積分演算によって)、Vgy_predictを求める。
 さらに、本実施形態(第4A実施形態及び第4B実施形態)では、車両運動推定部24dは、前後加速度センサ14が感応する加速度の推定値であるセンサ感応前後加速度推定値Accx_sensor_estmと、横加速度センサ15が感応する加速度の推定値であるセンサ感応横加速度推定値Accy_sensor_estmとをそれぞれ次式1-51a,1-52aにより算出する。
 すなわち、車両運動推定部24dは、S112で算出された路面反力合成前後力推定値Fgx_total_estm(今回値)と、路面反力合成横力推定値Fgy_total_estm(今回値)をそれぞれ、車両質量mで除算することにより、Accx_sensor_estm,Accy_sensor_estmを算出する。
 
Accx_sensor_estm=Fgx_total_estm/m   ……式1-51a
Accy_sensor_estm=Fgy_total_estm/m   ……式1-52a
 
 なお、前記式1-13cの左辺の値から、右辺の第2項と第3項とを減算してなる値を、Accx_sensor_estmとして算出し、前記式1-14cの左辺の値から、右辺の第2項と第3項とを減算してなる値を、Accy_sensor_estmとして算出するようにしてもよい。すなわち、次式1-51b、1-52bによりそれぞれ、Accx_sensor_estm,Accy_sensor_estmを算出するようにしてもよい。
 
Accx_sensor_estm=Vgdot_x_estm-Vgy_estm_p*γ_estm_p
              -g*sin(θslope_estm_p)
                     ……式1-51b
Accy_sensor_estm=Vgdot_y_estm+Vgx_estm_p*γ_estm_p
              +g*sin(θbank_estm_p)
                     ……式1-52b
 
 次いで、車両運動推定部24dは、以下に説明するように車両重心横滑り速度モデル推定値Vgy_predictを補正してなる値を、車両重心横滑り速度推定値Vgy_estmとして決定する。
 すなわち、車両運動推定部24dは、S100の処理で得られた車両重心横加速度検出値Accy_sensと、上記の如く前記式1-52a又は式1-52bにより算出したセンサ感応横加速度推定値Accy_sensor_estmとの偏差を、車両重心横滑り速度モデル推定値Vgy_predictの補正用の車両重心横加速度偏差Accy_errとして算出する。すなわち、Vgy_predictの補正用の車両重心横加速度偏差Accy_errを次式1-53により算出する。
 
Accy_err=Accy_sens-Accy_sensor_estm   ……式1-53
 
 補足すると、Accy_sensは、実センサ感応横加速度Accy_sensor_act(=Vgdot_y_act+Vgx_act*γ_act+g*sin(θbank_estm_p))の検出値である。このため、前記式1-52bの右辺の第2項、すなわち、車両1の旋回運動に伴う遠心力に起因する車両1の重心点の横方向の加速度成分の推定値が、該加速度成分の実際の値(=Vgx_act*γ_act)に一致もしくはほぼ一致し、且つ、式1-52bの右辺の第3項中のθbank_estm_pが実路面バンク角θbank_actに一致もしくはほぼ一致するような状態では、上記車両重心横加速度偏差Accy_errは、前記式1-14cにより算出された車両重心横滑り速度変化率推定値Vgdot_y_estm(車両運動モデル上での推定値)の、実車両重心横滑り速度変化率Vgdot_y_actに対する誤差(=Vgdot_y_act-Vgdot_y_estm)に相当するものとなる。
 次いで、車両運動推定部24dは、前記式1-19により算出した車両重心横滑り速度モデル推定値Vgy_predictを補正することによって、車両重心横滑り速度推定値Vgy_estmを決定する。この補正の仕方は、第4A実施形態と第4B実施形態とで相違する。
 さらに詳細には、γdot_sensを車両運動推定部24dに入力しない第4A実施形態では、車両運動推定部24dは、前記式1-53により算出した車両重心横加速度偏差Accy_errと、前記式1-19により算出した車両重心横滑り速度モデル推定値Vgy_predictとから、第1実施形態と同じ手法で(図10(a)のブロック図で示す処理と同じ処理を実行することによって)、Vgy_predictをAccy_errに応じて補正してなる値を車両重心横滑り速度推定値Vgy_estmとして決定する。
 なお、図10(b)のブロック図で示す処理を実行することで、車両重心横滑り速度推定値Vgy_estmを決定するようにしてもよい。
 また、γdot_sensを車両運動推定部24dに入力する第4B実施形態では、車両運動推定部24dは、前記第2実施形態と同様に、図14のS114-7及びS114-8の処理を実行することによって、ヨー角加速度偏差γdot_errを算出する。
 そして、車両運動推定部24dは、第2実施形態と同じ手法によって(図15のブロック図で示す処理と同じ処理を実行することによって)、Vgy_predictをAccy_errとγdot_errとに応じて補正してなる値を車両重心横滑り速度推定値Vgy_estmとして決定する。
 なお、図15の破線枠内の処理の代わりに、図16のフローチャートの処理を実行するようにしてもよい。
 本実施形態(第4A実施形態及び第4B実施形態)における車両運動推定部24dの処理は、以上説明した事項以外の処理は第1実施形態又は第2実施形態と同じである。
 次に、本実施形態(第4A実施形態及び第4B実施形態)におけるバンク角推定手段28の処理と勾配角推定手段30の処理とは、それぞれ、図19のフローチャート、図20のフローチャートに示す如く実行される。これらのバンク角推定手段28及び勾配角推定手段30の処理は、第4A実施形態及び第4B実施形態のいずれでも同じである。
 ここで、車両モデル演算手段24により上記のように求められるセンサ感応前後加速度推定値Accx_sensor_estmは、路面勾配角推定値の前回値(最新値)θslope_estm_pが正確であると仮定して求められるセンサ感応前後加速度推定値を意味する。
 同様に、車両モデル演算手段24により上記のように求められるAccy_sensor_estmは、路面バンク角推定値の前回値(最新値)θbank_estm_pが正確であると仮定して求められるセンサ感応横加速度推定値を意味する。
 従って、前後加速度センサ14の出力に基づく車両重心前後加速度検出値Accx_sens(=センサ感応前後加速度検出値)と、センサ感応前後加速度推定値Accx_sensor_estmとの偏差は、θslope_estm_pの誤差に応じたものとなると考えられる。
 同様に、横加速度センサ15の出力に基づく車両重心横加速度検出値Accy_sens(=センサ感応横加速度検出値)と、センサ感応横加速度推定値Accy_sensor_estmとの偏差は、θbank_estm_pの誤差に応じたものとなると考えられる。
 そこで、本実施形態では、バンク角推定手段28は、車両重心横加速度検出値Accy_sensと、センサ感応横加速度推定値Accy_sensor_estmとの偏差をフィードバック制御則により“0”に収束させるように、該偏差に応じて路面バンク角推定値θbank_estmを更新することによって、新たな路面バンク角推定値θbank_estmを求める。
 同様に、勾配角推定手段30は、車両重心前後加速度検出値Accx_sensと、センサ感応前後加速度推定値Accx_sensor_estmとの偏差をフィードバック制御則により“0”に収束させるように、該偏差に応じて路面勾配角推定値θslope_estmを更新することによって、新たな路面勾配角推定値θslope_estmを求める。
 具体的には、図19を参照して、バンク角推定手段28は、まず、S120-1において、観測対象量検出手段22から入力される車両重心横加速度検出値Accy_sensと、車両モデル演算手段24から入力されるセンサ感応横加速度推定値Accy_sensor_estmとの偏差であるセンサ感応横加速度偏差Accy_sensor_err(=Accy_sens-Accy_sensor_estm)を算出する。
 次いで、バンク角推定手段28は、S120-2において、センサ感応横加速度偏差Accy_sensor_errから、フィードバック制御則により、路面バンク角推定値θbank_estmの増減操作量であるバンク角増減操作量Δθbankを算出する。この場合、本実施形態では、上記フィードバック制御則として比例則が用いられ、Accy_sensor_errにあらかじめ設定された所定値のゲインKbankを乗じることによってΔθbankが算出される。
 次いで、バンク角推定手段28は、S120-3において、路面バンク角推定値の前回値θbank_estm_pを上記バンク角増減操作量Δθbankにより更新することによって(θbank_estm_pに、上記バンク角増減操作量Δθbankを加えることによって)、新たな路面バンク角推定値θbank_estm(今回値)を算出する。
 従って、本実施形態におけるバンク角推定手段28は、換言すれば、次式1-33により新たな路面バンク角推定値θbank_estmを決定する。
 
θbank_estm=θbank_estm_p+Kbank*(Accy_sens-Accy_sensor_estm)
                          ……式1-33
 
 また、図20を参照して、勾配角推定手段30は、まず、S120-11において、観測対象量検出手段22から入力される車両重心前後加速度検出値Accx_sensと、車両モデル演算手段24から入力されるセンサ感応前後加速度推定値Accx_sensor_estmとの偏差であるセンサ感応前後加速度偏差Accx_sensor_err(=Accx_sens-Accx_sensor_estm)を算出する。
 次いで、勾配角推定手段30は、S120-12において、センサ感応前後加速度偏差Accx_sensor_errから、フィードバック制御則により、路面勾配角推定値θslope_estmの増減操作量である勾配角増減操作量Δθslopeを算出する。
 この場合、本実施形態(第4A実施形態及び第4B実施形態)では、上記フィードバック制御則として比例則が用いられ、Accx_sensor_errにあらかじめ設定された所定値のゲインKslopeを乗じることによってΔθslopeが算出される。
 次いで、勾配角推定手段30は、S120-13において、路面勾配角推定値の前回値θslope_estm_pを上記勾配角増減操作量Δθslopeにより更新することによって(θslope_estm_pに、上記勾配角増減操作量Δθslopeを加えることによって)、新たな路面勾配角推定値θslope_estm(今回値)を算出する。
 従って、本実施形態における勾配角推定手段30は、換言すれば、次式1-34により新たな路面勾配角推定値θslope_estmを決定する。
 
θslope_estm=θslope_estm_p+Kslope*(Accx_sens-Accx_sensor_estm)
                          ……式1-34
 
 以上が本実施形態(第4A実施形態及び第4B実施形態)の詳細である。かかる本実施形態においても、第1実施形態又は第2実施形態と同様の効果を奏することができる。
 ここで、本実施形態(第4A実施形態及び第4B実施形態)と本発明との対応関係について補足しておく。前記第4A実施形態は、前記第1発明の実施形態である。この第4A実施形態では、第1実施形態と同様に、前記車両モデル演算手段24の処理によって、本発明における車両モデル演算手段が実現される。なお、この場合において、本発明における車両モデルは、本実施形態では、第1実施形態における式1-1~1-24の演算処理のうちの式1-13,1-14,1-13a,1-14aを、それぞれ、前記式1-13b,1-14b,1-13c,1-14cに置き換えた演算処理により実現される。
 また、第1実施形態と同様に、横加速度センサ14と観測対象量検出手段22のうちの横加速度検出手段22fとによって、本発明における所定位置実横加速度検出手段が実現される。
 また、第4A実施形態では、車両運動推定部24dの処理のうちの一部の処理によって、本発明における横加速度モデル値演算手段、横加速度偏差演算手段、及び横滑り運動状態量推定値決定手段が実現される。
 より詳しくは、合力算出部24cの処理(S112の処理)と、前記式1-52a又は1-52bによってセンサ感応横加速度推定値Accy_sensor_estmを算出する処理とによって、横加速度モデル値演算手段が実現される。この場合、該Accy_sensor_estmが本発明における所定位置横加速度モデル値に相当する。
 また、前記式1-53によって、車両重心横加速度偏差Accy_errを算出する処理によって、横加速度偏差演算手段が実現される。この場合、該Accy_errが本発明における横加速度偏差に相当する。
 また、第1実施形態の図10(a)(又は図10(b))のブロック図で示す処理と同じ処理によって、第1実施形態と全く同様に横滑り運動状態量推定値決定手段が実現される。
 次に、前記第4B実施形態と本発明との対応関係については、該第4B実施形態は、前記第5発明の実施形態である。この第4B実施形態では、第2実施形態と同様に、前記車両モデル演算手段24の処理によって、本発明における車両モデル演算手段が実現される。但し、この場合において、本発明における車両モデルは、本実施形態では、第1実施形態における式1-1~1-24の演算処理のうちの式1-13,1-14,1-13a,1-14aを、それぞれ、前記式1-13b,1-14b,1-13c,1-14cに置き換えた演算処理により実現される。これ以外は、第4B実施形態と本発明との対応関係は、第2実施形態と本発明との対応関係と同じである。
 なお、第4B実施形態では、第2実施形態と同様に、車両重心横滑り速度推定値Vgy_estmを車両重心横滑り速度モデル推定値Vgy_predictの算出処理にフィードバックしないようにしたが、前記第3実施形態と同様に、Vgy_estmを車両重心横滑り速度モデル推定値Vgy_predictの算出処理にフィードバックするようにしてもよい。
 この場合には、第2実施形態における式1-2及び式1-19の代わりに、前記第3実施形態で説明した式1-2a、式1-19aを用いると共に、本実施形態(第4B実施形態)における前記式1-13cの右辺のVgy_predict_pを車両重心横滑り速度推定値の前回値Vgy_estm_pで置き換えた式を用いるようにすればよい。
 
[変形態様について]
 次に、以上説明した第1~第4実施形態に関する変形態様をいくつか説明しておく。
 以上説明した第1~第4実施形態では、車両の横滑り運動状態量として、車両重心横滑り速度Vgyを推定する場合を例に採って説明したが、車両重心横滑り速度Vgyに加えて、あるいは、Vgyの代わりに、車両重心横滑り角βgを推定するようにしてもよい。
 また、以上説明した各実施形態では、本発明における車両の所定の位置として、車両1の重心点の位置を用いたが、該重心点と異なる位置(例えば、前輪2-1,2-2の車軸上の中央位置や、後輪2-3,2-4の車軸上の中央位置等)を本発明における車両の所定の位置をして用い、その位置での横滑り速度や横滑り角を横滑り運動状態量として推定するようにしてもよい。
 また、前記各実施形態では、車両重心横滑り速度Vgy等の車両運動状態量を推定しつつ、路面摩擦係数μを前記した手法によって推定するようにしたが、路面摩擦係数μの推定手法は、各実施形態と異なる任意の公知の手法で推定するようにしてもよい。
 また、前記各実施形態では、車両重心横滑り速度モデル推定値Vgy_predictを用いて推定した路面反力を基に、路面摩擦係数μの推定を行うものを例にとって説明したが、路面摩擦係数μの推定処理では、車両重心横滑り速度推定値Vgy_estmを用いて推定した路面反力を基に路面摩擦係数μの推定を行うようにしてもよい。あるいは、車両1の横滑り運動状態量の推定値を必要としない推定処理により路面摩擦係数μを推定したり、路面摩擦係数μの推定処理を省略するようにしてもよい。
 また、例えば路面摩擦係数μの推定処理と、車両1の横滑り運動状態量の制御処理とに車両1の横滑り運動状態量の推定値を利用する場合において、それぞれに利用する横滑り運動状態量の推定値は同一の推定値でなくてもよい。例えば、上記推定処理及び制御処理のいずれか一方の処理では、車両重心横滑り速度推定値Vgy_estmを用い、他方の処理では、車両重心横滑り速度モデル推定値Vgy_predictを用いるようにしてもよい。
 また、前記各実施形態では、各車輪2-iに作用する路面反力として、各車輪2-iの駆動・制動力推定値Fsubx_i_estmと横力推定値Fsuby_i_estmとを求め、それらの推定値を基に、車両1の横滑り運動状態量を推定するようにしたが、車両1の横滑り運動は、各車輪2-iの横力及び駆動・制動力のうちの横力に対する依存性が高い。
 従って、車両1の横滑り運動状態量を前記車両運動推定部24dで推定する場合に、車輪2-i(i=1,2,3,4)の横力推定値Fsuby_i_estmの合力によって車両1の重心点に作用する横方向の並進力だけを、車両1の重心点に作用する横方向の外力(並進力)の全体と見なして車両1の横滑り運動状態量を推定するようにしてもよい。
 例えば、車輪2-i(i=1,2,3,4)の横力推定値Fsuby_i_estmの合力によって車両1の重心点に作用する横方向の並進力の値を、全路面反力合成横力推定値Fgy_total_estmとして求め、このFgy_total_estmを用いて前記式1-14aの演算を行うことで、車両重心横滑り速度変化率推定値Vgdot_y_estmを求めると共に該Vgdot_y_estmを積分することで車両重心横滑り速度モデル推定値Vgy_predictを求めるようにしてもよい。

Claims (10)

  1.  車両の所定の位置の横滑り角又は横滑り速度を推定対象の横滑り運動状態量とし、該横滑り運動状態量の値を逐次推定する装置であって、
     車両の車輪と路面との間の滑りと該車輪に路面から作用する路面反力との関係を表す摩擦特性モデルを含み、該車両の動力学を表現する車両モデルを用い、少なくとも該車両モデル上での車両の車輪の前記滑りを特定するために必要な実際の車両の挙動に関する所定種類の観測対象量の観測値を該車両モデルに入力しつつ該車両モデルの演算処理を行うことによって、該車両モデル上での車両の各車輪に路面から作用する路面反力のうちの少なくとも横力を含む路面反力の値である路面反力モデル値を求めると共に、該路面反力モデル値の合力によって該車両モデル上の車両に生じる前記横滑り運動状態量の値である横滑り運動状態量モデル値の新たな値を、該路面反力モデル値と該横滑り運動状態量モデル値の過去算出値とを用いて求める車両モデル演算手段と、
     少なくとも車両の横方向の実際の加速度に感応する横加速度センサを含み、該車両の前記所定の位置の横方向の実際の加速度である所定位置実横加速度に応じた出力を発生する所定位置実横加速度検出手段と、
     前記路面反力モデル値の合力が前記車両モデル上の車両における前記所定の位置に発生する該車両の横方向の加速度の値である所定位置横加速度モデル値を該路面反力モデル値を用いて求める横加速度モデル値演算手段と、
     前記所定位置実横加速度検出手段の出力が示す所定位置実横加速度の検出値と、前記所定位置横加速度モデル値との偏差である横加速度偏差を求める横加速度偏差演算手段と、
     前記横加速度偏差をハイカット特性を有するフィルタに通した値、又は、前記横加速度偏差を前記フィルタと所定のゲインを入力値に乗じるゲイン乗算手段とに通した値を補正操作量として決定し、その補正操作量を前記横滑り運動状態量モデル値に加えた値を、実際の車両の横滑り運動状態量の推定値として決定する横滑り運動状態量推定値決定手段とを備えることを特徴とする車両横滑り運動状態量推定装置。
  2.  請求項1記載の車両横滑り運動状態量推定装置において、
     前記車両の所定の位置は、該車両の重心の位置であることを特徴とする車両横滑り運動状態量推定装置。
  3.  請求項1記載の車両横滑り運動状態量推定装置において、
     前記フィルタは、ハイカット特性とローカット特性とを有するバンドパスフィルタであることを特徴とする車両横滑り運動状態量推定装置。
  4.  請求項1記載の車両横滑り運動状態量推定装置において、
     前記所定値のゲインは、前記フィルタのハイカット特性における高周波側の遮断周波数を規定する時定数と同一の値に設定されていることを特徴とする車両横滑り運動状態量推定装置。
  5.  車両の所定の位置の横滑り角又は横滑り速度を推定対象の横滑り運動状態量とし、該横滑り運動状態量の値を逐次推定する装置であって、
     車両の車輪と路面との間の滑りと該車輪に路面から作用する路面反力との関係を表す摩擦特性モデルを含み、該車両の動力学を表現する車両モデルを用い、少なくとも該車両モデル上での車両の車輪の前記滑りを特定するために必要な実際の車両の挙動に関する所定種類の観測対象量の観測値を該車両モデルに入力しつつ該車両モデルの演算処理を行うことによって、該車両モデル上での車両の各車輪に路面から作用する路面反力のうちの少なくとも横力を含む路面反力の値である路面反力モデル値を求めると共に、該路面反力モデル値の合力によって該車両モデル上の車両に生じる前記横滑り運動状態量の値である横滑り運動状態量モデル値を求める車両モデル演算手段と、
     少なくとも車両の横方向の実際の加速度に感応する横加速度センサを含み、該車両の前記所定の位置の横方向の実際の加速度である所定位置実横加速度に応じた出力を発生する所定位置実横加速度検出手段と、
     前記路面反力モデル値の合力が前記車両モデル上の車両における前記所定の位置に発生する該車両の横方向の加速度の値である所定位置横加速度モデル値を該路面反力モデル値を用いて求める横加速度モデル値演算手段と、
     前記所定位置実横加速度検出手段の出力が示す所定位置実横加速度の検出値と、前記所定位置横加速度モデル値との偏差である横加速度偏差を求める横加速度偏差演算手段と、
     実際の車両の所定のヨー軸周りの角加速度に応じた出力を発生するヨー角加速度検出手段と、
     前記路面反力モデル値の合力が前記車両モデル上の車両における前記所定のヨー軸周りに発生する角加速度の値であるヨー角加速度モデル値を該路面反力モデル値を用いて求めるヨー角加速度モデル値演算手段と、
     前記ヨー角加速度検出手段の出力が示す角加速度の検出値と、前記ヨー角加速度モデル値との偏差であるヨー角加速度偏差を求めるヨー加速度偏差演算手段と、
     前記横加速度偏差と前記ヨー角加速度偏差とに応じて前記横滑り運動状態量モデル値を補正してなる値を、実際の車両の横滑り運動状態量の推定値として決定する横滑り運動状態量推定値決定手段とを備えることを特徴とする車両横滑り運動状態量推定装置。
  6.  請求項5記載の車両横滑り運動状態量推定装置において、
     前記車両の所定の位置は、該車両の重心の位置であることを特徴とする車両横滑り運動状態量推定装置。
  7.  請求項5記載の車両横滑り運動状態量推定装置において、
     前記車両モデル演算手段は、前記横滑り運動状態量モデル値の新たな値を、前記路面反力モデル値と該横滑り運動状態量モデル値の過去算出値とを用いて逐次求める手段を有し、
     前記横滑り運動状態量推定値決定手段は、
     前記横加速度偏差(A)と前記ヨー角加速度偏差(B)とをそれぞれに掛かる2つの重み係数(α1),(α2)を用いて線形結合してなる線形結合値(α1*A+α2*B)を求める線形結合値算出手段と、
     前記横滑り運動状態量モデル値を補正するための補正操作量の基本値を決定する補正基本値決定手段と、
     該基本値をハイカット特性を有する第1フィルタに通した値、又は、該基本値を前記第1フィルタと所定値のゲインを入力値に乗じるゲイン乗算手段とに通した値を前記補正操作量として用い、該補正操作量を前記横滑り運動状態量モデル値に加えてなる値を実際の車両の横滑り運動状態量の推定値として決定する補正演算手段とを有し、
     前記線形結合値(α1*A+α2*B)における前記2つの重み係数(α1),(α2)は、車両の前方に向かって左向きを車両の横方向の加速度の正の向きとし、且つ、車両を上方から見て反時計回りの向きを車両のヨー軸周りの角加速度の正の向きと定義したとき、実際の車両のニュートラル・ステア・ポイント(以下、NSPという)が該車両の重心よりも後方側に存在する場合に前記2つの重み係数(α1),(α2)が互いに同極性となり、前記NSPが該車両の重心よりも前方側に存在する場合に前記2つの重み係数(α1),(α2)が互いに異なる極性となるように設定されており、
     前記補正基本値決定手段は、前記線形結合値(α1*A+α2*B)が、該線形結合値における前記横加速度偏差(A)を含む項(α1*A)と異なる極性となる場合には、“0”を前記基本値として決定し、前記線形結合値(α1*A+α2*B)が、前記横加速度偏差(A)を含む項(α1*A)と同一極性となる場合には、前記線形結合値(α1*A+α2*B)と前記横加速度偏差(A)とのうちの“0”に近い方の値を前記基本値として決定することを特徴とする車両横滑り運動状態量推定装置。
  8.  請求項5記載の車両横滑り運動状態量推定装置において、
     前記車両モデル演算手段は、前記横滑り運動状態量モデル値の新たな値を、前記路面反力モデル値と該横滑り運動状態量モデル値の過去算出値とを用いて逐次求める手段を有し、
     前記横滑り運動状態量推定値決定手段は、
     前記横加速度偏差をローカット特性を有する第2フィルタに通して得られた第2フィルタリング値(A)と、前記ヨー角加速度偏差をローカット特性を有する第3フィルタに通して得られた第3フィルタリング値(B)とを、それぞれに掛かるそれぞれに掛かる2つの重み係数(α1),(α2)を用いて線形結合してなる線形結合値(α1*A+α2*B)を求める線形結合値算出手段と、
     前記横滑り運動状態量モデル値を補正するための補正操作量の基本値を決定する補正基本値決定手段と、
     該基本値をハイカット特性を有する第1フィルタに通した値、又は、該基本値を前記第1フィルタと所定値のゲインを入力値に乗じるゲイン乗算手段とに通した値を前記補正操作量として用い、該補正操作量を前記横滑り運動状態量モデル値に加えてなる値を実際の車両の横滑り運動状態量の推定値として決定する補正演算手段とを有し、
     前記線形結合値(α1*A+α2*B)における前記2つの重み係数(α1),(α2)は、車両の前方に向かって左向きを車両の横方向の加速度の正の向きとし、且つ、車両を上方から見て反時計回りの向きを車両のヨー軸周りの角加速度の正の向きと定義したとき、実際の車両のニュートラル・ステア・ポイント(以下、NSPという)が該車両の重心よりも後方側に存在する場合に前記2つの重み係数(α1),(α2)が互いに同極性となり、前記NSPが該車両の重心よりも前方側に存在する場合に前記2つの重み係数(α1),(α2)が互いに異なる極性となるように設定されており、
     前記補正基本値決定手段は、前記線形結合値(α1*A+α2*B)が、該線形結合値における前記第2フィルタリング値(A)を含む項(α1*A)と異なる極性となる場合には、“0”を前記基本値として決定し、前記線形結合値(α1*A+α2*B)が、前記第2フィルタリング値(A)を含む項(α1*A)と同一極性となる場合には、前記線形結合値(α1*A+α2*B)と前記横加速度偏差(A)とのうちの“0”に近い方の値を前記基本値として決定することを特徴とする車両横滑り運動状態量推定装置。
  9.  請求項5記載の車両横滑り運動状態量推定装置において、
     前記車両モデル演算手段は、前記横滑り運動状態量モデル値の新たな値を、前記路面反力モデル値と前記横滑り運動状態量の推定値の過去算出値とを用いて逐次求める手段を有し、
     前記横滑り運動状態量推定値決定手段は、
     前記横加速度偏差(A)と前記ヨー角加速度偏差(B)とをそれぞれに掛かる2つの重み係数(α1),(α2)を用いて線形結合してなる線形結合値(α1*A+α2*B)を求める線形結合値算出手段と、
     前記横滑り運動状態量モデル値を補正するための補正操作量の基本値を決定する補正基本値決定手段と、
     該基本値、又は該基本値をローカット特性を有する第4フィルタに通した値を前記補正操作量として用い、該補正操作量を前記横滑り運動状態量モデル値に加えてなる値を実際の車両の横滑り運動状態量の推定値として決定する補正演算手段とを有し、
     前記線形結合値(α1*A+α2*B)における前記2つの重み係数(α1),(α2)は、車両の前方に向かって左向きを車両の横方向の加速度の正の向きとし、且つ、車両を上方から見て反時計回りの向きを車両のヨー軸周りの角加速度の正の向きと定義したとき、実際の車両のニュートラル・ステア・ポイント(以下、NSPという)が該車両の重心よりも後方側に存在する場合に前記2つの重み係数(α1),(α2)が互いに同極性となり、前記NSPが該車両の重心よりも前方側に存在する場合に前記2つの重み係数(α1),(α2)が互いに異なる極性となるように設定されており、
     前記補正基本値決定手段は、前記線形結合値(α1*A+α2*B)が、該線形結合値における前記横加速度偏差(A)を含む項(α1*A)と異なる極性となる場合には、“0”を前記基本値として決定し、前記線形結合値(α1*A+α2*B)が、前記横加速度偏差(A)を含む項(α1*A)と同一極性となる場合には、前記線形結合値(α1*A+α2*B)と前記横加速度偏差(A)とのうちの“0”に近い方の値を前記基本値として決定することを特徴とする車両横滑り運動状態量推定装置。
  10.  請求項5記載の車両横滑り運動状態量推定装置において、
     前記車両モデル演算手段は、前記横滑り運動状態量モデル値の新たな値を、前記路面反力モデル値と前記横滑り運動状態量の推定値の過去算出値とを用いて逐次求める手段を有し、
     前記横滑り運動状態量推定値決定手段は、
     前記横加速度偏差をローカット特性を有する第5フィルタに通して得られた第5フィルタリング値(A)と、前記ヨー角加速度偏差をローカット特性を有する第6フィルタに通して得られた第6フィルタリング値(B)とを、それぞれに掛かるそれぞれに掛かる2つの重み係数(α1),(α2)を用いて線形結合してなる線形結合値(α1*A+α2*B)を求める線形結合値算出手段と、
     前記横滑り運動状態量モデル値を補正するための補正操作量の基本値を決定する補正基本値決定手段と、
     該基本値、又は該基本値をローカット特性を有する第4フィルタに通した値を前記補正操作量として用い、該補正操作量を前記横滑り運動状態量モデル値に加えてなる値を実際の車両の横滑り運動状態量の推定値として決定する補正演算手段とを有し、
     前記線形結合値(α1*A+α2*B)における前記2つの重み係数(α1),(α2)は、車両の前方に向かって左向きを車両の横方向の加速度の正の向きとし、且つ、車両を上方から見て反時計回りの向きを車両のヨー軸周りの角加速度の正の向きと定義したとき、実際の車両のニュートラル・ステア・ポイント(以下、NSPという)が該車両の重心よりも後方側に存在する場合に前記2つの重み係数(α1),(α2)が互いに同極性となり、前記NSPが該車両の重心よりも前方側に存在する場合に前記2つの重み係数(α1),(α2)が互いに異なる極性となるように設定されており、
     前記補正基本値決定手段は、前記線形結合値(α1*A+α2*B)が、該線形結合値における前記第5フィルタリング値(A)を含む項(α1*A)と異なる極性となる場合には、“0”を前記基本値として決定し、前記線形結合値(α1*A+α2*B)が、前記第5フィルタリング値(A)を含む項(α1*A)と同一極性となる場合には、前記線形結合値(α1*A+α2*B)と前記横加速度偏差(A)とのうちの“0”に近い方の値を前記基本値として決定することを特徴とする車両横滑り運動状態量推定装置。
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