(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数車輪を具えた車両の車体速および路面摩擦係数のうち少なくとも一方を推定するための装置において、
前記複数車輪のうち少なくとも２個の車輪に関して個々に、車輪速および単位車輪荷重当たりの制駆動力を求め、
車輪速と単位車輪荷重当たりの制駆動力とで表記された２次元座標上において、前記少なくとも２個の車輪に関する車輪速および単位車輪荷重当たりの制駆動力を表した少なくとも２点を代表する回帰線を同定し、
該回帰線と前記２次元座標の車輪速軸とが交差する点における車輪速値から車体速を推定し、
前記車輪速軸に対する前記直線の傾斜角から路面摩擦係数を推定するよう構成したことを特徴とする車体速および路面摩擦係数推定装置。
【請求項２】
請求項１において、前記複数車輪のスリップ率を個々に求め、該スリップ率が設定範囲内にある車輪のみを選択する構成にしたことを特徴とする車体速および路面摩擦係数推定装置。
【請求項３】
請求項２において、前記車輪スリップ率の設定範囲を、車輪スリップ率と制駆動力との関係が線形と見做せる範囲にしたことを特徴とする車体速および路面摩擦係数推定装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項において、前記車輪荷重は、車体の前後加速度および横加速度検出値から算出した荷重移動量だけ初期車輪荷重を加減算して求めるよう構成したことを特徴とする車体速および路面摩擦係数推定装置。
【請求項５】
請求項１乃至３のいずれか１項において、前記車輪荷重は、車輪のサスペンションストローク量から求めたバネ分車輪荷重と、サスペンションストローク速度から求めたショック分車輪荷重とを加算して求めるよう構成したことを特徴とする車体速および路面摩擦係数推定装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項において、前記車輪制駆動力は、車輪の制駆動トルクおよび回転角加速度から車輪の回転運動方程式を用いて算出するよう構成したことを特徴とする車体速および路面摩擦係数推定装置。
【請求項７】
請求項６において、前記車輪の制駆動トルクを、エンジン出力トルク、および変速機の選択変速比から求めた車輪駆動トルクと、車輪ブレーキ液圧から換算した車輪制動トルクとの差により算出するよう構成したことを特徴とする車体速および路面摩擦係数推定装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか１項において、前記単位車輪荷重当たりの制駆動力を求めるに当たって、車輪荷重と制駆動力との間の非線形を補償するよう構成したことを特徴とする車体速および路面摩擦係数推定装置。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか１項において、前記単位車輪荷重当たりの制駆動力を求めるに当たって、車輪スリップ率と制駆動力との間の非線形を補償するよう構成したことを特徴とする車体速および路面摩擦係数推定装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか１項において、前記単位車輪荷重当たりの制駆動力を求めるに当たって、車輪の横滑り角の制駆動力への影響を補償するよう構成したことを特徴とする車体速および路面摩擦係数推定装置。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれか１項において、車輪がスリップしていない状態での車輪速である車輪移動速度と、車体速との差を車輪速補正量として車輪ごとに求め、前記求めた車輪速を該車輪速補正量だけ修正して得られる修正車輪速を、車体速および路面摩擦係数の少なくとも一方の前記推定に際し用いる車輪速として採用するよう構成したことを特徴とする車体速および路面摩擦係数推定装置。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のいずれか１項において、車体速および路面摩擦係数の少なくとも一方を推定するに際し求めた前記車輪速、および単位車輪荷重当たりの制駆動力をフィルタ処理して用いるよう構成したことを特徴とする車体速および路面摩擦係数推定装置。
【請求項１３】
請求項１２において、前記推定した車体速を、前記フィルタ処理による無駄時間分の遅れを考慮して修正するよう構成したことを特徴とする車体速および路面摩擦係数推定装置。
【請求項１４】
複数車輪を具えた車両の車体速および路面摩擦係数のうち少なくとも一方を推定するための装置において、
前記複数車輪のうち少なくとも２個の車輪に関して個々に、車輪速、車輪荷重、車輪制駆動力を求め、
これら車輪速、車輪荷重、車輪制駆動力の関係をもとに、車体速および路面摩擦係数のうち少なくとも一方を推定するよう構成した装置であって、
車輪ごとに前記車輪制駆動力を前記車輪荷重で除算することにより単位車輪荷重当たりの制駆動力を求め、
該単位車輪荷重当たりの制駆動力と、前記車輪速との組み合わせを、前記少なくとも２個の車輪に関して個々に求め、
これら組み合わせから１本の回帰線を同定し、
この回帰線をもとに車体速および路面摩擦係数のうち少なくとも一方を推定し、
前記単位車輪荷重当たりの制駆動力を求めるに当たって、車輪荷重と制駆動力との間の非線形を補償するよう構成したことを特徴とする車体速および路面摩擦係数推定装置。
【請求項１５】
複数車輪を具えた車両の車体速および路面摩擦係数のうち少なくとも一方を推定するための装置において、
前記複数車輪のうち少なくとも２個の車輪に関して個々に、車輪速、車輪荷重、車輪制駆動力を求め、
これら車輪速、車輪荷重、車輪制駆動力の関係をもとに、車体速および路面摩擦係数のうち少なくとも一方を推定するよう構成した装置であって、
車輪ごとに前記車輪制駆動力を前記車輪荷重で除算することにより単位車輪荷重当たりの制駆動力を求め、
該単位車輪荷重当たりの制駆動力と、前記車輪速との組み合わせを、前記少なくとも２個の車輪に関して個々に求め、
これら組み合わせから１本の回帰線を同定し、
この回帰線をもとに車体速および路面摩擦係数のうち少なくとも一方を推定し、
前記単位車輪荷重当たりの制駆動力を求めるに当たって、車輪スリップ率と制駆動力との間の非線形を補償するよう構成したことを特徴とする車体速および路面摩擦係数推定装置。
【請求項１６】
複数車輪を具えた車両の車体速および路面摩擦係数のうち少なくとも一方を推定するための装置において、
前記複数車輪のうち少なくとも２個の車輪に関して個々に、車輪速、車輪荷重、車輪制駆動力を求め、
これら車輪速、車輪荷重、車輪制駆動力の関係をもとに、車体速および路面摩擦係数のうち少なくとも一方を推定するよう構成した装置であって、
車輪ごとに前記車輪制駆動力を前記車輪荷重で除算することにより単位車輪荷重当たりの制駆動力を求め、
該単位車輪荷重当たりの制駆動力と、前記車輪速との組み合わせを、前記少なくとも２個の車輪に関して個々に求め、
これら組み合わせから１本の回帰線を同定し、
この回帰線をもとに車体速および路面摩擦係数のうち少なくとも一方を推定し、
前記単位車輪荷重当たりの制駆動力を求めるに当たって、車輪の横滑り角の制駆動力への影響を補償するよう構成したことを特徴とする車体速および路面摩擦係数推定装置。
【請求項１７】
複数車輪を具えた車両の車体速および路面摩擦係数のうち少なくとも一方を推定するための装置において、
前記複数車輪のうち少なくとも２個の車輪に関して個々に、車輪速、車輪荷重、車輪制駆動力を求め、
これら車輪速、車輪荷重、車輪制駆動力の関係をもとに、車体速および路面摩擦係数のうち少なくとも一方を推定するよう構成した装置であって、
ヨーレート検出値、ステアリングホイール操舵角および横加速度検出値より各車輪毎に車輪移動速度の補正量を求め、車輪がスリップしていない状態での車輪速である車輪移動速度と前記車輪移動速度の補正量との差から得られる修正車輪速を、車体速および路面摩擦係数の少なくとも一方の前記推定に際し用いる車輪速として採用するよう構成したことを特徴とする車体速および路面摩擦係数推定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の車体速および路面摩擦係数のうち少なくとも一方を推定するための装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
これら車体速や、路面摩擦係数の推定は、車輪の制動ロックを防止するためにブレーキ液圧を制御するアンチスキッド制御装置や、車輪の駆動スリップ（ホイールスピン）を防止するために車輪駆動力を低減するトラクションコントロール装置や、左右輪を個別に制動して車両のヨーレート等の挙動を目標値に接近させる車両挙動制御装置などに必要であるが、車体速や、路面摩擦係数を推定するに当たっては従来、以下に説明するようなものが提案されており、一部では既に実用されている。
【０００３】
まず車体速推定技術の第１従来例を説明するに、２輪駆動車のトラクションコントロール装置用として、従動輪が駆動スリップを生ずることはないことから、当該従動輪の車輪速をトラクションコントロール時の車体速と見做すものが知られている。
【０００４】
車体速推定技術の第２従来例として、アンチスキッド制御装置用のものであるが、一時的に特定車輪の制動力を抜いてスリップを解消させた後に、当該車輪の車輪速を車体速と見做すものもある。
【０００５】
車体速推定技術の第３従来例として、車両の前後加速度を検出し、その検出値を積分することにより、車体速を求めるものも周知である。
【０００６】
次いで、従来における路面摩擦係数の推定技術を説明するに、第１の従来技術としては特開平７−１３２７８７号公報に記載のごとく、特定車輪を軽く制動してその時における制動力とスリップとの関係からスリップ率に対する路面摩擦係数の変化特性を予想し、路面摩擦係数を推定するものである。
【０００７】
従来における第２の路面摩擦係数推定技術としては、特開平６−２８６６３０号公報に記載のごとく、路面摩擦係数との相関関係が強い車載センサ値と、路面摩擦係数との関係をニューラルネットワークを用いて学習しておき、車両走行中に上記の車載センサ値から路面摩擦係数を推定するものである。
【０００８】
従来における第３の路面摩擦係数推定技術としては、特開平７−１０１２５８号公報に記載のごとく、差動制限式ディファレンシャルギヤ装置の差動制限トルクから左右輪駆動トルク差を求め、これと左右駆動輪の回転数差からスリップ率に対する路面摩擦係数の変化特性を予想し、路面摩擦係数を推定するものである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来における第１の車体速推定技術では、従動輪が存在しない４輪駆動車には適用できないし、基本的に車両制動中は、全ての車輪が制動されてどの車輪速も車体速を表すものでないことから、車体速を推定することができないという問題を生ずる。
【００１０】
また、従来における第２の車体速推定技術では、制動力を抜く車輪の車輪速が必然的にハンチングし、推定した車体速も安定せず、結果としてこの車体速に基づくアンチスキッド制御などが不安定になると共に、当該制御の精度が低下するのを免れない。
【００１１】
更に、従来における第３の車体速推定技術では、車両の前後加速度を検出するＧセンサのドリフトが推定車体速の精度を低下させるし、路面傾斜によるＧセンサ出力への影響を排除し切れないという問題を生ずる。
【００１２】
次いで、従来における第１の路面摩擦係数推定技術を考察するに、この従来技術では、全ての車輪が制動されている状態においてスリップ率に対する路面摩擦係数の変化特性を予想し得ず、この状態のもとでは路面摩擦係数を推定することができないという問題を有する。
【００１３】
また、従来における第２の路面摩擦係数推定技術では、ニューラルネットワークを用いた学習に時間がかかるし、加えて、ニューラルネットワーク構造の設計が困難であるなどの問題を生ずる。
【００１４】
更に、従来における第３の路面摩擦係数推定技術では、基本的に車両制動中は路面摩擦係数を推定することができず、応用範囲を制限されることと、車両走行中の荷重移動が考慮されないことから、推定精度が粗くなってしまうという問題を生ずる。
【００１５】
本発明は、上記のような問題を全く生ずることのない新規な、車体速および路面摩擦係数推定装置を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
この目的のため、第１発明による車体速および路面摩擦係数推定装置は、請求項１に記載のごとく、
複数車輪を具えた車両の車体速および路面摩擦係数のうち少なくとも一方を推定するための装置において、
複数車輪を具えた車両の車体速および路面摩擦係数のうち少なくとも一方を推定するための装置において、
前記複数車輪のうち少なくとも２個の車輪に関して個々に、車輪速および単位車輪荷重当たりの制駆動力を求め、
車輪速と単位車輪荷重当たりの制駆動力とで表記された２次元座標上において、前記少なくとも２個の車輪に関する車輪速および単位車輪荷重当たりの制駆動力を表した少なくとも２点を代表する回帰線を同定し、
該回帰線と前記２次元座標の車輪速軸とが交差する点における車輪速値から車体速を推定し、
前記車輪速軸に対する前記直線の傾斜角から路面摩擦係数を推定するよう構成したことを特徴とするものである。
【００１７】
また、第２発明による車体速および路面摩擦係数推定装置は、請求項２に記載のごとく、
上記第１発明において、前記複数車輪のスリップ率を個々に求め、該スリップ率が設定範囲内にある車輪のみを選択する構成にしたことを特徴とするものである。
【００１８】
更に、第３発明による車体速および路面摩擦係数推定装置は、請求項３に記載のごとく、
上記第２発明において、前記車輪スリップ率の設定範囲を、車輪スリップ率と制駆動力との関係が線形と見做せる範囲にしたことを特徴とするものである。
【００１９】
第４発明による車体速および路面摩擦係数推定装置は、請求項４に記載のごとく、
上記第１発明乃至第３発明のいずれかにおいて、前記車輪荷重は、車体の前後加速度および横加速度検出値から算出した荷重移動量だけ初期車輪荷重を加減算して求めるよう構成したことを特徴とするものである。
【００２０】
第５発明による車体速および路面摩擦係数推定装置は、請求項５に記載のごとく、
上記第１発明乃至第３発明のいずれかにおいて、前記車輪荷重は、車輪のサスペンションストローク量から求めたバネ分車輪荷重と、サスペンションストローク速度から求めたショック分車輪荷重とを加算して求めるよう構成したことを特徴とするものである。
【００２１】
第６発明による車体速および路面摩擦係数推定装置は、請求項６に記載のごとく、
上記第１発明乃至第５発明のいずれかにおいて、前記車輪制駆動力は、車輪の制駆動トルクおよび回転角加速度から車輪の回転運動方程式を用いて算出するよう構成したことを特徴とするものである。
【００２２】
第７発明による車体速および路面摩擦係数推定装置は、請求項７に記載のごとく、
上記第６発明において、前記車輪の制駆動トルクを、エンジン出力トルク、および変速機の選択変速比から求めた車輪駆動トルクと、車輪ブレーキ液圧から換算した車輪制動トルクとの差により算出するよう構成したことを特徴とするものである。
【００２３】
第８発明による車体速および路面摩擦係数推定装置は、請求項８に記載のごとく、
上記第１発明乃至第７発明のいずれかにおいて、前記単位車輪荷重当たりの制駆動力を求めるに当たって、車輪荷重と制駆動力との間の非線形を補償するよう構成したことを特徴とするものである。
【００２４】
第９発明による車体速および路面摩擦係数推定装置は、請求項９に記載のごとく、
上記第１発明乃至第８発明のいずれかにおいて、前記単位車輪荷重当たりの制駆動力を求めるに当たって、車輪スリップ率と制駆動力との間の非線形を補償するよう構成したことを特徴とするものである。
【００２５】
第１０発明による車体速および路面摩擦係数推定装置は、請求項１０に記載のごとく、
上記第１発明乃至第９発明のいずれかにおいて、前記単位車輪荷重当たりの制駆動力を求めるに当たって、車輪の横滑り角の制駆動力への影響を補償するよう構成したことを特徴とするものである。
【００２６】
第１１発明による車体速および路面摩擦係数推定装置は、請求項１１に記載のごとく、
上記第１発明乃至第１０発明のいずれかにおいて、車輪がスリップしていない状態での車輪速である車輪移動速度と、車体速との差を車輪速補正量として車輪ごとに求め、前記求めた車輪速を該車輪速補正量だけ修正して得られる修正車輪速を、車体速および路面摩擦係数の少なくとも一方の前記推定に際し用いる車輪速として採用するよう構成したことを特徴とするものである。
【００２７】
第１２発明による車体速および路面摩擦係数推定装置は、請求項１２に記載のごとく、
上記第１発明乃至第１１発明のいずれかにおいて、車体速および路面摩擦係数の少なくとも一方を推定するに際し求めた前記車輪速、および単位車輪荷重当たりの制駆動力をフィルタ処理して用いるよう構成したことを特徴とするものである。
【００２８】
第１３発明による車体速および路面摩擦係数推定装置は、請求項１３に記載のごとく、
上記第１２発明において、前記推定した車体速を、前記フィルタ処理による無駄時間分の遅れを考慮して修正するよう構成したことを特徴とするものである。
【００２９】
第１４発明による車体速および路面摩擦係数推定装置は、請求項１４に記載のごとく、
複数車輪を具えた車両の車体速および路面摩擦係数のうち少なくとも一方を推定するための装置において、
前記複数車輪のうち少なくとも２個の車輪に関して個々に、車輪速、車輪荷重、車輪制駆動力を求め、
これら車輪速、車輪荷重、車輪制駆動力の関係をもとに、車体速および路面摩擦係数のうち少なくとも一方を推定するよう構成した装置であって、
車輪ごとに前記車輪制駆動力を前記車輪荷重で除算することにより単位車輪荷重当たりの制駆動力を求め、
該単位車輪荷重当たりの制駆動力と、前記車輪速との組み合わせを、前記少なくとも２個の車輪に関して個々に求め、
これら組み合わせから１本の回帰線を同定し、
この回帰線をもとに車体速および路面摩擦係数のうち少なくとも一方を推定し、
前記単位車輪荷重当たりの制駆動力を求めるに当たって、車輪荷重と制駆動力との間の非線形を補償するよう構成したことを特徴とするものである。
第１５発明による車体速および路面摩擦係数推定装置は、請求項１５に記載のごとく、
複数車輪を具えた車両の車体速および路面摩擦係数のうち少なくとも一方を推定するための装置において、
前記複数車輪のうち少なくとも２個の車輪に関して個々に、車輪速、車輪荷重、車輪制駆動力を求め、
これら車輪速、車輪荷重、車輪制駆動力の関係をもとに、車体速および路面摩擦係数のうち少なくとも一方を推定するよう構成した装置であって、
車輪ごとに前記車輪制駆動力を前記車輪荷重で除算することにより単位車輪荷重当たりの制駆動力を求め、
該単位車輪荷重当たりの制駆動力と、前記車輪速との組み合わせを、前記少なくとも２個の車輪に関して個々に求め、
これら組み合わせから１本の回帰線を同定し、
この回帰線をもとに車体速および路面摩擦係数のうち少なくとも一方を推定し、
前記単位車輪荷重当たりの制駆動力を求めるに当たって、車輪スリップ率と制駆動力との間の非線形を補償するよう構成したことを特徴とするものである。
【００３０】
また第１６発明による車体速および路面摩擦係数推定装置は、請求項１６に記載のごとく、
複数車輪を具えた車両の車体速および路面摩擦係数のうち少なくとも一方を推定するための装置において、
前記複数車輪のうち少なくとも２個の車輪に関して個々に、車輪速、車輪荷重、車輪制駆動力を求め、
これら車輪速、車輪荷重、車輪制駆動力の関係をもとに、車体速および路面摩擦係数のうち少なくとも一方を推定するよう構成した装置であって、
車輪ごとに前記車輪制駆動力を前記車輪荷重で除算することにより単位車輪荷重当たりの制駆動力を求め、
該単位車輪荷重当たりの制駆動力と、前記車輪速との組み合わせを、前記少なくとも２個の車輪に関して個々に求め、
これら組み合わせから１本の回帰線を同定し、
この回帰線をもとに車体速および路面摩擦係数のうち少なくとも一方を推定し、
前記単位車輪荷重当たりの制駆動力を求めるに当たって、車輪の横滑り角の制駆動力への影響を補償するよう構成したことを特徴とするものである。
さらに第１７発明による車体速および路面摩擦係数推定装置は、請求項１７に記載のごとく、
複数車輪を具えた車両の車体速および路面摩擦係数のうち少なくとも一方を推定するための装置において、
前記複数車輪のうち少なくとも２個の車輪に関して個々に、車輪速、車輪荷重、車輪制駆動力を求め、
これら車輪速、車輪荷重、車輪制駆動力の関係をもとに、車体速および路面摩擦係数のうち少なくとも一方を推定するよう構成した装置であって、
ヨーレート検出値、ステアリングホイール操舵角および横加速度検出値より各車輪毎に車輪移動速度の補正量を求め、車輪がスリップしていない状態での車輪速である車輪移動速度と前記車輪移動速度の補正量との差から得られる修正車輪速を、車体速および路面摩擦係数の少なくとも一方の前記推定に際し用いる車輪速として採用するよう構成したことを特徴とするものである。
【００３１】
【発明の効果】
第１発明においては、車体速および路面摩擦係数のうち少なくとも一方を推定するに際し、先ず、少なくとも２個の車輪に関して個々に、車輪速および単位車輪荷重当たりの制駆動力を求める。
そして、車輪速と単位車輪荷重当たりの制駆動力とで表記された２次元座標上において、上記少なくとも２個の車輪に関する車輪速および単位車輪荷重当たりの制駆動力を表した少なくとも２点を代表する回帰線を同定し、
この回帰線と上記２次元座標の車輪速軸とが交差する点における車輪速値から車体速を推定し、
上記車輪速軸に対する上記直線の傾斜角から路面摩擦係数を推定することから、
２輪駆動車であるか、４輪駆動車であるかを問わず、また制動中も含めて常時、車体速および路面摩擦係数を推定することができるし、
加えて推定に当たって特定車輪を一時的に制動したり、制動解除したりする必要がないことから、推定結果がハンチングすることもなく、高精度な推定が可能であり、
推定結果を用いて行うトラクションコントロール性能や、アンチスキッド制御性能を向上させることができる。
【００３２】
更に、上記の推定に当たってニューラルネットワーク等のように学習に頼ることがないために、推定に時間がかかったり、複雑なネットワークを構築する必要が生じたりすることがなく、
更に、ドリフトを生じるようなセンサからの検出値を用いる必要がないために、簡単且つ安価に、しかも正確に車体速および路面摩擦係数を推定することができる。
【００３３】
第２発明においては、車輪のスリップ率を個々に求め、このスリップ率が設定範囲内にある車輪のみを選択することから、
大きくスリップしている車輪からのデータを排除しつつ、前記車体速および路面摩擦係数の推定を行うことができ、スリップが比較的小さい範囲である場合に成り立つ当該推定の精度を高めることができる。
【００３４】
第３発明においては、上記第２発明における車輪スリップ率の設定範囲を、車輪スリップ率と制駆動力との関係が線形と見做せる範囲にしたことから、
スリップが非線形域まで達している車輪のデータを排除しつつ、前記車体速および路面摩擦係数の推定を行うことができ、車輪スリップ率と制駆動力との関係が線形と見做せる範囲にある場合に成り立つ当該推定の精度を完全なものにすることができる。
【００３５】
第４発明においては、前記車輪荷重を、車体の前後加速度および横加速度検出値から算出した荷重移動量だけ初期車輪荷重を加減算して求めることから、
車両走行中においても車輪荷重を簡単、且つ、安価に、しかも確実に求めることができる。
【００３６】
第５発明においては、前記車輪荷重を、車輪のサスペンションストローク量から求めたバネ分車輪荷重と、サスペンションストローク速度から求めたショック分車輪荷重とを加算して求めるよう構成したことから、
この場合も上記第４発明と同様、車両走行中においても車輪荷重を簡単、且つ、安価に、しかも確実に求めることができる。
更に、積載重量、乗車人数の違いに対しても、車両重量を正確に求めることができる。
【００３７】
第６発明においては、前記車輪制駆動力を、車輪の制駆動トルクおよび回転角加速度から車輪の回転運動方程式を用いて算出するため、
車輪制駆動力を直接的に検出する場合の困難、および不正確を回避することができる。
【００３８】
第７発明においては、上記第６発明における車輪の制駆動トルクを、エンジン出力トルクおよび変速機の選択変速比から求めた車輪駆動トルクと、車輪ブレーキ液圧から換算した車輪制動トルクとの差により算出することから、
エンジン出力トルクをマップ検索等により簡単に求め得ること、また変速機の選択変速比も容易に算出し得ること、車輪ブレーキ液圧も検出容易であることに起因して、車輪の制駆動トルクを難なく、しかも安価に求めることができる。
【００３９】
第８発明においては、前記単位車輪荷重当たりの制駆動力を求めるに当たって、車輪荷重と制駆動力との間の非線形を補償するため、
当該非線形に起因する推定誤差をなくすことができ、車体速および路面摩擦係数の推定を高精度に行うことができる。
【００４０】
第９発明においては、前記単位車輪荷重当たりの制駆動力を求めるに当たって、車輪スリップ率と制駆動力との間の非線形を補償するため、
当該非線形に起因する推定誤差もなくすことができ、車体速および路面摩擦係数の推定を更に高精度に行うことができる。
【００４１】
第１０発明においては、前記単位車輪荷重当たりの制駆動力を求めるに当たって、車輪の横滑り角の制駆動力への影響を補償するため、
当該非線形に起因する推定誤差もなくすことができ、車体速および路面摩擦係数の推定を更に一層高精度に行うことができる。
【００４２】
第１１発明においては、車輪がスリップしていない状態での車輪速である車輪移動速度と、車体速との差を車輪速補正量として車輪ごとに求め、前記求めた車輪速を該車輪速補正量だけ修正して得られる修正車輪速を、車体速および路面摩擦係数の少なくとも一方の前記推定に際し用いる車輪速として採用することから、
上記の推定に際して用いる車輪速が車輪間における車輪速差をも考慮したものとなり、車体速および路面摩擦係数の推定を高精度に行うことができる。
【００４３】
第１２発明においては、車体速および路面摩擦係数の少なくとも一方を推定するに際し求めた前記車輪速、および単位車輪荷重当たりの制駆動力をフィルタ処理して用いることから、
当該フィルタ処理により、ノイズに起因した推定誤差をなくすことができ、車体速および路面摩擦係数の推定を高精度に行うことができる。
また第１３発明においては、上記第１２発明におけるフィルタ処理による無駄時間分の遅れを考慮して前記推定した車体速を修正することから、
第１０発明におけるフィルタ処理によっても、推定車体速が、フィルタ処理の無駄時間分の遅れをもったものではなくなり、車体速の推定を高精度に行うことができる。
【００４４】
第１４発明においては、車輪ごとに前記車輪制駆動力を前記車輪荷重で除算することにより単位車輪荷重当たりの制駆動力を求め、該単位車輪荷重当たりの制駆動力と、前記車輪速との組み合わせを、前記少なくとも２個の車輪に関して個々に求め、これら組み合わせから１本の回帰線を同定し、この回帰線をもとに車体速および路面摩擦係数のうち少なくとも一方を推定し、前記単位車輪荷重当たりの制駆動力を求めるに当たって、車輪荷重と制駆動力との間の非線形を補償するよう構成したことから、
単位車輪荷重当たりの制駆動力と、前記車輪速との組み合わせに係わる、共通な１本の回帰線が良く車体速および路面摩擦係数を表すことによって、これらの推定を確実なものにすると共に、当該非線形に起因する推定誤差をなくすことができ、車体速および路面摩擦係数の推定を高精度に行うことができる。
【００４５】
第１５発明においては、車輪ごとに前記車輪制駆動力を前記車輪荷重で除算することにより単位車輪荷重当たりの制駆動力を求め、該単位車輪荷重当たりの制駆動力と、前記車輪速との組み合わせを、前記少なくとも２個の車輪に関して個々に求め、これら組み合わせから１本の回帰線を同定し、この回帰線をもとに車体速および路面摩擦係数のうち少なくとも一方を推定し、車輪がスリップしていない状態での車輪速である車輪移動速度と、車体速との差を車輪速補正量として車輪ごとに求め、前記求めた車輪速を該車輪速補正量だけ修正して得られる修正車輪速を、車体速および路面摩擦係数の少なくとも一方の前記推定に際し用いる車輪速として採用することから、
単位車輪荷重当たりの制駆動力と、前記車輪速との組み合わせに係わる、共通な１本の回帰線が良く車体速および路面摩擦係数を表すことによって、これらの推定を確実なものにすると共に、上記の推定に際して用いる車輪速が車輪間における車輪速差をも考慮したものとなり、車体速および路面摩擦係数の推定を高精度に行うことができる。
【００４６】
また第１６発明においては、車輪ごとに前記車輪制駆動力を前記車輪荷重で除算することにより単位車輪荷重当たりの制駆動力を求め、該単位車輪荷重当たりの制駆動力と、前記車輪速との組み合わせを、前記少なくとも２個の車輪に関して個々に求め、これら組み合わせから１本の回帰線を同定し、この回帰線をもとに車体速および路面摩擦係数のうち少なくとも一方を推定し、車体速および路面摩擦係数の少なくとも一方を推定するに際し、単位車輪荷重当たりの制駆動力を求めるにあたって、車輪の横滑り角の制駆動力への影響を補償するため、
単位車輪荷重と制駆動力との非線形に起因する推定誤差をなくすことができ、車体速および路面摩擦係数の推定を高精度に行うことができる。
【００４７】
さらに第１７発明においては、複数車輪のうち少なくとも２個の車輪に関して個々に、車輪速、車輪荷重、車輪制駆動力を求め、これら車輪速、車輪荷重、車輪制駆動力の関係をもとに、車体速および路面摩擦係数のうち少なくとも一方を推定するに際し、ヨーレート検出値、ステアリングホイール操舵角および横加速度検出値より各車輪毎に車輪移動速度の補正量を求め、車輪がスリップしていない状態での車輪速である車輪移動速度と前記車輪移動速度の補正量との差から得られる修正車輪速を、車体速および路面摩擦係数の少なくとも一方の前記推定に際し用いる車輪速として採用することから、
上記の推定に際して用いる車輪速が車輪間における車輪速差をも考慮したものとなり、車体速および路面摩擦係数の推定を高精度に行うことができる。
【００４８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。
図１は、左右前輪１，２および左右後輪３，４を有する車両のブレーキ液圧制御系を示し、５はエンジン、６は自動変速機、７は差動制限を行わないディファレンシャルギヤ装置である。自動変速機６はエンジン５からの動力をディファレンシャルギヤ装置７を経て左右後輪３，４に伝達するものとする。
【００４９】
各車輪１〜４はそれぞれホイールシリンダ８〜１１を具え、ブレーキペダル１２の踏力に応じたマスターシリンダ１３からの液圧を液圧制御アクチュエータ１４による制御下で、無調整に若しくは調整して対応するホイールシリンダ８〜１１へ供給することで各車輪１〜４を制動するものとする。
【００５０】
エンジン５の運転は、エンジン回転センサ１５が検出したエンジン回転数Ｎｅ  、およびスロットル開度センサ１６が検出したエンジンスロットル開度ＴＶＯ等に応じてエンジンコントローラ１７が制御するものとし、自動変速機６の変速を初めとする制御は、変速機コントローラ１８が図示せざる各種の入力情報をもとにこれを行うものとする。
【００５１】
各車輪のホイールシリンダ８〜１１に向かうブレーキ液圧Ｐ１  〜Ｐ４  を決定する液圧制御アクチュエータ１４の制御は、コントローラ１９によりこれを行い、該コントローラはその他に、後述のアンチスキッド制御用に車体速ＶＸ（ｎｏｗ）および路面摩擦係数μを推定する用もなすものとする。
【００５２】
これがため、車体速・路面摩擦係数推定ユニット兼ブレーキコントローラ１９には、各車輪のホイールシリンダ８〜１１に向かうブレーキ液圧Ｐ１  〜Ｐ４  を検出する液圧センサ２１〜２３からの信号、および各車輪１〜４の車輪速ＶＷ１  〜ＶＷ４  を検出する車輪速センサ２４〜２７からの信号を入力するほか、エンジンコントローラ１７からエンジン回転数Ｎｅ  およびスロットル開度ＴＶＯを、また変速機コントローラ１８から選択ギヤ位置ｇに関する信号をそれぞれ取り込むものとする。
【００５３】
車体速・路面摩擦係数推定兼ブレーキコントローラ１９には更に、車体重心点に取付けた横加速度センサ２８、前後加速度センサ２９、およびヨーレートセンサ３０からの横加速度検出値ＹＧ  、前後加速度検出値ＸＧ  、およびヨーレート検出値（ｄ／ｄｔ）φを入力すると共に、ステアリングホイール操舵角θを検出する操舵角センサ３１からの信号、および各車輪１〜４のサスペンションストロークＬ１  〜Ｌ４  を検出するサスペンションストロークセンサ群３２からの信号を入力する。
【００５４】
コントローラ１９は、これら入力情報をもとに図２の制御プログラムを実行して車体速ＶＸ（ｎｏｗ）を推定すると共に路面摩擦係数μを推定し、推定結果に基づいて図示せざる制御プログラムを実行することにより、後述のアンチスキッド制御を行うものとする。
【００５５】
ここで、図２の制御プログラムを説明するに先立ち、車体速ＶＸ（ｎｏｗ）の推定および路面摩擦係数μの推定を行うに当たって応用した原理を先ず説明する。
車輪スリップ率Ｓに対する路面摩擦係数μ（換言すれば、車輪の制駆動力）の変化特性は、高摩擦路面では例えば図３（ａ）に実線で示すようになり、低摩擦路面では１点鎖線で示すようになることが知られており、いずれの場合も、路面摩擦係数の最高値μｍａｘ  は異なるが、ほぼ同じような傾向を持った特性を呈する。
上記の関係は、車輪スリップ率Ｓが図３（ａ）に示すように加速時におけるＳ≦Ｓ０  の領域だけでなく、制動時におけるＳ≧−Ｓ０  の領域においても、同様に成立することは周知の事実である。
【００５６】
そして、車輪スリップ率Ｓに対する路面摩擦係数μの変化特性がほぼ線形と見做せる車輪スリップ率Ｓ０  以下の領域においては、車輪速と単位車輪荷重当たりの制駆動力とで表記される図３（ｂ）の２次元座標上に各車輪１〜４の車輪速ＶＷ１  〜ＶＷ４  と、単位車輪荷重当たりの制駆動力Ｆ１  〜Ｆ４  との組み合わせを車輪ごとにプロットすると、該プロットにより発生した４点はほぼ図３（ｂ）に実線で示すように同じ直線上に位置する。
【００５７】
そして、当該直線と上記２次元座標の車輪速（ＶＷ）軸とが交差する点における車輪速値が車体速ＶＸ  そのものであり、
また車輪速（ＶＷ）軸に対する上記直線の勾配が、図３（ａ）の横軸（車輪スリップ率Ｓ）に対する路面摩擦係数μの立ち上がり勾配に対応した車両のドライビングスティフネスｋである。
【００５８】
ここで、図３（ａ）の実線および１点鎖線の比較から明らかなように、ドライビングスティフネスｋと、路面摩擦係数の最高値μｍａｘ  との間には、例えば図４に例示するような関係が成立し、そして最高摩擦係数μｍａｘ  が路面の絶対的な滑り難さ（本明細書では、この絶対的な滑り難さも一般的な呼称であることから、路面摩擦係数μと称する）を表すことから、
図３（ｂ）の車輪速（ＶＷ）軸に対する上記直線の勾配（ドライビングスティフネスｋ）から、路面の絶対的な滑り難さである路面摩擦係数μを推定することができる。
【００５９】
よって本実施の形態においては、大きくスリップしておらず、前記線形領域にある車輪に関して、各車輪１〜４の車輪速ＶＷ１  〜ＶＷ４  および単位車輪荷重当たりの制駆動力Ｆ１  〜Ｆ４  を求めると共に、これら車輪速ＶＷ１  〜ＶＷ４  および単位車輪荷重当たりの制駆動力Ｆ１  〜Ｆ４  の組み合わせを表す車輪ごとの点を、図３（ｂ）のごとき２次元座標上に表記し、これらの点を代表する直線を求めて上記の要領で車体速ＶＸ  および路面摩擦係数μを推定することを基本原理とする。
【００６０】
以下、車体速ＶＸ  および路面摩擦係数μを推定する図２のプログラムを説明するに、このプログラムは、エンジン５の始動時に開始され、先ずステップＩにおいて初期設定がなされ、以後はステップＡ〜Ｆが繰り返し実行されるものとする。
【００６１】
（ステップＡ）
このステップは、各車輪１〜４の車輪速を、以下の処理１〜２により算出する車輪速算出処理である。
【００６２】
１．車輪速検出値の読み込み
車輪１〜４にそれぞれ設けられた車輪速センサ２４〜２７からの車輪速検出値ＶＷ１  〜ＶＷ４  を読み込む。
【００６３】
２．車輪速検出値のフィルタ処理
上記の読み込んだ車輪速値ＶＷ１  〜ＶＷ４  に、一次遅れのフィルタをかけるフィルタ処理によりノイズを除去し、
ＶＷｆｉ＝〔１／（１＋ＴＷ  ・Ｓ）〕ＶＷｉ      ‥‥（１）
但し、ｉ  ：１〜４
ＴＷ  ：一次遅れの時定数
Ｓ  ：ラプラス演算子
で表される車輪速フィルタ値ＶＷｆ１〜ＶＷｆ４を算出する。
【００６４】
（ステップＢ）
このステップは、各車輪１〜４の車輪荷重Ｗ１  〜Ｗ４  を、以下の処理１〜４により算出する車輪荷重算出処理である。
【００６５】
１．横加速度および前後加速度検出値の読み込み
センサ２８，２９からの横加速度検出値ＹＧ  および前後加速度検出値ＸＧ  をそれぞれ読み込む。
【００６６】
２．横加速度および前後加速度検出値のフィルタ処理
上記の読み込んだ横加速度検出値ＹＧ  および前後加速度検出値ＸＧ  に対して、サスペンションストロークによる荷重移動遅れを考慮した一次遅れのフィルタをかけるフィルタ処理により、
ＹＧｆ＝〔１／（１＋ＴＹ  ・Ｓ）〕ＹＧ      ‥‥（２）
但し、ＴＹ  ：一次遅れの時定数
Ｓ  ：ラプラス演算子
ＸＧｆ＝〔１／（１＋ＴＸ  ・Ｓ）〕ＸＧ      ‥‥（３）
但し、ＴＸ  ：一次遅れの時定数
Ｓ  ：ラプラス演算子
で表される横加速度フィルタ値ＹＧｆおよび前後加速度フィルタ値ＸＧｆを求める。
【００６７】
３．荷重移動量の算出
上記の横加速度フィルタ値ＹＧｆおよび前後加速度フィルタ値ＸＧｆから、各車輪１〜４の荷重変化量ΔＷ１  〜ΔＷ４  をそれぞれ次式により求める。
ΔＷ１  ＝ＫＸ  ＸＧｆ−ＫＹＦＹＧｆ      ‥‥（４）
ΔＷ２  ＝ＫＸ  ＸＧｆ＋ＫＹＦＹＧｆ      ‥‥（５）
ΔＷ３  ＝−ＫＸ  ＸＧｆ−ＫＹＲＹＧｆ    ‥‥（６）
ΔＷ４  ＝−ＫＸ  ＸＧｆ＋ＫＹＲＹＧｆ    ‥‥（７）
但し、ＫＸ  ，ＫＹＦ，ＫＹＲは、ホイールベース、重心高、トレッド、ロール剛性配分によって決まる定数
【００６８】
４．各車輪荷重の算出
各車輪１〜４の車輪荷重Ｗ１  〜Ｗ４  を、それぞれの予めメモリしておいた初期荷重Ｗ０１〜Ｗ０４と、上記荷重変化量ΔＷ１  〜ΔＷ４  とを用いて、次式の演算により算出する。
Ｗｉ  ＝Ｗ０ｉ＋ΔＷｉ        ‥‥（８）
但し、ｉ  ：１〜４
【００６９】
（ステップＣ）
このステップは、各車輪１〜４の制駆動力を、以下の処理１〜１２により算出する制駆動力算出処理である。
【００７０】
１．車輪速検出値の読み込み
車輪１〜４にそれぞれ設けられた車輪速センサ２４〜２７からの車輪速検出値ＶＷ１  〜ＶＷ４  を読み込む。
【００７１】
２．各車輪の回転角速度および回転角加速度の算出
上記の車輪速値ＶＷ１  〜ＶＷ４  から、車輪回転半径Ｒを用いて次式により、各車輪１〜４の回転角速度ω１  〜ω４  、および回転角加速度（ｄ／ｄｔ）ω１  〜（ｄ／ｄｔ）ω４  を算出する。
ωｉ  ＝ＶＷｉ  ／Ｒ    ‥‥（９）
（ｄ／ｄｔ）ωｉ  ＝Ｓ・ωｉ        ‥‥（１０）
但し、ｉ：１〜４
Ｓ：ラプラス演算子
【００７２】
３．エンジン回転数およびスロットル開度の読み込み
センサ１５で検出したエンジン回転数Ｎｅ  およびセンサ１６で検出したエンジンスロットル開度ＴＶＯを読み込む。
【００７３】
４．エンジン出力トルクの算出
上記のエンジン回転数Ｎｅ  およびスロットル開度ＴＶＯから、図５に例示するエンジン運転特性に対応したマップをもとに、エンジン出力トルクＴｅ  を求める。
【００７４】
５．自動変速機の変速比を算出
変速機コントローラ１８から自動変速機の選択ギヤ位置ｇに関する信号を読み込み、これから変速比λを算出する。
【００７５】
６．車輪駆動トルクの算出
上記エンジン出力トルクＴｅ  と変速比λとの乗算により、駆動輪（後輪３，４）に向かう車輪駆動トルクＴＤ  ＝Ｔｅ  ・λを算出する。
【００７６】
７．車輪毎の駆動トルク算出
上記の車輪駆動トルクＴＤ  はディファレンシャルギヤ装置７を経て左右後輪３，４に向かうが、ディファレンシャルギヤ装置７が前記したように差動制限式のものでないことから、車輪駆動トルクＴＤ  は左右後輪３，４に２等分され、左右後輪３，４の駆動トルクＴＤ３，ＴＤ４はそれぞれ、ＴＤ３＝ＴＤ４＝ＴＤ  ／２で表される。他方、左右前輪１，２は駆動力を伝達されない従動輪であることら、これら左右前輪１，２の駆動力ＴＤ１，ＴＤ２はそれぞれ、ＴＤ１＝ＴＤ２＝０で表される。
【００７７】
８．ブレーキ液圧の読み込み
各車輪１〜４のブレーキ液圧系に設置された液圧センサ２０〜２３から、車輪１〜４のホイールシリンダ８〜１１に向かうブレーキ液圧の検出値Ｐ１  〜Ｐ４  をそれぞれ読み込む。
【００７８】
９．各車輪の制動トルクを算出
上記のブレーキ液圧検出値Ｐ１  〜Ｐ４  にそれぞれ、対応車輪１〜４に係わるブレーキ装置の設計諸元で決まる定数ＫＢ１〜ＫＢ４を掛ける次式により、各車輪１〜４の制動トルクＴＢ１〜ＴＢ４を算出する。
ＴＢｉ＝ＫＢｉ・Ｐｉ      ‥‥（１１）
但し、ｉ  ：１〜４
ＫＢｉ：車輪１〜４ごとにブレーキパッド材質、パッド面積、ロータ径などで決まる定数
【００７９】
１０．各車輪の制駆動トルクを算出
車輪１〜４ごとに、駆動トルクＴＤ１〜ＴＤ４から制動トルクＴＢ１〜ＴＢ４を差し引く次式により、車輪１〜４の制駆動トルクＴ１  〜Ｔ４  を算出する。
Ｔｉ  ＝ＴＤｉ−ＴＢｉ    ‥‥（１２）
但し、ｉ  ：１〜４
【００８０】
１１．各車輪の制駆動力を算出
上記の車輪制駆動トルクＴ１  〜Ｔ４  と、前記した車輪回転角加速度（ｄ／ｄｔ）ω１  〜（ｄ／ｄｔ）ω４  とから、車輪の回転運動方程式を用いて、車輪１〜４の制駆動力Ｆ１  〜Ｆ４  をそれぞれ、次式により算出する。
Ｆｉ  ＝〔Ｔｉ  −Ｉ・（ｄ／ｄｔ）ωｉ  〕／Ｒ    ‥‥（１３）
但し、ｉ  ：１〜４
Ｉ  ：車輪の回転イナーシャ
Ｒ  ：車輪回転半径
【００８１】
１２．車輪制駆動力のフィルタ処理
上記車輪１〜４の制駆動力Ｆ１  〜Ｆ４  に、前記Ａ−２で用いたと同程度の一次遅れのフィルタをかけるフィルタ処理によりノイズを除去し、
Ｆｆｉ＝〔１／（１＋ＴＦ  ・Ｓ）〕Ｆｉ      ‥‥（１４）
但し、ｉ  ：１〜４
ＴＦ  ：一次遅れの時定数
Ｓ  ：ラプラス演算子
で表される車輪制駆動力フィルタ値Ｆｆ１〜Ｆｆ４を算出する。
【００８２】
（ステップＤ）
このステップは、各車輪１〜４ごとに単位車輪荷重当たりの制駆動力を、以下の処理１〜３により算出する単位車輪荷重制駆動力算出処理である。
【００８３】
１．車輪荷重による非線形分の補償係数を検索
車輪荷重Ｗに対する実際の車輪制駆動力Ｆの発生状況は、単純増加であるが、厳密には図６に実線で例示するように比例関係にならない。従って車輪制駆動力は、同図に破線で示すような完全線形と仮定した場合の車輪制駆動力特性との差を非線形分として補償する必要がある。
そのために車輪荷重による非線形分の補償係数ｆＷ  を図７に示すように予めメモリしておき、これに対応するマップを基に、車輪１〜４ごとに車輪荷重Ｗ１  〜Ｗ４  から非線形分の補償係数ｆＷ１〜ｆＷ４を検索する。
【００８４】
２．車輪スリップ率による非線形分の補償係数を検索
他方で、車輪スリップ率Ｓに応じた車輪制駆動力Ｆの発生状況も、図８に実線で例示するように、単純増加であるが、厳密には比例関係にならない。従って車輪制駆動力は、同図に破線で示すような完全線形と仮定した場合の車輪制駆動力特性との差を非線形分として補償する必要がある。
そのために車輪スリップ率Ｓによる非線形分の補償係数ｆＳ  を図９に示すように予めメモリしておき、これに対応するマップを基に、車輪１〜４ごとに車輪スリップ率Ｓから非線形分の補償係数ｆＳ１〜ｆＳ４を検索する。
但し車輪スリップ率Ｓは、当該ステップＤよりも後のステップＦで後述のごとくに算出することから、スリップ率Ｓの今回値は未だ未定であるため、前回の演算サイクルで求めた車輪スリップ率Ｓｉ  （ｎ−１）から非線形分の補償係数ｆＳｉを検索することとする。
【００８５】
３．単位車輪荷重制駆動力の算出
上記両補償係数ｆＷ１〜ｆＷ４およびｆＳ１〜ｆＳ４と、Ｂ−４で求めた車輪荷重Ｗ１  〜Ｗ４  と、車輪制駆動力フィルタ値Ｆｆ１〜Ｆｆ４とを用いて、以下の演算により車輪１〜４ごとに単位車輪荷重当たりの制駆動力ＦＷ１〜ＦＷ４を算出する。
ＦＷｉ＝Ｆｆｉ／（Ｗｉ  ・ｆＷｉ・ｆＳｉ）    ‥‥（１５）
但し、ｉ  ：１〜４
【００８６】
（ステップＥ）
このステップは、車体速および路面摩擦係数を、以下の処理１〜７により推定する車体速および路面摩擦係数推定処理である。
【００８７】
１．車輪速フィルタ値の読み込み
前記したようにＡ−２で算出して求めた車輪速フィルタ値ＶＷｆ１〜ＶＷｆ４を読み込む。
【００８８】
２．操舵角およびヨーレート検出値の読み込み
図１に示すように設けたセンサ３０および３１からのヨーレート検出値（ｄ／ｄｔ）φおよびステアリングホイール操舵角θをそれぞれ読み込む。
【００８９】
３．車輪移動速度の補正量の算出
旋回走行中に発生するものであるが、車輪スリップが０の時の車輪速、つまり車輪移動速度の車輪間における差を補正するために、上記ヨーレート検出値（ｄ／ｄｔ）φおよびステアリングホイール操舵角θと、前記Ｂ−１で読み込んだ横加速度検出値ＹＧ  とから、車両のホイールベース、トレッド、重心位置などで決まる車輪１〜４ごとの関数ｆＶ１〜ｆＶ４を用いて、各車輪１〜４に関する車輪移動速度の補正量ΔＶＩ１  〜ΔＶＩ４  を算出する。
【００９０】
４．修正車輪速の算出
これら車輪移動速度の補正量ΔＶＩ１  〜ΔＶＩ４  だけ、上記Ｅ−１で読み込んだ車輪速フィルタ値ＶＷｆ１〜ＶＷｆ４を、次式により修正して修正車輪速ＶＷ１  ’〜ＶＷ４  ’を求める。
ＶＷｉ  ’＝ＶＷｆｉ−ΔＶＩｉ      ‥‥（１６）
但し、ｉ  ：１〜４
【００９１】
５．車輪選択フラグの読み込み
後述のステップＦで決定した車輪１〜４ごとの車輪選択フラグＦＬＡＧ１  〜ＦＬＡＧ４  を読み込む。
但し、今の演算サイクルにおける車輪選択フラグＦＬＡＧ１  〜ＦＬＡＧ４  は、ステップＦの処理が未だであるため未定であり、従って、ここでは前の演算サイクルにおける車輪選択フラグを使用することとする。
【００９２】
６．車体速および路面摩擦係数の推定
車輪選択フラグＦＬＡＧ１  〜ＦＬＡＧ４  を個々にチェックし、車輪選択フラグＦＬＡＧ１  〜ＦＬＡＧ４  が１にされている選択された車輪に関して、修正車輪速ＶＷｉ  ’と、単位車輪荷重当たりの制駆動力ＦＷｉとの組み合わせにより表される点を、図１０に示すごとく横軸に車輪速を、また縦軸に単位車輪荷重制駆動力を目盛った２次元座標上にプロットする。
そして、当該２次元座標上で上記の点を代表するような１本の回帰線を求める。なお図１０では、回帰線を直線としたが、必ずしも直線である必要はなく、要は、上記の２次元座標上におけるプロット点を代表するような線であればよい。
【００９３】
図３につき前述したように、かかる１本の回帰直線と車輪速を目盛った横軸との交点における車輪速値が車体速ＶＸ  を表し、また該横軸に対する回帰直線の傾斜角が、図４につき前述した通りに路面摩擦係数μを推定可能な車両のドライビングスティフネスｋを表すことから、これらを基に車体速ＶＸ  および路面摩擦係数μを推定する。
【００９４】
ここで、上記の車体速ＶＸ  およびドライビングスティフネスｋを求める同定方法として周知の最小２乗法を用いると、車体速ＶＸ  およびドライビングスティフネスｋはそれぞれ次式によって表現される。
0003633120.tif 000002
【００９５】
７．車体速の推定遅れ補正
ところで、上式で算出したドライビングスティフネスｋおよび車体速ＶＸ  はそれぞれ、車輪速検出値および制駆動力算出値に対する前記したフィルタ処理のために、無駄時間による遅れを持ったものであり、現在の値とは若干のずれを生ずる。よって、ドライビングスティフネスｋに関しては急変するものでないことから、無駄時間による遅れがあっても実用上差し支えないとして上記の演算値をそのまま使用することにするが、車体速ＶＸ  に関しては上記の演算値を以下のように補正して用いる。
【００９６】
つまり、上記（１８）式により求めた車体速ＶＸ  は図１１に示すごとく、前記のフィルタ処理のために無駄時間による遅れｔｄ  を持ったものとなり、当該ｔｄ  時間前の値ＶＸ（ｎ）であって、正確に現在の車体速ＶＸ（ｎｏｗ）を表していない。
かかる現在の車体速ＶＸ（ｎｏｗ）を求めるに当たっては、図１１に破線で示すように車体速変化速度（ｄ／ｄｔ）ＶＸ（ｎ）が不変であると見做して、次式により車体速ＶＸ（ｎｏｗ）および車体速変化速度（ｄ／ｄｔ）ＶＸ（ｎ）をそれぞれ算出することにする。
ＶＸ（ｎｏｗ）＝ＶＸ（ｎ）＋ｔｄ  ・（ｄ／ｄｔ）ＶＸ（ｎ）    ‥‥（１９）
（ｄ／ｄｔ）ＶＸ（ｎ）＝〔（ＶＸ（ｎ）−ＶＸ（ｎ−１））〕／ｔＳ    ‥‥（２０）
但し、ｔＳ  ：サンプリング周期
【００９７】
（ステップＦ）
このステップは、上記車体速および路面摩擦係数の推定に当たって、推定誤差を生ずるような車輪の車輪速データや、単位車輪荷重制駆動力データを、以下の処理１〜３により排除するための車輪選択処理である。
【００９８】
１．車輪移動速度の算出
前記Ｅ−７で求めた車体速ＶＸ  と、Ｅ−７で求めた各車輪１〜４に関する車輪移動速度の補正量ΔＶＩ１  〜ΔＶＩ４  から、次式により各車輪１〜４の移動速度ＶＩ１  〜ＶＩ４  を算出する。
ＶＩｉ  ＝ＶＸ  ＋ΔＶＩｉ      ‥‥（２１）
但し、  ｉ：１〜４
【００９９】
２．車輪スリップ率算出
前記Ａ−１で求めた各車輪１〜４の車輪速ＶＷ１  〜ＶＷ４  と、上記車輪移動速度ＶＩ１  〜ＶＩ４  とから、各車輪１〜４のスリップ率Ｓ１  〜Ｓ４  を次式により算出する。
Ｓｉ  ＝〔（ＶＷｉ  −ＶＩｉ  ）／ＶＩｉ  〕×１００％    ‥‥（２２）
但し、  ｉ：１〜４
【０１００】
３．車輪選択フラグの設定
前記した車体速および路面摩擦係数の推定は、図３につき前記したように、車輪スリップ率Ｓに対する路面摩擦係数μ（車輪制駆動力）の変化特性がほぼ線形と見做せる車輪スリップ率Ｓ０  以下の線形領域にある車輪からのデータに基づくものである場合において、当該推定を正確に行うことができることから、
以下の処理１〜３により車輪スリップ率絶対値｜Ｓ｜が設定値Ｓ０  を越えた車輪のデータを排除するよう、各車輪１〜４の車輪選択フラグＦＬＡＧ１  〜ＦＬＡＧ４  をして、対応車輪のスリップ率絶対値｜Ｓ｜がＳ０  以下であれば１にセットするが、対応車輪のスリップ率絶対値｜Ｓ｜がＳ０  を越えていれば０にする。
これら車輪選択フラグＦＬＡＧ１  〜ＦＬＡＧ４  は、Ｅ−５で前記したようにチェックされ、車輪選択フラグが１である車輪からのデータに基づき車体速および路面摩擦係数の推定がなされ、車輪選択フラグが０の車輪からのデータはこれを採用しない用をなす。
【０１０１】
以上の通り本実施の形態において図１のコントローラ１９は、車輪選択フラグＦＬＡＧ１  〜ＦＬＡＧ４  のチェックにより、大きくスリップしていない車輪を選択し、選択された複数の車輪に関して個々に求めた、車輪速ＶＷｉ  ’および単位車輪荷重当たりの制駆動力ＦＷｉの組み合わせを表す複数の点を、図１０に示すように車輪速ＶＷ’と単位車輪荷重当たりの制駆動力ＦＷ  とで表記された２次元座標上にプロットする。
そして、上記複数の点を代表する回帰直線を図１０に示すように求め、この回帰直線と上記２次元座標の車輪速軸とが交差する点における車輪速値から車体速ＶＸ  を推定し、
上記車輪速軸に対する上記直線の傾斜角から車両のドライビングスティフネスｋを求め、このドライビングスティフネスｋから図４に対応するマップをもとに路面摩擦係数μを推定する。
【０１０２】
コントローラ１９は更に、これら推定した車体速ＶＸ  および路面摩擦係数μを基に周知のアンチスキッド制御により液圧制御アクチュエータ１４へ、各車輪１〜４のブレーキ液圧目標値を指令し、アクチュエータ１４は対応するホイールシリンダ８〜１１へのブレーキ液圧Ｐ１  〜Ｐ４  をそれぞれ、上記の目標値に持ち来して車輪の制動ロックを、最大制動効率が達成される態様で防止するアンチスキッド制御を遂行するものとする。
【０１０３】
ところで、前記した本実施の形態になる車体速ＶＸ  および路面摩擦係数μの推定方式によれば、２輪駆動車であるか、４輪駆動車であるかを問わず、車体速ＶＸ  および路面摩擦係数μを推定することができるし、また制動中も含めて常時、車体速ＶＸ  および路面摩擦係数μを推定することができる。
加えて当該推定に当たって特定車輪を一時的に制動したり、制動解除したりする必要がないことから、推定結果がハンチングすることもなく、高精度な推定が可能であり、推定結果を用いて行う上記アンチスキッド制御の性能を向上させることができる。
【０１０４】
更に、上記の推定に当たってニューラルネットワークを用いた学習に頼ることがないために、推定に時間がかかったり、複雑なネットワークを構築する必要が生じたりすることがなく、
更に、ドリフトを生じるようなセンサからの検出値を用いる必要がないために、簡単且つ安価に、しかも正確に車体速ＶＸ  および路面摩擦係数μを推定することができる。
【０１０５】
そして、車輪のスリップ率絶対値｜Ｓ｜が設定値Ｓ０  を越えている車輪、つまり大きくスリップしている車輪からの車輪速ＶＷ’および単位車輪荷重当たりの制駆動力ＦＷ  は、上記の推定に当たって使用しないこととしたから、
車輪スリップ量が比較的小さい範囲で成り立つ上記車体速ＶＸ  および路面摩擦係数μの推定を高い精度で行うことができる。
しかも上記の設定値Ｓ０  を図３のように、車輪スリップ率Ｓと車輪摩擦力（車輪制駆動力ＦＷ  ）との関係が線形と見做せる線形領域の車輪スリップ率上限値と同じ値にしたことから、
非線形域においてスリップしている車輪からのデータＶＷ’およびＦＷ  を排除しつつ、前記の推定を行うこととなって、当該推定の精度を完全なものにすることができる。
【０１０６】
なお、単位車輪荷重当たりの制駆動力ＦＷ  を求めるに当たって必要な車輪制駆動力Ｆｉ  を、前記Ｃ−１２におけるように車輪の制駆動トルクＴｉ  および回転角加速度（ｄ／ｄｔ）ωから車輪の回転運動方程式を用いて算出するため、
車輪制駆動力を直接的に検出する場合の困難、および不正確を回避することができる。
【０１０７】
また、上記車輪の制駆動トルクＴｉ  をステップＣにおけるごくに、エンジン出力トルクＴｅ  および変速機の変速比λから求めた車輪駆動トルクＴＤｉと、車輪ブレーキ液圧Ｐｉ  から換算した車輪制動トルクＴＢｉとの差により算出することから、
エンジン出力トルクＴｅ  を図５に示すようなマップの検索等により簡単に求め得ること、また変速機の変速比λも容易に算出し得ること、更に車輪ブレーキ液圧Ｐｉ  も検出容易であることに起因して、車輪の制駆動トルクＴｉ  を難なく、しかも安価に求めることができる。
【０１０８】
更に、単位車輪荷重当たりの制駆動力ＦＷ  を求めるに当たって、Ｄ−１のごとく車輪荷重と制駆動力との間の非線形を補償した図６に破線で示す仮想的な単位車輪荷重当たりの制駆動力とするため、
当該非線形に起因する推定誤差をなくすことができ、車体速および路面摩擦係数の推定を高精度に行うことができる。
【０１０９】
更に加えて、単位車輪荷重当たりの制駆動力ＦＷ  を求めるに当たって、車輪スリップ率と制駆動力との間の非線形を補償した図８に破線で示す仮想的な単位車輪荷重当たりの制駆動力とするため、
当該非線形に起因する推定誤差もなくすことができ、車体速および路面摩擦係数の推定を更に高精度に行うことができる。
【０１１０】
そして、Ａ−２のように車輪速検出値、またＣ−１２のように車輪制駆動力Ｆｉ  を、ノイズ除去のためにフィルタ処理して用いることから、
当該ノイズに起因した推定誤差をなくすことができ、車体速および路面摩擦係数の推定を高精度に行うことができる。
【０１１１】
また、かかるフィルタ処理による無駄時間分の遅れを考慮して推定車体速ＶＸ  を修正し、現在の車体速ＶＸ（ｎｏｗ）とするから、
上記のフィルタ処理によっても、推定車体速が、フィルタ処理の無駄時間分の遅れをもったものではなくなり、車体速の推定を高精度に行うことができる。
【０１１２】
前記した実施の形態においては、ステップＢにおける車輪荷重Ｗｉ  の演算に際し、車両の前後加速度ＸＧ  および横加速度ＹＧ  から各車輪１〜４に対する荷重移動量ΔＷｉ  を求め、各車輪１〜４の初期荷重Ｗ０ｉに当該荷重移動量ΔＷｉ  を加減算して車輪荷重Ｗｉ  を算出することとしたが、この代わりに以下の処理１〜４によっても車輪荷重Ｗｉ  は算出することができる。
【０１１３】
（ステップＢの他の実施形態）
１．サスペンションストローク量・ストローク速度算出
図１に示すストロークセンサ群３２で検出した各車輪１〜４のサスペンションストローク量Ｌ１  〜Ｌ４  を読み込み、更に、これら検出値Ｌ１  〜Ｌ４  を基にサスペンションストローク速度（ｄ／ｄｔ）Ｌ１  〜（ｄ／ｄｔ）Ｌ４  を次式により算出する。
（ｄ／ｄｔ）Ｌｉ  ＝（Ｌｉ（ｎ）−Ｌｉ（ｎ−１））／ｔＳ      ‥‥（２３）
但し、Ｌｉ（ｎ）  ：今回のサスペンションストローク量検出値
Ｌｉ（ｎ−１）：前回のサスペンションストローク量検出値
ｔＳ  ：演算サイクル
ｉ：１〜４
【０１１４】
２．バネ分車輪荷重算出
各車輪１〜４のサスペンションストローク量Ｌ１  〜Ｌ４  から、図１２に例示するバネ分車輪荷重ＷＬ  特性を基に、各車輪１〜４のバネ分車輪荷重ＷＬ１〜ＷＬ４を検索して求める。
【０１１５】
３．バネ分車輪荷重算出
各車輪１〜４のサスペンションストローク速度（ｄ／ｄｔ）Ｌ１  〜（ｄ／ｄｔ）Ｌ４  をから、図１３に例示するショック分車輪荷重ＷＳ  特性を基に、各車輪１〜４のショック分車輪荷重ＷＳ１〜ＷＳ４を検索して求める。
【０１１６】
４．車輪荷重の算出
上記バネ分車輪荷重ＷＬ１〜ＷＬ４およびショック分車輪荷重ＷＳ１〜ＷＳ４の加算により各車輪１〜４の荷重Ｗ１  〜Ｗ４  を求める。
【０１１７】
かかる実施の形態のごとくに、バネ分車輪荷重ＷＬ１〜ＷＬ４およびショック分車輪荷重ＷＳ１〜ＷＳ４から車輪荷重Ｗ１  〜Ｗ４  を求める場合も、前記実施の形態による場合と同じく、車両走行中においても車輪荷重を簡単、且つ、安価に、しかも確実に求めることができる。
【０１１８】
前記実施の形態においては、ステップＤにおける単位車輪荷重当たりの制駆動力の算出に当たって、Ｄ−１，Ｄ−２のように車輪荷重による非線形分の補償と、車輪スリップ率による非線形分の補償を行うのみであったが、
図１４（ａ）に示すように、車輪スリップ率Ｓに対する路面摩擦係数μ（車輪制駆動力）の変化特性は車輪横滑り角βによっても異なり、車輪横滑り角βの増大につれて路面摩擦係数μ（制駆動力）は小さくなる。
これをも補償するために、他の実施形態においては、ステップＤを以下の如くに変更する。
【０１１９】
（ステップＤの他の実施形態）
１．車輪荷重による非線形分の補償係数を検索（前記の実施形態に同じ）
２．スリップ率による非線形分の補償係数を検索（前記の実施形態に同じ）
２．５  車輪横滑り角による車輪制駆動力への影響分の補償係数を検索
予め装着タイヤの特性から、車輪横滑り角βによる車輪制駆動力への影響分を補償するための横滑り角補償係数ｆＢ  を図１４（ｂ）に例示するように、車輪横滑り角βの関数として定めておく。
そして、車体速ＶＸ  （今回は未だ求まっていないから前回値を使用する）と、横加速度ＹＧ  と、ヨーレート（ｄ／ｄｔ）φと、操舵角θとから求めた各車輪１〜４の横滑り角β１  〜β４  より、図１４（ｂ）に対応するマップを基に、各車輪１〜４の横滑り角β１  〜β４  に対応した横滑り角補償係数ｆＢ１〜ｆＢ４を検索して求める。
３．単位車輪荷重制駆動力の算出
上記３種の補償係数ｆＷ１〜ｆＷ４、ｆＳ１〜ｆＳ４、およびｆＢ１〜ｆＢ４と、Ｂ−４で求めた車輪荷重Ｗ１  〜Ｗ４  と、車輪制駆動力フィルタ値Ｆｆ１〜Ｆｆ４とを用いて、以下の演算により車輪１〜４ごとに単位車輪荷重当たりの制駆動力ＦＷ１〜ＦＷ４を算出する。
ＦＷｉ＝Ｆｆｉ／（Ｗｉ  ・ｆＷｉ・ｆＳｉ・ｆＢｉ）    ‥‥（２４）
但し、ｉ  ：１〜４
【０１２０】
本実施の形態においては、単位車輪荷重当たりの制駆動力ＦＷ１〜ＦＷ４を求めるに当たって、車輪の横滑り角βによる車輪制駆動力への影響分をも補償した単位車輪荷重当たりの制駆動力にすることとなり、
当該影響分に起因する推定誤差もなくすことができ、車体速および路面摩擦係数の推定を更に一層高精度に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態になる車体速および路面摩擦係数推定装置を具えた車両のブレーキ液圧制御系を示すシステム図である。
【図２】同実施の形態においてブレーキコントローラが実行する、車体速および路面摩擦係数推定処理を示すフローチャートである。
【図３】（ａ）は、車輪スリップ率と路面摩擦係数との一般的な関係を示す線図、
（ｂ）は、本発明による車体速および路面摩擦係数推定原理を説明するのに用いた、車輪速と車輪制駆動力との関係線図である。
【図４】ドライビングスティフネスと最大路面摩擦係数との関係を例示する線図である。
【図５】エンジンの一般的な性能特性線図である。
【図６】車輪荷重と車輪制駆動力との関係を示す線図である。
【図７】車輪荷重と車輪制駆動力との非線形を補償するための係数を示す線図である。
【図８】車輪スリップ率と車輪制駆動力との関係を示す線図である。
【図９】車輪スリップ率と車輪制駆動力との非線形を補償するための係数を示す線図である。
【図１０】車輪速と単位車輪荷重制駆動力とで表記される２次元座標に、各車輪の車輪速および制駆動力の組み合わせ点をプロットした線図である。
【図１１】データのフィルタ処理が原因で、車体速算出値が時間遅れを持ったものである状態を示すタイムチャートである。
【図１２】サスペンションストローク量とバネ分車輪荷重との関係を示す線図である。
【図１３】サスペンションストローク速度とショック分車輪荷重との関係を示す線図である。
【図１４】（ａ）  は、車輪スリップ率と路面摩擦係数（車輪制駆動力）との関係を、車輪横滑り角をパラメータとして示す線図、
（ｂ）  は、車輪横滑り角と車輪制駆動力との非線形を補償するための係数を示す線図である。
【符号の説明】
１  左前輪
２  右前輪
３  左後輪
４  右後輪
５  エンジン
６  自動変速機
７  ディファレンシャルギヤ装置
８  ホイールシリンダ
９  ホイールシリンダ
１０  ホイールシリンダ
１１  ホイールシリンダ
１３  マスターシリンダ
１４    液圧制御アクチュエータ
１５    エンジン回転センサ
１６    スロットル開度センサ
１７    エンジンコントローラ
１８    変速機コントローラ
１９    車体速・路面摩擦係数推定ユニット兼ブレーキコントローラ
２０    ブレーキ液圧センサ
２１    ブレーキ液圧センサ
２２    ブレーキ液圧センサ
２３    ブレーキ液圧センサ
２４    車輪速センサ
２５    車輪速センサ
２６    車輪速センサ
２７    車輪速センサ
２８    横加速度センサ
２９    前後加速度センサ
３０    ヨーレートセンサ
３１    操舵角センサ
３２    サスペンションストロークセンサ群
【図１】
0003633120.tif 000003
【図２】
0003633120.tif 000004
【図３】
0003633120.tif 000005
【図４】
0003633120.tif 000006
【図５】
0003633120.tif 000007
【図６】
0003633120.tif 000008
【図７】
0003633120.tif 000009
【図８】
0003633120.tif 000010
【図９】
0003633120.tif 000011
【図１０】
0003633120.tif 000012
【図１１】
0003633120.tif 000013
【図１２】
0003633120.tif 000014
【図１３】
0003633120.tif 000015
【図１４】
0003633120.tif 000016