(57)【要約】【課題】サスペンションスプリングのばね力等に基づく接地荷重推定方法及び荷重移動量に基づく接地荷重推定方法の各の利点を活かして各車輪の接地荷重を正確に推定する。【解決手段】サスペンションスプリングのばね力により各車輪に付与される上下力Ｆsi、各ショックアブソーバの減衰力により各車輪に付与される上下力Ｆdi、各車輪の上下方向の慣性力Ｆwmi、アクティブスタビライザ装置のばね力により左右前輪及び左右後輪に付与される上下力Ｆstf及びＦstrの和として各車輪の第一の接地荷重Ｆzi1が演算され（Ｓ２０）、車輌の前後加速度Ｇx及び横加速度Ｇyに基づき車輌の荷重移動に基づく各車輪の第二の接地荷重Ｆzi2が演算され（Ｓ２０）、ハイパスフィルタ処理後の第一の接地荷重Ｆzi1f及びローパスフィルタ処理後の第二の接地荷重Ｆzi2fの和として各車輪の接地荷重Ｆziが演算される（Ｓ７０〜９０）。【選択図】図３
2006232023.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともサスペンションスプリングのばね力、ショックアブソーバの減衰力、スタビライザ発生力に基づいて各車輪の第一の接地荷重を推定し、車輌の前後加速度及び横加速度に基づいて各車輪の第二の接地荷重を推定し、前記第一及び第二の接地荷重に基づいて各車輪の接地荷重を演算することを特徴とする車輌の車輪接地荷重推定装置。
【請求項２】
第一の基準値以上の周波数領域については前記第一の接地荷重を使用し、第二の基準値未満の周波数領域については前記第二の接地荷重を使用して各車輪の接地荷重を演算することを特徴とする請求項１に記載の車輌の車輪接地荷重推定装置。
【請求項３】
前記第一及び第二の基準値は同一の値であることを特徴とする請求項２に記載の車輌の車輪接地荷重推定装置。
【請求項４】
前記第一及び第二の接地荷重の重み和として各車輪の接地荷重を演算し、重みは車輌の状況によって可変設定されることを特徴とする請求項１に記載の車輌の車輪接地荷重推定装置。
【請求項５】
前記第一の接地荷重の推定精度が低いときには、前記第一の接地荷重の推定精度が高いときに比して、前記第一の接地荷重の重みは小さくされ前記第二の接地荷重の重みは大きくされることを特徴とする請求項４に記載の車輌の車輪接地荷重推定装置。
【請求項６】
前記第二の接地荷重の推定精度が低いときには、前記第二の接地荷重の推定精度が高いときに比して、前記第一の接地荷重の重みは大きくされ前記第二の接地荷重の重みは小さくされることを特徴とする請求項４に記載の車輌の車輪接地荷重推定装置。
【請求項７】
前記第一及び第二の接地荷重の偏差を演算し、前記偏差の大きさが大きいときには、前記偏差の大きさが小さいときに比して、前記第一の接地荷重の重みは大きくされ前記第二の接地荷重の重みは小さくされることを特徴とする請求項４に記載の車輌の車輪接地荷重推定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車輌の車輪接地荷重推定装置に係り、更に詳細にはばね上とばね下との間に作用する荷重を検出することなく各車輪の接地荷重を推定する車輪接地荷重推定装置に係る。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車輌の車輪接地荷重検出装置の一つとして、例えば本願出願人の出願にかかる下記の特許文献１に記載されている如く、各車輪に対応して設けられた荷重センサにより各車輪の接地荷重を検出する車輪接地荷重検出装置が従来より知られている。またハイドロニューマチックサスペンションを備えた車輌の場合には、ハイドロニューマチックシリンダ内の圧力に基づいて各車輪の接地荷重を推定することが既に知られており、前後加速度センサ及び横加速度センサの検出値に基づき車輌の前後方向及び横方向の荷重移動量を推定し、車輌静止時の各車輪の接地荷重と荷重移動量とに基づいて各車輪の接地荷重を推定することも既に知られている。
【特許文献１】特開平１１−１５１９２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし荷重センサが使用される上述の如き従来の車輪接地荷重検出装置に於いては、荷重センサが高価であるため、各車輪に対応して荷重センサが設けられなければならない車輪接地荷重検出装置も高価にならざるを得ないという問題がある。またハイドロニューマチックシリンダ内の圧力に基づいて各車輪の接地荷重を推定する場合には、サスペンションがハイドロニューマチックサスペンションに限定されるという問題がある。
【０００４】
また車輌静止時の各車輪の接地荷重と荷重移動量とに基づいて各車輪の接地荷重を推定する場合には、車輌が平坦路を走行する場合には各車輪の接地荷重を比較的正確に推定することができると共に比較的ノイズの悪影響を受け難いが、車輪に路面外乱が作用し車輪の接地荷重が変動する状況に於いて各車輪の接地荷重を比較的正確に推定することができない。
【０００５】
またサスペンションスプリングのばね力、ショックアブソーバの減衰力、スタビライザ発生力を推定し、これらの力に基づいて各車輪の接地荷重を推定することが考えられる。この方法によれば車輪ストロークセンサの如く自動車等の車輌に於いて様々な制御に使用される既存のセンサを有効に利用して各車輪の接地荷重を推定することができ、コストアップを回避すると共にサスペンション形式の制約を受けることなく車輪に路面外乱が作用する状況に於いても各車輪の接地荷重を正確に推定することができるが、車輌静止時の各車輪の接地荷重と荷重移動量とに基づいて各車輪の接地荷重を推定する場合に比してノイズの悪影響を受け易いという問題がある。
【０００６】
本発明は、各車輪に対応して設けられた荷重センサ等により各車輪の接地荷重を検出又は推定する従来の車輪接地荷重検出装置や車輪接地荷重推定装置に於ける上述の如き問題に鑑みてなされたものであり、本発明の主要な課題は、サスペンションスプリングのばね力、ショックアブソーバの減衰力、スタビライザ発生力に基づいて各車輪の接地荷重を推定する方法及び輌静止時の各車輪の接地荷重と荷重移動量とに基づいて各車輪の接地荷重を推定する方法の利害得失に着目することにより、二つの方法の利点を活かして各車輪の接地荷重を正確に推定することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述の主要な課題は、本発明によれば、請求項１の構成、即ち少なくともサスペンションスプリングのばね力、ショックアブソーバの減衰力、スタビライザ発生力に基づいて各車輪の第一の接地荷重を推定し、車輌の前後加速度及び横加速度に基づいて各車輪の第二の接地荷重を推定し、前記第一及び第二の接地荷重に基づいて各車輪の接地荷重を演算することを特徴とする車輌の車輪接地荷重推定装置によって達成される。
【０００８】
また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項１の構成に於いて、第一の基準値以上の周波数領域については前記第一の接地荷重を使用し、第二の基準値未満の周波数領域については前記第二の接地荷重を使用して各車輪の接地荷重を演算するよう構成される（請求項２の構成）。
【０００９】
また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項２の構成に於いて、前記第一及び第二の基準値は同一の値であるよう構成される（請求項３の構成）。
【００１０】
また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項１の構成に於いて、前記第一及び第二の接地荷重の重み和として各車輪の接地荷重を演算し、重みは車輌の状況によって可変設定されるよう構成される（請求項４の構成）。
【００１１】
また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項４の構成に於いて、前記第一の接地荷重の推定精度が低いときには、前記第一の接地荷重の推定精度が高いときに比して、前記第一の接地荷重の重みは小さくされ前記第二の接地荷重の重みは大きくされるよう構成される（請求項５の構成）。
【００１２】
また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項４の構成に於いて、前記第二の接地荷重の推定精度が低いときには、前記第二の接地荷重の推定精度が高いときに比して、前記第一の接地荷重の重みは大きくされ前記第二の接地荷重の重みは小さくされるよう構成される（請求項６の構成）。
【００１３】
また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項４の構成に於いて、前記第一及び第二の接地荷重の偏差を演算し、前記偏差の大きさが大きいときには、前記偏差の大きさが小さいときに比して、前記第一の接地荷重の重みは大きくされ前記第二の接地荷重の重みは小さくされるよう構成される（請求項７の構成）。
【発明の効果】
【００１４】
上記請求項１の構成によれば、少なくともサスペンションスプリングのばね力、ショックアブソーバの減衰力、スタビライザ発生力に基づいて各車輪の第一の接地荷重が推定され、車輌の前後加速度及び横加速度に基づいて各車輪の第二の接地荷重が推定され、第一及び第二の接地荷重に基づいて各車輪の接地荷重が演算されるので、車輪に路面外乱が作用する状況に於いても各車輪の接地荷重を正確に推定することができるという第一の接地荷重の利点及び比較的ノイズの悪影響を受け難いという第二の接地荷重の利点を活かして各車輪の接地荷重を正確に推定することができる。
【００１５】
また上記請求項１の構成によれば、各車輪の第一の接地荷重は少なくともサスペンションスプリングのばね力、ショックアブソーバの減衰力、スタビライザ発生力に基づいて各車輪の接地荷重が推定されるので、各車輪に対応して荷重センサが設けられる必要がなく、またサスペンションがハイドロニューマチックサスペンションに限定されることもなく、更にはサスペンションスプリングにより車輪に付与される上下力、各車輪についてショックアブソーバにより車輪に付与される上下力、各車輪についてスタビライザにより車輪に付与される上下力は車輪ストロークやその変化率に基づいて演算可能であり、他の車輌制御に使用される車輪ストローク等を検出する手段を有効に利用して各車輪の接地荷重を推定することができ、これによりコストアップを回避すると共にサスペンション形式の制約を受けることなく車輪に路面外乱が作用する状況に於いても各車輪の接地荷重を正確に推定することができる。
【００１６】
また一般に、第一の接地荷重は少なくともサスペンションスプリングのばね力、ショックアブソーバの減衰力、スタビライザ発生力に基づいて推定されるので、車輪に路面外乱が作用し各車輪の接地荷重が高周波にて変動する状況に於いて第二の接地荷重に比して第一の接地荷重を正確に推定することができ、逆に第二の接地荷重は車輌の前後加速度及び横加速度に基づいて推定され、ノイズの影響を受け難いので、車輌が平坦路を走行する場合の如く各車輪の接地荷重の変動の周波数が低い領域に於いて第二の接地荷重を比較的正確に推定することができる。
【００１７】
上記請求項２の構成によれば、第一の基準値以上の周波数領域については第一の接地荷重を使用し、第二の基準値未満の周波数領域については第二の接地荷重を使用して各車輪の接地荷重が演算されるので、接地荷重変動の周波数が高い領域については第一の接地荷重の利点を活かし、接地荷重変動の周波数が低い領域については第二の接地荷重の利点を活かして各車輪の接地荷重を推定することができる。
【００１８】
また上記請求項３の構成によれば、第一及び第二の基準値は同一の値であるので、接地荷重変動の全周波数範囲に亘り第一及び第二の接地荷重の利点を活かして各車輪の接地荷重を推定することができ、また第一及び第二の基準値が互いに異なる値である場合に必要な特別な処理は不要である。
【００１９】
また上記請求項４の構成によれば、第一及び第二の接地荷重の重み和として各車輪の接地荷重が演算され、重みは車輌の状況によって可変設定されるので、重みが車輌の状況に拘らず一定である場合に比して、車輌の状況に応じて第一及び第二の接地荷重の比率を適正に設定したこれらの和として各車輪の接地荷重を演算することができる。
【００２０】
また上記請求項５の構成によれば、第一の接地荷重の推定精度が低いときには、第一の接地荷重の推定精度が高いときに比して、第一の接地荷重の重みは小さくされ第二の接地荷重の重みは大きくされるので、第一の接地荷重の推定精度が低いことの影響を低減して各車輪の接地荷重を正確に演算することができる。
【００２１】
また上記請求項６の構成によれば、第二の接地荷重の推定精度が低いときには、第二の接地荷重の推定精度が高いときに比して、第一の接地荷重の重みは大きくされ第二の接地荷重の重みは小さくされるので、第二の接地荷重の推定精度が低いことの影響を低減して各車輪の接地荷重を正確に演算することができる。
【００２２】
また一般に、車輪に路面外乱が作用すると第一の接地荷重はそれに応じて変動するのに対し、第二の接地荷重は車輪に路面外乱が作用しても変動し難く、従って第一及び第二の接地荷重の偏差は車輪に作用する路面外乱の程度を示し、第一及び第二の接地荷重の偏差の大きさが大きいときには偏差の大きさが小さいときに比して第一の接地荷重の信頼性が高い。
【００２３】
上記請求項７の構成によれば、第一及び第二の接地荷重の偏差が演算され、偏差の大きさが大きいときには、偏差の大きさが小さいときに比して、第一の接地荷重の重みは大きくされ第二の接地荷重の重みは小さくされるので、車輪に作用する路面外乱の程度に応じて、換言すれば第一の接地荷重の信頼性に応じて第一及び第二の接地荷重の重みを最適に設定し、これにより車輪に作用する路面外乱の程度に拘らず各車輪の接地荷重を正確に演算することができる。
【００２４】
［課題解決手段の好ましい態様］
本発明の一つの好ましい態様によれば、上記請求項１乃至７の構成に於いて、各車輪の車輪ストロークに基づいてサスペンションスプリングのばね力により車輪に付与される上下力を演算し、各車輪について車輪ストローク又はばね上上下加速度を推定し、少なくとも車輪ストローク又はばね上上下加速度に基づいてショックアブソーバの減衰力により車輪に付与される上下力を演算し、スタビライザにより車輪に付与される上下力を推定する手段は、各車輪について車輪ストロークを推定し、少なくとも左右輪の車輪ストロークに基づいてスタビライザのばね力により車輪に付与される上下力を演算し、上記三つの上下力に基づいて第一の接地荷重を演算するよう構成される（好ましい態様１）。
【００２５】
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記好ましい態様１の構成に於いて、車輪接地荷重推定装置は三つの上下力の和として各車輪の接地荷重を演算するよう構成される（好ましい態様２）。
【００２６】
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記好ましい態様１の構成に於いて、車輪接地荷重推定装置は三つの上下力と車輪の上下慣性力との和として各車輪の接地荷重を演算するよう構成される（好ましい態様３）。
【００２７】
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記好ましい態様３の構成に於いて、車輪接地荷重推定装置は各車輪について車輪の上下加速度を検出し、車輪の上下加速度に基づいて車輪の上下慣性力を演算するよう構成される（好ましい態様４）。
【００２８】
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記好ましい態様１乃至４の構成に於いて、車輪ストロークに基づいて演算されるサスペンションスプリングのばね力とサスペンションのアーム比との積としてサスペンションスプリングのばね力により車輪に付与される上下力を演算するよう構成される（好ましい態様５）。
【００２９】
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記好ましい態様１乃至５の構成に於いて、車輪ストローク又はばね上上下加速度とショックアブソーバの減衰力制御位置とに基づいて演算されるショックアブソーバの減衰力とサスペンションのアーム比との積としてショックアブソーバの減衰力により車輪に付与される上下力を演算するよう構成される（好ましい態様６）。
【００３０】
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記好ましい態様１乃至６の構成に於いて、各車輪について車輪ストロークを検出し、車輪ストロークとスタビライザのばね力制御位置とに基づいて演算されるスタビライザのばね力とサスペンションのアーム比との積としてスタビライザのばね力により車輪に付与される上下力を演算するよう構成される（好ましい態様７）。
【００３１】
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項２又は上記好ましい態様１乃至７の構成に於いて、第一のカットオフ周波数にて第一の接地荷重をハイパスフィルタ処理し、第二のカットオフ周波数にて第二の接地荷重をローパスフィルタ処理し、ハイパスフィルタ処理後の第一の接地荷重とローパスフィルタ処理後の第二の接地荷重との和として各車輪の接地荷重を演算するよう構成される（好ましい態様８）。
【００３２】
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記好ましい態様８の構成に於いて、第一のカットオフ周波数及び第二のカットオフ周波数は同一の値であるよう構成される（好ましい態様９）。
【００３３】
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項４の構成に於いて、車輪に作用する路面外乱の程度が高いときには、車輪に作用する路面外乱の程度が低いときに比して、第一の接地荷重の重みは大きくされ第二の接地荷重の重みは小さくされるよう構成される（好ましい態様１０）。
【００３４】
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項５の構成に於いて、第一の接地荷重の推定に必要情報を検出する手段の検出精度が低いときに第一の接地荷重の推定精度が低いと判定されるよう構成される（好ましい態様１１）。
【００３５】
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項６の構成に於いて、第二の接地荷重の推定に必要情報を検出する手段の検出精度が低いときに第二の接地荷重の推定精度が低いと判定されるよう構成される（好ましい態様１２）。
【００３６】
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項７の構成に於いて、各車輪の第一及び第二の接地荷重の偏差の平均値が演算され、偏差の平均値の大きさが大きいときには、偏差の平均値の大きさが小さいときに比して、第一の接地荷重の重みは大きくされ第二の接地荷重の重みは小さくされるよう構成される（好ましい態様１３）。
【００３７】
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項７の構成に於いて、各車輪について第一及び第二の接地荷重の偏差が演算され、各車輪についての偏差の大きさの最大値が大きいときには、偏差の最大値の大きさが小さいときに比して、第一の接地荷重の重みは大きくされ第二の接地荷重の重みは小さくされるよう構成される（好ましい態様１４）。
【００３８】
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項７の構成に於いて、各車輪について第一及び第二の接地荷重の偏差が演算され、各車輪毎に、偏差の大きさが大きいときには、偏差の大きさが小さいときに比して、第一の接地荷重の重みは大きくされ第二の接地荷重の重みは小さくされるよう構成される（好ましい態様１５）。
【００３９】
図１０に示された車輌の二輪モデル１００に於いて、左輪のサスペンションスプリング１０２L及び右輪のサスペンションスプリング１０２Rのばね定数をそれぞれＫslと、Ｋsrとし、左輪のばね上１０４L及び右輪のばね上１０４Rの上下変位をそれぞれＸbl、Ｘbrとし、左輪のばね下１０６L及び右輪のばね下１０６Rの上下変位をそれぞれＸwl、Ｘwrとする。
【００４０】
またサスペンションスプリングについてのサスペンションのアーム比、即ちサスペンションアームの車体側枢点とサスペンションスプリングの作用点との間の車輌横方向距離と、サスペンションアームの車体側枢点と車輪の接地点との間の車輌横方向距離との比をＫasとすると、サスペンションスプリングのばね力により左輪及び右輪に付与される上下力Ｆsl、Ｆsrはそれぞれ下記の式１及び２により表される。
Ｆsl＝ＫasＫsl（Ｘwl−Ｘbl）  …（１）
Ｆsr＝ＫasＫsr（Ｘwr−Ｘbr）  …（２）
【００４１】
また左輪のショックアブソーバ１０８L及び右輪のショックアブソーバ１０８Rの減衰係数をそれぞれＣsl、Ｃsrとし、左輪のばね上１０４L及び右輪のばね上１０４Rの上下速度をそれぞれＸwld、Ｘwrdとし、左輪のばね下１０６L及び右輪のばね下１０６Rの上下速度をそれぞれＸbld、Ｘbrdとし、ショックアブソーバについてのサスペンションのアーム比をＫadとすると、ショックアブソーバの減衰力により左輪及び右輪に付与される上下力Ｆdl、Ｆdrはそれぞれ下記の式３及び４により表される。
Ｆdl＝ＫadＣsl（Ｘwld−Ｘbld）  …（３）
Ｆdr＝ＫadＣsr（Ｘwrd−Ｘbrd）  …（４）
【００４２】
また左右輪の間に設けられたスタビライザ１１０のスタビライザ定数をＫstとし、スタビライザについてのアーム比をＫatとすると、スタビライザ１１０のばね力により左輪及び右輪に付与される上下力Ｆstは下記の式５により表される。
Ｆst＝ＫatＫst（Ｘwl−Ｘwr）  …（５）
【００４３】
また左輪及び右輪の路面１１２の上下変位をそれぞれＸsl、Ｘsrとし、左輪のタイヤ１１４L及び右輪のタイヤ１１４Rの縦ばね定数をそれぞれＫtl、Ｋtrとすると、タイヤ上下力により左輪及び右輪に付与される上下力Ｆtl、Ｆtrはそれぞれ下記の式６及び７により表される。
Ｆtl＝Ｋtl（Ｘsl−Ｘwl）  …（６）
Ｆtr＝Ｋtr（Ｘsr−Ｘwr）  …（７）
【００４４】
また左輪及び右輪のばね上質量をそれぞれＭbl、Ｍbrとし、左輪及び右輪のばね下質量をそれぞれＭwl、Ｍwrとし、重力加速度をｇとすると、左輪及び右輪の接地荷重Ｆzl、Ｆzrはそれぞれ下記の式８及び９により表される。
Ｆzl＝Ｆtl＋（Ｍbl＋Ｍwl）ｇ  …（８）
Ｆzr＝Ｆtr＋（Ｍbr＋Ｍwr）ｇ  …（９）
【００４５】
また左輪のばね上１０４Lの上下加速度をＸblddとし、車輌の旋回に伴う外力としての上下力をＦtnlとし、ばね下１０６Lの上下加速度をＸwlddとすると、ばね上１０４Lの上下方向の運動方程式として下記の式１０が成立し、ばね下１０６Lの上下方向の運動方程式として下記の式１１が成立する。
ＭblＸbldd＝Ｆsl＋Ｆdl＋Ｆtnl  …（１０）
ＭwlＸwldd＝−Ｆsl−Ｆdl−Ｆst＋Ｆtl  …（１１）
【００４６】
同様に、右輪のばね上１０４Rの上下加速度をＸbrddとし、車輌の旋回に伴う外力としての上下力をＦtnrとし、ばね下１０６Rの上下加速度をＸwrddとすると、ばね上１０４Rの上下方向の運動方程式として下記の式１２が成立し、ばね下１０６Rの上下方向の運動方程式として下記の式１３が成立する。
ＭbrＸbrdd＝Ｆsr＋Ｆdr＋Ｆtnr  …（１２）
ＭwrＸwrdd＝−Ｆsr−Ｆdr−Ｆst＋Ｆtr  …（１３）
【００４７】
上記各式より左輪の接地荷重Ｆzlは下記の式１４又は１５により表され、右輪の接地荷重Ｆzrは下記の式１６又は１７により表される。
Ｆzl＝（Ｍbl＋Ｍwl）ｇ＋ＭwlＸwldd＋Ｆsl＋Ｆdl＋Ｆst  …（１４）
Ｆzl＝（Ｍbl＋Ｍwl）ｇ＋ＭwlＸwldd＋ＭblＸbldd＋Ｆst＋Ｆtnl  …（１５）
Ｆzr＝（Ｍbr＋Ｍwr）ｇ＋ＭwrＸwrdd＋Ｆsr＋Ｆdr−Ｆst  …（１６）
Ｆzr＝（Ｍbr＋Ｍwr）ｇ＋ＭwrＸwrdd＋ＭbrＸbrdd−Ｆst＋Ｆtnr  …（１７）
【００４８】
従って本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項１乃至７又は上記好ましい態様１乃至１５の構成に於いて、左輪の接地荷重Ｆzlは上記式１４又は１５に従って演算され、右輪の接地荷重Ｆzrは上記式１６又は１７に従って演算されるよう構成される（好ましい態様１６）。
【００４９】
また一般に、ばね下質量はばね上質量に比して遥かに小さいので、ばね下の上下方向の慣性力、即ちばね下の上下加速度による上下力により車輪に付与される上下力ＭwlＸwldd、ＭwrＸwrddは省略されてもよい。従って本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項１乃至７又は上記好ましい態様１乃至１５の構成に於いて、左輪の接地荷重Ｆzlは下記の式１８又は１９に従って演算され、右輪の接地荷重Ｆzrは下記の式２０又は２１に従って演算されるよう構成される（好ましい態様１７）。
Ｆzl＝（Ｍbl＋Ｍwl）ｇ＋Ｆsl＋Ｆdl＋Ｆst  …（１８）
Ｆzl＝（Ｍbl＋Ｍwl）ｇ＋ＭblＸbldd＋Ｆst＋Ｆtnl  …（１９）
Ｆzr＝（Ｍbr＋Ｍwr）ｇ＋Ｆsr＋Ｆdr−Ｆst  …（２０）
Ｆzr＝（Ｍbr＋Ｍwr）ｇ＋ＭbrＸbrdd−Ｆst＋Ｆtnr  …（２１）
【発明を実施するための最良の形態】
【００５０】
以下に添付の図を参照しつつ、本発明を幾つかの好ましい実施例について詳細に説明する。
【実施例１】
【００５１】
図１は各車輪に車高制御装置及び減衰力可変式のショックアブソーバが設けられ、前輪側及び後輪側にアクティブスタビライザ装置が設けられた車輌に適用された本発明による車輌の車輪接地荷重推定装置の実施例１を示す概略構成図である。
【００５２】
図１に於いて、１０FL及び１０FRはそれぞれ車輌１２の従動輪である左右の前輪を示し、１０RL及び１０RRはそれぞれ車輌１２の駆動輪である左右の後輪を示している。操舵輪でもある左右の前輪１０FL及び１０FRは運転者によるステアリングホイール１４の転舵に応答して駆動される図には示されていないパワーステアリング装置によりタイロッドを介して操舵される。
【００５３】
左右の前輪１０FL及び１０FRの間にはアクティブスタビライザ装置１６が設けられ、左右の後輪１０RL及び１０RRの間にはアクティブスタビライザ装置１８が設けられている。アクティブスタビライザ装置１６は車輌の横方向に延在する軸線に沿って互いに同軸に整合して延在する一対のトーションバー部分１６TL及び１６TRと、それぞれトーションバー部分１６TL及び１６TRの外端に一体に接続された一対のアーム部１６AL及び１６ARとを有している。トーションバー部分１６TL及び１６TRはそれぞれ図には示されていないブラケットを介して図には示されていない車体に自らの軸線の回りに回転可能に支持されている。アーム部１６AL及び１６ARはそれぞれトーションバー部分１６TL及び１６TRに対し交差するよう車輌前後方向に延在し、アーム部１６AL及び１６ARの外端はそれぞれ図には示されていないゴムブッシュ装置を介して左右前輪１０FL及び１０FRの車輪支持部材又はサスペンションアームに連結されている。
【００５４】
アクティブスタビライザ装置１６はトーションバー部分１６TL及び１６TRの間にアクチュエータ２０Fを有している。アクチュエータ２０Fは必要に応じて一対のトーションバー部分１６TL及び１６TRを互いに逆方向へ回転駆動することにより、左右の前輪１０FL及び１０FRが互いに逆相にてバウンド、リバウンドする際に捩り応力により車輪のバウンド、リバウンドを抑制する力を変化、これにより左右前輪の位置に於いて車輌に付与されるアンチロールモーメントを増減し、前輪側の車輌のロール剛性を可変制御する。
【００５５】
同様に、アクティブスタビライザ装置１８は車輌の横方向に延在する軸線に沿って互いに同軸に整合して延在する一対のトーションバー部分１８TL及び１８TRと、それぞれトーションバー部分１８TL及び１８TRの外端に一体に接続された一対のアーム部１８AL及び１８ARとを有している。トーションバー部分１８TL及び１８TRはそれぞれ図には示されていないブラケットを介して図には示されていない車体に自らの軸線の回りに回転可能に支持されている。アーム部１８AL及び１８ARはそれぞれトーションバー部分１８TL及び１８TRに対し交差するよう車輌前後方向に延在し、アーム部１８AL及び１８ARの外端はそれぞれ図には示されていないゴムブッシュ装置を介して左右後輪１０RL及び１０RRの車輪支持部材又はサスペンションアームに連結されている。
【００５６】
アクティブスタビライザ装置１８はトーションバー部分１８TL及び１８TRの間にアクチュエータ２０Rを有している。アクチュエータ２０Rは必要に応じて一対のトーションバー部分１８TL及び１８TRを互いに逆方向へ回転駆動することにより、左右の後輪１０RL及び１０RRが互いに逆相にてバウンド、リバウンドする際に捩り応力により車輪のバウンド、リバウンドを抑制する力を変化、これにより左右後輪の位置に於いて車輌に付与されるアンチロールモーメントを増減し、後輪側の車輌のロール剛性を可変制御する。
【００５７】
尚アクティブスタビライザ装置１６及び１８自体は本発明の要旨をなすものではないので、車輌のロール剛性を可変制御し得るものである限り当技術分野に於いて公知の任意の構成のものであってよいが、例えば本願出願人の出願にかかる特願２００３−３２４２１２（整理番号ＡＴ−５５５２）明細書及び図面に記載のアクティブスタビライザ装置、即ち一方のトーションバー部分の内端に固定され駆動歯車が取り付けられた回転軸を有する電動機と、他方のトーションバー部分の内端に固定され駆動歯車に噛合する従動歯車とを有し、駆動歯車及び従動歯車は駆動歯車の回転を従動歯車へ伝達するが、従動歯車の回転を駆動歯車へ伝達しない歯車であるアクティブスタビライザ装置であることが好ましい。
【００５８】
また図示の実施例１に於いては、左右の前輪１０FL、１０FR及び左右の後輪１０RL、１０RRにはそれぞれ当技術分野に於いて周知の任意の構成の減衰力可変式のショックアブソーバ２２FL、２２FR、２２RL、２２RRが設けられている。ショックアブソーバ２２FL〜２２RRの減衰係数は図１には示されていないアクチュエータにより最低段Ｓminより最高段Ｓmaxまでｎ（正の整数）段に亘り変化されるようになっている。
【００５９】
更に図示の実施例１に於いては、ショックアブソーバ２２FL、２２FR、２２RL、２２RRと図１には示されていない車体との間にはサスペンションスプリングとしてのエアスプリング装置２４FL、２４FR、２４RL、２４RRが設けられている。エアスプリング装置２４FL〜２４RRは図１には示されていない空気圧回路により必要に応じてエアチャンバに対し圧縮空気が給排されることにより対応する車輪位置の車高Ｈi（ｉ＝fl、fr、rl、rr）を最低目標車高Ｈtminiより最高目標車高Ｈtmaxi（ｉ＝fl、fr、rl、rr）までｍ（正の整数）段階に亘り増減変化させるようになっている。
【００６０】
図１及び図２に示されている如く、アクティブスタビライザ装置１６及び１８のアクチュエータ２０F及び２０Rは電子制御装置５０のアクティブスタビライザ装置制御用電子制御装置５２により制御され、電子制御装置５２はアクティブスタビライザ装置１６及び１８のアクチュエータ２０F及び２０Rの目標回転角度φFt、φRtを演算し、アクチュエータ２０F及び２０Rの回転角度φF、φRがそれぞれ対応する目標回転角度φFt、φRtになるよう制御する。
【００６１】
またショックアブソーバ２２FL〜２２RRのアクチュエータは電子制御装置５０の減衰力制御用電子制御装置５４により制御され、電子制御装置５４はショックアブソーバ２２FL〜２２RRの減衰係数の目標制御段Ｓti（ｉ＝fl、fr、rl、rr）を演算し、各ショックアブソーバ２２FL〜２２RRの減衰係数の制御段Ｓiがそれぞれ対応する目標制御段Ｓtiになるよう制御する。
【００６２】
またエアスプリング装置２４FL〜２４RRの空気圧回路は電子制御装置５０の車高制御用電子制御装置５６により制御され、電子制御装置５６は各車輪位置の目標車高Ｈti（ｉ＝fl、fr、rl、rr）を演算し、各車輪位置の車高Ｈiがそれぞれ対応する目標車高Ｈtiになるよう制御する。
【００６３】
尚図１及び図２には詳細に示されていないが、電子制御装置５２、５４、５６及び後述の電子制御装置６６はそれぞれＣＰＵとＲＯＭとＲＡＭと入出力ポート装置とを有し、これらが双方向性のコモンバスにより互いに接続されたマイクロコンピュータ及び駆動回路よりなっていてよい。また電子制御装置５２によるアクティブスタビライザ装置１６及び１８の制御、電子制御装置５４によるショックアブソーバ２２FL〜２２RRの減衰力の制御、電子制御装置５６による車高制御は当技術分野に於いて種々知られており、また本発明の要旨をなすものではないので、それらについての説明を省略する。
【００６４】
図２に示されている如く、車高制御用電子制御装置５６には各車輪に対応して設けられた車高センサ５８FL〜５８RRにより検出された各車輪位置の車高Ｈiを示す信号が入力され、車高Ｈiはばね上とばね下との相対変位として検出される。電子制御装置５６は各車輪位置の目標車高Ｈtiに基づきエアスプリング装置２４FL〜２４RRのばね定数Ｋsi（ｉ＝fl、fr、rl、rr）を演算する。
【００６５】
また電子制御装置５６は左右前輪の車高Ｈfl、Ｈfrに基づき上記式１及び２に対応する下記の式２２、２３に従って左右前輪のエアスプリング装置２４FL、２４FRのばね力により左前輪及び右前輪に付与される上下力Ｆsfl、Ｆsfrを演算し、左右後輪の車高Ｈrl、Ｈrrに基づき上記式１及び２に対応する下記の式２４、２５に従って左右後輪のエアスプリング装置２４RL、２４RRのばね力により左後輪及び右後輪に付与される上下力Ｆsrl、Ｆsrrを演算する。
Ｆsfl＝ＫasfＫsflＨfl  …（２２）
Ｆsfr＝ＫasfＫsfrＨfr  …（２３）
Ｆsrl＝ＫasrＫsrlＨrl  …（２４）
Ｆsrr＝ＫasrＫsrrＨrr  …（２５）
【００６６】
減衰力制御用電子制御装置５４には車高センサ５８FL〜５８RRより各車輪位置の車高Ｈiを示す信号、ショックアブソーバ２２FL〜２２RRのアクチュエータに設けられたポジションセンサ６０FL〜６０RRよりショックアブソーバ２２FL〜２２RRの減衰係数の制御段Ｓi（ｉ＝fl、fr、rl、rr）を示す信号、各車輪に対応して設けられた上下加速度センサ６２FL〜６２RRにより検出されたばね下としての車輪の上下加速度Ｘwddi（ｉ＝fl、fr、rl、rr）を示す信号が入力される。
【００６７】
減衰力制御用電子制御装置５４はショックアブソーバ２２FL〜２２RRの制御段Ｓiに基づき各ショックアブソーバの減衰係数Ｃsi（ｉ＝fl、fr、rl、rr）を演算すると共に、車高Ｈiの時間微分値を各車輪のストローク速度Ｈvi（ｉ＝fl、fr、rl、rr）として演算する。
【００６８】
そして減衰力制御用電子制御装置５４は左右前輪のストローク速度Ｈvfl、Ｈvfrに基づき上記式３及び４に対応する下記の式２６、２７に従って左右前輪のショックアブソーバ２２FL、２２FRの減衰力により左前輪及び右前輪に付与される上下力Ｆdfl、Ｆdfrを演算し、左右後輪のストローク速度Ｈvrl、Ｈvrrに基づき上記式３及び４に対応する下記の式２８、２９に従って左右後輪のショックアブソーバ２２RL、２２RRの減衰力により左後輪及び右後輪に付与される上下力Ｆdrl、Ｆdrrを演算する。
Ｆdfl＝ＫadfＣsflＨvfl  …（２６）
Ｆdfr＝ＫadfＣsfrＨvfr  …（２７）
Ｆdrl＝ＫadrＣsrlＨvrl  …（２８）
Ｆdrr＝ＫadrＣsrrＨvrr  …（２９）
【００６９】
また減衰力制御用電子制御装置５４は各車輪の質量Ｍwi（ｉ＝fl、fr、rl、rr）及び各車輪の上下加速度Ｘwddiに基づき、これらの積として下記の式３０に従って各車輪の上下方向の慣性力Ｆwmi（ｉ＝fl、fr、rl、rr）を演算する。尚各車輪の慣性力Ｆwmiは車高制御用電子制御装置５６又はアクティブスタビライザ装置制御用電子制御装置５２により演算されてもよい。
Ｆwmi＝ＭwiＸwddi  …（３０）
【００７０】
アクティブスタビライザ装置制御用電子制御装置５２にはアクティブスタビライザ装置１６及び１８のアクチュエータ２０F及び２０Rに設けられた回転角度センサ６４F、６４Rよりアクチュエータ２０F及び２０Rの回転角度φF、φRを示す信号が入力される。電子制御装置５２は回転角度φF、φRに基づきアクティブスタビライザ装置１６及び１８のスタビライザ定数Ｋstf及びＫstrを演算すると共に、各車輪位置の車高Ｈiに基づき上記式５に対応する下記の式３１、３２に従ってアクティブスタビライザ装置１６及び１８のばね力により左右前輪及び左右後輪に付与される上下力Ｆstf及びＦstrを演算する。
Ｆstf＝ＫatfＫstf（Ｈfl−Ｈfr）  …（３１）
Ｆstr＝ＫatrＫstr（Ｈrl−Ｈrr）  …（３２）
【００７１】
更に図１に示された電子制御装置５０は車輌運動制御用電子制御装置６６を含み、電子制御装置６６には車高制御用電子制御装置５６よりエアスプリング装置２４FL〜２４RRのばね力により各車輪に付与される上下力Ｆsiを示す信号が入力され、減衰力制御用電子制御装置５４よりショックアブソーバ２２FL〜２２RRの減衰力により各車輪に付与される上下力Ｆdiを示す信号及び各車輪の慣性力Ｆwmiを示す信号が入力され、アクティブスタビライザ装置制御用電子制御装置５２よりアクティブスタビライザ装置１６及び１８のばね力により左右前輪及び左右後輪に付与される上下力Ｆstf及びＦstrを示す信号が入力される。
【００７２】
またアクティブスタビライザ装置制御用電子制御装置５２はアクチュエータ２０F及び２０Rの回転角度φF、φRに基づき前輪のロール剛性Ｋrfを演算し、前輪のロール剛性Ｋrfを示す信号もアクティブスタビライザ装置制御用電子制御装置５２より車輌運動制御用電子制御装置６６へ入力される。
【００７３】
車輌運動制御用電子制御装置６６は各車輪に作用する上下力に基づく第一の接地荷重Ｆzi1（ｉ＝fl、fr、rl、rr）を演算する第一の接地荷重演算ブロック６８と、荷重移動に基づく第二の接地荷重Ｆzi2（ｉ＝fl、fr、rl、rr）を演算する第二の接地荷重演算ブロック７０とを有している。
【００７４】
第一の接地荷重演算ブロック６８は上下力Ｆsi、Ｆdi、Ｆstf、Ｆstr及び慣性力Ｆwmiに基づき上記式１４及び１６に対応する下記の式３３及び３４に従って左右前輪の第一の接地荷重Ｆzfl1、Ｆzfr1を演算し、また上記式１５及び１７に対応する下記の式３５及び３６に従って左右後輪の第一の接地荷重Ｆzrl1、Ｆzrr1を演算する。
Ｆzfl1＝（Ｍbfl＋Ｍwfl）ｇ＋Ｆwfl＋Ｆsfl＋Ｆdfl＋Ｆstf  …（３３）
Ｆzfr1＝（Ｍbfr＋Ｍwfr）ｇ＋Ｆwfr＋Ｆsfr＋Ｆdfr−Ｆstf  …（３４）
Ｆzrl1＝（Ｍbrl＋Ｍwrl）ｇ＋Ｆwrl＋Ｆsrl＋Ｆdrl＋Ｆstr  …（３５）
Ｆzrr1＝（Ｍbrr＋Ｍwrr）ｇ＋Ｆwrr＋Ｆsrr＋Ｆdrr−Ｆstr  …（３６）
【００７５】
車輌運動制御用電子制御装置６６の第二の接地荷重演算ブロック７０には前後加速度センサ７２及び横加速度センサ７４よりそれぞれ車輌の前後加速度Ｇx及び横加速度Ｇyを示す信号が入力される。第二の接地荷重演算ブロック７０は車輌の質量をＭとし、車輌の重心高さをＨgとし、車輌の前輪及び後輪のトレッドをそれぞれＴf及びＴrとし、車輌の重心と前輪車軸及び後輪車軸までの水平距離をそれぞれＬf及びＬrとして、車輌の前後加速度Ｇx及び横加速度Ｇyに基づき下記の式３８〜４１に従って各車輪の第二の接地荷重Ｆzi2（ｉ＝fl、fr、rl、rr）を演算する。
Ｆzfl2＝ＭＬr／（Ｌf＋Ｌr）
＋Ｍ｛−２ＧxＨg／（Ｌf＋Ｌr）−ＧyＨgＫrf／Ｔf｝  …（３８）
Ｆzfr2＝ＭＬr／（Ｌf＋Ｌr）
＋Ｍ｛−２ＧxＨg／（Ｌf＋Ｌr）＋ＧyＨgＫrf／Ｔf｝  …（３９）
Ｆzrl2＝ＭＬf／（Ｌf＋Ｌr）
＋Ｍ｛２ＧxＨg／（Ｌf＋Ｌr）−ＧyＨg（１−Ｋrf）／Ｔr｝  …（４０）
Ｆzrr2＝ＭＬf／（Ｌf＋Ｌr）
＋Ｍ｛２ＧxＨg／（Ｌf＋Ｌr）＋ＧyＨg（１−Ｋrf）／Ｔr｝  …（４１）
【００７６】
更に車輌運動制御用電子制御装置６６はハイパスフィルタ処理ブロック７６、ローパスフィルタ処理ブロック７８、接地荷重演算ブロック８０を有している。ハイパスフィルタ処理ブロック７６は第一の接地荷重Ｆzi1をハイパスフィルタ処理することによりハイパスフィルタ処理後の第一の接地荷重Ｆzi1f（ｉ＝fl、fr、rl、rr）を演算し、ローパスフィルタ処理ブロック７８は第二の接地荷重Ｆzi2をローパスフィルタ処理することによりローパスフィルタ処理後の第二の接地荷重Ｆzi2f（ｉ＝fl、fr、rl、rr）を演算する。そして接地荷重演算ブロック８０はハイパスフィルタ処理後の第一の接地荷重Ｆzi1f及びローパスフィルタ処理後の第二の接地荷重Ｆzi2fの和として各車輪の接地荷重Ｆzi（ｉ＝fl、fr、rl、rr）を演算する。
【００７７】
尚車輌運動制御用電子制御装置６６は当技術分野に於いて公知の車輪の制駆動力の制御若しくは操舵輪の舵角の制御による車輌の運動制御を行い、各車輪の接地荷重Ｆzfl〜Ｆzrrは車輌の運動制御に使用されるが、各車輪の接地荷重は車輌の任意の制御に使用されてよい。
【００７８】
次に図３に示されたフローチャートを参照して実施例１に於ける各車輪の接地荷重の演算ルーチンについて説明する。尚図３に示されたフローチャートによる演算制御は図には示されていないイグニッションスイッチの閉成により開始され、所定の時間毎に繰返し実行される。
【００７９】
まずステップ１０に於いては、エアスプリング装置２４FL〜２４RRのばね力により各車輪に付与される上下力Ｆsiを示す信号等の読み込みが行われ、ステップ２０に於いては上記式３３乃至３６に従って各車輪に付与される上下力に基づく各車輪の第一の接地荷重Ｆzi1が演算され、ステップ３０に於いては上記式３８乃至４１に従って車輌の荷重移動に基づく各車輪の第二の接地荷重Ｆzi2が演算される。
【００８０】
ステップ４０に於いては各車輪の第一の接地荷重Ｆzi1が正常値であるか否かの判別、即ち第一の接地荷重Ｆzi1の演算に必要な情報を検出する車高センサ５８FL〜５８RRの如き各センサが正常であり、各センサと電子制御装置５６、５４、５２との間の通信が正常であり、車高制御用電子制御装置５６に於ける上下力Ｆsiの演算、減衰力制御用電子制御装置５４に於ける上下力Ｆdi及び上下方向の慣性力Ｆwmiの演算、アクティブスタビライザ装置制御用電子制御装置５２に於ける上下力Ｆstf及びＦstrの演算が正常であり、車高制御用電子制御装置５６、減衰力制御用電子制御装置５４、アクティブスタビライザ装置制御用電子制御装置５２と車輌運動制御用電子制御装置６６との間の通信が正常であり、車輌運動制御用電子制御装置６６に於ける第一の接地荷重Ｆzi1の演算が正常であるか否かの判別が行われ、否定判別が行われたときにはステップ１００へ進み、肯定判別が行われたときにはステップ５０へ進む。
【００８１】
ステップ５０に於いては各車輪の第二の接地荷重Ｆzi2が正常値であるか否かの判別、即ち第二の接地荷重Ｆzi2の演算に必要な情報を検出する前後加速度センサ７２及び横加速度センサ７４が正常であり、これらのセンサと車輌運動制御用電子制御装置５６との間の通信が正常であり、車輌運動制御用電子制御装置６６に於ける第二の接地荷重Ｆzi2の演算が正常であるか否かの判別が行われ、肯定判別が行われたときにはステップ７０へ進み、否定判別が行われたときにはステップ６０に於いて各車輪の接地荷重Ｆziが第一の接地荷重Ｆzi1に設定される。
【００８２】
ステップ７０に於いては第一の接地荷重Ｆzi1がfcハイパスフィルタ処理されることによりハイパスフィルタ処理後の第一の接地荷重Ｆzi1fが演算され、ステップ８０に於いては第二の接地荷重Ｆzi2がローパスフィルタ処理されることによりローパスフィルタ処理後の第二の接地荷重Ｆzi2fが演算され、ステップ９０に於いてはハイパスフィルタ処理後の第一の接地荷重Ｆzi1f及びローパスフィルタ処理後の第二の接地荷重Ｆzi2fの和として各車輪の接地荷重Ｆziが演算される。尚ステップ７０に於けるハイパスフィルタ処理のカットオフ周波数fch及びステップ８０に於けるローパスフィルタ処理のカットオフ周波数fclは同一の周波数である。
【００８３】
ステップ１００に於いてはステップ５０の場合と同様の要領にて各車輪の第二の接地荷重Ｆzi2が正常値であるか否かの判別が行われ、肯定判別が行われたときにはステップ１１０に於いて各車輪の接地荷重Ｆziが第二の接地荷重Ｆzi2に設定され、否定判別が行われたときにはステップ１２０に於いて各車輪の接地荷重Ｆziの適正な演算が不可である旨の判定が行われる。
【００８４】
かくして図示の実施例１によれば、車高制御用電子制御装置５６により各車輪の目標車高Ｈti及び車高Ｈiに基づきエアスプリング装置２４FL〜２４RRのばね力により各車輪に付与される上下力Ｆsfl〜Ｆsrrが演算され、減衰力制御用電子制御装置５４により各ショックアブソーバ２２FL〜２２RRの減衰係数Ｃsi及び各車輪のストローク速度Ｈviに基づき各ショックアブソーバの減衰力により各車輪に付与される上下力Ｆdfl〜Ｆdrrが演算されると共に、各車輪の質量Ｍwi及び各車輪の上下加速度Ｘwddiに基づき各車輪の上下方向の慣性力Ｆwmiが演算され、アクティブスタビライザ装置制御用電子制御装置５２によりアクティブスタビライザ装置１６及び１８のアクチュエータ２０F及び２０Rの回転角度φF、φR及び各車輪位置の車高Ｈiに基づきアクティブスタビライザ装置１６及び１８のばね力により左右前輪及び左右後輪に付与される上下力Ｆstf及びＦstrが演算され、ステップ２０に於いて上下力Ｆsi、Ｆdi、Ｆstf、Ｆstr及び慣性力Ｆwmiの和として各車輪の第一の接地荷重Ｆzi1が演算される。
【００８５】
またステップ３０に於いて車輌の前後加速度Ｇx及び横加速度Ｇyに基づき車輌の荷重移動に基づく各車輪の第二の接地荷重Ｆzi2が演算され、第一の接地荷重Ｆzi1及び第二の接地荷重Ｆzi2が正常値であるときにはステップ４０及び５０に於いて肯定判別が行われ、ステップ７０に於いて第一の接地荷重Ｆzi1がハイパスフィルタ処理され、ステップ８０に於いて第二の接地荷重Ｆzi2がローパスフィルタ処理され、ステップ９０に於いてハイパスフィルタ処理後の第一の接地荷重Ｆzi1f及びローパスフィルタ処理後の第二の接地荷重Ｆzi2fの和として各車輪の接地荷重Ｆziが演算される。
【００８６】
また第一の接地荷重Ｆzi1は正常値であるが、第二の接地荷重Ｆzi2は正常値でないときには、ステップ４０に於いて肯定判別が行われるがステップ５０に於いて否定判別が行われ、これによりステップ６０に於いて各車輪の接地荷重Ｆziが第一の接地荷重Ｆzi1に設定される。
【００８７】
更に第一の接地荷重Ｆzi1は正常値ではないが、第二の接地荷重Ｆzi2は正常値であるときには、ステップ４０に於いて否定判別が行われるがステップ１００に於いて肯定判別が行われ、これによりステップ１１０に於いて各車輪の接地荷重Ｆziが第二の接地荷重Ｆzi2に設定される。
【００８８】
前述の如く、第一の接地荷重Ｆzi1は少なくともサスペンションスプリングのばね力、ショックアブソーバの減衰力、スタビライザ発生力、車輪の上下方向の慣性力に基づいてが推定されるので、車輪に路面外乱が作用し各車輪の接地荷重が高周波にて変動する状況に於いて第二の接地荷重Ｆzi2に比して第一の接地荷重Ｆzi1を正確に推定することができ、逆に第二の接地荷重Ｆzi2は車輌の前後加速度Ｇx及び横加速度Ｇyに基づいて推定され、ノイズの影響を受け難いので、車輌が平坦路を走行する場合の如く各車輪の接地荷重の変動の周波数が低い領域に於いて第二の接地荷重Ｆzi2を比較的正確に推定することができる。
【００８９】
従って実施例１によれば、ハイパスフィルタ処理後の第一の接地荷重Ｆzi1f及びローパスフィルタ処理後の第二の接地荷重Ｆzi2fの和として各車輪の接地荷重Ｆziが演算されるので、車輪に路面外乱が作用し各車輪の接地荷重が高周波にて変動する状況及び車輌が平坦路を走行する場合の如く各車輪の接地荷重の変動の周波数が低い状況の何れの状況に於いても、各車輪の接地荷重Ｆziを正確に推定することができる。
【００９０】
特に図示の実施例１によれば、ステップ７０に於けるハイパスフィルタ処理のカットオフ周波数fch及びステップ８０に於けるローパスフィルタ処理のカットオフ周波数fclは同一の周波数であるは同一の周波数であるので、ハイパスフィルタ処理のカットオフ周波数fch及びローパスフィルタ処理のカットオフ周波数fclが互いに異なる値である場合に比して、容易に且つ正確に各車輪の接地荷重Ｆziを正確に推定することができる。
【００９１】
尚図示の実施例１に於いては、ハイパスフィルタ処理のカットオフ周波数fch及びローパスフィルタ処理のカットオフ周波数fclは同一の周波数であるが、カットオフ周波数fch及びfclは互いに異なる値であってもよい。
【００９２】
例えばハイパスフィルタ処理のカットオフ周波数fchがローパスフィルタ処理のカットオフ周波数fclよりも高い値に設定され、周波数fcl〜fchの帯域について第一の接地荷重Ｆzi1及び第二の接地荷重Ｆzi2がバンドパスフィルタ処理され、ハイパスフィルタ処理後の第一の接地荷重Ｆzi1fとローパスフィルタ処理後の第二の接地荷重Ｆzi2fとバンドパスフィルタ処理後の第一の接地荷重Ｆzi1bf及び第二の接地荷重Ｆzi2bfとの和として各車輪の接地荷重Ｆziが演算されてもよい。
【００９３】
逆にハイパスフィルタ処理のカットオフ周波数fchがローパスフィルタ処理のカットオフ周波数fclよりも低い値に設定され、周波数fch〜fclの帯域について第一の接地荷重Ｆzi1及び第二の接地荷重Ｆzi2がバンドパスフィルタ処理され、ハイパスフィルタ処理後の第一の接地荷重Ｆzi1fとローパスフィルタ処理後の第二の接地荷重Ｆzi2fとの和よりバンドパスフィルタ処理後の第一の接地荷重Ｆzi1bf及び第二の接地荷重Ｆzi2bfが減算された値として各車輪の接地荷重Ｆziが演算されてもよい。
【実施例２】
【００９４】
図４は各車輪に車高制御装置及び減衰力可変式のショックアブソーバが設けられ、前輪側及び後輪側にアクティブスタビライザ装置が設けられた車輌に適用された本発明による車輌の車輪接地荷重推定装置の実施例２の電子制御装置を示すブロック図である。尚図４に於いて図２に示された部材と同一の部材には図２に於いて付された符号と同一の符号が付されている。
【００９５】
図４に示されている如く、この実施例２に於いては、車輌運動制御用電子制御装置６６は重みＫ演算及び変化制限ブロック８２を有し、重みＫ演算及び変化制限ブロック８２は第一の接地荷重Ｆzi1及び第二の接地荷重Ｆzi2のうち信頼性が高い方の重みが大きくなるよう、第一の接地荷重Ｆzi1及び第二の接地荷重Ｆzi2の信頼性に応じて第二の接地荷重Ｆzi2に対する重みＫを演算し、重みＫの急激な変化が生じないよう重みＫ変化を制限する。
【００９６】
またこの実施例２の接地荷重演算ブロック８０は重みＫ演算及び変化制限ブロック８２により演算された重みＫを使用して、下記の式４２に従って第一の接地荷重Ｆzi1及び第二の接地荷重Ｆzi2の重み和として各車輪の接地荷重Ｆziを演算する。
Ｆzi＝Ｆzi1（１−Ｋ）＋Ｆzi2Ｋ  …（４２）
【００９７】
図５は実施例２に於ける各車輪の接地荷重の演算ルーチンをフローチャートである。尚図５に於いて図３に示されたステップと同一のステップには図３に於いて付されたステップ番号と同一のステップ番号が付されている。
【００９８】
この実施例２に於いては、ステップ１０〜５０、１００、１２０は上述の実施例１の場合と同様に実行されるが、ステップ５０に於いて否定判別が行われたときには、即ち各車輪の第二の接地荷重Ｆzi2が正常値ではないと判別されたときには、ステップ６５に於いて第二の接地荷重Ｆzi2に対する重みＫが０に設定された後ステップ１４０へ進み、肯定判別が行われたときにはステップ１３０へ進む。
【００９９】
またステップ１００に於いて否定判別が行われたときには、ステップ１２０へ進むが、肯定判別が行われたときには、即ち各車輪の第二の接地荷重Ｆzi2が正常値であると判別されたときには、ステップ１１５に於いて第二の接地荷重Ｆzi2に対する重みＫが１に設定された後ステップ１４０へ進む。
【０１００】
ステップ１３０に於いては第一の接地荷重Ｆzi1と第二の接地荷重Ｆzi2との偏差ΔＦzi（ｉ＝fl、fr、rl、rr）の絶対値の平均値ΔＦzaが演算されると共に、偏差ΔＦziの絶対値の平均値ΔＦzaに基づき図６に示されたグラフに対応するマップより第二の接地荷重Ｆzi2に対する重みＫが演算される。
【０１０１】
ステップ１４０に於いては重みＫに対するフィルタ処理又はガード値による変化量の制限処理により重みＫの変化の制限処理が行われ、ステップ１５０に於いては上記式４２に従って第一の接地荷重Ｆzi1及び第二の接地荷重Ｆzi2の重み和として各車輪の接地荷重Ｆziが演算される。
【０１０２】
かくして図示の実施例２によれば、第一の接地荷重Ｆzi1及び第二の接地荷重Ｆzi2が正常値であるときにはステップ４０及び５０に於いて肯定判別が行われ、ステップ１３０に於いて第一の接地荷重Ｆzi1と第二の接地荷重Ｆzi2との偏差ΔＦziの絶対値の平均値ΔＦzaが演算されると共に、平均値ΔＦzaの大きさが大きいほど小さくなるよう平均値ΔＦzaに基づき第二の接地荷重Ｆzi2に対する重みＫが演算される。
【０１０３】
また第一の接地荷重Ｆzi1は正常値であるが、第二の接地荷重Ｆzi2は正常値でないときには、ステップ４０に於いて肯定判別が行われるがステップ５０に於いて否定判別が行われ、これによりステップ６５に於いて重みＫが０に設定される。更に第一の接地荷重Ｆzi1は正常値ではないが、第二の接地荷重Ｆzi2は正常値であるときには、ステップ４０に於いて否定判別が行われるがステップ１００に於いて肯定判別が行われ、これによりステップ１１５に於いて重みＫが１に設定される。そしてステップ１５０に於いては上記式４２に従って第一の接地荷重Ｆzi1及び第二の接地荷重Ｆzi2の重み和として各車輪の接地荷重Ｆziが演算される。
【０１０４】
一般に、第一の接地荷重Ｆzi1と第二の接地荷重Ｆzi2との偏差ΔＦziの絶対値は車輪に路面外乱が作用し各車輪の接地荷重の変動が大きいほど大きくなるので、平均値ΔＦzaは路面外乱が作用することによる各車輪の接地荷重の変動の程度を表わす。また前述の如く、第一の接地荷重Ｆzi1は少なくともサスペンションスプリングのばね力、ショックアブソーバの減衰力、スタビライザ発生力、車輪の上下方向の慣性力に基づいてが推定されるので、車輪に路面外乱が作用し各車輪の接地荷重が高周波にて変動する状況に於いて第一の接地荷重Ｆzi1は第二の接地荷重Ｆzi2に比して正確に実際の接地荷重を反映し、逆に第二の接地荷重Ｆzi2は車輌の前後加速度Ｇx及び横加速度Ｇyに基づいて推定され、ノイズの影響を受け難いので、車輌が平坦路を走行する場合の如く各車輪の接地荷重の変動の周波数が低い領域に於いて第一の接地荷重Ｆzi1に比して正確に実際の接地荷重を反映する。
【０１０５】
従って実施例２によれば、車輪に路面外乱が作用し各車輪の接地荷重が変動する状況に於いては第一の接地荷重Ｆzi1の重みを大きくして各車輪の接地荷重Ｆziが演算され、車輌が平坦路を走行する場合の如く各車輪の接地荷重の変動の周波数が低い状況に於いては第二の接地荷重Ｆzi2の重みを大きくして各車輪の接地荷重Ｆziが演算されるので、車輪に路面外乱が作用し各車輪の接地荷重が高周波にて変動する状況及び車輌が平坦路を走行する場合の如く各車輪の接地荷重の変動の周波数が低い状況の何れの状況に於いても、各車輪の接地荷重Ｆziを正確に推定することができる。
【０１０６】
特に図示の実施例２によれば、重みＫは第一の接地荷重Ｆzi1と第二の接地荷重Ｆzi2との偏差ΔＦziの絶対値の平均値ΔＦzaに基づいて各車輪に共通の値として演算されるので、重みＫが各車輪毎に演算される場合に比して、車輪の接地荷重Ｆziを容易に推定することができる。
【０１０７】
また図示の実施例２によれば、ステップ１４０に於いて重みＫに対するフィルタ処理又はガード値による変化量の制限処理により重みＫの変化の制限処理が行われるので、重みＫの急激な変化及びこれに起因する車輪の接地荷重Ｆziの急激な変化を防止し、これにより車輪の接地荷重Ｆziを使用して行われる車輌運動制御の制御量の急激な変化を確実に防止することができる。
【０１０８】
尚図示の実施例２に於いては、重みＫは第一の接地荷重Ｆzi1と第二の接地荷重Ｆzi2との偏差ΔＦziの絶対値の平均値ΔＦzaに基づいて各車輪に共通の値として演算されるようになっているが、図７に示されている如く偏差ΔＦziの絶対値の最大値ΔＦzmaxに基づいて各車輪に共通の値として演算されてもよい。
【０１０９】
また図８に示されている如く、第一の接地荷重Ｆzi1と第二の接地荷重Ｆzi2との偏差ΔＦziの絶対値に基づいて重みＫi（ｉ＝fl、fr、rl、rr）が各車輪毎に演算され、各車輪の接地荷重Ｆziが各車輪毎に下記の式４３に従って第一の接地荷重Ｆzi1及び第二の接地荷重Ｆzi2の重み和として演算されてもよい。
Ｆzi＝Ｆzi1（１−Ｋi）＋Ｆzi2Ｋi  …（４３）
【０１１０】
また図９に示されている如く、例えば上下力Ｆsi、Ｆdi、Ｆstf、Ｆstr及び慣性力Ｆwmiの何れかの変化率若しくはその変化量、車高Ｈi、ストローク速度Ｈvi、各車輪の上下加速度Ｘwddi等の変化率若しくはその変化量、又は当技術分野に於いて公知の他のパラメータに基づいて路面の悪路の度合が判定され、路面の悪路の度合が高いほど小さくなるよう、重みＫは路面の悪路の度合に基づいて各車輪に共通の値として演算されてもよい。
【０１１１】
また図示の実施例２に於いては、ステップ４０及び５０に於いて肯定判別が行われると、ステップ１３０に於いて第一の接地荷重Ｆzi1と第二の接地荷重Ｆzi2との偏差ΔＦziの絶対値の平均値ΔＦzaに基づき第二の接地荷重Ｆzi2に対する重みＫが演算されるようになっているが、ステップ４０及び５０に於いて肯定判別が行われた場合の重みＫは一定の値であってもよい。
【０１１２】
更に図示の実施例２に於いては、ステップ６５、１１５、又は１３０が完了すると、ステップ１４０に於いて重みＫの変化の制限処理が行われるようになっているが、ステップ１４０は省略されてもよく、またステップ６５又は１３０が完了すると、ステップ１５０へ進むよう修正されてもよい。
【０１１３】
尚図示の実施例１及び２によれば、各車輪に車高制御装置及び減衰力可変式のショックアブソーバが設けられ、前輪側及び後輪側にアクティブスタビライザ装置が設けられた車輌に於いても、各車輪に対応して設けられた荷重センサを要することなく車高制御装置等の制御に使用される車高センサ等の検出値に基づいて各車輪の第一の接地荷重Ｆzi1を正確に推定することができる。
【０１１４】
以上に於いては本発明を特定の実施例について詳細に説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施例が可能であることは当業者にとって明らかであろう。
【０１１５】
例えば上述の各実施例に於いては、車輌は車高調整装置、減衰力可変式のショックアブソーバ、アクティブスタビライザ装置を備えているが、本発明の車輪接地荷重推定装置は車高調整装置、減衰力可変式のショックアブソーバ、アクティブスタビライザ装置の少なくとも何れかを備えていない車輌に適用されてもよい。
【０１１６】
また上述の各実施例に於いては、車高調整装置はエアスプリング式の車高調整装置であるが、車高調整装置はハイドロニューマチックサスペンションの如く当技術分野に於いて公知の任意の車高調整装置であってよく、またアクティブスタビライザ装置は前輪及び後輪に設けられているが、本発明の車輪接地荷重推定装置はアクティブスタビライザ装置が前輪又は後輪にのみ設けられた車輌に適用されてもよい。
【０１１７】
また上述の各実施例に於いては、サスペンションスプリングのばね力により各車輪に付与される上下力Ｆsi、ショックアブソーバ２２FL〜２２RRの減衰力により各車輪に付与される上下力Ｆdi、スタビライザ装置のばね力により左右前輪及び左右後輪に付与される上下力Ｆstf、Ｆstrの演算に際し、それぞれアーム比Ｋasf、Ｋasr、Ｋadf、Ｋadr、Ｋatf、Ｋatrが考慮されるようになっているが、アーム比は省略されてもよい。
【０１１８】
また上述の各実施例に於いては、エアスプリング装置２４FL〜２４RRのばね力により各車輪に付与される上下力Ｆsfl〜Ｆsrr、各ショックアブソーバの減衰力により各車輪に付与される上下力Ｆdfl〜Ｆdrr、各車輪の上下方向の慣性力Ｆwmi、アクティブスタビライザ装置１６及び１８のばね力により左右前輪及び左右後輪に付与される上下力Ｆstf及びＦstrはそれぞれ上記式２２〜３２に従って演算されるようになっているが、エアスプリング装置２４FL〜２４RRのばね力、各ショックアブソーバの減衰力、アクティブスタビライザ装置１６及び１８のばね力がマップ(ばね特性線図、減衰力特性線図、スタビライザ力特性線図)より演算され、エアスプリング装置２４FL〜２４RRのばね力により各車輪に付与される上下力Ｆsfl〜Ｆsrr、各ショックアブソーバの減衰力により各車輪に付与される上下力Ｆdfl〜Ｆdrr、アクティブスタビライザ装置１６及び１８のばね力により左右前輪及び左右後輪に付与される上下力Ｆstf及びＦstrがそれぞれエアスプリング装置２４FL〜２４RRのばね力、各ショックアブソーバの減衰力、アクティブスタビライザ装置１６及び１８のばね力と対応するアーム比との積として演算されてもよい。
【０１１９】
またエアスプリング装置２４FL〜２４RRのばね力により各車輪に付与される上下力Ｆsfl〜Ｆsrr、各ショックアブソーバの減衰力により各車輪に付与される上下力Ｆdfl〜Ｆdrr、アクティブスタビライザ装置１６及び１８のばね力により左右前輪及び左右後輪に付与される上下力Ｆstf及びＦstrがそれぞれアーム比が考慮されたマップより演算されてもい。
【０１２０】
また上述の各実施例に於いては、各車輪の第一の接地荷重Ｆzi1は式１４及び１６に対応する式３３乃至３６又は式１８及び２０に対応する式３７乃至４０に従って演算されるようになっているが、例えば車輌の前後加速度Ｇx及び横加速度Ｇyに基づき車輌の旋回に起因する外力Ｆtni（ｉ＝fl、fr、rl、rr）が演算され、式１５、１７又は式１９、２１に対応する式に従って第一の接地荷重Ｆzi1が演算されるよう修正されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１２１】
【図１】各車輪に車高制御装置及び減衰力可変式のショックアブソーバが設けられ、前輪側及び後輪側にアクティブスタビライザ装置が設けられた車輌に適用された本発明による車輌の車輪接地荷重推定装置の実施例１を示す概略構成図である。
【図２】実施例１の電子制御装置を示すブロック図である。
【図３】実施例１に於ける各車輪の接地荷重の演算ルーチンを示すフローチャートである。
【図４】各車輪に車高制御装置及び減衰力可変式のショックアブソーバが設けられ、前輪側及び後輪側にアクティブスタビライザ装置が設けられた車輌に適用された本発明による車輌の車輪接地荷重推定装置の実施例２の電子制御装置を示すブロック図である。
【図５】実施例２に於ける各車輪の接地荷重の演算ルーチンを示すフローチャートである。
【図６】第一の接地荷重Ｆzi1と第二の接地荷重Ｆzi2との偏差ΔＦziの絶対値の平均値ΔＦzaと第二の接地荷重Ｆzi2に対する重みＫとの間の関係を示すグラフである。
【図７】第一の接地荷重Ｆzi1と第二の接地荷重Ｆzi2との偏差ΔＦziの絶対値の最大値ΔＦzmaxと第二の接地荷重Ｆzi2に対する重みＫとの間の関係を示すグラフである。
【図８】第一の接地荷重Ｆzi1と第二の接地荷重Ｆzi2との偏差ΔＦziの絶対値と第二の接地荷重Ｆzi2に対する重みＫiとの間の関係を示すグラフである。
【図９】路面の悪路度合と第二の接地荷重Ｆzi2に対する重みＫとの間の関係を示すグラフである。
【図１０】車輌の二輪モデルに於いて車輪に作用する力を示す説明図である。
【符号の説明】
【０１２２】
１６、１８  アクティブスタビライザ装置
２２FL〜２２RR  ショックアブソーバ
２４FL〜２４RR  エアスプリング装置
５２  アクティブスタビライザ装置制御用電子制御装置
５４  減衰力制御用電子制御装置
５６  車高制御用電子制御装置
５８FL〜５８RR  車高センサ
６０FL〜６０RR  ポジションセンサ
６２FL〜６２RR  上下加速度センサ
６４F、６４R  回転角度センサ
６６  車輌運動制御用電子制御装置
６８FL〜６８RR  上下加速度センサ
【図１】
2006232023.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2006232023.tif 000006
【図５】
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【図６】
2006232023.tif 000008
【図７】
2006232023.tif 000009
【図８】
2006232023.tif 000010
【図９】
2006232023.tif 000011
【図１０】
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