(57)【要約】【課題】車両の様々な制御対象で４輪の路面凹凸の検出情報を利用しやすくする。【解決手段】車体の上下運動を生じさせる要因となる代表的な車両運転状態の情報であるエンジントルクや操舵角を入力とし、車体の上下運動による各輪のサスペンション変位量Ｃを出力とする車体運動モデルをＥＣＵ４０のメモリに記憶しておき、車両走行中に、この車体運動モデルにエンジントルクや操舵角を入力して車体の上下運動による各輪のサスペンション変位量Ｃを算出する。各輪のサスペンション変位センサ４３で検出した各輪のサスペンション変位変位量Ａと車体運動モデルで推定した車体の上下運動による各輪のサスペンション変位変位量Ｃとの差分（Ａ−Ｃ）を各輪の路面凹凸によるサスペンション変位変位量Ｂ（各輪の路面凹凸度合）として算出し、これら各輪のサスペンション変位変位量Ｂを重み付け平均して路面凹凸ランダム性を求める。【選択図】図１
2008006954.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の前後左右の各輪のサスペンション変位量をそれぞれ検出する各輪のサスペンション変位量検出手段と、
前記各輪のサスペンション変位量検出手段で検出した各輪のサスペンション変位量に基づいて各輪が接触する路面の凹凸を総合評価するパラメータ（以下「路面凹凸ランダム性」という）を算出する路面凹凸ランダム性算出手段と
を備えていることを特徴とする車両用制御装置。
【請求項２】
車両運転状態に応じて変化する車体の上下運動を模擬した車体運動モデルに現在の車両運転状態の情報を入力して車体の上下運動を推定する車体上下運動推定手段を備え、
前記路面凹凸ランダム性算出手段は、前記各輪のサスペンション変位量検出手段でそれぞれ検出した各輪のサスペンション変位量と前記車体上下運動推定手段で推定した車体の上下運動とに基づいて各輪毎にそれぞれ路面凹凸度合を推定し、各輪の路面凹凸度合の推定値に基づいて前記路面凹凸ランダム性を算出することを特徴とする請求項１に記載の車両用制御装置。
【請求項３】
前記車体運動モデルは、入力となる前記車両運転状態の情報として少なくともエンジントルクを含み、当該車両運転状態で発生する車体の上下運動による各輪のサスペンション変位量推定値を出力するように構成されていることを特徴とする請求項２に記載の車両用制御装置。
【請求項４】
前記車体運動モデルは、入力となる前記車両運転状態の情報として少なくとも操舵角を含み、当該車両運転状態で発生する車体の上下運動による各輪のサスペンション変位量推定値を出力するように構成されていることを特徴とする請求項２又は３に記載の車両用制御装置。
【請求項５】
前記路面凹凸度合推定手段は、前記各輪のサスペンション変位量検出手段で検出した各輪のサスペンション変位量と前記車体上下運動推定手段で推定した車体の上下運動による各輪のサスペンション変位量推定値との差分に基づいて各輪の路面凹凸度合を推定することを特徴とする請求項３又は４に記載の車両用制御装置。
【請求項６】
前記路面凹凸ランダム性算出手段は、各輪の路面凹凸度合が車両の制御対象の制御に影響を及ぼす度合に応じて各輪毎に設定された重み付け補正係数を用いて各輪の路面凹凸度合の推定値を重み付け平均する処理を行い、その重み付け平均値を前記路面凹凸ランダム性とすることを特徴とする請求項２乃至５のいずれかに記載の車両用制御装置。
【請求項７】
前記路面凹凸ランダム性算出手段は、各輪の重み付け補正係数を車両の運転条件に応じて可変設定することを特徴とする請求項６に記載の車両用制御装置。
【請求項８】
前記路面凹凸ランダム性算出手段は、各輪の路面凹凸度合の推定値を相加平均又は相乗平均又は調和平均する処理を行い、その平均値を前記路面凹凸ランダム性とすることを特徴とする請求項２乃至５のいずれかに記載の車両用制御装置。
【請求項９】
前記路面凹凸ランダム性算出手段は、各輪の路面凹凸度合の推定値の最大値、最小値、中央値のいずれかを前記路面凹凸ランダム性として選択することを特徴とする請求項２乃至５のいずれかに記載の車両用制御装置。
【請求項１０】
前記路面凹凸ランダム性算出手段は、過去所定期間における各輪の路面凹凸度合の推定値の頻度分布を算出してその最頻値を前記路面凹凸ランダム性として選択することを特徴とする請求項２乃至５のいずれかに記載の車両用制御装置。
【請求項１１】
前記路面凹凸ランダム性算出手段は、異なる手法で前記路面凹凸ランダム性を算出する複数の算出手段を備え、車両の運転条件に応じて前記算出手段を切り換えることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の車両用制御装置。
【請求項１２】
前記路面凹凸ランダム性算出手段で算出した路面凹凸ランダム性を考慮して車両の制御対象の制御に用いる情報を補正する路面凹凸補正手段を備えていることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記載の車両用制御装置。
【請求項１３】
エンジン回転変動量を失火判定値と比較して失火の有無を判定する失火判定手段を備え、前記路面凹凸補正手段は、前記路面凹凸ランダム性算出手段で算出した路面凹凸ランダム性に基づいて前記エンジン回転変動量又は前記失火判定値を補正することを特徴とする請求項１２に記載の車両用制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、走行路面の凹凸に関する情報を検出する機能を備えた車両用制御装置に関する発明である。
【背景技術】
【０００２】
近年の電子制御化が進んだ自動車の走行制御技術においては、走行安定性や乗り心地を向上させるために、走行路面の凹凸を検出して、その凹凸度合に応じて電子制御サスペンションやエンジントルク等を制御するようにしたものがある。
【０００３】
従来の路面凹凸検出技術は、例えば特許文献１（特開平５−３１９０５４号公報）に記載されているように、左右の前輪のサスペンション装置に、それぞれサスペンション変位量を検出するサスペンション変位センサと、車体の上下方向加速度を検出する加速度センサとを設け、これら各センサの出力を振動入力出力回路で処理することによって、前輪が接触する路面の凹凸を検出すると共に、前輪が接触した路面凹凸に後輪が接触するまでの遅れ時間を車速に基づいて算出し、前輪が接触する路面凹凸の検出情報をそのまま後輪が接触する路面凹凸の検出情報として使用し、前記遅れ時間分だけ過去に溯った路面凹凸の検出情報に基づいて後輪のサスペンション装置を電子制御するようにしたものがある。
【特許文献１】特開平５−３１９０５４号公報（第１頁〜第４頁等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、車両が直進走行している場合は、前輪と後輪の軌跡は直線で重なり合うため、前輪が接触した路面凹凸に後輪も接触する。このため、前輪が接触する路面凹凸の検出情報をそのまま後輪が接触する路面凹凸の検出情報として使用できる。しかし、車両が旋回している場合は、図６に示すように、いわゆる内輪差によって前輪の軌跡と後輪の軌跡が異なってくるため、上記特許文献１のように、前輪が接触する路面凹凸の検出情報をそのまま後輪が接触する路面凹凸の検出情報として使用すると、後輪が接触しない路面凹凸の検出情報を用いて後輪側を制御することになってしまい、制御特性が悪化するという問題が発生する。このような問題は、車両旋回時のみではなく、例えば車両の横滑り時（スリップ時）や、前輪で未舗装路の路面形状が変形する場合等にも同様に発生する。
【０００５】
この問題を解決するために、前輪側の路面凹凸の検出方法と同様の方法で後輪側の路面凹凸を検出することが考えられるが、この場合は、路面凹凸の検出情報が同時に４種類も存在することになるため、路面凹凸の検出情報を失火検出やエンジン制御等に反映させようとしても、４種類の路面凹凸の検出情報をどの様に反映させるのかが問題となり、制御が複雑化するという欠点がある。
【０００６】
本発明はこのような事情を考慮してなされたものであり、従ってその目的は、全ての車輪が接触する路面の凹凸度合を１つの情報に集約して検出することができ、車両の様々な制御対象で４輪の路面凹凸の検出情報を利用しやすくすることができる車両用制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、車両の前後左右の各輪のサスペンション変位量（車高変位量）をそれぞれ検出する各輪のサスペンション変位量検出手段と、各輪のサスペンション変位量検出手段で検出した各輪のサスペンション変位量に基づいて各輪が接触する路面の凹凸を総合評価するパラメータ（以下「路面凹凸ランダム性」という）を算出する路面凹凸ランダム性算出手段とを備えた構成としたものである。この構成では、各輪のサスペンション変位量検出手段で検出した各輪のサスペンション変位量に基づいて１つの路面凹凸ランダム性を算出するため、全ての車輪が接触する路面の凹凸度合を１つの情報（路面凹凸ランダム性）に集約して検出することができ、車両の様々な制御対象で４輪の路面凹凸の検出情報を利用しやすくすることができる。
【０００８】
この場合、例えば、各輪毎に、サスペンション変位センサ（サスペンション変位量検出手段）の他に、車体の上下方向の加速度を検出する車体加速度センサを設け、サスペンション変位センサの出力信号と車体加速度センサの出力信号とに基づいて各輪毎に走行路面の凹凸度合を検出するようにしても良い。
【０００９】
しかし、この構成では、サスペンション変位センサと車体加速度センサの２種類のセンサが必要となり、コストアップするという欠点がある。
【００１０】
また、各輪毎に設けた加速度センサの出力信号をフィルタリング処理することで、特定周波数加速度成分を路面凹凸成分として抽出し、各輪毎に路面凹凸を検出することが考えられる。
【００１１】
しかし、この構成では、同じ路面凹凸度合であっても車速によって加速度センサの出力信号が大きく変化するため、車速の影響を受けずに路面凹凸度合を安定して精度良く検出することは困難であり、特に、低速時には加速度センサの出力信号が小さくなるため、路面凹凸の検出そのものが困難となる欠点がある。しかも、車輪が路面の凹凸を何回か乗り越えて加速度センサの出力信号が何回か大きく振動してからでないと路面凹凸を検出できないため、路面凹凸をリアルタイムで検出することができず（検出の遅れが大きく）、路面凹凸による影響が大きく現れてから、遅れて路面凹凸の検出情報を制御に反映させることになってしまい、路面凹凸に対する制御特性も悪いという欠点もある。
【００１２】
これらの欠点を解消するために、請求項２のように、車両運転状態に応じて変化する車体の上下運動を模擬した車体運動モデルに現在の車両運転状態の情報を入力して車体の上下運動を推定する車体上下運動推定手段を備え、前記路面凹凸ランダム性算出手段は、前記サスペンション変位量検出手段でそれぞれ検出した各輪のサスペンション変位量と前記車体上下運動推定手段で推定した車体の上下運動とに基づいて各輪毎にそれぞれ路面凹凸度合を推定し、各輪の路面凹凸度合の推定値に基づいて前記路面凹凸ランダム性を算出するようにすると良い。
【００１３】
この構成では、車体運動モデルによって車両運転状態の情報から車体の上下運動を推定するため、従来の路面凹凸検出技術で必要としていた車体加速度センサが不要となり、センサ数削減、低コスト化の要求を満たすことができる。しかも、各輪のサスペンション変位量検出手段で検出する各輪のサスペンション変位量（車高変位量）は、車速の影響を受けずにほぼリアルタイムで検出できると共に、車体運動モデルによって車両運転状態の情報から推定する車体の上下運動も、車速の影響を受けずにほぼリアルタイムで推定できるため、サスペンション変位量（車高変位量）の検出値と車体の上下運動の推定値とに基づいて走行路面の凹凸度合を車速の影響を受けずにほぼリアルタイムで推定することができる。これにより、少ないセンサ数で低コスト化の要求を満たしながら、車速の影響を受けずに各輪の路面凹凸度合を精度良く且つ応答良く推定することができ、これら各輪の路面凹凸度合の推定値に基づいて路面凹凸ランダム性を精度良く且つ応答良く算出することができる。
【００１４】
この場合、走行中の車体は、駆動源となるエンジントルクの変化（加減速）によって上下動することを考慮して、請求項３のように、前記車体運動モデルは、入力となる前記車両運転状態の情報として少なくともエンジントルクを含み、当該車両運転状態で発生する車体の上下運動による各輪のサスペンション変位量推定値（車高変位量推定値）を出力するように構成すると良い。このように、エンジントルクを用いて車体の上下運動による各輪のサスペンション変位量（車高変位量）を推定すれば、加減速時に発生する各輪のサスペンション変位量を精度良く推定することができる。
【００１５】
ここで、エンジントルクは、要求エンジントルク（目標エンジントルク）、実エンジントルク（実際に発生したエンジントルク）のいずれを用いても良いが、検出応答性向上の観点からは要求エンジントルクを用いることが望ましい。要求エンジントルクは、それに応じたエンジントルクが実際に発生する前に演算されるため、要求エンジントルクを用いれば、それに応じた実エンジントルクが発生する前でも、その実エンジントルクによって発生する車体の上下運動を予測することができる利点がある。また、車体運動モデルの出力を車体の上下運動による各輪のサスペンション変位量推定値とすれば、各輪のサスペンション変位量検出手段で検出した各輪のサスペンション変位量と各輪のサスペンション変位量推定値とから各輪の路面凹凸度合を簡単に推定することができる。
【００１６】
また、走行中の車体は、ステアリングハンドルの操舵角によって上下動することを考慮して、請求項４のように、前記車体運動モデルは、入力となる前記車両運転状態の情報として少なくとも操舵角を含み、当該車両運転状態で発生する車体の上下運動による各輪のサスペンション変位量推定値を出力するように構成しても良い。このように、操舵角を用いて車体の上下運動による各輪のサスペンション変位量を推定すれば、車両旋回時に発生する各輪のサスペンション変位量を精度良く推定することができる。
【００１７】
車両走行中に、車輪が路面凹凸を乗り越える際に発生するサスペンション変位量Ａは、路面凹凸によるサスペンション変位量Ｂ（路面凹凸度合）と車体の上下運動によるサスペンション変位量Ｃとの合計変位量（Ａ＝Ｂ＋Ｃ）であると考えられる。
【００１８】
この点を考慮して、請求項５のように、各輪のサスペンション変位量検出手段で検出した各輪のサスペンション変位量Ａと前記車体上下運動推定手段で推定した車体の上下運動による各輪のサスペンション変位量推定値Ｃとの差分（Ａ−Ｃ）に基づいて各輪の路面凹凸度合Ｂを推定するようにすれば良い。これにより、極めて簡単に各輪の路面凹凸度合Ｂを推定することができる。
【００１９】
また、請求項６のように、前記路面凹凸ランダム性算出手段は、各輪の路面凹凸度合が車両の制御対象の制御に影響を及ぼす度合に応じて各輪毎に設定された重み付け補正係数を用いて各輪の路面凹凸度合の推定値を重み付け平均する処理を行い、その重み付け平均値を前記路面凹凸ランダム性とするようにしても良い。
【００２０】
この場合、演算処理の簡略化のために、各輪の重み付け補正係数は予め決められた一定値としても良いが、請求項７のように、前記路面凹凸ランダム性算出手段は、各輪の重み付け補正係数を車両の運転条件（例えば操舵角、加減速度、車速等）に応じて可変設定することが好ましい。
【００２１】
例えば、車両が右方向に旋回している場合は、遠心力により左側の前後輪に加わる荷重が大きくなるため、左側の前後輪の重み付け補正係数を直進時よりも大きくして路面凹凸ランダム性を算出すると良い。また、加速時には左右の後輪に加わる荷重が大きくなるため、左右の後輪の重み付け補正係数を定速走行時よりも大きくして路面凹凸ランダム性を算出すると良い。同様に、減速時には左右の前輪に加わる荷重が大きくなるため、左右の前輪の重み付け補正係数を定速走行時よりも大きくして路面凹凸ランダム性を算出すると良い。このようにすれば、各輪の重み付け補正係数を車両の運転条件に応じて適正に可変設定することができる。
【００２２】
また、請求項８のように、前記路面凹凸ランダム性算出手段は、各輪の路面凹凸度合の推定値を相加平均又は相乗平均又は調和平均する処理を行い、その平均値を前記路面凹凸ランダム性とするようにしても良い。
【００２３】
或は、請求項９のように、前記路面凹凸ランダム性算出手段は、各輪の路面凹凸度合の推定値の最大値、最小値、中央値（２番目又は３番目の値）のいずれかを前記路面凹凸ランダム性として選択するようにしても良い。
【００２４】
或は、請求項１０のように、前記路面凹凸ランダム性算出手段は、過去所定期間における各輪の路面凹凸度合の推定値の頻度分布を算出してその最頻値を前記路面凹凸ランダム性として選択するようにしても良い。
【００２５】
また、請求項１１のように、前記路面凹凸ランダム性算出手段は、異なる手法で前記路面凹凸ランダム性を算出する複数の算出手段を備え、車両の運転条件に応じて前記算出手段を切り換えるようにしても良い。このようにすれば、複数の路面凹凸ランダム性の算出方法の中からその時点の車両の運転条件に最も適した路面凹凸ランダム性の算出方法を選択することができる。
【００２６】
また、請求項１２のように、前記路面凹凸ランダム性算出手段で算出した路面凹凸ランダム性を考慮して車両の制御対象の制御に用いる情報を路面凹凸補正手段によって補正するようにすると良い。これにより、４輪が接触する路面凹凸度合を車両の制御対象の制御に簡単に反映させることができる。
【００２７】
例えば、請求項１３のように、エンジン回転変動量を失火判定値と比較して失火の有無を判定する失火判定手段を備えたシステムにおいては、各輪の路面凹凸によって各気筒のエンジン回転変動量が変化することを考慮して、路面凹凸ランダム性算出手段で算出した路面凹凸ランダム性に基づいて前記エンジン回転変動量又は前記失火判定値を補正するようにすると良い。このようにすれば、路面凹凸によってエンジン回転変動量が変化するラフロード走行中でも、路面凹凸がエンジン回転変動量に与える影響を少なくすることができ、各気筒の失火の有無を精度良く判定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明を実施するための最良の形態を具体化した一実施例を説明する。
まず、図１に基づいてエンジン制御システム全体の概略構成を説明する。内燃機関であるエンジン１１の吸気管１２の最上流部には、エアクリーナ１３が設けられ、このエアクリーナ１３の下流側に、吸入空気量を検出するエアフローメータ１４が設けられている。このエアフローメータ１４の下流側には、モータ等によって開度調節されるスロットルバルブ１５とスロットル開度を検出するスロットル開度センサ１６とが設けられている。
【００２９】
更に、スロットルバルブ１５の下流側には、サージタンク１７が設けられ、このサージタンク１７には、吸気管圧力を検出する吸気管圧力センサ１８が設けられている。また、サージタンク１７には、エンジン１１の各気筒に空気を導入する吸気マニホールド１９が設けられ、各気筒の吸気マニホールド１９の吸気ポート近傍に、それぞれ燃料を噴射する燃料噴射弁２０が取り付けられている。エンジン運転中は、燃料タンク２１内の燃料が燃料ポンプ２２によりデリバリパイプ２３に送られ、各気筒の噴射タイミング毎に各気筒の燃料噴射弁２０から燃料が噴射される。デリバリパイプ２３には、燃料圧力（燃圧）を検出する燃圧センサ２４が取り付けられている。
【００３０】
また、エンジン１１には、吸気バルブ２５と排気バルブ２６の開閉タイミングをそれぞれ可変する可変バルブタイミング機構２７，２８が設けられている。更に、エンジン１１には、吸気カム軸２９と排気カム軸３０の回転に同期してカム角信号を出力する吸気カム角センサ３１と排気カム角センサ３２が設けられ、エンジン１１のクランク軸の回転に同期して所定クランク角毎（例えば３０℃Ａ毎）にクランク角信号のパルスを出力するクランク角センサ３３が設けられている。
【００３１】
一方、エンジン１１の各気筒の排気マニホールド３５が集合する排気集合部３６には、排出ガスの空燃比を検出する空燃比センサ３７が設置され、この空燃比センサ３７の下流側に排出ガス中のＣＯ，ＨＣ，ＮＯｘ等を浄化する三元触媒等の触媒３８が設けられている。
【００３２】
その他、このエンジン制御システムには、車速を検出する車速センサ４１と、ステアリングハンドルの操舵角を検出するステアリングセンサ４２と、車両の前後左右の各輪のサスペンション変位量（各輪と車体との間の上下方向の相対変位量）を検出するサスペンション変位センサ４３（サスペンション変位量検出手段）等が設けられている。
【００３３】
この場合、サスペンション変位センサ４３は、車両の４輪のサスペンション装置にそれぞれ設けられている。各輪のサスペンション変位センサ４３は、例えば、車体に対する各輪のサスペンションアームの上下方向の相対的変位量を、両者間に連結したリンク機構によって回転角に変換して、その回転角の変化を角度センサで検出するように構成したものを使用したり、或は、車体の各輪の近傍に超音波センサを路面に対向させるように取り付け、超音波を路面に向けて発射し、路面からの反射波を受信するまでの伝搬時間を測定することで、その伝搬時間から各輪のサスペンション変位量を検出するように構成したものを使用しても良い。要するに、各輪のサスペンション変位センサ４３は、各輪のサスペンション変位量（各輪と車体との間の上下方向の相対変位量）又はこれに相関する情報をリアルタイムで検出するものであれば、どの様な検出方式のものであっても良い。
【００３４】
これら各種のセンサの出力は、エンジン制御回路（以下「ＥＣＵ」と表記する）４０に入力される。このＥＣＵ４０は、マイクロコンピュータを主体として構成され、内蔵されたＲＯＭ（記憶媒体）に記憶された各種のエンジン制御プログラムを実行することで、エンジン運転状態に応じてスロットル開度、各気筒の燃料噴射弁２０の燃料噴射量、点火時期を制御する。
【００３５】
このＥＣＵ４０は、後述する図２の路面凹凸ランダム性算出ルーチンを実行することで、各輪のサスペンション変位センサ４３で検出した各輪のサスペンション変位量（車高変位量）と車体運動モデルで推定した車体の上下運動による各輪のサスペンション変位量とに基づいて各輪毎にそれぞれ路面凹凸度合を推定する。
【００３６】
この場合、車体運動モデルは、車体の上下運動を生じさせる要因となる代表的な車両運転状態の情報であるエンジントルクを入力ｕとし、このエンジントルクで発生する車体の上下運動によるサスペンション変位量を出力ｙとする自己回帰モデル（ＡＲモデル）により構成されている。このモデルは、次のように定義される。
【００３７】
Ａ（ｑ）ｙ（ｔ）＝Ｂ（ｑ）ｕ（ｔ）
Ａ（ｑ）＝１＋ａ1 ｑ-1＋ａ2 ｑ-2＋ａ3 ｑ-3＋ａ4 ｑ-4＋ａ5 ｑ-5＋ａ6 ｑ-6
Ｂ（ｑ）＝ｂ1 ｑ-1＋ｂ2 ｑ-2＋ｂ3 ｑ-3
ここで、ｑはシフトオペレータであり、ｑ-nはｎ回前の入力ｕ又は出力ｙを表す。
【００３８】
従って、Ａ（ｑ）ｙ（ｔ）とＢ（ｑ）ｕ（ｔ）は具体的には次のように表される。
Ａ（ｑ）ｙ（ｔ）＝ｙ（ｔ）＋ａ1 ｙ（ｔ−１）＋ａ2 ｙ（ｔ−２）
＋ａ3 ｙ（ｔ−３）＋ａ4 ｙ（ｔ−４）＋ａ5 ｙ（ｔ−５）＋ａ6 ｙ（ｔ−５）    Ｂ（ｑ）ｕ（ｔ）＝ｂ1 ｕ（ｔ−１）＋ｂ2 ｕ（ｔ−２）＋ｂ3 ｕ（ｔ−３）
【００３９】
上式で表される車体運動モデルのパラメータａ1 〜ａ6 、ｂ1 〜ｂ3 は、予め適合工程等でシステム同定の手法によって決定される。この車体運動モデルがＥＣＵ４０のＲＯＭ又は書き換え可能な不揮発性メモリに記憶されている。
【００４０】
図５は、エンジントルクを車体運動モデルに入力して、車体の上下運動によるサスペンション変位量を車体運動モデルにより演算したときのモデル出力と実機データとを対比して表す図である。エンジントルクを入力とする車体運動モデルを用いれば、加減速時のエンジントルクの変化により発生する車体の上下運動によるサスペンション変位量を精度良く推定することができる。
【００４１】
ここで、エンジントルクは、要求エンジントルク（目標エンジントルク）、実エンジントルク（実際に発生したエンジントルク）のいずれを用いても良いが、検出応答性向上の観点からは要求エンジントルクを用いることが望ましい。要求エンジントルクは、それに応じたエンジントルクが実際に発生する前に演算されるため、要求エンジントルクを用いれば、それに応じた実エンジントルクが発生する前でも、その実エンジントルクによって発生する車体の上下運動を予測することができる。
【００４２】
同様に、ステアリングセンサ４２で検出した操舵角を入力とし、その操舵角によって生じる車体の上下運動による各輪のサスペンション変位量を出力とする車体運動モデル（自己回帰モデル）をシステム同定により構築して、ＥＣＵ４０のＲＯＭ又は書き換え可能な不揮発性メモリに記憶しておき、車両走行中に操舵角から車体の上下運動による各輪のサスペンション変位量を推定するようにしても良い。操舵角を用いて車体の上下運動による各輪のサスペンション変位量を推定すれば、車両旋回時に発生する各輪のサスペンション変位量を精度良く推定することができる。
【００４３】
エンジントルクと操舵角の両方を考慮して車体の上下運動による各輪のサスペンション変位量を推定する場合は、エンジントルクを入力とする車体運動モデルにより推定した車体の上下運動による各輪のサスペンション変位量と、操舵角を入力とする車体運動モデルにより推定した車体の上下運動による各輪のサスペンション変位量とを加算した値を、最終的な車体の上下運動による各輪のサスペンション変位量として用いるようにすれば良い。
【００４４】
或は、エンジントルクと操舵角の他に、車体の上下運動を生じさせる要因となる車両運転状態の情報として、例えば、ブレーキ操作量（ブレーキ力）、車速等を入力とする車体運動モデルを作成して、ブレーキ操作量（ブレーキ力）、車速等から推定した車体の上下運動による各輪のサスペンション変位量も考慮するようにしても良い。
【００４５】
車両走行中に、車輪が路面凹凸を乗り越える際に発生する各輪のサスペンション変位量Ａは、路面凹凸による各輪のサスペンション変位量Ｂ（路面凹凸度合）と車体の上下運動による各輪のサスペンション変位量Ｃとの合計変位量（Ａ＝Ｂ＋Ｃ）であると考えられる。
【００４６】
この点を考慮して、ＥＣＵ４０は、各輪のサスペンション変位センサ４３で検出した各輪のサスペンション変位量Ａと車体運動モデルで推定した車体の上下運動による各輪のサスペンション変位量Ｃとの差分（Ａ−Ｃ）を各輪の路面凹凸によるサスペンション変位量Ｂ（各輪の路面凹凸度合）として算出する。
【００４７】
ところで、サスペンション装置等が経時劣化すると、車両運転状態による車体の上下運動（サスペンション変位量）が変化するため、サスペンション装置等の経時劣化が進むに従って、車体運動モデルの精度が低下して、各輪の路面凹凸度合の推定精度が低下する。      
【００４８】
この対策として、本実施例では、ＥＣＵ４０によって後述する図３の車体運動モデル更新ルーチンを実行することで、後述する路面凹凸ランダム性の算出結果に基づいて平坦路走行中と判断される期間、すなわち各輪の路面凹凸によるサスペンション変位量Ｂがほぼ０と見なせる期間に、車体運動モデルの入力と出力のデータをＥＣＵ４０の書き換え可能な不揮発性メモリに蓄積しておき、その蓄積データに基づいて車体運動モデルのパラメータａ1 〜ａ6 、ｂ1 〜ｂ3 を逐次更新するようにしている。
【００４９】
また、本実施例では、車両の様々な制御対象で４輪の路面凹凸度合の検出情報を利用しやすくするために、各輪の路面凹凸度合を総合評価するパラメータ（以下「路面凹凸ランダム性」という）を次のいずれかの方法で算出する。
【００５０】
［路面凹凸ランダム性算出方法（その１）］
輪の路面凹凸度合が車両の制御対象の制御に影響を及ぼす度合に応じて各輪毎に設定された重み付け補正係数ａ，ｂ，ｃ，ｄを用いて各輪の路面凹凸度合の推定値を重み付け平均する処理を行い、その重み付け平均値を路面凹凸ランダム性とする。
【００５１】
路面凹凸ランダム性＝ａ×左前輪の路面凹凸度合＋ｂ×右前輪の路面凹凸度合
＋ｃ×左後輪の路面凹凸度合＋ｄ×右後輪の路面凹凸度合
ここで、重み付け補正係数ａ，ｂ，ｃ，ｄは、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＝１となるように設定される。但し、高速走行時は、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＜１に設定しても良い。
【００５２】
この場合、演算処理の簡略化のために、各輪の重み付け補正係数ａ，ｂ，ｃ，ｄは予め決められた一定値としても良いが、各輪の重み付け補正係数ａ，ｂ，ｃ，ｄを車両の運転条件（例えば操舵角、加減速度、車速等）に応じて可変設定することが好ましい。
【００５３】
例えば、車両が右方向に旋回している場合は、遠心力により左側の前後輪に加わる荷重が大きくなるため、左側の前後輪の重み付け補正係数ａ，ｃを直進時よりも大きくして路面凹凸ランダム性を算出すると良い。また、加速時には左右の後輪に加わる荷重が大きくなるため、左右の後輪の重み付け補正係数ｃ，ｄを定速走行時よりも大きくして路面凹凸ランダム性を算出すると良い。同様に、減速時には左右の前輪に加わる荷重が大きくなるため、左右の前輪の重み付け補正係数ａ，ｂを定速走行時よりも大きくして路面凹凸ランダム性を算出すると良い。このようにすれば、各輪の重み付け補正係数ａ，ｂ，ｃ，ｄを車両の運転条件に応じて適正に可変設定することができる。
【００５４】
［路面凹凸ランダム性算出方法（その２）］
各輪の路面凹凸度合の推定値を相加平均又は相乗平均又は調和平均する処理を行い、その平均値を前記路面凹凸ランダム性とする。
ここで、各輪の路面凹凸度合の推定値をｘ1 ，ｘ2 ，ｘ3 ，ｘ4 とすると、相加平均、相乗平均、調和平均はそれぞれ下記の式（１）〜（３）で算出される。
【００５５】
【数１】
2008006954.tif 000003
【００５６】
尚、車両の運転条件（例えば操舵角、加減速度、車速等）に応じて平均値算出処理を相加平均、相乗平均、調和平均のいずれかに切り換えるようにしても良い。
【００５７】
［路面凹凸ランダム性算出方法（その３）］
各輪の路面凹凸度合の推定値の最大値、最小値、中央値（２番目又は３番目の値）のいずれかを前記路面凹凸ランダム性として選択する。この場合も、車両の運転条件（例えば操舵角、加減速度、車速等）に応じて最大値、最小値、中央値のいずれかに切り換えるようにしても良い。
［路面凹凸ランダム性算出方法（その４）］
過去所定期間における各輪の路面凹凸度合の推定値の頻度分布を算出してその最頻値を路面凹凸ランダム性として選択する。
【００５８】
［路面凹凸ランダム性算出方法（その５）］
異なる手法で前記路面凹凸ランダム性を算出する複数の路面凹凸ランダム性算出方法の中から、その時点の車両の運転条件（例えば操舵角、加減速度、車速等）に最も適した路面凹凸ランダム性算出方法を選択して路面凹凸ランダム性を算出する。
【００５９】
ＥＣＵ４０は、上述した路面凹凸ランダム性算出方法（その１）〜（その５）のいずれかの方法で算出した路面凹凸ランダム性を用いて車両の制御対象の制御に用いる情報を補正する。本実施例では、後述する図４の失火検出ルーチンによって各気筒のエンジン回転変動量を失火判定値と比較して各気筒の失火の有無を判定する際に、各輪の路面凹凸によって各気筒のエンジン回転変動量が変化することを考慮して、路面凹凸ランダム性に基づいてエンジン回転変動量を補正することで、路面凹凸によって各気筒のエンジン回転変動量が変化するラフロード走行中でも、路面凹凸が各気筒のエンジン回転変動量に与える影響を少なくするようにしている。
【００６０】
尚、路面凹凸ランダム性に基づいてエンジン回転変動量を補正するのに代えて、失火判定値を路面凹凸ランダム性に基づいて補正するようにしても良く、この場合でも、同様の効果を得ることができる。
以下、ＥＣＵ４０が実行する図２乃至図４の各ルーチンの処理内容を説明する。
【００６１】
［路面凹凸ランダム性算出ルーチン］
図２の路面凹凸ランダム性算出ルーチンは、エンジン運転中に所定周期で実行され、特許請求の範囲でいう路面凹凸ランダム性算出手段としての役割を果たす。本ルーチンが起動されると、まずステップ１０１で、車体の上下運動を生じさせる要因となる代表的な車両運転条件の情報であるエンジントルク（要求エンジントルク又は実エンジントルク）と、ステアリングセンサ４２で検出した操舵角を読み込むと共に、各輪のサスペンション変位センサ４３で検出した各輪のサスペンション変位量Ａを読み込む。
【００６２】
この後、ステップ１０２に進み、エンジントルクや操舵角を入力とする車体運動モデルを用いて、加減速や車両旋回によって生じる車体の上下運動による各輪のサスペンション変位量Ｃを算出する。このステップ１０２の処理が特許請求の範囲でいう車体上下運動推定手段としての役割を果たす。この後、ステップ１０３に進み、各輪のサスペンション変位センサ４３で検出したサスペンション変位量Ａと車体運動モデルで算出した車体の上下運動による各輪のサスペンション変位量Ｃとの差分（Ａ−Ｃ）を各輪の路面凹凸によるサスペンション変位量Ｂとして算出する。
【００６３】
この後、ステップ１０４に進み、前述した路面凹凸ランダム性算出方法（その１）〜（その５）のいずれかの方法で路面凹凸ランダム性を算出する。
【００６４】
このようにして算出された路面凹凸ランダム性は、例えば、燃焼制御（失火検出）、サスペンション制御、エンジントルク制御、ＡＢＳ制御、トラクション制御、クルーズ制御等に利用可能である。
【００６５】
［車体運動モデル更新ルーチン］
図３の車体運動モデル更新ルーチンは、エンジン運転中に所定周期で実行される。本ルーチンが起動されると、まずステップ２０１で、上記図２の路面凹凸ランダム性算出ルーチンで算出した路面凹凸ランダム性を読み込み、次のステップ２０２で、路面凹凸ランダム性が所定値βよりも小さいか否かを判定し、路面凹凸ランダム性が所定値β以上と判定されれば、凹凸のあるラフロードと判断して、以降の処理を行うことなく、本ルーチンを終了する。
【００６６】
これに対して、上記ステップ２０２で、路面凹凸ランダム性が所定値βよりも小さいと判定されれば、平坦路走行中と判断して、ステップ２０３に進み、現在の車体運動モデルの入力のデータ（エンジントルク、操舵角）と、出力のデータ及び各輪のサスペンション変位センサ４３で検出した各輪のサスペンション変位量ＡをＥＣＵ４０の書き換え可能な不揮発性メモリに記憶する。
【００６７】
この後、ステップ２０４に進み、車体運動モデルの更新条件が成立しているか否かを、例えば次の２つの条件(1) 、(2) によって判定する。
(1) 不揮発性メモリに車体運動モデルのパラメータａ1 〜ａ6 、ｂ1 〜ｂ3 の同定に必要なデータが蓄積されていること
(2) 前回の車体運動モデルの更新から所定期間以上（所定走行回数以上、所定積算走行距離以上）経過していること
これら２つの条件(1) 、(2) のいずれか一方でも満たさない条件があれば、車体運動モデルの更新条件が不成立となり、そのまま本ルーチンを終了する。
【００６８】
これに対して、上記２つの条件(1) 、(2) を同時に満たせば、車体運動モデルの更新条件が成立して、ステップ２０５に進み、不揮発性メモリに蓄積されているデータを用いて、システム同定の手法によって車体運動モデルのパラメータａ1 〜ａ6 、ｂ1 〜ｂ3 を更新する。
【００６９】
［失火検出ルーチン］
図４の失火検出ルーチンは、エンジン運転中に所定周期で実行され、特許請求の範囲でいう失火判定手段としての役割を果たす。本ルーチンが起動されると、まずステップ３０１で、エンジン回転変動量ΔＮｅを算出し、次のステップ３０２で、前記図２の路面凹凸ランダム性算出ルーチンで算出した路面凹凸ランダム性を読み込む。
【００７０】
この後、ステップ３０３に進み、路面凹凸ランダム性が所定値γよりも大きいか否かを判定し、路面凹凸ランダム性が所定値γ以下であれば、平坦路走行中と判断して、ステップ３０５に進み、上記ステップ３０１で算出したエンジン回転変動量ΔＮｅを補正せずにそのまま実際のエンジン回転変動量とする。
【００７１】
これに対して、上記ステップ３０３で、路面凹凸ランダム性が所定値γよりも大きいと判定されれば、ステップ３０４に進み、上記ステップ３０１で算出したエンジン回転変動量ΔＮｅを、路面凹凸ランダム性に応じた路面凹凸補正値により減算補正して、実際のエンジン回転変動量を求める。
実際のエンジン回転変動量＝ΔＮｅ−路面凹凸補正値
【００７２】
ここで、路面凹凸補正値は、路面凹凸ランダム性に応じてテーブル等により算出する。このステップ３０４の処理が特許請求の範囲でいう路面凹凸補正手段としての役割を果たす。
【００７３】
この後、ステップ３０６に進み、上記ステップ３０４又は３０５で求めた実際のエンジン回転変動量を用いて各気筒毎のエンジン回転変動量を算出する。この後、ステップ３０７に進み、各気筒毎のエンジン回転変動量を失火判定値δと比較して、各気筒毎のエンジン回転変動量が失火判定値δ以上であれば、失火ありと判定し（ステップ３０８）、各気筒毎のエンジン回転変動量が失火判定値δよりも小さければ、着火（失火なし）と判断して本ルーチンを終了する。
【００７４】
以上説明した本実施例によれば、各輪が接触する路面凹凸を総合評価するパラメータとして路面凹凸ランダム性を算出するようにしたので、全ての車輪が接触する路面の凹凸度合を１つの情報（路面凹凸ランダム性）に集約して検出することができ、車両の様々な制御対象で４輪の路面凹凸の検出情報を利用しやすくすることができる。
【００７５】
しかも、本実施例では、車体の上下運動を生じさせる要因となる代表的な車両運転状態の情報であるエンジントルクや操舵角を入力とし、車体の上下運動によるサスペンション変位量を出力とする車体運動モデルを用いて、エンジントルクや操舵角から車体の上下運動による各輪のサスペンション変位量を算出し、この車体の上下運動による各輪のサスペンション変位量と各輪のサスペンション変位センサ４３で検出した各輪のサスペンション変位量とに基づいて各輪の路面凹凸によるサスペンション変位量（各輪の路面凹凸度合）を算出するようにしたので、従来の路面凹凸検出技術で必要としていた車体加速度センサが不要となり、センサ数削減、低コスト化の要求を満たすことができる。
【００７６】
更に、各輪のサスペンション変位センサ４３で検出する各輪のサスペンション変位量は、車速の影響を受けずにほぼリアルタイムで検出できると共に、車体運動モデルによってエンジントルクや操舵角から推定する車体の上下運動も、車速の影響を受けずにほぼリアルタイムで推定できるため、各輪のサスペンション変位量の検出値と車体の上下運動の推定値とに基づいて各輪の路面凹凸度合を車速の影響を受けずにほぼリアルタイムで推定することができる。これにより、少ないセンサ数で低コスト化の要求を満たしながら、車速の影響を受けずに各輪の路面凹凸度合を精度良く且つ応答良く推定することができ、これら各輪の路面凹凸度合の推定値に基づいて路面凹凸ランダム性を精度良く且つ応答良く算出することができる。
【００７７】
また、本実施例では、路面凹凸ランダム性の算出結果に基づいて平坦路走行中と判断される期間、すなわち各輪の路面凹凸によるサスペンション変位量Ｂがほぼ０と見なせる期間に、車体運動モデルの入力と出力のデータを書き換え可能な不揮発性メモリに蓄積しておき、その蓄積データに基づいて車体運動モデルのパラメータを逐次更新するようにしたので、各輪のサスペンション装置等の経時劣化により車体の上下運動特性が変化するのに対応して車体運動モデルのパラメータを逐次更新することができ、各輪のサスペンション装置等の経時劣化による各輪の路面凹凸度合の推定精度低下を防止することができる。
【００７８】
また、本実施例では、路面凹凸ランダム性に基づいてエンジン回転変動量（又は失火判定値）を補正するようにしたので、路面凹凸によってエンジン回転変動量が変化するラフロード走行中でも、路面凹凸がエンジン回転変動量に与える影響を少なくすることができ、各気筒の失火の有無を精度良く判定することができる。
【００７９】
尚、本発明は、車体運動モデルを用いて各輪の路面凹凸度合を推定するものに限定されず、例えば、各輪毎にサスペンション変位センサの他に、車体の上下方向の加速度を検出する車体加速度センサを設け、各輪のサスペンション変位センサの出力信号と車体加速度センサの出力信号とに基づいて各輪の路面凹凸度合を検出するようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明の一実施例を示すエンジン制御システム全体の構成を概略的に示す図である。
【図２】路面凹凸ランダム性算出ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。
【図３】車体運動モデル更新ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。
【図４】失火検出ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。
【図５】（ａ）は車体運動モデルの入力ｕの波形の一例を示し、（ｂ）は車体運動モデルの出力ｙの一例を示すタイムチャートである。
【図６】車両旋回時の内輪差によって前輪の軌跡と後輪の軌跡が異なる様子を説明する図である。
【符号の説明】
【００８１】
１１…エンジン、１５…スロットルバルブ、２０…燃料噴射弁、４０…ＥＣＵ（路面凹凸ランダム性算出手段，車体上下運動推定手段，路面凹凸補正手段，失火判定手段）、４１…車速センサ、４２…ステアリングセンサ、４３…サスペンション変位センサ（サスペンション変位量検出手段）
【図１】
2008006954.tif 000004
【図２】
2008006954.tif 000005
【図３】
2008006954.tif 000006
【図４】
2008006954.tif 000007
【図５】
2008006954.tif 000008
【図６】
2008006954.tif 000009