(57)【要約】【課題】車輪と路面との間における摩擦状態をより正確に推定すること。【解決手段】摩擦状態推定手段が、ブレーキパッドに印加される圧力と車輪の回転状態との関係、あるいは、ナックルとブレーキキャリパとの締結部に生じる歪みの少なくとも何れかを示す物理量に基づいて、車輪の摩擦状態（安定／不安定）を判定する。したがって、車輪と路面との間における摩擦状態をより正確に推定することができる。【選択図】図２
2008162418.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤと一体に回転するブレーキディスクと、
ブレーキディスクに押し当てられて摩擦を発生するブレーキパッド、および、ブレーキパッドにブレーキディスクへ押し当てるための圧力を印加するピストンを有するブレーキキャリパと、
締結部を介してブレーキキャリパを支持するナックルと、
前記ブレーキパッドに印加される圧力と車輪の回転状態との関係、あるいは、前記ナックルとブレーキキャリパとの締結部に生じる歪みの少なくとも何れかを示す物理量を検出する物理量検出手段と、
前記物理量検出手段によって検出された物理量に基づいて、車輪と路面との間における摩擦状態を推定する摩擦状態推定手段と、
を備えることを特徴とする摩擦状態推定装置。
【請求項２】
前記物理量検出手段は、
車輪の回転角加速度を検出する角加速度検出手段と、
前記ピストンがブレーキパッドに印加する圧力を検出するキャリパ圧検出手段とを備え、
前記物理量として、車輪の回転角加速度と該圧力との比を検出することを特徴とする請求項１記載の摩擦状態推定装置。
【請求項３】
前記物理量検出手段は、前記車輪の回転角加速度と圧力との比を一次近似した勾配として前記物理量を順次検出し、
前記摩擦状態推定手段は、前記物理量検出手段によって検出された前記勾配を直前の検出値と比較し、制動時において、前記勾配の値が減少したときに、車輪と路面との制動力におけるピークであると判定することを特徴とする請求項２記載の摩擦状態推定装置。
【請求項４】
前記摩擦状態推定手段は、車輪の回転角加速度が設定された閾値を超えているか否か判定し、車輪の回転角加速度が設定された閾値を超えている場合に、前記物理量検出手段によって検出された前記勾配の値を直前の検出値と比較し、制動時において、前記勾配の値が減少したときに、車輪と路面との制動力におけるピークであると判定することを特徴とする請求項３記載の摩擦状態推定装置。
【請求項５】
前記物理量検出手段は、
前記ナックルとブレーキキャリパとの締結部における歪みを検出する歪み検出手段を備え、
前記物理量として、前記締結部における歪みから推定したブレーキトルクを検出することを特徴とする請求項１記載の摩擦状態推定装置。
【請求項６】
前記物理量検出手段は、前記ブレーキトルクの勾配を前記物理量として順次検出し、
前記摩擦状態推定手段は、前記物理量検出手段によって検出された前記ブレーキトルクの勾配を直前の検出値と比較し、制動時において、前記物理量検出手段によって検出されたブレーキトルクの勾配の値が減少したときに、車輪と路面との制動力におけるピークであると判定することを特徴とする請求項５記載の摩擦状態推定装置。
【請求項７】
前記物理量検出手段は、
車輪の回転角加速度を検出する角加速度検出手段と、
前記ピストンがブレーキパッドに印加する圧力を検出するキャリパ圧検出手段と、
前記ナックルとブレーキキャリパとの締結部における歪みを検出する歪み検出手段を備え、
前記物理量として、車輪の回転角加速度と該圧力との比を一次近似した勾配および前記締結部における歪みから推定したブレーキトルクの勾配を順次検出し、
前記摩擦状態推定手段は、前記物理量検出手段によって検出された車輪の回転角加速度と該圧力との比を一次近似した勾配および前記ブレーキトルクの勾配をそれぞれ直前の検出値と比較し、制動時において、これら勾配の少なくともいずれかが減少したときに、車輪と路面との制動力におけるピークであると判定することを特徴とする請求項１記載の摩擦状態推定装置。
【請求項８】
前記摩擦状態推定手段は、前記物理量検出手段によって検出されたブレーキトルクを要素として制動力を算出することを特徴とする請求項５から７のいずれか１項に記載の摩擦状態推定装置。
【請求項９】
車体と、
タイヤと一体に回転するブレーキディスクと、
ブレーキディスクに押し当てられて摩擦を発生するブレーキパッド、および、ブレーキパッドにブレーキディスクへ押し当てるための圧力を印加するピストンを有するブレーキキャリパと、
締結部を介してブレーキキャリパを支持するナックルと、
前記ナックルを支持し、車体を懸架するサスペンションと、
前記ブレーキパッドに印加される圧力と車輪の回転状態との関係、あるいは、前記ナックルとブレーキキャリパとの締結部に生じる歪みの少なくとも何れかを示す物理量を検出する物理量検出手段と、
前記物理量検出手段によって検出された物理量に基づいて、車輪と路面との間における摩擦状態を推定する摩擦状態推定手段と、
前記摩擦状態推定手段によって推定された摩擦状態を参照して、制動制御を行う制動制御手段と、
を備えることを特徴とする自動車。
【請求項１０】
タイヤと一体に回転するブレーキディスクに、ブレーキキャリパに備えられたピストンによって圧力を印加することによりブレーキパッドを押し当て、車輪の回転を減速させる制動ステップと、
前記制動ステップにおいて、前記ブレーキパッドに印加される圧力と車輪の回転状態との関係、あるいは、ブレーキキャリパを支持しているナックルとブレーキキャリパとの締結部に生じる歪みの少なくとも何れかを示す物理量を検出する物理量検出ステップと、
前記物理量検出ステップにおいて検出された物理量に基づいて、車輪と路面との間における摩擦状態を推定する摩擦状態推定ステップと、
を含むことを特徴とする摩擦状態推定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車輪と路面との間における摩擦状態を推定する摩擦状態推定装置、それを備えた自動車および摩擦状態推定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車の制動力制御において、車輪と路面との間における路面摩擦係数のピークを検出する技術が用いられている。
例えば、特許文献１に開示されたＡＢＳ（Antilock Brake System）制御手法においては、路面摩擦係数μとスリップ率Ｓとの関係（μ−Ｓ特性）を基に、路面摩擦係数μのピークを与えると考えられるスリップ率（目標スリップ率）を設定し、スリップ率Ｓが目標スリップ率となるか否かを検出することによって、路面摩擦係数μのピークを推定している。
【特許文献１】特開平９−０５８４４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、車輪と路面との間における路面摩擦係数μのピークを検出する従来の手法においては、制動摩擦係数μを算出する際に車輪と路面との間に働く制動力が算入されるが、この制動力の推定精度が十分でない上、スリップ率Ｓを介して路面摩擦係数μのピークを推定しているため、正確に路面摩擦係数μのピークを推定することが困難である。
即ち、従来の技術においては、車輪と路面との間における摩擦状態を正確に推定することが困難であった。
本発明の課題は、車輪と路面との間における摩擦状態をより正確に推定することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
以上の課題を解決するため、本発明に係る摩擦状態推定装置は、
タイヤと一体に回転するブレーキディスクと、ブレーキディスクに押し当てられて摩擦を発生するブレーキパッド、および、ブレーキパッドにブレーキディスクへ押し当てるための圧力を印加するピストンを有するブレーキキャリパと、締結部を介してブレーキキャリパを支持するナックルと、前記ブレーキパッドに印加される圧力と車輪の回転状態との関係、あるいは、前記ナックルとブレーキキャリパとの締結部に生じる歪みの少なくとも何れかを示す物理量を検出する物理量検出手段と、前記物理量検出手段によって検出された物理量に基づいて、車輪と路面との間における摩擦状態を推定する摩擦状態推定手段とを備えることを特徴としている。
【０００５】
また、本発明に係る自動車は、
車体と、タイヤと一体に回転するブレーキディスクと、ブレーキディスクに押し当てられて摩擦を発生するブレーキパッド、および、ブレーキパッドにブレーキディスクへ押し当てるための圧力を印加するピストンを有するブレーキキャリパと、締結部を介してブレーキキャリパを支持するナックルと、前記ナックルを支持し、車体を懸架するサスペンションと、前記ブレーキパッドに印加される圧力と車輪の回転状態との関係、あるいは、前記ナックルとブレーキキャリパとの締結部に生じる歪みの少なくとも何れかを示す物理量を検出する物理量検出手段と、前記物理量検出手段によって検出された物理量に基づいて、車輪と路面との間における摩擦状態を推定する摩擦状態推定手段と、前記摩擦状態推定手段によって推定された摩擦状態を参照して、制動制御を行う制動制御手段とを備えることを特徴としている。
【０００６】
また、本発明に係る摩擦状態推定方法は、
タイヤと一体に回転するブレーキディスクに、ブレーキキャリパに備えられたピストンによって圧力を印加することによりブレーキパッドを押し当て、車輪の回転を減速させる制動ステップと、前記制動ステップにおいて、前記ブレーキパッドに印加される圧力と車輪の回転状態との関係、あるいは、ブレーキキャリパを支持しているナックルとブレーキキャリパとの締結部に生じる歪みの少なくとも何れかを示す物理量を検出する物理量検出ステップと、前記物理量検出ステップにおいて検出された物理量に基づいて、車輪と路面との間における摩擦状態を推定する摩擦状態推定ステップとを含むことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る摩擦状態推定装置によれば、摩擦状態推定手段が、ブレーキパッドに印加される圧力と車輪の回転状態との関係、あるいは、ナックルとブレーキキャリパとの締結部に生じる歪みの少なくとも何れかを示す物理量に基づいて、車輪の摩擦状態（安定／不安定）を判定する。
したがって、車輪と路面との間における摩擦状態をより正確に推定することができる。
【０００８】
また、本発明に係る自動車によれば、摩擦状態推定手段が、ブレーキパッドに印加される圧力と車輪の回転状態との関係、あるいは、ナックルとブレーキキャリパとの締結部に生じる歪みの少なくとも何れかを示す物理量に基づいて、車輪の摩擦状態（安定／不安定）を判定する。
したがって、車輪と路面との間における摩擦状態をより正確に推定することができる。また、制動制御手段が、このように推定された摩擦状態を参照して制動制御を行うため、タイヤと路面との摩擦力を有効に活用して制動制御を行うことが可能な自動車とできる。
【０００９】
さらに、本発明に係る自動車によれば、ブレーキパッドに印加される圧力と車輪の回転状態との関係、あるいは、ナックルとブレーキキャリパとの締結部に生じる歪みの少なくとも何れかを示す物理量を検出し、検出された物理量に基づいて、車輪と路面との間における摩擦状態を推定するので、車輪と路面との間における摩擦状態をより正確に推定することが可能な摩擦状態推定方法とできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図を参照して本発明を適用した自動車の実施の形態を説明する。
（第１実施形態）
（構成）
図１は、本発明の第１実施形態に係る自動車１Ａの構成を示す概略図である。
図１において、自動車１Ａは、車速パルス発生器２と、車輪角速度センサ３と、ブレーキペダル４と、マスタシリンダ５と、リザーバ６と、ブレーキキャリパ７Ａと、マスタ圧センサ８ａと、キャリパ圧センサ８ｂと、ＡＢＳ油圧ユニット９と、油圧配管１０と、ブレーキディスク１１と、タイヤ１２と、ＡＢＳ制御部１００とを備えている。なお、ここでは、自動車１Ａが備える車輪のうち、左前輪を例に挙げて説明する。
【００１１】
車速パルス発生器２は、車輪の回転に応じた周期でパルス信号を発生し、発生したパルス信号を車輪角速度センサ３に出力する。
車輪角速度センサ３は、車速パルス発生器２から入力されたパルス信号から車輪の回転角速度を算出し、算出した車輪角速度をＡＢＳ制御部１００に出力する。
ブレーキペダル４は、マスタシリンダ５のピストンに連結されており、運転者による踏力をマスタシリンダ５に伝達する。
【００１２】
マスタシリンダ５は、ブレーキペダル４への踏力を油圧に変換する油圧シリンダであり、ブレーキペダル４の踏力によって発生された油圧を、油圧配管１０を介してブレーキキャリパ７Ａに出力する。
リザーバ６は、ブレーキ系統に供給されるブレーキフルードを備蓄するタンクである。
ブレーキキャリパ７Ａは、ブレーキディスク１１に押し当てられるブレーキパッドと、油圧室内に備えられ、ブレーキパッドを油圧によって押し当てるピストンとを有しており、油圧配管１０を介して油圧室内のピストンに油圧が伝達されると、ピストンがブレーキパッドをブレーキディスク１１に押し当て、その摩擦により制動力が発生する。
【００１３】
マスタ圧センサ８ａは、ブレーキペダル４が踏み込まれることによりマスタシリンダ５に発生している油圧（マスタ圧）を検出し、検出結果をＡＢＳ制御部１００に出力する。
キャリパ圧センサ８ｂは、ＡＢＳ油圧ユニット９からブレーキキャリパ７Ａに加えられる油圧（キャリパ圧）を検出し、検出結果をＡＢＳ制御部１００に出力する。
ＡＢＳ油圧ユニット９は、ＡＢＳ制御部１００によって入力されるＡＢＳ制御信号に応じて、キャリパ圧を制御する油圧制御バルブを開閉させ、ブレーキキャリパ７Ａがブレーキディスク１１にブレーキパッドを押し当てる際の油圧を変化させる。
【００１４】
油圧配管１０は、ＡＢＳ油圧ユニット９とブレーキキャリパ７Ａのピストンとを連結しており、ＡＢＳ油圧ユニット９からブレーキキャリパ７Ａに油圧を伝達する油圧経路を構成している。
ブレーキディスク１１は、タイヤ１２と一体的に回転する円盤状の部材であり、ブレーキキャリパ７Ａのブレーキパッドが押し当てられることにより、ブレーキパッドとの間で摩擦を発生する。
【００１５】
ＡＢＳ制御部１００は、車両状態を示す各種情報（車輪角速度センサ３から出力される車輪角速度、マスタ圧センサ８ａから出力されるマスタシリンダ５の油圧、あるいは、キャリパ圧センサ８ｂから出力されるブレーキキャリパ７Ａの油圧等）の入力を受け、後述する最大制動摩擦係数推定処理を実行することにより最大制動摩擦係数を推定すると共に、推定した最大制動摩擦係数に基づいて、ＡＢＳ制動の制御を行う。なお、ＡＢＳ制御部１００は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）にプログラムを組み込むことにより実現される。
【００１６】
（ＡＢＳ制御部１００の演算機能ブロック）
図２は、ＡＢＳ制御部１００における最大制動摩擦係数の推定を行う演算機能ブロックを示す図である。
図２において、ＡＢＳ制御部１００は、車輪角加速度演算部１０１と、ブレーキトルク演算部１０２と、勾配推定部１０３と、制動力推定部１０４と、最大制動力推定部１０５と、最大制動摩擦係数推定部１０６とを備えている。
車輪角加速度演算部１０１は、車輪角速度センサ２から入力される車輪角速度ω［ｒａｄ／ｓ］の変化率、即ち、車輪角加速度[ｒａｄ/ｓ２]を、１サンプル時間前の車輪角速度と新たに検出された車輪角速度との差をサンプル時間で除算する次式（１）によって算出する。
【００１７】
【数１】
2008162418.tif 000003
【００１８】
ブレーキトルク演算部１０２は、キャリパ圧センサ８ｂから入力されるブレーキキャリパ７Ａの油圧に基づいて、次式（２）に従い、車輪に加えられるブレーキトルクＴｂを算出する。
【００１９】
【数２】
2008162418.tif 000004
【００２０】
ただし、BEF：ブレーキ効力係数、p：液圧、A：シリンダ面積、rd：ブレーキ有効半径、rt：タイヤ有効半径である。
ここで、ブレーキトルク演算部１０２は、ブレーキキャリパ７Ａの油圧（キャリパ圧）を用いてブレーキトルクＴｂを算出するものとしたが、マスタシリンダ５に発生している圧力（マスタ圧）からキャリパ圧を推定し、この推定値を液圧ｐとして用いることで、ブレーキトルクＴｂを算出することができる。
【００２１】
このとき、ＡＢＳが作動する状況下においては、キャリパ圧は車輪の安定／不安定状態によって減圧、増圧が繰り返されることから、マスタ圧とは一致しないこととなる。そのため、ＡＢＳ油圧ユニット９内部に備えられた油圧制御バルブの開閉時間からキャリパ圧を推定し、（２）式のｐ（液圧）として算入することにより、ブレーキトルクＴｂを算出する。
勾配推定部１０３は、車輪角加速度をキャリパ圧で割った値（ゲイン：Ｌｉ）を、次式（３）によって算出する。
【００２２】
【数３】
2008162418.tif 000005
【００２３】
このＬｉは、ブレーキ圧力（キャリパ圧）の上昇に伴い車輪角加速度が比例して減速することに基づき、その減速度合いの変化を検出するために用いられるゲインである。
即ち、ゲインＬｉは、μ−Ｓ特性の制動摩擦係数μのピーク（制動力ピーク）を越えない安定領域では緩やかな勾配（Ｌ１）を示し、ピークを越えて車輪ロックが発生し易くなる不安定領域では急勾配（Ｌ２）となることから、Ｌｉの変化から車輪ロック傾向を検出する。
制動力推定部１０４は、車輪角加速度およびブレーキトルクを用いて、タイヤが発生する制動力Ｆｘを推定する。
即ち、車輪についての運動方程式を解くと、
【００２４】
【数４】
2008162418.tif 000006
となる。
（４）式をＦｘについて解くと、
【００２５】
【数５】
2008162418.tif 000007
【００２６】
したがって、制動力推定部１０４は、車輪角加速度およびブレーキトルクの入力を受けて、（５）式に従い制動力Ｆｘを推定する。
最大制動力推定部１０５は、勾配推定部１０３によって算出されたゲインＬｉが安定領域の値から不安定領域の値に変化したことを検出することにより、制動力のピークを推定する。
即ち、（５）式に（３）式を代入し、定数項をα、βとおくと、
Ｆｘ＝αＬｉｐ＋βＴｂ                                                  （６）
と表せることから、（６）式の両辺を時間微分すると、
【００２７】
【数６】
2008162418.tif 000008
となる。
【００２８】
この（７）式における右辺第２項は、運転者がブレーキペダル４を踏み込み、キャリパ圧が増すと、車輪ロック傾向の有無によらず値が増加することとなる。そのため、制動力Ｆｘのピーク値を求める上では、右辺第１項の変化に着目することが有効であると考えられる。
そこで、最大制動力推定部１０５は、制動力Ｆｘのピークを検出する際、制動力Ｆｘ全体の変化率によってピークを検出することに代えて、（７）式の右辺第１項におけるゲインＬｉが安定領域の値Ｌ１であるか、あるいは、不安定領域の値Ｌ２であるかを常時判定し、ゲインＬｉがＬ１からＬ２に変化したことを検出したときに、制動力Ｆｘのピークであると判定する。このとき、最大制動力推定部１０５は、ゲインＬｉがＬ１からＬ２に変化したときのキャリパ圧ｐおよびブレーキトルクＴｂを用いて、（６）式に従い、制動力Ｆｘを推定する。
【００２９】
最大制動摩擦係数推定部１０６は、最大制動力推定部１０５によって推定された制動力Ｆｘを輪荷重Ｗで除すことにより、最大制動摩擦係数μを推定する。
ここで、輪荷重Ｗは、静止状態の輪荷重と制動時の車体に発生するモーメントのつりあいから、次式（８）の関係を有する。
２・ΔＷＬ＝ｍｇＨ                                                        （８）
ただし、ΔＷは前２輪の荷重の増加分（後２輪の荷重の減少分）であり、前後方向の車体加速度に比例する。また、ｍは車両質量、ｇは重力加速度、Ｌはホイールベース、Ｈは車両重心高である。
また、制動時の各車輪の輪荷重は、車両静止時の各車輪の輪荷重をＷ０とすると、
前輪：Ｗｆ＝Ｗ０＋ΔＷ／２
後輪：Ｗｒ＝Ｗ０−ΔＷ／２                                                （９）
と表される。
これら（６）〜（９）式より、次式（１０）に従って、最大制動摩擦係数推定部１０６は、最大制動摩擦係数μを算出する。
μ＝Ｆｘ／Ｗ                                                            （１０）
【００３０】
（制御フローチャート）
次に、ＡＢＳ制御部１００が実行する最大制動摩擦係数推定処理について説明する。
図３は、ＡＢＳ制御部１００が実行する最大制動摩擦係数推定処理を示すフローチャートである。最大制動摩擦係数推定処理は、自動車１Ａのイグニションオンと共に開始される。
図３において、最大制動摩擦係数推定処理が開始されると、ＡＢＳ制御部１００は、車輪角加速度演算部１０１によって、車速パルス信号から車輪角加速度を算出する（ステップＳ１）。
【００３１】
次に、ＡＢＳ制御部１００は、ブレーキトルク演算部１０２によって、キャリパ圧からブレーキトルクＴｂを算出する（ステップＳ２）。
続いて、ＡＢＳ制御部１００は、制動力推定部１０４によって、車輪角加速度およびブレーキトルクから制動力Ｆｘを算出し（ステップＳ３）、勾配推定部１０３によって、ゲインＬｉを算出する（ステップＳ４）。
【００３２】
そして、ＡＢＳ制御部１００は、最大制動力推定部１０５によって、ゲインＬｉを安定領域の値Ｌ１および不安定領域の値Ｌ２と比較演算し（ステップＳ５）、ゲインＬｉの値が安定領域の値Ｌ１から不安定領域の値Ｌ２に変化したか否かの判定を行う（ステップＳ６）。
ステップＳ６において、ゲインＬｉの値が安定領域の値Ｌ１から不安定領域の値Ｌ２に変化していないと判定した場合、ＡＢＳ制御部１００は、ステップＳ４の処理に移行する。
【００３３】
一方、ステップＳ６において、ゲインＬｉの値が安定領域の値Ｌ１から不安定領域の値Ｌ２に変化したと判定した場合、ＡＢＳ制御部１００は、最大制動力推定部１０５によって、このときのキャリパ圧ｐおよびブレーキトルクＴｂから最大制動力Ｆｘを推定する（ステップＳ７）。
そして、ＡＢＳ制御部１００は、最大制動摩擦係数推定部１０６によって、最大制動力Ｆｘを輪荷重Ｗで除し、最大制動摩擦係数μを推定する（ステップＳ８）。
【００３４】
ステップＳ８の後、ＡＢＳ制御部１００は、イグニションオフとされるまで最大制動摩擦係数推定処理を繰り返す。
なお、ステップＳ６において、自動車１Ａの減速度として異常な値となる車輪角加速度の閾値を設定し、車輪角加速度が、その閾値を超えている場合（異常な減速度に該当する場合）に、ゲインＬｉの値が安定領域の値Ｌ１から不安定領域の値Ｌ２に変化したか否かの判定を行うよう判定条件を付加することができる。この場合、安定領域において誤判定が発生する頻度を低減することができる。
【００３５】
（動作）
次に、自動車１Ａの動作を説明する。
自動車１Ａがイグニションオン状態とされると、最大制動摩擦係数推定処理が開始され、自動車１Ａの運転中は、常時、最大制動摩擦係数推定処理が実行される。
そして、自動車１Ａの運転者がブレーキペダル４を踏み込むと、マスタ圧が上昇し、油圧配管１０を介してブレーキキャリパ７Ａに油圧が伝達される。
すると、ブレーキキャリパ７Ａのブレーキパッドがブレーキディスク１１に押し当てられ、その摩擦により車輪の回転速度が減少していく。
【００３６】
このとき、ＡＢＳ制御部１００では、車輪角速度およびキャリパ圧の入力を受けて、車輪角加速度およびブレーキトルクを算出し、これらを基に制動力を推定する。
そして、ＡＢＳ制御部１００は、車輪角加速度とキャリパ圧の比（ゲインＬｉ）を算出し、ゲインＬｉが安定領域の値Ｌ１から不安定領域の値Ｌ２に変動したと判定すると、そのときのキャリパ圧およびブレーキトルクから制動力のピークを推定する。
【００３７】
ここで、ゲインＬｉは、車輪角加速度をキャリパ圧で除した値であり、車輪が安定な状態と不安定な状態とで明瞭に特徴（傾きの変化）が表れるものである。
さらに、ＡＢＳ制御部１００は、ピークとして推定した制動力を輪荷重で除すことにより、最大制動摩擦係数を推定する。
この後、自動車１Ａは、推定した最大制動摩擦係数を目標値としてＡＢＳ制御を行う。
【００３８】
本実施形態においては、キャリパ圧をキャリパ圧センサ８ｂによって検出しているため、安定領域から不安定領域に移行した直前のキャリパ圧の絶対値を用いて、ＡＢＳ制御において許容される最大のキャリパ圧を容易に決定することができる。
以上のように、本実施形態に係る自動車１Ａは、車輪角加速度とキャリパ圧との比の変動に基づいて、車輪の摩擦状態（安定／不安定）を判定する。
【００３９】
したがって、制動操作によって車輪に加えられる力と、路面との摩擦に基づいて生じる車輪の回転状態との関係が適確に反映される指標によって車輪の摩擦状態を判定できるため、車輪と路面との間における摩擦状態を正確に推定することができる。
即ち、本実施形態に係る自動車１Ａにおいては、ブレーキ圧の上昇に伴い車輪の角加速度が減少することを１次近似（ゲインＬｉ）で表すこととした。
【００４０】
図４は、μ−Ｓ特性を示す模式図である。
図４において、制動摩擦係数がピークを越えない範囲（安定領域）では、車輪角加速度は緩やかに減少し、ピーク以降の範囲（不安定領域）では急激に減少するものである。
この車輪角加速度とブレーキ圧（キャリパ圧）との関係を図示すると、図５のようになる。
【００４１】
図５は、ブレーキ圧と車輪角加速度との関係を示す図である。
図５においては、運転者が制動を開始し、ブレーキ圧が上昇するに伴い車輪角加速度が減速していく過程を表しており、安定領域の圧力上昇では角加速度が閾値（例えば50[rad/s2]）を越えない範囲で緩い減速度となる。制動初期から1.5[Mpa]近傍までの制動では、ゲインＬ１は緩やかな傾きとなり、Ｌ１＝１５[(rad/s2)/Mpa]程度である。さらに圧力上昇が継続されると、閾値近傍以上から車輪角加速度は急減少を開始し不安定傾向が強くなり、最終的には車輪ロックとなる。この時のゲインＬ２はＬ２＝５００[(rad/s2)/Mpa]程度である。なお、検出データに対して、１０Ｈｚ程度のローパスフィルター処理によりノイズ除去している。実時間処理において１０ｍｓ程度の遅れを発生するが、制動力ピーク推定への影響は小さい。
【００４２】
図６は、本実施形態における自動車１Ａの制動力Ｆｘ、車輪角加速度ｄω／ｄｔおよびブレーキトルクＴｂの制動時における時間変化の一例を示す図である。
図６において、ｔ＝２．６〜２．７［ｓ］付近で車輪のロック傾向が発生しており、以後もブレーキトルクＴｂは時間と共に増加している。一方、車輪角加速度ｄω／ｄｔおよび制動力Ｆｘはｔ＝２．７［ｓ］の後、急激に減少している。
【００４３】
本実施形態における自動車１Ａは、キャリパ圧と車輪角加速度の比（ゲインＬｉ）によって、制動操作によって車輪に加えられる力（キャリパ圧）と、路面との摩擦に基づいて生じる車輪の回転状態（車輪角加速度の急激な減少）との関係を適確に反映させて、車輪と路面との間における摩擦状態を正確に推定することを可能としている。
また、本実施形態においては、車輪が不安定状態となったときのキャリパ圧が把握できるため、以後のＡＢＳ制御において、ピークとなる制動力を発生すると考えられるキャリパ圧の制御目標値を容易に把握することができ、ＡＢＳ制御を効果的に行うことが可能となる。
【００４４】
なお、本実施形態においては、車速パルス発生器２、車輪角速度センサ３、キャリパ圧センサ８ｂおよび車輪角加速度演算部１０１が物理量検出手段を構成し、ＡＢＳ制御部１００が摩擦状態推定手段を構成し、車速パルス発生器２、車輪角速度センサ３および車輪角加速度演算部１０１が角加速度検出手段を構成し、キャリパ圧センサ８ｂがキャリパ圧検出手段を構成し、ＡＢＳ制御部１００が制動制御手段を構成している。
【００４５】
（第１実施形態の効果）
（１）摩擦状態推定手段が、ブレーキパッドに印加される圧力と車輪の回転状態との関係を示す物理量に基づいて、車輪の摩擦状態（安定／不安定）を判定する。
したがって、制動操作によって車輪に加えられる力と、路面との摩擦に基づいて生じる車輪の回転状態との関係を適確に反映させて車輪の摩擦状態を判定できるため、車輪と路面との間における摩擦状態をより正確に推定することができる。
【００４６】
（２）角加速度検出手段によって車輪の回転角加速度が検出され、キャリパ圧検出手段によってピストンがブレーキパッドに印加する圧力が検出され、物理量検出手段は、車輪の回転角加速度とキャリパ圧検出手段が検出した圧力との比を検出し、摩擦状態推定手段が、この比を基に車輪と路面との間における摩擦状態を推定するので、制動操作によって車輪に加えられる力と、路面との摩擦に基づいて生じる車輪の回転状態との関係が適確に反映される指標によって、車輪と路面との間における摩擦状態を正確に推定することが可能となる。
【００４７】
（３）物理量検出手段は、車輪の回転角加速度と圧力との比を一次近似した勾配として順次検出し、摩擦状態推定手段は、この勾配の値が減少したときに、車輪と路面との制動力におけるピークであると判定するので、このピークを明確に判定することができる。
（４）摩擦状態推定手段は、車輪の回転角加速度が設定された閾値を超えている場合に、車輪と路面との制動力におけるピークの判定を行うので、確実に不安定状態となった場合にのみ、制動力のピーク検出が行われる処理とすることができる。
【００４８】
（５）摩擦状態推定手段が、ブレーキパッドに印加される圧力と車輪の回転状態との関係を示す物理量に基づいて、車輪の摩擦状態（安定／不安定）を判定する。
したがって、制動操作によって車輪に加えられる力と、路面との摩擦に基づいて生じる車輪の回転状態との関係を適確に反映させて車輪の摩擦状態を判定できるため、車輪と路面との間における摩擦状態をより正確に推定することができる。また、制動制御手段が、このように推定された摩擦状態を参照して制動制御を行うため、タイヤと路面との摩擦力を有効に活用して制動制御を行うことが可能な自動車とできる。
【００４９】
（６）ブレーキパッドに印加される圧力と車輪の回転状態との関係を示す物理量を検出し、検出された物理量に基づいて、車輪と路面との間における摩擦状態を推定するので、制動操作によって車輪に加えられる力と、路面との摩擦に基づいて生じる車輪の回転状態との関係を適確に反映させて車輪の摩擦状態を判定できるため、車輪と路面との間における摩擦状態をより正確に推定できる摩擦状態推定方法とできる。
【００５０】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
（構成）
図７は、本実施形態に係る自動車１Ｂの構成を示す概略図である。
図７において、自動車１Ｂの構成は、第１実施形態に係る自動車１Ａに対し、ブレーキキャリパ７Ｂの構造およびＡＢＳ制御部２００における制御方法が異なるものである。
したがって、以下の説明において、第１実施形態と同様の部分については、第１実施形態における説明を参照することとし、異なる部分を主として説明する。
ブレーキキャリパ７Ｂは、ブレーキディスク１１に押し当てられるブレーキパッドと、油圧室内に備えられ、ブレーキパッドを油圧によって押し当てるピストンとを有しており、油圧配管１０を介して油圧室内のピストンに油圧が伝達されると、ピストンがブレーキパッドをブレーキディスク１１に押し当て、その摩擦により制動力が発生する。
【００５１】
また、ブレーキキャリパ７Ｂには、ブレーキディスク１１とブレーキパッドの摩擦により制動機構に生ずる歪みを検出するためのセンサが設置されている。
図８は、自動車１Ｂの制動機構の構成を示す概略図である。
図８において、自動車１Ｂの制動機構は、ナックル３０１と、ナックルとブレーキキャリパ７Ｂとの締結部３０２Ａ，３０２Ｂと、締結部３０２Ｂに設置された応力センサ３０３Ａ，３０３Ｂおよび３０３Ｃ，３０３Ｄと、ブレーキキャリパ７Ｂと、ブレーキディスク１１とを備えている。
これらのうち、ナックル３０１は、ハブを介して車輪を支持すると共に、サスペンションアームを介して車体に連結されており、締結部３０２Ａ，３０２Ｂを介してブレーキキャリパ７Ｂを支持している。
【００５２】
締結部３０２Ａ，３０２Ｂは、図８の側面図において、ブレーキキャリパ７Ｂの車軸側上端部および下端部に形成された２箇所のボルト部と、ナックル３０１から外方に伸びる上下２本の腕に形成され、ブレーキキャリパ７Ｂのボルト部をそれぞれ挿通する挿通孔と、ブレーキキャリパ７Ｂの挿通孔に挿通されたナックル３０１のボルト部それぞれに螺嵌されるナットとによって構成される。このような構成によってナックル３０１とブレーキキャリパ７Ｂとが締結されており、ブレーキキャリパ７Ｂのブレーキパッドがブレーキディスクに押し当てられると、締結部３０２Ａ，３０２Ｂには、その摩擦による僅かな歪みが生じることとなる。
応力センサ３０３Ａ，３０３Ｂおよび３０３Ｃ，３０３Ｄは、それぞれ歪みゲージによって構成されており、締結部３０２Ｂにおける歪みを検出可能な位置に設置されている。なお、応力センサ３０３Ａ，３０３Ｂおよび３０３Ｃ，３０３Ｄを締結部３０２Ａに設置することも可能である。
【００５３】
図９は、応力センサ３０３Ａ，３０３Ｂおよび３０３Ｃ，３０３Ｄの具体的設置方法の一例を示す図である。
図９において、応力センサ３０３Ａ，３０３Ｂおよび３０３Ｃ，３０３Ｄは、締結部３０２Ｂ側の腕、即ち、ナックル３０１の上下２本の腕のうち下側の腕（以下、「センサ設置腕」と言う。）に設置されており、応力センサ３０３Ａ，３０３Ｂが直交した状態でセンサ設置腕の上面に貼付されていると共に、応力センサ３０３Ｃ，３０３Ｄが直交した状態で、センサ設置腕の下面に貼付されている。
【００５４】
この応力センサ３０３Ａ，３０３Ｂおよび３０３Ｃ，３０３Ｄによって検出された歪み量は、不図示のストレインアンプにより増幅され、増幅された電圧値σがＡＢＳ制御部２００に出力される。
なお、ＡＢＳ制御部２００において、応力センサ３０３Ａ，３０３Ｂおよび３０３Ｃ，３０３Ｄから入力された電圧値は、例えば、図１０に示す関係に従って、ブレーキトルクとして検出できるようにゲイン補正される。このとき、歪み量（電圧値σ）とブレーキトルクとの関係は、台上試験における計測器の読み取り値、例えばロードセルなどを用いて予め計測された値を参照して規定することができる。なお、本実施形態においては、歪み量にゲインＫｉを乗じることでブレーキトルクＴｂに換算されるものとして説明する。
【００５５】
また、このようなブレーキトルクの検出過程において、歪みゲージ（応力センサ３０３Ａ，３０３Ｂおよび３０３Ｃ，３０３Ｄ）の取付け角度は検出精度に影響を及ぼすため角度補正が行われる。このとき、制動力が発生した時のブレーキキャリパ７Ｂの回転モーメント方向が、ブレーキディスク１１の回転方向と同じ方向であり、ナックル締結部に発生する応力としては捻りトルクを検出するよう歪みゲージを貼り付けることで、所望のモーメント量をブレーキトルクとして検出することが可能となる。
【００５６】
本実施形態においては、締結部３０２Ａ，３０２Ｂが略円筒形状となっており、９０度の角度で交差する２枚の歪みゲージを１組として、円筒面上で表裏の関係にある位置に対称に貼付している。このような設置方法とすることで、捻りトルクを検出することが容易となり、温度補償も含めた構成とできる。
なお、ナックル３０１に円筒形状部位が存在しない場合は、ブレーキキャリパ７Ｂ側の締結部で円筒形となっている部位において同様のゲージ構成とし、所望の捻りトルクを検出することが可能である。
【００５７】
図７に戻り、ＡＢＳ制御部２００は、車両状態を示す各種情報（車輪角速度センサ３から出力される車輪角速度、マスタ圧センサ８ａから出力されるマスタシリンダ５の油圧、キャリパ圧センサ８ｂから出力されるブレーキキャリパ７Ａの油圧、あるいは、応力センサ３０３Ａ，３０３Ｂおよび３０３Ｃ，３０３Ｄによって検出された歪み量（電圧値σ）等）の入力を受け、後述する最大制動摩擦係数推定処理を実行することにより最大制動摩擦係数を推定すると共に、推定した最大制動摩擦係数に基づいて、ＡＢＳ制動の制御を行う。なお、ＡＢＳ制御部２００は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）にプログラムを組み込むことにより実現される。
【００５８】
（ＡＢＳ制御部２００の演算機能ブロック）
図１１は、ＡＢＳ制御部２００における最大制動摩擦係数の推定を行う演算機能ブロックを示す図である。
図１１において、ＡＢＳ制御部２００は、車輪角加速度演算部２０１と、ブレーキトルク演算部２０２と、勾配推定部２０３ａ，２０３ｂと、制動力推定部２０４と、最大制動力推定部２０５と、最大制動摩擦係数推定部２０６とを備えている。
車輪角加速度演算部２０１は、車輪角速度センサ２から入力される車輪角速度ω［ｒａｄ／ｓ］の変化率、即ち、車輪角加速度[ｒａｄ/ｓ２]を、１サンプル時間前の車輪角速度と新たに検出された車輪角速度との差を単位時間で除算する次式（１１）によって算出する。
【００５９】
【数７】
2008162418.tif 000009
【００６０】
ブレーキトルク演算部２０２は、応力センサ３０３Ａ，３０３Ｂおよび３０３Ｃ，３０３Ｄから入力される歪み量（電圧値）σにゲインＫｉを乗じ、ブレーキトルクＴｂを算出する。ここで算出されるブレーキトルクＴｂは、キャリパ圧あるいはマスタ圧から算出する場合に比べ、タイヤと路面との間に作用する力の影響をより直接的に測定した値に基づくものであるため、算出した値がより正確なものとなる。
勾配推定部２０３ａは、ブレーキトルク演算部２０２から入力されるブレーキトルクＴｂを、１サンプル時間前のブレーキトルクＴｂ（ｔ）と新たに検出されたブレーキトルクＴｂ（ｔ＋Δｔ）との差（勾配）をサンプル時間で除算する次式（１２）によって算出する。
【００６１】
【数８】
2008162418.tif 000010
【００６２】
このように算出される差分値により、時系列でのブレーキトルクＴｂの勾配変動を検出できるので、この勾配を次式（１３）のように定義する。
【００６３】
【数９】
2008162418.tif 000011
【００６４】
図１２は、ブレーキトルクＴｂの変動を示す模式図である。
図１２に示すように、ブレーキトルクＴｂは、ブレーキ４が踏み込まれ、キャリパ圧が増すと、安定領域ではほぼ一定の傾きで増加していくと共に、不安定傾向が生じると徐々に傾きが減少し、不安定領域では、急激に減少するという特徴を有している。
そこで、ブレーキトルクＴｂの勾配Ｋｉが（１４）式のような関係を有することに鑑みて、勾配推定部２０３ａは、新たに算出されたブレーキトルクＴｂの勾配を直前の算出値と比較演算する。
【００６５】
【数１０】
2008162418.tif 000012
【００６６】
勾配推定部２０３ｂは、車輪角加速度をキャリパ圧で割った値（ゲイン：Ｌｉ）を、次式（１３）によって算出する。
【００６７】
【数１１】
2008162418.tif 000013
【００６８】
このＬｉは、ブレーキ圧力（キャリパ圧）の上昇に伴い車輪角加速度が比例して減速することに基づき、その減速度合いの変化を検出するために用いられるゲインである。
制動力推定部２０４は、車輪角加速度およびブレーキトルクの入力を受けて、次式（１６）に従い制動力Ｆｘを推定する。
【００６９】
【数１２】
2008162418.tif 000014
【００７０】
ここで、本実施形態におけるブレーキトルクＴｂの値は、上述のように、キャリパ圧あるいはマスタ圧から算出する場合に比べ、タイヤと路面との間に作用する力の影響をより直接的に測定した値に基づくものであるため、算出した値がより正確なものとなっており、そのため、ここで算出される制動力Ｆｘの絶対値もより信頼性が高いものとなっている。
最大制動力推定部２０５は、勾配推定部２０３ａによって算出されたブレーキトルクの勾配と、勾配推定部２０３ｂによって算出されたゲインＬｉとに基づいて、次式（１７）の関係を基に、制動力のピークを推定する。なお、（１７）式におけるα，βの定義は、第１実施形態における（６）式と同様である。
【００７１】
【数１３】
2008162418.tif 000015
【００７２】
即ち、（１７）式の右辺第１項のゲインＬｉおよび右辺第２項のブレーキトルクＴｂの勾配（即ち、Ｋｉ）は、安定領域から不安定領域への移行に伴い、それぞれ有意な変化を示すため、最大制動力推定部２０５は、制動力Ｆｘのピークを検出する際、制動力Ｆｘ全体の変化率によってピークを検出することに代えて、（１７）式の右辺におけるゲインＬｉおよびブレーキトルクＴｂの勾配Ｋｉが、安定領域の値であるか、あるいは、不安定領域の値であるかを常時判定し、ゲインＬｉがＬ１からＬ２に変化したこと、あるいは、勾配ＫｉがＫ１からＫ２に変化したことを検出したときに、制動力Ｆｘのピークであると判定する。このとき、最大制動力推定部２０５は、ゲインＬｉがＬ１からＬ２に変化したとき、あるいは、勾配ＫｉがＫ１からＫ２に変化したときのキャリパ圧ｐおよびブレーキトルクＴｂを用いて、第１実施形態と同様に、（６）式に従い、制動力Ｆｘを推定する。
【００７３】
なお、安定領域から不安定領域に移行したことの検出条件は、ゲインＬｉおよびブレーキトルクＴｂの勾配Ｋｉの両方が安定領域の値から不安定領域の値に変化すること（論理積）およびゲインＬｉおよびブレーキトルクＴｂの勾配Ｋｉのいずれかが安定領域の値から不安定領域の値に変化すること（論理和）のいずれかとすることが可能である。
最大制動摩擦係数推定部２０６は、次式（１８）に従って、最大制動力推定部２０５によって推定された制動力Ｆｘを輪荷重Ｗで除すことにより、最大制動摩擦係数μを推定する。
μ＝Ｆｘ／Ｗ                                                            （１８）
ここで、本実施形態において推定される制動力Ｆｘは、上述の通り、信頼性の高い値となるため、ここで推定される最大制動摩擦係数μも信頼性の高いものとなっている。
【００７４】
（制御フローチャート）
次に、ＡＢＳ制御部２００が実行する最大制動摩擦係数推定処理について説明する。
図１３は、ＡＢＳ制御部２００が実行する最大制動摩擦係数推定処理を示すフローチャートである。最大制動摩擦係数推定処理は、自動車１Ｂのイグニションオンと共に開始される。
図１３において、最大制動摩擦係数推定処理が開始されると、ＡＢＳ制御部２００は、車輪角加速度演算部２０１によって、車速パルス信号から車輪角加速度を算出する（ステップＳ１０１）。
【００７５】
次に、ＡＢＳ制御部２００は、ブレーキトルク演算部２０２によって、応力センサ３０３Ａ，３０３Ｂおよび３０３Ｃ，３０３Ｄから歪み量を取得し（ステップＳ１０２）、取得した歪み量からブレーキトルクＴｂを算出する（ステップＳ１０３）。
続いて、ＡＢＳ制御部２００は、制動力推定部２０４によって、車輪角加速度およびブレーキトルクから制動力Ｆｘを算出し（ステップＳ１０４）、勾配推定部２０３ａによってブレーキトルクの勾配Ｋｉを、勾配推定部２０３ｂによってゲインＬｉを算出する（ステップＳ１０５）。
【００７６】
そして、ＡＢＳ制御部２００は、最大制動力推定部２０５によって、勾配ＫｉおよびゲインＬｉをそれぞれ安定領域の値Ｋ１，Ｌ１および不安定領域の値Ｋ２，Ｌ２と比較演算し（ステップＳ１０６）、勾配ＫｉあるいはゲインＬｉの値が安定領域の値Ｋ１，Ｌ１から不安定領域の値Ｋ２，Ｌ２に変化したか否かの判定を行う（ステップＳ１０７）。
ステップＳ１０７において、勾配ＫｉおよびゲインＬｉの値がいずれも安定領域の値Ｋ１，Ｌ１から不安定領域の値Ｋ２，Ｌ２に変化していないと判定した場合、ＡＢＳ制御部２００は、ステップＳ１０５の処理に移行する。
【００７７】
一方、ステップＳ１０７において、勾配ＫｉあるいはゲインＬｉの値のいずれかが安定領域の値Ｋ１，Ｌ１から不安定領域の値Ｋ２，Ｌ２に変化したと判定した場合、ＡＢＳ制御部２００は、最大制動力推定部２０５によって、このときのキャリパ圧ｐおよびブレーキトルクＴｂから最大制動力Ｆｘを推定する（ステップＳ１０８）。
そして、ＡＢＳ制御部２００は、最大制動摩擦係数推定部２０６によって、最大制動力Ｆｘを輪荷重Ｗで除し、最大制動摩擦係数μを推定する（ステップＳ１０９）。
ステップＳ１０９の後、ＡＢＳ制御部２００は、イグニションオフとされるまで最大制動摩擦係数推定処理を繰り返す。
【００７８】
（動作）
次に、自動車１Ｂの動作を説明する。
自動車１Ｂがイグニションオン状態とされると、最大制動摩擦係数推定処理が開始され、自動車１Ｂの運転中は、常時、最大制動摩擦係数推定処理が実行される。
そして、自動車１Ｂの運転者がブレーキペダル４を踏み込むと、マスタ圧が上昇し、油圧配管１０を介してブレーキキャリパ７Ｂに油圧が伝達される。
すると、ブレーキキャリパ７Ｂのブレーキパッドがブレーキディスク１１に押し当てられ、その摩擦によりブレーキキャリパ７Ｂの締結部３０２Ａ，３０２Ｂに歪みが生じると共に、車輪の回転速度が減少していく。
【００７９】
このとき、応力センサ３０３Ａ，３０３Ｂおよび３０３Ｃ，３０３Ｄによって締結部３０２Ｂ（センサ設置腕）に生じた歪み量が検出される。
すると、ＡＢＳ制御部２００では、検出された歪み量と車輪角速度の入力を受けて、車輪角加速度およびブレーキトルクを算出し、これらを基に制動力を推定する。
ここで、本実施形態におけるブレーキトルクの値は、上述の通り、タイヤと路面との間に作用する力の影響をより直接的に測定した値に基づくものであり、このブレーキトルクを用いて算出される制動力Ｆｘの絶対値もより信頼性が高いものとなっている。
【００８０】
また、ＡＢＳ制御部２００は、キャリパ圧の入力を受けて、車輪角加速度とキャリパ圧の比（ゲインＬｉ）を算出すると共に、ブレーキトルクの勾配Ｋｉを算出する。
そして、ＡＢＳ制御部２００は、勾配ＫｉあるいはゲインＬｉの値が安定領域の値Ｋ１，Ｌ１から不安定領域の値Ｋ２，Ｌ２に変化したと判定すると、そのときのキャリパ圧およびブレーキトルクから制動力のピークを推定する。
【００８１】
ここで、ゲインＬｉは、車輪角加速度をキャリパ圧で除した値であり、車輪が安定な状態と不安定な状態とで明瞭に特徴（傾きの変化）が表れるものである。
また、勾配Ｋｉは、ブレーキトルクの変化率であり、車輪が安定な状態ではほぼ一定であり、不安定傾向を生じると、大きく傾き（勾配）が変化するものである。
さらに、ＡＢＳ制御部２００は、ピークとして推定した制動力を輪荷重で除すことにより、最大制動摩擦係数を推定する。
【００８２】
この後、自動車１Ｂは、推定した最大制動摩擦係数を目標値としてＡＢＳ制御を行う。
以上のように、本実施形態に係る自動車１Ｂは、車輪角加速度とキャリパ圧との比の変動、および、制動時にキャリパとナックルとの締結部に生じる歪み量を基に算出したブレーキトルクの変動と基づいて、車輪の摩擦状態（安定／不安定）を判定する。
このキャリパとナックルとの締結部に生じる歪み量は、タイヤと路面との間に作用する力の影響をより直接的に表すものであるため、キャリパ圧あるいはマスタ圧からブレーキトルクを算出する場合に比べ、より正確な値を取得することができる。
【００８３】
したがって、制動操作によって車輪と路面とに生じる実際の摩擦がより直接的に反映される指標を要素として車輪の摩擦状態を判定できるため、車輪と路面との間における摩擦状態を正確に推定することができる。
即ち、本実施形態に係る自動車１Ｂにおいては、制動時にキャリパに発生するモーメントの動的な変動から得たブレーキトルクを用いて、制動力ピークを高い精度で推定している。
【００８４】
図１４は、本実施形態における自動車１Ｂの制動力Ｆｘ、車輪角加速度ｄω／ｄｔおよびブレーキトルクＴｂの制動時における時間変化の一例を示す図である。
図１４において、ｔ＝２．６〜２．７［ｓ］付近で車輪のロック傾向が発生しており、このとき、ブレーキトルクＴｂは従前の増加傾向から傾きが０の状態となっていると共に、以後、減少する状態となる。また、車輪角加速度ｄω／ｄｔおよび制動力Ｆｘは車輪ロック傾向の発生に従いｔ＝２．７［ｓ］の後、急激に減少している。
【００８５】
キャリパ圧（あるいはマスタ圧）からブレーキトルクを推定する場合、車輪がロック傾向を生じ、制動力が減少する状況下においても、運転者がブレーキペダルを踏み込むことによりブレーキトルクの推定値が増加し、その乖離によって、制動力のピーク値や最大制動摩擦係数の推定値に誤差が生じる。これに対し、本実施形態のように、制動時にキャリパ（締結部）に発生するモーメントからブレーキトルクを算出する場合、車輪ロック傾向の発生によって制動力が減少する状態を適確に反映したブレーキトルクを求めることができ、車輪と路面との間における摩擦状態を正確に推定することが出来ると共に、制動力あるいは制動摩擦係数の正確な値を推定することができる。
なお、本実施形態においては、応力センサ３０３Ａ〜３０３Ｄおよびブレーキトルク演算部２０２が物理量検出手段を構成し、ＡＢＳ制御部２００が摩擦状態推定手段を構成し、応力センサ３０３Ａ〜３０３Ｄが歪み検出手段を構成している。
【００８６】
（第２実施形態の効果）
（１）摩擦状態推定手段が、ナックルとブレーキキャリパとの締結部に生じる歪みを示す物理量に基づいて、車輪の摩擦状態（安定／不安定）を判定する。
したがって、制動操作によって車輪と路面とに生じる実際の摩擦がより直接的に反映される指標を要素として車輪の摩擦状態を判定できるため、車輪と路面との間における摩擦状態をより正確に推定することができる。
（２）物理量検出手段は、ブレーキトルクの勾配を順次検出し、摩擦状態推定手段は、この勾配の値が減少したときに、車輪と路面との制動力におけるピークであると判定するので、このピークを明確に判定することができる。
【００８７】
（３）摩擦状態推定手段は、前記物理量検出手段によって検出された車輪の回転角加速度と該圧力との比を一次近似した勾配およびブレーキトルクの勾配をそれぞれ直前の検出値と比較し、制動時において、これら勾配の少なくともいずれかが減少したときに、車輪と路面との制動力におけるピークであると判定するので、このピークを明確に、かつ、確実に判定することができる。
また、複数の情報から摩擦力が推定され、これに基づいて制駆動力が推定されるため、車両の状態に関わらず制駆動力あるいは車輪と路面との摩擦状態を検出することができ、検出精度を向上することができる。
【００８８】
（４）摩擦状態推定手段が、物理量検出手段によって検出されたブレーキトルクを要素として制動力を算出するので、制動力を正確に推定することができる。
（５）摩擦状態推定手段が、ナックルとブレーキキャリパとの締結部に生じる歪みを示す物理量に基づいて、車輪の摩擦状態（安定／不安定）を判定する。
したがって、制動操作によって車輪に加えられる力と、路面との摩擦に基づいて生じる車輪の回転状態との関係を適確に反映させて車輪の摩擦状態を判定できるため、車輪と路面との間における摩擦状態をより正確に推定することができる。また、制動制御手段が、このように推定された摩擦状態を参照して制動制御を行うため、タイヤと路面との摩擦力を有効に活用して制動制御を行うことが可能な自動車とできる。
【００８９】
（６）ナックルとブレーキキャリパとの締結部に生じる歪みを示す物理量を検出し、検出された物理量に基づいて、車輪と路面との間における摩擦状態を推定するので、制動操作によって車輪に加えられる力と、路面との摩擦に基づいて生じる車輪の回転状態との関係を適確に反映させて車輪の摩擦状態を判定できるため、車輪と路面との間における摩擦状態をより正確に推定できる摩擦状態推定方法とできる。
【００９０】
（応用例）
第２実施形態においては、車輪角加速度をキャリパ圧で割ったゲインＬｉとブレーキトルクの勾配Ｋｉとを参照し、これらの変動から車輪の摩擦状態（安定／不安定）を判定することとしたが、本応用例においては、ブレーキトルクの勾配Ｋｉのみを参照して車輪の摩擦状態を判定する。
即ち、車輪が安定状態の間はブレーキトルクの勾配Ｋｉが一定の値であるのに対し、車輪ロック傾向が生じると勾配Ｋｉが減少していくことを利用し、制動時における勾配Ｋｉの減少を検出して、車輪が安定状態から不安定状態へと遷移しているものと判定する。
この場合、より簡単な構成で車輪の摩擦状態を推定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】本発明の第１実施形態に係る自動車１Ａの構成を示す概略図である。
【図２】ＡＢＳ制御部１００における最大制動摩擦係数の推定を行う演算機能ブロックを示す図である。
【図３】ＡＢＳ制御部１００が実行する最大制動摩擦係数推定処理を示すフローチャートである。
【図４】μ−Ｓ特性を示す模式図である。
【図５】ブレーキ圧と車輪角加速度との関係を示す図である。
【図６】本実施形態における自動車１Ａの制動力Ｆｘ、車輪角加速度ｄω／ｄｔおよびブレーキトルクＴｂの制動時における時間変化の一例を示す図である。
【図７】本実施形態に係る自動車１Ｂの構成を示す概略図である。
【図８】自動車１Ｂの制動機構の構成を示す概略図である。
【図９】応力センサ３０３Ａ，３０３Ｂおよび３０３Ｃ，３０３Ｄの具体的設置方法の一例を示す図である。
【図１０】歪み量とブレーキトルクとの関係を示す図である。
【図１１】ＡＢＳ制御部２００における最大制動摩擦係数の推定を行う演算機能ブロックを示す図である。
【図１２】ブレーキトルクＴｂの変動を示す模式図である。
【図１３】ＡＢＳ制御部２００が実行する最大制動摩擦係数推定処理を示すフローチャートである。
【図１４】本実施形態における自動車１Ｂの制動力Ｆｘ、車輪角加速度ｄω／ｄｔおよびブレーキトルクＴｂの制動時における時間変化の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００９２】
１Ａ，１Ｂ  自動車、２  車速パルス発生器、３  車輪角速度センサ、４  ブレーキペダル、５  マスタシリンダ、６  リザーバ、７Ａ，７Ｂ  ブレーキキャリパ、８ａ  マスタ圧センサ、８ｂ  キャリパ圧センサ、９  ＡＢＳ油圧ユニット、１０  油圧配管、１１  ブレーキディスク、１２  タイヤ、１００，２００  ＡＢＳ制御部、１０１，２０１  車輪角加速度演算部、１０２，２０２  ブレーキトルク演算部、１０３，２０３ａ，２０３ｂ  勾配推定部、１０４，２０４  制動力推定部、１０５，２０５  最大制動力推定部、１０６，２０６  最大制動摩擦係数推定部、３０１  ナックル、３０２Ａ，３０２Ｂ  締結部、３０３Ａ〜３０３Ｄ  応力センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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