(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤを含む車輪の回転速度に応じた信号を出力する車輪速センサと、
前記車輪速センサから出力された信号に基づいて同車輪の回転速度に応じた車輪速データを取得する車輪速データ取得手段と、
前記取得された車輪速データに含まれる振動の振幅からタイヤのねじり共振周波数を有する振動の振幅を抽出するねじり共振振幅抽出手段と、
前記タイヤの内部圧力を検出するタイヤ圧力検出手段と、
所与のタイヤの基準内部圧力と前記検出されたタイヤの内部圧力との差に対応するタイヤ圧力補正値を算出し、同タイヤ圧力補正値を用いて前記抽出されたねじり共振周波数を有する振動の振幅を補正するねじり共振振幅補正手段と、
タイヤの内部圧力が前記基準内部圧力であるときに得られる基準ねじり共振周波数を有する振動の振幅と車輪の輪荷重との関係を記憶する記憶手段と、
前記補正されたねじり共振周波数を有する振動の振幅と前記記憶手段に記憶されている前記関係とに基づいて前記輪荷重を推定する輪荷重推定手段と、
を備えた輪荷重推定装置。
【請求項２】
請求項１に記載の輪荷重推定装置であって、更に、
前記取得された車輪速データに含まれる振動の振幅から、前記タイヤのねじり共振周波数よりも小さいサスペンション前後方向共振周波数を有する振動の振幅を抽出するサスペンション前後方向共振振幅抽出手段を備え、
前記ねじり共振振幅補正手段は、
所与の基準サスペンション前後方向共振周波数を有する振動の振幅と前記抽出されたサスペンション前後方向共振周波数を有する振動の振幅との差に対応する振幅補正値を算出し、同振幅補正値を用いて前記補正されたねじり共振周波数を有する振動の振幅を更に補正し、
前記記憶手段に記憶されている関係は、サスペンション前後方向共振周波数を有する振動の振幅が前記基準サスペンション前後方向共振周波数を有する振動の振幅であるときに得られる関係であり、
前記輪荷重推定手段は、
前記振幅補正値を用いて更に補正されたねじり共振周波数を有する振動の振幅と前記記憶手段に記憶されている前記関係とに基づいて前記輪荷重を推定する輪荷重推定装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の輪荷重推定装置であって、更に、
前記タイヤの内部温度を検出するタイヤ温度検出手段を備え、
前記ねじり共振振幅補正手段は、
所与のタイヤの基準内部温度と前記検出されたタイヤの内部温度との差に対応するタイヤ温度補正値を算出し、同タイヤ温度補正値を用いて前記補正されたねじり共振周波数を有する振動の振幅を更に補正し、
前記記憶手段に記憶されている関係は、タイヤの内部温度が前記基準内部温度であるときに得られる関係であり、
前記輪荷重推定手段は、
前記タイヤ温度補正値を用いて更に補正されたねじり共振周波数を有する振動の振幅と前記記憶手段に記憶されている前記関係とに基づいて前記輪荷重を推定する輪荷重推定装置。
【請求項４】
タイヤを含む車輪の回転速度に応じた信号を出力する車輪速センサと、
前記車輪速センサから出力された信号に基づいて同車輪の回転速度に応じた車輪速データを取得する車輪速データ取得手段と、
前記取得された車輪速データに含まれる振動の振幅からタイヤのねじり共振周波数を有する振動の振幅を抽出するねじり共振振幅抽出手段と、
前記取得された車輪速データに含まれる振動の振幅から、前記タイヤのねじり共振周波数よりも小さいサスペンション前後方向共振周波数を有する振動の振幅を抽出するサスペンション前後方向共振振幅抽出手段と、
所与の基準サスペンション前後方向共振周波数を有する振動の振幅と前記抽出されたサスペンション前後方向共振周波数を有する振動の振幅との差に対応する振幅補正値を算出し、同振幅補正値を用いて前記抽出されたねじり共振周波数を有する振動の振幅を補正するねじり共振振幅補正手段と、
サスペンション前後方向共振周波数を有する振動の振幅が前記基準サスペンション前後方向共振周波数を有する振動の振幅であるときに得られる基準ねじり共振周波数を有する振動の振幅と車輪の輪荷重との関係を記憶する記憶手段と、
前記補正されたねじり共振周波数を有する振動の振幅と前記記憶手段に記憶されている前記関係とに基づいて前記輪荷重を推定する輪荷重推定手段と、
を備えた輪荷重推定装置。
【請求項５】
請求項４に記載の輪荷重推定装置であって、更に、
外気温度を検出する外気温度検出手段と、
所与の基準外気温度と前記検出された外気温度との差に対応する外気温度補正値を算出し、同外気温度補正値を用いて前記抽出されたサスペンション前後方向共振周波数を有する振動の振幅を補正するサスペンション前後方向共振振幅補正手段と、を備え、
前記ねじり共振振幅補正手段は、
前記振幅補正値を算出する際に使用する前記抽出されたサスペンション前後方向共振周波数を有する振動の振幅として前記外気温度補正値を用いて補正されたサスペンション前後方向共振周波数を有する振動の振幅を使用し、
前記記憶手段に記憶されている関係は、
サスペンション前後方向共振周波数を有する振動の振幅が、外気温度が前記基準外気温度であるときの前記基準サスペンション前後方向共振周波数を有する振動の振幅であるときに得られる関係である輪荷重推定装置。
【請求項６】
請求項４又は請求項５に記載の輪荷重推定装置であって、更に、
前記タイヤの内部温度を検出するタイヤ温度検出手段を備え、
前記ねじり共振振幅補正手段は、
所与のタイヤの基準内部温度と前記検出されたタイヤの内部温度との差に対応するタイヤ温度補正値を算出し、同タイヤ温度補正値を用いて前記補正されたねじり共振周波数を有する振動の振幅を更に補正し、
前記記憶手段に記憶されている関係は、タイヤの内部温度が前記基準内部温度であるときに得られる関係であり、
前記輪荷重推定手段は、
前記タイヤ温度補正値を用いて更に補正されたねじり共振周波数を有する振動の振幅と前記記憶手段に記憶されている前記関係とに基づいて前記輪荷重を推定する輪荷重推定装置。
【請求項７】
車輪速センサから出力されたタイヤを含む車輪の回転速度に応じた信号に基づいて同車輪の回転速度に応じた車輪速データを取得し、
前記取得された車輪速データに含まれる振動の振幅からタイヤのねじり共振周波数を有する振動の振幅を抽出し、
圧力センサから出力された前記タイヤの内部圧力を取得し、
所与のタイヤの基準内部圧力と前記取得されたタイヤの内部圧力との差に対応するタイヤ圧力補正値を算出し、同タイヤ圧力補正値を用いて前記抽出されたねじり共振周波数を有する振動の振幅を補正し、
タイヤの内部圧力が前記基準内部圧力であるときに得られる基準ねじり共振周波数を有する振動の振幅と車輪の輪荷重との関係と、前記補正されたねじり共振周波数を有する振動の振幅と、に基づいて前記輪荷重を推定する輪荷重推定方法。
【請求項８】
車輪速センサから出力されたタイヤを含む車輪の回転速度に応じた信号に基づいて同車輪の回転速度に応じた車輪速データを取得し、
前記取得された車輪速データに含まれる振動の振幅からタイヤのねじり共振周波数を有する振動の振幅を抽出し、
前記取得された車輪速データに含まれる振動の振幅から、前記タイヤのねじり共振周波数よりも小さいサスペンション前後方向共振周波数を有する振動の振幅を抽出し、
所与の基準サスペンション前後方向共振周波数を有する振動の振幅と前記抽出されたサスペンション前後方向共振周波数を有する振動の振幅との差に対応する振幅補正値を算出し、同振幅補正値を用いて前記抽出されたねじり共振周波数を有する振動の振幅を補正し、
サスペンション前後方向共振周波数を有する振動の振幅が前記基準サスペンション前後方向共振周波数を有する振動の振幅であるときに得られる基準ねじり共振周波数を有する振動の振幅と車輪の輪荷重との関係と、前記補正されたねじり共振周波数を有する振動の振幅と、に基づいて前記輪荷重を推定する輪荷重推定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車輪に備えられた車輪速センサから出力される信号に基づいて車輪速データを取得し、同車輪速データに含まれる共振周波数を有する振動の周波数成分に基づいて同車輪の輪荷重を推定する輪荷重推定装置及び輪荷重推定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両が路面を走行すると、路面の凹凸によりタイヤが振動する。この振動は、タイヤを介して車輪に伝達される。車輪が振動したとき、同車輪の車軸には二つの力が加わる。一つは、タイヤのサイドウォール部がねじれることにより発生する力である。もう一つは、車体の前後方向の振動を吸収するために備えられているサスペンション前後方向のブッシュが変形することにより発生する力である。
このようにして発生した力は、車輪の回転速度を変化させる。この結果、車輪に取り付けられた車輪速センサにより検出される車輪の回転速度に応じた信号には、タイヤのサイドウォール部がねじれることにより発生する振動（以下、タイヤのねじり共振振動と称呼する。）の特性に基づく周波数成分及びサスペンション前後方向のブッシュの変形により発生する振動（以下、サスペンション前後方向共振振動と称呼する。）の特性に基づく周波数成分（以下、振動の振幅又は振動ゲインともいう。）が含まれることとなる。
【０００３】
実際、前記信号に基づいて得られる車輪速データから演算される車輪速度を周波数解析すると、各周波数を有する振動の周波数成分には、一般的に、周波数が１００Ｈｚの範囲内において３つのピークが現れる。
このうち、図１に示したように、周波数が３０〜５０Ｈｚ前後の領域に現れる振動ゲインのピークが、タイヤのねじり共振振動に基づくものである。このピークに係る共振周波数を、以下、「タイヤのねじり共振周波数」と称呼する。
また、周波数が１０〜２０Ｈｚ前後の領域に現れる振動ゲインのピークが、サスペンション前後方向共振振動に基づくものである。このピークに係る共振周波数を、以下、「サスペンション前後方向共振周波数」と称呼する。
【０００４】
ところで、タイヤや車輪等は、図２（ａ）及び（ｂ）に模式的に示したように、ばね−マス系を構成していると考えることができる。車輪の輪荷重（即ち、タイヤを含む車輪が路面を押す力）が大きい場合、図２（ａ）に示したように、タイヤの接地面積は大きくなる。従って、タイヤのねじり共振振動に呼応したばね反力を受けるのに十分なグリップ力が、タイヤと路面間に発生しうる状態にある。この結果、図３（ａ）の実線により示したように、タイヤのねじり共振振動の振動ゲインは大きくなる。
【０００５】
一方、車輪の輪荷重が小さい場合、図２（ｂ）に示したように、タイヤの接地面積は小さくなる。このため、前記ばね反力を受けるのに十分なグリップ力が、タイヤと路面間に発生しない状態にある。この結果、図３（ａ）の点線により示したように、タイヤのねじり共振振動の振動ゲインは、車輪の輪荷重が大きい場合と比較して小さくなる。このように、タイヤのねじり共振振動と車輪の輪荷重との間には、一定の相関関係がある。
【０００６】
特許文献１に記載された車両用制御装置は、この相関関係を利用したものであって、タイヤの共振周波数の振動ゲイン等が各車輪の車輪荷重（輪荷重）に対応することに基づいて各車輪の車輪荷重あるいは車体荷重を推定するようになっている。
【特許文献１】特再平１１−０２８１７２号公報（国際公開番号ＷＯ９９／２８１７２，１７頁〜２０頁，図４）
【０００７】
しかし、タイヤのねじり共振周波数を有する振動ゲインは、輪荷重による前記接地面積により変動するのみならず、図３（ｂ）に示したように、路面の凹凸の変化（路面入力の変化）によっても変化する。また、前記ねじり共振周波数を有する振動ゲインは、図３（ｃ）及び（ｄ）に示すようにタイヤの内部圧力及びタイヤの内部温度の変化によっても変化する。
【０００８】
従って、タイヤの内部圧力等を考慮することなく、タイヤのねじり共振周波数を有する振動ゲインのみに基づいて輪荷重を推定する従来の車両用制御装置によれば、車輪の輪荷重が不正確に推定されるという問題があった。
【０００９】
本発明の目的は、車輪速センサから出力される信号に基づいて車輪速データを取得し、同車輪速データに含まれるねじり共振周波数を有する振動の周波数成分をタイヤの内部圧力等の各種パラメータにて補正して、各種パラメータが一定の基準状態のときに得られる前記振動の周波数成分を求め、同振動の周波数成分から車輪の輪荷重を推定することにより、同振動の周波数成分に影響を及ぼす要因を考慮して車輪の輪荷重を正確に推定する装置を提供することにある。
【発明の開示】
【００１０】
本発明に係る輪荷重推定装置は、
タイヤを含む車輪の回転速度に応じた信号を出力する車輪速センサと、
前記車輪速センサから出力された信号に基づいて同車輪の回転速度に応じた車輪速データを取得する車輪速データ取得手段と、
前記取得された車輪速データに含まれる振動の振幅（周波数成分）からタイヤのねじり共振周波数を有する振動の振幅を抽出するねじり共振振幅抽出手段（ねじり共振周波数成分抽出手段）と、
前記タイヤの内部圧力を検出するタイヤ圧力検出手段と、
所与のタイヤの基準内部圧力と前記検出されたタイヤの内部圧力との差に対応するタイヤ圧力補正値を算出し、同タイヤ圧力補正値を用いて前記抽出されたねじり共振周波数を有する振動の振幅を補正するねじり共振振幅補正手段（ねじり共振周波数成分補正手段）と、
タイヤの内部圧力が前記基準内部圧力であるときに得られる基準ねじり共振周波数を有する振動の振幅と車輪の輪荷重との関係を記憶する記憶手段と、
前記補正されたねじり共振周波数を有する振動の振幅と前記記憶手段に記憶されている前記関係とに基づいて前記輪荷重を推定する輪荷重推定手段と、を備えて構成される。
【００１１】
車輪速センサから出力される信号に基づいて得られる車輪速データには、ねじり共振周波数を有する振動の周波数成分が含まれている。このねじり共振周波数を有する振動の周波数成分は、タイヤの内部圧力の変化に伴って変化する。この関係を考慮して、本発明に係る輪荷重推定装置は、所与のタイヤの基準内部圧力とタイヤの内部圧力との差に応じたタイヤ圧力補正値を算出し、同補正値を用いて、抽出されたねじり共振周波数を有する振動の周波数成分を補正する。その結果、ねじり共振周波数を有する振動の周波数成分は、タイヤの内部圧力の状態にかかわらず、タイヤの内部圧力が前記基準内部圧力であるときに得られる前記振動の周波数成分（基準ねじり共振周波数を有する振動の周波数成分）に近づく。
【００１２】
また、前記基準ねじり共振周波数を有する振動の周波数成分と車輪の輪荷重とには一定の相関関係がある。この関係を考慮して、本装置は、補正された同振動の周波数成分から車輪の輪荷重を推定する。その結果、タイヤの内部圧力がねじり共振周波数を有する振動の周波数成分に及ぼす影響が排除されるので、車輪の輪荷重がより正確に推定される。
【００１３】
また、本発明に係る輪荷重推定装置は、更に、
前記取得された車輪速データに含まれる振動の振幅から「前記タイヤのねじり共振周波数よりも小さいサスペンション前後方向共振周波数」を有する振動の振幅を抽出するサスペンション前後方向共振振幅抽出手段（サスペンション前後方向共振周波数成分抽出手段）を備え、
前記ねじり共振振幅補正手段は、
所与の基準サスペンション前後方向共振周波数を有する振動の振幅と前記抽出されたサスペンション前後方向共振周波数を有する振動の振幅との差に対応する振幅補正値（周波数成分補正値）を算出し、同振幅補正値を用いて前記補正されたねじり共振周波数を有する振動の振幅を更に補正し、
前記記憶手段に記憶されている関係は、サスペンション前後方向共振周波数を有する振動の振幅が前記基準サスペンション前後方向共振周波数を有する振動の振幅であるときに得られる関係であり、
前記輪荷重推定手段は、
前記振幅補正値を用いて更に補正されたねじり共振周波数を有する振動の振幅と前記記憶手段に記憶されている前記関係とに基づいて前記輪荷重を推定するように構成される。
【００１４】
ねじり共振周波数を有する振動の周波数成分は、路面入力の変化に伴っても変化する。そして、この路面入力の変化は、車輪速データに含まれているサスペンション前後方向共振周波数を有する振動の周波数成分の変化として現れる。従って、ねじり共振周波数を有する振動の周波数成分は、サスペンション前後方向共振周波数を有する振動の周波数成分の変化に伴って変化すると考えることができる。
【００１５】
この関係を考慮して、本装置は、所与の基準サスペンション前後方向共振周波数を有する振動の周波数成分と抽出されたサスペンション前後方向共振周波数を有する振動の周波数成分との差に対応する周波数成分補正値を算出し、同補正値を用いて既にタイヤ圧力補正値により補正されたねじり共振周波数を有する振動の周波数成分を更に補正する。その結果、ねじり共振周波数を有する振動の周波数成分は、路面の状態にかかわらず、タイヤの内部圧力が基準内部圧力であって、抽出されたサスペンション前後方向共振周波数を有する振動の周波数成分が基準サスペンション前後方向共振周波数を有する振動の周波数成分であるときに得られる前記振動の周波数成分（基準ねじり共振周波数を有する振動の周波数成分）に近づく。
【００１６】
また、前記基準ねじり共振周波数を有する振動の周波数成分と車輪の輪荷重とには一定の相関関係がある。この関係を考慮して、本装置は、前記周波数成分補正値により更に補正されたねじり共振周波数を有する振動の周波数成分から車輪の輪荷重を推定する。その結果、タイヤの内部圧力とともに路面の凹凸がねじり共振周波数を有する振動の周波数成分に及ぼす影響が排除されるので、車輪の輪荷重がより一層正確に推定される。
【００１７】
また、本発明に係る輪荷重推定装置は、更に、
前記タイヤの内部温度を検出するタイヤ温度検出手段を備え、
前記ねじり共振振幅補正手段は、
所与のタイヤの基準内部温度と前記検出されたタイヤの内部温度との差に対応するタイヤ温度補正値を算出し、同タイヤ温度補正値を用いて前記補正されたねじり共振周波数を有する振動の振幅を更に補正し、
前記記憶手段に記憶されている関係は、タイヤの内部温度が前記基準内部温度であるときに得られる関係であり、
前記輪荷重推定手段は、
前記タイヤ温度補正値を用いて更に補正されたねじり共振周波数を有する振動の振幅と前記記憶手段に記憶されている前記関係とに基づいて前記輪荷重を推定するように構成される。
【００１８】
ねじり共振周波数を有する振動の周波数成分は、タイヤの内部温度の変化に伴っても変化する。この関係を考慮して、本装置は、所与のタイヤの基準内部温度とタイヤの内部温度との差に応じたタイヤ温度補正値を算出し、同タイヤ温度補正値を用いて既にタイヤ圧力補正値及び周波数成分補正値により補正されたねじり共振周波数を有する振動の周波数成分を更に補正する。その結果、ねじり共振周波数を有する振動の周波数成分は、タイヤの内部温度にかかわらず、基準内部圧力、基準サスペンション前後方向共振周波数を有する振動の周波数成分及び基準内部温度のときに得られる前記振動の周波数成分（基準ねじり共振周波数を有する振動の周波数成分）に近づく。
【００１９】
また、前記基準ねじり共振周波数を有する振動の周波数成分と車輪の輪荷重とには一定の相関関係がある。この関係を考慮して、本装置は、前記タイヤ温度補正値により更に補正されたねじり共振周波数を有する振動の周波数成分から車輪の輪荷重を推定する。その結果、タイヤの内部圧力及び路面の凹凸とともにタイヤの内部温度がねじり共振周波数を有する振動の周波数成分に及ぼす影響が排除されるので、車輪の輪荷重がより一層正確に推定される。
【００２０】
本発明に係る輪荷重推定装置は、
タイヤを含む車輪の回転速度に応じた信号を出力する車輪速センサと、
前記車輪速センサから出力された信号に基づいて同車輪の回転速度に応じた車輪速データを取得する車輪速データ取得手段と、
前記取得された車輪速データに含まれる振動の振幅からタイヤのねじり共振周波数を有する振動の周波数成分を抽出するねじり共振振幅抽出手段（共振周波数成分抽出手段）と、
前記取得された車輪速データに含まれる振動の振幅からサスペンション前後方向共振周波数を有する振動の振幅を抽出するサスペンション前後方向共振振幅抽出手段（サスペンション前後方向共振周波数成分抽出手段）と、
所与の基準サスペンション前後方向共振周波数を有する振動の振幅と前記抽出されたサスペンション前後方向共振周波数を有する振動の振幅との差に対応する振幅補正値（周波数成分補正値）を算出し、同振幅補正値を用いて前記抽出されたねじり共振周波数を有する振動の振幅を補正するねじり共振振幅補正手段（共振周波数成分補正手段）と、
サスペンション前後方向共振周波数を有する振動の振幅が前記基準サスペンション前後方向共振周波数を有する振動の振幅であるときに得られる基準ねじり共振周波数を有する振動の振幅と車輪の輪荷重との関係を記憶する記憶手段と、
前記補正されたねじり共振周波数を有する振動の振幅と前記記憶手段に記憶されている前記関係とに基づいて前記輪荷重を推定する輪荷重推定手段と、を備えて構成される。
【００２１】
前述したように、ねじり共振周波数を有する振動の周波数成分は、サスペンション前後方向共振周波数を有する振動の周波数成分の変化に伴って変化する。また、サスペンション前後方向共振周波数を有する振動の周波数成分が前記基準サスペンション前後方向共振周波数を有する振動の周波数成分であるときに得られる基準ねじり共振周波数を有する振動の周波数成分と車輪の輪荷重とには一定の相関関係がある。これらの関係を考慮して、本装置は、前記周波数成分補正値を用いて抽出されたねじり共振周波数を有する振動の周波数成分を補正し、補正された同振動の周波数成分から車輪の輪荷重を推定する。その結果、路面の凹凸がねじり共振周波数を有する振動の周波数成分に及ぼす影響が排除されるので、車輪の輪荷重がより正確に推定される。
【００２２】
また、本発明に係る輪荷重推定装置は、更に、
外気温度を検出する外気温度検出手段と、
所与の基準外気温度と前記検出された外気温度との差に対応する外気温度補正値を算出し、同外気温度補正値を用いて前記抽出されたサスペンション前後方向共振周波数を有する振動の振幅を補正するサスペンション前後方向共振振幅補正手段（サスペンション前後方向共振周波数成分補正手段）と、を備え、
前記ねじり共振振幅補正手段は、
前記振幅補正値を算出する際に使用する前記抽出されたサスペンション前後方向共振周波数を有する振動の振幅として前記外気温度補正値を用いて補正されたサスペンション前後方向共振周波数を有する振動の振幅を使用し、
前記記憶手段に記憶されている関係は、
サスペンション前後方向共振周波数を有する振動の振幅が、外気温度が前記基準外気温度であるときの前記基準サスペンション前後方向共振周波数を有する振動の振幅であるときに得られる関係である。
【００２３】
サスペンション前後方向共振周波数を有する振動の周波数成分は、外気温度の変化に伴って変化する。この関係を考慮して、本装置は、所与の基準外気温度と検出された外気温度との差に対応する外気温度補正値を算出し、同補正値を用いて抽出されたサスペンション前後方向共振周波数を有する振動の周波数成分を補正する。その結果、サスペンション前後方向共振周波数における振動の周波数成分は、外気温度にかかわらず、外気温度が前記基準外気温度であるときに得られる前記基準サスペンション前後方向共振周波数を有する振動の周波数成分に近づく。
【００２４】
また、サスペンション前後方向共振周波数を有する振動の周波数成分が、外気温度が基準外気温度であるときの前記基準サスペンション前後方向共振周波数を有する振動の周波数成分であるときに得られる基準ねじり共振周波数を有する振動の周波数成分と車輪の輪荷重とには一定の相関関係がある。この関係を考慮して、本装置は補正されたサスペンション前後方向共振周波数を有する振動の周波数成分に基づいて補正されたねじり共振周波数を有する振動の周波数成分から車輪の輪荷重を推定する。その結果、路面の凹凸がねじり共振周波数を有する振動の周波数成分に及ぼす影響が外気温度にかかわらず排除されるので、車輪の輪荷重がより一層正確に推定される。
【００２５】
また、本発明に係る輪荷重推定装置は、更に、
前記タイヤの内部温度を検出するタイヤ温度検出手段を備え、
前記ねじり共振振幅補正手段は、
所与のタイヤの基準内部温度と前記検出されたタイヤの内部温度との差に対応するタイヤ温度補正値を算出し、同タイヤ温度補正値を用いて前記補正されたねじり共振周波数を有する振動の振幅を更に補正し、
前記記憶手段に記憶されている関係は、タイヤの内部温度が前記基準内部温度であるときに得られる関係であり、
前記輪荷重推定手段は、
前記タイヤ温度補正値を用いて更に補正されたねじり共振周波数を有する振動の振幅と前記記憶手段に記憶されている前記関係とに基づいて前記輪荷重を推定するように構成される。
【００２６】
前述したように、ねじり共振周波数を有する振動の周波数成分は、タイヤの内部温度の変化に伴って変化する。また、サスペンション前後方向共振周波数を有する振動の周波数成分が外気温度が基準外気温度であるときの基準サスペンション前後方向共振周波数を有する振動の周波数成分であり、且つ、タイヤの内部温度が前記基準内部温度であるときに得られる「基準ねじり共振周波数を有する振動の周波数成分と車輪の輪荷重と」には一定の相関関係がある。これらの関係を考慮して、本装置は、既に周波数成分補正値により補正されたねじり共振周波数を有する振動の周波数成分を更にタイヤ温度補正値を用いて補正し、同補正された同振動の周波数成分から車輪の輪荷重を推定する。その結果、車輪の輪荷重がより一層正確に推定される。
【００２９】
本発明に係る輪荷重推定方法は、
車輪速センサから出力されたタイヤを含む車輪の回転速度に応じた信号に基づいて同車輪の回転速度に応じた車輪速データを取得し、
前記取得された車輪速データに含まれる振動の振幅（周波数成分）からタイヤのねじり共振周波数を有する振動の振幅を抽出し、
圧力センサから出力された前記タイヤの内部圧力を取得し、
所与のタイヤの基準内部圧力と前記取得されたタイヤの内部圧力との差に対応するタイヤ圧力補正値を算出し、同タイヤ圧力補正値を用いて前記抽出されたねじり共振周波数を有する振動の振幅を補正し、
タイヤの内部圧力が前記基準内部圧力であるときに得られる基準ねじり共振周波数を有する振動の振幅と車輪の輪荷重との関係と、前記補正されたねじり共振周波数を有する振動の振幅と、に基づいて前記輪荷重を推定する方法である。
【００３０】
前述したように、ねじり共振周波数を有する振動の周波数成分は、タイヤの内部圧力の変化に伴って変化する。また、タイヤの内部圧力が前記基準内部圧力であるときに得られる基準ねじり共振周波数を有する振動の周波数成分と車輪の輪荷重とには一定の相関関係がある。これらの相関関係を考慮して、本発明に係る輪荷重推定方法は、前記抽出されたねじり共振周波数を有する振動の周波数成分を前記タイヤ圧力補正値により補正し、補正された同振動の周波数成分から車輪の輪荷重を推定する。その結果、タイヤの内部圧力がねじり共振周波数を有する振動の周波数成分に及ぼす影響が排除されるので、車輪の輪荷重がより正確に推定される。
【００３１】
また、本発明に係る輪荷重推定方法は、
車輪速センサから出力されたタイヤを含む車輪の回転速度に応じた信号に基づいて同車輪の回転速度に応じた車輪速データを取得し、
前記取得された車輪速データに含まれる振動の振幅（周波数成分）からタイヤのねじり共振周波数を有する振動の振幅を抽出し、
前記取得された車輪速データに含まれる振動の振幅から「前記タイヤのねじり共振周波数よりも小さいサスペンション前後方向共振周波数」を有する振動の振幅を抽出し、
所与の基準サスペンション前後方向共振周波数を有する振動の振幅と前記抽出されたサスペンション前後方向共振周波数を有する振動の振幅との差に対応する振幅補正値（周波数成分補正値）を算出し、同振幅補正値を用いて前記補正されたねじり共振周波数を有する振動の振幅を補正し、
サスペンション前後方向共振周波数を有する振動の振幅が前記基準サスペンション前後方向共振周波数を有する振動の振幅であるときに得られる基準ねじり共振周波数を有する振動の振幅と車輪の輪荷重との関係と、前記補正されたねじり共振周波数を有する振動の振幅と、に基づいて前記輪荷重を推定する方法である。
【００３２】
前述したように、ねじり共振周波数を有する振動の周波数成分は、サスペンション前後方向共振周波数を有する振動の周波数成分の変化に伴って変化する。また、サスペンション前後方向共振周波数を有する振動の周波数成分が前記基準サスペンション前後方向共振周波数を有する振動の周波数成分であるときに得られる基準ねじり共振周波数を有する振動の周波数成分と車輪の輪荷重とには一定の相関関係がある。これらの関係を考慮して、本方法は、前記抽出されたねじり共振周波数を有する振動の周波数成分を前記周波数成分補正値により補正し、同補正された同振動の周波数成分から車輪の輪荷重を推定する。その結果、路面の凹凸がねじり共振周波数を有する振動の周波数成分に及ぼす影響を考慮して、車輪の輪荷重がより正確に推定される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、本発明の実施形態に係る輪荷重推定装置について図面を参照して説明する。図４は、本実施形態に係る輪荷重推定装置１０を搭載した車両の構成の概略を示している。
車両は、車両の前方側左右に位置された第１の車輪１１及び第２の車輪１２、車両の後方側左右に位置された第３の車輪１３及び第４の車輪１４、前記各車輪にそれぞれ装着された第１のタイヤ２１、第２のタイヤ２２，第３のタイヤ２３及び第４のタイヤ２４を備えている。
【００３６】
輪荷重推定装置１０は、第１の車輪速センサ３１，第２の車輪速センサ３２，第３の車輪速センサ３３及び第４の車輪速センサ３４と、直圧式の第１の圧力センサ３５，第２の圧力センサ３６，第３の圧力センサ３７及び第４の圧力センサ３８と、外気温度センサ３９と、前記各圧力センサから出力された信号を受信アンテナ４１ａ，４１ｂを介して受信する受信機４０と、ブレーキ液圧制御部４２と、ブレーキペダル踏力センサ４３と、初期化スイッチ４４と、電子制御装置５０とを備えている。
【００３７】
第１の車輪速センサ３１〜第４の車輪速センサ３４は、互いに同一構造を有するので、以下第１の車輪速センサ３１を例に挙げて説明する。第１の車輪速センサ３１は、図２（ａ）及び（ｂ）に示したように、第１の車輪１１の回転軸に固定された同回転軸と共に回転するセンサロータ３１ａと、ピックアップコイル３１ｂと、図示しない磁石と、からなっている。センサロータ３１ａは、その外周部に所定の中心角毎に並べられた歯部を備えている。ピックアップコイル３１ｂは前記歯部に近接して配置されている。第１の車輪速センサ３１は、前記磁石とセンサロータ３１ａの回転とにより発生する磁界の変化をピックアップコイル３１ｂにて電圧変化として取り出し、同電圧変化を交流信号として出力するようになっている。即ち、第１の車輪速センサ３１〜第４の車輪速センサ３４は、タイヤを含む車輪の回転速度に応じた信号をそれぞれ出力するようになっている。
【００３８】
第１の圧力センサ３５〜第４の圧力センサ３８も、互いに同一構造を有するので、以下第１の圧力センサ３５を例に挙げて説明する。第１の圧力センサ３５は、第１の車輪１１のハブに固定されたホイールのエアバルブ等に一体的に、かつ、タイヤ内部に取り付けられている。第１の圧力センサ３５は、タイヤの内部圧力Ｐ１を検出する圧力検出器、タイヤの内部温度Ｔ１を検出する温度検出器及び送信機を備えている。送信機は、タイヤの内部圧力Ｐ１を圧力信号として送信し、内部温度Ｔ１を温度信号として送信するようになっている。なお、第１の圧力センサ３５〜第４の圧力センサ３８は、第１のタイヤ２１〜第４のタイヤ２４の内部圧力Ｐ１〜Ｐ４を各々検出するタイヤ圧力検出手段に相当するとともに、同タイヤの内部温度Ｔ１〜Ｔ４を各々検出するタイヤ温度検出手段に相当する。
【００３９】
外気温度センサ３９は、外気温度を検出し、同外気温度を示す信号を出力するようになっている。外気温度センサ３９は、車両外の外気温度を検出する外気温度検出手段に相当する。
受信機４０は、車両前方の左右方向略中央部に設けられた受信アンテナ４１ａを介して第１の圧力センサ３５及び第２の圧力センサ３６から各々送信された圧力信号及び温度信号を受信するようになっている。また、受信機４０は、車両後方の左右方向略中央部に設けられた受信アンテナ４１ｂを介して第３の圧力センサ３７及び第４の圧力センサ３８から各々送信された圧力信号及び温度信号を受信するようになっている。
【００４０】
ブレーキ液圧制御部４２は、各車輪とともに各々回転する図示しない各ディスクロータに対して図示しない各ブレーキパッドを押し付けるための液圧（ブレーキ液圧）をそれぞれ制御することにより、各車輪への制動力をそれぞれ制御するようになっている。
ブレーキペダル踏力センサ４３は、ブレーキペダルＢＰの踏力を示す信号を出力するようになっている。
【００４１】
初期化スイッチ４４は、車室内に配設されていて、整備工場のサービスマンや乗員等がタイヤを交換したとき、タイヤ空気圧を正しく管理した上で操作されることにより、「ＯＮ」の状態を表す信号を出力するようになっている。
【００４２】
電子制御装置５０は、互いにバスで接続されたＣＰＵ５１、ＲＯＭ５２、ＲＡＭ５３、Ｂａｃｋ  ｕｐ  ＲＡＭ５４及びインターフェース５５を主たる構成としたマイクロコンピュータを備えている。
【００４３】
電子制御装置５０は、第１の車輪速センサ３１〜第４の車輪速センサ３４、外気温度センサ３９、受信機４０及びブレーキペダル踏力センサ４３と接続されていて、各車輪速センサから各々検出された交流信号、外気温度センサ３９から検出された信号、受信機４０によって受信された圧力信号及び温度信号、ブレーキペダル踏力センサ４３から出力された信号及び初期化スイッチ４４から出力された信号を入力するようになっている。
【００４４】
更に、電子制御装置５０は、ブレーキ液圧制御部４２と接続されていて、ＣＰＵ５１からの指示に応じて、図示しない各電磁バルブ及びモータを駆動するための制御信号をブレーキ液圧制御部４２に送出するようになっている。
【００４５】
次に、上記のように構成された輪荷重推定装置１０が、輪荷重推定処理を実行する作動について説明する。
電子制御装置５０のＣＰＵ５１は、車両の走行中、図５のフローチャートにより示された車輪速度ＳＰＤ（Ｃ）を演算するための処理ルーチン（プログラム）及び図６のフローチャートにより示された輪荷重を推定するためのメイン処理ルーチン（プログラム）を所定時間の経過ごとにそれぞれ繰り返し実行するようになっている。
【００４６】
なお、後述するすべての処理は、各車輪速センサからそれぞれ検出される信号に基づいて得られる車輪速データ及び各圧力センサからそれぞれ検出される信号に基づいて同様に実行されるが、以下では、第１の車輪速センサ３１から検出される信号に基づいて得られる車輪速データ及び第１の圧力センサ３５から検出される信号に基づいて第１の車輪１１及び第１のタイヤ２１を対象とした処理についてのみ説明を行う。
【００４７】
車輪速度ＳＰＤ（Ｃ）演算処理．
ＣＰＵ５１は、所定のタイミングになったとき、図５のステップ５００から処理を開始してステップ５０５に進み、カウンタＣに「１」を加算してステップ５１０に進む。カウンタＣは、後述するステップ５１５にて演算される車輪速度ＳＰＤ（Ｃ）の個数を示す。また、カウンタＣは、イグニッションキーが「ＯＦＦ」から「ＯＮ」の状態になったときに実行されるイニシャルルーチンにおいて予め「０」に設定されている。従って、現時点においてカウンタＣの値は「１」である。
【００４８】
次に、ＣＰＵ５１は、ステップ５１０にて、車輪速データｔを読み込む。電子制御装置５０は、図示しない波形整形回路を内蔵している。この波形整形回路は、第１の車輪速センサ３１から出力された交流信号と所定の閾値とを比較し、同交流信号が同閾値より大きいときにハイレベル、同交流信号が同閾値より小さいときにローレベルとなるパルス信号を形成する。そして、ＣＰＵ５１は、そのパルス信号の立ち上がりエッヂ（又は立ち下がりエッヂ）で割り込み起動される図示しない車輪速データ演算ルーチンにより、そのパルス信号の連続する立ち上がりエッヂ間（又は立ち下がりエッヂ間）の時間を求め、その時間を上述した車輪速データｔとしてＲＡＭ５３等の記憶領域に格納している。従って、ＣＰＵ５１は、ステップ５１０にて、この車輪速データ演算ルーチンにより演算された車輪速データｔを読み込む。
【００４９】
次いで、ＣＰＵ５１は、ステップ５１５に進み、車輪速データｔに基づいて車輪速度ＳＰＤ（Ｃ）（＝ＳＰＤ（１））を演算する。即ち、ＣＰＵ５１は、定数Ｋを車輪速データｔで除することにより車輪速度ＳＰＤ（Ｃ）を演算する。次に、ＣＰＵ５１は、ステップ５２０に進んで、車輪速度ＳＰＤ（Ｃ）をバンドパスフィルタ（デジタルフィルタ）処理する。具体的には、ＣＰＵ５１は、バンド幅１０〜２０Ｈｚにてフィルタ処理し、同バンド幅にてフィルタ処理された車輪速度ＳＰＤ（Ｃ）を図４に示したＲＡＭ５３に記憶する。また、ＣＰＵ５１は、バンド幅３０〜５０Ｈｚにてフィルタ処理し、同バンド幅にてフィルタ処理された車輪速度ＳＰＤ（Ｃ）を、前記バンド幅１０〜２０Ｈｚにてフィルタ処理された車輪速度ＳＰＤ（Ｃ）と識別できるようにＲＡＭ５３に記憶する。次に、ＣＰＵ５１は、ステップ５２５に進んで、車輪速度ＳＰＤ（Ｃ）に対応付けて外気温度センサ３９から検出された外気温度Ｔout（Ｃ）（＝Ｔout（１））、第１の圧力センサから検出されたタイヤの内部圧力Ｐ（Ｃ）（＝Ｐ１（１））及びタイヤの内部温度Ｔ（Ｃ）（＝Ｔ１（１））を読み込み、車輪速度ＳＰＤ（Ｃ）とともに図４に示したＲＡＭ５３に格納する。
【００５０】
次に、ＣＰＵ５１は、ステップ５９５に進んで本ルーチンの処理を一旦終了する。このようにして、カウンタＣの値が示す個数分の車輪速度ＳＰＤ（Ｃ）、外気温度Ｔout（Ｃ）、タイヤの内部圧力Ｐ（Ｃ）及びタイヤの内部温度Ｔ（Ｃ）が、ＲＡＭ５３に蓄積される。
【００５１】
なお、前述した車輪速データ演算ルーチン及びステップ５１０は、第１の車輪速センサ３１〜第４の車輪速センサ３４から出力された各信号に基づいて各車輪の回転速度に応じた車輪速データｔをそれぞれ取得する車輪速データ取得手段に相当する。
【００５２】
輪荷重推定処理．
ＣＰＵ５１は、所定のタイミングになったとき、図６のステップ６００から処理を開始してステップ６０５に進み、カウンタＣが解析個数Ｃmaxに等しいか否かを判定する。解析個数Ｃmaxには、周波数解析（例えば、ＦＦＴ演算）を実行するために必要な車輪速度ＳＰＤ（Ｃ）の個数（Ｃmax＞１）が予め設定されている。
【００５３】
この時点で、カウンタＣの値は「１」であるので解析個数Ｃmaxと等しくない。そこで、ＣＰＵ５１は、ステップ６０５にて「Ｎｏ」と判定してステップ６１０に進み、判定フラグＨの値に「０」を設定し、ステップ６９５に進んで本ルーチンの処理を一旦終了する。
【００５４】
判定フラグＨは、車輪速度ＳＰＤ（Ｃ）に対し周波数解析が実行されたか否かを判定するためのフラグであり、その値が「０」のとき周波数解析は実行されていないことを示し、その値が「１」のとき周波数解析は実行されていることを示す。判定フラグＨは、ステップ６１０にて「０」の値に設定されるとともに、車輪速度ＳＰＤ（Ｃ）の周波数解析を実行した後、後述されるステップ８５０にて「１」の値に設定される。
【００５５】
その後、先に説明した図５のステップ５０５の処理によりカウンタＣの値が増大して、解析個数Ｃmaxに等しくなると、ＣＰＵ５１は、ステップ６００に続くステップ６０５に進んだとき、同ステップ６０５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ６１５に進み、図７にフローチャートにより示したサスペンション前後方向共振周波数成分演算処理のサブルーチンを呼び出す。
【００５６】
ＣＰＵ５１は、呼び出されたサブルーチンのステップ７００から処理を開始してステップ７０５に進み、カウンタＣの値を「０」に設定する。
次に、ＣＰＵ５１は、ステップ７１０に進んで、バンド幅１０〜２０Ｈｚにてフィルタ処理された車輪速度ＳＰＤ（１）〜車輪速度ＳＰＤ（Ｃmax）に基づいて周波数解析の対象となるデータを選別する。具体的に述べると、ＣＰＵ５１は、車輪速度ＳＰＤ（１）〜車輪速度ＳＰＤ（Ｃmax）のうち、一つ前に演算された車輪速度ＳＰＤ（ｉ−１）からの車輪速度ＳＰＤ（ｉ）の変化分の絶対値（｜ＳＰＤ（ｉ）−ＳＰＤ（ｉ−１）｜，ｉは自然数）が所定値以上であると判断した場合、対応する車輪速度ＳＰＤ（１）〜車輪速度ＳＰＤ（Ｃmax）のすべてを１セットとして周波数解析の対象データから除く。また、ＣＰＵ５１は、車輪速度ＳＰＤ（１）〜車輪速度ＳＰＤ（Ｃmax）の各々に対応付けてＲＡＭ５３に記憶された外気温度Ｔout（１）〜外気温度Ｔout（Ｃmax）のうち、外気温度Ｔout（ｉ）が所定範囲外であると判断した場合、対応する車輪速度ＳＰＤ（１）〜車輪速度ＳＰＤ（Ｃmax）のすべてを１セットとして周波数解析の対象データから除く。これにより、ノイズ成分（例えば、路面の凹凸以外の外力から発生する他の周波数成分）が多く含まれているデータが排除される。
【００５７】
次いで、ＣＰＵ５１はステップ７１５に進んで、選別された車輪速度ＳＰＤ（１）〜車輪速度ＳＰＤ（Ｃmax）に対し周波数解析を実行する。その結果、図１に示した１０〜２０Ｈｚの各周波数ｆ（例えば、０．１Ｈｚ間隔）の振動ゲインＧ（ｆ）がそれぞれ抽出される。
【００５８】
次に、ＣＰＵ５１は、ステップ７２０に進んで、１０〜２０Ｈｚの各周波数ｆの振動ゲインＧ（ｆ）を各周波数ｆの積算ゲインＧＳ（ｆ）にそれぞれ加算する。積算ゲインＧＳ（ｆ）は、振動ゲインＧ（ｆ）を積算するために用いられ、イニシャルルーチンにおいて予め「０」に設定されている。
【００５９】
次いで、ＣＰＵ５１は、ステップ７２５に進み、振動ゲイン加算回数Ｓに「１」を加算する。振動ゲイン加算回数Ｓは、振動ゲインＧ（ｆ）が積算ゲインＧＳ（ｆ）に加算された回数を示し、イニシャルルーチンにおいて予め「０」の値に設定されている。従って、現時点において振動ゲイン加算回数Ｓの値は「１」である。
【００６０】
次に、ＣＰＵ５１は、ステップ７３０に進んで、振動ゲイン加算回数Ｓが最大加算回数Ｓmaxに等しいか否かを判定する。最大加算回数Ｓmaxは、振動ゲインＧ（ｆ）を積算ゲインＧＳ（ｆ）に加算すべき回数（Ｓmax＞１）を示す。この時点で、振動ゲイン加算回数Ｓの値は、最大加算回数Ｓmaxに等しくない。そこで、ＣＰＵ５１は、ステップ７３０にて「Ｎｏ」と判定して直ちにステップ７９５に進んで次にメインルーチンから呼び出されるまで本サブルーチンの処理を一旦終了する。
【００６１】
次に、ＣＰＵ５１は、戻り先であるメインルーチンのステップ６２０に進み、図８にフローチャートにより示したねじり共振周波数成分演算処理サブルーチンを呼び出す。
ＣＰＵ５１は、呼び出されたステップ８００から処理を開始してステップ８０５に進み、バンド幅３０〜５０Ｈｚにてフィルタ処理された車輪速度ＳＰＤ（１）〜車輪速度ＳＰＤ（Ｃmax）に基づいて周波数解析の対象となるデータを選別する。具体的に述べると、ＣＰＵ５１は、前述したステップ７１０にて実行したように、一つ前に演算された車輪速度ＳＰＤ（ｋ−１）からの車輪速度ＳＰＤ（ｋ）の変化分の絶対値（｜ＳＰＤ（ｋ）−ＳＰＤ（ｋ−１）｜，ｋは自然数）に基づいて、同絶対値が所定値以上であると判断した場合、対応する車輪速度ＳＰＤ（１）〜車輪速度ＳＰＤ（Ｃmax）のすべてを１セットとして周波数解析の対象データから除く。また、ＣＰＵ５１は、車輪速度ＳＰＤ（１）〜車輪速度ＳＰＤ（Ｃmax）の各々に対応付けてＲＡＭ５３に記憶されたタイヤの内部圧力Ｐ（１）〜Ｐ（Ｃmax）及びタイヤの内部温度Ｔ（１）〜Ｔ（Ｃmax）のうち、内部圧力Ｐ（ｋ）又は内部温度Ｔ（ｋ）が所定範囲外であると判断した場合、対応する車輪速度ＳＰＤ（１）〜車輪速度ＳＰＤ（Ｃmax）のすべてを１セットとして周波数解析の対象データから除く。
【００６２】
次いで、ＣＰＵ５１はステップ８１０に進んで、選別された車輪速度ＳＰＤ（１）〜車輪速度ＳＰＤ（Ｃmax）に対し周波数解析を実行する。この結果、図１に示した３０〜５０Ｈｚの各周波数ｆ（例えば、０．１Ｈｚ間隔）の振動ゲインＧ（ｆ）がそれぞれ抽出される。
【００６３】
次に、ＣＰＵ５１は、ステップ８１５に進んで、３０〜５０Ｈｚの各周波数ｆの振動ゲインＧ（ｆ）を各周波数ｆの積算ゲインＧＮ（ｆ）にそれぞれ加算する。積算ゲインＧＮ（ｆ）は、振動ゲインＧ（ｆ）を積算するために用いられ、イニシャルルーチンにおいて予め「０」に設定されている。
【００６４】
次いで、ＣＰＵ５１は、ステップ８２０に進んで、振動ゲイン加算回数Ｓが最大加算回数Ｓmax（Ｓmax＞１）に等しいか否かを判定する。この時点で、振動ゲイン加算回数Ｓの値は「１」であり、最大加算回数Ｓmaxに等しくない。そこで、ＣＰＵ５１は、ステップ８２０にて「Ｎｏ」と判定して、直ちにステップ８９５に進んで次にメインルーチンから呼び出されるまで本サブルーチンの処理を一旦終了する。
【００６５】
次に、ＣＰＵ５１は、戻り先であるメインルーチンのステップ６２５に進み、判定フラグＨの値が「１」であるか否かを判定する。この時点で、判定フラグＨの値はステップ６１０にて「０」に設定された後、変更されていない。そこで、ＣＰＵ５１は、ステップ６２５にて「Ｎｏ」と判定して、直ちにステップ６９５に進んで本ルーチンの処理を一旦終了する。
【００６６】
その後、ＣＰＵ５１が、ステップ７０５〜７３０の処理を繰り返し、ステップ７３０にて振動ゲイン加算回数Ｓが最大加算回数Ｓmaxに等しくなったとき、同ＣＰＵ５１は、同ステップ７３０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ７３５に進み、各周波数ｆの積算ゲインＧＳ（ｆ）を最大加算回数Ｓmaxにてそれぞれ除算して各周波数ｆの振動ゲインＧ（ｆ）の平均値Ｇsa（ｆ）を求める。
【００６７】
次いで、ＣＰＵ５１はステップ７４０に進み、このようにして求められた１０〜２０Ｈｚ範囲内の各周波数ｆの振動ゲインの平均値Ｇsa（ｆ）の最大値をサスペンション前後方向共振周波数に対する振動ゲインＧsa（以下、振動ゲインＧsaとも称呼する。）として求める。  次いで、ＣＰＵ５１はステップ７４５に進み、各周波数ｆの積算ゲインＧＳ（ｆ）の値に「０」をそれぞれ設定し、ステップ７９５に進んで次にメインルーチンから呼び出されるまで本サブルーチンの処理を一旦終了する。
【００６８】
前記ステップ７０５〜７３０の処理と同様に、ＣＰＵ５１が、ステップ８０５〜８２０の処理を繰り返し、ステップ８２０にて振動ゲイン加算回数Ｓが最大加算回数Ｓmaxに等しくなったとき、同ＣＰＵ５１は、同ステップ８２０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ８２５に進み、各周波数ｆの積算ゲインＧＮ（ｆ）を最大加算回数Ｓmaxにてそれぞれ除算して各周波数ｆの振動ゲインＧ（ｆ）の平均値Ｇne（ｆ）を求める。次に、ＣＰＵ５１はステップ８３０に進み、このようにして求められた３０〜５０Ｈｚ範囲内の各周波数ｆの振動ゲインの平均値Ｇne（ｆ）の最大値をねじり共振周波数に対する振動ゲインＧne（以下、振動ゲインＧneとも称呼する。）として求める。
【００６９】
次いで、ＣＰＵ５１はステップ８３５に進んで、振動ゲイン加算回数Ｓの値に「０」を設定してステップ８４０に進み、各周波数ｆの積算ゲインＧＮ（ｆ）の値に「０」をそれぞれ設定した後、ステップ８４５に進んで、判定フラグＨの値に「１」を設定し、ステップ８９５に進んで次にメインルーチンから呼び出されるまで本サブルーチンの処理を一旦終了する。
【００７０】
以上のようにして、図１に示したように、車輪速度ＳＰＤ（Ｃ）に基づいて１０〜２０Ｈｚ前後の領域に現れるサスペンション前後方向共振周波数に対する振動ゲインＧsa及び３０〜５０Ｈｚ前後の領域に現れるねじり共振周波数に対する振動ゲインＧneが抽出される。
【００７１】
なお、ステップ７１０〜７４０は、車輪速データｔに含まれる振動の周波数成分（振動ゲインＧ（ｆ））からサスペンション前後方向共振周波数を有する振動の周波数成分（振動ゲインＧsa）を抽出するサスペンション前後方向共振周波数成分抽出手段に相当する。
また、ステップ８０５〜８３０は、車輪速データｔに含まれる振動の周波数成分（振動ゲインＧ（ｆ））からねじり共振周波数を有する振動の周波数成分（振動ゲインＧne）を抽出するねじり共振周波数成分抽出手段に相当する。
【００７２】
この時点で、ＣＰＵ５１が、図６に示したメイン処理ルーチンのステップ６２５に戻ると、判定フラグＨの値は「１」に設定されている。そこで、ＣＰＵ５１は、ステップ６２５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ６３０に進み、図９にフローチャートにより示したサスペンション前後方向共振ゲイン補正処理サブルーチンを呼び出す。
【００７３】
ＣＰＵ５１は、呼び出されたステップ９００から処理を開始してステップ９０５に進み、外気温度Ｔoutを読み込んでステップ９１０に進む。ここで、電子制御装置５０は、外気温度センサ３９により検出される外気温度を一定時刻毎に取り込んで、所定時間内に取り込んだ複数の外気温度の平均値を外気温度Ｔoutとして算出し、ＲＡＭ５３等の記憶領域に格納している。即ち、外気温度Ｔoutは、振動ゲインＧsa及び振動ゲインＧneを求めるための車輪速ＳＰＤ（Ｃ）を取り込んだ期間の平均外気温度である。
【００７４】
サスペンション前後方向共振周波数を有する振動ゲインＧsaは、外気温度Ｔoutの変化に伴って変化する。また、外気温度Ｔoutに対する前記振動ゲインＧsaの絶対値は、輪荷重の値によって変化する。従って、図１０（ａ）に示した複数の一次関数のうちの何れかの直線が、実際に車輪に付与されている輪荷重に対応して前記振動ゲインＧsaと外気温度Ｔoutとの比例関係を示した関数となる。
【００７５】
しかし、現時点で、実際の輪荷重は求められていない。そこで、ＣＰＵ５１は、所与の基準外気温度Ｔoutst（例えば、４０℃）と読み込まれた外気温度Ｔoutとの差に対応する補正量ＨＴout（即ち、外気温度補正値）を求め、今回得られたサスペンション前後方向共振周波数を有する振動ゲインＧsaを補正する。
【００７６】
即ち、ＣＰＵ５１は、ステップ９１０にて外気温度Ｔoutを関数ｇに代入することにより、所与の基準外気温度Ｔoutst（例えば、４０℃）と読み込まれた外気温度Ｔoutとの差に対応する補正量ＨＴoutを算出し、ステップ９１５に進んで、サスペンション前後方向共振周波数を有する振動ゲインＧsaに補正量ＨＴoutを加算して、補正されたサスペンション前後方向共振周波数を有する振動ゲインＧsahを求める。その結果、補正されたサスペンション前後方向共振周波数を有する振動ゲインＧsahは、外気温度Ｔoutにかかわらず、外気温度Ｔoutが前記基準外気温度Ｔoutstであるときに得られる基準サスペンション前後方向共振周波数を有する振動ゲインＧsastに近づく。
【００７７】
次に、ＣＰＵ５１は、ステップ９２０にて、補正されたサスペンション前後方向共振周波数を有する振動ゲインＧsahを関数ｈに代入することにより、所与の基準サスペンション前後方向共振周波数を有する振動ゲインＧsastと補正された振動ゲインＧsahとの差に応じた補正量ＨＧsa（周波数成分補正値）を算出し、ステップ９９５に進んで次にメインルーチンから呼び出されるまで本サブルーチンの処理を一旦終了する。補正量ＨＧsaは、後述するステップ１３０５にて、タイヤのねじり共振周波数を有する振動ゲインＧneを補正するために用いられる。
【００７８】
ねじり共振周波数を有する振動ゲインＧneは、路面の凹凸の変化に伴って変化する。また、この路面の凹凸の変化は、車輪速データｔに含まれているサスペンション前後方向共振周波数を有する振動ゲインＧsaの変化として現れる。従って、図１０（ｂ）に示したように、ねじり共振周波数を有する振動ゲインＧneは、サスペンション前後方向共振周波数を有する振動ゲインＧsaの変化に伴って変化すると考えることができる。
【００７９】
より具体的に述べると、サスペンション前後方向共振周波数を有する振動ゲインＧsaとねじり共振周波数を有する振動ゲインＧneは比例関係にある。この比例関係は、切片の値が輪荷重の値によって特定される一次関数により表される。換言すれば、輪荷重がいかなる大きさであっても、サスペンション前後方向共振周波数を有する振動ゲインＧsahが所定量だけ変化すると、ねじり共振周波数を有する振動ゲインＧneも所定量だけ常に変化する。ステップ９２０に示された関数ｈは、かかる関係に基いて求められている。
【００８０】
従って、ステップ９２０にて算出された補正量ＨＧsaをねじり共振周波数を有する振動ゲインＧneに加算することにより得られるねじり共振周波数を有する振動ゲインは、路面の凹凸の状態や外気温度Ｔoutにかかわらず、外気温度Ｔoutが前記基準外気温度Ｔoutstであってサスペンション前後方向共振周波数を有する振動ゲインＧsaが前記基準サスペンション前後方向共振周波数を有する振動ゲインＧsastであるときに得られる基準ねじり共振周波数を有する振動ゲインＧnesstに近づく。
【００８１】
なお、ステップ９１０，９１５は、所与の基準外気温度Ｔoutstと前記検出された外気温度Ｔoutとの差に対応する外気温度補正値（補正量ＨＴout）を算出し、同補正値を用いて抽出されたサスペンション前後方向共振周波数を有する振動の周波数成分（振動ゲインＧsa）を補正するサスペンション前後方向共振周波数成分補正手段に相当する。
【００８２】
次に、ＣＰＵ５１は、図６に示したメイン処理ルーチンのステップ６３５に戻ると、図１１にフローチャートにより示したねじり共振ゲイン補正処理サブルーチンを呼び出す。
ＣＰＵ５１は、呼び出されたステップ１１００から処理を開始してステップ１１０５に進み、第１の圧力センサ３５により検出されたタイヤの内部圧力Ｐ（＝Ｐ１）及びタイヤの温度Ｔ（＝Ｔ１）を読み込んでステップ１１１０に進む。ＣＰＵ５１は、ステップ１１１０にて、タイヤの内部圧力Ｐを関数ｌに代入することにより、所与のタイヤの基準内部圧力Ｐst（例えば、２００ｋｐａ）と前記読み込まれたタイヤの内部圧力Ｐとの差に応じた補正量Ｈｐ（タイヤ圧力補正値）を算出してステップ１１１５に進む。補正量Ｈｐは、後述するステップ１３０５にて、タイヤのねじり共振周波数を有する振動ゲインＧneを補正するために用いられる。
【００８３】
図１２（ａ）に示したように、ねじり共振周波数を有する振動ゲインＧneは、タイヤの内部圧力Ｐの変化に伴っても変化する。そして、図１２（ａ）に示した複数の一次関数は、タイヤの内部圧力Ｐとねじり共振周波数を有する振動ゲインＧneとの比例関係を示し、輪荷重の値によって何れかの直線に定められるものである。この関係を考慮して、ＣＰＵ５１は、所与のタイヤの基準内部圧力Ｐstとタイヤの内部圧力Ｐとの差に応じた補正量Ｈｐ（タイヤ圧力補正値）を算出する。その結果、この補正量Ｈｐをねじり共振周波数を有する振動ゲインＧneに加算することにより得られるねじり共振周波数を有する振動ゲインは、タイヤの内部圧力Ｐにかかわらず、同内部圧力Ｐが基準内部圧力Ｐstであるときに得られる基準ねじり共振周波数を有する振動ゲインＧnepstに近づく。
【００８４】
次に、ＣＰＵ５１は、ステップ１１１５に進んで、タイヤの内部温度Ｔを関数ｍに代入することにより、所与のタイヤの基準内部温度Ｔst（例えば、５０℃）と前記読み込まれたタイヤの内部温度Ｔとの差に応じた補正量Ｈｔ（即ち、タイヤ温度補正値）を算出してステップ１１９５に進み、次にメインルーチンから呼び出されるまで本サブルーチンの処理を一旦終了する。
【００８５】
図１２（ｂ）に示したように、ねじり共振周波数を有する振動ゲインＧneは、タイヤの内部温度Ｔの変化に伴っても変化する。そして、図１２（ｂ）に示した複数の一次関数は、タイヤの内部温度Ｔとねじり共振周波数を有する振動ゲインＧneとの比例関係を示し、輪荷重の値によって何れかの直線に定められるものである。この関係を考慮して、ＣＰＵ５１は、所与のタイヤの基準内部温度Ｔstとタイヤの内部温度Ｔとの差に応じた補正量Ｈｔ（タイヤ温度補正値）を算出する。その結果、この補正量Ｈｔをねじり共振周波数を有する振動ゲインＧneに加算することにより得られるねじり共振周波数を有する振動ゲインは、タイヤの内部温度Ｔにかかわらず、同内部温度Ｔが基準内部温度Ｔstであるときに得られる基準ねじり共振周波数を有する振動ゲインＧnetstに近づく。
【００８６】
次に、ＣＰＵ５１は図６に示したメイン処理ルーチンのステップ６４０に戻り、図１３にフローチャートにより示した輪荷重演算処理サブルーチンを呼び出す。
ＣＰＵ５１は、呼び出されたステップ１３００から処理を開始してステップ１３０５に進み、ねじり共振周波数を有する振動ゲインＧneに補正量ＨＧsa（周波数補正値）、補正量Ｈｐ（タイヤ圧力補正値）及び補正量Ｈｔ（タイヤ温度補正値）を加算することにより、補正されたねじり共振周波数を有する振動ゲインＧnehを求める。
【００８７】
これにより、補正されたねじり共振周波数を有する振動ゲインＧnehは、タイヤの内部圧力Ｐが基準内部圧力Ｐstであり、タイヤの内部温度Ｔが基準内部温度Ｔstであり、外気温度Ｔoutが基準外気温度Ｔoutstであり、かつ、サスペンション前後方向共振周波数を有する振動ゲインＧsaが基準サスペンション前後方向共振周波数を有する振動ゲインＧsastであるときに得られる基準ねじり共振周波数を有する振動ゲインに近い値となる。
【００８８】
次に、ＣＰＵ５１は、ステップ１３１０に進み、補正されたねじり共振周波数を有する振動ゲインＧnehを関数ｎに代入することにより、輪荷重ＷＦを推定する。ステップ１３１０に示した基準ねじり共振周波数を有する振動ゲインと輪荷重ＷＦとの相関関係は、予めＲＡＭ５３等の記憶領域に記憶されている。この記憶された相関関係は、タイヤの内部圧力Ｐが基準内部圧力Ｐstであり、タイヤの内部温度Ｔが基準内部温度Ｔstであり、外気温度Ｔoutが基準外気温度Ｔoutstであり、かつ、サスペンション前後方向共振周波数を有する振動ゲインＧsaが基準サスペンション前後方向共振周波数を有する振動ゲインＧsastであるときに得られる「ねじり共振周波数を有する振動ゲインと輪荷重との関係」であり、予め実験などにより定められている。
【００８９】
次に、ＣＰＵ５１は、ステップ１３１５に進み、初期化スイッチ４４が「ＯＮ」の状態に変更されてから初めて同ステップに進んだか否かを判定する。今、工場等のサービスマンや乗員等ががタイヤを交換し、初期化スイッチ４４が操作された直後であるとすると、ＣＰＵ５１は、ステップ１３１５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１３２０に進み、ステップ１３１０にて推定した輪荷重ＷＦを輪荷重基準値ＷＦstdに設定し、ステップ１３９５に進んで、次にメインルーチンから呼び出されるまで本サブルーチンの処理を一旦終了する。
【００９０】
一方、初期化スイッチ４４が操作されてから所定時間が経過し、ＣＰＵ５１がステップ１３１５に進んだ時点で、初期化スイッチ４４が「ＯＮ」の状態に変更されてから初めて同ステップに進んだ状態ではないとき、同ＣＰＵ５１は、同ステップ１３１５にて「Ｎｏ」と判定してステップ１３２５に進み、ステップ１３１０にて今回推定された輪荷重ＷＦを輪荷重基準値ＷＦstdにて除算して輪荷重比ＲＷＦを求め、ステップ１３９５に進んで、次にメインルーチンから呼び出されるまで本サブルーチンの処理を一旦終了する。
次に、ＣＰＵ５１は図６に示したメイン処理ルーチンのステップ６９５に戻り、本ルーチンの処理を一旦終了する。
【００９１】
なお、ステップ１３１０は、補正されたねじり共振周波数を有する振動の周波数成分（振動ゲインＧneh）と、記憶領域（ＲＡＭ５３）に記憶されている基準ねじり共振周波数を有する振動の周波数成分と輪荷重との関係と、に基づいて車輪の輪荷重ＷＦを推定する輪荷重推定手段に相当する。
【００９２】
タイヤの内部圧力Ｐ等の各種パラメータが一定の基準状態のときには、ねじり共振周波数を有する振動ゲインと車輪の輪荷重ＷＦとの関係を一意に定めることができる。本装置は、この関係を利用するために、抽出された（得られた）ねじり共振周波数を有する振動ゲインＧneを各種パラメータによる補正値に基いて補正して、各種パラメータが一定の基準状態のときに得られるであろうねじり共振周波数を有する振動ゲイン（周波数成分）Ｇnehを求める。そして、補正された同振動の周波数成分Ｇnehと前述した一意の関係とから車輪の輪荷重ＷＦを推定する。その結果、タイヤの内部圧力等の各種パラメータがねじり共振周波数を有する振動ゲインＧneに及ぼす影響が排除されるので、車輪の輪荷重がより一層正確に推定される。
【００９３】
なお、上記実施の形態において、ＣＰＵ５１は、タイヤの内部圧力Ｐ、サスペンション前後方向共振周波数を有する振動ゲインＧsa及びタイヤの内部温度Ｔのすべてのパラメータによりねじり共振周波数を有する振動ゲインＧneを補正した。しかし、これらのパラメータのうち、タイヤの内部圧力Ｐ、サスペンション前後方向共振周波数を有する振動ゲインＧsa及びタイヤの内部温度Ｔのうちの少なくともいずれか一つ（任意の二つ以上の組み合わせでもよい。）によりねじり共振周波数を有する振動ゲインＧneを補正し、補正された同振動の周波数成分Ｇnehから車輪の輪荷重を推定してもよい。この結果、前記補正に用いた少なくともいずれかのパラメータがねじり共振周波数を有する振動ゲインＧneに及ぼす影響が排除されるので、車輪の輪荷重がより正確に推定される。
【００９４】
例えば、タイヤの内部圧力Ｐを唯一のパラメータとして振動ゲインＧneを補正する場合、ＣＰＵ５１は、ステップ１３０５にて、ねじり共振周波数を有する振動ゲインＧneにタイヤ圧力補正値Ｈｐを加算することにより、補正されたねじり共振周波数を有する振動ゲインＧnehを求めることができる。この場合、ステップ１３０５は、タイヤ圧力補正値Ｈｐを用いてねじり共振周波数を有する振動ゲインＧneを補正するねじり共振周波数成分補正手段に相当する。
【００９５】
また、例えば、タイヤの内部温度Ｔを唯一のパラメータとして振動ゲインＧneを補正する場合、ＣＰＵ５１は、ステップ１３０５にて、ねじり共振周波数を有する振動ゲインＧneにタイヤ温度補正値Ｈｔを加算することにより、補正されたねじり共振周波数を有する振動ゲインＧnehを求めることができる。この場合、ステップ１３０５は、タイヤ温度補正値Ｈｔを用いてねじり共振周波数を有する振動ゲインＧneを補正するねじり共振周波数成分補正手段に相当する。
【００９６】
また、例えば、サスペンション前後方向共振周波数を有する振動ゲインＧsaを唯一のパラメータとしてねじり共振周波数を有する振動ゲインＧneを補正する場合、ＣＰＵ５１は、ステップ１３０５にて、振動ゲインＧneに周波数成分補正値ＨＧsaを加算することにより、補正されたねじり共振周波数を有する振動ゲインＧnehを求めることができる。この場合、ステップ１３０５は、周波数成分補正値ＨＧsaを用いてねじり共振周波数を有する振動ゲインＧneを補正するねじり共振周波数成分補正手段に相当する。
【００９７】
また、同実施の形態において、サスペンション前後方向共振周波数を有する振動ゲインＧsaは、図９のステップ９０５〜９１５にて外気温度Ｔoutに基づいて得られる補正量ＨＴoutを用いて補正されている。しかし、外気温度Ｔoutによってサスペンション前後方向共振周波数を有する振動ゲインＧsaを補正する上記ステップを実行せず、ステップ９００から直ちにステップ９２０に進み、ステップ９２０にてサスペンション前後方向共振周波数を有する振動ゲインＧsaに基づいてねじり共振周波数を有する振動ゲインＧneを補正してもよい。
【００９８】
このようにして推定された輪荷重比ＲＷＦは、例えば、車両の制動時において、前輪に対する後輪のスリップの程度に応じ、前輪制動力に対する後輪制動力の割合を小さくするように後輪制動力を制御するＥＢＤ制御（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｂｒａｋｅ  ｆｏｒｃｅ  Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ）に用いられる。具体的には、ＣＰＵ５１は、各輪の輪荷重比ＲＷＦに基づいて前輪と後輪との輪荷重比である前後輪荷重比を演算し、同前後輪荷重比に基づいて制動力配分比を求める。ブレーキ液圧制御部４２は、前記制動力配分比に基づき、後輪のスリップの程度に応じて各後輪の各ホイールシリンダに付与するブレーキ液圧をそれぞれ制御することにより、各後輪への制動力をそれぞれ制御する。また、アンチスキッド制御装置におけるブレーキ液圧の増大速度及び減少速度等を輪荷重比ＲＷＦにより変更してもよい。更に、上記実施形態においては、輪荷重比ＲＷＦを求めているが、輪荷重そのものを求めるように構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】車輪速データに含まれる振動ゲインを示した図である。
【図２】図２（ａ）は、輪荷重が大きい場合におけるばね−マス系を構成しているタイヤや車輪等の状態を模式的に表した図、図２（ｂ）は、輪荷重が小さい場合におけるタイヤや車輪等の状態を模式的に表した図である。
【図３】図３（ａ）は、輪荷重の変化に伴う振動ゲインの変化を示した図、図３（ｂ）は、路面入力の変化に伴う振動ゲインの変化を示した図、図３（ｃ）は、タイヤの内部圧力の変化に伴う振動ゲインの変化を示した図、図３（ｄ）は、タイヤの内部温度の変化に伴う振動ゲインの変化を示した図である。
【図４】輪荷重推定装置の概略構成図である。
【図５】車輪速度ＳＰＤ（Ｃ）を演算するために実行するプログラムを示したフローチャートである。
【図６】輪荷重を推定するために実行するプログラムを示したフローチャートである。
【図７】サスペンション前後方向共振周波数を演算するために実行するプログラムを示したフローチャートである。
【図８】ねじり共振周波数を演算するために実行するプログラムを示したフローチャートである。
【図９】サスペンション前後方向共振周波数を有する振動ゲインを補正するために実行するプログラムを示したフローチャートである。
【図１０】図１０（ａ）は、外気温度とサスペンション前後方向共振周波数を有する振動ゲインとの関係を示した図である。図１０（ｂ）は、補正されたサスペンション前後方向共振周波数を有する振動ゲインとねじり共振周波数を有する振動ゲインとの関係を示した図である。
【図１１】ねじり共振周波数を有する振動ゲインを補正するために実行するプログラムを示したフローチャートである。
【図１２】図１２（ａ）は、タイヤの内部圧力とねじり共振周波数を有する振動ゲインとの関係を示した図である。図１２（ｂ）は、タイヤの内部温度とねじり共振周波数を有する振動ゲインとの関係を示した図である。
【図１３】輪荷重を演算するために実行するプログラムを示したフローチャートである。
【０１００】
１０…輪荷重推定装置、１１…第１の車輪、１２…第２の車輪、１３…第３の車輪、１４…第４の車輪、２１…第１のタイヤ、２２…第２のタイヤ、２３…第３のタイヤ、２４…第４のタイヤ、３１…第１の車輪速センサ、３２…第２の車輪速センサ、３３…第３の車輪速センサ、３４…第４の車輪速センサ、３５…第１の圧力センサ、３６…第２の圧力センサ、３７…第３の圧力センサ、３８…第４の圧力センサ、３９…外気温度センサ、４０…受信機、４１ａ，４１ｂ…受信アンテナ、４２…ブレーキ液圧制御部、４３…ブレーキペダル踏力センサ、４４…初期化スイッチ、５０…電子制御装置。
【図１】
0004636230.tif 000002
【図２】
0004636230.tif 000003
【図３】
0004636230.tif 000004
【図４】
0004636230.tif 000005
【図５】
0004636230.tif 000006
【図６】
0004636230.tif 000007
【図７】
0004636230.tif 000008
【図８】
0004636230.tif 000009
【図９】
0004636230.tif 000010
【図１０】
0004636230.tif 000011
【図１１】
0004636230.tif 000012
【図１２】
0004636230.tif 000013
【図１３】
0004636230.tif 000014