(57)【要約】【課題】車両状態量検出装置において、高精度に車両の状態量を検出可能とする。【解決手段】車両の各車輪に作用する前後力を検出する前後力検出手段及び車両の各車輪に作用する上下力を検出する上下力検出手段としてトルク検出装置１１を設け、車両状態量算出手段としてのＥＣＵがこの前後力としての制駆動力Ｆｘ及び上下力としてのタイヤ接地荷重Ｆｚに基づいて車両状態量としての車体速度Ｖｂ、走行抵抗Ｒｂ、路面傾斜角度θｒ、接地荷重成分Ｆｚａ、車体質量Ｍｂなどを演算する。【選択図】        図２
2007210463.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の各車輪に作用する前後力を検出する前後力検出手段と、前記車両の各車輪に作用する上下力を検出する上下力検出手段と、前記前後力検出手段及び前記上下力検出手段の検出結果に基づいて車両の状態量を演算する車両状態量算出手段とを具えたことを特徴とする車両状態量検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両状態量検出装置において、前記前後力検出手段及び前記上下力検出手段は、車軸側に固定された第１円盤部材と、前記車輪側に固定されて前記第１円盤部材と同軸上に相対回転自在に支持された第２円盤部材と、前記第１円盤部材に対する前記第２円盤部材の周方向の正転荷重及び逆転荷重を検出する荷重検出手段と、該荷重検出手段が検出した正転荷重及び逆転荷重に基づいて前記車輪に作用する前後力及び上下力を演算するトルク演算出手段とを有することを特徴とする車両状態量検出装置。
【請求項３】
請求項１に記載の車両状態量検出装置において、前記車両状態量算出手段は、車輪速センサが検出した車輪速に基づいて演算した車輪角速度と、前記前後力検出手段が検出した前後力に基づいて演算したスリップ率と、前記上下力検出手段が検出した上下力に基づいて演算した車輪動荷重半径とから車体速度を演算することを特徴とする車両状態量検出装置。
【請求項４】
請求項１に記載の車両状態量検出装置において、前記車両状態量算出手段は、前記前後力検出手段が検出した前後力から、前記上下力検出手段が検出した上下力に基づいて演算した車体前後力を減算して走行抵抗を求めることを特徴とする車両状態量検出装置。
【請求項５】
請求項４に記載の車両状態量検出装置において、前記車両状態量算出手段は、前記前後力検出手段が検出した前後力と、前記上下力検出手段が検出した上下力と、前記走行抵抗とから路面傾斜角を演算することを特徴とする車両状態量検出装置。
【請求項６】
請求項３に記載の車両状態量検出装置において、前記車両状態量算出手段は、前記前後力検出手段が検出した前後力と、前記上下力検出手段が検出した上下力と、前記車体速度とから空気抵抗を演算することを特徴とする車両状態量検出装置。
【請求項７】
請求項１に記載の車両状態量検出装置において、前記車両状態量算出手段は、車輪空気圧センサが検出した空気圧と、前記前後力検出手段が検出した前後力と、前記上下力検出手段が検出した上下力とから車輪転がり抵抗を演算することを特徴とする車両状態量検出装置。
【請求項８】
請求項４に記載の車両状態量検出装置において、前記車両状態量算出手段は、前記前後力検出手段が検出した前後力と、前記上下力検出手段が検出した上下力と、前記車体速度とから空気抵抗を演算すると共に、車輪空気圧センサが検出した空気圧と、前記前後力検出手段が検出した前後力と、前記上下力検出手段が検出した上下力とから車輪転がり抵抗を演算し、前記走行抵抗から前記空気抵抗及び車輪転がり抵抗を減算して路面抵抗を求めることを特徴とする車両状態量検出装置。
【請求項９】
請求項３に記載の車両状態量検出装置において、前記車両状態量算出手段は、前記前後力検出手段が検出した前後力と、前記上下力検出手段が検出した上下力と、前記車体速度とから空力による接地荷重成分を演算することを特徴とする車両状態量検出装置。
【請求項１０】
請求項１に記載の車両状態量検出装置において、前記車両状態量算出手段は、前記上下力検出手段が検出した上下力から、前記前後力検出手段が検出した前後力に基づいて演算した車体上下力を減算して空力による接地荷重成分を求めることを特徴とする車両状態量検出装置。
【請求項１１】
請求項３に記載の車両状態量検出装置において、前記車両状態量算出手段は、前記前後力検出手段が検出した前後力と、前記上下力検出手段が検出した上下力と、前記車体速度と、路面傾斜角とから前後力成分に応じた車体質量を演算することを特徴とする車両状態量検出装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の車両状態量検出装置において、前記車両状態量算出手段は、前記上下力検出手段が検出した上下力に空力による接地荷重成分を加味して上下力成分に応じた車体質量を演算し、前記前後力成分に応じた車体質量と、前記上下力成分に応じた車体質量と、車体前後力に応じた重み付け係数に基づいて車体質量を補正することを特徴とする車両状態量検出装置。
【請求項１３】
請求項３に記載の車両状態量検出装置において、前記車両状態量算出手段は、前記前後力検出手段が検出した前後力と、前記上下力検出手段が検出した上下力と、前記車体速度と、路面傾斜角とから前後力成分に応じた車体質量を演算すると共に、前記上下力検出手段が検出した上下力に空力による接地荷重成分を加味して上下力成分に応じた車体質量を演算し、前記前後力成分に応じた車体質量と前記上下力成分に応じた車体質量との偏差に基づいて異常を判定する異常判定手段を設けたことを特徴とする車両状態量検出装置。
【請求項１４】
請求項５に記載の車両状態量検出装置において、前記路面傾斜角と、前後加速度センサが検出した前後加速度に基づいて演算した実路面傾斜角との偏差に基づいて異常を判定する異常判定手段を設けたことを特徴とする車両状態量検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に装着された車輪に作用する力を用いて車両における各状態量を検出する車両状態量検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両の挙動を制御する場合、この車両に搭載された各種のセンサ、例えば、車速センサやＧセンサ、車輪速センサなどの検出結果に基づいてエンジン出力、変速機による減速比、ブレーキ装置による制動力などを制御している。例えば、従来、車体速度は、車輪速センサが検出した車輪の回転速度から車輪半径などを推定して算出している。
【０００３】
なお、車輪に関して、タイヤ作用力を検出する検出器を設け、この検出器による検出値とそれの時間的変化傾向との少なくとも一方に基づき、その検出器によるタイヤ作用力の検出値が異常であるか否かを判定するものとして、下記特許文献１に記載されたものがある。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１０４１３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、車両の運転状態にあっては、このような各種センサが検出した物理量以外に、例えば、車両走行抵抗や車輪半径などの物理量によっても車両の挙動が変化してしまい、高精度な挙動制御を行うことができていない。
【０００６】
本発明は、このような問題を解決するためのものであって、高精度に車両の状態量を検出可能とした車両状態量検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の車両状態量検出装置は、車両の各車輪に作用する前後力を検出する前後力検出手段と、前記車両の各車輪に作用する上下力を検出する上下力検出手段と、前記前後力検出手段及び前記上下力検出手段の検出結果に基づいて車両の状態量を演算する車両状態量算出手段とを具えたことを特徴とするものである。
【０００８】
本発明の車両状態量検出装置では、前記前後力検出手段及び前記上下力検出手段は、車軸側に固定された第１円盤部材と、前記車輪側に固定されて前記第１円盤部材と同軸上に相対回転自在に支持された第２円盤部材と、前記第１円盤部材に対する前記第２円盤部材の周方向の正転荷重及び逆転荷重を検出する荷重検出手段と、該荷重検出手段が検出した正転荷重及び逆転荷重に基づいて前記車輪に作用する前後力及び上下力を演算するトルク演算出手段とを有することを特徴としている。
【０００９】
本発明の車両状態量検出装置では、前記車両状態量算出手段は、車輪速センサが検出した車輪速に基づいて演算した車輪角速度と、前記前後力検出手段が検出した前後力に基づいて演算したスリップ率と、前記上下力検出手段が検出した上下力に基づいて演算した車輪動荷重半径とから車体速度を演算することを特徴としている。
【００１０】
本発明の車両状態量検出装置では、前記車両状態量算出手段は、前記前後力検出手段が検出した前後力から、前記上下力検出手段が検出した上下力に基づいて演算した車体前後力を減算して走行抵抗を求めることを特徴としている。
【００１１】
本発明の車両状態量検出装置では、前記車両状態量算出手段は、前記前後力検出手段が検出した前後力と、前記上下力検出手段が検出した上下力と、前記走行抵抗とから路面傾斜角を演算することを特徴としている。
【００１２】
本発明の車両状態量検出装置では、前記車両状態量算出手段は、前記前後力検出手段が検出した前後力と、前記上下力検出手段が検出した上下力と、前記車体速度とから空気抵抗を演算することを特徴としている。
【００１３】
本発明の車両状態量検出装置では、前記車両状態量算出手段は、車輪空気圧センサが検出した空気圧と、前記前後力検出手段が検出した前後力と、前記上下力検出手段が検出した上下力とから車輪転がり抵抗を演算することを特徴としている。
【００１４】
本発明の車両状態量検出装置では、前記車両状態量算出手段は、前記前後力検出手段が検出した前後力と、前記上下力検出手段が検出した上下力と、前記車体速度とから空気抵抗を演算すると共に、車輪空気圧センサが検出した空気圧と、前記前後力検出手段が検出した前後力と、前記上下力検出手段が検出した上下力とから車輪転がり抵抗を演算し、前記走行抵抗から前記空気抵抗及び車輪転がり抵抗を減算して路面抵抗を求めることを特徴としている。
【００１５】
本発明の車両状態量検出装置では、前記車両状態量算出手段は、前記前後力検出手段が検出した前後力と、前記上下力検出手段が検出した上下力と、前記車体速度とから空力による接地荷重成分を演算することを特徴としている。
【００１６】
本発明の車両状態量検出装置では、前記車両状態量算出手段は、前記上下力検出手段が検出した上下力から、前記前後力検出手段が検出した前後力に基づいて演算した車体上下力を減算して空力による接地荷重成分を求めることを特徴としている。
【００１７】
本発明の車両状態量検出装置では、前記車両状態量算出手段は、前記前後力検出手段が検出した前後力と、前記上下力検出手段が検出した上下力と、前記車体速度と、路面傾斜角とから前後力成分に応じた車体質量を演算することを特徴としている。
【００１８】
本発明の車両状態量検出装置では、前記車両状態量算出手段は、前記上下力検出手段が検出した上下力に空力による接地荷重成分を加味して上下力成分に応じた車体質量を演算し、前記前後力成分に応じた車体質量と、前記上下力成分に応じた車体質量と、車体前後力に応じた重み付け係数に基づいて車体質量を補正することを特徴としている。
【００１９】
本発明の車両状態量検出装置では、前記車両状態量算出手段は、前記前後力検出手段が検出した前後力と、前記上下力検出手段が検出した上下力と、前記車体速度と、路面傾斜角とから前後力成分に応じた車体質量を演算すると共に、前記上下力検出手段が検出した上下力に空力による接地荷重成分を加味して上下力成分に応じた車体質量を演算し、前記前後力成分に応じた車体質量と前記上下力成分に応じた車体質量との偏差に基づいて異常を判定する異常判定手段を設けたことを特徴としている。
【００２０】
本発明の車両状態量検出装置では、前記路面傾斜角と、前後加速度センサが検出した前後加速度に基づいて演算した実路面傾斜角との偏差に基づいて異常を判定する異常判定手段を設けたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の車両状態量検出装置によれば、車両の各車輪に作用する前後力を検出する前後力検出手段と、車両の各車輪に作用する上下力を検出する上下力検出手段と、前後力検出手段及び上下力検出手段の検出結果に基づいて車両の状態量を演算する車両状態量算出手段を設けたので、実際に車輪に作用する前後力及び上下力に基づいて車両の状態量を演算するため、車両の運転状態に応じた適正な状態量を検出することとなり、車両状態量の検出精度を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下に、本発明に係る車両状態量検出装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
【実施例】
【００２３】
図１は、本発明の一実施例に係る車両状態量検出装置における検出方法を表す概略図、図２は、本実施例の車両状態量検出装置を表すブロック構成図、図３は、車体速度を演算する際の規定値の設定方法を表すグラフ、図４は、車体質量を演算する際の重み付け係数の設定方法を表すグラフ、図５は、本実施例の車両状態量検出装置におけるトルク検出装置を表す車軸部の断面図、図６は、図５のVI−VI断面図である。
【００２４】
実施例１の車両状態量検出装置は、図１に示すように、前後力検出手段及び上下力検出手段を構成するトルク検出装置１１により車両の車輪１２に作用する前後力及び上下力を検出し、車両状態量算出手段を構成する電子制御ユニット（ＥＣＵ）１３が、検出した車輪に作用する前後力及び上下力に基づいて車両の状態量としての後述する車体速度、路面傾斜角、走行抵抗、車体質量などを演算するものである。
【００２５】
まず、各車輪１２に装着されたトルク検出装置１１について説明する。このトルク検出装置１１において、図５及び図６に示すように、車軸側に固定された第１円盤部材としてのハブ側ハウジング２１と、車輪側に固定された第２円盤部材としてのホイール側ハウジング２２とが同軸上に相対回転自在に支持されており、このハブ側ハウジング２１とホイール側ハウジング２２との間に４つのトルク伝達部Ｔ１〜Ｔ４が周方向に均等間隔で設けられており、ここに周方向の正転荷重及び逆転荷重を検出する荷重検出手段としての複数の荷重センサＳ１１，Ｓ１２，Ｓ２１，Ｓ２２，Ｓ３１，Ｓ３２，Ｓ４１，Ｓ４２が装着されている。トルク演算出手段としてのＥＣＵ１３は、各荷重センサＳ１１，Ｓ１２，Ｓ２１，Ｓ２２，Ｓ３１，Ｓ３２，Ｓ４１，Ｓ４２が検出した正転荷重及び逆転荷重に基づいて各車輪１２に作用する前後力及び上下力を演算する。
【００２６】
即ち、ハブ側ハウジング２１は外周部に４つの取付フランジ２１ａを有しており、各取付フランジ２１ａがアクスルハウジング２３の玉軸受２４により車体に対して回転自在に支持されたアクスルハブ２５に図示しない締結ボルトで締結されることで、一体に連結されている。一方、ホイール側ハウジング２２は、外周部に４つの取付フランジ２２ａを有しており、各取付フランジ２２ａに図示しないタイヤが装着されたホイールがハブボルト２６により締結されている。
【００２７】
また、ハブ側ハウジング２１には、リング形状をなすボス部２１ｂの外周部に４つの突起部２１ｃが周方向に均等間隔で形成されている。一方、ホイール側ハウジング２２には、内周部に４つの収納部２２ｂが周方向に均等間隔で形成されている。このハブ側ハウジング２１の各突起部２１ｃは、ホイール側ハウジング２２の各収納部２２ｂに係合し、各突起部２１ｃと各収納部２２ｂにおける左右の保持壁２２ｃ，２２ｄとの間にそれぞれボール２７がほぼ隙間なく介在している。この場合、各ボール２７に対して、アクスルハブ２５の軸方向対向したハブ側ハウジング２１には断面がＶ字形状をなすガイド溝２１ｄが周方向に沿って形成されている。従って、各ボール２７は、ハブ側ハウジング２１とホイール側ハウジング２２との間でスラストボールベアリングを構成している。
【００２８】
そして、ハブ側ハウジング２１の各突起部２１ｃにおけるボール２７との接触壁面に上述した荷重センサＳ１１，Ｓ１２，Ｓ２１，Ｓ２２，Ｓ３１，Ｓ３２，Ｓ４１，Ｓ４２が装着されている。この荷重センサＳ１１，Ｓ１２，Ｓ２１，Ｓ２２，Ｓ３１，Ｓ３２，Ｓ４１，Ｓ４２は、ハブ側ハウジング２１及びホイール側ハウジング２２の回転時に、各ボール２７から入力する周方向の正回転側荷重及び逆回転側荷重を検出して電気信号として出力するものであり、例えば、圧電素子や歪ゲージを適用することができる。
【００２９】
また、ホイール側ハウジング２２の内周部には段付スリーブ２８が軸方向に対して位置調整自在に螺合し、ハブ側ハウジング２１との間に複数のボール２９が周方向に等間隔で介装されており、段付スリーブ２８がロックナット３０によりホイール側ハウジング２２に固定保持されている。従って、各ボール２９は、ハブ側ハウジング２１及び段付スリーブ２８との間でアンギュラボールベアリングを構成しており、ハブ側ハウジング２１のボス部２１ｂにおける断面弧状をなす環状軌道面と、段付スリーブ２８における平面をなす２つの環状軌道面で転動自在に接触している。
【００３０】
次に、トルク検出装置１１が検出した正回転側荷重及び逆回転側荷重に基づいて車両状態量を算出するＥＣＵ１３の具体的な構成について説明する。ＥＣＵ１３は、図１および図２に示すように、センサ出力演算部３１と前後運動状態量演算部３２と異常判定部３３とを有している。センサ出力演算部３１には、トルク検出装置１１の各荷重センサＳ１１，Ｓ１２，Ｓ２１，Ｓ２２，Ｓ３１，Ｓ３２，Ｓ４１，Ｓ４２が検出した正回転側荷重ｖ１１，ｖ２１，ｖ３１，ｖ４１及び逆回転側荷重ｖ１２，ｖ２２，ｖ３２，ｖ４２が入力されると共に、車輪速センサ３４が検出した車輪速度Ｖｔ、前後加速度センサ３５が検出した車体加速度Ｇｂｘ、タイヤ空気圧センサ３６が検出したタイヤ空気圧Ｐａが入力される。
【００３１】
そして、このセンサ出力演算部３１は、荷重センサＳ１１，Ｓ１２，Ｓ２１，Ｓ２２，Ｓ３１，Ｓ３２，Ｓ４１，Ｓ４２が検出した正回転側荷重ｖ１１，ｖ２１，ｖ３１，ｖ４１及び逆回転側荷重ｖ１２，ｖ２２，ｖ３２，ｖ４２に基づいて、下記数式１を用いて前後力としての制駆動力Ｆｘｎ及び上下力としてのタイヤ接地荷重Ｆｚｎを演算し、４つの車輪の制駆動力Ｆｘ１〜Ｆｘ４の総和が車両の制駆動力Ｆｘｔとして規定され、４つの車輪のタイヤ接地荷重Ｆｚ１〜Ｆｚ４の総和が車両のタイヤ接地荷重Ｆｚｔとして規定される。また、センサ出力演算部３１は、車輪速センサ３４が検出した車輪速度Ｖｔから車輪角速度θｗｎを演算する。
【数１】
2007210463.tif 000003
【００３２】
前後運動状態量演算部３２は、センサ出力演算部３１から入力した制駆動力Ｆｘｎ、タイヤ接地荷重Ｆｚｎ、車輪角速度θｗｎ、車体加速度Ｇｂｘ、タイヤ空気圧Ｐａｍに基づいて車両の状態量としての車体速度、路面傾斜角、走行抵抗、車体質量などを演算する。なお、ここでｎ，ｍは４つの車輪を特定するものであり、ｎ，ｍ＝１〜４である。そして、異常判定部３３は、前後運動状態量演算部３２で演算した車体状態量に基づいて荷重センサＳ１１，Ｓ１２，Ｓ２１，Ｓ２２，Ｓ３１，Ｓ３２，Ｓ４１，Ｓ４２の異常を判定する。
【００３３】
ここで、前後運動状態量演算部３２による車体状態量の演算方法について具体的に説明する。
【００３４】
［車体速度］
車体速度Ｖｂｎは、車輪角速度θｗｎと車輪動荷重半径ｒｔとスリップ率ｓとから演算することができ、下記数式２のように規定される。
【数２】
2007210463.tif 000004
【００３５】
なお、車輪動荷重半径ｒｔは、制駆動力Ｆｘｎとタイヤ接地荷重Ｆｚｎとタイヤ空気圧Ｐａｍの状態からの関連性を考慮して関数式及び下記表１に示すマップから定義して補正する。
【表１】
2007210463.tif 000005
また、スリップ率ｓも、制駆動力Ｆｘｎとタイヤ接地荷重Ｆｚｎとタイヤ空気圧Ｐａｍの状態からの関連性を考慮して、関数式及び下記表２に示すマップから定義して補正する。
【表２】
2007210463.tif 000006
【００３６】
従って、下記数式３のように規定することができる。この場合、図３に示すように、スリップ率ｓの増加に対して車輪及び路面摩擦係数μは増加するが、スリップ率ｓが所定値より増加した領域に入ると、車輪及び路面摩擦係数μが低下した後に一定するため、スリップ率ｓ及び車輪角速度θｗｎが下記範囲にあるときに有効車輪とする。
【数３】
2007210463.tif 000007
【００３７】
このように車輪ごとの車体速度Ｖｂ1〜Ｖｂ4と有効車輪が判定されると、下記数式４により車体速度Ｖｂａを演算することができる。なお、下記数式４にて、車輪ごとの車体速度Ｖｂ1〜Ｖｂ4の総和を有効車輪数ｎ（＝４）で除算して車体速度Ｖｂｎを求めたが、有効車輪数ｎが減少すれば、総和も減少する。
【数４】
2007210463.tif 000008
【００３８】
［走行抵抗］
車体前後力Ｆｂｘは、車両の制駆動力Ｆｘｔから走行抵抗Ｒｂを減算することで、下記数式５のように求めることができる。
【数５】
2007210463.tif 000009
従って、走行抵抗Ｒｂは、制駆動力Ｆｘｔから車体前後力Ｆｂｘを減算することで、下記数式６のように求めることができる。そして、車体前後力Ｆｂｘは、制駆動力Ｆｘｔと重力ｇと車体加速度Ｇｂｘに基づいて演算した路面傾斜角θｒｇと車体加速度（車体速度Ｖｂａの微分値）に基づいて演算される。
【数６】
2007210463.tif 000010
【００３９】
［路面傾斜角］
路面傾斜角θｒｆは、車両の制駆動力Ｆｘｔとタイヤ接地荷重Ｆｚｔと走行抵抗Ｒｂと車体加速度（車体速度Ｖｂａの微分値）から、下記数式７を用いて演算することができる。
【数７】
2007210463.tif 000011
【００４０】
［空気抵抗］
空気抵抗Ｒａは、車両の制駆動力Ｆｘｔとタイヤ接地荷重Ｆｚｔと車体速度Ｖｂａとから、下記数式８を用いて演算することができる。
【数８】
2007210463.tif 000012
【００４１】
なお、空気抵抗Ｒａは、制駆動力Ｆｘｎとタイヤ接地荷重Ｆｚｎと車体速度Ｖｂａの状態からの関連性を考慮して関数式及び下記表３に示すマップから定義して補正する。
【表３】
2007210463.tif 000013
【００４２】
［車輪転がり抵抗］
車輪転がり抵抗Ｒｔは、タイヤ空気圧Ｐａと制駆動力Ｆｘｔとタイヤ接地荷重Ｆｚｔから、下記数式９を用いて演算することができる。
【数９】
2007210463.tif 000014
【００４３】
なお、車輪転がり抵抗Ｒｔは、タイヤ空気圧Ｐａｍと制駆動力Ｆｘｎとタイヤ接地荷重Ｆｚｎの状態からの関連性を考慮して関数式及び下記表４に示すマップから定義して補正する。
【表４】
2007210463.tif 000015
【００４４】
［路面抵抗］
路面抵抗Ｒｒは、走行抵抗Ｒｂから空気抵抗Ｒａ及び車輪転がり抵抗Ｒｔを減算することで、下記数式１０を用いて求めることができる。
【数１０】
2007210463.tif 000016
【００４５】
［空力による接地荷重成分］
空力による接地荷重成分Ｆｚａは、制駆動力Ｆｘｔとタイヤ接地荷重Ｆｚｔと車体速度Ｖｂａとから、下記数式１１を用いて演算することができる。
【数１１】
2007210463.tif 000017
【００４６】
なお、接地荷重成分Ｆｚａは、制駆動力Ｆｘｎとタイヤ接地荷重Ｆｚｎと車体速度Ｖｂａの状態からの関連性を考慮して関数式及び下記表５に示すマップから定義して補正する。
【表５】
2007210463.tif 000018
【００４７】
また、接地荷重成分Ｆｚａは、タイヤ接地荷重Ｆｚｔから制駆動力Ｆｘｔに基づいて演算した車体上下力を減算して、下記数式１２を用いて求めることができる。
【数１２】
2007210463.tif 000019
【００４８】
［車体質量］
車体質量Ｍｂｘは、タイヤ接地荷重Ｆｚｔと制駆動力Ｆｘｔと車体速度Ｖｂａと路面傾斜角θｒｆとから、下記数式１３を用いて前後力成分を演算することができる。
【数１３】
2007210463.tif 000020
【００４９】
また、車体質量Ｍｂｚは、タイヤ接地荷重Ｆｚｔに空力による接地荷重成分Ｆｚａを加味して、下記数式１４を用いて上下力成分を演算することができる。
【数１４】
2007210463.tif 000021
【００５０】
この場合、車体速度Ｖｂａが規定値（例えば、６ｋｍ／ｈ）より低いときに、車体質量Ｍｂｚを車体質量Ｍｂｏと特定することができる。また、車体速度Ｖｂａが規定値（例えば、３０ｋｍ／ｈ）より高いときに、車体質量Ｍｂｚから車体質量Ｍｂｏを減算した値を上述した接地荷重成分Ｆｚａと特定することができる。
【００５１】
また、前後力成分に応じた車体質量Ｍｂｘと上下力成分に応じた車体質量Ｍｂｚと車体前後力Ｆｂｘに応じた重み付け係数ａ，ｂに基づいて車体質量ＭＢを補正するようにしている。即ち、図４に示すように、車体前後力Ｆｂｘの増加に伴って１まで増加する車体質量Ｍｂｘに応じた重み付け係数ａを設定すると共に、ａ＋ｂ＝１となるように上下力成分に応じた車体質量Ｍｂｚに応じた重み付け係数ｂを設定する。そして、下記数式１５を用いて車体質量Ｍｂを補正する。
【数１５】
2007210463.tif 000022
【００５２】
次に、異常判定部３３による荷重センサＳ１１，Ｓ１２，Ｓ２１，Ｓ２２，Ｓ３１，Ｓ３２，Ｓ４１，Ｓ４２の異常判定方法について具体的に説明する。
【００５３】
［異常判定１］
前後力成分に応じた車体質量Ｍｂｘと上下力成分に応じた車体質量Ｍｂｚとの偏差の絶対値に基づいて、タイヤ接地荷重Ｆｚｔ及び制駆動力Ｆｘｔの異常を判定する。即ち、下記数式１６のように、前後力成分に応じた車体質量Ｍｂｘと上下力成分に応じた車体質量Ｍｂｚとの偏差の絶対値が予め設定された規定値より大きいときには、タイヤ接地荷重Ｆｚｔ及び制駆動力Ｆｘｔの異常、つまり、荷重センサＳ１１，Ｓ１２，Ｓ２１，Ｓ２２，Ｓ３１，Ｓ３２，Ｓ４１，Ｓ４２が異常であると判定する。
【数１６】
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【００５４】
［異常判定２］
また、下記数式１７のように、前後力成分に応じた車体質量Ｍｂｘと上下力成分に応じた車体質量Ｍｂｚとの偏差の絶対値が予め設定された規定値より小さく、前後加速度センサ３５が検出した車体加速度Ｇｂｘに基づいて演算した路面傾斜角θｒｇと、前述した数式７を用いて演算した路面傾斜角θｒｆとの偏差の絶対値が予め設定された規定値より大きいときには、路面傾斜角θｒｇの異常、つまり、前後加速度センサ３５が異常であると判定する。
【数１７】
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【００５５】
このように本実施例の車両状態量検出装置にあっては、車両の各車輪に作用する前後力を検出する前後力検出手段及び車両の各車輪に作用する上下力を検出する上下力検出手段としてトルク検出装置１１を設け、車両状態量算出手段としてのＥＣＵがこの前後力としての制駆動力Ｆｘ及び上下力としてのタイヤ接地荷重Ｆｚに基づいて車両状態量としての車体速度Ｖｂ、走行抵抗Ｒｂ、路面傾斜角度θｒ、接地荷重成分Ｆｚａ、車体質量Ｍｂなどを演算するようにしている。
【００５６】
従って、実際に車輪１２に作用する前後力としての制駆動力Ｆｘ及び上下力としてのタイヤ接地荷重Ｆｚに基づいて車両の状態量を演算するため、車両の運転状態に応じた適正な状態量を検出することとなり、車両状態量の検出精度を向上することができる。
【００５７】
また、異常判定部３３は、前後力成分に応じた車体質量Ｍｂｘと上下力成分に応じた車体質量Ｍｂｚとの偏差に基づいて、タイヤ接地荷重Ｆｚｔ及び制駆動力Ｆｘｔの異常、つまり、荷重センサＳ１１，Ｓ１２，Ｓ２１，Ｓ２２，Ｓ３１，Ｓ３２，Ｓ４１，Ｓ４２が異常であると判定している。更に、異常判定部３３は、前後加速度センサ３５が検出した車体加速度Ｇｂｘに基づいて演算した路面傾斜角θｒｇと、タイヤ接地荷重Ｆｚｔ及び制駆動力Ｆｘｔに基づいて演算した路面傾斜角θｒｆとの偏差に基づいて路面傾斜角θｒｇの異常、つまり、前後加速度センサ３５が異常であると判定している。従って、車両状態量に応じて各種センサの異常を適正に判定することができる。
【００５８】
その結果、車両の状態量検出を高精度に検出することで、検出した両状態量としての車体速度Ｖｂ、走行抵抗Ｒｂ、路面傾斜角度θｒ、接地荷重成分Ｆｚａ、車体質量Ｍｂなどに基づいてエンジン出力、変速機による減速比、ブレーキ装置による制動力などを制御することで、車両の挙動を高精度に制御することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
以上のように、本発明に係る車両状態量検出装置は、車両の各車輪に作用する前後力と上下力に基づいて車両状態量を演算するものであり、いずれの種類の車両に用いても好適である。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の一実施例に係る車両状態量検出装置における検出方法を表す概略図である。
【図２】本実施例の車両状態量検出装置を表すブロック構成図である。
【図３】車体速度を演算する際の規定値の設定方法を表すグラフである。
【図４】車体質量を演算する際の重み付け係数の設定方法を表すグラフである。
【図５】本実施例の車両状態量検出装置におけるトルク検出装置を表す車軸部の断面図である。
【図６】図５のVI−VI断面図である。
【符号の説明】
【００６１】
１１  トルク検出装置
１２  車輪
１３  電子制御ユニット（ＥＣＵ、車両状態量算出手段、トルク演算出手段）
２１  ハブ側ハウジング（第１円盤部材）
２２  ホイール側ハウジング（第２円盤部材）
Ｔ１〜Ｔ４  トルク伝達部
Ｓ１１，Ｓ１２，Ｓ２１，Ｓ２２，Ｓ３１，Ｓ３２，Ｓ４１，Ｓ４２  荷重センサ
３１  センサ出力演算部
３２  前後運動状態量演算部
３３  異常判定部
３４  車輪速センサ
３５  前後加速度センサ
３６  タイヤ空気圧センサ
【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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