(57)【要約】【課題】車輪に外乱が加わったり、車輪に設けられた検出手段に異常が発生したりしても、車輪に関連する情報の適切な処理を可能とする車輪情報処理装置および車輪情報処理方法の提供。【解決手段】車両１０に設けられた車輪情報処理装置は、車輪１４に設けられてタイヤ１８の加速度を検出する複数の加速度センサ２６と、ＥＣＵ１００とを備え、ＥＣＵ１００は、加速度センサ２６の検出値等に基づいて車輪１４に作用する横力や荷重を算出する車輪力算出部１０１と、車輪力算出部１０１の算出値が加速度センサ２６等によって正常に検出された加速度等に基づいて算出されたものであるか否かを判定する判定部１０３とを含む。【選択図】図４
2007106324.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の車輪に関連する情報を処理するための車輪情報処理装置において、
前記車輪に設けられて所定の物理量を検出する検出手段と、
前記検出手段の検出値に基づいて前記車輪に作用する力を算出する車輪力算出手段と、
前記車輪力算出手段の算出値が前記検出手段によって正常に検出された前記物理量に基づいて算出されたものであるか否かを判定する判定手段とを備えることを特徴とする車輪情報処理装置。
【請求項２】
前記判定手段により、前記車輪力算出手段の算出値が前記検出手段によって正常に検出された前記物理量に基づいて算出されたものではないと判断された場合、前記車輪力算出手段の算出値を無効にする手段を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の車輪情報処理装置。
【請求項３】
前記車両は、複数の車輪を有すると共に、前記検出手段は、前記複数の車輪ごとに設けられ、
前記車輪力算出手段は、前記検出手段の検出値に基づいて前記複数の車輪ごとに車輪に作用する力を算出し、
前記判定手段は、前記車輪力算出手段の算出値が前記検出手段によって正常に検出された前記物理量に基づいて算出されたものであるか否かを前記複数の車輪ごとに判定し、
前記判定手段により、何れかの車輪についての前記車輪力算出手段の算出値が前記検出手段によって正常に検出された前記物理量に基づいて算出されたものではないと判断された場合、前記検出手段によって正常に検出された前記物理量に基づいて算出されたと判断される前記車輪力算出手段の算出値に基づいて、前記何れかの車輪に作用する力を推定する車輪力推定手段を更に備えることを特徴とする請求項１または２に記載の車輪情報処理装置。
【請求項４】
前記判定手段は、前記車両の走行状態に応じて成立する前記車輪に作用する力の釣り合い条件に基づいて、前記車輪力算出手段の算出値が前記検出手段によって正常に検出された前記物理量に基づいて算出されたものであるか否かを判定することを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の車輪情報処理装置。
【請求項５】
前記車輪力算出手段は、前記検出手段の検出値に基づいて前記車両の各車輪に作用する車輪幅方向における横力を算出し、前記判定手段は、前記車両の操舵状態に応じて、左右の車輪間における横力の釣り合い条件、または前後の車輪間における横力の釣り合い条件に基づいて、前記車輪力算出手段の算出値が前記検出手段によって正常に検出された前記物理量に基づいて算出されたものであるか否かを判定することを特徴とする請求項４に記載の車輪情報処理装置。
【請求項６】
前記検出手段は、前記車輪に対して車輪周方向に複数配設されると共に車輪幅方向に複数列設けられて、それぞれの検出値に基づいて前記車輪の所定方向における加速度を求める加速度取得手段であり、前記車輪力算出手段は、各列の加速度取得手段の検出値から得られる前記車輪の車両前後方向における接地長同士の比に基づいて前記横力を算出することを特徴とする請求項５に記載の車輪情報処理装置。
【請求項７】
前記車輪力算出手段は、前記検出手段の検出値に基づいて前記車両の各車輪に作用する車輪高さ方向における荷重を算出し、前記判定手段は、前記車両の走行状態に応じて、操舵による荷重変動を考慮した荷重の釣り合い条件、または左右の車輪間における荷重の釣り合い条件に基づいて、前記車輪力算出手段の算出値が前記検出手段によって正常に検出された前記物理量に基づいて算出されたものであるか否かを判定することを特徴とする請求項４に記載の車輪情報処理装置。
【請求項８】
前記検出手段は、前記車輪に対して少なくとも車輪周方向に複数配設されて、それぞれの検出値に基づいて前記車輪の所定方向における加速度を求める加速度取得手段であり、
前記車輪力算出手段は、前記車輪の各加速度取得手段の検出値から得られる前記車輪の車両前後方向における接地長と、前記車輪を構成するタイヤの空気圧とに基づいて前記荷重を算出することを特徴とする請求項７に記載の車輪情報処理装置。
【請求項９】
前記車輪力算出手段とは別に前記車輪に作用する力を推定する車輪力推定手段を更に備え、前記判定手段は、前記車輪力算出手段の算出値と前記車輪力推定手段の推定値との偏差に基づいて、前記車輪力算出手段の算出値が前記検出手段によって正常に検出された前記物理量に基づいて算出されたものであるか否かを判定することを特徴とする請求項１または２に記載の車輪情報処理装置。
【請求項１０】
前記判定手段は、前記車輪力算出手段の算出値と前記車輪力推定手段の推定値との偏差が所定範囲内にある場合、前記車輪力算出手段の算出値が前記検出手段によって正常に検出された前記物理量に基づいて算出されたものと判断することを特徴とする請求項９に記載の車輪情報処理装置。
【請求項１１】
前記車両のバネ上加速度を検出するバネ上加速度検出手段を更に備え、前記判定手段は、前記バネ上加速度検出手段の検出値に基づいて、前記車輪力算出手段の算出値が前記検出手段によって正常に検出された前記物理量に基づいて算出されたものであるか否かを判定することを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の車輪情報処理装置。
【請求項１２】
前記車両のバネ下加速度を検出するバネ下加速度検出手段を更に備え、前記判定手段は、前記バネ下加速度検出手段の検出値が所定の閾値を上回り、かつ、前記バネ上加速度検出手段の検出値が所定の閾値を上回った場合に、前記車輪力算出手段の算出値が前記検出手段によって正常に検出された前記物理量に基づいて算出されたものではないと判断することを特徴とする請求項１１に記載の車輪情報処理装置。
【請求項１３】
前記検出手段は、前記車輪を構成するタイヤのトレッド部内面に配設されて、車輪周方向または車輪径方向における前記タイヤの加速度を検出する加速度センサであることを特徴とする請求項１から１２の何れかに記載の車輪情報処理装置。
【請求項１４】
車両の車輪に関連する情報を処理するための車輪情報処理方法において、
（ａ）前記車輪に設けられた検出手段を用いて、前記車輪の所定の物理量を検出するステップと、
（ｂ）前記検出手段の検出値に基づいて前記車輪に作用する力を算出するステップと、
（ｃ）ステップ（ｂ）での算出値が前記検出手段により正常に検出された前記物理量に基づいて算出されたものであるか否かを判定するステップとを含む車輪情報処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の車輪に関連する情報を処理するための車輪情報処理装置および車輪情報処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、トレッド部、サイドウォール部、ビード部の少なくとも１箇所に、該当箇所のゴムの歪を検出する歪ゲージが埋設された車両用タイヤが知られている（例えば、特許文献１参照。）。この種のタイヤを用いることにより、歪みゲージの出力値に基づいてタイヤと路面との接触状況等を掌握することが可能となる。また、従来から、車両バネ下部に設けられた振動センサにより検出される車両バネ下部の振動の出力レベル（振動レベル）に基づいて車両の走行状態を推定する装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。この装置では、振動センサにより検出される車両バネ下部の振動レベルを周波数変換することにより振動レベルの周波数スペクトルを求めると共に、得られた周波数スペクトルの少なくとも２つの周波数帯域の振動レベルを演算し、振動レベル演算値と、予め記憶された振動レベルの周波数スペクトルマスターカーブとを比較することにより路面状態が推定される。
【０００３】
更に、従来から、タイヤのサイドウォールに配置された径方向歪みゲージと周方向歪みゲージとを用いてタイヤの状態を検出するタイヤ状態検出装置が知られている（例えば、特許文献３参照。）。このタイヤ状態検出装置は、径方向歪みゲージの検出値からタイヤに径方向歪みが生じていると判断される場合、径方向歪みゲージの出力の時間変化に基づいて、その径方向歪みが路面外乱によるものであるかあるいは低内圧によるものであるかを判定する。また、このタイヤ状態検出装置は、周方向歪みゲージの出力の時間変化に基づいて、タイヤに低内圧時に生じ易いスタンディングウェーブによる異常変形が生じているか否かを判定する。
また、特許文献４には、タイヤトレッド部の接地時間などのタイヤの接地長と１：１の対応関係にある接地長の指標をタイヤの複数位置で検出して比較することにより、タイヤに加わっている横力を推定する方法が開示されている。
【特許文献１】特開２００３−２２６１２０号公報
【特許文献２】国際公開第０１／０９８１２３号パンフレット
【特許文献３】特開２００５−０４１２７１号公報
【特許文献４】特開２００５−２０５９５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のように、車両の車輪を構成するタイヤ等に各種センサを設け、当該センサにより検出される所定の物理量に基づいて路面状態や車輪の状態等をモニタすることができる。また、近年では、車輪に設けられたセンサにより検出される物理量から車輪に作用する力を求め、得られた力を考慮しながら車両の挙動等を制御することも提案されている。しかしながら、車両の走行中、車輪には様々な外乱が作用することから、車輪に設けられたセンサは、本来検出すべき物理量以外に路面の凹凸等による外乱成分をも検出してしまい、それにより、センサの検出精度が悪化することがある。また、車輪に設けられたセンサに何らかの異常が発生した場合、センサの検出値から車輪に関連する所望の情報を良好に得られなくなってしまう。このため、センサの検出値から得られる車輪に関連する情報を用いた車両制御を適切に実行する上では、車輪に加わる外乱やセンサの異常等をも考慮する必要がある。
【０００５】
そこで、本発明は、車輪に外乱が加わったり、車輪に設けられた検出手段に異常が発生したりしても、車輪に関連する情報の適切な処理を可能とする車輪情報処理装置および車輪情報処理方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明による車輪情報処理装置は、車両の車輪に関連する情報を処理するための車輪情報処理装置において、車輪に設けられて所定の物理量を検出する検出手段と、検出手段の検出値に基づいて車輪に作用する力を算出する車輪力算出手段と、車輪力算出手段の算出値が検出手段によって正常に検出された物理量に基づいて算出されたものであるか否かを判定する判定手段とを備えることを特徴とする。
【０００７】
この車輪情報処理装置の車輪力算出手段は、車両の車輪に設けられて所定の物理量を検出する検出手段の検出値に基づいて車輪に作用する力を算出する。かかる車輪力算出手段の算出値は、例えば車両の挙動制御といった各種車両制御に供され得る。そして、車輪力算出手段の算出値については、判定手段により、それが検出手段によって正常に検出された物理量に基づいて算出されたものであるか否かの判定処理が施される。これにより、この車輪情報処理装置によれば、車輪力算出手段の算出値が車輪に実際に作用している力を精度よく示しているかを判別することが可能となるので、車輪に外乱が加わって検出手段の検出精度が悪化したり、車輪に設けられた検出手段に異常が発生したりして、検出手段によって正常に物理量が検出されない場合であっても、車輪に関連する情報としての車輪力算出手段の算出値を適切に処理することが可能となる。
【０００８】
また、本発明による車輪情報処理装置は、判定手段により、車輪力算出手段の算出値が検出手段によって正常に検出された物理量に基づいて算出されたものではないと判断された場合、車輪力算出手段の算出値を無効にする手段を更に備えると好ましい。
【０００９】
この態様のもとでは、判定手段により車輪力算出手段の算出値が検出手段によって正常に検出された物理量に基づいて算出されたものではないと判断された場合、車輪力算出手段の算出値が車両制御等には用いられないことになる。従って、この態様によれば、外乱や故障等に起因して検出手段により対象となる物理量が正常に検出されていない場合に、実際に車輪に作用している力を精度よく示していない車輪力算出手段の算出値に基づいて車両制御等が行われてしまうことを抑制することが可能となる。
【００１０】
更に、車両は、複数の車輪を有すると共に、検出手段は、複数の車輪ごとに設けられ、車輪力算出手段は、検出手段の検出値に基づいて複数の車輪ごとに車輪に作用する力を算出し、判定手段は、車輪力算出手段の算出値が検出手段によって正常に検出された物理量に基づいて算出されたものであるか否かを複数の車輪ごとに判定するとよく、車両情報処理装置は、判定手段により、何れかの車輪についての車輪力算出手段の算出値が検出手段によって正常に検出された物理量に基づいて算出されたものではないと判断された場合、検出手段によって正常に検出された物理量に基づいて算出されたと判断される車輪力算出手段の算出値に基づいて、何れかの車輪に作用する力を推定する車輪力推定手段を更に備えると好ましい。
【００１１】
この態様のもとでは、判定手段により何れかの車輪についての車輪力算出手段の算出値が検出手段によって正常に検出された物理量に基づいて算出されたものではないと判断された場合、その車輪に関しては、車輪力算出手段の算出値ではなく、車輪力推定手段の推定値が車両制御等には用いられることになる。従って、この態様によれば、外乱や故障等に起因して検出手段により対象となる物理量が正常に検出されていない場合であっても、実際に車輪に作用している力の推定値を用いて車両を適切に制御することが可能となる。
【００１２】
また、判定手段は、車両の走行状態に応じて成立する車輪に作用する力の釣り合い条件に基づいて、車輪力算出手段の算出値が検出手段によって正常に検出された物理量に基づいて算出されたものであるか否かを判定すると好ましい。
【００１３】
この態様によれば、車輪力算出手段の算出値が検出手段によって正常に検出された物理量に基づいて算出されたものであるか否かを精度よく判定することが可能となる。
【００１４】
また、車輪力算出手段は、検出手段の検出値に基づいて車両の各車輪に作用する車輪幅方向における横力を算出し、判定手段は、車両の操舵状態に応じて、左右の車輪間における横力の釣り合い条件、または前後の車輪間における横力の釣り合い条件に基づいて、車輪力算出手段の算出値が検出手段によって正常に検出された物理量に基づいて算出されたものであるか否かを判定すると好ましい。
【００１５】
一般に、車両の操舵時であって操舵角が小さい場合、車両の左右の前輪に作用する横力同士は概ね等しくなり、左右の後輪に作用する横力同士も概ね等しくなる。また、車両が概ね一定の操舵角かつ概ね一定の車速で旋回する場合、車両の右側の車輪に作用する横力同士の比は概ね一定となり、左側の車輪に作用する横力同士の比も概ね一定となる。従って、車両の操舵状態に応じて、検出手段の検出値に基づいて車輪力算出手段により算出された各車輪の横力がこれらの横力の釣り合い条件の何れかを満たすか否か判定すれば、車輪力算出手段の算出値が検出手段によって正常に検出された物理量に基づいて算出されたものであるか否かを精度よく判定することが可能となる。
【００１６】
この場合、検出手段は、車輪に対して車輪周方向に複数配設されると共に車輪幅方向に複数列設けられて、それぞれの検出値に基づいて前記車輪の所定方向における加速度を求める加速度取得手段であるとよく、車輪力算出手段は、各列の加速度取得手段の検出値から得られる車輪の車両前後方向における接地長同士の比に基づいて横力を算出すると好ましい。
【００１７】
このように車輪に対して検出手段としての加速度取得手段を車輪幅方向に複数列にわたって設けた場合、加速度取得手段の列ごとに求まる車輪の車両前後方向における接地長は、タイヤに作用する横力の大きさに応じて変化する。従って、この態様によれば、車輪に作用する車輪幅方向における横力を精度よく求めることが可能となる。
【００１８】
更に、車輪力算出手段は、検出手段の検出値に基づいて車両の各車輪に作用する車輪高さ方向における荷重を算出し、判定手段は、車両の走行状態に応じて、操舵による荷重変動を考慮した荷重の釣り合い条件、または左右の車輪間における荷重の釣り合い条件に基づいて、車輪力算出手段の算出値が検出手段によって正常に検出された物理量に基づいて算出されたものであるか否かを判定すると好ましい。
【００１９】
一般に、車両の操舵時には、操舵により前輪と後輪とに作用する荷重が定常走行時における荷重からそれぞれ所定の関係式から得られる量（荷重変動分）だけ変動する。また、車両が操舵されていない直進加減速時には、車両の左右の前輪に作用する荷重同士は概ね等しくなり、左右の後輪に作用する荷重同士も概ね等しくなる。従って、車両の走行状態に応じて、検出手段の検出値に基づいて車輪力算出手段により算出された各車輪の荷重がこれらの荷重の釣り合い条件の何れかを満たすか否か判定すれば、車輪力算出手段の算出値が検出手段によって正常に検出された物理量に基づいて算出されたものであるか否かを精度よく判定することが可能となる。
【００２０】
この場合、検出手段は、車輪に対して少なくとも車輪周方向に複数配設されて、それぞれの検出値に基づいて前記車輪の所定方向における加速度を求める加速度取得手段であるとよく、車輪力算出手段は、車輪の各加速度取得手段の検出値から得られる車輪の車両前後方向における接地長と、車輪を構成するタイヤの空気圧とに基づいて荷重を算出すると好ましい。
【００２１】
この態様によれば、車輪に作用する車輪高さ方向における荷重を精度よく求めることが可能となる。
【００２２】
また、本発明による車輪情報処理装置は、車輪力算出手段とは別に車輪に作用する力を推定する車輪力推定手段を更に備えるとよく、判定手段は、車輪力算出手段の算出値と車輪力推定手段の推定値との偏差に基づいて、車輪力算出手段の算出値が検出手段によって正常に検出された物理量に基づいて算出されたものであるか否かを判定すると好ましい。
【００２３】
車両の車輪に作用する横力や車輪高さ方向の荷重は、車輪の加速度といった車輪に設けられた検出手段の検出値を用いなくても他のパラメータに基づいて比較的精度よく算出することができる。従って、車輪情報処理装置が、車輪力算出手段とは別に車輪に作用する力を推定する車輪力推定手段を備える場合には、車輪力算出手段の算出値と車輪力推定手段の推定値との偏差を判定基準として用いても、車輪力算出手段の算出値が車輪に実際に作用している力を精度よく示しているかを判別することができる。この結果、この態様によっても、車輪に外乱が加わって検出手段の検出精度が悪化したような場合等に、車輪に関連する情報としての車輪力算出手段の算出値を適切に処理することが可能となる。
【００２４】
この場合、判定手段は、車輪力算出手段の算出値と車輪力推定手段の推定値との偏差が所定範囲内にある場合、車輪力算出手段の算出値が検出手段によって正常に検出された物理量に基づいて算出されたものと判断すると好ましい。
【００２５】
更に、本発明による車輪情報処理装置は、車両のバネ上加速度を検出するバネ上加速度検出手段を更に備えてもよく、判定手段は、バネ上加速度検出手段の検出値に基づいて、車輪力算出手段の算出値が検出手段によって正常に検出された物理量に基づいて算出されたものであるか否かを判定するものであってもよい。
【００２６】
一般に、車両がいわゆるクリートやポットホール、あるいは縁石を乗り越す際には、車輪を構成するタイヤが３次元的に大きく変形することから、車輪に設けられた検出手段により対象となる物理量が精度よく検出され得なくなってしまうことがある。また、車両がいわゆるクリートやポットホール、あるいは縁石を乗り越す際には、車両のバネ上加速度が大きくなり、ある閾値を越えるようになる。従って、この態様のように、車両のバネ上加速度を検出するバネ上加速度検出手段の検出値を判定基準として用いても、車輪力算出手段の算出値が車輪に実際に作用している力を精度よく示しているかを判別することができる。この結果、この態様によっても、車輪に外乱が加わって検出手段の検出精度が悪化したような場合に、車輪に関連する情報としての車輪力算出手段の算出値を適切に処理することが可能となる。
【００２７】
この場合、本発明による車輪情報処理装置は、車両のバネ下加速度を検出するバネ下加速度検出手段を更に備えるとよく、判定手段は、バネ下加速度検出手段の検出値が所定の閾値を上回り、かつ、バネ上加速度検出手段の検出値が所定の閾値を上回った場合に、車輪力算出手段の算出値が検出手段によって正常に検出された物理量に基づいて算出されたものではないと判断すると好ましい。
【００２８】
そして、検出手段は、車輪を構成するタイヤのトレッド部内面に配設されて、車輪周方向または車輪径方向におけるタイヤの加速度を検出する加速度センサであると好ましい。
【００２９】
すなわち、タイヤ周方向またはタイヤ径方向におけるタイヤの加速度の変化を把握すれば、加速度波形におけるピーク間の時間隔等からタイヤの車両前後方向における接地長を精度よく求めることが可能となり、得られた接地長から車輪に作用する横力や荷重を精度よく算出することができる。
なお、加速度センサの代わりに、タイヤのトレッド部内面に歪みゲージを配設しておき、その検出値である歪み量を車載の制御装置で微分することによって、車輪周方向または車輪径方向におけるタイヤの加速度を算出するようにしてもよい。この場合、請求項における検出手段は歪みゲージと制御装置とで構成される。
【００３０】
本発明による車輪情報処理方法は、車両の車輪に関連する情報を処理するための車輪情報処理方法において、
（ａ）車輪に設けられた検出手段を用いて、車輪の所定の物理量を検出するステップと、
（ｂ）検出手段の検出値に基づいて車輪に作用する力を算出するステップと、
（ｃ）ステップ（ｂ）での算出値が検出手段により正常に検出された物理量に基づいて算出されたものであるか否かを判定するステップとを含むものである。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、車輪に外乱が加わったり、車輪に設けられた検出手段に異常が発生したりしても、車輪に関連する情報を適切に処理することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。
【００３３】
〔第１実施形態〕
図１は、本発明の第１実施形態に係る車輪情報処理装置を備えた車両を示す概略構成図であり、図２は、図１の車両に備えられた車輪を示す部分断面図である。図１に示される車両１０は、車体１２に設けられた４体の車輪１４と、これら４体の車輪１４のうちの操舵輪を操舵する図示されない操舵装置や、これら４体の車輪１４のうちの駆動輪を駆動する図示されない走行駆動源、制動装置等を備えるものである。そして、車輪１４は、それぞれホイール１６とタイヤ１８とを含む。本実施形態において、車輪１４を構成するタイヤ１８として、いわゆるランフラットタイヤが採用されている。ただし、タイヤ１８として、ランフラットタイヤ以外の一般的な中空タイヤが採用されてもよいことはいうまでもない。
【００３４】
図２に示されるように、タイヤ１８は、いわゆるサイド補強型ランフラットタイヤであり、空気圧の低下時にランフラット走行を可能とするものである。図２に示されるように、タイヤ１８は、ビードコア１８０が埋設される一対のビード部１８１と、ビード部１８１からタイヤ径方向外側に延びる一対のサイドウォール部１８２と、両サイドウォール部１８２間に延在するトレッド部１８３とを含む。一対のビード部１８１、一対のサイドウォール部１８２およびトレッド部１８３には、例えば１枚の繊維材からなるカーカス１８４が埋設されており、トレッド部１８３には、カーカス１８４の外側に位置するようにベルト層１８５が埋設されている。そして、各サイドウォール部１８２には、インナーライナ１８６の内側に位置するように補強ゴム１８７が埋設されている。
【００３５】
各補強ゴム１８７は、高い剛性を有し、ホイール１６とタイヤ１８とにより画成されるタイヤ内部空間１８８内の空気圧がパンク等により低下した際に、タイヤ１８の全体をホイール１６に対して支持し、それにより、ランフラット走行を可能とする。また、ホイール１６には、打ち込み式あるいは貼り付け式のバランスウェイト１７が適宜装着される。なお、車両１０に設けられるタイヤ１８は、サイド補強型のランフラットタイヤに限られるものではなく、タイヤ内部空間１８８内の空気圧が低下した際にタイヤ１８の全体をホイール１６に対して支持する中子を備えた中子型のランフラットタイヤであってもよい。
【００３６】
図１および図２に示されるように、上述の各車輪１４には、タイヤの空気圧調整用バルブとして機能するＴＰＭＳバルブ２０が装着されている。各ＴＰＭＳバルブ２０は、ホイール１６のホイールリム１６ａに設けられた取付孔１６ｂに弾性ゴムからなるグロメット１９、ワッシャおよびボルトを介して取り付けられる。グロメット１９は、所定の剛性を有しており、タイヤ内部空間１８８を気密保持する。また、ＴＰＭＳバルブ２０のバルブキャップ２０ａは、ホイールリム１６ａの外側に突出しており、このバルブキャップ２０ａを取り外して、図示されない弁口に空気供給装置のホースを接続すれば、タイヤ内部空間１８８内に空気を供給可能となる。そして、図２に示されるように、各ＴＰＭＳバルブ２０は、タイヤ内部空間１８８内に突出するハウジング２１を有しており、ハウジング２１の内部には、車輪情報としてタイヤ内部空間１８８内の空気圧を検知する空気圧センサ２２ａが配置されている。
【００３７】
また、上述の各車輪１４には、それぞれ複数の加速度センサ２６が備えられている。各加速度センサ２６は、図２に示されるように、タイヤ１８のトレッド部１８３の内面に固定されており、それぞれ設置箇所においてタイヤ１８のタイヤ周方向における加速度を車輪情報（物理量）として検出する。図３に示されるように、加速度センサ２６は、トレッド部１８３の内面に対して、タイヤ周方向に複数配設されると共に、タイヤ幅方向に複数列設けられている。本実施形態では、タイヤ周方向において、１８°間隔で合計２０体の加速度センサ２６がトレッド部１８３の内面に配置されている。
なお、加速度センサの代わりに歪みゲージを車輪に設け、その出力値であるひずみ量を車体１２に搭載された電子制御ユニット（以下「ＥＣＵ」という）において微分演算することによって加速度を算出するようにしてもよい。
【００３８】
本実施形態では、加速度センサ２６の列が間隔Ｗを隔てて２列設けられており、タイヤ外側の列の各加速度センサ２６と、タイヤ内側の列の各加速度センサ２６とは、タイヤ１８の幅方向において隣り合うように配置されている。なお、各加速度センサ２６は、設置箇所においてタイヤ１８のタイヤ径方向における加速度を車輪情報として検出するものであってもよい。また、各車輪１４のタイヤ１８に対して加速度センサ２６の列が３列以上設けられてもよい。
【００３９】
図４は、本発明による車輪情報処理装置の制御ブロック図である。同図に示されるように、ＴＰＭＳバルブ２０のハウジング２１内には、空気圧センサ２２ａに加えて、加速度センサ２２ｇ、ＴＰＭＳ通信機２３、制御回路２４およびバッテリ２５が収容されている。これにより、各ＴＰＭＳバルブ２０は、それぞれ車輪情報としてのタイヤ空気圧や車輪加速度（車輪振動）を取得すると共に取得した車輪情報を定期的に送信可能な手段としても機能する。空気圧センサ２２ａは、例えば半導体センサであってタイヤ内部空間内の空気圧を検出する。加速度センサ２２ｇは、車両１０のバネ下加速度を検出する手段として機能し、対応する走行車輪１４の幅方向および／または径方向（上下方向）における加速度を車両１０のバネ下振動として検出する。なお、加速度センサ２２ｇは、ＴＰＭＳバルブ２０から省略されてもよく、車輪１４を支持するナックル等に設けられてもよい。
【００４０】
ＴＰＭＳ通信機２３は、空気圧センサ２２ａの検出値や加速度センサ２２ｇの検出値を示す信号を所定周期で定期的に無線送信可能なものである。制御回路２４は、ＩＣチップ等に実装されており、空気圧センサ２２ａ、加速度センサ２２ｇおよびＴＰＭＳ通信機２３を制御する。バッテリ２５は、空気圧センサ２２ａ、加速度センサ２２ｇ、ＴＰＭＳ通信機２３および制御回路２４に電力を供給する。なお、ＴＰＭＳバルブ２０は、タイヤ内部空間内の温度を検出する温度センサ等を更に備えるものであってもよい。
【００４１】
また、タイヤ１８に設けられた各加速度センサ２６は、それぞれ増幅器２７を介して通信機（送信機）２８に接続されており、各車輪１４には、これらの加速度センサ２６、増幅器２７および通信機２８に電力を供給するバッテリ２９が設けられている。本実施形態では、５体の加速度センサ２６（および増幅器２７）に対して１体の通信機２８が割り当てられている。増幅器２７、通信機２８およびバッテリ２９は、対応する車輪１４の適所、例えばホイール１６の外周面等に配置されている。増幅器２７は、対応する加速度センサ２６の出力を増幅して通信機２８に与え、通信機２８は、対応する５体の加速度センサ２６の出力値を示す信号を例えば１〜２０ｍｓｅｃ程度の周期で車輪情報として無線送信可能なものである。
【００４２】
また、車両１０の車体１２には、図１および図４に示されるように、各車輪１４に対応するように複数（本実施形態では、４体）の車体側通信機３０が配置されている。各車体側通信機３０は、対応する車輪１４に設けられているＴＰＭＳ通信機２３や通信機２８との間で車輪情報等を示す信号を送受信可能なものである。なお、車体１２には、各車輪１４に設けられているＴＰＭＳ通信機２３や通信機２８との間で車輪情報等を示す信号を送受信可能な１体の車体側通信機が配置されてもよい。そして、各車体側通信機３０は、図１および図４に示されるように、車体１２に搭載されたＥＣＵ１００に接続されている。各車体側通信機３０は、対応する車輪１４のＴＰＭＳ通信機２３や通信機２８から無線送信された信号を受信し、受け取った情報をＥＣＵ１００に与える。ＴＰＭＳ通信機２３や通信機２８からの車輪情報は、ＥＣＵ１００の所定の記憶領域（バッファ）に所定量ずつ格納保持され、ＥＣＵ１００は、各車体側通信機３０から受け取った情報を用いて各種制御を実行する。
【００４３】
ＥＣＵ１００は、各種演算処理を実行するＣＰＵ、各種制御プログラムを格納するＲＯＭ、データ格納やプログラム実行のためのワークエリアとして利用されるＲＡＭ、入出力インターフェース、メモリ等を備えるものである。そして、ＥＣＵ１００には、図１に示されるように、警報装置１０５が接続されている。警報装置１０５は、ＥＣＵ１００の制御のもと、所定条件下でドライバーに警報を発するものであり、例えば、車両１０のインストルメンツパネルに設けられている警告表示装置等を含む。
【００４４】
また、ＥＣＵ１００には、図４に示されるように、複数のセンサが接続されている。ＥＣＵ１００に接続されるセンサには、操舵角センサ１１０、車輪速センサ１１１、前後Ｇセンサ１１２、横Ｇセンサ１１３、ヨーレートセンサ１１４、およびバネ上Ｇセンサ１１５等が含まれる。操舵角センサ１１０は、図示されない操舵ハンドルの操舵角を検知し、検知した値を示す信号をＥＣＵ１００に与える。車輪速センサ１１１は、車輪１４ごとに設けられて対応する車輪１４の速度を検知し、検知した値を示す信号をＥＣＵ１００に与える。前後Ｇセンサ１１２は、車両１０の前後方向における加速度（前後加速度）を検知し、検知した値を示す信号をＥＣＵ１００に与える。
【００４５】
横Ｇセンサ１１３は、車両１０の横方向すなわち車幅方向における加速度（横方向加速度）を検知し、検知した値を示す信号をＥＣＵ１００に与える。ヨーレートセンサ１１４は、車両１０の鉛直軸回りの回転角速度（ヨーレート）を検知し、検知した値を示す信号をＥＣＵ１００に与える。バネ上Ｇセンサ１１５は、例えば車体１２あるいはサスペンションの構成部材に取り付けられる。そして、バネ上Ｇセンサ１１５は、対応する箇所における車両１０（車体１２）の幅方向および／または上下方向における加速度を車両１０のバネ上振動として検知、検知した値を示す信号をＥＣＵ１００に与える。
【００４６】
上述のように構成される車両１０では、制動装置（電子制御式制動装置）を制御するＥＣＢＥＣＵ２００（図１参照）が、走行駆動源を制御するＥＣＵや操舵装置を制御するＥＣＵ等と協調しながら、車両１０の挙動を安定化させるために車両１０の駆動、操舵および制動の統合制御（ＶＤＩＭ：Vehicle Dynamics Integrated Management）を実行する。このような統合制御に際しては、車両運動制御を高精度に実行する観点から、各車輪１４のタイヤ１８に作用する車輪幅方向における横力や、車輪高さ方向における荷重（上下力）を精度よく得ることが要求される。このため、本実施形態の車両１０では、上述のＥＣＵ１００により、各車輪１４からの車輪情報に基づいて各車輪１４のタイヤ１８に作用する横力や荷重が算出される。
【００４７】
このため、上述のＥＣＵ１００には、図４に示されるように、主として各車輪１４の通信機２８等から送られる各加速度センサ２６等の検出値に基づいて各車輪１４に作用する横力や荷重を算出する車輪力算出部１０１が構築されている。更に、ＥＣＵ１００には、車輪力算出部１０１とは別に、車輪力推定部１０２が構築されている。本実施形態の車輪力推定部１０２は、車輪力算出部１０１により算出される少なくとも２体の車輪１４に作用する力に基づいて他の車輪１４に作用する横力を推定したり、所定の関係式を用いて車輪１４に作用する荷重を推定したりするものである。また、ＥＣＵ１００は、判定部１０３および記憶装置１０４を有している。判定部１０３は、車輪力算出部１０１の算出値が車輪１４の各加速度センサ２６等によって正常に検出された加速度等に基づいて算出されたものであるか否かを判定する。記憶装置１０４には、車輪力算出部１０１による車輪力の算出に用いられる各種係数や、車輪力推定部１０２による車輪力推定に用いられる上述の関数式、判定部１０３による判定処理に用いられる各種閾値等が記憶されている。
【００４８】
図５は、車輪力算出部１０１による車輪１４に作用する横力の算出手順を説明するためのフローチャートである。同図に示されるルーチンは、車両１０の走行中にＥＣＵ１００の車輪力算出部１０１によって所定時間おきに車輪１４ごとに実行されるものである。ある車輪１４について図５のルーチンを実行するタイミングになると、車輪力算出部１０１は、所定の記憶領域に格納されている当該車輪１４（タイヤ１８）の各加速度センサ２６からの加速度情報に基づいて、各加速度センサ２６の検出値から得られる加速度波形におけるピーク間の時間隔Δｔを求める（Ｓ１０）。
【００４９】
ここで、各加速度センサ２６は、上述のように設置箇所においてタイヤ１８のタイヤ周方向における加速度を検出するものである。従って、図６に示されるように、車両１０の走行中に回転するタイヤ１８の接地部前端付近に位置した加速度センサ２６からは、大きな加速度値（ピーク値）を示す信号が出力される。同様に、車両１０の走行中に回転するタイヤ１８の接地部後端付近に位置した加速度センサ２６からも、図６に示されるように大きな加速度値（ピーク値）を示す信号が出力される。このため、車輪力算出部１０１は、Ｓ１０において、加速度センサ２６のサンプリング時間や、加速度波形のピーク間のデータサンプリング数等に基づいて、上記加速度波形におけるピーク間の時間隔Δｔを算出する。
【００５０】
時間隔Δｔを算出すると、車輪力算出部１０１は、当該時間隔Δｔと、該当する車輪１４に対応した車輪速センサ１１１からの信号に示される車輪速や予め判明しているタイヤ半径等とに基づいて、該当する車輪１４のタイヤ１８の車両前後方向における接地長ＣＬを算出する（Ｓ１２）。本実施形態では、上述のように各車輪１４のタイヤ１８に対して加速度センサ２６が２列にわたって設けられていることから、Ｓ１２では、タイヤ１８の内側列の加速度センサ２６からの信号に基づいて算出される時間隔Δｔより得られる接地長ＣＬｉと、タイヤ１８の外側列の加速度センサ２６からの信号に基づいて算出される時間隔Δｔより得られる接地長ＣＬｏとが算出される。
【００５１】
タイヤ１８の車両前後方向における接地長ＣＬｉ，ＣＬｏを算出すると、車輪力算出部１０１は、タイヤ１８の内側列の加速度センサ２６からの信号に基づいて算出される時間隔Δｔより得られる接地長ＣＬｉと、タイヤ１８の外側列の加速度センサ２６からの信号に基づいて算出される時間隔Δｔより得られる接地長ＣＬｏとの比とから、車輪１４に作用する車輪幅方向における横力Ｆを求める（Ｓ１４）。すなわち、上述のようにタイヤ１８に対して加速度センサ２６をタイヤ幅方向に複数列（２列）にわたって設けた場合、加速度センサ２６の列ごとに求まるタイヤ１８の車両前後方向における接地長ＣＬｉおよびＣＬｏは、車輪１４に作用する横力Ｆの大きさに応じて変化する。従って、接地長ＣＬｉおよびＣＬｏの比を用いれば、車輪１４に作用する車輪幅方向における横力Ｆを精度よく求めることが可能となる。本実施形態では、タイヤ内側の接地長ＣＬｉとタイヤ外側の接地長ＣＬｏとの比と、横力Ｆとの相関を規定するマップあるいは関数式が予め定められて記憶装置１０４に記憶されており、車輪力算出部１０１は、当該マップあるいは関数式を用いて横力Ｆを取得する。このようなマップあるいは関数式は、基本的に、車両１０の定常走行中（定速走行中）の操舵時を基準として作成される。
【００５２】
このように、複数の加速度センサ２６をタイヤ１８のトレッド部１８３の内面に配設すると共に、タイヤ周方向またはタイヤ径方向におけるタイヤ１８の加速度を検出することにより、タイヤ周方向またはタイヤ径方向におけるタイヤ１８の加速度の変化を把握して、加速度波形におけるピーク間の時間隔Δｔ等からタイヤ１８の車両前後方向における接地長ＣＬを精度よく求めることが可能となる。
【００５３】
ここで、車両１０は、その走行中に加速または減速させられるものであるが、車両１０の加速または減速時には、当該車両１０の前後方向における荷重移動が発生し、このような前後の荷重移動によりタイヤ１８の車両前後方向における接地長ＣＬｉ，ＣＬｏが変化することがある。従って、車両１０の定常走行中の操舵時に接地長ＣＬｉ，ＣＬｏに基づいてタイヤ１８に作用する横力Ｆを精度よく得られたとしても、車両１０の加速または減速時には、上記前後方向の荷重移動により、横力の取得精度が悪化してしまうおそれがある。
【００５４】
このため、車輪力算出部１０１は、Ｓ１４の処理を実行すると、前後Ｇセンサ１１２を介して車両１０の前後方向における加速度を取得する（Ｓ１６）。そして、車輪力算出部１０１は、取得した車両１０の前後方向における加速度に応じた横力Ｆの補正量ΔＦを取得し、取得した補正量ΔＧを用いてＳ１４にて取得した横力Ｆを、Ｆ＝Ｆ＋ΔＦとして補正する（Ｓ１８）。本実施形態では、実験、解析を経て、車両１０の前後方向における加速度と補正量ΔＦとの相関を規定するマップあるいは関数式が予め定められて記憶装置１０４に記憶されており、車輪力算出部１０１は、当該マップあるいは関数式を用いて補正量ΔＦを取得する。
【００５５】
このように、車両１０の前後方向における加速度に基づいて接地長ＣＬｉ，ＣＬｏから得られる横力Ｆを補正することにより、車両１０の加速時や減速時であっても、車両１０の前後方向における荷重移動の影響を抑えてタイヤ１８に作用するタイヤ幅方向における横力を精度よく得ることが可能となる。そして、このようにして算出される横力は、上述の車両統合制御に供されることになる。ただし、横力Ｆが例えば一般的なＡＢＳ制御や車両安定化制御（ＶＳＣ）に供され得ることはいうまでもない。
【００５６】
ところで、車両１０の走行中、各車輪１４には様々な外乱が作用することから、車輪１４のタイヤ１８に設けられた各加速度センサ２６は、本来検出すべき加速度以外に比較的大きな路面の凹凸等による外乱成分をも検出してしまい、それにより、各加速度センサ２６等の検出精度が悪化することがある。また、車輪１４のタイヤ１８に設けられた加速度センサ２６に何らかの異常が発生した場合、加速度センサ２６の検出値から車輪１４に作用する横力等の所望の情報を良好に得られなくなってしまう。このため、加速度センサ２６やＴＰＭＳバルブ２０のセンサ２２ａ，２２ｇの検出値から得られる車輪１４に関連する情報を用いた車両制御を適切に実行する上では、車輪１４に加わる外乱やセンサの異常等をも考慮する必要がある。
【００５７】
ここで、車両１０の各車輪１４のタイヤ１８に作用する横力に関しては、車両１０の右前輪に作用する横力をＦｆｒとし、左前輪に作用する横力をＦｆｌとし、右後輪に作用する横力をＦｒｒとし、左後輪に作用する横力をＦｒｌとすると、これらの間では、次のような関係が成立する。すなわち、ヨー角速度ψが所定値よりも小さくなる車両１０の小操舵時には、
Ｆｆｌ＝Ｆｆｒ  …（１）
Ｆｒｒ＝Ｆｒｌ  …（２）
という関係が成立する。また、定常旋回時には、ヨー角加速度ψ′が実質的にゼロとなるので、
ｌ１・Ｆｆｒ＝ｌ２・Ｆｒｒ  …（３）
ｌ１・Ｆｆｌ＝ｌ２・Ｆｒｌ  …（４）
という関係が成立する。ただし、ｌ１：車両重心から前輪の接地点までの前後方向の距離、ｌ２：車両重心から後輪の接地点までの前後方向の距離の距離である。
【００５８】
すなわち、車両１０の操舵時であって操舵角が小さい場合、車両１０の左右の前輪に作用する横力ＦｆｒおよびＦｆｌ同士は概ね等しくなり、左右の後輪に作用する横力ＦｒｒおよびＦｒｌ同士も概ね等しくなる。また、車両１０が概ね一定の操舵角かつ概ね一定の車速で旋回する場合、車両１０の右側の車輪に作用する横力ＦｆｒおよびＦｆｌ同士の比は概ね一定となり、左側の車輪に作用する横力ＦｆｒおよびＦｆｌ同士の比も概ね一定となる。
【００５９】
従って、車両１０の小操舵時に、車輪力算出部１０１により加速度センサ２６等の検出値に基づいて算出される各車輪１４に作用する横力が、上記（１）および（２）式の関係を概ね満たしていれば、各車輪１４の加速度センサ２６が正常に加速度を検出しており、車輪力算出部１０１では加速度センサ２６等の検出値に基づいて車輪１４に実際に作用している横力が精度よく算出されていると判断することができる。同様に、車両１０の定常旋回時に、車輪力算出部１０１により加速度センサ２６等の検出値に基づいて算出される各車輪１４に作用する横力が、上記（３）および（４）式の関係を概ね満たしていれば、各車輪１４の加速度センサ２６が正常に加速度を検出しており、車輪力算出部１０１では加速度センサ２６等の検出値に基づいて車輪１４に実際に作用している横力が精度よく算出されていると判断することができる。
【００６０】
これに対して、車両１０の小操舵時に、車輪力算出部１０１により加速度センサ２６等の検出値に基づいて算出される各車輪１４に作用する横力が、上記（１）および（２）式の何れか一方の関係を満たしていない場合、何れかの車輪１４の加速度センサ２６が正常に加速度を検出しておらず、その車輪１４について車輪力算出部１０１では横力が精度よく算出されていないおそれがある。同様に、車両１０の定常旋回時に、車輪力算出部１０１により加速度センサ２６等の検出値に基づいて算出される各車輪１４に作用する横力が、上記（３）および（４）式の何れか一方を満たしていない場合も、何れかの車輪１４の加速度センサ２６が正常に加速度を検出しておらず、その車輪１４について車輪力算出部１０１では横力が精度よく算出されていないおそれがある。
【００６１】
これらの点に鑑みて、本実施形態では、ＥＣＵ１００の判定部１０３により、車両１０の走行状態（操舵状態）に応じて成立する上記（１）および（２）または（３）および（４）式の車輪１４に作用する力の釣り合い条件に基づいて、車輪力算出部１０１の算出値が加速度センサ２６によって正常に検出された加速度等に基づいて算出されたものであるか否かが判定される。
【００６２】
また、各車輪１４のタイヤ１８に作用する横力に関しては、次の（５）および（６）式に示される運動方程式が成立する。
Ｍ・Ｖ（ψ＋β）＝Ｆｆｒ＋Ｆｆｌ＋Ｆｒｒ＋Ｆｒｌ…（５）
Ｉｚ・ψ′＝ｌ１・（Ｆｆｒ＋Ｆｆｌ）−ｌ２・（Ｆｒｒ＋Ｆｒｌ）…（６）
ただし、上記（５）および（６）式において、Ｍ：車両質量、Ｉｚ：ヨー慣性モーメント、Ｖ：車速、ψ：ヨー角速度、ψ′：ヨー角加速度、β：車体横滑り角（車両の前後方向と車両の進行方向とのなす角度）である。
【００６３】
これら（５）および（６）式において、車速Ｖは、車輪速センサ１１１により実測可能であり、ヨー角速度ψ、ヨー角加速度ψ′、車体横滑り角βは、ヨーレートセンサ１１４の検出値から求めることができる。また、距離ｌ１およびｌ２は、車両１０に固有の既知の値であり、乗員が乗車した状態での車両質量Ｍやヨー慣性モーメントＩｚも所定の手順を経ることにより例えば車両１０の走行開始時に求めることができる。従って、各車輪の横力Ｆｆｒ，Ｆｆｌ、Ｆｒｒ，Ｆｒｌのうち、少なくとも２つが判明していれば、上記（５）および（６）式から、判明していない残りの横力を推定することができる。本実施形態では、上述の車輪力推定部１０２により、このような（５）および（６）式を用いた車輪１４に作用する横力の推定処理が実行される。
【００６４】
図７は、ＥＣＵ１００の判定部１０３により実行される横力に関する判定処理の手順、すなわち、車輪力算出部１０１による横力の算出値が車輪１４の加速度センサ２６によって正常に検出された加速度等に基づいて算出されたものであるか否かを判定する手順を説明するためのフローチャートである。同図に示されるルーチンは、判定部１０３により所定時間おきに繰り返し実行されるものである。図７のルーチンの実行タイミングになると、判定部１０３は、ヨーレートセンサ１１４を介してヨー角速度ψを取得し、ヨー角速度ψの絶対値が予め定められた閾値εを下回っているか否か、すなわち車両１０が小操舵状態にあるか否かを判定する（Ｓ２０）。判定部１０３は、ヨー角速度ψが閾値εを下回っていると判断すると（Ｓ２０におけるＹｅｓ）、車輪力算出部１０１からその時点で算出されている各車輪１４の横力Ｆｆｒ，Ｆｆｌ，ＦｒｒおよびＦｒｌを取得する（Ｓ２２）。更に、判定部１０３は、Ｓ２２にて取得した横力Ｆｆｒ，Ｆｆｌ，ＦｒｒおよびＦｒｌに関し、上記（１）および（２）式の双方が概ね満たされているか否かを判定する（Ｓ２４）。
【００６５】
Ｓ２２にて取得した横力Ｆｆｒ，Ｆｆｌ，ＦｒｒおよびＦｒｌに関し、上記（１）および（２）式の双方が概ね満たされていると判断された場合（Ｓ２４におけるＹｅｓ）、上述のように、各車輪１４の加速度センサ２６が正常に加速度を検出しており、車輪力算出部１０１では加速度センサ２６等の検出値に基づいて各車輪１４に実際に作用している横力Ｆｆｒ，Ｆｆｌ，ＦｒｒおよびＦｒｌが精度よく算出されていることになる。このため、Ｓ２４にて肯定判断を行った場合、判定部１０３は、車輪力算出部１０１によって算出された横力Ｆｆｒ，Ｆｆｌ，ＦｒｒおよびＦｒｌが有効である旨を示す所定のフラグをＯＮする（Ｓ２６）。これにより、ＥＣＢＥＣＵ２００による車両統合制御等に際しては、ＥＣＵ１００の車輪力算出部１０１により算出される横力Ｆｆｒ，Ｆｆｌ，ＦｒｒおよびＦｒｌが利用されることになる。
【００６６】
これに対して、Ｓ２２にて取得した横力Ｆｆｒ，Ｆｆｌ，ＦｒｒおよびＦｒｌに関し、上記（１）および（２）式の何れか一方が満たされていないと判断される場合（Ｓ２４におけるＮｏ）、上述のように、何れかの車輪１４の加速度センサ２６が正常に加速度を検出しておらず、その車輪１４について車輪力算出部１０１では横力が精度よく算出されていないことになる。このため、Ｓ２４にて否定判断を行った場合、判定部１０３は、車輪力推定部１０２によって推定された横力Ｆｆｒ′，Ｆｆｌ′，Ｆｒｒ′およびＦｒｌ′が有効である旨を示す所定のフラグをＯＮする（Ｓ２８）。
【００６７】
これにより、Ｓ２４にて否定判断がなされた場合、すなわち、判定部１０３によって何れかの車輪１４についての車輪力算出部１０１による横力の算出値が加速度センサ２６によって正常に検出された加速度等に基づいて算出されたものではないと判断された場合には、ＥＣＢＥＣＵ２００による車両統合制御等に際して、ＥＣＵ１００の車輪力推定部１０２により推定される横力Ｆｆｒ′，Ｆｆｌ′，Ｆｒｒ′およびＦｒｌ′が利用されることになる。
【００６８】
なお、車輪力推定部１０２は、上記（１）および（２）式のうちの判定部１０３により概ね成立していると判断された式に対応する車輪１４についての車輪力算出部１０１の算出値を上記（５）式および（６）式に代入することにより、上記（１）および（２）式のうちの成立していない式に対応する車輪１４についての横力を算出する。そして、判定部１０３により概ね成立していると判断された式に対応する車輪１４についての車輪力算出部１０１の算出値と、推定した残りの車輪１４についての横力の算出値とを横力の推定値Ｆｆｒ′，Ｆｆｌ′，Ｆｒｒ′およびＦｒｌ′として出力する。
【００６９】
一方、判定部１０３は、ヨー角速度ψが閾値εを下回っていないと判断した場合（Ｓ２０におけるＮｏ）、ヨーレートセンサ１１４を介してヨー角加速度ψ′を取得し、ヨー角加速度ψ′の絶対値が予め定められた閾値ε′を下回っているか否か、すなわち、車両１０が定常操舵状態にあるか否かを判定する（Ｓ３０）。判定部１０３は、ヨー角加速度ψ′が閾値ε′を下回っていると判断すると（Ｓ３０におけるＹｅｓ）、車輪力算出部１０１からその時点で算出されている各車輪１４の横力Ｆｆｒ，Ｆｆｌ，ＦｒｒおよびＦｒｌを取得する（Ｓ３２）。更に、判定部１０３は、Ｓ３２にて取得した横力Ｆｆｒ，Ｆｆｌ，ＦｒｒおよびＦｒｌに関し、上記（３）および（４）式の双方が概ね満たされているか否かを判定する（Ｓ３４）。
【００７０】
Ｓ３２にて取得した横力Ｆｆｒ，Ｆｆｌ，ＦｒｒおよびＦｒｌに関し、上記（３）および（４）式の双方が概ね満たされていると判断された場合（Ｓ３４におけるＹｅｓ）、上述のように、各車輪１４の加速度センサ２６が正常に加速度を検出しており、車輪力算出部１０１では加速度センサ２６等の検出値に基づいて各車輪１４に実際に作用している横力Ｆｆｒ，Ｆｆｌ，ＦｒｒおよびＦｒｌが精度よく算出されていることになる。このため、Ｓ３４にて肯定判断を行った場合、判定部１０３は、車輪力算出部１０１によって算出された横力Ｆｆｒ，Ｆｆｌ，ＦｒｒおよびＦｒｌが有効である旨を示す所定のフラグをＯＮする（Ｓ２６）。これにより、ＥＣＢＥＣＵ２００による車両統合制御等に際しては、ＥＣＵ１００の車輪力算出部１０１により算出される横力Ｆｆｒ，Ｆｆｌ，ＦｒｒおよびＦｒｌが利用されることになる。
【００７１】
これに対して、Ｓ３２にて取得した横力Ｆｆｒ，Ｆｆｌ，ＦｒｒおよびＦｒｌに関し、上記（３）および（４）式の何れか一方が満たされていないと判断される場合（Ｓ３４におけるＮｏ）、上述のように、何れかの車輪１４の加速度センサ２６が正常に加速度を検出しておらず、その車輪１４について車輪力算出部１０１では横力が精度よく算出されていないことになる。このため、Ｓ３４にて否定判断を行った場合も、判定部１０３は、車輪力推定部１０２によって推定された横力Ｆｆｒ′，Ｆｆｌ′，Ｆｒｒ′およびＦｒｌ′が有効である旨を示す所定のフラグをＯＮする（Ｓ２８）。
【００７２】
これにより、Ｓ３４にて否定判断がなされた場合も、ＥＣＢＥＣＵ２００による車両統合制御等に際して、ＥＣＵ１００の車輪力推定部１０２により推定される横力Ｆｆｒ′，Ｆｆｌ′，Ｆｒｒ′およびＦｒｌ′が利用されることになる。なお、この場合、車輪力推定部１０２は、上記（３）および（４）式のうちの判定部１０３により概ね成立していると判断された式に対応する車輪１４についての車輪力算出部１０１の算出値を上記（５）式および（６）式に代入することにより、上記（３）および（４）式のうちの成立していない式に対応する車輪１４についての横力を算出する。
【００７３】
上述のように、本実施形態の車両１０では、車輪力算出部１０１による各車輪１４の横力の算出値について、判定部１０３により、それぞれの算出値が加速度センサ２６によって正常に検出された加速度等に基づいて算出されたものであるか否かの判定処理が施される。これにより、車輪力算出部１０１による横力の算出値が車輪１４に実際に作用している横力を精度よく示しているかを判別することが可能となるので、車輪１４に外乱が加わって加速度センサ２６等の検出精度が悪化したり、車輪１４の加速度センサ２６等に異常が発生したりして、加速度センサ２６によって正常に加速度が検出されない場合であっても、車輪１４に関連する情報としての車輪力算出部１０１による横力の算出値を適切に処理することが可能となる。
【００７４】
すなわち、車両１０では、外乱や故障等に起因して車輪１４に設けられた加速度センサ２６により加速度が正常に検出されていない場合、Ｓ２８にて車輪力推定部１０２によって推定された横力が有効である旨を示すフラグがＯＮされ、車輪力算出部１０１による横力の算出値が無効とされる。これにより、実際に車輪１４に作用している横力を精度よく示していない車輪力算出部１０１の算出値に基づいて車両制御が行われてしまうことを抑制することが可能となる。そして、このような場合には、車輪力算出部１０１の算出値ではなく、車輪力推定部１０２による横力の推定値が車両制御に用いられることになる（Ｓ２８）。従って、本実施形態では、外乱や故障等に起因して加速度センサ２６により加速度が正常に検出されていない場合であっても、実際に車輪１４に作用している横力の推定値を用いて車両１０を適切に制御することが可能となる。
【００７５】
また、上述のように、車両１０の操舵状態に応じて、左右の車輪間における横力の釣り合い条件、または前後の車輪間における横力の釣り合い条件に基づいて判定処理を実行することにより（Ｓ２４またはＳ３４）、車輪力算出部１０１による横力の算出値が加速度センサ２６によって正常に検出された加速度等に基づいて算出されたものであるか否かを精度よく判定することが可能となる。
【００７６】
なお、車輪力推定部１０２における横力の推定に際して、乗員が乗車した状態での車両質量Ｍおよびヨー慣性モーメントＩｚを求めておくことが必要とされるが、上記（１）〜（６）の関係を利用すれば、車両質量Ｍおよびヨー慣性モーメントＩｚを図８に示される手順に従って求めることができる。図８のルーチンは、ＥＣＵ１００によって例えば車両１０の走行開始直後に実行されると好適なものである。この場合、図８のルーチンの実行タイミングになると、ＥＣＵ１００は、ヨー角速度ψを取得し、ヨー角速度ψの絶対値が予め定められた閾値εを下回っているか否か、すなわち車両１０が小操舵状態にあるか否かを判定する（Ｓ１２０）。ヨー角速度ψが閾値εを下回っている場合（Ｓ１２０におけるＹｅｓ）、車輪力算出部１０１によりその時点で算出されている各車輪１４の横力Ｆｆｒ，Ｆｆｌ，ＦｒｒおよびＦｒｌが取得され（Ｓ１２２）、取得された横力Ｆｆｒ，Ｆｆｌ，ＦｒｒおよびＦｒｌに関し、上記（１）および（２）式の双方が概ね満たされているか否かが判定される（Ｓ１２４）。
【００７７】
Ｓ１２４にて上記（１）および（２）式の双方が概ね満たされていると判断された場合（Ｓ１２４におけるＹｅｓ）、上述のように、各車輪１４の加速度センサ２６が正常に加速度を検出しており、車輪力算出部１０１では、加速度センサ２６等の検出値に基づいて各車輪１４に実際に作用している横力Ｆｆｒ，Ｆｆｌ，ＦｒｒおよびＦｒｌが精度よく算出されていることになる。このため、Ｓ１２４にて肯定判断がなされた場合、上記（１）および（２）式より、Ｆｆｒ＝ＦｆｌおよびＦｒｒ＝Ｆｒｌとした上で、ヨーレートセンサ１１４の検出値を用いて、上記（５）および（６）式から、乗員が乗車した状態での車両質量Ｍおよびヨー慣性モーメントＩｚを精度よく求めることができる（Ｓ１２６）。
【００７８】
また、ヨー角速度ψが閾値εを下回っていないと判断した場合（Ｓ１２０におけるＮｏ）、ＥＣＵ１００は、ヨー角加速度ψ′を取得し、ヨー角加速度ψ′の絶対値が予め定められた閾値ε′を下回っているか否か、すなわち、車両１０が定常操舵状態にあるか否かを判定する（Ｓ１２８）。ヨー角加速度ψ′が閾値ε′を下回っている場合（Ｓ１２８におけるＹｅｓ）、車輪力算出部１０１によりその時点で算出されている各車輪１４の横力Ｆｆｒ，Ｆｆｌ，ＦｒｒおよびＦｒｌが取得され（Ｓ１３０）、取得された横力Ｆｆｒ，Ｆｆｌ，ＦｒｒおよびＦｒｌに関し、上記（３）および（４）式の双方が概ね満たされているか否かが判定される（Ｓ１３２）。
【００７９】
Ｓ１３２にて上記（３）および（４）式の双方が概ね満たされていると判断される場合（Ｓ３２におけるＹｅｓ）、上述のように、各車輪１４の加速度センサ２６が正常に加速度を検出しており、車輪力算出部１０１では、加速度センサ２６等の検出値に基づいて各車輪１４に実際に作用している横力Ｆｆｒ，Ｆｆｌ，ＦｒｒおよびＦｒｌが精度よく算出されていることになる。このため、Ｓ１３２にて肯定判断がなされた場合、上記（３）および（４）式より、Ｆｆｒ＝ｌ２／ｌ１・ＦｒｒおよびＦｆｌ＝ｌ２／ｌ１・Ｆｒｌとした上で、ヨーレートセンサ１１４の検出値を用いて、上記（５）および（６）式から、乗員が乗車した状態での車両質量Ｍおよびヨー慣性モーメントＩｚを精度よく求めることができる。
【００８０】
なお、Ｓ１２４にて上記（１）および（２）式の何れか一方が満たされていないと判断される場合（Ｓ１２４におけるＮｏ）、Ｓ１３２にて上記（３）および（４）式の何れか一方が満たされていないと判断される場合（Ｓ１３２におけるＮｏ）、ならびにＳ１２８にてヨー角加速度ψ′の絶対値が閾値ε′を下回っていないと判断される場合（Ｓ１２８におけるＮｏ）、Ｓ１２０以降の処理が繰り返し実行される。
【００８１】
次に、上述のＥＣＵ１００における各車輪１４に作用する車輪高さ方向における荷重の処理について説明する。
【００８２】
上述のように、ＥＣＵ１００には、車輪力算出部１０１が設けられているが、当該車輪力算出部１０１は、各車輪１４に作用する横力Ｆに加えて、各車輪１４に作用する車輪高さ方向における荷重Ｌをも算出する。すなわち、車輪力算出部１０１は、タイヤ１８の車両前後方向における接地長ＣＬと、ＴＰＭＳバルブ２０の空気圧センサ２２ａにより検出されたタイヤ空気圧とに基づいて荷重Ｌを求める。本実施形態では、タイヤ１８の車両前後方向における接地長ＣＬおよびタイヤ空気圧と、荷重Ｌとの相関を規定するマップあるいは関数式が予め定められて記憶装置１０４に記憶されており、車輪力算出部１０１は、当該マップあるいは関数式を用いて荷重Ｌを取得する。
【００８３】
本実施形態では、上述のように各車輪１４のタイヤ１８に対して加速度センサ２６が２列にわたって設けられていることから、各タイヤ１８の接地長ＣＬは、各列の加速度センサ２６からの信号に基づいて算出される時間隔Δｔより得られる接地長ＣＬｉおよびＣＬｏの平均値として算出される。すなわち、タイヤ１８の内側列の加速度センサ２６からの信号に基づいて得られる接地長をＣＬｉとし、タイヤ１８の外側列の加速度センサ２６からの信号に基づいて得られる接地長をＣＬｏとすると、タイヤ１８の接地長ＣＬは、
ＣＬ＝（ＣＬｉ＋ＣＬｏ）／２
として算出される。これにより、各車輪１４に作用する車輪高さ方向における荷重Ｌを精度よく求めることが可能となる。
【００８４】
ここで、各車輪１４のタイヤ１８に作用する荷重に関しては、車両１０の右前輪に作用する荷重Ｌｆｒとし、左前輪に作用する荷重をＬｆｌとし、右後輪に作用する荷重をＬｒｒとし、左後輪に作用する荷重をＬｒｌとすると、次の（７）式に示される運動方程式が成立する。
Ｍ・ｇ＝Ｌｆｒ＋Ｌｆｌ＋Ｌｒｒ＋Ｌｒｌ…（７）
従って、例えば概ね一定の速度で車両１０が直進する定常走行時に車輪力算出部１０１によって算出される各車輪１４に作用する荷重Ｌｆｒ０，Ｌｆｌ０，Ｌｒｒ０およびＬｒｌ０を用いれば、乗員が乗車した状態での車両質量Ｍを精度よく得ることができる。
【００８５】
また、車両１０が操舵状態にある際の各前輪の定常走行時に対する荷重変動分をΔＬｆとし、車両１０が操舵状態にある際の各後輪の定常走行時に対する荷重変動分をΔＬｒとすると、荷重変動分ΔＬｆおよびΔＬｒは、次の（８）および（９）式から得ることができる。
【００８６】
【数１】
2007106324.tif 000003
【００８７】
【数２】
2007106324.tif 000004
【００８８】
ただし、（８）および（９）式において、ｄｆ：フロントレッド、ｄｒ：リヤトレッド、ｌ：ホイールベース、Ｋｆ：フロントロール剛性（フロントの回転中心まわりに車両が１°回転するのに要するモーメント）、Ｋｒ：リヤロール剛性（リヤの回転中心まわりに車両が１°回転するのに要するモーメント）、ｈｓ：重心からロール軸（フロントの回転中心とリヤの回転中心とを結ぶ軸）までの距離、ａｙ：車両１０の横方向加速度である。
【００８９】
そして、定常走行時に車輪力算出部１０１によって算出される各車輪１４に作用する荷重Ｌｆｒ０，Ｌｆｌ０，Ｌｒｒ０およびＬｒｌ０と、上記（８）および（９）式から得られる前輪および後輪の荷重変動分とを用いれば、車両１０の操舵時には、次の（１０）〜（１３）式が成立する。
Ｌｆｒ＝Ｌｆｒ０＋ΔＬｆ  …（１０）
Ｌｆｌ＝Ｌｆｌ０−ΔＬｆ  …（１１）
Ｌｒｒ＝Ｌｒｒ０＋ΔＬｒ  …（１２）
Ｌｒｌ＝Ｌｒｌ０−ΔＬｒ  …（１３）
ただし、直進走行時には、Ｌｆｒ０＝Ｌｆｌ０およびＬｒｒ０＝Ｌｒｌ０とみなすことができる。
【００９０】
従って、車両１０の操舵時に、車輪力算出部１０１により加速度センサ２６やＴＰＭＳバルブ２０の空気圧センサ２２ａ等の検出値に基づいて算出される各車輪１４に作用する荷重が、上記（１０）〜（１３）式の関係を概ね満たしていれば、各車輪１４の加速度センサ２６や空気圧センサ２２ａ等が正常に加速度等を検出しており、車輪力算出部１０１では、加速度センサ２６等の検出値に基づいて各車輪１４に実際に作用している荷重が精度よく算出されていると判断することができる。逆に、車両１０の操舵時に、車輪力算出部１０１により加速度センサ２６等の検出値に基づいて算出される何れかの車輪１４についての荷重が、上記（１０）〜（１３）式の何れかを満たしていない場合、当該何れかの車輪１４の加速度センサ２６等が正常に加速度等を検出しておらず、当該車輪１４について車輪力算出部１０１では荷重が精度よく算出されていないおそれがある。
【００９１】
このように、車両１０の操舵時には、操舵により前輪と後輪とに作用する荷重が定常走行時における荷重からそれぞれ（８）および（９）式から得られる量（荷重変動分）だけ変動する。この点に鑑みて、本実施形態では、ＥＣＵ１００の判定部１０３により、車両１０の操舵時に成立する上記（１０）〜（１３）式の力の釣り合い条件に基づいて、車輪力算出部１０１の算出値が加速度センサ２６等によって正常に検出された加速度等に基づいて算出されたものであるか否かが判定される。また、（１０）〜（１３）式からわかるように、定常走行時に各車輪１４に作用する荷重Ｌｆｒ０，Ｌｆｌ０，Ｌｒｒ０およびＬｒｌ０と、上記（８）および（９）式から得られる前輪および後輪の荷重変動分とを用いれば、車両１０の操舵時に各車輪１４に作用する荷重を推定することができる。これに鑑みて、ＥＣＵ１００の車輪力推定部１０２は、車輪力算出部１０１とは別に、フロントおよびリヤトレッドｄｆ，ｄｒ、ホイールベースｌ、フロントおよびリヤロール剛性Ｋｆ，Ｋｒ、距離ｈｓといった既知のパラメータや、横Ｇセンサ１１３の検出値等を用いると共に、（１０）〜（１３）式に基づいて各車輪１４に作用する荷重を推定する。
【００９２】
更に、車両１０の直進加速時あるいは直進減速時には、次の（１４）および（１５）式が成立する。
Ｌｆｒ＝Ｌｆｌ  …（１４）
Ｌｒｒ＝Ｌｒｌ  …（１５）
【００９３】
従って、車両１０の直進加速時または直進減速時に、車輪力算出部１０１により加速度センサ２６等の検出値に基づいて算出される各車輪１４に作用する荷重が上記（１４）および（１５）式の関係を概ね満たしていれば、各車輪１４の加速度センサ２６等が正常に加速度等を検出しており、車輪力算出部１０１では加速度センサ２６等の検出値に基づいて車輪１４に実際に作用している荷重が精度よく算出されていると判断することができる。逆に、車両１０の直進加速時または直進減速時に、車輪力算出部１０１により加速度センサ２６等の検出値に基づいて算出される各車輪１４に作用する荷重が上記（１４）および（１５）式の何れかを満たしていない場合、何れかの車輪１４の加速度センサ２６等が正常に加速度等を検出しておらず、当該車輪１４について車輪力算出部１０１では荷重が精度よく算出されていないおそれがある。
【００９４】
このように、車両１０の直進加速時または直進減速時には、車両１０の左右の前輪に作用する荷重同士は概ね等しくなり、左右の後輪に作用する荷重同士も概ね等しくなる。この点に鑑みて、本実施形態では、ＥＣＵ１００の判定部１０３により、車両１０の直進加減速時に成立する上記（１４）および（１５）式の荷重の釣り合い条件に基づいて、車輪力算出部１０１の算出値が加速度センサ２６等によって正常に検出された加速度等に基づいて算出されたものであるか否かが判定される。
【００９５】
また、車両１０の直進加速時あるいは直進減速時には、次の（１６）および（１７）式が成立する。
【００９６】
【数３】
2007106324.tif 000005
【００９７】
【数４】
2007106324.tif 000006
【００９８】
ただし、（１６）および（１７）式において、ｈ：車両の重心の路面からの高さ、ｅ：上下荷重着力点とタイヤ接地部中心までの距離、ａｙ：車両１０の前後方向加速度である。なお、「上下荷重着力点ｅ」は、以下の式から求めることができる。
ｅ＝（転がり抵抗係数）×（車輪半径）
【００９９】
従って、上記（１４）〜（１７）式を用いれば、車両１０の直進加減速時に各車輪１４に作用する荷重を推定することができる。これに鑑みて、ＥＣＵ１００の車輪力推定部１０２は、車輪力算出部１０１とは別に、既知のパラメータや、前後Ｇセンサ１１２の検出値等を用いると共に、（１４）〜（１７）式に基づいて各車輪１４に作用する荷重を推定する。
【０１００】
図９は、ＥＣＵ１００の判定部１０３により実行される荷重に関する判定処理の手順、すなわち、車輪力算出部１０１による荷重の算出値が車輪１４の加速度センサ２６によって正常に検出された加速度等に基づいて算出されたものであるか否かを判定する手順を説明するためのフローチャートである。同図に示されるルーチンは、判定部１０３により所定時間おきに繰り返し実行されるものである。図９のルーチンの実行タイミングになると、判定部１０３は、操舵角センサ１１０を介して車両１０の操舵角を取得し、操舵角が予め定められた閾値θを上回っているか否か、すなわち車両１０が操舵状態にあるか否かを判定する（Ｓ４０）。
【０１０１】
判定部１０３は、操舵角が閾値θを上回っていると判断すると（Ｓ４０におけるＹｅｓ）、車輪力算出部１０１からその時点で算出されている各車輪１４の荷重Ｌｆｒ，Ｌｆｌ，ＬｒｒおよびＬｒｌと、例えば車輪力推定部１０２により上記（８）および（９）式に従って算出される車両１０が操舵状態にある際の前輪および後輪の定常走行時に対する荷重変動分ΔＬｆおよびΔＬｒとを取得する（Ｓ４２）。更に、判定部１０３は、Ｓ４２にて取得した荷重Ｌｆｒ，Ｌｆｌ，ＬｒｒおよびＬｒｌならびに荷重変動分ΔＬｆおよびΔＬｒに関し、上記（１０）〜（１３）式の荷重の釣り合い条件が概ね満たされているか否かを判定する（Ｓ４４）。なお、Ｓ４４にて必要となる定常走行時に各車輪１４に作用する荷重Ｌｆｒ０，Ｌｆｌ０，Ｌｒｒ０およびＬｒｌ０は、例えば車両１０の走行開始直後の定常走行時に車輪力算出部１０１により算出され、所定の記憶領域に記憶させられている。
【０１０２】
Ｓ４２にて取得した荷重Ｌｆｒ，Ｌｆｌ，ＬｒｒおよびＬｒｌならびに荷重変動分ΔＬｆおよびΔＬｒに関し、上記（１０）〜（１３）式の荷重の釣り合い条件が概ね満たされていると判断される場合（Ｓ４４におけるＹｅｓ）、上述のように、各車輪１４の加速度センサ２６等が正常に加速度等を検出しており、車輪力算出部１０１では加速度センサ２６等の検出値に基づいて各車輪１４に実際に作用している荷重Ｌｆｒ，Ｌｆｌ，ＬｒｒおよびＬｒｌが精度よく算出されていることになる。このため、Ｓ４４にて肯定判断を行った場合、判定部１０３は、車輪力算出部１０１によって算出された荷重Ｌｆｒ，Ｌｆｌ，ＬｒｒおよびＬｒｌが有効である旨を示す所定のフラグをＯＮする（Ｓ４６）。これにより、ＥＣＢＥＣＵ２００による車両統合制御等に際しては、ＥＣＵ１００の車輪力算出部１０１により算出される荷重Ｌｒ，Ｌｆｌ，ＬｒｒおよびＬｒｌが利用されることになる。
【０１０３】
これに対して、Ｓ４２にて取得した荷重Ｌｆｒ，Ｌｆｌ，ＬｒｒおよびＬｒｌならびに荷重変動分ΔＬｆおよびΔＬｒに関し、上記（１０）〜（１３）式の荷重の釣り合い条件が何れかが満たされていない判断される場合（Ｓ４４におけるＮｏ）、上述のように、何れかの車輪１４の加速度センサ２６等が正常に加速度等を検出しておらず、その車輪１４について車輪力算出部１０１では荷重が精度よく算出されていないことになる。このため、Ｓ４４にて否定判断を行った場合、判定部１０３は、車輪力推定部１０２によって推定された荷重Ｌｆｒ′，Ｌｆｌ′，Ｌｒｒ′およびＬｒｌ′が有効である旨を示す所定のフラグをＯＮする（Ｓ４８）。
【０１０４】
これにより、Ｓ４４にて否定判断がなされた場合、すなわち、判定部１０３によって何れかの車輪１４についての車輪力算出部１０１による荷重の算出値が加速度センサ２６等によって正常に検出された加速度等に基づいて算出されたものではないと判断された場合には、ＥＣＢＥＣＵ２００による車両統合制御等に際して、ＥＣＵ１００の車輪力推定部１０２により推定される横力Ｌｆｒ′，Ｌｆｌ′，Ｌｒｒ′およびＬｒｌ′が利用されることになる。なお、Ｓ４８にて車輪力推定部１０２によって推定された荷重が有効である旨を示す所定のフラグがＯＮされた場合、車輪力算出部１０１による荷重の算出値のすべてが無効とされ、全車輪１４について車輪力推定部１０２による荷重の推定値がＥＣＵ１００から出力されてもよい。また、Ｓ４８のフラグがＯＮされた場合、加速度センサ２６等が正常に加速度等を検出しておらず、車輪力算出部１０１では荷重が精度よく算出されていないと判断された車輪１４についてのみ、車輪力推定部１０２による荷重の推定値がＥＣＵ１００から出力されてもよい。
【０１０５】
一方、判定部１０３は、操舵角が閾値θ以下であり、車両１０が直進状態にあると判断した場合（Ｓ４０におけるＮｏ）、前後Ｇセンサ１１２を介して車両１０の前後方向加速度ａｘを取得し、前後方向加速度ａｘに基づいて車両１０が加速状態または減速状態にあるか否かを判定する（Ｓ５０）。判定部１０３は、車両１０が加速状態または減速状態にあると判断すると（Ｓ５０におけるＹｅｓ）、車輪力算出部１０１からその時点で算出されている各車輪１４の荷重Ｌｆｒ，Ｌｆｌ，ＬｒｒおよびＬｒｌを取得する（Ｓ５２）。更に、判定部１０３は、Ｓ５２にて取得した荷重Ｌｆｒ，Ｌｆｌ，ＬｒｒおよびＬｒｌに関し、上記（１４）および（１５）式の双方が概ね満たされているか否かを判定する（Ｓ５４）。
【０１０６】
Ｓ５２にて取得した荷重Ｌｒ，Ｌｆｌ，ＬｒｒおよびＬｒｌに関し、上記（１４）および（１５）式の双方が概ね満たされていると判断された場合（Ｓ５４におけるＹｅｓ）、上述のように、各車輪１４の加速度センサ２６等が正常に加速度等を検出しており、車輪力算出部１０１では、加速度センサ２６等の検出値に基づいて各車輪１４に実際に作用している荷重Ｌｆｒ，Ｌｆｌ，ＬｒｒおよびＬｒｌが精度よく算出されていることになる。このため、Ｓ５４にて肯定判断を行った場合、判定部１０３は、車輪力算出部１０１によって算出された荷重Ｌｆｒ，Ｌｆｌ，ＬｒｒおよびＬｒｌが有効である旨を示す所定のフラグをＯＮする（Ｓ４６）。これにより、ＥＣＢＥＣＵ２００による車両統合制御等に際しては、ＥＣＵ１００の車輪力算出部１０１により算出される荷重Ｌｆｒ，Ｌｆｌ，ＬｒｒおよびＬｒｌが利用されることになる。
【０１０７】
これに対して、Ｓ５２にて取得した荷重Ｌｆｒ，Ｌｆｌ，ＬｒｒおよびＬｒｌに関し、上記（１４）および（１５）式の少なくとも何れかが満たされていないと判断される場合（Ｓ５４におけるＮｏ）、上述のように、何れかの車輪１４の加速度センサ２６等が正常に加速度等を検出しておらず、その車輪１４について車輪力算出部１０１では荷重が精度よく算出されていないことになる。このため、Ｓ５４にて否定判断を行った場合も、判定部１０３は、車輪力推定部１０２によって推定された荷重Ｌｆｒ′，Ｌｆｌ′，Ｌｒｒ′およびＬｒｌ′が有効である旨を示す所定のフラグをＯＮする（Ｓ４８）。これにより、Ｓ５４にて否定判断がなされた場合も、ＥＣＢＥＣＵ２００による車両統合制御等に際して、ＥＣＵ１００の車輪力推定部１０２により推定される荷重Ｌｆｒ′，Ｌｆｌ′，Ｌｒｒ′およびＬｒｌ′が利用されることになる。
【０１０８】
上述のように、本実施形態の車両１０では、車輪力算出部１０１による各車輪１４の荷重の算出値についても、判定部１０３により、それぞれの算出値が加速度センサ２６等によって正常に検出された加速度等に基づいて算出されたものであるか否かの判定処理が施される。これにより、車輪力算出部１０１による荷重の算出値が車輪１４に実際に作用している荷重を精度よく示しているかを判別することが可能となるので、車輪１４に外乱が加わって加速度センサ２６等の検出精度が悪化したり、車輪１４の加速度センサ２６等に異常が発生したりして、加速度センサ２６等によって正常に加速度等が検出されない場合であっても、車輪１４に関連する情報としての車輪力算出部１０１による荷重の算出値を適切に処理することが可能となる。すなわち、車両１０では、実際に車輪１４に作用している荷重を精度よく示していない車輪力算出部１０１の算出値に基づいて車両制御が行われてしまうことを抑制すると共に、そのような場合には車輪力推定部１０２による横力の推定値を用いて車両１０を適切に制御することが可能となる。
【０１０９】
また、上述のように、車両１０の操舵状態や加減速状態に応じて、前輪と後輪とに作用する荷重の定常走行時からの荷重変動分を考慮した釣り合い条件や、左右の車輪間における荷重の釣り合い条件に基づいて判定処理を実行することにより（Ｓ４４またはＳ５４）、車輪力算出部１０１による荷重の算出値が加速度センサ２６によって正常に検出された加速度等に基づいて算出されたものであるか否かを精度よく判定することが可能となる。
【０１１０】
〔第２実施形態〕
以下、図１０を参照しながら、本発明の第２実施形態について説明する。なお、上述の第１実施形態に関連して説明されたものと同一の要素には同一の参照符号が付され、重複する説明は省略される。
【０１１１】
上記第１実施形態に関連して説明されたように、車両１０の各車輪１４に作用する車輪高さ方向における荷重は、車輪１４の加速度センサ２６により検出される加速度等を用いなくても他のパラメータ（各種センサによる時系列データ）に基づいて比較的精度よく算出することができる。同様に、車両１０の各車輪１４に作用する車輪幅方向における横力も、車輪１４の加速度センサ２６により検出される加速度等を用いなくても他のパラメータに基づいて比較的精度よく算出することができる。従って、上述のＥＣＵ１００の車輪力推定部１０２を車輪１４の加速度センサ２６等の検出値を用いることなく他のパラメータ（各種センサによる時系列データ）に基づいて各車輪１４に作用する横力および荷重を推定するものとして構成することができる。
【０１１２】
そして、このような場合、車輪力算出部１０１の算出値と車輪力推定部１０２の推定値との偏差を判定基準として用いても、車輪力算出部１０１の算出値が車輪１４に実際に作用している横力や荷重を精度よく示しているかを判別することができる。以下の説明において、車輪力算出部１０１によって算出される各車輪１４に作用する横力および荷重をそれぞれＦｃおよびＬｃと称し、車輪力推定部１０２によって推定される各車輪１４に作用する横力および荷重をそれぞれＦｅおよびＬｅと称する。
【０１１３】
図１０は、第２実施形態に係る車輪情報処理装置において、車輪力算出部１０１による横力や荷重の算出値が車輪１４の加速度センサ２６によって正常に検出された加速度等に基づいて算出されたものであるか否かを判定する手順を説明するためのフローチャートである。同図に示されるルーチンも、ＥＣＵ１００の判定部１０３により複数の車輪１４ごとに所定時間おきに繰り返し実行されるものである。図１０のルーチンの実行タイミングになると、判定部１０３は、車輪力算出部１０１からその時点で算出されている該当する車輪１４の横力Ｆｃおよび荷重Ｌｃを取得すると共に（Ｓ６０）、車輪力推定部１０２からその時点で推定されている該当する車輪１４の横力Ｆｅおよび荷重Ｌｅを取得する（Ｓ６２）。
【０１１４】
Ｓ６２の処理の後、判定部１０３は、車輪力算出部１０１による横力の算出値Ｆｃと車輪力推定部１０２による横力の推定値Ｆｅとの偏差ΔＦと、車輪力算出部１０１による荷重の算出値Ｌｃと車輪力推定部１０２による荷重の推定値Ｌｅとの偏差ΔＬとを、
ΔＦ＝｜Ｆｃ｜−｜Ｆｅ｜
ΔＬ＝｜Ｌｃ｜−｜Ｌｅ｜
としてそれぞれ算出する（Ｓ６４）。
【０１１５】
次いで、判定部１０３は、Ｓ６４にて算出した横力に関する偏差ΔＦが予め定められた閾値γ１を上回っているか否かを判定する（Ｓ６６）。横力に関する偏差ΔＦが閾値γ１を上回っていると判断した場合（Ｓ６６におけるＹｅｓ）、判定部１０３は、更に、Ｓ６４にて算出した横力に関する偏差ΔＦが予め定められた閾値γ２（ただし、γ２＞γ１である。）を下回っているか否かを判定する（Ｓ６８）。そして、横力に関する偏差ΔＦが閾値γ２を下回っていると判断した場合、すなわち、横力に関する偏差ΔＦが所定範囲内（γ１＜ΔＦ＜γ２）にあると判断した場合（Ｓ６８におけるＹｅｓ）、判定部１０３は、当該車輪１４の加速度センサ２６等が正常に加速度等を検出しており、車輪力算出部１０１では加速度センサ２６等の検出値に基づいて車輪１４に実際に作用している横力が精度よく算出されているとみなし、車輪力算出部１０１による横力の算出値Ｆｃが有効である旨を示す所定のフラグをＯＮする（Ｓ７０）。
【０１１６】
一方、横力に関する偏差ΔＦが閾値γ１以下であると判断された場合、すなわち、車輪力算出部１０１による横力の算出値Ｆｃの絶対値が車輪力推定部１０２による横力の推定値Ｆｅの絶対値をある程度下回っている場合には（Ｓ６６におけるＮｏ）、センサ異常や周囲環境の悪化といった要因により、車輪１４に設けられている加速度センサ２６等の検出精度が悪化しているとみなすことができる。従って、Ｓ６６にて否定判断を行った場合、判定部１０３は、車輪力推定部１０２による横力の推定値Ｆｅが有効である旨を示す所定のフラグをＯＮする（Ｓ７２）。
【０１１７】
また、横力に関する偏差ΔＦが閾値γ２以上であると判断された場合、すなわち、車輪力算出部１０１による横力の算出値Ｆｃの絶対値が車輪力推定部１０２による横力の推定値Ｆｅの絶対値をある程度上回っている場合には（Ｓ６８におけるＮｏ）、当該車輪１４に対して路面凹凸等による外乱が作用して加速度センサ２６等の検出値が過大な値を示しているとみなすことができる。従って、Ｓ６８にて否定判断を行った場合も、判定部１０３は、車輪力推定部１０２による横力の推定値Ｆｅが有効である旨を示す所定のフラグをＯＮする（Ｓ７２）。
【０１１８】
Ｓ７０またはＳ７２の処理の後、判定部１０３は、Ｓ６４にて算出した荷重に関する偏差ΔＬが予め定められた閾値κ１を上回っているか否かを判定する（Ｓ７４）。荷重に関する偏差ΔＬが閾値κ１を上回っていると判断した場合（Ｓ７４におけるＹｅｓ）、判定部１０３は、更に、Ｓ６４にて算出した荷重に関する偏差ΔＬが予め定められた閾値κ２（ただし、κ２＞κ１である。）を下回っているか否かを判定する（Ｓ７６）。そして、荷重に関する偏差ΔＬが閾値κ２を下回っていると判断した場合、すなわち、荷重に関する偏差ΔＬが所定範囲内（κ１≦ΔＬ≦κ２）にあると判断した場合（Ｓ７６におけるＹｅｓ）、判定部１０３は、当該車輪１４の加速度センサ２６等が正常に加速度等を検出しており、車輪力算出部１０１では加速度センサ２６等の検出値に基づいて車輪１４に実際に作用している荷重が精度よく算出されているとみなし、車輪力算出部１０１による荷重の算出値Ｌｃが有効である旨を示す所定のフラグをＯＮする（Ｓ７８）。
【０１１９】
一方、荷重に関する偏差ΔＬが閾値κ１以下であると判断された場合、すなわち、車輪力算出部１０１による荷重の算出値Ｌｃの絶対値が車輪力推定部１０２による荷重の推定値Ｌｅの絶対値をある程度下回っている場合には（Ｓ７４におけるＮｏ）、センサ異常や周囲環境の悪化といった要因により、車輪１４に設けられている加速度センサ２６等の検出精度が悪化しているとみなすことができる。従って、Ｓ７４にて否定判断を行った場合、判定部１０３は、車輪力推定部１０２による荷重の推定値Ｌｅが有効である旨を示す所定のフラグをＯＮする（Ｓ８０）。
【０１２０】
また、荷重に関する偏差ΔＬが閾値κ２以上であると判断された場合、すなわち、車輪力算出部１０１による荷重の算出値Ｌｃの絶対値が車輪力推定部１０２による荷重の推定値Ｌｅの絶対値をある程度上回っている場合には（Ｓ７６におけるＮｏ）、当該車輪１４に対して路面凹凸等による外乱が作用して加速度センサ２６等の検出値が過大な値を示しているとみなすことができる。従って、Ｓ７６にて否定判断を行った場合も、判定部１０３は、車輪力推定部１０２による荷重の推定値Ｌｅが有効である旨を示す所定のフラグをＯＮする（Ｓ８０）。
【０１２１】
このようにして、横力および荷重について車輪力算出部１０１の算出値および車輪力推定部１０２の推定値の何れが有効であるかを規定するフラグを設定すると、判定部１０３は、フラグに応じて横力および荷重の算出値または推定値がＥＣＢＥＣＵ２００等に出力されるようにした上で（Ｓ８２）、上記各フラグをリセットする（Ｓ８４）。
【０１２２】
この結果、第２実施形態に係る車輪情報処理装置が備えられた車両１０においても、外乱や故障等に起因して車輪１４に設けられた加速度センサ２６等により加速度等が正常に検出されていない場合、車輪力推定部１０２によって推定された力が有効である旨を示すフラグがＯＮされ、車輪力算出部１０１による力の算出値が無効とされる。これにより、実際に車輪１４に作用している横力を精度よく示していない車輪力算出部１０１の算出値に基づいて車両制御が行われてしまうことを抑制することが可能となる。そして、このような場合には、車輪力算出部１０１の算出値ではなく、車輪力推定部１０２の推定値が車両制御に用いられることになる。従って、外乱や故障等に起因して加速度センサ２６等により加速度等が正常に検出されていない場合であっても、実際に車輪１４に作用している力の推定値を用いて車両１０を適切に制御することが可能となる。また、図１０のルーチンを採用した場合、加速度センサ２６等により加速度等が正常に検出されていないことが、加速度センサ２６等の異常に起因するのか、あるいは、車輪１４に作用する外乱に起因するのかを判別することも可能となる。
【０１２３】
〔第３実施形態〕
以下、図１１を参照しながら、本発明の第３実施形態について説明する。なお、上述の第１実施形態等に関連して説明されたものと同一の要素には同一の参照符号が付され、重複する説明は省略される。
【０１２４】
一般に、上述の車両１０がいわゆるクリートやポットホール、あるいは縁石を乗り越す際には、車輪１４を構成するタイヤ１８が３次元的に大きく変形することから、車輪１４に設けられた加速度センサ２６等により加速度等が精度よく検出され得なくなってしまうことがある。また、車両１０がいわゆるクリートやポットホール、あるいは縁石を乗り越す際には、車両１０のバネ上加速度、すなわち車体１２の上下方向加速度が大きくなり、ある閾値を越えるようになる。従って、車両１０のバネ上加速度を検出するバネ上Ｇセンサ１１５の検出値を判定基準として用いても、車輪力算出部１０１による横力や荷重の算出値が車輪１４に実際に作用している横力や荷重を精度よく示しているかを判別することができる。
【０１２５】
図１１は、第３実施形態に係る車輪情報処理装置において、車輪力算出部１０１による横力や荷重の算出値が車輪１４の加速度センサ２６によって正常に検出された加速度等に基づいて算出されたものであるか否かを判定する手順を説明するためのフローチャートである。同図に示されるルーチンも、ＥＣＵ１００の判定部１０３により所定時間おきに繰り返し実行されるものである。図１１のルーチンの実行タイミングになると、判定部１０３は、ＴＰＭＳバルブ２０の加速度センサ２２ｇから車両１０のバネ下加速度ａｄを取得すると共に、バネ上Ｇセンサ１１５から車両１０のバネ上加速度ａｕを取得する（Ｓ９０）。更に、判定部１０３は、車両１０のバネ下加速度ａｄが予め定められた閾値δ１を上回っているか否かを判定する（Ｓ９２）。
【０１２６】
車両１０のバネ下加速度ａｄが閾値δ１を上回っていると判断すると（Ｓ９０におけるＹｅｓ）、判定部１０３は、更に、車両１０のバネ上加速度ａｕが予め定められた閾値δ２を上回っているか否かを判定する（Ｓ９４）。そして、車両１０のバネ下加速度ａｄが閾値δ１を上回っており、かつ、車両１０のバネ上加速度ａｕが閾値δ２を上回っていると判断すると（Ｓ９４におけるＹｅｓ）、判定部１０３は、車両１０がクリートやポットホール、あるいは縁石を乗り越す等しており、車輪１４に設けられた加速度センサ２６等により加速度等が精度よく検出され得なくなってしまっているとみなし、車輪力推定部１０２によって推定された横力や荷重が有効である旨を示す所定のフラグをＯＮする（Ｓ９６）。これにより、判定部１０３によって車輪力算出部１０１による横力や荷重の算出値が加速度センサ２６等によって正常に検出された加速度等に基づいて算出されたものではないと判断された場合には、ＥＣＢＥＣＵ２００による車両統合制御等に際して、ＥＣＵ１００の車輪力推定部１０２により推定される横力や荷重が利用されることになる。
【０１２７】
これに対して、車両１０のバネ下加速度ａｄが閾値δ１以下であると判断される場合（Ｓ９２におけるＮｏ）、および車両１０のバネ上加速度ａｕが閾値δ２以下であると判断される場合（Ｓ９４におけるＮｏ）、判定部１０３は、車輪１４に設けられた加速度センサ２６等により加速度等が精度よく検出されているとみなし、車輪力算出部１０１によって算出された横力や荷重が有効である旨を示す所定のフラグをＯＮする（Ｓ９８）。これにより、これらの場合には、ＥＣＢＥＣＵ２００による車両統合制御等に際して、ＥＣＵ１００の車輪力算出部１０１により算出される横力や荷重が利用されることになる。
【０１２８】
このように、車両１０のバネ上加速度を検出するバネ上Ｇセンサ１１５の検出値を判定基準として用いても、車輪力算出部１０１による横力や荷重の算出値が車輪１４に実際に作用している横力や荷重を精度よく示しているかを判別することができる。これにより、本実施形態の車輪情報処理装置を備えた車両１０においても、車輪１４に外乱が加わって加速度センサ２６等の検出精度が悪化したような場合に、車輪力算出部１０１による横力の算出値を適切に処理することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０１２９】
【図１】本発明による車輪情報処理装置を備えた車両を示す概略構成図である。
【図２】図１の車両に備えられた車輪を示す部分断面図である。
【図３】図１の車両に備えられた車輪のタイヤにおける加速度センサの配置態様を示す模式図である。
【図４】本発明による車輪情報処理装置の制御ブロック図である。
【図５】図１の車両においてタイヤに作用するタイヤ幅方向における横力を求めるためのルーチンを示すフローチャートである。
【図６】タイヤの接地状態と、タイヤに設けられた加速度の検出値から得られる加速度波形との関係を示す模式図である。
【図７】図１の車両において、車輪力算出部による横力の算出値が車輪の加速度センサによって正常に検出された加速度等に基づいて算出されたものであるか否かを判定する手順を説明するためのフローチャートである。
【図８】図１の車両において、乗員が乗車した状態での車両質量およびヨー慣性モーメントを算出する手順を説明するためのフローチャートである。
【図９】図１の車両において、車輪力算出部による荷重の算出値が車輪の加速度センサによって正常に検出された加速度等に基づいて算出されたものであるか否かを判定する手順を説明するためのフローチャートである。
【図１０】本発明の第２実施形態において、車輪力算出部による横力および荷重の算出値が車輪の加速度センサによって正常に検出された加速度等に基づいて算出されたものであるか否かを判定する手順を説明するためのフローチャートである。
【図１１】本発明の第３実施形態において、車輪力算出部による横力および荷重の算出値が車輪の加速度センサによって正常に検出された加速度等に基づいて算出されたものであるか否かを判定する手順を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【０１３０】
１０  車両、１２  車体、１４  車輪、１６  ホイール、１８  タイヤ、２０  ＴＰＭＳバルブ、２２ａ  空気圧センサ、２２ｇ  加速度センサ、２３  ＴＰＭＳ通信機、２４  制御回路、２５，２９  バッテリ、２６  加速度センサ、２７  増幅器、２８  通信機、３０  車体側通信機、１００  ＥＣＵ、１０１  車輪力算出部、１０２  車輪力推定部、１０３  判定部、１０４  記憶装置、１０５  警報装置、１１０  操舵角センサ、１１１  車輪速センサ、１１２  前後Ｇセンサ、１１３  横Ｇセンサ、１１４  ヨーレートセンサ、１１５  バネ上Ｇセンサ、１８３  トレッド部、１８８  タイヤ内部空間、２００  ＥＣＢＥＣＵ。
【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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