(57)【要約】【課題】路面摩擦係数が急変した場合でも応答速度の低下を防止して検知性能を向上させることのできる路面摩擦係数推定装置及びその方法を提供する。【解決手段】本発明の路面摩擦係数推定装置１は、路面状態の変化に基づいて路面摩擦係数が急変すると判定したときには路面摩擦係数急変信号を出力する路面摩擦係数急変判定部２と、路面摩擦係数急変信号に基づいて収束補正関数を変更して設定する収束補正関数設定部３と、タイヤの変形状態を表すタイヤ変形状態量を検出するタイヤ変形状態量検出部４と、タイヤ変形状態量と収束補正関数とに基づいて路面摩擦係数を推定して路面摩擦係数推定値を算出する路面摩擦係数推定値演算部６とを備え、路面摩擦係数急変信号によって路面摩擦係数の急変が示されたときには通常時の収束目標値である第１収束目標値への収束のし易さを低下させるように収束補正関数を設定することを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
路面状態の変化に基づいて路面摩擦係数が急変すると判定したときには路面摩擦係数急変信号を出力する路面摩擦係数急変判定手段と、
路面摩擦係数が所定の収束目標値へ収束するように補正するための関数である収束補正関数を、前記路面摩擦係数急変信号に基づいて変更して設定する収束補正関数設定手段と、
タイヤの変形状態を表すタイヤ変形状態量を検出するタイヤ変形状態量検出手段と、
前記タイヤ変形状態量と前記収束補正関数とに基づいて路面摩擦係数を推定して路面摩擦係数推定値を算出する路面摩擦係数推定値演算手段とを備え、
前記収束補正関数設定手段は、前記路面摩擦係数急変信号によって路面摩擦係数の急変が示されたときには通常時の収束目標値である第１収束目標値への収束のし易さを低下させるように前記収束補正関数を設定することを特徴とする路面摩擦係数推定装置。
【請求項２】
前記収束補正関数設定手段は、前記路面摩擦係数急変信号によって路面摩擦係数の急変が示されたときには、路面摩擦係数が急変したときの収束目標値である第２収束目標値への収束のし易さを増加させるように前記収束補正関数を設定することを特徴とする請求項１に記載の路面摩擦係数推定装置。
【請求項３】
前記収束補正関数は、前記路面摩擦係数推定値に応じて変化する関数であり、前記路面摩擦係数推定値が前記収束目標値のときに値が０になり、前記収束目標値の前後において符号が切り替わる関数であることを特徴とする請求項１または２に記載の路面摩擦係数推定装置。
【請求項４】
前記収束補正関数設定手段は、前記路面摩擦係数急変信号によって路面摩擦係数の急変が示されたときには、前記第１収束目標値近傍における収束補正関数の絶対値を、前記第２収束目標値近傍における収束補正関数の絶対値より小さく設定することを特徴とする請求項２または３に記載の路面摩擦係数推定装置。
【請求項５】
前記収束補正関数設定手段は、前記路面摩擦係数急変信号によって路面摩擦係数の急変が示されたときには、前記第１収束目標値と前記第２収束目標値との間で値が０となる中間零点の位置を前記第１収束目標値の方向へ近づけることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の路面摩擦係数推定装置。
【請求項６】
前記路面摩擦係数推定値演算手段は、前記タイヤ変形状態量とタイヤモデルから推定したタイヤ変形状態量推定値との差にタイヤ変形状態量ゲインを乗算してタイヤ変形状態量誤差を算出し、前記タイヤ変形状態量誤差と前記収束補正関数との和を時間積分することによって前記路面摩擦係数推定値を算出することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の路面摩擦係数推定装置。
【請求項７】
タイヤすべり角を検出するタイヤすべり角検出手段をさらに備え、
前記路面摩擦係数推定値演算手段は、前記タイヤすべり角と前記路面摩擦係数推定値とに応じて前記タイヤ変形状態量推定値を算出することを特徴とする請求項６に記載の路面摩擦係数推定装置。
【請求項８】
前記タイヤ変形状態量ゲインは、前記タイヤすべり角が小さくなるのに応じて小さくなるように設定されていることを特徴とする請求項７に記載の路面摩擦係数推定装置。
【請求項９】
前記タイヤ変形状態量は、タイヤ横力、タイヤ前後力、セルフアライニングトルク、スリップ率のうちのいずれか１つであることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の路面摩擦係数推定装置。
【請求項１０】
路面状態の変化に基づいて路面摩擦係数が急変すると判定したときには路面摩擦係数急変信号を出力する路面摩擦係数急変判定ステップと、
路面摩擦係数が所定の収束目標値へ収束するように補正するための関数である収束補正関数を、前記路面摩擦係数急変信号に基づいて変更して設定する収束補正関数設定ステップと、
タイヤの変形状態を表すタイヤ変形状態量を検出するタイヤ変形状態量検出ステップと、
前記タイヤ変形状態量と前記収束補正関数とに基づいて路面摩擦係数を推定して路面摩擦係数推定値を算出する路面摩擦係数推定値演算ステップとを備え、
前記収束補正関数設定ステップでは、前記路面摩擦係数急変信号によって路面摩擦係数の急変が示されたときには通常時の収束目標値である第１収束目標値への収束のし易さを低下させるように前記収束補正関数を設定することを特徴とする路面摩擦係数推定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤと路面との間の摩擦係数を推定する路面摩擦係数推定装置及び路面摩擦係数推定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、路面摩擦係数を推定する装置としては特許文献１が開示されており、モデル誤差の影響やセンサの計測値に含まれるノイズなどの影響を抑制して路面摩擦係数の値を精度良く推定している。この特許文献１で開示された路面摩擦係数推定装置は、モデルを用いて算出したスリップ率と計測したスリップ率との間の誤差が減少するように路面摩擦係数を推定する装置である。この装置では、路面摩擦係数を推定する際に、校正パラメータを予め設定した値付近に収束させる働きをもつ補正項を付加することによって、モデル誤差に対するロバスト性を向上させていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１３３３９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した従来の路面摩擦係数推定装置では、補正項に乗算されている可変ゲインの大きさの設定が容易ではなく、可変ゲインの設定が大きすぎると、摩擦係数が急変する場合や加減速を開始した走行シーンにおいてスリップ率が増加しても摩擦係数の変化を精度良く検知できずに検知性能が低下してしまう可能性があった。
【０００５】
そこで、本発明は、上述した実情に鑑みて提案されたものであり、路面摩擦係数が急変した場合でも応答速度の低下を防止して検知性能を向上させることのできる路面摩擦係数推定装置及び路面摩擦係数推定方法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】
【０００６】
本発明は、路面状態の変化に基づいて路面摩擦係数が急変すると判定したときには路面摩擦係数急変信号を出力する路面摩擦係数急変判定部と、路面摩擦係数が所定の収束目標値へ収束するように補正するための関数である収束補正関数を、路面摩擦係数急変信号に基づいて変更して設定する収束補正関数設定部と、タイヤの変形状態を表すタイヤ変形状態量を検出するタイヤ変形状態量検出部と、タイヤ変形状態量と収束補正関数とに基づいて路面摩擦係数を推定して路面摩擦係数推定値を算出する路面摩擦係数推定値演算部とを備えている。そして、収束補正関数設定部は、路面摩擦係数急変信号によって路面摩擦係数の急変が示されたときには通常時の収束目標値である第１収束目標値への収束のし易さを低下させるように収束補正関数を設定することを特徴としている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る路面摩擦係数推定装置及び路面摩擦係数推定方法によれば、路面摩擦係数が急変すると判定したときには通常時の収束目標値である第１収束目標値への収束のし易さが低下するように収束補正関数を設定するので、急変時の収束目標値へ収束し易くなり路面摩擦係数が急変した場合でも応答速度の低下を防止して検知性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態に係る路面摩擦係数推定装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る路面摩擦係数推定装置を搭載した車両の構成を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る路面摩擦係数推定装置による路面摩擦係数推定値の演算処理の手順を示すフローチャートである。
【図４】本発明の一実施形態に係る路面摩擦係数推定装置によって設定される収束補正関数の一例を示す図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る路面摩擦係数推定装置によって設定される収束補正関数の一例を示す図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る路面摩擦係数推定装置によって設定される収束補正関数の一例を示す図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る路面摩擦係数推定装置におけるタイヤ変形状態量とタイヤすべり角との間の関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明を適用した一実施形態について図面を参照して説明する。
【００１０】
［路面摩擦係数推定装置の構成］
図１は、本実施形態に係る路面摩擦係数推定装置の構成を示すブロック図である。図１に示すように、本実施形態に係る路面摩擦係数推定装置１は、路面状態の変化に基づいて路面摩擦係数が急変すると判定したときには路面摩擦係数急変信号を出力する路面摩擦係数急変判定部２と、路面摩擦係数急変信号に基づいて収束補正関数を変更して設定する収束補正関数設定部３と、タイヤの変形状態を表すタイヤ変形状態量を検出するタイヤ変形状態量検出部４と、タイヤすべり角を検出するタイヤすべり角検出部５と、タイヤ変形状態量と収束補正関数とに基づいて路面摩擦係数を推定して路面摩擦係数推定値を算出する路面摩擦係数推定値演算部６と、算出された路面摩擦係数推定値を記憶しておく記憶部７とを備えている。
【００１１】
図１に示す路面摩擦係数推定装置１は車両に搭載されており、検出された路面摩擦係数推定値を利用して車両の運動制御が実施される。ここで、本実施形態に係る路面摩擦係数推定装置１が搭載された車両の一例を図２に基づいて説明する。図２に示すように、車両１００は駆動力発生源としての駆動モータ１０１を備え、動力軸は後輪１０４ＲＬ、１０４ＲＲにそれぞれ連結されて左右の後輪を駆動している。
【００１２】
駆動回路１０２は、駆動モータ１０１の出力トルクが統合コントローラ１３０から指令されるトルク指令値と一致するようにリチウムイオンバッテリ１０３からの電力を制御して駆動モータ１０１を駆動する。
【００１３】
統合コントローラ１３０には、アクセルペダルセンサ１２３によって検出されるアクセル開度信号ＡＰＯと、ステアリングホイール１１１の回転軸に取り付けられた操舵角センサ１２１によって検出されるステアリングホイールの舵角信号と、各車輪に取り付けられた車輪速センサ１０５ＦＬ、１０５ＦＲ、１０５ＲＬ、１０５ＲＲによって検出される各車輪速と、ヨーレートセンサ１０８で検出されるヨーレートと、加速度センサ１０９で検出される前後加速度と横加速度とが入力される。
【００１４】
ステアリングホイール１１１は反力モータ１１５に連結されており、転舵時にタイヤで発生するセルフアライニングトルク相当の反力トルクが反力モータ１１５で生成されて加えられている。前輪１０４ＦＬ、１０４ＦＲは、ステアリングホイール１１１に取り付けられた操舵角センサ１２１で検出された角度に応じて、転舵モータ１１３Ｌ、１１３Ｒがステアリングラックを車幅方向へ変位させることによって左右同相に転舵されている。また、転舵モータ１１３Ｌ、１１３Ｒは、モータの出力トルクとモータの回転速度をそれぞれ統合コントローラ１３０に送信している。そして、本実施形態に係る路面摩擦係数推定装置１は統合コントローラ１３０に実装されている。
【００１５】
次に、図１に示す路面摩擦係数推定装置１を構成する各部について説明する。
【００１６】
まず、路面摩擦係数急変判定部２は、タイヤの変形状態以外の路面状態の変化に基づいて路面摩擦係数の急変を検知しており、例えば、路面を撮影するカメラの画像を解析することによって路面がドライからウェットあるいは雪道に変化したことを検出して、路面摩擦係数の急変を判定する。また、油圧ないし電動アクチュエータを用いてアクティブに振動を制御するサスペンションに設置された加速度センサによって検出される加速度に基づいて、例えば加速度検出値の高周波成分が短時間に増加したときには砂利道に進入したと判断して路面摩擦係数が急変したと判定するようにしてもよい。あるいはＡＢＳ（アンチロックブレーキシステム）が作動した場合や、ＴＣＳ（トラクションコントロールシステム）等によって駆動力を加えたときにタイヤ縦方向にスリップを検知した場合に、路面摩擦係数が急変したと判定するようにしてもよい。その他にも車両に設置された横Ｇセンサやヨーレートセンサの検出値が、舵角および車速の変化から推定される程度よりも速く変化する場合に、路面摩擦係数が急変したと判定するような構成としてもよい。そして、このようにして路面摩擦係数が急変すると判定したときには、路面摩擦係数急変判定部２は路面摩擦係数急変信号を出力する。
【００１７】
収束補正関数設定部３は、路面摩擦係数急変信号に基づいて収束補正関数を変更して設定する。収束補正関数は、路面摩擦係数が予め設定された収束目標値に収束するように補正するための関数である。本実施形態では、収束補正関数設定部３に、通常時の収束補正関数と路面摩擦係数が急変したときの収束補正関数とが別に予め設定されており、路面摩擦係数急変信号に応じて切り換えるような構成となっている。しかし、このような構成に限定されるわけではなく、路面摩擦係数急変信号に応じて収束補正関数を変更して設定できるような構成であれば、その他の構成であってもよい。
【００１８】
タイヤ変形状態量検出部４は、タイヤの変形に応じて生じる検出可能な状態量であるタイヤ変形状態量を検出する。タイヤ変形状態量としては、例えばタイヤ横力、セルフアライニングトルク（以下ＳＡＴという）、タイヤ前後力、スリップ率等である。本実施形態では特にＳＡＴをタイヤ変形状態量とした場合を一例として説明するが、他の量をタイヤ変形状態量とする場合についてはＳＡＴを他の量に読み替えればよい。
【００１９】
タイヤすべり角検出部５は、２輪モデル（車両の運動と制御第２版、山海堂、安部正人著）等の車両モデルを用いて舵角と車速とから演算することによってタイヤすべり角を検出する。また、ＧＰＳを用いて路面に対する車体の横方向速度を検出し、この横方向速度を変換することによってタイヤすべり角を求めてもよい。
【００２０】
路面摩擦係数推定値演算部６は、タイヤ変形状態量とタイヤモデルから推定したタイヤ変形状態量推定値との差にタイヤ変形状態量ゲインを乗算してタイヤ変形状態量誤差を算出し、このタイヤ変形状態量誤差と収束補正関数との和を時間積分することによって路面摩擦係数推定値を算出している。また、路面摩擦係数推定値演算部６は、タイヤすべり角と路面摩擦係数推定値とに応じてタイヤ変形状態量推定値を算出している。
【００２１】
記憶部７は、路面摩擦係数推定値演算部６によって算出された路面摩擦係数推定値μ^ｋ＋１を記憶しており、この路面摩擦係数推定値μ^ｋ＋１は次回の計算ステップが実行される際に前回の計算ステップにおける路面摩擦係数推定値μ^ｋとして読み出される。
【００２２】
［路面摩擦係数推定値の演算処理］
以下、図３に示すフローチャートを参照して、本実施形態に係る路面摩擦係数推定装置による路面摩擦係数推定値の演算処理の手順を説明する。
【００２３】
図３に示すように、本実施形態に係る路面摩擦係数推定値の演算処理では、まずステップＳ１０１においてタイヤ変形状態量検出部４によってタイヤ変形状態量としてＳＡＴ検出値Ｔsatが検出される。このＳＡＴ検出値Ｔsatの検出方法としては、例えば既存の電動パワーステアリングに設置されている運転者トルクセンサとアシストモータの電流とから算出することができる。また、ステアリングタイロッドにひずみセンサを設置することによって直接的にＳＡＴに相当する量を計測することも可能である。
【００２４】
次に、ステップＳ１０２においてタイヤすべり角検出部５がタイヤすべり角を検出すると、ステップＳ１０３では路面摩擦係数推定値演算部６が前回の計算ステップにおける路面摩擦係数推定値μ^ｋを読み出す。
【００２５】
そして、ステップＳ１０４において、路面摩擦係数急変判定部２は路面状態の変化に基づいて路面摩擦係数が急変しているか否かを判定し、路面摩擦係数が急変している場合には、路面摩擦係数急変信号を出力する。路面摩擦係数が急変しているか否かの判定方法としては、上述したようにカメラ画像の解析や加速度の高周波成分の変化等によって判定する。
【００２６】
次に、ステップＳ１０５において、収束補正関数設定部３は、路面摩擦係数急変信号を参照して路面摩擦係数が急変しているか否かを認識し、路面摩擦係数が急変していない場合にはステップＳ１０６において通常時の収束補正関数を設定する。
【００２７】
通常時の収束補正関数は、現在の計算ステップにおける路面摩擦係数推定値μ^ｋを変数として次式のように表すことができる。
【００２８】
ｆcorr（μ^ｋ）＝Ｋｓｇ１（μ^ｋ）          （１）
ここで、Ｋｓは補正ゲインで収束補正関数の絶対値の大きさを表しており、設計者によって適切に定められる。また関数ｇ１（μ^ｋ）は正弦関数に基づいて設定される関数であり、例えば図４に示す形状の関数となる。
【００２９】
図４に示す収束補正関数は、正弦関数をベースとして路面摩擦係数推定値μ^を変数とした関数であり、収束目標値０．３、１．０ではその値が０となり、収束目標値の前後でその値が＋１と−１に切り替わっている。この収束補正関数では、路面摩擦係数が高いか低いかを判断することを目的としているので、舗装路などの高い摩擦係数に対応した第１収束目標値μ1を１．０に、凍結した路面のような低い摩擦係数に対応した第２収束目標値μ２を０．３に設定している。ここで、第１収束目標値μ1は車両が通常走行可能な通常時の収束目標値であり、第２収束目標値μ２は路面摩擦係数が急変したときの収束目標値である。
【００３０】
一方、ステップＳ１０５において、路面摩擦係数が急変している場合にはステップＳ１０７において路面摩擦係数が急変しているときの収束補正関数を設定する。
【００３１】
急変時の収束補正関数は、現在の計算ステップにおける路面摩擦係数推定値μ^ｋを変数として次式のように表すことができる。
【００３２】
ｆcorr（μ^ｋ）＝Ｋｓｇ２（μ^ｋ）          （２）
ここで、Ｋｓは補正ゲインで収束補正関数の絶対値の大きさを表しており、チューニングによって適切に定められる。また関数ｇ２（μ^ｋ）は正弦関数に基づいて設定される関数であり、例えば図５に示す形状の関数となる。
【００３３】
図５に示すように、急変時の収束補正関数は、第１収束目標値と第２収束目標値との間で値が０となる中間零点の位置を第１収束目標値の方向へ近づけている。図４に示す通常時の収束補正関数では中間零点を０．６に設定していたが、図５に示す急変時の収束補正関数では中間零点の位置を０．７に設定して第１収束目標値の方向へ近づけている。
【００３４】
また、関数ｇ２（μ^ｋ）は図６に示すような形状にしてもよい。図６に示す収束補正関数では、第１収束目標値近傍の区間（μ^ｋが０．６〜０．９の区間）における収束補正関数の絶対値が、第２収束目標値近傍の区間（μ^ｋが０．３〜０．６の区間）における収束補正関数の絶対値より小さくなるように設定されている。図４に示す通常時の収束補正関数では絶対値はどの区間でも１に設定されていたが、図６に示す急変時の収束補正関数では絶対値を第１収束目標値近傍の区間では１より小さな値に設定し、第２収束目標値近傍の区間では１より大きな値に設定している。
【００３５】
上述したように急変時の収束補正関数を図５及び図６に示すように設定すれば、通常時の収束目標値である第１収束目標値への収束のし易さを低下させ、急変したときの収束目標値である第２収束目標値への収束のし易さを増加させることができる。これにより、路面摩擦係数が急変したときの応答性が劣化することを防止して検知性能を向上させることができる。尚、図５に示した収束補正関数と図６に示した収束補正関数の両方を適用した収束補正関数を設定してもよい。
【００３６】
また、通常時の収束補正関数と急変時の収束補正関数とを予め別々に設定しておく必要はなく、路面摩擦係数急変信号に応じて収束補正関数を通常時の収束補正関数や急変時の収束補正関数に適宜変更して設定できるような構成にしておけばよい。
【００３７】
こうして通常時あるいは急変時の収束補正関数が設定されると、次にステップＳ１０８において路面摩擦係数推定値演算部６は、タイヤモデルから推定したタイヤ変形状態量推定値Ｔ^sat(μ^,αｆ)を取得する。ここで、αｆはタイヤすべり角検出部５で検出されたタイヤすべり角であり、タイヤ変形状態量推定値Ｔ^sat(μ^,αｆ)は予め実験的に求めてマップ等にして記憶部７に記憶させておくことによって、路面摩擦係数推定値μ^とタイヤすべり角αｆとに応じて適宜取得することができる。
【００３８】
そして、タイヤ変形状態量検出部４で検出されたタイヤ変形状態量Ｔsat(μ,αｆ)とタイヤ変形状態量推定値Ｔ^sat(μ^,αｆ)との差にタイヤ変形状態量ゲインＫsatを乗算してタイヤ変形状態量誤差Ｋsat｛Ｔ^sat(μ^,αｆ)−Ｔsat(μ,αｆ)｝を算出し、このタイヤ変形状態量誤差と収束補正関数ｆcorr（μ^）との和を算出して次式を求める。
【数１】
2013185840.tif 000003
【００３９】
式（３）は微分方程式であり、式（３）の第１項はタイヤモデルによって推定したタイヤ変形状態量推定値Ｔ^satとタイヤ変形状態量の計測値Ｔsatとの間の誤差が減少するように路面摩擦係数を推定する作用がある。第２項は収束補正関数であり、種々の路面状態に対して予め設定した収束目標値の近傍へ路面摩擦係数推定値を収束させる作用がある。
【００４０】
そして、式（３）を時間積分することによって次回の計算ステップにおける路面摩擦係数推定値を次式に基づいて算出する。
【００４１】
μ^ｋ＋１=[Ｋsat{Ｔ^sat(μ^ｋ,αｆｋ)−Ｔsat(μｋ,αｆｋ)}+ｆcorr（μ^ｋ）]Δｔ+μ^ｋ    （４）
ここで、ｋは計算ステップ、Δｔはサンプリング時間、すなわち各計算ステップにおける時間間隔を表している。式（４）をデジタル計算器に実装することにより、路面摩擦係数推定値の現在値に基づいて次回値を演算することができる。
【００４２】
また、タイヤ変形状態量ゲイン（ＳＡＴ誤差補償ゲイン）Ｋsatは、チューニング等によって予め適切に定めた定数値を用いてもよいが、カルマンフィルタのアルゴリズムを用いてＳＡＴ計測値に含まれているノイズ強度を考慮しつつ路面摩擦係数推定値またはタイヤすべり角に応じて定めるようにしてもよい。このとき、タイヤ変形状態量ゲインＫsatをタイヤすべり角に応じて変化させる場合には、図７に示すようにタイヤすべり角αが０近傍に近づくにしたがってタイヤ変形状態量ゲインＫsatを急激に減少させるように設定する。こうすることによって、ＳＡＴ検出値に路面摩擦係数の情報が含まれていないタイヤすべり角が０付近において、路面摩擦係数推定値が不安定になることを防止する効果を期待することができる。
【００４３】
こうして路面摩擦係数推定値の次回値μ^ｋ＋１が算出されると、ステップＳ１０９において路面摩擦係数推定値演算部６が記憶部７に路面摩擦係数推定値の次回値μ^ｋ＋１を記憶させて、本実施形態に係る路面摩擦係数推定装置１による路面摩擦係数推定値の演算処理は終了する。
【００４４】
［実施形態の効果］
上述したように、本実施形態に係る路面摩擦係数推定装置によれば、路面摩擦係数が急変すると判定したときには通常時の収束目標値である第１収束目標値への収束のし易さが低下するように収束補正関数を設定するので、急変時の収束目標値へ収束し易くなり路面摩擦係数が急変した場合でも応答速度の低下を防止して検知性能を向上させることができる。さらに算出した路面摩擦係数推定値を車両の運動制御に利用することにより、路面摩擦係数が急激に低下したときでも車両の挙動が乱れる前に安定化制御を実施することができ、スピンを防止できるなどの効果が期待できる。
【００４５】
また、本実施形態に係る路面摩擦係数推定装置によれば、路面摩擦係数が急変すると判定したときには急変時の収束目標値である第２収束目標値への収束のし易さが増加するように収束補正関数を設定するので、急変時の収束目標値へ収束し易くなり路面摩擦係数が急変した場合でも応答速度の低下を防止して検知性能を向上させることができる。
【００４６】
さらに、本実施形態に係る路面摩擦係数推定装置によれば、路面摩擦係数推定値が収束目標値のときに値が０になり、収束目標値の前後において符号が切り替わる関数を収束補正関数とするので、路面摩擦係数推定値を収束目標値へ収束させることができ、タイヤモデル誤差に対してロバストに路面摩擦係数推定値を算出することができる。
【００４７】
また、本実施形態に係る路面摩擦係数推定装置によれば、路面摩擦係数急変信号によって路面摩擦係数の急変が示されたときに第１収束目標値近傍における収束補正関数の絶対値を第２収束目標値近傍における収束補正関数の絶対値より小さくするので、路面摩擦係数の急変時に路面摩擦係数推定値をより速く推定することができる。
【００４８】
さらに、本実施形態に係る路面摩擦係数推定装置によれば、路面摩擦係数急変信号によって路面摩擦係数の急変が示されたときに第１収束目標値と第２収束目標値との間で値が０となる中間零点の位置を第１収束目標値の方向へ近づけるので、路面摩擦係数の急変時に路面摩擦係数推定値をより速く推定することができる。
【００４９】
また、本実施形態に係る路面摩擦係数推定装置によれば、タイヤ変形状態量とタイヤ変形状態量推定値との差にタイヤ変形状態量ゲインを乗算してタイヤ変形状態量誤差を算出し、このタイヤ変形状態量誤差と収束補正関数との和を時間積分することによって路面摩擦係数推定値を算出するので、タイヤ変形状態量に含まれるノイズに起因する路面摩擦係数推定値の時刻暦振動を低減することができる。
【００５０】
さらに、本実施形態に係る路面摩擦係数推定装置によれば、タイヤすべり角と路面摩擦係数推定値とに応じてタイヤ変形状態量推定値を算出するので、タイヤ変形状態量としてセルフアライニングトルクまたはタイヤ横力を選択したときに、タイヤ変形状態量推定値を精度良く算出することができ、路面摩擦係数の推定精度を向上させることができる。
【００５１】
また、本実施形態に係る路面摩擦係数推定装置によれば、タイヤ変形状態量ゲインをタイヤすべり角が小さくなるのに応じて小さくなるように設定したので、タイヤすべり角が小さいときなどタイヤ変形状態から路面摩擦係数の情報が取り出せないときに路面摩擦係数推定値が不安定化することを防止できる。
【００５２】
また、本実施形態に係る路面摩擦係数推定装置によれば、タイヤ変形状態量をタイヤ横力、タイヤ前後力、セルフアライニングトルク、スリップ率のうちのいずれか１つとしたので、タイヤが出力する特徴的な量から直接的に路面摩擦係数推定値を算出することができ、応答性および精度を確保することができる。
【００５３】
以上、本発明の路面摩擦係数推定装置を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置き換えることが可能である。
【符号の説明】
【００５４】
１  路面摩擦係数推定装置
２  路面摩擦係数急変判定部
３  収束補正関数設定部
４  タイヤ変形状態量検出部
５  タイヤすべり角検出部
６  路面摩擦係数推定値演算部
７  記憶部
【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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