(57)【要約】【課題】車輪のスリップ率をより高精度に推定すること。【解決手段】自動車１Ａは、水平面とほぼ平行な車体フロア面に対し、設定されたピッチ角γだけ前後に傾けられた前後加速度センサ４によって、車両に作用する前後加速度を検出する。そして、制駆動力センサ３ＦＲ，３ＦＬ，３ＲＲ，３ＲＬの検出値の合計と前後加速度センサ４の出力値を用い、（１）式に従って路面傾斜角θを算出する。さらに、その路面傾斜角θを用いて算出した進行方向加速度αの積分値（進行方向加速度）と各車輪の車輪速ωとを用いて、車輪のスリップ率λを算出する。したがって、通常の車両走行状態において、（１）式における分母ｓｉｎγがゼロとなることを防止しつつ、積分を用いることなく高精度に路面傾斜角θを推定するため、その路面傾斜角θを用いて算出した進行方向加速度αから、より高精度にスリップ率を推定することができる。【選択図】図１
2009006837.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
路面平行面に対して検出軸がピッチ角を有する状態で車体に設置された前後加速度センサと、
路面と車輪との間に発生する制駆動力を取得する制駆動力取得手段と、
車輪の回転速度を検出する車輪速検出手段と、
前記前後加速度センサによって検出された検出軸方向の加速度と、前記制駆動力取得手段によって取得された制駆動力とに基づいて、路面傾斜角を推定する路面傾斜角推定手段と、
前記路面傾斜角推定手段によって推定された路面傾斜角と、前記検出軸方向の加速度あるいは重力加速度とに基づいて、車両進行方向の加速度を推定する進行方向加速度推定手段と、
前記進行方向加速度推定手段によって推定された車両進行方向の加速度と、前記車輪速検出手段によって検出された車輪速とに基づいて、車輪のスリップ率を推定するスリップ率推定手段と、
を備えることを特徴とするスリップ率推定装置。
【請求項２】
前記スリップ率推定手段は、前記進行方向加速度推定手段によって推定された車両進行方向の加速度と、前記車輪速検出手段によって検出された車輪速とに基づいて、車体速を推定し、推定した車体速と、前記車輪速とに基づいて、車輪のスリップ率を推定することを特徴とする請求項１記載のスリップ率推定装置。
【請求項３】
各車輪の前記スリップ率が、略ゼロであるか否かを判定するスリップ率判定手段をさらに備え、
前記スリップ率推定手段は、前記スリップ率判定手段によってスリップ率が略ゼロであると判定された車輪が存在する場合、前記車輪速と該車輪の半径との乗算値を前記車体速の推定値とし、前記スリップ率判定手段によってスリップ率が略ゼロであると判定された車輪が存在しない場合、直近に算出した前記車輪速と該車輪の半径との乗算値に前記進行方向加速度の積分値を加算して前記車体速の推定値とすることを特徴とする請求項２記載のスリップ率推定装置。
【請求項４】
前記スリップ率判定手段は、前記制駆動力取得手段によって取得された制駆動力が略ゼロを表すものとして設定された閾値以下である場合に、前記スリップ率が略ゼロであると判定することを特徴とする請求項３記載のスリップ率推定装置。
【請求項５】
前記進行方向加速度推定手段は、重力による進行方向加速度成分と、前記検出軸方向の加速度あるいは前記制駆動力の加速度とを含む関係式に従って、前記進行方向加速度を推定することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のスリップ率推定装置。
【請求項６】
前記進行方向加速度推定手段は、次式あるいはその近似式に従って、前記進行方向加速度を推定することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のスリップ率推定装置。
【数１】
2009006837.tif 000011
ただし、Ｓは前後加速度センサの出力値、ｆｘは各車輪における制駆動力の合計値、ｍは車両の質量、γは前後加速度センサのピッチ角、ｇは重力加速度である。
【請求項７】
前記進行方向加速度推定手段は、次式あるいはその近似式に従って、前記進行方向加速度を推定することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のスリップ率推定装置。
【数２】
2009006837.tif 000012
ただし、Ｓは前後加速度センサの出力値、ｆｘは各車輪における制駆動力の合計値、ｍは車両の質量、γは前後加速度センサのピッチ角、ｇは重力加速度である。
【請求項８】
前記制駆動力取得手段は、各車輪において路面との間で発生した力の作用を検出する制駆動力センサによって構成されることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載のスリップ率推定装置。
【請求項９】
ブレーキ踏力を油圧に変換するマスタシリンダにおける油圧を検出するマスタシリンダ圧検出手段と、
エンジンが発生するトルクを取得するエンジントルク取得手段とを備え、
前記制駆動力取得手段は、前記マスタシリンダ圧検出手段によって検出された油圧と、前記エンジントルク取得手段によって検出されたエンジンのトルクとを用いて、前記制駆動力を推定することを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載のスリップ率推定装置。
【請求項１０】
前記制駆動力取得手段は、次式に従って、前記制駆動力を推定することを特徴とする請求項９記載のスリップ率推定装置。
ｆｘ＝（ｔ−I・ｄω／ｄｔ）／Ｒ
ただし、ｔは制駆動トルク（駆動時を正とする）、ωは車輪の回転速度、Ｉは車輪の回転に関する慣性モーメント、Ｒは車輪の半径である。
【請求項１１】
前記前後加速度センサは、前記ピッチ角をπ／４［ｒａｄ］とされていることを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載のスリップ率推定装置。
【請求項１２】
車体と、
車体に設置された複数の車輪と、
路面平行面に対して検出軸がピッチ角を有する状態で車体に設置された前後加速度センサと、
路面と車輪との間に発生する制駆動力を取得する制駆動力取得手段と、
車輪の回転速度を検出する車輪速検出手段と、
前記前後加速度センサによって検出された検出軸方向の加速度と、前記制駆動力取得手段によって取得された制駆動力とに基づいて、路面傾斜角を推定する路面傾斜角推定手段と、
前記路面傾斜角推定手段によって推定された路面傾斜角と、前記検出軸方向の加速度あるいは重力加速度とに基づいて、車両進行方向の加速度を推定する進行方向加速度推定手段と、
前記進行方向加速度推定手段によって推定された車両進行方向の加速度と、前記車輪速検出手段によって検出された車輪速とに基づいて、車輪のスリップ率を推定するスリップ率推定手段と、
前記スリップ率推定手段によって推定されたスリップ率を用いて、車両の制御を行う車両制御手段と、
を備えることを特徴とする自動車。
【請求項１３】
路面平行面に対して検出軸がピッチ角を有する状態で車体に設置された前後加速度センサによって検出軸方向の加速度を検出し、その検出軸方向の加速度と、路面と車輪との間に発生する制駆動力とに基づいて、車両が走行している路面の傾斜角を推定し、推定した路面の傾斜角と、検出軸方向の加速度あるいは重力加速度とに基づいて、車両進行方向の加速度を推定し、推定した車両進行方向の加速度と、車輪の回転速度とに基づいて、車輪のスリップ率を推定することを特徴とするスリップ率推定方法。
【請求項１４】
路面平行面に対して検出軸がピッチ角を有する状態で車体に設置された前後加速度センサと、
路面と車輪との間に発生する制駆動力を取得する制駆動力取得手段と、
車輪の回転速度を検出する車輪速検出手段と、
前記前後加速度センサによって検出された検出軸方向の加速度と、前記制駆動力取得手段によって取得された制駆動力とに基づいて、路面傾斜角を推定する路面傾斜角推定手段と、
前記路面傾斜角推定手段によって推定された路面傾斜角と、前記検出軸方向の加速度あるいは重力加速度とに基づいて、車両進行方向の加速度を推定する進行方向加速度推定手段と、
前記進行方向加速度推定手段によって推定された車両進行方向の加速度と、前記車輪速検出手段によって検出された車輪速とに基づいて、車輪のスリップ率を推定するスリップ率推定手段と、
前記スリップ率推定手段によって推定されたスリップ率を用いて、車両の制御を行う車両制御手段と、
を備えることを特徴とする車両制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車輪のスリップ率を推定するスリップ率推定装置、それを備えた自動車、スリップ率推定方法および車両制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車等の車両に備えられた車輪のスリップ率を推定する技術が知られている。
例えば、特許文献１に記載された技術は、車輪速センサと前後加速度センサを車両に備え、一定条件下で車輪速を車体速の初期値とし、前後加速度センサの出力値を積分することにより、車体速を推定している。そして、推定した車体速と検出した車輪速とから、車輪のスリップ率を推定している。
【特許文献１】特開平９−２０７７４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１に記載された技術を含め、車体速を推定する従来の技術においては、車両前後方向の路面勾配がある場合、車両の前後加速度は重力の影響を受けることから、車体速の推定精度が低下する可能性がある。その結果、車輪のスリップ率についても推定精度が低下する可能性がある。
このように、従来の技術においては、車輪のスリップ率を高精度に推定することが困難であった。
本発明の課題は、車輪のスリップ率をより高精度に推定することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
以上の課題を解決するため、本発明に係るスリップ率推定装置は、
路面平行面に対して検出軸がピッチ角を有する状態で車体に設置された前後加速度センサと、路面と車輪との間に発生する制駆動力を取得する制駆動力取得手段と、車輪の回転速度を検出する車輪速検出手段と、前記前後加速度センサによって検出された検出軸方向の加速度と、前記制駆動力取得手段によって取得された制駆動力とに基づいて、路面傾斜角を推定する路面傾斜角推定手段と、前記路面傾斜角推定手段によって推定された路面傾斜角と、前記検出軸方向の加速度あるいは重力加速度とに基づいて、車両進行方向の加速度を推定する進行方向加速度推定手段と、前記進行方向加速度推定手段によって推定された車両進行方向の加速度と、前記車輪速検出手段によって検出された車輪速とに基づいて、車輪のスリップ率を推定するスリップ率推定手段とを備えることを特徴としている。
【０００５】
また、本発明に係る自動車は、
車体と、車体に設置された複数の車輪と、路面平行面に対して検出軸がピッチ角を有する状態で車体に設置された前後加速度センサと、路面と車輪との間に発生する制駆動力を取得する制駆動力取得手段と、車輪の回転速度を検出する車輪速検出手段と、前記前後加速度センサによって検出された検出軸方向の加速度と、前記制駆動力取得手段によって取得された制駆動力とに基づいて、路面傾斜角を推定する路面傾斜角推定手段と、前記路面傾斜角推定手段によって推定された路面傾斜角と、前記検出軸方向の加速度あるいは重力加速度とに基づいて、車両進行方向の加速度を推定する進行方向加速度推定手段と、前記進行方向加速度推定手段によって推定された車両進行方向の加速度と、前記車輪速検出手段によって検出された車輪速とに基づいて、車輪のスリップ率を推定するスリップ率推定手段と、前記スリップ率推定手段によって推定されたスリップ率を用いて、車両の制御を行う車両制御手段とを備えることを特徴としている。
【０００６】
また、本発明に係るスリップ率推定方法は、
路面平行面に対して検出軸がピッチ角を有する状態で車体に設置された前後加速度センサによって検出軸方向の加速度を検出し、その検出軸方向の加速度と、路面と車輪との間に発生する制駆動力とに基づいて、車両が走行している路面の傾斜角を推定し、推定した路面の傾斜角と、検出軸方向の加速度あるいは重力加速度とに基づいて、車両進行方向の加速度を推定し、推定した車両進行方向の加速度と、車輪の回転速度とに基づいて、車輪のスリップ率を推定することを特徴としている。
【０００７】
また、本発明に係る車両制御装置は、
路面平行面に対して検出軸がピッチ角を有する状態で車体に設置された前後加速度センサと、路面と車輪との間に発生する制駆動力を取得する制駆動力取得手段と、車輪の回転速度を検出する車輪速検出手段と、前記前後加速度センサによって検出された検出軸方向の加速度と、前記制駆動力取得手段によって取得された制駆動力とに基づいて、路面傾斜角を推定する路面傾斜角推定手段と、前記路面傾斜角推定手段によって推定された路面傾斜角と、前記検出軸方向の加速度あるいは重力加速度とに基づいて、車両進行方向の加速度を推定する進行方向加速度推定手段と、前記進行方向加速度推定手段によって推定された車両進行方向の加速度と、前記車輪速検出手段によって検出された車輪速とに基づいて、車輪のスリップ率を推定するスリップ率推定手段と、前記スリップ率推定手段によって推定されたスリップ率を用いて、車両の制御を行う車両制御手段とを備えることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る路面傾斜角推定装置によれば、路面平行面に対してピッチ角を有する方向に設置された前後加速度センサによって加速度を検出し、その加速度と、制駆動力取得手段によって取得された制駆動力とから、路面傾斜角推定手段が路面傾斜角を推定する。また、その路面傾斜角と検出軸方向の加速度あるいは重力加速度とから、進行方向加速度推定手段が車両の進行方向の加速度を推定し、さらに、進行方向の加速度と車輪速検出手段が検出した車輪速とからスリップ率推定手段が車輪のスリップ率を推定する。
【０００９】
そのため、路面傾斜角の算出過程におけるゼロ除算を防ぎつつ、積分を用いることなく路面傾斜角を推定できるため、より高精度に路面傾斜角を推定することができる。
そして、その路面傾斜角を用いて算出した進行方向加速度から、車輪のスリップ率を算出するため、車輪のスリップ率をより高精度に推定することができる。
また、本発明に係る自動車によれば、路面平行面に対してピッチ角を有する方向に設置された前後加速度センサによって加速度を検出し、その加速度と、制駆動力取得手段によって取得された制駆動力とから、路面傾斜角推定手段が路面傾斜角を推定する。また、その路面傾斜角と検出軸方向の加速度あるいは重力加速度とから、進行方向加速度推定手段が車両の進行方向の加速度を推定し、さらに、進行方向の加速度と車輪速検出手段が検出した車輪速とからスリップ率推定手段が車輪のスリップ率を推定する。そして、このように推定されたスリップ率を用いて、車両制御手段が車両の制御を行う。
【００１０】
したがって、より高精度に車輪のスリップ率を推定することができ、また、その推定値を用いて、適切な車両制御を行う自動車とすることができる。
また、本発明に係る車体速推定方法によれば、路面平行面に対してピッチ角を有する方向に設置された前後加速度センサによって加速度を検出し、その加速度と、制駆動力取得手段によって取得された制駆動力とから、路面傾斜角を推定し、その路面傾斜角と検出軸方向の加速度あるいは重力加速度とから、車両の進行方向の加速度を推定し、さらに、進行方向の加速度と車輪速検出手段が検出した車輪速とから車輪のスリップ率を推定する方法とした。
そのため、路面傾斜角の算出過程におけるゼロ除算を防ぎつつ、積分を用いることなく路面傾斜角を推定でき、その路面傾斜角を用いて算出した進行方向加速度から、車輪のスリップ率を算出できる。
したがって、車輪のスリップ率をより高精度に推定することができる。
【００１１】
また、本発明に係る車両制御装置によれば、路面平行面に対してピッチ角を有する方向に設置された前後加速度センサによって加速度を検出し、その加速度と、制駆動力取得手段によって取得された制駆動力とから、路面傾斜角推定手段が路面傾斜角を推定する。また、その路面傾斜角と、前記検出軸方向の加速度あるいは重力加速度とに基づいて、進行方向加速度推定手段が車両進行方向の加速度を推定し、その車両進行方向の加速度と、前記車輪速検出手段によって検出された車輪速とに基づいて、スリップ率推定手段が車輪のスリップ率を推定する。
したがって、より高精度に車輪のスリップ率を推定することができ、また、その推定値を用いて、適切な車両制御を行う車両制御装置とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図を参照して本発明を適用した自動車の実施の形態を説明する。
（第１実施形態）
（構成）
図１は、本発明の第１実施形態に係る自動車１Ａの構成を示す概略図である。
図１において、自動車１Ａは、車体２と、制駆動力センサ３ＦＲ，３ＦＬ，３ＲＲ，３ＲＬと、前後加速度センサ４と、演算ユニット５と、車輪６ＦＲ，６ＦＬ，６ＲＲ，６ＲＬと、車輪速センサ７ＦＲ，７ＦＬ，７ＲＲ，７ＲＬとを備えている。
【００１３】
これらのうち、制駆動力センサ３ＦＲ，３ＦＬ，３ＲＲ，３ＲＬは、右前輪６ＦＲ、左前輪６ＦＬ、右後輪６ＲＲ、左後輪６ＲＬにそれぞれ備えられており、各車輪と路面との間に発生する制動力および駆動力を検出する。これら制駆動力センサ３ＦＲ，３ＦＬ，３ＲＲ，３ＲＬの出力信号は、演算ユニット５に入力される。
この制駆動力センサ３ＦＲ，３ＦＬ，３ＲＲ，３ＲＬは、制駆動力が発生されることにより、ハブやサスペンションに生じる歪みを検出することで実現でき、また、電動車両であれば、駆動モータに供給される電流を検出することで実現できる。
【００１４】
図２は、制駆動力センサ３ＦＲ，３ＦＬ，３ＲＲ，３ＲＬが設置されるハブユニット１０の構成例を示す図であり、図２（ａ）は上面図、図２（ｂ）は（ａ）におけるａ−ａ’断面図、図２（ｃ）は（ａ）におけるｂ−ｂ’断面図である。
なお、制駆動力センサ３ＦＲ，３ＦＬ，３ＲＲ，３ＲＬが設置されるハブユニット１０の構成はそれぞれ同様であるため、制駆動力センサ３ＦＲが設置される車輪６ＦＲのハブユニット１０を例に挙げて説明する。
【００１５】
図２において、ハブユニット１０は、車体側軌道部材１１と、車輪側軌道部材１２と、複数の転動体１３と、歪みセンサ１４ａ〜１４ｄとを備えている。
車体側軌道部材１１は、車体２に固定されており、中空状のハブホイールにおいて転動体１３を介して車輪側軌道部材１２を回転可能に支持している。
車輪側軌道部材１２は、車輪６ＦＲに固定されており、車体側ハブホイールの中空部内に挿通された軸部において、転動体１３を介して車体側軌道部材１１に回転可能に支持されている。
【００１６】
転動体１３は、車体側軌道部材１１の中空状のハブホイール内周面を周回するように複数並べられており、車軸方向の内側および外側の２列並列に転動体１３の列が形成されている。これら転動体１３は、接触角φを設けて車体側軌道部材１１に設置され、荷重作用点が車輪側軌道部材１２における車軸中心線上およびハブセンタで車軸と直交する直線（図２（ｃ）の車軸直交線）上に設定された構成となっている。
【００１７】
歪みセンサ１４ａ〜１４ｄは、車体側軌道部材１１のハブホイール外周面において、ハブセンタで車軸に直交する平面上の位置に設置されている。また、歪みセンサ１４ａ〜１４ｄは、ハブホイール外周面において、転動体１３の接触角φによって規定される荷重作用点上に設置されており、具体的には、歪みセンサ１４ａは、ハブホイール外周面の車両上下方向最上部、歪みセンサ１４ｂは車両上下方向最下部、歪みセンサ１４ｃは前後方向最前部、歪みセンサ１４ｄは前後方向最後部に設置されている。
【００１８】
これら歪みセンサ１４ａ〜１４ｄは、車軸方向から４５度の角度で歪みゲージ２枚をそれぞれ異なる向きに貼付した構成を有し、各設置点における応力の向きおよび大きさを検出する。
このような制駆動力センサ３ＦＲ，３ＦＬ，３ＲＲ，３ＲＬの構成により、各車輪６ＦＲ，６ＦＬ，６ＲＲ，６ＲＬそれぞれにおける制駆動力ｆｘFR，ｆｘFL，ｆｘRR，ｆｘRL（ただし、駆動時をプラスとする）が求められ、これらの合計として、制駆動力ｆｘが求められる。
図１に戻り、前後加速度センサ４は、自動車１Ａにおける前後方向の加速度を検出するセンサであり、路面平行面に対し、設定されたオフセット角γだけピッチ角を持たせて車体２に設置されている。この前後加速度センサ４の出力信号は、演算ユニット５に入力される。
【００１９】
図３は、前後加速度センサ４の設置状態を示す図である。
図３において、前後加速度センサ４は、センターコンソール付近の車体フロアに設置されており、水平面とほぼ平行な車体フロア面に対し、設定されたピッチ角だけ前後に傾けた状態で設置されている。
このとき設定されるピッチ角のオフセット値γは、例えば、水平面からπ／４（ｒａｄ）とすることができる。
このように前後加速度センサ４が水平から傾けて設置されていることにより、後述するように、路面傾斜角を算出する上で有利となる。
【００２０】
図１に戻り、演算ユニット５は、制駆動力センサ３ＦＲ，３ＦＬ，３ＲＲ，３ＲＬによって検出された各車輪の制駆動力と、前後加速度センサ４によって検出された前後方向の加速度とから、次式に従って路面傾斜角θを算出する。
θ＝ｃｏｓ-1（（Ｓ−ｆｘ／ｍ・ｃｏｓγ）／（−ｇ・ｓｉｎγ））            （１）
ただし、Ｓは前後加速度センサ４の出力値、ｆｘは車輪６ＦＲ，６ＦＬ，６ＲＲ，６ＲＬそれぞれにおける制駆動力の合計値、ｍは車両の質量、γは前後加速度センサ４のオフセット角、ｇは重力加速度である。
また、演算ユニット５は、（１）式によって算出した路面傾斜角θを基に、次式に従って、車両の進行方向加速度αを算出する。
【００２１】
【数１】
2009006837.tif 000003
【００２２】
なお、（２）式と（３）式は、互いに等価な式である。
そして、演算ユニット５は、後述する車輪速センサ７ＦＲ，７ＦＬ，７ＲＲ，７ＲＬによって検出された各車輪の車輪速ωと、算出した進行方向加速度αとから、以下の（４）〜（６）式に従い、車体速ｖを算出する。
【００２３】
【数２】
2009006837.tif 000004
【００２４】
ただし、ｖ0は車体速ｖの初期値、Ｒは車輪半径、ｓｓは時刻０（車体速の初期値ｖ0の時点）からｔ秒までの進行方向加速度αの積分値である。
さらに、演算ユニット５は、算出した車体速ｖと、各車輪の車輪速ωとから、以下の（７）式に従い、車輪のスリップ率λを算出する。
【００２５】
【数３】
2009006837.tif 000005
【００２６】
車輪速センサ７ＦＲ，７ＦＬ，７ＲＲ，７ＲＬは、各車輪６ＦＲ，６ＦＬ，６ＲＲ，６ＲＬに設置されており、車輪６ＦＲ，６ＦＬ，６ＲＲ，６ＲＬの回転速度を表す信号を演算ユニット５に出力する。
（路面傾斜角θの算出式）
次に、演算ユニット５において路面傾斜角θを算出する際の算出式（１）について説明する。
図４は、路面傾斜角θの定義を示す図である。
図４に示すように、水平面に対する路面の傾きを傾斜角θとして定義すると、この路面を走行する車両において、前後加速度センサ４に作用する加速度は、図５に示す関係となる。
【００２７】
図５は、前後加速度センサ４に作用する加速度の関係を示す図である。
図５に示すように、前後加速度センサ４には、重力加速度ｇと、車両の制駆動力による加速度αが図示する方向に作用する。なお、車両に制動力が働く場合には、加速度αは車両前方の向き、車両に駆動力が働く場合には、加速度αは車両後方の向きに作用する。
すると、前後加速度センサ４の出力Ｓ、制駆動力による進行方向の加速度α、前後加速度センサ４のオフセット角γおよび路面傾斜角θの間には、次式が成立する。
Ｓ＝α・ｃｏｓγ−ｇ・ｓｉｎ（θ＋γ）                                    （８）
【００２８】
また、図６は、車両に作用する力を示す図である。
図６に示すように、車両には重力ｍ×ｇと制駆動力ｆｘが働き、これらに関する運動方程式は次式の通りとなる。
ｍ・α＝ｍ・ｇ・ｓｉｎθ＋ｆｘ                                            （９）
（８）式および（９）式を連立させて路面傾斜角θを算出する。
まず、（９）式の両辺を車両の質量ｍで除すと、
α＝ｇ・ｓｉｎθ＋ｆｘ／ｍ                                              （１０）
（１０）式の両辺にｃｏｓγを乗ずると、
α・ｃｏｓγ＝ｇ・ｓｉｎθ・ｃｏｓγ＋ｆｘ／ｍ・ｃｏｓγ                （１１）
（８）式に（１１）式を加算すると、
Ｓ＋α・ｃｏｓγ＝α・ｃｏｓγ−ｇ・ｓｉｎ（θ＋γ）＋ｇ・ｓｉｎθ・ｃｏｓγ
＋ｆｘ／ｍ・ｃｏｓγ                      （１２）
（１２）式に加法定理を適用して整理すると、
【００２９】
【数４】
2009006837.tif 000006
【００３０】
（１３）式の両辺についてアークコサインを取ると、（１）式が得られる。
（前後加速度センサ４のオフセット角γ）
前後加速度センサ４が水平に設置されている場合、即ち、オフセット角γ＝０度である場合、上記算出プロセスを用いて路面傾斜角θを算出することができないこととなる。
即ち、オフセット角γ＝０であったとすると、（８）式は、
Ｓ＝α・ｃｏｓγ−ｇ・ｓｉｎ（θ＋γ）＝α−ｇ・ｓｉｎθ                （１４）
となる。
進行方向の加速度α、路面傾斜角θ、重力加速度ｇ、制駆動力ｆｘおよび車両の質量ｍの間には、（１０）式が成立することから、（１４）式と（１０）式とを連立させて進行方向の加速度αを消去すると、
【００３１】
【数５】
2009006837.tif 000007
となる。
【００３２】
（１５）式においては、加速度αを消去すると同時に路面傾斜角θの項が消去され、路面傾斜角θの解を得られないことがわかる。
ところで、車両の進行方向加速度αは、上記（２）式、（３）式を基に算出される。
【００３３】
【数６】
2009006837.tif 000008
【００３４】
なお、（２）式と（３）式は、互いに等価な式である。
（２）式および（３）式は、平坦路でθ＝０であるとすると、以下のように変形できる。
α＝ｆｘ／ｍ                                                            （１６）
α＝（Ｓ＋ｇ・ｓｉｎγ）／ｃｏｓγ                                      （１７）
上記の式を比較すると、（２）式および（１６）式は、制動力ｆｘに基づいて進行方向加速度αを推定する手法、（３）式および（１７）式は、前後加速度センサ４の出力値Ｓに基づいて進行方向加速度αを推定する手法であると言える。
【００３５】
仮に、前後加速度センサ４を設置する際のオフセット角γをπ／２（ｒａｄ）とすると、（３）式および（１７）式ではｃｏｓγ＝０となり、ゼロ除算が発生するため、進行方向加速度αを算出することができない。
そのため、センサノイズや検出周期等を考慮すると、前後加速度センサ４の出力値Ｓに基づいて進行方向加速度αを算出する場合には、オフセット角γをπ／２（ｒａｄ）から離して設定することが適当である。
したがって、前後加速度センサ４を設置する際のオフセット角γは、π／４（ｒａｄ）とすることが妥当であると考えられる。
【００３６】
（演算ユニット５の制御処理）
次に、演算ユニット５が実行する制御処理について説明する。
図７は、演算ユニット５が実行する制御処理のフローチャートを示す図であり、（ａ）は進行方向加速度算出処理を示すフローチャート、（ｂ）はスリップ率推定処理を示すフローチャートである。
演算ユニット５は、これらを並列に実行し、算出した進行方向加速度αをスリップ率λの推定に随時用いている。
まず、図７（ａ）に示す進行方向加速度算出処理について説明する。
図７（ａ）に示す処理は、自動車１Ａのイグニションオンと共に開始され、イグニションオフとされるまで繰り返し実行される。
【００３７】
進行方向加速度算出処理が開始されると、演算ユニット５は、前後加速度センサ４によって検出された加速度Ｓを取得し（ステップＳ１）、続いて、制駆動力センサ３ＦＲ，３ＦＬ，３ＲＲ，３ＲＬによって検出された各車輪における制駆動力ｆｘFR，ｆｘFL，ｆｘRR，ｆｘRLを取得する（ステップＳ２）。
そして、演算ユニット５は、各車輪における制駆動力を加算して得た制動力ｆｘと、前後加速度センサ４によって検出された前後加速度Ｓとを用いて、（１）式に従い、路面傾斜角θを算出し、算出した路面傾斜角θを基に、（２）式あるいは（３）式に従い、進行方向加速度αを算出する（ステップＳ３）。
ステップＳ３の後、演算ユニット５は、図７（ａ）に示す処理を繰り返す。
【００３８】
次に、図７（ｂ）に示すスリップ率推定処理について説明する。
図７（ｂ）に示す処理は、自動車１Ａのイグニションオンと共に開始され、イグニションオフとされるまで繰り返し実行される。
スリップ率推定処理が開始されると、演算ユニット５は、（４）式に従い、車体速の初期値ｖ0を算出する（ステップＰ１）。
次に、演算ユニット５は、（５）式に従い、車体速の初期値ｖ0を取得した時間から現在までの進行方向加速度αの積分値ｓｓを算出する（ステップＰ２）。
【００３９】
さらに、演算ユニット５は、車体速の初期値ｖ0と進行方向加速度αの積分値ｓｓを加算し、現在の車体速ｖを算出する（ステップＰ３）。
次いで、演算ユニット５は、車体速ｖと、各車輪の車輪速ωおよび車輪半径Ｒとから、（７）式に従い、各車輪のスリップ率λを算出する（ステップＰ４）。
続いて、演算ユニット５は、制駆動が開始された後、設定された基準時間Ｔｔｈが経過していないか否かの判定を行う（ステップＰ５）。
ステップＰ５において、制駆動が開始された後、基準時間Ｔｔｈが経過していないと判定した場合、演算ユニット５は、制駆動が行われている状態を維持し（ステップＰ６）、ステップＰ２に戻る。
【００４０】
また、ステップＰ５において、制駆動が開始された後、基準時間Ｔｔｈが経過していると判定した場合、演算ユニット５は、設定された時間Ｔｚの間、制駆動力ゼロを示す指令値を出力し（ステップＰ７）、ステップＰ１に戻る。
ステップＰ７の処理は、一旦制駆動を中断することにより、車体速×車輪半径の値を車体速ｖに一致させるためのものである。このとき、複数の車輪全てについて行う必要はないため、車両挙動に影響が少ない車輪を1つ選択して、制駆動力をゼロとすれば良い。
【００４１】
（動作）
次に、動作を説明する。
自動車１Ａの走行中に、運転者がアクセルペダルあるいはブレーキペダルを踏み込み、加減速操作を行ったとする。
すると、その加減速操作による制駆動力が車輪６ＦＲ，６ＦＬ，６ＲＲ，６ＲＬと路面との間に発生し、それらの制駆動力ｆｘFR，ｆｘFL，ｆｘRR，ｆｘRLを制駆動力センサ３ＦＲ，３ＦＬ，３ＲＲ，３ＲＬが検出する。
また、このとき車両に発生する前後方向の加速度により、オフセット角γだけ路面平行面から傾けられた前後加速度センサ４において、出力値Ｓが検出される。
そして、演算ユニット５が、制駆動力センサ３ＦＲ，３ＦＬ，３ＲＲ，３ＲＬが検出した制駆動力の合計値ｆｘと、前後加速度センサ４の出力値Ｓとを（１）式に代入し、路面傾斜角θを算出する。
【００４２】
さらに、演算ユニット５が、車輪速センサ７ＦＲ，７ＦＬ，７ＲＲ，７ＲＬによって検出された各車輪の車輪速ωと、進行方向加速度αとから、（４）〜（６）式に従い、車体速ｖを算出する。
続いて、演算ユニット５が、算出した車体速ｖと、各車輪の車輪速ωとから、（７）式に従い、車輪のスリップ率λを算出する。
この後、自動車１Ａは、算出された路面傾斜角θあるいは車輪のスリップ率λを用いて、ＡＢＳ（Anti-lock Brake System）やＡＣＣ（Auto Cruise Control）に基づく制御を行う。
【００４３】
以上のように、本実施形態に係る自動車１Ａは、水平面とほぼ平行な車体フロア面に対し、設定されたピッチ角γだけ前後に傾けられた前後加速度センサ４によって、車両に作用する前後加速度を検出する。そして、制駆動力センサ３ＦＲ，３ＦＬ，３ＲＲ，３ＲＬの検出値の合計と前後加速度センサ４の出力値を用い、（１）式に従って路面傾斜角θを算出する。さらに、その路面傾斜角θを用いて算出した進行方向加速度αの積分値から、車体速ｖを算出し、算出した車体速ｖと各車輪の車輪速ωとを用いて、車輪のスリップ率λを算出する。
【００４４】
したがって、通常の車両走行状態において、（１）式における分母ｓｉｎγがゼロとなることを防止しつつ、積分を用いることなく路面傾斜角θを推定するため、路面傾斜角θをより高精度に推定できる。さらに、その路面傾斜角θを用いて算出した進行方向加速度αから、車輪のスリップ率λを算出するため、車輪のスリップ率λをより高精度に推定することができる。
【００４５】
また、各車輪の制駆動力を高精度に把握するために備えられる制駆動力センサ３ＦＲ，３ＦＬ，３ＲＲ，３ＲＬの検出値を用いて路面傾斜角θを推定するため、路面傾斜角θおよび車輪のスリップ率λの推定に要するコストを抑制することができる。
なお、電動車両の場合には、モータに流入させる電流の値から制駆動力を推定することができるため、特にセンサを設置することなく、より高精度に路面傾斜角θおよび車輪のスリップ率λを推定することができる。
【００４６】
また、積分を用いることなく進行方向加速度αを推定しているため、積分誤差の蓄積を回避することができ、より正確な推定値を得ることができる。
なお、本実施形態においては、前後加速度センサ４が前後加速度センサを構成し、制駆動力センサ３ＦＲ，３ＦＬ，３ＲＲ，３ＲＬが制駆動力取得手段を構成し、車輪速センサ７ＦＲ，７ＦＬ，７ＲＲ，７ＲＬが車輪速検出手段を構成し、演算ユニット５が路面傾斜角推定手段、進行方向加速度推定手段、スリップ率推定手段およびスリップ率判定手段を構成する。
【００４７】
（第１実施形態の効果）
（１）路面平行面に対してピッチ角を有する方向に設置された前後加速度センサによって加速度を検出し、その加速度と、制駆動力取得手段によって取得された制駆動力とから、路面傾斜角推定手段が路面傾斜角を推定する。また、その路面傾斜角と検出軸方向の加速度あるいは重力加速度とから、進行方向加速度推定手段が車両の進行方向の加速度を推定し、さらに、進行方向の加速度と車輪速検出手段が検出した車輪速とからスリップ率推定手段が車輪のスリップ率を推定する。
そのため、路面傾斜角の算出過程におけるゼロ除算を防ぎつつ、積分を用いることなく路面傾斜角を推定できるため、より高精度に路面傾斜角を推定することができる。
そして、その路面傾斜角を用いて算出した進行方向加速度から、車輪のスリップ率を算出するため、車輪のスリップ率をより高精度に推定することができる。
【００４８】
（２）上記路面傾斜角を用いて算出した進行方向加速度と、検出された車輪速とに基づいて車体速を推定するため、より正確な車体速が推定でき、さらに、その車体速を用いて車輪のスリップ率を推定するため、車輪のスリップ率をより高精度に推定することができる。
（３）スリップ率判定手段が、各車輪のスリップ率が略ゼロであるか否かを判定し、スリップ率が略ゼロの車輪がある場合には、その車輪の車輪速と車輪半径との乗算値に車体速を初期化する。また、スリップ率が略ゼロの車輪がない場合には、直近に初期化した車体速に、進行方向加速度の積分値を加算して車体速を推定する。そのため、車体速に積分誤差が蓄積することを抑制でき、より正確に車体速を推定できる。したがって、その車体速を用いて、車輪のスリップ率をより高精度に推定することができる。
【００４９】
（４）スリップ率判定手段が、制駆動力取得手段によって取得された制駆動力が設定された閾値以下である場合に、スリップ率が略ゼロであると判定するため、より正確にスリップ率がゼロであることを判定できる。
（５）重力による進行方向加速度成分と、検出軸方向の加速度成分あるいは制駆動力の加速度とを反映した関係式を基に、進行方向加速度を推定するので、より正確に進行方向加速度を推定することができる。
（６）（２）式あるいはその近似式に従って進行方向加速度を推定するため、通常の走行状態においてゼロ除算を発生することなく、進行方向加速度を推定することができる。
【００５０】
（７）（３）式あるいはその近似式に従って進行方向加速度を推定するため、通常の走行状態においてゼロ除算を発生することなく、進行方向加速度を推定することができる。
（８）制駆動力センサによって、各車輪と路面との間で発生する力の作用を検出し、その検出された制駆動力を用いて路面傾斜角が推定され、さらに車輪のスリップ率が推定されるので、より正確に車輪のスリップ率を推定することができる。
（９）前後加速度センサのピッチ角がπ／４［ｒａｄ］とされているため、ゼロ除算が発生する可能性を少なくし、より正確に車輪のスリップ率を推定することができる。
【００５１】
（応用例）
図７（ｂ）に示すスリップ率推定処理は、以下のように応用することが可能である。
図８は、本応用例のスリップ率推定処理を示すフローチャートである。
図８に示す処理は、自動車１Ａのイグニションオンと共に開始され、イグニションオフとされるまで繰り返し実行される。
スリップ率推定処理が開始されると、演算ユニット５は、（４）式に従い、車体速の初期値ｖ0を算出する（ステップＰ１０１）。
次に、演算ユニット５は、（５）式に従い、車体速の初期値ｖ0を取得した時間から現在までの進行方向加速度αの積分値ｓｓを算出する（ステップＰ１０２）。
さらに、演算ユニット５は、車体速の初期値ｖ0と進行方向加速度αの積分値ｓｓを加算し、現在の車体速ｖを算出する（ステップＰ１０３）。
【００５２】
次いで、演算ユニット５は、車体速ｖと、各車輪の車輪速ωおよび車輪半径Ｒとから、（７）式に従い、各車輪のスリップ率λを算出する（ステップＰ１０４）。
続いて、演算ユニット５は、制駆動力ｆｘがほぼゼロであるか否かの判定を行う（ステップＰ１０５）。即ち、制駆動力ｆｘの絶対値がゼロに近い場合、車輪速×車輪半径が車体速に等しいと判断できるため、このように判断できる閾値を制駆動力ｆｘの絶対値に設定し、ステップＰ１０５では、制駆動力ｆｘの絶対値がこの閾値より小さいか否かを判定する。
【００５３】
ステップＰ１０５において、制駆動力ｆｘがほぼゼロであると判定した場合、演算ユニット５は、ステップＰ１０１の処理に移行する。なお、複数の車輪のうち、１つでもステップＰ１０５の条件を充足している場合には、ステップＰ１０１の処理に移行し、車体速の初期化を行うものとする。
一方、ステップＰ１０５において、制駆動力ｆｘがほぼゼロではないと判定した場合、演算ユニット５は、直前のステップＰ１０１の後（即ち、最後に初期値ｖ0を算出した後）、設定された基準時間Ｔｂが経過していないか否かの判定を行う（ステップＰ１０６）。
【００５４】
ステップＰ１０６において、直前のステップＰ１０１の後、基準時間Ｔｂが経過していないと判定した場合、演算ユニット５は、ＡＢＳコントロールユニット３４による制御等、車体速ｖを用いる制御を許可する通常状態に設定し（ステップＰ１０７）、ステップＰ１０２に戻る。
また、ステップＰ１０６において、直前のステップＰ１０１の後、基準時間Ｔｂが経過していると判定した場合、演算ユニット５は、設定された時間Ｔｚの間、制駆動力ゼロを示す指令値を出力し（ステップＰ１０８）、ステップＰ１０１に戻る。
ステップＰ１０８の処理は、一旦制駆動を中断することにより、車体速×車輪半径の値を車体速ｖに一致させるためのものである。このとき、複数の車輪全てについて行う必要はないため、車両挙動に影響が少ない車輪を1つ選択して、制駆動力をゼロとすれば良い。
【００５５】
このようなスリップ率推定処理とすることにより、制駆動力が発生しておらず、車輪速×タイヤ半径が車体速ｖに一致している車輪を迅速に見つけ出し、車体速ｖの初期化を行うため、車体速ｖの積分誤差を小さくすることができる。
その結果、車体速初期化処理がより頻繁かつ適切に行われ、初期化が長時間行われない事態を防ぐことができる。
そして、それにより、ステップＰ１０８の制駆動力ゼロを示す指令値を発する頻度が低下し、車両挙動に与える影響が小さいスリップ率推定手法を実現できる。
【００５６】
（第２実施形態）
（構成）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
図９は、本発明の第２実施形態に係る自動車１Ｂの構成を示す概略図である。
自動車１Ｂは、車体２と、前後加速度センサ４と、演算ユニット５と、車輪６ＦＲ，６ＦＬ，６ＲＲ，６ＲＬと、エンジンコントロールユニット２１と、変速機コントロールユニット２２と、ブレーキペダル２３と、マスタシリンダ２４と、ブレーキディスク２５と、ホイールシリンダ２６と、油圧配管２７と、油圧計２８と、車輪速センサ２９とを備えている。なお、ブレーキディスク２５、ホイールシリンダ２６、油圧配管２７、油圧計２８および車輪速センサ２９は、４輪分それぞれ備えられているが、図示を省略して１輪分のみを示している。
【００５７】
これらのうち、車体２、前後加速度センサ４および車輪６ＦＲ，６ＦＬ，６ＲＲ，６ＲＬの構成は、第1実施形態における場合と同様である。
演算ユニット５は、油圧計２８によって検出されたマスタシリンダ圧Ｐｍから、各車輪のホイールシリンダ圧Ｐzzを推定する。ここで、ｚｚは４輪を表す識別子であり、ｚｚ＝ＦＲ，ＦＬ，ＲＲ，ＲＬである（以下、同様とする）。
なお、ＡＢＳ制御が行われていない場合には、マスタシリンダ圧Ｐｍとホイールシリンダ圧Ｐzzは等しいものとすることができ、ＡＢＳ制御が行われている場合には、マスタシリンダ圧Ｐｍと、ホイールシリンダ２６の増減圧特性を表すモデルと、ＡＢＳ制御における増圧、保持、減圧の各モードのいずれであるかを示す情報とから、ホイールシリンダ圧Ｐzzを推定することができる。
【００５８】
また、演算ユニット５は、推定したホイールシリンダ圧Ｐzzから、以下の（１８）式に従い、ブレーキパッドがブレーキディスク２５に押し当てられるときのトルク（制動トルクｔｂzz）を算出する。
ｔｂzz＝Ｋzz・Ｐzz                                                    （１８）
なお、Ｋzzは、比例定数であり、ホイールシリンダ２６の構造やブレーキパッドとブレーキディスク２５との摩擦係数等によって決定される。
【００５９】
また、演算ユニット５は、エンジンコントロールユニット２１から入力されたエンジントルクｔｅと、変速機コントロールユニット２２から入力されたギヤ位置情報とを用いて、以下の（１９）式に従い、車輪まわりの駆動トルクｔａzzを算出する。
ｔａzz＝Ｎｇzz・ｔｅ                                                  （１９）
なお、Ｎｇzzは、変速機のギヤ位置によって定まる比例定数であり、左右に駆動力配分される機能を有する場合には、そのユニットからの情報によってＮｇzzが補正される。
そして、演算ユニット５は、算出した制動トルクｔｂzzおよび駆動トルクｔａzzと、車輪速センサ２９から入力された各車輪の車輪速ωzzと、車輪の回転運動方程式とを基に、以下の（２０）式に従い、各車輪の制駆動力ｆｘzzを算出する。
【００６０】
【数７】
2009006837.tif 000009
【００６１】
なお、Ｉzzは車輪の回転に関する慣性モーメント、Ｒzzは各車輪の半径である。
さらに、演算ユニット５は、（２０）式によって算出した４輪分の制駆動力ｆｘを加算し、合計の制駆動力ｆｘを算出する。
そして、演算ユニット５は、前後加速度センサ４の出力値Ｓと、制駆動力ｆｘと、車両の質量ｍと、重力加速度ｇと、前後加速度センサ４のオフセット角γとから、第１実施形態における以下の（１）式に従って、路面傾斜角θを算出する。
θ＝ｃｏｓ-1（（Ｓ−ｆｘ／ｍ・ｃｏｓγ）／（−ｇ・ｓｉｎγ））
さらに、演算ユニット５は、（１）式によって算出した路面傾斜角θを基に、（２）式あるいは（３）式に従って、車両の進行方向加速度αを算出する。
【００６２】
そして、演算ユニット５は、後述する車輪速センサ２９によって検出された各車輪の車輪速ωと、算出した進行方向加速度αとから、（４）〜（６）式に従い、車体速ｖを算出する。
また、演算ユニット５は、算出した車体速ｖと、各車輪の車輪速ωとから、（７）式に従い、車輪のスリップ率λを算出する。
エンジンコントロールユニット２１は、エンジンの出力トルクを制御し、現在のエンジントルクｔｅを示す信号を演算ユニット５に出力する。
【００６３】
変速機コントロールユニット２２は、変速機のギヤ位置を制御し、現在のギヤ位置を示す信号を演算ユニット５に出力する。
マスタシリンダ２４は、ブレーキペダル２３が運転者によって踏み込まれた場合に、その踏力を油圧に変換する油圧シリンダであり、ブレーキペダル２３の踏み込みによって発生された油圧を、油圧配管２７に出力する。
ホイールシリンダ２６は、車輪と一体に回転するブレーキディスク２５にブレーキパッドを押し当てるための油圧シリンダであり、油圧配管２７を介して流入した油圧によって、ブレーキディスク２５にブレーキパッドを押し当てる。
【００６４】
油圧配管２７は、マスタシリンダ２４とホイールシリンダ２６との間における油圧経路を構成し、マスタシリンダ２４において発生された油圧をホイールシリンダ２６に伝達する。
油圧計２８は、マスタシリンダ２４からホイールシリンダ２７に出力される油圧（マスタシリンダ圧Ｐｍ）を検出し、検出したマスタシリンダ圧Ｐｍを演算ユニット５に出力する。
車輪速センサ２９は、車輪６ＦＲ，６ＦＬ，６ＲＲ，６ＲＬそれぞれに設置されており、各車輪の回転速度ωzzを検出する。そして、車輪速センサ２９は、検出した車輪の回転速度ωzzを演算ユニット５に出力する。
【００６５】
（演算ユニット５の制御処理）
次に、演算ユニット５が実行する制御処理について説明する。
図１０は、演算ユニット５が実行する制御処理（進行方向加速度算出処理）のフローチャートを示す図である。
図１０に示す処理は、自動車１Ｂのイグニションオンと共に開始され、イグニションオフとされるまで繰り返し実行される。
処理が開始されると、演算ユニット５は、前後加速度センサ４によって検出された加速度Ｓを取得し（ステップＳ１０１）、続いて、ホイールシリンダ圧Ｐzzを推定する（ステップＳ１０２）。
【００６６】
そして、演算ユニット５は、推定したホイールシリンダ圧Ｐzzから（１８）式に従って制動トルクｔｂzzを算出する（ステップＳ１０３）。
次に、演算ユニット５は、車輪速センサ２９によって検出された各車輪の車輪速ωzzを取得し（ステップＳ１０４）、さらに、エンジンコントロールユニット２１からエンジントルクｔｅを取得する（ステップＳ１０５）。
【００６７】
続いて、演算ユニット５は、エンジントルクｔｅと変速機のギヤ位置情報とを用いて、各車輪の駆動トルクｔａzzを算出する（ステップＳ１０６）。
そして、演算ユニット５は、制動トルクｔｂzzおよび駆動トルクｔａzzと、車輪速センサ２９から入力された各車輪の車輪速ωzzと、車輪の回転運動方程式とを基に、４輪分を合計した制駆動力ｆｘを算出する（ステップＳ１０７）。
【００６８】
さらに、演算ユニット５は、前後加速度センサ４の出力値Ｓと、制駆動力ｆｘと、車両の質量ｍと、重力加速度ｇと、前後加速度センサのオフセット角とを用いて、（２）式あるいは（３）式に従い、進行方向加速度αを算出する（ステップＳ１０８）。
ステップＳ１０８の後、演算ユニット５は、図１０に示す処理を繰り返す。
なお、演算ユニット５は、図１０に示す処理と並列に、第１実施形態の図７（ｂ）あるいは応用例の図８に示すスリップ率推定処理を実行し、各車輪のスリップ率λを算出している。
【００６９】
（動作）
自動車１Ｂの走行中に、運転者がアクセルペダルあるいはブレーキペダルを踏み込み、加減速操作を行ったとする。
すると、その加減速操作による制駆動力が車輪６ＦＲ，６ＦＬ，６ＲＲ，６ＲＬと路面との間に発生し、車両に前後加速度が発生する。
そして、このとき車両に発生する前後方向の加速度により、オフセット角γだけ路面平行面から傾けられた前後加速度センサ４において、出力値Ｓが検出される。
また、演算ユニット５によって、マスタシリンダ圧Ｐｍからホイールシリンダ圧Ｐzzが推定され、さらに、ホイールシリンダ圧Ｐzzから制動トルクｔｂzzが算出される。
【００７０】
さらに、演算ユニット５によって、車輪速ωzzとエンジントルクｔｅとが取得され、エンジントルクｔｅとギヤ位置情報とから駆動トルクｔａzzが算出される。
そして、演算ユニット５が、制動トルクｔｂzzおよび駆動トルクｔａzzを用いて制駆動力ｆｘを算出し、その制駆動力Ｆｘと、前後加速度センサ４の出力値Ｓとを（１）式に代入し、路面傾斜角θを算出する。
【００７１】
さらに、演算ユニット５が、車輪速センサ２９によって検出された各車輪の車輪速ωと、進行方向加速度αとから、（４）〜（６）式に従い、車体速ｖを算出する。
次いで、演算ユニット５が、算出した車体速ｖと、各車輪の車輪速ωとから、（７）式に従い、車輪のスリップ率λを算出する。
この後、自動車１Ａは、算出された路面傾斜角θあるいは車輪のスリップ率λを用いて、ＡＢＳやＡＣＣに基づく制御を行う。
【００７２】
以上のように、本実施形態に係る自動車１Ｂは、水平面とほぼ平行な車体フロア面に対し、設定されたピッチ角γだけ前後に傾けられた前後加速度センサ４によって、車両に作用する前後加速度を検出する。そして、マスタシリンダ圧に基づいて推定した制動トルクおよびエンジントルクとギヤ位置情報とに基づいて推定した駆動トルクを用いて、制駆動力を推定する。さらに、推定した制駆動力と前後加速度センサ４の出力値とを用い、（１）式に従って路面傾斜角θを算出する。また、その路面傾斜角θを用いて算出した進行方向加速度αの積分値から、車輪のスリップ率λを算出する。
【００７３】
したがって、通常の車両走行状態において、（１）式における分母ｓｉｎγがゼロとなることを防止しつつ、積分を用いることなく路面傾斜角θを推定するため、路面傾斜角θをより高精度に推定できる。さらに、その路面傾斜角θを用いて算出した進行方向加速度αから、車輪のスリップ率λを算出するため、車輪のスリップ率λをより高精度に推定することができる。
【００７４】
また、通常、自動車において検出されていることが多いマスタシリンダ圧およびエンジントルクを用いて制駆動力を推定し、推定した制駆動力を用いて路面傾斜角θを推定するため、路面傾斜角θの推定に要するコストをより低いものとすることができる。
また、積分を用いることなく進行方向加速度αを推定しているため、積分誤差の蓄積を回避することができ、より正確な推定値を得ることができる。
【００７５】
なお、本実施形態においては、前後加速度センサ４が前後加速度センサを構成し、油圧計２８、エンジンコントロールユニット２１、変速機コントロールユニット２２および演算ユニット５が制駆動力取得手段を構成し、車輪速センサ２９が車輪速検出手段を構成し、演算ユニット５が路面傾斜角推定手段、進行方向加速度推定手段、スリップ率推定手段およびスリップ率判定手段を構成する。また、油圧計２８がマスタシリンダ圧検出手段を構成し、エンジンコントロールユニット２１がエンジントルク取得手段を構成する。
【００７６】
（第２実施形態の効果）
（１）マスタシリンダの油圧と、エンジントルクとを用いて、制駆動力を推定し、前後加速度センサによって検出された加速度と、推定した制駆動力とに基づいて、路面傾斜角を推定する。また、その路面傾斜角と検出軸方向の加速度あるいは重力加速度とから、車両の進行方向の加速度を推定し、さらに、進行方向の加速度と車輪速検出手段が検出した車輪速とから車輪のスリップ率を推定する。
そのため、自動車に通常備えられるセンサを用いて制駆動力を推定しつつ、路面傾斜角を推定できる。
【００７７】
したがって、より低コストな構成で、路面傾斜角の算出過程におけるゼロ除算を防ぎつつ、積分を用いることなく路面傾斜角を推定でき、より高精度に路面傾斜角を推定することができる。
そして、その路面傾斜角を用いて算出した進行方向加速度から、車輪のスリップ率を算出するため、車輪のスリップ率をより高精度に推定することができる。
（２）（２０）式に従って制駆動力を推定するため、制駆動トルクと車輪速とから制駆動力を取得することができ、これを用いて、より正確に路面傾斜角を推定することができる。
【００７８】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について説明する。
図１１〜図１４は、本発明の第３実施形態に係る自動車１Ｃの構成を示す図である。
なお、図１１は、第２実施形態に示す図９と同様であり、図１２〜図１４は、図１１の構成に加えて備えられる構成を示している。具体的には、図１２はナビゲーション機能の構成を示す図、図１３はＡＣＣ機能の構成を示す図、図１４は、ＡＢＳ機能の構成を示す図である。
【００７９】
図１１〜図１４において、自動車１Ｃは、車体２と、前後加速度センサ４と、演算ユニット５と、車輪６ＦＲ，６ＦＬ，６ＲＲ，６ＲＬと、エンジンコントロールユニット２１と、変速機コントロールユニット２２と、ブレーキペダル２３と、マスタシリンダ２４と、ブレーキディスク２５と、ホイールシリンダ２６と、油圧配管２７と、油圧計２８と、車輪速センサ２９と、ヨーレートセンサ３０と、ナビゲーションユニット３１と、ＡＣＣユニット３２と、負圧コントロールアクチュエータ３３と、ＡＢＳコントロールユニット３４と、油圧アクチュエータ３５とを備えている。なお、ブレーキディスク２５、ホイールシリンダ２６、油圧配管２７、油圧計２８および車輪速センサ２９は、４輪分それぞれ備えられているが、図示を省略して１輪分のみを示している。
【００８０】
これらのうち、車体２、前後加速度センサ４、車輪６ＦＲ，６ＦＬ，６ＲＲ，６ＲＬ、変速機コントロールユニット２２、ブレーキペダル２３、マスタシリンダ２４、ブレーキディスク２５、ホイールシリンダ２６、油圧配管２７、油圧計２８および車輪速センサ２９は、第１実施形態および第２実施形態における場合と同様である。
演算ユニット５は、油圧計２８によって検出されたマスタシリンダ圧Ｐｍから、各車輪のホイールシリンダ圧Ｐzzを推定する。
【００８１】
また、演算ユニット５は、推定したホイールシリンダ圧Ｐzzから、（１８）式に従い、ブレーキパッドがブレーキディスク２５に押し当てられるときのトルク（制動トルクｔｂzz）を算出する。
さらに、演算ユニット５は、エンジンコントロールユニット２１から入力されたエンジントルクｔｅと、変速機コントロールユニット２２から入力されたギヤ位置情報とを用いて、（１９）式に従い、車輪まわりの駆動トルクｔａzzを算出する。
【００８２】
そして、演算ユニット５は、算出した制動トルクｔｂzzおよび駆動トルクｔａzzと、車輪速センサ２９から入力された各車輪の車輪速ωzzと、車輪の回転運動方程式とを基に、（２０）式に従い、各車輪の制駆動力ｆｘzzを算出する。
また、演算ユニット５は、（２０）式によって算出した４輪分の制駆動力ｆｘを加算し、合計の制駆動力ｆｘを算出する。
【００８３】
そして、演算ユニット５は、前後加速度センサ４の出力値Ｓと、制駆動力ｆｘと、車両の質量ｍと、重力加速度ｇと、前後加速度センサ４のオフセット角γとから、第１実施形態における以下の（１）式に従って、路面傾斜角θを算出する。
θ＝ｃｏｓ-1（（Ｓ−ｆｘ／ｍ・ｃｏｓγ）／（−ｇ・ｓｉｎγ））
また、演算ユニット５は、前後加速度センサ４の出力値Ｓと、制駆動力ｆｘと、前後加速度センサ４のオフセット角γと、重力加速度ｇと、車両の質量ｍとから、（１７）式に従い、進行方向加速度αを算出する。
さらに、演算ユニット５は、車輪速センサ２９によって検出された各車輪の車輪速ωと、算出した進行方向加速度αとから、第１実施形態における（４）〜（６）式に従い、車体速ｖを算出する。
【００８４】
【数８】
2009006837.tif 000010
【００８５】
ただし、ｖ0は車体速ｖの初期値、Ｒは車輪半径、ｓｓは時刻０からｔ秒までの進行方向加速度αの積分値である。
即ち、（４）〜（６）式においては、制動開始時に車体速が車輪速と車輪半径の乗算値に等しいことを利用し、まず、（４）式によって、車輪速ωに車輪半径Ｒを乗算している。
また、車体速の変化は、進行方向加速度αの積分値となるため、（５）式によって、積分値ｓｓを算出している。
そして、現在の車体速ｖは、車体速の初期値ｖ0と、進行方向加速度αの積分値ｓｓの和となるため、（６）式によって、これらを加算し、車体速ｖを算出している。
【００８６】
また、演算ユニット５は、車輪速センサ２９によって検出された各車輪の車輪速ωと、算出した車体速ｖとから、以下の（２１）式に従い、スリップ率λを算出する。
λ＝（ｖ−Ｒ・ω）／ｖ＝１−Ｒ・ω／ｖ                                  （２１）
さらに、演算ユニット５は、ＧＰＳ信号と、進行方向加速度αと、ヨーレートφとを用いて、自車両の存在位置を示す座標（ｘ、ｙ）を算出する。
エンジンコントロールユニット２１は、エンジンの出力トルクを制御し、現在のエンジントルクｔｅを示す信号を演算ユニット５、ＡＣＣユニット３２およびＡＢＳコントロールユニット３４に出力する。
【００８７】
また、エンジンコントロールユニット２１は、ＡＣＣユニット３２によって入力される目標制駆動力Ｆｔとなるように、エンジンの駆動力およびエンジンブレーキによる制動力を制御する。
ヨーレートセンサ３０は、路面平面内における車体２の回転角速度（ヨーレート）を検出し、検出したヨーレートφをナビゲーションユニット３１に出力する。
ナビゲーションユニット３１は、演算ユニット５によって算出された自車両の座標（ｘ、ｙ）と、自車両の向きとから、画面に表示する地図を更新する。
【００８８】
ＡＣＣユニット３２は、演算ユニット５によって算出される車体速ｖを、目標車体速Ｖｔに追従させる目標制駆動力Ｆｔを算出し、算出した目標制駆動力Ｆｔをエンジンコントロールユニット２１あるいは負圧コントロールアクチュエータ３３に出力する。
なお、目標車体速Ｖｔは、運転者によって入力された値にセットすることや、前方走行車両との距離によって定めた値にセットすることが可能である。
【００８９】
負圧コントロールアクチュエータ３３は、ＡＣＣユニット３２によって入力される目標制駆動力Ｆｔとなるように、マスタシリンダ２４に加える負圧を制御する。この負圧は、運転者によるブレーキ操作とは別に制御してマスタシリンダ圧を調整するものであり、これにより、４輪に共通して入力されるマスタシリンダ圧を目的に応じて変化させることができる。
【００９０】
ＡＢＳコントロールユニット３４は、演算ユニット５によって算出されたスリップ率λを基に、各車輪の目標ホイールシリンダ圧Ｐｔを算出し、演算ユニット５によって算出された各車輪のホイールシリンダ圧Ｐzzが目標ホイールシリンダ圧となるように、油圧アクチュエータ３５にバルブの開閉指令を出力することにより、各車輪のスリップ率を制御する。
油圧アクチュエータ３５は、ＡＢＳコントロールユニット３４から入力されるバルブの開閉指令に応じて、各車輪のホイールシリンダ２６に繋がる油圧配管２７のバルブを開閉し、ホイールシリンダ圧を変化させる。
【００９１】
（自動車１Ｃの全体制御処理）
次に、自動車１Ｃにおける全体制御処理について説明する。
図１５は、自動車１Ｃの演算ユニット５、ＡＣＣユニット３２およびＡＢＳコントロールユニット３４が実行する全体制御処理のフローチャートを示す図である。
図１５に示す制御処理は、自動車１Ｃのイグニションオンと共に開始され、イグニションオフとされるまで繰り返し実行される。
処理が開始されると、演算ユニット５は、前後加速度センサ４の出力値Ｓと、制駆動力ｆｘと、車両の質量ｍと、重力加速度ｇと、前後加速度センサ４のオフセット角γとから、第１実施形態における（１）式に従って、路面傾斜角θを算出する（ステップＳ２０１）。なお、路面傾斜角θを算出する際の詳細な処理は、図１０に示す第２実施形態の制御処理と同様である。
【００９２】
次に、演算ユニット５は、前後加速度センサ４の出力値Ｓと、制駆動力ｆｘと、前後加速度センサ４のオフセット角γと、重力加速度ｇと、車両の質量ｍとから、（１７）式に従い、進行方向加速度αを算出する（ステップＳ２０２）。
続いて、演算ユニット５は、車輪速ωおよび進行方向加速度αから、車体速ｖを算出するための車体速算出処理を実行し（ステップＳ２０３）、さらに、車輪速ωおよび車体速ｖから、各車輪のスリップ率λを算出する（ステップＳ２０４）。
【００９３】
次いで、演算ユニット５は、ＧＰＳ信号と、進行方向加速度αと、ヨーレートφとを用いて、自車両の存在位置を示す座標（ｘ、ｙ）を算出するための位置座標算出処理を実行する（ステップＳ２０５）。
また、ＡＣＣユニット３２は、路面傾斜角θと、設定された目標車体速Ｖｔと、車体速ｖとを用いて、目標制駆動力Ｆｔを算出し、演算ユニット５によって算出された制駆動力ｆｘが目標制駆動力Ｆｔに追従するように、エンジンコントロールユニット２１および負圧コントロールアクチュエータ３３に指令信号を出力するためのＡＣＣ制御処理を実行する（ステップＳ２０６）。
【００９４】
さらに、ＡＢＳコントロールユニット３４は、演算ユニット５によって算出されたスリップ率λを基に、各車輪の目標ホイールシリンダ圧を算出し、演算ユニット５によって算出された各車輪のホイールシリンダ圧が目標ホイールシリンダ圧となるように、油圧アクチュエータ３５にバルブの開閉指令を出力するためのＡＢＳ制御処理を実行する（ステップＳ２０７）。
ステップＳ２０７の後、演算ユニット５、ＡＣＣユニット３２およびＡＢＳコントロールユニット３４は、図１５に示す処理を繰り返す。
【００９５】
（車体速算出処理）
次に、図１５に示す全体制御処理のステップＳ２０３において実行される車体速算出処理について説明する。
図１６は、演算ユニット５が実行する車体速算出処理のフローチャートを示す図である。
図１６において、車体速算出処理が開始されると、演算ユニット５は、（４）式に従い、車体速の初期値ｖ0を算出する（ステップＳ３０１）。
次に、演算ユニット５は、（５）式に従い、車体速の初期値ｖ0を取得した時間から現在までの進行方向加速度αの積分値ｓｓを算出する（ステップＳ３０２）。
さらに、演算ユニット５は、車体速の初期値ｖ0と進行方向加速度αの積分値ｓｓを加算し、現在の車体速ｖを算出する（ステップＳ３０３）。
【００９６】
続いて、演算ユニット５は、制駆動力ｆｘがほぼゼロであるか否かの判定を行う（ステップＳ３０４）。即ち、制駆動力ｆｘの絶対値がゼロに近い場合、車輪速×車輪半径が車体速に等しいと判断できるため、このように判断できる閾値を制駆動力ｆｘの絶対値に設定し、ステップＳ３０４では、制駆動力ｆｘの絶対値がこの閾値より小さいか否かを判定する。
ステップＳ３０４において、制駆動力ｆｘがほぼゼロであると判定した場合、演算ユニット５は、ステップＳ３０１の処理に移行する。なお、複数の車輪のうち、１つでもステップＳ３０４の条件を充足している場合には、ステップＳ３０１の処理に移行し、車体速の初期化を行うものとする。
【００９７】
一方、ステップＳ３０４において、制駆動力ｆｘがほぼゼロではないと判定した場合、演算ユニット５は、直前のステップＳ３０１の後（即ち、最後に初期値ｖ0を算出した後）、設定された基準時間Ｔｂが経過していないか否かの判定を行う（ステップＳ３０５）。
ステップＳ３０５において、直前のステップＳ３０１の後、基準時間Ｔｂが経過していないと判定した場合、演算ユニット５は、ＡＢＳコントロールユニット３４による制御等、車体速ｖを用いる制御を許可する通常状態に設定し（ステップＳ３０６）、ステップＳ３０２に戻る。
【００９８】
また、ステップＳ３０５において、直前のステップＳ３０１の後、基準時間Ｔｂが経過していると判定した場合、演算ユニット５は、設定された時間Ｔｚの間、制駆動力ゼロを示す指令値を出力し（ステップＳ３０７）、ステップＳ３０１に戻る。
ステップＳ３０７の処理は、一旦制駆動を中断することにより、車体速×車輪半径の値を車体速ｖに一致させるためのものである。このとき、複数の車輪全てについて行う必要はないため、車両挙動に影響が少ない車輪を1つ選択して、制駆動力をゼロとすれば良い。
【００９９】
（位置座標算出処理）
次に、図１５に示す全体制御処理のステップＳ２０５において実行される位置座標算出処理について説明する。
図１７は、演算ユニット５が実行する位置座標算出処理のフローチャートを示す図である。
図１７において、位置座標算出処理が開始されると、演算ユニット５は、地図上における自車両の位置（ｘ、ｙ）を初期化する（ステップＳ４０１）。
次に、演算ユニット５は、ＧＰＳが利用可能な状態であるか否かの判定を行い（ステップＳ４０２）、ＧＰＳが利用可能な状態であると判定した場合、ＧＰＳの受信信号から自車両の位置座標を取得する（ステップＳ４０３）。
次いで、演算ユニット５は、地図上のｘ−ｙ座標における進行方向の方位角βをＧＰＳから取得する（ステップＳ４０４）。
【０１００】
図１８は、ｘ−ｙ座標における進行方向βの定義を示す図である。
自車両の進行方向βは、地図上に設定されているｘ−ｙ座標において、車両を上方から見たときに、ｘ軸から反時計回りを正とする角度として表される。
ステップＳ４０４の後、演算ユニット５は、自車両の速度における水平成分ＶｍをＧＰＳから取得する（ステップＳ４０５）。この水平成分Ｖｍは、車体速ｖを水平面に投影した速度に相当する。
ステップＳ４０５の後、演算ユニット５は、ステップＳ４０２に戻る。
【０１０１】
また、ステップＳ４０２において、ＧＰＳが利用可能な状態でないと判定した場合、演算ユニット５は、ヨーレートセンサ３０の出力（ヨーレートφ）を取得し（ステップＳ４０６）、取得したヨーレートφを用いて、次式に従い、方位角βを更新する（ステップＳ４０７）。ただし、Δｔは、時間変化を表す。
β＝β＋φ・Δｔ                                                        （２２）
次に、演算ユニット５は、自車両の速度における水平成分Ｖｍを更新する（ステップＳ４０８）。
ここで、自車両の速度における水平成分Ｖｍは、路面傾斜角θを用いて、次のように取得することができる。
【０１０２】
図１９は、路面傾斜角θと水平方向の加速度成分αmとの関係を示す図である。
図１９において、自車両の進行方向加速度αと路面傾斜角θに対し、水平方向の加速度成分αmは、次式のように表される。
αm＝α・ｃｏｓθ                                                      （２３）
さらに、水平方向の加速度成分αmから、速度の水平成分Ｖｍは、次式のように取得される。
Ｖｍ＝Ｖｍ＋αm・Δｔ                                                  （２４）
ステップＳ４０８の後、演算ユニット５は、方位角βおよび速度の水平成分Ｖｍを用いて、自車両の位置（ｘ、ｙ）を次式に従って更新する。
（ｘ、ｙ）＝（ｘ、ｙ）＋（Ｖｍ・ｃｏｓβ、Ｖｍ・ｓｉｎβ）・Δｔ        （２５）
ステップＳ４０９の後、演算ユニット５は、ステップＳ４０２に戻る。
【０１０３】
（ＡＣＣ制御処理）
次に、図１５に示す全体制御処理のステップＳ２０６において実行されるＡＣＣ制御処理について説明する。
図２０は、ＡＣＣユニット３２が実行するＡＣＣ制御処理のフローチャートを示す図である。
図２０において、ＡＣＣ制御処理が開始されると、ＡＣＣユニット３２は、次式に従い、路面傾斜角θによる制駆動力成分Ｆｔ１を算出する（ステップＳ５０１）。この路面傾斜角θによる制駆動力成分Ｆｔ１は、車両に加わる重力の路面に平行な成分を打ち消すように算出される。
Ｆｔ１＝−ｍ・ｇ・ｓｉｎθ                                              （２６）
なお、（２６）式における負記号（−）は、制動側である状態を意味する。
【０１０４】
次に、ＡＣＣユニット３２は、次式に従い、目標車体速Ｖｔと車体速ｖとの偏差分の制駆動力Ｆｔ２を算出する（ステップＳ５０２）。
Ｆｔ２＝（Ｋｐ＋Ｋｄ・ｓ＋Ｋｉ・１／ｓ）（Ｖｔ−ｖ）                    （２７）
なお、（２７）式は、ＰＩＤ制御を用いた場合の算出式の例であり、ｓは微分演算子、１／ｓは積分演算子、Ｋｐは比例ゲイン、Ｋｄは微分ゲイン、Ｋｉは積分ゲインを表している。
そして、ＡＣＣユニット３２は、次式に従い、目標制駆動力Ｆｔを算出する（ステップＳ５０３）。
Ｆｔ＝Ｆｔ１＋Ｆｔ２                                                    （２８）
【０１０５】
続いて、ＡＣＣユニット３２は、目標制駆動力Ｆｔがゼロより大きいか否かを判定する（ステップＳ５０４）。これは、目標制駆動力Ｆｔの正負に応じて、制駆動力制御の指令先を切り換えるための処理であり、目標制駆動力Ｆｔが正であればエンジンコントロールユニット２１への指令、負であれば負圧コントロールアクチュエータ３３への指令が行われる。ただし、軽度の制動であれば、エンジンブレーキによる制御が可能であることから、判定の閾値をゼロから負側に補正することができる。
【０１０６】
ステップＳ５０４において、目標制駆動力Ｆｔが正であると判定した場合、ＡＣＣユニット３２は、エンジンコントロールユニット２１に対し、目標制駆動力Ｆｔとなるようにエンジンの出力トルクを制御させる指令信号を出力する（ステップＳ５０５）。なお、エンジンブレーキを用いる場合、ＡＣＣユニット３２は、エンジンコントロールユニット２１に対し、目標とする制動力Ｆｔとなるように、エンジントルクを制御させる指令信号を出力する。
一方、ステップＳ５０４において、目標制駆動力Ｆｔが負であると判定した場合、ＡＣＣユニット３２は、負圧コントロールアクチュエータ３３に対し、目標制駆動力Ｆｔとなるようにマスタシリンダに加える負圧を制御させる指令信号を出力する（ステップＳ５０６）。
ステップＳ５０５およびステップＳ５０６の後、ＡＣＣユニット３２は、ＡＣＣ制御処理を繰り返す。
【０１０７】
（ＡＢＳ制御処理）
次に、図１５に示す全体制御処理のステップＳ２０７において実行されるＡＢＳ制御処理について説明する。
図２１は、ＡＢＳコントロールユニット３４が実行するＡＢＳ制御処理のフローチャートを示す図である。
図２１において、ＡＢＳ制御処理が開始されると、ＡＢＳコントロールユニット３４は、次式に従い、目標スリップ率λｔと実際のスリップ率λとの偏差から目標ホイールシリンダ圧Ｐｔを算出する（ステップＳ６０１）。
Ｐｔ＝（Ｋｐ1＋Ｋｉ1・１／ｓ）（λｔ−λ）                              （２９）
【０１０８】
なお、（２９）式は、ＰＩ制御を用いた場合の算出式の例であり、ｓは微分演算子、１／ｓは積分演算子、Ｋｐ1は比例ゲイン、Ｋｉ1は積分ゲインを表している。また、目標ホイールシリンダ圧Ｐｔは、各車輪ごとに算出される実際のスリップ率λを基に、それぞれの車輪の状態に対応する値が算出される。
次に、ＡＢＳコントロールユニット３４は、各車輪のホイールシリンダ圧Ｐzzが目標ホイールシリンダ圧Ｐｔに追従するように、油圧アクチュエータ３５を制御する（ステップＳ６０２）。
ステップＳ６０２の後、ＡＢＳコントロールユニット３４は、ＡＢＳ制御処理を繰り返す。
【０１０９】
（油圧系統の構成例）
次に、ＡＢＳ制御機能を有する油圧系統の具体的構成例について説明する。
図２２は、自動車１Ｃにおける油圧系統の具体的構成例を示す図である。
図２２において、自動車１Ｃの油圧系統は、マスタシリンダ２４と、主油圧配管１０１と、インレットバルブ１０２と、ＡＢＳ用流出配管１０３と、アウトレットバルブ１０４と、ホイールシリンダ２６と、アキュムレータ１０５と、還流用油圧配管１０６と、モータ１０７と、ポンプ１０８と、ＡＢＳコントロールユニット３４とを有している。なお、図２２において、主油圧配管１０１、ＡＢＳ用流出配管１０３および還流用油圧配管１０６が油圧配管２７を構成し、インレットバルブ１０２およびアウトレットバルブ１０４が油圧アクチュエータ３５を構成している。
【０１１０】
これらのうち、主油圧配管１０１は、マスタシリンダ２４とホイールシリンダ２６とを連結する油圧配管であり、油圧経路上にインレットバルブ１０２を備えている。また、主油圧配管１０１は、インレットバルブ１０２ａとホイールシリンダ２６との中間点（以下、「連結点Ａ」と言う。）に、後述するＡＢＳ用流出配管１０３の一端が連結されている。
このインレットバルブ１０２は、電磁切り換え弁（ＯＮ−ＯＦＦ弁）によって構成されている。そして、インレットバルブ１０２は、非通電時に開状態、通電時に閉状態となると共に、ＡＢＳコントロールユニット３４によって、ＡＢＳの非作動時には通電されず、ＡＢＳの作動時に通電されるよう制御が行われている。
【０１１１】
したがって、ブレーキペダル２３が踏み込まれた場合、ＡＢＳの非作動時には、インレットバルブ１０２が開状態（アウトレットバルブ１０４は閉状態）となる。そのため、ブレーキオイルは、主油圧配管１０１を介して、マスタシリンダ２４からホイールシリンダ２６に流れ、マスタシリンダ１０１から出力された油圧がホイールシリンダ２６に伝達される。一方、ＡＢＳの作動時には、インレットバルブ１０２が閉状態となり、主油圧配管１０１による上記のような油圧の増圧は行われない状態となる。
【０１１２】
ＡＢＳ用流出配管１０３は、主油圧配管１０１における連結点Ａに一端が連結されていると共に、アキュムレータ１０５に他端が連結されており、その油圧系路上にアウトレットバルブ１０４を備えている。
このアウトレットバルブ１０４は、電磁切り換え弁（ＯＮ−ＯＦＦ弁）によって構成されている。そして、アウトレットバルブ１０４は、非通電時に閉状態、通電時に開状態となると共に、ＡＢＳコントロールユニット３４によって、ＡＢＳの作動時における減圧モード時に通電され、ＡＢＳの作動時における減圧モード時以外およびＡＢＳの非作動時には通電されないよう制御が行われている。
【０１１３】
したがって、ブレーキペダル２３が踏み込まれている場合、ＡＢＳの作動時における減圧モード時には、アウトレットバルブ１０４が開状態となり、ホイールシリンダ２６からＡＢＳ用流出配管１０３を介してブレーキオイルがアキュムレータ１０５に流れ、ホイールシリンダ２６の油圧が減少する。一方、ＡＢＳの作動時における減圧モード時以外およびＡＢＳの非作動時には、アウトレットバルブ１０４が閉状態となり、ＡＢＳ用流出配管１０３による上記のような油圧の減圧は行われない状態となる。
【０１１４】
アキュムレータ１０５は、ＡＢＳが作動した際の減圧モード時にホイールシリンダ２６から流出したブレーキオイルを蓄積すると共に、ブレーキオイルの圧力を調節する機能を有している。
還流用油圧配管１０６は、アキュムレータ１０５に一端を連結されていると共に、主油圧配管１０１におけるマスタシリンダ２４とインレットバルブ１０２との中間点（以下、「連結点Ｂ」と言う。）に他端が連結されている。
【０１１５】
また、還流用油圧配管１０６は、アキュムレータ１０５に蓄積されたブレーキオイルをマスタシリンダ２４に還流させるためのポンプ１０７を備えている。このポンプ１０７は、マスタシリンダ２４からアキュムレータ１０５の方向にブレーキオイルが流れない構造（逆流防止機構）を備えている。
モータ１０８は、ポンプ１０７を駆動するものであり、ＡＢＳコントロールユニット３４によって動作が制御されている。
このような構成により、油圧系統においてＡＢＳ機能が実現されており、具体的には、ＡＢＳ制御における昇圧モード、保持モード、減圧モードがそれぞれ切り換えて実行される。
【０１１６】
図２３は、ＡＢＳ制御における昇圧モード時の油圧系統の状態を示す図である。
図２３において、昇圧モード時には、インレットバルブ１０２およびアウトレットバルブ１０４が共に非通電状態、即ち、インレットバルブ１０２が開状態、アウトレットバルブ１０４が閉状態とされている。
したがって、ブレーキペダル２３が踏み込まれることにより発生したマスタシリンダ圧Ｐｍは、ホイールシリンダ２６にそのまま伝達される。
【０１１７】
図２４は、ＡＢＳ制御における保持モード時の油圧系統の状態を示す図である。
図２４において、保持モード時には、インレットバルブ１０２が通電状態、アウトレットバルブ１０４が非通電状態、即ち、インレットバルブ１０２およびアウトレットバルブ１０４共に閉状態とされている。
したがって、ホイールシリンダ２６からブレーキオイルが移動されない状態となり、ホイールシリンダ２６における油圧が保持される。
【０１１８】
図２５は、ＡＢＳ制御における減圧モード時の油圧系統の状態を示す図である。
図２５において、減圧モード時には、インレットバルブ１０２およびアウトレットバルブ１０４共に通電状態、即ち、インレットバルブ１０２が閉状態、アウトレットバルブ１０４が開状態とされている。
したがって、ホイールシリンダ２６からアキュムレータ１０５にブレーキオイルが流出し、ホイールシリンダ圧Ｐzzが減少される。
そして、ＡＢＳ制御時には、車輪のスリップ率λに応じて、増圧モード、保持モードおよび減圧モードが適宜繰り返されることにより、ホイールシリンダ圧Ｐzzが目標ホイールシリンダ圧Ｐｔに追従される。
【０１１９】
図２６は、ＡＢＳ制御時にブレーキ圧が増圧される場合の油圧系統の状態を示す図である。
図２６において、ブレーキ圧の増圧時には、昇圧モードと保持モードが繰り返される結果、アウトレットバルブ１０４が常に閉状態となる一方、インレットバルブ１０２は、開状態と閉状態とを繰り返している。そして、インレットバルブ１０２が開状態である間に、ホイールシリンダ圧Ｐzzが目標ホイールシリンダ圧Ｐｔに近づき、継続時間Δｔ秒の後、インレットバルブ１０２が閉状態とされて、ホイールシリンダ圧Ｐzzは保持される。
このような動作を繰り返す結果、ホイールシリンダ圧Ｐzzは目標ホイールシリンダ圧Ｐｔに追従することとなる。
【０１２０】
図２７は、ＡＢＳ制御時にブレーキ圧が減圧される場合の油圧系統の状態を示す図である。
図２７において、ブレーキ圧の減圧時には、減圧モードと保持モードが繰り返される結果、インレットバルブ１０２が常に閉状態となる一方、アウトレットバルブ１０４は、開状態と閉状態とを繰り返している。そして、アウトレットバルブ１０４が開状態である間に、ホイールシリンダ圧Ｐzzが目標ホイールシリンダ圧Ｐｔに近づき、継続時間Δｔ秒の後、アウトレットバルブ１０４が閉状態とされて、ホイールシリンダ圧Ｐzzは保持される。
【０１２１】
このような動作を繰り返す結果、ホイールシリンダ圧Ｐzzは目標ホイールシリンダ圧Ｐｔに追従することとなる。
なお、図２６および図２７における時間ｔｗは制御周期を表している。また、増圧時にインレットバルブ１０２を開状態とする継続時間Δｔは、マスタシリンダ圧Ｐｍおよびホイールシリンダ圧Ｐzzによって決まり、減圧時にアウトレットバルブ１０４を開状態とする継続時間Δｔは、ホイールシリンダ圧Ｐzzによって決まる。
【０１２２】
（動作）
自動車１Ｃの走行中に、運転者がアクセルペダルあるいはブレーキペダルを踏み込み、加減速操作を行ったとする。
すると、その加減速操作による制駆動力が車輪６ＦＲ，６ＦＬ，６ＲＲ，６ＲＬと路面との間に発生し、車両に前後加速度が発生する。
そして、このとき車両に発生する前後方向の加速度により、オフセット角γだけ路面平行面から傾けられた前後加速度センサ４において、出力値Ｓが検出される。
また、演算ユニット５によって、マスタシリンダ圧Ｐｍからホイールシリンダ圧Ｐzzが推定され、さらに、ホイールシリンダ圧Ｐzzから制動トルクｔｂzzが算出される。
【０１２３】
さらに、演算ユニット５によって、車輪速ωzzとエンジントルクｔｅとが取得され、エンジントルクｔｅとギヤ位置情報とから駆動トルクｔａzzが算出される。
そして、演算ユニット５が、制動トルクｔｂzzおよび駆動トルクｔａzzを用いて制駆動力ｆｘを算出し、その制駆動力ｆｘと、前後加速度センサ４の出力値Ｓとを（１）式に代入し、路面傾斜角θを算出する。
さらに、自動車１Ｃは、演算ユニット５によって、前後加速度センサ４の出力値Ｓ、制駆動力ｆｘ、前後加速度センサ４のオフセット角γ、重力加速度ｇおよび車両質量ｍとを基に、（１７）式に従い、車両の進行方向加速度αを算出する。
【０１２４】
以上のように、本実施形態に係る自動車１Ｃは、水平面とほぼ平行な車体フロア面に対し、設定されたピッチ角γだけ前後に傾けられた前後加速度センサ４によって、車両に作用する前後加速度を検出する。そして、マスタシリンダ圧に基づいて推定した制動トルクおよびエンジントルクとギヤ位置情報とに基づいて推定した駆動トルクを用いて、制駆動力を推定する。さらに、推定した制駆動力と前後加速度センサ４の出力値とを用い、（１）式に従って路面傾斜角θを算出する。
【０１２５】
したがって、通常の車両走行状態において、（１）式における分母ｓｉｎγがゼロとなることを防止しつつ、積分を用いることなく路面傾斜角θを推定するため、路面傾斜角θをより高精度に推定できる。
また、通常、自動車において検出されていることが多いマスタシリンダ圧およびエンジントルクを用いて制駆動力を推定し、推定した制駆動力を用いて路面傾斜角θを推定するため、路面傾斜角θの推定に要するコストをより低いものとすることができる。
【０１２６】
さらに、積分を用いることなく進行方向加速度αを推定しているため、積分誤差の蓄積を回避することができ、より正確な推定値を得ることができる。
また、本実施形態に係る自動車１Ｃは、進行方向加速度αを基に車体速ｖを推定しているため、路面傾斜による重力の影響を受けることなく、より正確な車体速を推定することができる。
【０１２７】
さらに、このように推定した車体速ｖによってスリップ率λを推定しているため、路面傾斜による重力の影響を受けることなく、より正確なスリップ率を推定することができる。
また、本実施形態に係る自動車１Ｃは、ナビゲーションを行う上で、ピッチレートセンサを備えることなく、路面傾斜角θを推定できるため、ナビゲーションユニット３１を低コストなものとすることができる。
【０１２８】
さらに、ピッチレートを積分して路面傾斜角θを推定する方法と異なり、積分を用いることなく路面傾斜角θを推定しているため、より高い精度で路面傾斜角θが推定される。これにより、速度の水平成分Ｖｍの推定精度が向上すると共に、位置座標（ｘ、ｙ）をより正確に推定することができる。
加えて、路面傾斜角の影響を受け難い方法で推定した進行方向加速度αを用いて位置座標（ｘ、ｙ）を推定しているため、より高精度な推定値とすることができる。
【０１２９】
また、本実施形態に係る自動車１Ｃは、ＡＣＣ制御を行う上で、上記の通り高精度に推定された路面傾斜角θを用いて制駆動力ｆｘの推定および制駆動力制御を行うため、制御のロバスト性を向上させることができる。
さらに、路面傾斜角の影響を受け難い方法で推定された車体速ｖを用いるため、この点においても、制御のロバスト性を向上させることができる。
また、本実施形態に係る自動車１Ｃは、ＡＢＳ制御を行う上で、路面傾斜による重力の影響を受け難い方法で推定したスリップ率λを用いて制御を行うため、ＡＢＳの性能を向上させることができる。
【０１３０】
なお、本実施形態においては、前後加速度センサ４が前後加速度センサを構成し、油圧計２８、エンジンコントロールユニット２１、変速機コントロールユニット２２および演算ユニット５が制駆動力取得手段を構成し、車輪速センサ２９が車輪速検出手段を構成し、演算ユニット５が路面傾斜角推定手段、進行方向加速度推定手段および車体速推定手段を構成する。また、油圧計２８がマスタシリンダ圧検出手段を構成し、エンジンコントロールユニット２１がエンジントルク取得手段を構成する。さらに、ナビゲーションユニット３１、ＡＣＣユニット３２、負圧コントロールアクチュエータ３３、ＡＢＳコントロールユニット３４および油圧アクチュエータ３５が車両制御手段を構成する。また、前後加速度センサ４と、油圧計２８、エンジンコントロールユニット２１、変速機コントロールユニット２２および演算ユニット５とによって、車両制御装置を構成している。
【０１３１】
（第３実施形態の効果）
（１）路面平行面に対してピッチ角を有する方向に設置された前後加速度センサによって加速度を検出し、その加速度と、制駆動力取得手段によって取得された制駆動力とから、路面傾斜角推定手段が路面傾斜角を推定する。また、その路面傾斜角と検出軸方向の加速度あるいは重力加速度とから、進行方向加速度推定手段が車両の進行方向の加速度を推定し、さらに、進行方向の加速度と車輪速検出手段が検出した車輪速とからスリップ率推定手段が車輪のスリップ率を推定する。
そのため、路面傾斜角の算出過程におけるゼロ除算を防ぎつつ、積分を用いることなく路面傾斜角を推定できるため、より高精度に路面傾斜角を推定することができる。
そして、その路面傾斜角を用いて算出した進行方向加速度から、車輪のスリップ率を算出するため、車輪のスリップ率をより高精度に推定することができる。
【０１３２】
（２）上記路面傾斜角を用いて算出した進行方向加速度と、検出された車輪速とに基づいて車体速を推定するため、より正確な車体速が推定でき、さらに、その車体速を用いて車輪のスリップ率を推定するため、車輪のスリップ率をより高精度に推定することができる。
（３）スリップ率判定手段が、各車輪のスリップ率が略ゼロであるか否かを判定し、スリップ率が略ゼロの車輪がある場合には、その車輪の車輪速と車輪半径との乗算値に車体速を初期化する。また、スリップ率が略ゼロの車輪がない場合には、直近に初期化した車体速に、進行方向加速度の積分値を加算して車体速を推定する。そのため、車体速に積分誤差が蓄積することを抑制でき、より正確に車体速を推定できる。したがって、その車体速を用いて、車輪のスリップ率をより高精度に推定することができる。
【０１３３】
（４）スリップ率判定手段が、制駆動力取得手段によって取得された制駆動力が設定された閾値以下である場合に、スリップ率が略ゼロであると判定するため、より正確にスリップ率がゼロであることを判定できる。
（５）重力による進行方向加速度成分と、検出軸方向の加速度成分あるいは制駆動力の加速度とを反映した関係式を基に、進行方向加速度を推定するので、より正確に進行方向加速度を推定することができる。
（６）（２）式あるいはその近似式に従って進行方向加速度を推定するため、通常の走行状態においてゼロ除算を発生することなく、進行方向加速度を推定することができる。
（７）（３）式あるいはその近似式に従って進行方向加速度を推定するため、通常の走行状態においてゼロ除算を発生することなく、進行方向加速度を推定することができる。
【０１３４】
（８）マスタシリンダの油圧と、エンジントルクとを用いて、制駆動力を推定し、前後加速度センサによって検出された加速度と、推定した制駆動力とに基づいて、路面傾斜角を推定する。また、その路面傾斜角と検出軸方向の加速度あるいは重力加速度とから、車両の進行方向の加速度を推定し、さらに、進行方向の加速度と車輪速検出手段が検出した車輪速とから車輪のスリップ率を推定する。
そのため、自動車に通常備えられるセンサを用いて制駆動力を推定しつつ、路面傾斜角を推定できる。
したがって、より低コストな構成で、路面傾斜角の算出過程におけるゼロ除算を防ぎつつ、積分を用いることなく路面傾斜角を推定でき、より高精度に路面傾斜角を推定することができる。
そして、その路面傾斜角を用いて算出した進行方向加速度から、車輪のスリップ率を算出するため、車輪のスリップ率をより高精度に推定することができる。
【０１３５】
（９）（２０）式に従って制駆動力を推定するため、制駆動トルクと車輪速とから制駆動力を取得することができ、これを用いて、より正確に路面傾斜角を推定することができる。
（１０）路面平行面に対してピッチ角を有する方向に設置された前後加速度センサによって加速度を検出し、その加速度と、制駆動力取得手段によって取得された制駆動力とから、路面傾斜角推定手段が路面傾斜角を推定する。また、その路面傾斜角と検出軸方向の加速度あるいは重力加速度とから、進行方向加速度推定手段が車両の進行方向の加速度を推定し、さらに、進行方向の加速度と車輪速検出手段が検出した車輪速とからスリップ率推定手段が車輪のスリップ率を推定する。そして、このように推定されたスリップ率を用いて、車両制御手段が車両の制御を行う。
したがって、より高精度に車輪のスリップ率を推定することができ、また、その推定値を用いて、適切な車両制御を行う自動車とすることができる。
【０１３６】
（１１）路面平行面に対してピッチ角を有する方向に設置された前後加速度センサによって加速度を検出し、その加速度と、制駆動力取得手段によって取得された制駆動力とから、路面傾斜角を推定し、その路面傾斜角と検出軸方向の加速度あるいは重力加速度とから、車両の進行方向の加速度を推定し、さらに、進行方向の加速度と車輪速検出手段が検出した車輪速とから車輪のスリップ率を推定する方法とした。
そのため、路面傾斜角の算出過程におけるゼロ除算を防ぎつつ、積分を用いることなく路面傾斜角を推定でき、その路面傾斜角を用いて算出した進行方向加速度から、車輪のスリップ率を算出できる。
したがって、車輪のスリップ率をより高精度に推定することができる。
【０１３７】
（１２）路面平行面に対してピッチ角を有する方向に設置された前後加速度センサによって加速度を検出し、その加速度と、制駆動力取得手段によって取得された制駆動力とから、路面傾斜角推定手段が路面傾斜角を推定する。また、その路面傾斜角と、前記検出軸方向の加速度あるいは重力加速度とに基づいて、進行方向加速度推定手段が車両進行方向の加速度を推定し、その車両進行方向の加速度と、前記車輪速検出手段によって検出された車輪速とに基づいて、スリップ率推定手段が車輪のスリップ率を推定する。
したがって、より高精度に車輪のスリップ率を推定することができ、また、その推定値を用いて、適切な車両制御を行う車両制御装置とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１３８】
【図１】第１実施形態に係る自動車１Ａの構成を示す概略図である。
【図２】制駆動力センサ３ＦＲ，３ＦＬ，３ＲＲ，３ＲＬが設置されるハブユニット１０の構成例を示す図である。
【図３】前後加速度センサ４の設置状態を示す図である。
【図４】路面傾斜角θの定義を示す図である。
【図５】前後加速度センサ４に作用する加速度の関係を示す図である。
【図６】車両に作用する力を示す図である。
【図７】演算ユニット５が実行する制御処理のフローチャートを示す図である。
【図８】応用例のスリップ率推定処理を示すフローチャートである。
【図９】第２実施形態に係る自動車１Ｂの構成を示す概略図である。
【図１０】演算ユニット５が実行する制御処理のフローチャートを示す図である。
【図１１】第３実施形態に係る自動車１Ｃの構成を示す図である。
【図１２】第３実施形態に係る自動車１Ｃの構成（主としてナビゲーション機能）を示す図である。
【図１３】第３実施形態に係る自動車１Ｃの構成（主としてＡＣＣ機能）を示す図である。
【図１４】第３実施形態に係る自動車１Ｃの構成（主としてＡＢＳ機能）を示す図である。
【図１５】全体制御処理のフローチャートを示す図である。
【図１６】演算ユニット５が実行する車体速算出処理のフローチャートを示す図である。
【図１７】演算ユニット５が実行する位置座標算出処理のフローチャートを示す図である。
【図１８】ｘ−ｙ座標における進行方向βの定義を示す図である。
【図１９】路面傾斜角θと水平方向の加速度成分αmとの関係を示す図である。
【図２０】ＡＣＣユニット３２が実行するＡＣＣ制御処理のフローチャートを示す図である。
【図２１】ＡＢＳコントロールユニット３４が実行するＡＢＳ制御処理のフローチャートを示す図である。
【図２２】自動車１Ｃにおける油圧系統の具体的構成例を示す図である。
【図２３】ＡＢＳ制御における昇圧モード時の油圧系統の状態を示す図である。
【図２４】ＡＢＳ制御における保持モード時の油圧系統の状態を示す図である。
【図２５】ＡＢＳ制御における減圧モード時の油圧系統の状態を示す図である。
【図２６】ＡＢＳ制御時にブレーキ圧が増圧される場合の油圧系統の状態を示す図である。
【図２７】ＡＢＳ制御時にブレーキ圧が減圧される場合の油圧系統の状態を示す図である。
【符号の説明】
【０１３９】
１Ａ，１Ｂ，１Ｃ  自動車、２  車体、３ＦＲ，３ＦＬ，３ＲＲ，３ＲＬ  制駆動力センサ、４  前後加速度センサ、５  演算ユニット、６ＦＲ，６ＦＬ，６ＲＲ，６ＲＬ  車輪、７ＦＲ，７ＦＬ，７ＲＲ，７ＲＬ，２９  車輪速センサ、１０  ハブユニット、１１  車体側軌道部材、１２  車輪側軌道部材、１３  転動体、１４ａ〜１４ｄ  歪みセンサ、２１  エンジンコントロールユニット、２２  変速機コントロールユニット、２３  ブレーキペダル、２４  マスタシリンダ、２５  ブレーキディスク、２６  ホイールシリンダ、２７  油圧配管、２８  油圧計、３０  ヨーレートセンサ、３１  ナビゲーションユニット、３２  ＡＣＣユニット、３３  負圧コントロールアクチュエータ、３４  ＡＢＳコントロールユニット、３５  油圧アクチュエータ、１０１  主油圧配管、１０２  インレットバルブ、１０３  ＡＢＳ用流出配管、１０４  アウトレットバルブ、１０５  アキュムレータ、１０６  還流用油圧配管、１０７  モータ、１０８  ポンプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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