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JPH1035443A - 車体速および路面摩擦係数推定装置 - Google Patents

車体速および路面摩擦係数推定装置

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Publication number
JPH1035443A
JPH1035443A JP8189399A JP18939996A JPH1035443A JP H1035443 A JPH1035443 A JP H1035443A JP 8189399 A JP8189399 A JP 8189399A JP 18939996 A JP18939996 A JP 18939996A JP H1035443 A JPH1035443 A JP H1035443A
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JP
Japan
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wheel
speed
braking
friction coefficient
road surface
Prior art date
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JP8189399A
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Tomohiro Fukumura
友博 福村
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T8/00—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
    • B60T8/17—Using electrical or electronic regulation means to control braking
    • B60T8/172—Determining control parameters used in the regulation, e.g. by calculations involving measured or detected parameters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T2210/00—Detection or estimation of road or environment conditions; Detection or estimation of road shapes
    • B60T2210/10—Detection or estimation of road conditions
    • B60T2210/12—Friction
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
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    • B60T2250/04—Vehicle reference speed; Vehicle body speed

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Regulating Braking Force (AREA)
  • Control Of Driving Devices And Active Controlling Of Vehicle (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 車体速および路面摩擦係数を、車両制動中も
含めて常時、且つ、正確に、しかも、簡単に推定するた
めの装置を提案する。 【解決手段】 ４個の車輪１〜４に関して個々に求め
た、車輪速ＶＷ1 ’〜ＶＷ 4 ’および単位車輪荷重当た
りの制駆動力ＦW1〜ＦW4の組み合わせを表す４点を、車
輪速ＶＷ’と単位車輪荷重当たりの制駆動力ＦW とで表
記された２次元座標上にプロットし、上記４点を代表す
る回帰直線を求め、この回帰直線と２次元座標の車輪速
軸とが交差する点における車輪速値から車体速ＶX を推
定し、上記車輪速軸に対する上記直線の傾斜角から車両
のドライビングスティフネスｋを求めて路面摩擦係数μ
を推定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両の車体速およ
び路面摩擦係数のうち少なくとも一方を推定するための
装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】これら車体速や、路面摩擦係数の推定
は、車輪の制動ロックを防止するためにブレーキ液圧を
制御するアンチスキッド制御装置や、車輪の駆動スリッ
プ（ホイールスピン）を防止するために車輪駆動力を低
減するトラクションコントロール装置や、左右輪を個別
に制動して車両のヨーレート等の挙動を目標値に接近さ
せる車両挙動制御装置などに必要であるが、車体速や、
路面摩擦係数を推定するに当たっては従来、以下に説明
するようなものが提案されており、一部では既に実用さ
れている。
【０００３】まず車体速推定技術の第１従来例を説明す
るに、２輪駆動車のトラクションコントロール装置用と
して、従動輪が駆動スリップを生ずることはないことか
ら、当該従動輪の車輪速をトラクションコントロール時
の車体速と見做すものが知られている。
【０００４】車体速推定技術の第２従来例として、アン
チスキッド制御装置用のものであるが、一時的に特定車
輪の制動力を抜いてスリップを解消させた後に、当該車
輪の車輪速を車体速と見做すものもある。
【０００５】車体速推定技術の第３従来例として、車両
の前後加速度を検出し、その検出値を積分することによ
り、車体速を求めるものも周知である。
【０００６】次いで、従来における路面摩擦係数の推定
技術を説明するに、第１の従来技術としては特開平７−
１３２７８７号公報に記載のごとく、特定車輪を軽く制
動してその時における制動力とスリップとの関係からス
リップ率に対する路面摩擦係数の変化特性を予想し、路
面摩擦係数を推定するものである。
【０００７】従来における第２の路面摩擦係数推定技術
としては、特開平６−２８６６３０号公報に記載のごと
く、路面摩擦係数との相関関係が強い車載センサ値と、
路面摩擦係数との関係をニューラルネットワークを用い
て学習しておき、車両走行中に上記の車載センサ値から
路面摩擦係数を推定するものである。
【０００８】従来における第３の路面摩擦係数推定技術
としては、特開平７−１０１２５８号公報に記載のごと
く、差動制限式ディファレンシャルギヤ装置の差動制限
トルクから左右輪駆動トルク差を求め、これと左右駆動
輪の回転数差からスリップ率に対する路面摩擦係数の変
化特性を予想し、路面摩擦係数を推定するものである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来における
第１の車体速推定技術では、従動輪が存在しない４輪駆
動車には適用できないし、基本的に車両制動中は、全て
の車輪が制動されてどの車輪速も車体速を表すものでな
いことから、車体速を推定することができないという問
題を生ずる。
【００１０】また、従来における第２の車体速推定技術
では、制動力を抜く車輪の車輪速が必然的にハンチング
し、推定した車体速も安定せず、結果としてこの車体速
に基づくアンチスキッド制御などが不安定になると共
に、当該制御の精度が低下するのを免れない。
【００１１】更に、従来における第３の車体速推定技術
では、車両の前後加速度を検出するＧセンサのドリフト
が推定車体速の精度を低下させるし、路面傾斜によるＧ
センサ出力への影響を排除し切れないという問題を生ず
る。
【００１２】次いで、従来における第１の路面摩擦係数
推定技術を考察するに、この従来技術では、全ての車輪
が制動されている状態においてスリップ率に対する路面
摩擦係数の変化特性を予想し得ず、この状態のもとでは
路面摩擦係数を推定することができないという問題を有
する。
【００１３】また、従来における第２の路面摩擦係数推
定技術では、ニューラルネットワークを用いた学習に時
間がかかるし、加えて、ニューラルネットワーク構造の
設計が困難であるなどの問題を生ずる。
【００１４】更に、従来における第３の路面摩擦係数推
定技術では、基本的に車両制動中は路面摩擦係数を推定
することができず、応用範囲を制限されることと、車両
走行中の荷重移動が考慮されないことから、推定精度が
粗くなってしまうという問題を生ずる。
【００１５】本発明は、上記のような問題を全く生ずる
ことのない新規な、車体速および路面摩擦係数推定装置
を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】この目的のため、第１発
明による車体速および路面摩擦係数推定装置は、請求項
１に記載のごとく、複数車輪を具えた車両の車体速およ
び路面摩擦係数のうち少なくとも一方を推定するための
装置において、前記複数車輪のうち少なくとも２個の車
輪に関して個々に、車輪速、車輪荷重、車輪制駆動力を
求め、これら車輪速、車輪荷重、車輪制駆動力の関係を
もとに、車体速および路面摩擦係数のうち少なくとも一
方を推定するよう構成したことを特徴とするものであ
る。
【００１７】また、第２発明による車体速および路面摩
擦係数推定装置は、請求項２に記載のごとく、上記第１
発明において、車輪ごとに前記車輪制駆動力を前記車輪
荷重で除算することにより単位車輪荷重当たりの制駆動
力を求め、該単位車輪荷重当たりの制駆動力と、前記車
輪速との組み合わせを、前記少なくとも２個の車輪に関
して個々に求め、これら組み合わせから１本の回帰線を
同定し、この回帰線をもとに車体速および路面摩擦係数
のうち少なくとも一方を推定するよう構成したことを特
徴とするものである。
【００１８】更に、第３発明による車体速および路面摩
擦係数推定装置は、請求項３に記載のごとく、複数車輪
を具えた車両の車体速および路面摩擦係数のうち少なく
とも一方を推定するための装置において、前記複数車輪
のうち少なくとも２個の車輪に関して個々に、車輪速お
よび単位車輪荷重当たりの制駆動力を求め、車輪速と単
位車輪荷重当たりの制駆動力とで表記された２次元座標
上において、前記少なくとも２個の車輪に関する車輪速
および単位車輪荷重当たりの制駆動力を表した少なくと
も２点を代表する回帰線を同定し、該回帰線と前記２次
元座標の車輪速軸とが交差する点における車輪速値から
車体速を推定し、前記車輪速軸に対する前記直線の傾斜
角から路面摩擦係数を推定するよう構成したことを特徴
とするものである。
【００１９】第４発明による車体速および路面摩擦係数
推定装置は、請求項４に記載のごとく、上記第１発明乃
至第３発明のいずれかにおいて、前記複数車輪のスリッ
プ率を個々に求め、該スリップ率が設定範囲内にある車
輪のみを選択する構成にしたことを特徴とするものであ
る。
【００２０】第５発明による車体速および路面摩擦係数
推定装置は、請求項５に記載のごとく、上記第４発明に
おいて、前記車輪スリップ率の設定値を、車輪スリップ
率と制駆動力との関係が線形と見做せる範囲にしたこと
を特徴とするものである。
【００２１】第６発明による車体速および路面摩擦係数
推定装置は、請求項６に記載のごとく、上記第１発明乃
至第５発明のいずれかにおいて、前記車輪荷重を求める
に際し、車体の前後加速度および横加速度検出値から算
出した荷重移動量だけ初期車輪荷重を加減算して求める
よう構成したことを特徴とするものである。
【００２２】第７発明による車体速および路面摩擦係数
推定装置は、請求項７に記載のごとく、上記第１発明乃
至第５発明のいずれかにおいて、前記車輪荷重を求める
に際し、車輪のサスペンションストローク量から求めた
バネ分車輪荷重と、サスペンションストローク速度から
求めたショック分車輪荷重とを加算して求めるよう構成
したことを特徴とするものである。
【００２３】第８発明による車体速および路面摩擦係数
推定装置は、請求項８に記載のごとく、上記第１発明乃
至第７発明のいずれかにおいて、前記車輪制駆動力を求
めるに際し、車輪の制駆動トルクおよび回転角加速度か
ら車輪の回転運動方程式を用いて算出するよう構成した
ことを特徴とするものである。
【００２４】第９発明による車体速および路面摩擦係数
推定装置は、請求項９に記載のごとく、上記第８発明に
おいて、前記車輪の制駆動トルクを、エンジン出力トル
ク、および変速機の選択変速比から求めた車輪駆動トル
クと、車輪ブレーキ液圧から換算した車輪制動トルクと
の差により算出するよう構成したことを特徴とするもの
である。
【００２５】第１０発明による車体速および路面摩擦係
数推定装置は、請求項１０に記載のごとく、上記第２発
明乃至第９発明のいずれかにおいて、前記単位車輪荷重
当たりの制駆動力を求めるに当たって、車輪荷重と制駆
動力との間の非線形を補償するよう構成したことを特徴
とするものである。
【００２６】第１１発明による車体速および路面摩擦係
数推定装置は、請求項１１に記載のごとく、上記第２発
明乃至第１０発明のいずれかにおいて、前記単位車輪荷
重当たりの制駆動力を求めるに当たって、車輪スリップ
率と制駆動力との間の非線形を補償するよう構成したこ
とを特徴とするものである。
【００２７】第１２発明による車体速および路面摩擦係
数推定装置は、請求項１２に記載のごとく、上記第２発
明乃至第１１発明のいずれかにおいて、前記単位車輪荷
重当たりの制駆動力を求めるに当たって、車輪の横滑り
角の制駆動力への影響を補償するよう構成したことを特
徴とするものである。
【００２８】第１３発明による車体速および路面摩擦係
数推定装置は、請求項１３に記載のごとく、上記第１発
明乃至第１２発明のいずれかにおいて、車輪がスリップ
していない状態での車輪速である車輪移動速度と、車体
速との差を車輪速補正量として車輪ごとに求め、前記求
めた車輪速を該車輪速補正量だけ修正して得られる修正
車輪速を、車体速および路面摩擦係数の少なくとも一方
の前記推定に際し用いる車輪速として採用するよう構成
したことを特徴とするものである。
【００２９】第１４発明による車体速および路面摩擦係
数推定装置は、請求項１４に記載のごとく、上記第１発
明乃至第１３発明のいずれかにおいて、車体速および路
面摩擦係数の少なくとも一方を推定するに際し求めた前
記車輪速、および単位車輪荷重当たりの制駆動力をフィ
ルタ処理して用いるよう構成したことを特徴とするもの
である。
【００３０】第１５発明による車体速および路面摩擦係
数推定装置は、請求項１５に記載のごとく、上記第１４
発明において、前記推定した車体速を、前記フィルタ処
理による無駄時間分の遅れを考慮して修正するよう構成
したことを特徴とするものである。
【００３１】
【発明の効果】第１発明においては、複数車輪のうち少
なくとも２個の車輪に関して個々に、車輪速、車輪荷
重、車輪制駆動力を求め、これら車輪速、車輪荷重、車
輪制駆動力の関係をもとに、車体速および路面摩擦係数
のうち少なくとも一方を推定することから、２輪駆動車
であるか、４輪駆動車であるかを問わず、また制動中も
含めて常時、車体速および路面摩擦係数を推定すること
ができるし、加えて推定に当たって特定車輪を一時的に
制動したり、制動解除したりする必要がないことから、
推定結果がハンチングすることもなく、高精度な推定が
可能であり、推定結果を用いて行うトラクションコント
ロール性能や、アンチスキッド制御性能を向上させるこ
とができる。
【００３２】更に、上記の推定に当たってニューラルネ
ットワーク等のように学習に頼ることがないために、推
定に時間がかかったり、複雑なネットワークを構築する
必要が生じたりすることがなく、更に、ドリフトを生じ
るようなセンサからの検出値を用いる必要がないため
に、簡単且つ安価に、しかも正確に車体速および路面摩
擦係数を推定することができる。
【００３３】第２発明においては、車輪ごとに前記車輪
制駆動力を前記車輪荷重で除算することにより単位車輪
荷重当たりの制駆動力を求め、該単位車輪荷重当たりの
制駆動力と、前記車輪速との組み合わせを、前記少なく
とも２個の車輪に関して個々に求め、これら組み合わせ
から１本の回帰線を同定し、この回帰線をもとに車体速
および路面摩擦係数のうち少なくとも一方を推定するこ
とから、単位車輪荷重当たりの制駆動力と、前記車輪速
との組み合わせに係わる、共通な１本の回帰線が良く車
体速および路面摩擦係数を表すことによって、これらの
推定を確実なものにすることができる。
【００３４】第３発明においては、車体速および路面摩
擦係数のうち少なくとも一方を推定するに際し、先ず、
少なくとも２個の車輪に関して個々に、車輪速および単
位車輪荷重当たりの制駆動力を求める。そして、車輪速
と単位車輪荷重当たりの制駆動力とで表記された２次元
座標上において、上記少なくとも２個の車輪に関する車
輪速および単位車輪荷重当たりの制駆動力を表した少な
くとも２点を代表する回帰線を同定し、この回帰線と上
記２次元座標の車輪速軸とが交差する点における車輪速
値から車体速を推定し、上記車輪速軸に対する上記直線
の傾斜角から路面摩擦係数を推定する。
【００３５】よって、上記第１発明および第２発明によ
ると同様な作用効果を達成する装置の一層の具体化が可
能である。
【００３６】第４発明においては、車輪のスリップ率を
個々に求め、このスリップ率が設定範囲内にある車輪の
みを選択することから、大きくスリップしている車輪か
らのデータを排除しつつ、前記車体速および路面摩擦係
数の推定を行うことができ、スリップが比較的小さい範
囲である場合に成り立つ当該推定の精度を高めることが
できる。
【００３７】第５発明においては、上記第４発明におけ
る車輪スリップ率の設定範囲を、車輪スリップ率と制駆
動力との関係が線形と見做せる範囲にしたことから、ス
リップが非線形域まで達している車輪のデータを排除し
つつ、前記車体速および路面摩擦係数の推定を行うこと
ができ、車輪スリップ率と制駆動力との関係が線形と見
做せる範囲にある場合に成り立つ当該推定の精度を完全
なものにすることができる。
【００３８】第６発明においては、前記車輪荷重を、車
体の前後加速度および横加速度検出値から算出した荷重
移動量だけ初期車輪荷重を加減算して求めることから、
車両走行中においても車輪荷重を簡単、且つ、安価に、
しかも確実に求めることができる。
【００３９】第７発明においては、前記車輪荷重を、車
輪のサスペンションストローク量から求めたバネ分車輪
荷重と、サスペンションストローク速度から求めたショ
ック分車輪荷重とを加算して求めるよう構成したことか
ら、この場合も上記第６発明と同様、車両走行中におい
ても車輪荷重を簡単、且つ、安価に、しかも確実に求め
ることができる。更に、積載重量、乗車人数の違いに対
しても、車両重量を正確に求めることができる。
【００４０】第８発明においては、前記車輪制駆動力
を、車輪の制駆動トルクおよび回転角加速度から車輪の
回転運動方程式を用いて算出するため、車輪制駆動力を
直接的に検出する場合の困難、および不正確を回避する
ことができる。
【００４１】第９発明においては、上記第８発明におけ
る車輪の制駆動トルクを、エンジン出力トルクおよび変
速機の選択変速比から求めた車輪駆動トルクと、車輪ブ
レーキ液圧から換算した車輪制動トルクとの差により算
出することから、エンジン出力トルクをマップ検索等に
より簡単に求め得ること、また変速機の選択変速比も容
易に算出し得ること、車輪ブレーキ液圧も検出容易であ
ることに起因して、車輪の制駆動トルクを難なく、しか
も安価に求めることができる。
【００４２】第１０発明においては、前記単位車輪荷重
当たりの制駆動力を求めるに当たって、車輪荷重と制駆
動力との間の非線形を補償するため、当該非線形に起因
する推定誤差をなくすことができ、車体速および路面摩
擦係数の推定を高精度に行うことができる。
【００４３】第１１発明においては、前記単位車輪荷重
当たりの制駆動力を求めるに当たって、車輪スリップ率
と制駆動力との間の非線形を補償するため、当該非線形
に起因する推定誤差もなくすことができ、車体速および
路面摩擦係数の推定を更に高精度に行うことができる。
【００４４】第１２発明においては、前記単位車輪荷重
当たりの制駆動力を求めるに当たって、車輪の横滑り角
の制駆動力への影響を補償するため、当該非線形に起因
する推定誤差もなくすことができ、車体速および路面摩
擦係数の推定を更に一層高精度に行うことができる。
【００４５】第１３発明においては、車輪がスリップし
ていない状態での車輪速である車輪移動速度と、車体速
との差を車輪速補正量として車輪ごとに求め、前記求め
た車輪速を該車輪速補正量だけ修正して得られる修正車
輪速を、車体速および路面摩擦係数の少なくとも一方の
前記推定に際し用いる車輪速として採用することから、
上記の推定に際して用いる車輪速が車輪間における車輪
速差をも考慮したものとなり、車体速および路面摩擦係
数の推定を高精度に行うことができる。
【００４６】第１４発明においては、車体速および路面
摩擦係数の少なくとも一方を推定するに際し求めた前記
車輪速、および単位車輪荷重当たりの制駆動力をフィル
タ処理して用いることから、当該フィルタ処理により、
ノイズに起因した推定誤差をなくすことができ、車体速
および路面摩擦係数の推定を高精度に行うことができ
る。
【００４７】第１５発明においては、上記第１４発明に
おけるフィルタ処理による無駄時間分の遅れを考慮して
前記推定した車体速を修正することから、第１２発明に
おけるフィルタ処理によっても、推定車体速が、フィル
タ処理の無駄時間分の遅れをもったものではなくなり、
車体速の推定を高精度に行うことができる。
【００４８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づき詳細に説明する。図１は、左右前輪１，２およ
び左右後輪３，４を有する車両のブレーキ液圧制御系を
示し、５はエンジン、６は自動変速機、７は差動制限を
行わないディファレンシャルギヤ装置である。自動変速
機６はエンジン５からの動力をディファレンシャルギヤ
装置７を経て左右後輪３，４に伝達するものとする。
【００４９】各車輪１〜４はそれぞれホイールシリンダ
８〜１１を具え、ブレーキペダル１２の踏力に応じたマ
スターシリンダ１３からの液圧を液圧制御アクチュエー
タ１４による制御下で、無調整に若しくは調整して対応
するホイールシリンダ８〜１１へ供給することで各車輪
１〜４を制動するものとする。
【００５０】エンジン５の運転は、エンジン回転センサ
１５が検出したエンジン回転数Ｎe、およびスロットル
開度センサ１６が検出したエンジンスロットル開度ＴＶ
Ｏ等に応じてエンジンコントローラ１７が制御するもの
とし、自動変速機６の変速を初めとする制御は、変速機
コントローラ１８が図示せざる各種の入力情報をもとに
これを行うものとする。
【００５１】各車輪のホイールシリンダ８〜１１に向か
うブレーキ液圧Ｐ1 〜Ｐ4 を決定する液圧制御アクチュ
エータ１４の制御は、コントローラ１９によりこれを行
い、該コントローラはその他に、後述のアンチスキッド
制御用に車体速ＶX(now)および路面摩擦係数μを推定す
る用もなすものとする。
【００５２】これがため、車体速・路面摩擦係数推定ユ
ニット兼ブレーキコントローラ１９には、各車輪のホイ
ールシリンダ８〜１１に向かうブレーキ液圧Ｐ1 〜Ｐ4
を検出する液圧センサ２１〜２３からの信号、および各
車輪１〜４の車輪速ＶＷ1 〜ＶＷ4 を検出する車輪速セ
ンサ２４〜２７からの信号を入力するほか、エンジンコ
ントローラ１７からエンジン回転数Ｎe およびスロット
ル開度ＴＶＯを、また変速機コントローラ１８から選択
ギヤ位置ｇに関する信号をそれぞれ取り込むものとす
る。
【００５３】車体速・路面摩擦係数推定兼ブレーキコン
トローラ１９には更に、車体重心点に取付けた横加速度
センサ２８、前後加速度センサ２９、およびヨーレート
センサ３０からの横加速度検出値ＹG 、前後加速度検出
値ＸG 、およびヨーレート検出値（ｄ／ｄｔ）φを入力
すると共に、ステアリングホイール操舵角θを検出する
操舵角センサ３１からの信号、および各車輪１〜４のサ
スペンションストロークＬ1 〜Ｌ4 を検出するサスペン
ションストロークセンサ群３２からの信号を入力する。
【００５４】コントローラ１９は、これら入力情報をも
とに図２の制御プログラムを実行して車体速ＶX(now)を
推定すると共に路面摩擦係数μを推定し、推定結果に基
づいて図示せざる制御プログラムを実行することによ
り、後述のアンチスキッド制御を行うものとする。
【００５５】ここで、図２の制御プログラムを説明する
に先立ち、車体速ＶX(now)の推定および路面摩擦係数μ
の推定を行うに当たって応用した原理を先ず説明する。
車輪スリップ率Ｓに対する路面摩擦係数μ（換言すれ
ば、車輪の制駆動力）の変化特性は、高摩擦路面では例
えば図３（ａ）に実線で示すようになり、低摩擦路面で
は１点鎖線で示すようになることが知られており、いず
れの場合も、路面摩擦係数の最高値μmax は異なるが、
ほぼ同じような傾向を持った特性を呈する。上記の関係
は、車輪スリップ率Ｓが図３（ａ）に示すように加速時
におけるＳ≦Ｓ0 の領域だけでなく、制動時におけるＳ
≧−Ｓ0 の領域においても、同様に成立することは周知
の事実である。
【００５６】そして、車輪スリップ率Ｓに対する路面摩
擦係数μの変化特性がほぼ線形と見做せる車輪スリップ
率Ｓ0 以下の領域においては、車輪速と単位車輪荷重当
たりの制駆動力とで表記される図３（ｂ）の２次元座標
上に各車輪１〜４の車輪速ＶＷ1 〜ＶＷ4 と、単位車輪
荷重当たりの制駆動力Ｆ1 〜Ｆ4 との組み合わせを車輪
ごとにプロットすると、該プロットにより発生した４点
はほぼ図３（ｂ）に実線で示すように同じ直線上に位置
する。
【００５７】そして、当該直線と上記２次元座標の車輪
速（ＶＷ）軸とが交差する点における車輪速値が車体速
ＶX そのものであり、また車輪速（ＶＷ）軸に対する上
記直線の勾配が、図３（ａ）の横軸（車輪スリップ率
Ｓ）に対する路面摩擦係数μの立ち上がり勾配に対応し
た車両のドライビングスティフネスｋである。
【００５８】ここで、図３（ａ）の実線および１点鎖線
の比較から明らかなように、ドライビングスティフネス
ｋと、路面摩擦係数の最高値μmax との間には、例えば
図４に例示するような関係が成立し、そして最高摩擦係
数μmax が路面の絶対的な滑り難さ（本明細書では、こ
の絶対的な滑り難さも一般的な呼称であることから、路
面摩擦係数μと称する）を表すことから、図３（ｂ）の
車輪速（ＶＷ）軸に対する上記直線の勾配（ドライビン
グスティフネスｋ）から、路面の絶対的な滑り難さであ
る路面摩擦係数μを推定することができる。
【００５９】よって本実施の形態においては、大きくス
リップしておらず、前記線形領域にある車輪に関して、
各車輪１〜４の車輪速ＶＷ1 〜ＶＷ4 および単位車輪荷
重当たりの制駆動力Ｆ1 〜Ｆ4 を求めると共に、これら
車輪速ＶＷ1 〜ＶＷ4 および単位車輪荷重当たりの制駆
動力Ｆ1 〜Ｆ4 の組み合わせを表す車輪ごとの点を、図
３（ｂ）のごとき２次元座標上に表記し、これらの点を
代表する直線を求めて上記の要領で車体速ＶX および路
面摩擦係数μを推定することを基本原理とする。
【００６０】以下、車体速ＶX および路面摩擦係数μを
推定する図２のプログラムを説明するに、このプログラ
ムは、エンジン５の始動時に開始され、先ずステップＩ
において初期設定がなされ、以後はステップＡ〜Ｆが繰
り返し実行されるものとする。
【００６１】（ステップＡ）このステップは、各車輪１
〜４の車輪速を、以下の処理１〜２により算出する車輪
速算出処理である。
【００６２】１．車輪速検出値の読み込み 車輪１〜４にそれぞれ設けられた車輪速センサ２４〜２
７からの車輪速検出値ＶＷ1 〜ＶＷ4 を読み込む。
【００６３】２．車輪速検出値のフィルタ処理 上記の読み込んだ車輪速値ＶＷ1 〜ＶＷ4 に、一次遅れ
のフィルタをかけるフィルタ処理によりノイズを除去
し、 ＶＷfi＝〔１／（１＋ＴW ・Ｓ）〕ＶＷi ‥‥（１） 但し、ｉ ：１〜４ ＴW ：一次遅れの時定数 Ｓ ：ラプラス演算子 で表される車輪速フィルタ値ＶＷf1〜ＶＷf4を算出す
る。
【００６４】（ステップＢ）このステップは、各車輪１
〜４の車輪荷重Ｗ1 〜Ｗ4 を、以下の処理１〜４により
算出する車輪荷重算出処理である。
【００６５】１．横加速度および前後加速度検出値の読
み込み センサ２８，２９からの横加速度検出値ＹG および前後
加速度検出値ＸG をそれぞれ読み込む。
【００６６】２．横加速度および前後加速度検出値のフ
ィルタ処理 上記の読み込んだ横加速度検出値ＹG および前後加速度
検出値ＸG に対して、サスペンションストロークによる
荷重移動遅れを考慮した一次遅れのフィルタをかけるフ
ィルタ処理により、 ＹGf＝〔１／（１＋ＴY ・Ｓ）〕ＹG ‥‥（２） 但し、ＴY ：一次遅れの時定数 Ｓ ：ラプラス演算子 ＸGf＝〔１／（１＋ＴX ・Ｓ）〕ＸG ‥‥（３） 但し、ＴX ：一次遅れの時定数 Ｓ ：ラプラス演算子 で表される横加速度フィルタ値ＹGfおよび前後加速度フ
ィルタ値ＸGfを求める。
【００６７】３．荷重移動量の算出 上記の横加速度フィルタ値ＹGfおよび前後加速度フィル
タ値ＸGfから、各車輪１〜４の荷重変化量ΔＷ1 〜ΔＷ
4 をそれぞれ次式により求める。 ΔＷ1 ＝ＫX ＸGf−ＫYFＹGf ‥‥（４） ΔＷ2 ＝ＫX ＸGf＋ＫYFＹGf ‥‥（５） ΔＷ3 ＝−ＫX ＸGf−ＫYRＹGf ‥‥（６） ΔＷ4 ＝−ＫX ＸGf＋ＫYRＹGf ‥‥（７） 但し、ＫX ，ＫYF，ＫYRは、ホイールベース、重心高、
トレッド、ロール剛性配分によって決まる定数
【００６８】４．各車輪荷重の算出 各車輪１〜４の車輪荷重Ｗ1 〜Ｗ4 を、それぞれの予め
メモリしておいた初期荷重Ｗ01〜Ｗ04と、上記荷重変化
量ΔＷ1 〜ΔＷ4 とを用いて、次式の演算により算出す
る。 Ｗi ＝Ｗ0i＋ΔＷi ‥‥（８） 但し、ｉ ：１〜４
【００６９】（ステップＣ）このステップは、各車輪１
〜４の制駆動力を、以下の処理１〜１２により算出する
制駆動力算出処理である。
【００７０】１．車輪速検出値の読み込み 車輪１〜４にそれぞれ設けられた車輪速センサ２４〜２
７からの車輪速検出値ＶＷ1 〜ＶＷ4 を読み込む。
【００７１】２．各車輪の回転角速度および回転角加速
度の算出 上記の車輪速値ＶＷ1 〜ＶＷ4 から、車輪回転半径Ｒを
用いて次式により、各車輪１〜４の回転角速度ω1 〜ω
4 、および回転角加速度（ｄ／ｄｔ）ω1 〜（ｄ／ｄ
ｔ）ω4 を算出する。 ωi ＝ＶＷi ／Ｒ ‥‥（９） （ｄ／ｄｔ）ωi ＝Ｓ・ωi ‥‥（１０） 但し、ｉ：１〜４ Ｓ：ラプラス演算子
【００７２】３．エンジン回転数およびスロットル開度
の読み込み センサ１５で検出したエンジン回転数Ｎe およびセンサ
１６で検出したエンジンスロットル開度ＴＶＯを読み込
む。
【００７３】４．エンジン出力トルクの算出 上記のエンジン回転数Ｎe およびスロットル開度ＴＶＯ
から、図５に例示するエンジン運転特性に対応したマッ
プをもとに、エンジン出力トルクＴe を求める。
【００７４】５．自動変速機の変速比を算出 変速機コントローラ１８から自動変速機の選択ギヤ位置
ｇに関する信号を読み込み、これから変速比λを算出す
る。
【００７５】６．車輪駆動トルクの算出 上記エンジン出力トルクＴe と変速比λとの乗算によ
り、駆動輪（後輪３，４）に向かう車輪駆動トルクＴD
＝Ｔe ・λを算出する。
【００７６】７．車輪毎の駆動トルク算出 上記の車輪駆動トルクＴD はディファレンシャルギヤ装
置７を経て左右後輪３，４に向かうが、ディファレンシ
ャルギヤ装置７が前記したように差動制限式のものでな
いことから、車輪駆動トルクＴD は左右後輪３，４に２
等分され、左右後輪３，４の駆動トルクＴD3，ＴD4はそ
れぞれ、ＴD3＝ＴD4＝ＴD ／２で表される。他方、左右
前輪１，２は駆動力を伝達されない従動輪であること
ら、これら左右前輪１，２の駆動力ＴD1，ＴD2はそれぞ
れ、ＴD1＝ＴD2＝０で表される。
【００７７】８．ブレーキ液圧の読み込み 各車輪１〜４のブレーキ液圧系に設置された液圧センサ
２０〜２３から、車輪１〜４のホイールシリンダ８〜１
１に向かうブレーキ液圧の検出値Ｐ1 〜Ｐ4 をそれぞれ
読み込む。
【００７８】９．各車輪の制動トルクを算出 上記のブレーキ液圧検出値Ｐ1 〜Ｐ4 にそれぞれ、対応
車輪１〜４に係わるブレーキ装置の設計諸元で決まる定
数ＫB1〜ＫB4を掛ける次式により、各車輪１〜４の制動
トルクＴB1〜ＴB4を算出する。 ＴBi＝ＫBi・Ｐi ‥‥（１１） 但し、ｉ ：１〜４ ＫBi：車輪１〜４ごとにブレーキパッド材質、パッド面
積、ロータ径などで決まる定数
【００７９】１０．各車輪の制駆動トルクを算出 車輪１〜４ごとに、駆動トルクＴD1〜ＴD4から制動トル
クＴB1〜ＴB4を差し引く次式により、車輪１〜４の制駆
動トルクＴ1 〜Ｔ4 を算出する。 Ｔi ＝ＴDi−ＴBi ‥‥（１２） 但し、ｉ ：１〜４
【００８０】１１．各車輪の制駆動力を算出 上記の車輪制駆動トルクＴ1 〜Ｔ4 と、前記した車輪回
転角加速度（ｄ／ｄｔ）ω1 〜（ｄ／ｄｔ）ω4 とか
ら、車輪の回転運動方程式を用いて、車輪１〜４の制駆
動力Ｆ1 〜Ｆ4 をそれぞれ、次式により算出する。 Ｆi ＝〔Ｔi −Ｉ・（ｄ／ｄｔ）ωi 〕／Ｒ ‥‥（１３） 但し、ｉ ：１〜４ Ｉ ：車輪の回転イナーシャ Ｒ ：車輪回転半径
【００８１】１２．車輪制駆動力のフィルタ処理 上記車輪１〜４の制駆動力Ｆ1 〜Ｆ4 に、前記Ａ−２で
用いたと同程度の一次遅れのフィルタをかけるフィルタ
処理によりノイズを除去し、 Ｆfi＝〔１／（１＋ＴF ・Ｓ）〕Ｆi ‥‥（１４） 但し、ｉ ：１〜４ ＴF ：一次遅れの時定数 Ｓ ：ラプラス演算子 で表される車輪制駆動力フィルタ値Ｆf1〜Ｆf4を算出す
る。
【００８２】（ステップＤ）このステップは、各車輪１
〜４ごとに単位車輪荷重当たりの制駆動力を、以下の処
理１〜３により算出する単位車輪荷重制駆動力算出処理
である。
【００８３】１．車輪荷重による非線形分の補償係数を
検索 車輪荷重Ｗに対する実際の車輪制駆動力Ｆの発生状況
は、単純増加であるが、厳密には図６に実線で例示する
ように比例関係にならない。従って車輪制駆動力は、同
図に破線で示すような完全線形と仮定した場合の車輪制
駆動力特性との差を非線形分として補償する必要があ
る。そのために車輪荷重による非線形分の補償係数ｆW
を図７に示すように予めメモリしておき、これに対応す
るマップを基に、車輪１〜４ごとに車輪荷重Ｗ1 〜Ｗ4
から非線形分の補償係数ｆW1〜ｆW4を検索する。
【００８４】２．車輪スリップ率による非線形分の補償
係数を検索 他方で、車輪スリップ率Ｓに応じた車輪制駆動力Ｆの発
生状況も、図８に実線で例示するように、単純増加であ
るが、厳密には比例関係にならない。従って車輪制駆動
力は、同図に破線で示すような完全線形と仮定した場合
の車輪制駆動力特性との差を非線形分として補償する必
要がある。そのために車輪スリップ率Ｓによる非線形分
の補償係数ｆS を図９に示すように予めメモリしてお
き、これに対応するマップを基に、車輪１〜４ごとに車
輪スリップ率Ｓから非線形分の補償係数ｆS1〜ｆS4を検
索する。但し車輪スリップ率Ｓは、当該ステップＤより
も後のステップＦで後述のごとくに算出することから、
スリップ率Ｓの今回値は未だ未定であるため、前回の演
算サイクルで求めた車輪スリップ率Ｓi （ｎ−１）から
非線形分の補償係数ｆSiを検索することとする。
【００８５】３．単位車輪荷重制駆動力の算出 上記両補償係数ｆW1〜ｆW4およびｆS1〜ｆS4と、Ｂ−４
で求めた車輪荷重Ｗ1〜Ｗ4 と、車輪制駆動力フィルタ
値Ｆf1〜Ｆf4とを用いて、以下の演算により車輪１〜４
ごとに単位車輪荷重当たりの制駆動力ＦW1〜ＦW4を算出
する。 ＦWi＝Ｆfi／（Ｗi ・ｆWi・ｆSi） ‥‥（１５） 但し、ｉ ：１〜４
【００８６】（ステップＥ）このステップは、車体速お
よび路面摩擦係数を、以下の処理１〜７により推定する
車体速および路面摩擦係数推定処理である。
【００８７】１．車輪速フィルタ値の読み込み 前記したようにＡ−２で算出して求めた車輪速フィルタ
値ＶＷf1〜ＶＷf4を読み込む。
【００８８】２．操舵角およびヨーレート検出値の読み
込み 図１に示すように設けたセンサ３０および３１からのヨ
ーレート検出値（ｄ／ｄｔ）φおよびステアリングホイ
ール操舵角θをそれぞれ読み込む。
【００８９】３．車輪移動速度の補正量の算出 旋回走行中に発生するものであるが、車輪スリップが０
の時の車輪速、つまり車輪移動速度の車輪間における差
を補正するために、上記ヨーレート検出値（ｄ／ｄｔ）
φおよびステアリングホイール操舵角θと、前記Ｂ−１
で読み込んだ横加速度検出値ＹG とから、車両のホイー
ルベース、トレッド、重心位置などで決まる車輪１〜４
ごとの関数ｆV1〜ｆV4を用いて、各車輪１〜４に関する
車輪移動速度の補正量ΔＶＩ1 〜ΔＶＩ4 を算出する。
【００９０】４．修正車輪速の算出 これら車輪移動速度の補正量ΔＶＩ1 〜ΔＶＩ4 だけ、
上記Ｅ−１で読み込んだ車輪速フィルタ値ＶＷf1〜ＶＷ
f4を、次式により修正して修正車輪速ＶＷ1 ’〜Ｖ
Ｗ4 ’を求める。 ＶＷi ’＝ＶＷfi−ΔＶＩi ‥‥（１６） 但し、ｉ ：１〜４
【００９１】５．車輪選択フラグの読み込み 後述のステップＦで決定した車輪１〜４ごとの車輪選択
フラグＦＬＡＧ1 〜ＦＬＡＧ4 を読み込む。但し、今の
演算サイクルにおける車輪選択フラグＦＬＡＧ1 〜ＦＬ
ＡＧ4 は、ステップＦの処理が未だであるため未定であ
り、従って、ここでは前の演算サイクルにおける車輪選
択フラグを使用することとする。
【００９２】６．車体速および路面摩擦係数の推定 車輪選択フラグＦＬＡＧ1 〜ＦＬＡＧ4 を個々にチェッ
クし、車輪選択フラグＦＬＡＧ1 〜ＦＬＡＧ4 が１にさ
れている選択された車輪に関して、修正車輪速ＶＷi ’
と、単位車輪荷重当たりの制駆動力ＦWiとの組み合わせ
により表される点を、図１０に示すごとく横軸に車輪速
を、また縦軸に単位車輪荷重制駆動力を目盛った２次元
座標上にプロットする。そして、当該２次元座標上で上
記の点を代表するような１本の回帰線を求める。なお図
１０では、回帰線を直線としたが、必ずしも直線である
必要はなく、要は、上記の２次元座標上におけるプロッ
ト点を代表するような線であればよい。
【００９３】図３につき前述したように、かかる１本の
回帰直線と車輪速を目盛った横軸との交点における車輪
速値が車体速ＶX を表し、また該横軸に対する回帰直線
の傾斜角が、図４につき前述した通りに路面摩擦係数μ
を推定可能な車両のドライビングスティフネスｋを表す
ことから、これらを基に車体速ＶX および路面摩擦係数
μを推定する。
【００９４】ここで、上記の車体速ＶX およびドライビ
ングスティフネスｋを求める同定方法として周知の最小
２乗法を用いると、車体速ＶX およびドライビングステ
ィフネスｋはそれぞれ次式によって表現される。 ｋ＝〔ｎΣ（ＶＷi ’×ＦWi）−ΣＶＷi ’×ΣＦWi〕／ 〔ｎΣ（ＶＷi ’）2 −（ΣＶＷi ’）2 〕 ‥‥（１７） ＶX ＝〔ΣＶＷi ’・Σ（ＶＷi ’×ＦWi）−Σ（ＶＷi ’）2 ・ΣＦWi〕 ／〔ｎΣ（ＶＷi ’×ＦWi）−ΣＶＷi ’×ΣＦWi〕‥‥（１８） 但し、ｉ ：１〜４
【００９５】７．車体速の推定遅れ補正 ところで、上式で算出したドライビングスティフネスｋ
および車体速ＶX はそれぞれ、車輪速検出値および制駆
動力算出値に対する前記したフィルタ処理のために、無
駄時間による遅れを持ったものであり、現在の値とは若
干のずれを生ずる。よって、ドライビングスティフネス
ｋに関しては急変するものでないことから、無駄時間に
よる遅れがあっても実用上差し支えないとして上記の演
算値をそのまま使用することにするが、車体速ＶX に関
しては上記の演算値を以下のように補正して用いる。
【００９６】つまり、上記（１８）式により求めた車体
速ＶX は図１１に示すごとく、前記のフィルタ処理のた
めに無駄時間による遅れｔd を持ったものとなり、当該
ｔd時間前の値ＶX(n)であって、正確に現在の車体速Ｖ
X(now)を表していない。かかる現在の車体速ＶX(now)を
求めるに当たっては、図１１に破線で示すように車体速
変化速度（ｄ／ｄｔ）ＶX(n)が不変であると見做して、
次式により車体速ＶX(now)および車体速変化速度（ｄ／
ｄｔ）ＶX(n)をそれぞれ算出することにする。 ＶX(now)＝ＶX(n)＋ｔd ・（ｄ／ｄｔ）ＶX(n) ‥‥（１９） （ｄ／ｄｔ）ＶX(n)＝〔（ＶX(n)−ＶX(n-1)）〕／ｔS ‥‥（２０） 但し、ｔS ：サンプリング周期
【００９７】（ステップＦ）このステップは、上記車体
速および路面摩擦係数の推定に当たって、推定誤差を生
ずるような車輪の車輪速データや、単位車輪荷重制駆動
力データを、以下の処理１〜３により排除するための車
輪選択処理である。
【００９８】１．車輪移動速度の算出 前記Ｅ−７で求めた車体速ＶX と、Ｅ−７で求めた各車
輪１〜４に関する車輪移動速度の補正量ΔＶＩ1 〜ΔＶ
Ｉ4 から、次式により各車輪１〜４の移動速度ＶＩ1 〜
ＶＩ4 を算出する。 ＶＩi ＝ＶX ＋ΔＶＩi ‥‥（２１） 但し、 ｉ：１〜４
【００９９】２．車輪スリップ率算出 前記Ａ−１で求めた各車輪１〜４の車輪速ＶＷ1 〜ＶＷ
4 と、上記車輪移動速度ＶＩ1 〜ＶＩ4 とから、各車輪
１〜４のスリップ率Ｓ1 〜Ｓ4 を次式により算出する。 Ｓi ＝〔（ＶＷi −ＶＩi ）／ＶＩi 〕×１００％ ‥‥（２２） 但し、 ｉ：１〜４
【０１００】３．車輪選択フラグの設定 前記した車体速および路面摩擦係数の推定は、図３につ
き前記したように、車輪スリップ率Ｓに対する路面摩擦
係数μ（車輪制駆動力）の変化特性がほぼ線形と見做せ
る車輪スリップ率Ｓ0 以下の線形領域にある車輪からの
データに基づくものである場合において、当該推定を正
確に行うことができることから、以下の処理１〜３によ
り車輪スリップ率絶対値｜Ｓ｜が設定値Ｓ0 を越えた車
輪のデータを排除するよう、各車輪１〜４の車輪選択フ
ラグＦＬＡＧ1 〜ＦＬＡＧ4 をして、対応車輪のスリッ
プ率絶対値｜Ｓ｜がＳ0 以下であれば１にセットする
が、対応車輪のスリップ率絶対値｜Ｓ｜がＳ0 を越えて
いれば０にする。これら車輪選択フラグＦＬＡＧ1 〜Ｆ
ＬＡＧ4 は、Ｅ−５で前記したようにチェックされ、車
輪選択フラグが１である車輪からのデータに基づき車体
速および路面摩擦係数の推定がなされ、車輪選択フラグ
が０の車輪からのデータはこれを採用しない用をなす。
【０１０１】以上の通り本実施の形態において図１のコ
ントローラ１９は、車輪選択フラグＦＬＡＧ1 〜ＦＬＡ
Ｇ4 のチェックにより、大きくスリップしていない車輪
を選択し、選択された複数の車輪に関して個々に求め
た、車輪速ＶＷi ’および単位車輪荷重当たりの制駆動
力ＦWiの組み合わせを表す複数の点を、図１０に示すよ
うに車輪速ＶＷ’と単位車輪荷重当たりの制駆動力ＦW
とで表記された２次元座標上にプロットする。そして、
上記複数の点を代表する回帰直線を図１０に示すように
求め、この回帰直線と上記２次元座標の車輪速軸とが交
差する点における車輪速値から車体速ＶX を推定し、上
記車輪速軸に対する上記直線の傾斜角から車両のドライ
ビングスティフネスｋを求め、このドライビングスティ
フネスｋから図４に対応するマップをもとに路面摩擦係
数μを推定する。
【０１０２】コントローラ１９は更に、これら推定した
車体速ＶX および路面摩擦係数μを基に周知のアンチス
キッド制御により液圧制御アクチュエータ１４へ、各車
輪１〜４のブレーキ液圧目標値を指令し、アクチュエー
タ１４は対応するホイールシリンダ８〜１１へのブレー
キ液圧Ｐ1 〜Ｐ4 をそれぞれ、上記の目標値に持ち来し
て車輪の制動ロックを、最大制動効率が達成される態様
で防止するアンチスキッド制御を遂行するものとする。
【０１０３】ところで、前記した本実施の形態になる車
体速ＶX および路面摩擦係数μの推定方式によれば、２
輪駆動車であるか、４輪駆動車であるかを問わず、車体
速Ｖ X および路面摩擦係数μを推定することができる
し、また制動中も含めて常時、車体速ＶX および路面摩
擦係数μを推定することができる。加えて当該推定に当
たって特定車輪を一時的に制動したり、制動解除したり
する必要がないことから、推定結果がハンチングするこ
ともなく、高精度な推定が可能であり、推定結果を用い
て行う上記アンチスキッド制御の性能を向上させること
ができる。
【０１０４】更に、上記の推定に当たってニューラルネ
ットワークを用いた学習に頼ることがないために、推定
に時間がかかったり、複雑なネットワークを構築する必
要が生じたりすることがなく、更に、ドリフトを生じる
ようなセンサからの検出値を用いる必要がないために、
簡単且つ安価に、しかも正確に車体速ＶX および路面摩
擦係数μを推定することができる。
【０１０５】そして、車輪のスリップ率絶対値｜Ｓ｜が
設定値Ｓ0 を越えている車輪、つまり大きくスリップし
ている車輪からの車輪速ＶＷ’および単位車輪荷重当た
りの制駆動力ＦW は、上記の推定に当たって使用しない
こととしたから、車輪スリップ量が比較的小さい範囲で
成り立つ上記車体速ＶX および路面摩擦係数μの推定を
高い精度で行うことができる。しかも上記の設定値Ｓ0
を図３のように、車輪スリップ率Ｓと車輪摩擦力（車輪
制駆動力ＦW ）との関係が線形と見做せる線形領域の車
輪スリップ率上限値と同じ値にしたことから、非線形域
においてスリップしている車輪からのデータＶＷ’およ
びＦW を排除しつつ、前記の推定を行うこととなって、
当該推定の精度を完全なものにすることができる。
【０１０６】なお、単位車輪荷重当たりの制駆動力ＦW
を求めるに当たって必要な車輪制駆動力Ｆi を、前記Ｃ
−１２におけるように車輪の制駆動トルクＴi および回
転角加速度（ｄ／ｄｔ）ωから車輪の回転運動方程式を
用いて算出するため、車輪制駆動力を直接的に検出する
場合の困難、および不正確を回避することができる。
【０１０７】また、上記車輪の制駆動トルクＴi をステ
ップＣにおけるごくに、エンジン出力トルクＴe および
変速機の変速比λから求めた車輪駆動トルクＴDiと、車
輪ブレーキ液圧Ｐi から換算した車輪制動トルクＴBiと
の差により算出することから、エンジン出力トルクＴe
を図５に示すようなマップの検索等により簡単に求め得
ること、また変速機の変速比λも容易に算出し得るこ
と、更に車輪ブレーキ液圧Ｐi も検出容易であることに
起因して、車輪の制駆動トルクＴi を難なく、しかも安
価に求めることができる。
【０１０８】更に、単位車輪荷重当たりの制駆動力ＦW
を求めるに当たって、Ｄ−１のごとく車輪荷重と制駆動
力との間の非線形を補償した図６に破線で示す仮想的な
単位車輪荷重当たりの制駆動力とするため、当該非線形
に起因する推定誤差をなくすことができ、車体速および
路面摩擦係数の推定を高精度に行うことができる。
【０１０９】更に加えて、単位車輪荷重当たりの制駆動
力ＦW を求めるに当たって、車輪スリップ率と制駆動力
との間の非線形を補償した図８に破線で示す仮想的な単
位車輪荷重当たりの制駆動力とするため、当該非線形に
起因する推定誤差もなくすことができ、車体速および路
面摩擦係数の推定を更に高精度に行うことができる。
【０１１０】そして、Ａ−２のように車輪速検出値、ま
たＣ−１２のように車輪制駆動力Ｆ i を、ノイズ除去の
ためにフィルタ処理して用いることから、当該ノイズに
起因した推定誤差をなくすことができ、車体速および路
面摩擦係数の推定を高精度に行うことができる。
【０１１１】また、かかるフィルタ処理による無駄時間
分の遅れを考慮して推定車体速ＶXを修正し、現在の車
体速ＶX(now)とするから、上記のフィルタ処理によって
も、推定車体速が、フィルタ処理の無駄時間分の遅れを
もったものではなくなり、車体速の推定を高精度に行う
ことができる。
【０１１２】前記した実施の形態においては、ステップ
Ｂにおける車輪荷重Ｗi の演算に際し、車両の前後加速
度ＸG および横加速度ＹG から各車輪１〜４に対する荷
重移動量ΔＷi を求め、各車輪１〜４の初期荷重Ｗ0iに
当該荷重移動量ΔＷi を加減算して車輪荷重Ｗi を算出
することとしたが、この代わりに以下の処理１〜４によ
っても車輪荷重Ｗi は算出することができる。
【０１１３】（ステップＢの他の実施形態） １．サスペンションストローク量・ストローク速度算出 図１に示すストロークセンサ群３２で検出した各車輪１
〜４のサスペンションストローク量Ｌ1 〜Ｌ4 を読み込
み、更に、これら検出値Ｌ1 〜Ｌ4 を基にサスペンショ
ンストローク速度（ｄ／ｄｔ）Ｌ1 〜（ｄ／ｄｔ）Ｌ4
を次式により算出する。 （ｄ／ｄｔ）Ｌi ＝（Ｌi(n)−Ｌi(n-1)）／ｔS ‥‥（２３） 但し、Ｌi(n) ：今回のサスペンションストローク量検
出値 Ｌi(n-1)：前回のサスペンションストローク量検出値 ｔS ：演算サイクル ｉ：１〜４
【０１１４】２．バネ分車輪荷重算出 各車輪１〜４のサスペンションストローク量Ｌ1 〜Ｌ4
から、図１２に例示するバネ分車輪荷重ＷL 特性を基
に、各車輪１〜４のバネ分車輪荷重ＷL1〜ＷL4を検索し
て求める。
【０１１５】３．バネ分車輪荷重算出 各車輪１〜４のサスペンションストローク速度（ｄ／ｄ
ｔ）Ｌ1 〜（ｄ／ｄｔ）Ｌ4 をから、図１３に例示する
ショック分車輪荷重ＷS 特性を基に、各車輪１〜４のシ
ョック分車輪荷重ＷS1〜ＷS4を検索して求める。
【０１１６】４．車輪荷重の算出 上記バネ分車輪荷重ＷL1〜ＷL4およびショック分車輪荷
重ＷS1〜ＷS4の加算により各車輪１〜４の荷重Ｗ1 〜Ｗ
4 を求める。
【０１１７】かかる実施の形態のごとくに、バネ分車輪
荷重ＷL1〜ＷL4およびショック分車輪荷重ＷS1〜ＷS4か
ら車輪荷重Ｗ1 〜Ｗ4 を求める場合も、前記実施の形態
による場合と同じく、車両走行中においても車輪荷重を
簡単、且つ、安価に、しかも確実に求めることができ
る。
【０１１８】前記実施の形態においては、ステップＤに
おける単位車輪荷重当たりの制駆動力の算出に当たっ
て、Ｄ−１，Ｄ−２のように車輪荷重による非線形分の
補償と、車輪スリップ率による非線形分の補償を行うの
みであったが、図１４（ａ）に示すように、車輪スリッ
プ率Ｓに対する路面摩擦係数μ（車輪制駆動力）の変化
特性は車輪横滑り角βによっても異なり、車輪横滑り角
βの増大につれて路面摩擦係数μ（制駆動力）は小さく
なる。これをも補償するために、他の実施形態において
は、ステップＤを以下の如くに変更する。
【０１１９】（ステップＤの他の実施形態） １．車輪荷重による非線形分の補償係数を検索（前記の
実施形態に同じ） ２．スリップ率による非線形分の補償係数を検索（前記
の実施形態に同じ） 2.5 車輪横滑り角による車輪制駆動力への影響分の補償
係数を検索 予め装着タイヤの特性から、車輪横滑り角βによる車輪
制駆動力への影響分を補償するための横滑り角補償係数
ｆB を図１４（ｂ）に例示するように、車輪横滑り角β
の関数として定めておく。そして、車体速ＶX （今回は
未だ求まっていないから前回値を使用する）と、横加速
度ＹG と、ヨーレート（ｄ／ｄｔ）φと、操舵角θとか
ら求めた各車輪１〜４の横滑り角β1 〜β4 より、図１
４（ｂ）に対応するマップを基に、各車輪１〜４の横滑
り角β1 〜β4 に対応した横滑り角補償係数ｆB1〜ｆB4
を検索して求める。 ３．単位車輪荷重制駆動力の算出 上記３種の補償係数ｆW1〜ｆW4、ｆS1〜ｆS4、およびｆ
B1〜ｆB4と、Ｂ−４で求めた車輪荷重Ｗ1 〜Ｗ4 と、車
輪制駆動力フィルタ値Ｆf1〜Ｆf4とを用いて、以下の演
算により車輪１〜４ごとに単位車輪荷重当たりの制駆動
力ＦW1〜ＦW4を算出する。 ＦWi＝Ｆfi／（Ｗi ・ｆWi・ｆSi・ｆBi） ‥‥（２４） 但し、ｉ ：１〜４
【０１２０】本実施の形態においては、単位車輪荷重当
たりの制駆動力ＦW1〜ＦW4を求めるに当たって、車輪の
横滑り角βによる車輪制駆動力への影響分をも補償した
単位車輪荷重当たりの制駆動力にすることとなり、当該
影響分に起因する推定誤差もなくすことができ、車体速
および路面摩擦係数の推定を更に一層高精度に行うこと
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態になる車体速および路面
摩擦係数推定装置を具えた車両のブレーキ液圧制御系を
示すシステム図である。
【図２】同実施の形態においてブレーキコントローラが
実行する、車体速および路面摩擦係数推定処理を示すフ
ローチャートである。
【図３】（ａ）は、車輪スリップ率と路面摩擦係数との
一般的な関係を示す線図、（ｂ）は、本発明による車体
速および路面摩擦係数推定原理を説明するのに用いた、
車輪速と車輪制駆動力との関係線図である。
【図４】ドライビングスティフネスと最大路面摩擦係数
との関係を例示する線図である。
【図５】エンジンの一般的な性能特性線図である。
【図６】車輪荷重と車輪制駆動力との関係を示す線図で
ある。
【図７】車輪荷重と車輪制駆動力との非線形を補償する
ための係数を示す線図である。
【図８】車輪スリップ率と車輪制駆動力との関係を示す
線図である。
【図９】車輪スリップ率と車輪制駆動力との非線形を補
償するための係数を示す線図である。
【図１０】車輪速と単位車輪荷重制駆動力とで表記され
る２次元座標に、各車輪の車輪速および制駆動力の組み
合わせ点をプロットした線図である。
【図１１】データのフィルタ処理が原因で、車体速算出
値が時間遅れを持ったものである状態を示すタイムチャ
ートである。
【図１２】サスペンションストローク量とバネ分車輪荷
重との関係を示す線図である。
【図１３】サスペンションストローク速度とショック分
車輪荷重との関係を示す線図である。
【図１４】(a) は、車輪スリップ率と路面摩擦係数（車
輪制駆動力）との関係を、車輪横滑り角をパラメータと
して示す線図、(b) は、車輪横滑り角と車輪制駆動力と
の非線形を補償するための係数を示す線図である。
【符号の説明】
１ 左前輪 ２ 右前輪 ３ 左後輪 ４ 右後輪 ５ エンジン ６ 自動変速機 ７ ディファレンシャルギヤ装置 ８ ホイールシリンダ ９ ホイールシリンダ 10 ホイールシリンダ 11 ホイールシリンダ 13 マスターシリンダ 14 液圧制御アクチュエータ 15 エンジン回転センサ 16 スロットル開度センサ 17 エンジンコントローラ 18 変速機コントローラ 19 車体速・路面摩擦係数推定ユニット兼ブレーキコン
トローラ 20 ブレーキ液圧センサ 21 ブレーキ液圧センサ 22 ブレーキ液圧センサ 23 ブレーキ液圧センサ 24 車輪速センサ 25 車輪速センサ 26 車輪速センサ 27 車輪速センサ 28 横加速度センサ 29 前後加速度センサ 30 ヨーレートセンサ 31 操舵角センサ 32 サスペンションストロークセンサ群

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 複数車輪を具えた車両の車体速および路
    面摩擦係数のうち少なくとも一方を推定するための装置
    において、 前記複数車輪のうち少なくとも２個の車輪に関して個々
    に、車輪速、車輪荷重、車輪制駆動力を求め、 これら車輪速、車輪荷重、車輪制駆動力の関係をもと
    に、車体速および路面摩擦係数のうち少なくとも一方を
    推定するよう構成したことを特徴とする車体速および路
    面摩擦係数推定装置。
  2. 【請求項２】 請求項１において、車輪ごとに前記車輪
    制駆動力を前記車輪荷重で除算することにより単位車輪
    荷重当たりの制駆動力を求め、 該単位車輪荷重当たりの制駆動力と、前記車輪速との組
    み合わせを、前記少なくとも２個の車輪に関して個々に
    求め、 これら組み合わせから１本の回帰線を同定し、 この回帰線をもとに車体速および路面摩擦係数のうち少
    なくとも一方を推定するよう構成したことを特徴とする
    車体速および路面摩擦係数推定装置。
  3. 【請求項３】 複数車輪を具えた車両の車体速および路
    面摩擦係数のうち少なくとも一方を推定するための装置
    において、 前記複数車輪のうち少なくとも２個の車輪に関して個々
    に、車輪速および単位車輪荷重当たりの制駆動力を求
    め、 車輪速と単位車輪荷重当たりの制駆動力とで表記された
    ２次元座標上において、前記少なくとも２個の車輪に関
    する車輪速および単位車輪荷重当たりの制駆動力を表し
    た少なくとも２点を代表する回帰線を同定し、 該回帰線と前記２次元座標の車輪速軸とが交差する点に
    おける車輪速値から車体速を推定し、 前記車輪速軸に対する前記直線の傾斜角から路面摩擦係
    数を推定するよう構成したことを特徴とする車体速およ
    び路面摩擦係数推定装置。
  4. 【請求項４】 請求項１乃至３のいずれか１項におい
    て、前記複数車輪のスリップ率を個々に求め、該スリッ
    プ率が設定範囲内にある車輪のみを選択する構成にした
    ことを特徴とする車体速および路面摩擦係数推定装置。
  5. 【請求項５】 請求項４において、前記車輪スリップ率
    の設定範囲を、車輪スリップ率と制駆動力との関係が線
    形と見做せる範囲にしたことを特徴とする車体速および
    路面摩擦係数推定装置。
  6. 【請求項６】 請求項１乃至５のいずれか１項におい
    て、前記車輪荷重は、車体の前後加速度および横加速度
    検出値から算出した荷重移動量だけ初期車輪荷重を加減
    算して求めるよう構成したことを特徴とする車体速およ
    び路面摩擦係数推定装置。
  7. 【請求項７】 請求項１乃至５のいずれか１項におい
    て、前記車輪荷重は、車輪のサスペンションストローク
    量から求めたバネ分車輪荷重と、サスペンションストロ
    ーク速度から求めたショック分車輪荷重とを加算して求
    めるよう構成したことを特徴とする車体速および路面摩
    擦係数推定装置。
  8. 【請求項８】 請求項１乃至７のいずれか１項におい
    て、前記車輪制駆動力は、車輪の制駆動トルクおよび回
    転角加速度から車輪の回転運動方程式を用いて算出する
    よう構成したことを特徴とする車体速および路面摩擦係
    数推定装置。
  9. 【請求項９】 請求項８において、前記車輪の制駆動ト
    ルクを、エンジン出力トルク、および変速機の選択変速
    比から求めた車輪駆動トルクと、車輪ブレーキ液圧から
    換算した車輪制動トルクとの差により算出するよう構成
    したことを特徴とする車体速および路面摩擦係数推定装
    置。
  10. 【請求項１０】 請求項２乃至９のいずれか１項におい
    て、前記単位車輪荷重当たりの制駆動力を求めるに当た
    って、車輪荷重と制駆動力との間の非線形を補償するよ
    う構成したことを特徴とする車体速および路面摩擦係数
    推定装置。
  11. 【請求項１１】 請求項２乃至１０のいずれか１項にお
    いて、前記単位車輪荷重当たりの制駆動力を求めるに当
    たって、車輪スリップ率と制駆動力との間の非線形を補
    償するよう構成したことを特徴とする車体速および路面
    摩擦係数推定装置。
  12. 【請求項１２】 請求項２乃至１１のいずれか１項にお
    いて、前記単位車輪荷重当たりの制駆動力を求めるに当
    たって、車輪の横滑り角の制駆動力への影響を補償する
    よう構成したことを特徴とする車体速および路面摩擦係
    数推定装置。
  13. 【請求項１３】 請求項１乃至１２のいずれか１項にお
    いて、車輪がスリップしていない状態での車輪速である
    車輪移動速度と、車体速との差を車輪速補正量として車
    輪ごとに求め、前記求めた車輪速を該車輪速補正量だけ
    修正して得られる修正車輪速を、車体速および路面摩擦
    係数の少なくとも一方の前記推定に際し用いる車輪速と
    して採用するよう構成したことを特徴とする車体速およ
    び路面摩擦係数推定装置。
  14. 【請求項１４】 請求項１乃至１３のいずれか１項にお
    いて、車体速および路面摩擦係数の少なくとも一方を推
    定するに際し求めた前記車輪速、および単位車輪荷重当
    たりの制駆動力をフィルタ処理して用いるよう構成した
    ことを特徴とする車体速および路面摩擦係数推定装置。
  15. 【請求項１５】 請求項１４において、前記推定した車
    体速を、前記フィルタ処理による無駄時間分の遅れを考
    慮して修正するよう構成したことを特徴とする車体速お
    よび路面摩擦係数推定装置。
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