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【発明の名称】 荷重配分推定装置、車体加減速度演算装置及び路面状態推定装置
【発明者】 【氏名】梅野 孝治

【氏名】浅野 勝宏

【氏名】小野 英一

【氏名】山口 裕之

【氏名】菅井 賢
【要約】 【課題】各車輪の荷重配分を正確に推定する。

【解決手段】車体と車輪と路面とから構成される振動系の共振周波数成分でブレーキ圧を微小励振したときのブレーキ圧微小振幅に対する車輪速度微小振幅の比である微小ゲインを各車輪毎に演算する微小ゲイン演算部２２と、この微小ゲインと輪荷重とが正の相関関係にあることに基づいて、各車輪の荷重配分を演算する荷重配分推定部２６と、を含んで構成する。荷重配分推定部２６では、微小ゲインに比例定数を乗算或いは所定のテーブルにより変換することにより各車輪の荷重を算出する。また、各車輪の微小ゲインにより荷重移動を算出し、前後又は横方向の荷重移動の配分比率を算出する。輪荷重と相関のある微小ゲインにより直接的に荷重配分を推定するので、指定精度が向上する。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 車輪速度が微小振動しているときの各車輪の荷重配分を推定する荷重配分推定装置であって、車体と車輪と路面とから構成される振動系の共振周波数での車輪速度の微小振幅に基づく共振レベルを、各車輪毎に検出する検出手段と、車輪にかかる荷重と該車輪の共振レベルとが正の相関関係にあることに基づいて、前記検出手段により検出された各車輪の共振レベルにより、各車輪の荷重配分を推定する荷重配分推定手段と、を有することを特徴とする荷重配分推定装置。
【請求項２】 車輪の車輪速度が微小振動しているときの車体の加減速度を演算する車体加減速度演算装置であって、車体と車輪と路面とから構成される振動系の共振周波数での車輪速度の微小振幅に基づく共振レベルを、前輪と後輪について各々検出する第１の検出手段、及び右輪と左輪について各々検出する第２の検出手段の少なくともいずれかの検出手段と、前記第１の検出手段により検出された前輪の共振レベルと後輪の共振レベルとに基づいて車体の前後方向の加減速度を演算する第１の演算手段、及び前記第２の検出手段により検出された右輪の共振レベルと左輪の共振レベルとに基づいて車体の横方向の加減速度を演算する第２の演算手段の少なくともいずれかの演算手段と、を有することを特徴とする車体加減速度演算装置。
【請求項３】 車輪の車輪速度が微小振動している車体が走行する路面の状態を推定する路面状態推定装置であって、車体と車輪と路面とから構成される振動系の共振周波数での車輪速度の微小振幅に基づく共振レベルを、前輪と後輪について各々検出する検出手段と、前記検出手段により検出された前輪の共振レベルと後輪の共振レベルとに基づいて車体の加減速度を演算する演算手段と、車輪の加減速度を検出する車輪加減速度検出手段と、前記演算手段により演算された車体の加減速度及び前記車輪加減速度検出手段により検出された車輪の加減速度の間の関係と、予めデータとして備えられている車体の加減速度及び車輪の加減速度の間の路面状態毎の関係と、の比較に基づいて路面状態を推定する路面推定手段と、を有することを特徴とする路面状態推定装置。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、荷重配分推定装置、車体加減速度演算装置、及び路面状態推定装置に係り、より詳しくは、車輪にかかる荷重と共振レベルとが正の相関関係にあることを利用して各車輪の荷重配分を推定する荷重配分推定装置、荷重移動による共振レベルの相違に基づいて車体の加減速度を推定する車体加減速度推定装置、及び車体加減速度と車輪加減速度との間の関係により路面状態を推定する路面状態推定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、ハンドリング、ブレーキ制動、加速などの運転操作に伴うロール、ノーズダイブ、スクォート量を少なくし、最適なアライメント状態を保持することで車両の操縦安定性を向上させる姿勢制御技術が提案されている。
【０００３】この姿勢制御技術のうちアンチロール制御では、旋回時、車両の左右横方向に働く加減速度をＧセンサ（加速度センサ）で検知して制御量を決定する。旋回時は遠心力によって重心の移動が発生し、外輪側は目標車高値より車高が下がり、内輪側は上がるので、アンチロール制御では、外輪側のサスペンションのシリンダ圧を上昇させると共に内輪側のシリンダ圧を下げ、遠心力に起因して車体をロールさせようとする力を打ち消し、横方向の車両姿勢をほぼフラットにする。なお、旋回時初期の制御応答遅れを補償するために、操舵角と車速との関係からロール開始を予測してロール予見制御を行う。
【０００４】また、アンチダイブ、アンチスクォート制御では、減速時或いは加速時に、車両に作用する前後方向の加減速度をＧセンサで検知し、検知した値に応じて前後のサスペンションのシリンダ圧を上昇又は下降させることにより前後方向の車両姿勢をほぼフラットにする。
【０００５】このように従来の姿勢制御技術では、Ｇセンサにより検出した横方向の加減速度又は前後方向の加減速度に基づいて、サスペンションの制御量を決定している。
【０００６】また、車両旋回時では、タイヤのコーナリング特性の限界を越えてスピンが起こらないように、各車輪にかかる荷重を制御する必要がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従来技術では、以下のような問題がある。
【０００８】すなわち、車両姿勢の制御やアンチスピン制御などのような車両安定化制御を行う場合、各車輪の荷重配分の推定が重要であるが、この荷重配分は、車体特性は勿論のこと、乗員や荷物の荷重分布、サスペンションの状態量などにより異なってくる。このため、Ｇセンサなどにより検出された加速度などを用いた間接的な推定では、推定が複雑になり過ぎると共に、推定値が不正確となるおそれがあるので、簡単に良好な安定化制御ができないという問題がある。また、路面状態によっても制御を変える必要がある。
【０００９】本発明は、上記事実に鑑みて成されたもので、各車輪の荷重配分を簡単かつ正確に推定できる荷重配分推定装置、車体加減速度を正確に演算できる車体加減速度演算装置、走行中の路面の状態を的確に推定できる路面状態推定装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
（請求項１の発明）上記目的を達成するために請求項１の発明は、車輪速度が微小振動しているときの各車輪の荷重配分を推定する荷重配分推定装置において、車体と車輪と路面とから構成される振動系の共振周波数での車輪速度の微小振幅に基づく共振レベルを、各車輪毎に検出する検出手段と、車輪にかかる荷重と該車輪の共振レベルとが正の相関関係にあることに基づいて、前記検出手段により検出された各車輪の共振レベルにより、各車輪の荷重配分を推定する荷重配分推定手段と、を有することを特徴とする。
（請求項１の発明の原理）重量Ｗの車体を備えた車両が車体速度ωv で走行している時の車輪での振動現象、すなわち車体と車輪と路面とによって構成される振動系の振動現象を、車輪回転軸で等価的にモデル化した図２に示すモデルを参照して考察する。
【００１１】図２のモデルにおいて、ブレーキ力は、路面と接するタイヤのトレッド１１５の表面を介して路面に作用するが、このブレーキ力は実際には路面からの反作用（制動力）として車体に作用するため、車体重量の回転軸換算の等価モデル１１７はタイヤのトレッドと路面との間の摩擦要素１１６（路面μ）を介して車輪１１３と反対側に連結したものとなる。これは、シャシーダイナモ装置のように、車輪下の大きな慣性、すなわち車輪と反対側の質量で車体の重量を模擬することができることと同様である。
【００１２】図２でタイヤリムを含んだ車輪１１３の慣性をＪw 、リムとトレッド１１５との間のばね要素１１４のばね定数をＫ、車輪半径をＲ、トレッド１１５の慣性をＪt 、トレッド１１５と路面との間の摩擦要素１１６の摩擦係数をμ、車体の重量の回転軸換算の等価モデル１１７の慣性をＪV とすると、ホイールシリンダ圧により生じるブレーキトルクＴb ’から車輪速ωw までの伝達特性は、車輪運動の方程式より、【００１３】
【数１】

【００１４】となる。なお、ｓはラプラス変換の演算子である。タイヤが路面にグリップしている時は、トレッド１１５と車体等価モデル１１７とが直結されていると考えると、車体等価モデル１１７とトレッド１１５との和の慣性と、車輪１１３の慣性とが共振する。すなわち、この振動系は、車輪と車体と路面とから構成された車輪共振系とみなすことができる。このときの車輪共振系の共振周波数ω∞は、(1) 式の伝達特性において、 ω∞＝√｛（Ｊw ＋Ｊt ＋Ｊv ）Ｋ／Ｊw （Ｊt ＋Ｊv ）｝／２π (2) となる。この状態は、路面μ特性（スリップ速度に対するμの変化特性）において、ピークμに達する前のスリップ速度の領域に対応する。
【００１５】逆に、タイヤの摩擦係数μがピークμに近づく場合には、タイヤ表面の摩擦係数μがスリップ率に対して変化し難くなり、トレッド１１５の慣性の振動に伴う成分は車体等価モデル１１７に影響しなくなる。つまり等価的にトレッド１１５と車体等価モデル１１７とが分離され、トレッド１１５と車輪１１３とが共振を起こすことになる。このときの車輪共振系は、車輪と路面とから構成されているとみなすことができ、その共振周波数ω∞’は、(2) 式において、車体等価慣性Ｊv を０とおいたものと等しくなる。すなわち、 ω∞' ＝√｛（Ｊw ＋Ｊt ）Ｋ／Ｊw Ｊt ）｝／２π (3) となる。この状態は、路面μ特性においてピークμ近傍のスリップ速度領域に対応する。
【００１６】(2) と(3) 式とを比較し、車体等価慣性Ｊv が車輪慣性Ｊw 、トレッド慣性Ｊt より大きいと仮定すると、(3) 式の場合の車輪共振系の共振周波数ω∞’は(2) 式のω∞よりも高周波数側にシフトすることになる。
【００１７】ところで、上記車輪共振系を構成する車輪が、内力又は外力の作用によって微小振動するとき、その車輪速度は、平均的な車輪速度の回りに該共振系の共振周波数をピークとする振動で微小振動する。そこで、タイヤが路面にグリップしているときの共振周波数ω∞での車輪速度の振動強度（振幅）に基づいて、該共振系の共振レベルを表すことができる。なお、この共振レベルとして、車輪速度の微小振幅値そのものを用いても良い。
【００１８】ここで、図１４に示すように、タイヤが路面にグリップしている状態からピークμに近づくと、上述したように共振周波数は、ω∞からより高周波数側のω∞’に上昇する。このとき、タイヤが路面にグリップした状態で最大値となっていたω∞での共振レベルは、共振周波数の上昇と共に減少する。従って、この共振レベルに基づいて、タイヤと路面との間の摩擦状態を判定することができる。
【００１９】また、この共振レベルは、タイヤが路面に強くグリップしているほど大きな値をとることから、車輪にかかる荷重（輪荷重）と正の相関があることが予想できる。実際、評価試験等により、車両旋回時において、荷重が増加する旋回外輪のタイヤの共振レベルが増加し、荷重が減少する旋回内輪の共振レベルが減少する結果が得られている。
【００２０】このように車輪にかかる荷重と該車輪の共振レベルとは正の相関関係にあるので、旋回時のみならず、車両が直線上で加減速度運動（加速度運動又は減速度運動）を行うことにより前後方向に輪荷重が移動する際にも、タイヤの共振レベルは、輪荷重が移動した方向の車輪では増大し、その反対方向の車輪では減少する。例えば、ブレーキ制動時には、前輪側に荷重が移動するため、前輪の共振レベルが増大し、後輪の共振レベルが減少する。一方、アクセルペダルを踏んだ加速時には、後輪側に荷重が移動するため、後輪の共振レベルが増大し、前輪の共振レベルが減少する。
【００２１】そこで、請求項１の発明では、検出手段が、各車輪の共振レベルＧi （i=1,2,3,4)を検出する。そして、荷重配分推定手段が、検出された各車輪の共振レベルにより、各車輪の荷重配分を推定する。
【００２２】例えば、共振レベルに対し輪荷重が正の相関関数Ｆで変化する場合、第ｉ輪の荷重Ｗi を、 Ｗi ＝ Ｆ（Ｇi ） (4) により求める。
【００２３】また、もっと簡単に次式のような略比例関係により求めても良い。
Ｗi ≒ ｋ・Ｇi (5) ただし、ｋは比例定数である。
【００２４】さらに、各車輪の荷重がわかれば、前後方向及び横方向の移動荷重や荷重移動の配分比率などもただちに求めることができる。
【００２５】このように本発明では、各車輪の荷重配分が実際に路面に接地している車輪の共振レベルにより直接的に求められるので、Ｇセンサなどにより検出された加速度に基づいて推定された荷重配分よりも正確な値が得られる。また、これにより、車両安定化制御をより正確かつ安定に行うことができる。例えば、コーナリング時のように横方向の加速度で走行する場合の前後方向の荷重移動は、車体特性、乗員や荷物の荷重分布、サスペンションの状態量などにより異なってくるが、このような場合でも、本発明では、これら諸量により推定することなく各車輪の荷重配分を直接的に求めることができる。
（請求項２の発明）また、請求項２の発明は、車輪の車輪速度が微小振動しているときの車体の加減速度を演算する車体加減速度演算装置において、車体と車輪と路面とから構成される振動系の共振周波数での車輪速度の微小振幅に基づく共振レベルを、前輪と後輪について各々検出する第１の検出手段、及び右輪と左輪について各々検出する第２の検出手段の少なくともいずれかの検出手段と、前記第１の検出手段により検出された前輪の共振レベルと後輪の共振レベルとに基づいて車体の前後方向の加減速度を演算する第１の演算手段、及び前記第２の検出手段により検出された右輪の共振レベルと左輪の共振レベルとに基づいて車体の横方向の加減速度を演算する第２の演算手段の少なくともいずれかの演算手段と、を有することを特徴とする。
（請求項２の発明の原理）図１に、輪荷重の前後方向の配分を求めるため、車両が加減速度運動を行っているときのハーフカーモデルを示す。なお、図１の各物理パラメータは、以下の通りとなる。
【００２６】ｖ ： 車体速度Ｇ ： 車両の重心Ｍ ： 車両質量ｇ ： 重力加速度ｈ ： 重心Ｇの路面からの高さＲr,f ： 車輪の有効半径（ｆは前輪、ｒは後輪に関する）
Ｗr,f ： 輪荷重（ｆは前輪、ｒは後輪に関する）
ωr,f ： 車輪速度（ｆは前輪、ｒは後輪に関する）
μr,f ： 車輪と路面との間の摩擦係数（ｆは前輪、ｒは後輪に関する）
Ｐr,f ： ブレーキ力（ｆは前輪、ｒは後輪に関する）
Ｋr,f ： ブレーキ力のトルク変換係数（ｆは前輪、ｒは後輪に関する）
Ｌ ： 前輪中心から後輪中心までの間隔Ｌ1 ： 前輪中心から重心Ｇの水平位置までの間隔Ｌ2 ： 後輪中心から重心Ｇの水平位置までの間隔図１のモデルの車両が、ｄｖ／ｄｔ（ｔは時間）の加速度（減速度）で走行している場合、該車両には、加速度（減速度）方向とは反対方向に慣性力が作用する。この慣性力の作用は、重心Ｇに対し、 Ｆ＝−Ｍｄｖ／ｄｔ (4−２) の力の作用と等価である（図１の力Ｆの方向はブレーキ制動している減速度時のもの）。
【００２７】ここで、この慣性力Ｆによる前輪の荷重の増分をΔＷf 、後輪の荷重の増分をΔＷr とすると、慣性力Ｆは水平方向の成分しかなく、よって車両全体では、鉛直方向の力の増分が無いことから、 ΔＷf ＋ΔＷr ＝０ (5−２) が成立する。
【００２８】また、路面からの高さｈの重心Ｇに作用する慣性力Ｆによって、重心Ｇから路面まで鉛直方向に垂ろした点Ｒの回りにはＮ＝Ｆ×ｈのトルクが作用する。このトルクＮは、前輪荷重の増分ΔＷf 及び後輪荷重の増分ΔＷr による点Ｒの回りのトルクと等しくなるはずである。よって、 Ｆｈ ＝ ΔＷf Ｌ1 −ΔＷr Ｌ2 (6−２) が成立する。
【００２９】(4−２) 〜(6−２) 式より、前輪及び後輪の荷重増分は、【００３０】
【数２】

【００３１】となる。ただし、・は時間に関する１階微分を示す。(7) 式より、前輪の荷重Ｗf 及び後輪の荷重Ｗr を重力加速度ｇを用いて表すと、次式のようになる。
【００３２】
【数３】

【００３３】となる。ただし、Ｗf0，Ｗr0は、静止時の輪荷重（ｆは前輪、ｒは後輪に関する）であり、Ｗは車体の荷重となる。
【００３４】ここで、加速度ｄｖ／ｄｔを、重力加速度ｇに対する比α（以下、「加減速度」という）で表すと、【００３５】
【数４】

【００３６】となる。このαを、輪荷重で表すと、(8) 〜(11)式より、【００３７】
【数５】

【００３８】が得られる。さらに、(12)式において、Ｗf0 ≒Ｗr0を用いると、【００３９】
【数６】

【００４０】と近似できる。今、仮に、共振レベルが輪荷重と比例すると仮定すると、(5) 式の比例関係を用いて、(13)式より、【００４１】
【数７】

【００４２】が得られる。ただし、Ｇf は前輪の共振レベル、Ｇr は後輪の共振レベルである。
【００４３】そこで、請求項２の発明では、第１の検出手段が前輪の共振レベルＧf 及び後輪の共振レベルＧr を検出し、第１の演算手段が、 (14) に基づいて前後方向の車体加減速度αを演算する。
【００４４】また、上記の加減速度の導出は、左右の車輪についても同様に適用することができ、この場合、横方向の車体加減速度α’は、次式により表される。
【００４５】
【数８】

【００４６】ただし、(15)式のＧR は右輪の共振レベル、ＧL は左輪の共振レベルである。また、Ｌ’は、右輪と左輪の車輪間隔である。
【００４７】そこで、請求項２の発明では、第２の検出手段が右輪の共振レベルＧR 及び左輪の共振レベルＧL を検出し、第２の演算手段が、 (15) に基づいて横方向の車体加減速度α’を演算する。
【００４８】なお、(14)、(15) 式は、１つの演算例であって、本発明はこれに限定されるものではなく、他の演算方法、例えば(4) 式より演算された輪荷重に基づいて、車体加減速度を演算する方法も適用可能である。
【００４９】このように本発明では、Ｇセンサなどを用いることなく、車体の加減速度を精度良く推定し、種々の車両安定化制御に有効に用いることができる。
（請求項３の発明）また、請求項３の発明は、車輪の車輪速度が微小振動している車体が走行する路面の状態を推定する路面状態推定装置において、車体と車輪と路面とから構成される振動系の共振周波数での車輪速度の微小振幅に基づく共振レベルを、前輪と後輪について各々検出する検出手段と、前記検出手段により検出された前輪の共振レベルと後輪の共振レベルとに基づいて車体の加減速度を演算する演算手段と、車輪の加減速度を検出する車輪加減速度検出手段と、前記演算手段により演算された車体の加減速度及び前記車輪加減速度検出手段により検出された車輪の加減速度の間の関係と、予めデータとして備えられている車体の加減速度及び車輪の加減速度の間の路面状態毎の関係と、の比較に基づいて路面状態を推定する路面推定手段と、を有することを特徴とする。
（請求項３の発明の原理）路面から反力として各車輪に作用することにより車体を動かす制動力は、駆動トルクとブレーキトルクとによる作用が同じ場合でも、高い摩擦係数μの路面ほど大きくなる。このため、車輪の加減速度αw に対する車体の加減速度αの変化特性は、図３に示すように、路面状態（高μ路、中μ路、低μ路）によって異なってくる。すなわち、図３に示すように、低μ路、中μ路、高μ路の各場合において、車輪の加減速度αw の同じ値に対し、高いμの路面ほど、車体の加減速度の絶対値が大きい。また、車輪の加減速度αw の増大に対し、高いμの路面ほど車体の加減速度の変化率が大きい。
【００５０】図３のような特性を逆に利用し、本発明では、演算手段により車体の加減速度αを演算すると共に、車輪加減速度演算手段により車輪の加減速度αw を随時演算し、これらの加減速度のデータの間の関係と、予めデータとして備えられている車体の加減速度及び車輪の加減速度の間の路面状態毎の関係と、の比較に基づいて路面状態を推定する。例えば、観測されたαとαw との関係が、図３のどの路面状態の関係に最も近いかを判定することにより、現在走行中の路面の状態を推定することができる。
【００５１】このように本発明では、路面状態を推定することができるので、推定された路面状態に応じて制御パラメータを変更する処理等を行えば、種々の車両安定化制御をより高いレベルで実行することができる。
【００５２】なお、本発明に係る共振レベルを、次のような微小ゲインで表すようにしても良い。ただし、この微小ゲインを演算する際には、車輪と車体と路面とからなる振動系の共振周波数ω∞（(3) 式) でブレーキ圧Ｐb を微小励振することが前提となる。
【００５３】まず、ブレーキ圧Ｐb が微小励振されると、車輪速度ωw も平均的な車輪速度の回りに共振周波数ω∞で微小振動する。ここで、このときのブレーキ圧Ｐb の共振周波数ω∞の微小振幅をＰv 、車輪速度の共振周波数ω∞の微小振幅をωwvとした場合、微小ゲインＧd を、 Ｇd ＝ωwv／Ｐv (16)により演算する。なお、この微小ゲインＧd を、ブレーキ圧Ｐb に対する車輪速ωw の比（ωw ／Ｐb ）の共振周波数ω∞の振動成分とみなし、 Ｇd ＝（（ωw ／Ｐb ）｜ｓ＝ｊω∞） (17)と表すこともできる。
【００５４】外力による車輪速度の微小振動がきわめて小さい場合などでも、ブレーキ圧の励振による微小ゲインは、安定した共振レベルを示すことができ、上記各発明における推定精度を向上させることができる。また、ブレーキ圧微小振幅で正規化しているので、ブレーキ圧が変動する条件でも正確な値が得られる。
【００５５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて詳細に説明する。
（第１の実施の形態）図４には、本発明の第１の実施の形態に係る荷重配分推定装置の構成ブロック図が示されている。同図に示すように、本荷重配分推定装置１０が適用される車両の右前輪（ＦＲ）、左前輪（ＦＬ）、右後輪（ＲＲ）、左後輪（ＲＬ）には、各車輪の車輪速度を各々検出する車輪速センサ２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄが備えられている。
【００５６】そして、本実施の形態の荷重配分推定装置１０には、車輪速センサにより検出された各車輪速度ω1 、ω2 、ω3 、ω4 から、各車輪の微小ゲインＧd1、Ｇd2、Ｇd3、Ｇd4を各々演算する微小ゲイン演算部２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄが備えられており、これらの微小ゲイン演算部は、演算された各車輪の微小ゲインに基づいて各車輪の荷重配分を推定する荷重配分推定部２６に接続されている。また、前輪用の微小ゲイン演算部２２ａ、２２ｂと荷重配分推定部２６との間には、微小ゲインの演算値を車体速度に応じて遅延させて出力する遅延部２４ａ、２４ｂが介在されている。
【００５７】さらに、遅延部２４ａ、２４ｂの出力端及び微小ゲイン演算部２２ｃ、２２ｄの出力端には、遅延された前輪の微小ゲインＧd1、Ｇd2と後輪の微小ゲインＧd3、Ｇd4とに基づいて(14)式、(15)式から車体の前後方向の加減速度及び横方向の加減速度を演算出力する車体加減速度演算部３０が接続されている。
【００５８】また、荷重配分推定装置１０には、車輪速センサにより検出された各車輪速度ω1 、ω2 、ω3 、ω4 から各車輪の加減速度を演算する車輪加減速度演算部２８と、演算された各車輪の加減速度の時間的な変化率を演算する加減速度変化率演算部３２と、演算された車体の加減速度及び車輪の加減速度の間の関係が、どの路面状態での関係に最も近いかを判断することにより現在走行中の路面の状態を推定する路面状態推定部３４と、が備えられている。なお、車体の加減速度及び車輪の加減速度の間の関係は、路面状態だけでなく加減速度変化率によってもそれぞれ異なるため、本実施の形態の路面状態推定部３４では、演算された加減速度変化率に応じて判断基準を変更している。
【００５９】このうち荷重配分推定部２６は、(5) 式で示したように共振レベル（微小ゲイン）と輪荷重とが略比例関係にあると仮定した場合、例えば、図５のように構成することが可能となる。
【００６０】図５に示すように、本実施の形態の荷重配分推定部２６は、各車輪の微小ゲインＧd1，Ｇd2，Ｇd3，Ｇd4を総和することにより、車体重量Ｗに対応する共振レベルＧw を演算する総和器３６と、総和Ｇw に１／４を乗じる乗算器３８とを備えている。
【００６１】また、荷重配分推定部２６は、各車輪の微小ゲインＧd1，Ｇd2，Ｇd3，Ｇd4のいずれかと、乗算器３８の出力Ｇw ／４との差の絶対値（以下、単に「差分」という）｜Ｇd1−Ｇw ／４｜，｜Ｇd2−Ｇw ／４｜，｜Ｇd3−Ｇw ／４｜，｜Ｇd4−Ｇw ／４｜を各々演算する差分器６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄを備えている。また、これらの差分器の出力端には、演算された各差分値に基づいて車体の前後の荷重移動比率及び左右の荷重移動比率を演算出力する荷重移動比率演算器６５が接続されている。
【００６２】さらに、荷重配分推定部２６は、各車輪の微小ゲインＧd1，Ｇd2，Ｇd3，Ｇd4に対し比例定数ｋを各々乗算する乗算器６４ａ，６４ｂ，６４ｃ，６４ｄを備えている。
【００６３】次に、車体加減速度演算部３０は、(5) 式で示したように共振レベル（微小ゲイン）と輪荷重とが略比例関係にあると仮定した場合、例えば、図６のように構成することが可能となる。
【００６４】図６に示すように、車体加減速度演算部３０は、各車輪の微小ゲインＧd1，Ｇd2，Ｇd3，Ｇd4のうち、前輪の微小ゲインであるＧd1とＧd2との平均値Ｇf を演算する前輪平均部６６、後輪の微小ゲインであるＧd3とＧd4との平均値Ｇr を演算する後輪平均部６７、右輪の微小ゲインであるＧd1とＧd3との平均値ＧR を演算する右輪平均部６８、及び左輪の微小ゲインであるＧd2とＧd4との平均値ＧLを演算する左輪平均部６９を備えている。これらの平均部６６，６７，６８，６９は、後段の処理で割り算があるため、本実施の形態では、平均化操作の際に１／２を乗じないで、単なる加算器として構成している。
【００６５】また、前輪平均部６６及び後輪平均部６７には、前輪平均値Ｇf と後輪平均値Ｇr とを加算する加算器７２及び前輪平均値Ｇf から後輪平均値Ｇr を減算する減算器７３が接続されている。また、加算器７２及び減算器７３の出力端には、減算器７３の演算結果（Ｇf −Ｇr ）を加算器７２の演算結果（Ｇf ＋Ｇr ）で除算する除算器７４が接続されており、さらに除算器７４の出力端には、除算器７４の演算結果に定数（−Ｌ／２ｈ）を乗じる定数器７５（図１のハーフカーモデル参照）が接続されている。なお、この定数器７５の演算結果が車体の前後方向の加減速度となる。
【００６６】また、右輪平均部６８及び左輪平均部６９には、右輪平均値ＧR と左輪平均値ＧL とを加算する加算器７６及び右輪平均値ＧR から左輪平均値ＧL を減算する減算器７７が接続されている。また、加算器７６及び減算器７７の出力端には、減算器７７の演算結果（ＧR −ＧL ）を加算器７６の演算結果（ＧR ＋ＧL ）で除算する除算器７８が接続されている。さらに除算器７８の出力端には、除算器７８の演算結果に定数（−Ｌ’／２ｈ）を乗じる定数器７９（図１のハーフカーモデル参照）が接続されている。なお、この定数器７９の演算結果が車体の横方向の加減速度となる。
【００６７】次に、路面状態推定部３４の詳細な構成を図７を用いて説明する。図７に示すように、本実施の形態の路面状態推定部３４は、車体の加減速度αの時系列データと、車輪の加減速度αw の時系列データとの間に成り立つ関係を最小自乗法に基づいて演算する最小自乗法演算部８０を備えている。なお、車体の加減速度αとして、図４の車体加減速度演算部３０により演算された前後方向の加減速度を用いることができ、また、車輪の加減速度αw として、車輪加減速度演算部２８により演算された各車輪の加減速度の平均値を用いることが可能である。
【００６８】この最小自乗法演算部８０は、例えば、図３に示すように車体の加減速度と車輪の加減速度の次元からなる平面上に各時系列データをプロットしたとき、各データとの距離の自乗が最小となるような直線を求め、この直線の勾配ａ及び切片ｂを出力する。この勾配ａは、αの変化に対するαw の変化の割合（切片の次元はαw となる）、或いはαw の変化に対するαの変化の割合（切片の次元はαとなる）のいずれかである。
【００６９】なお、最小自乗法演算部８０では、得られた加減速度のデータに基づいて直線の勾配及び切片を推定する際に、発進、停止のようにαw が大きく変化するところでは、短期間のうちに演算したデータに基づいて推定し、定常走行に近くαwの変化が小さいところでは、より多くのデータを集めて推定する。これにより、αw の大きさに依らず、ほぼ一定の精度で直線勾配等を推定することが可能となる。
【００７０】また、路面状態推定部３４は、各路面状態（本実施の形態では、例えば、低μ路、中μ路、高μ路の３種類とする）毎に、車体の加減速度αと車輪の加減速度αw と車輪の加減速度の変化率との間に成り立つ関係を予め記憶した高μ路テーブル８２ａ、中μ路テーブル８２ｂ、及び低μ路テーブル８２ｃを各々備えた変換部８４ａ、８４ｂ、８４ｃを有している。なお、このように車輪の加減速度の変化率毎の関係を各テーブルに表したのは、ドライバの踏力の大きさでブレーキトルクが変化し、よって、その反力として路面から作用する摩擦力の係数μが同じ種類のμ路でも変化するからである。
【００７１】これらの変換部８４ａ、８４ｂ、８４ｃは、各テーブルに基づいて、入力された車輪の加減速度の変化率に応じた、車体加減速度と車輪加減速度との関係（以下、「α−αw 特性」という）を求め、入力されたα、αw のいずれかの演算値に対応する「α−αw 特性」での勾配及び切片をそれぞれ変換出力する。
【００７２】また、これらの変換部８４ａ、８４ｂ、８４ｃの後段には、各変換部の出力と最小自乗法演算部８０の出力とを照合する照合演算部８５が接続されている。この照合演算部８５は、最小自乗法演算部８０により演算された勾配及び切片と、変換部８４ａ、８４ｂ、８４ｃにより出力された勾配及び切片との間の距離を各々算出する。
【００７３】さらに、照合演算部８５の後段には、算出された各距離の中から最小値を選択する最小値選択部８６が接続されている。この最小値演算部８６は、距離の最小値を与えた変換部に対応する路面状態の情報コードを出力する。
【００７４】ところで、本実施の形態では、平均ブレーキ圧Ｐm の回りに車体と車輪と路面とから構成される振動系の共振周波数ω∞（(3) 式）のブレーキ圧微小振幅Ｐvを印加する微小励振手段を備えており、該手段によりブレーキ圧を微小励振したときの微小ゲインを共振レベルとして演算する。
【００７５】ここで、微小励振手段について説明する。まず、平均ブレーキ圧指令及び微小励振指令を実際の車輪への制動トルクに変換する部分（バルブ制御系）は、図１０に示すように、マスタシリンダ４８、制御バルブ５２、ホイールシリンダ５６、リザーバー５８及びオイルポンプ６０を備えている。
【００７６】このうちブレーキペダル４６は、ブレーキペダル４６の踏力に応じて増圧するマスタシリンダ４８を介して制御バルブ５２の増圧バルブ５０へ接続されている。また、制御バルブ５２は、減圧バルブ５４を介して低圧源としてのリザーバー５８へ接続されている。さらに、制御バルブ５２には、該制御バルブによって供給されたブレーキ圧をブレーキディスクに加えるためのホイールシリンダ５６が接続されている。この制御バルブ５２は、入力されたバルブ動作指令に基づいて増圧バルブ５０及び減圧バルブ５４の開閉を制御する。
【００７７】なお、この制御バルブ５２が増圧バルブ５０のみを開くように制御されると、ホイールシリンダ５６の油圧（ホイールシリンダ圧）は、ドライバがブレーキペダル４６を踏み込むことによって得られる圧力に比例したマスタシリンダ４８の油圧（マスタシリンダ圧）まで上昇する。逆に減圧バルブ５４のみを開くように制御されると、ホイールシリンダ圧は、ほぼ大気圧のリザーバ５８の圧力（リザーバ圧）まで減少する。また、両方のバルブを閉じるように制御されると、ホイールシリンダ圧は保持される。
【００７８】ホイールシリンダ５６によりブレーキディスクに加えられるブレーキ力（ホイールシリンダ圧に相当）は、マスタシリンダ４８の高油圧が供給される増圧時間、リザーバー５８の低油圧が供給される減圧時間、及び供給油圧が保持される保持時間の比率と、圧力センサ等により検出されたマスタシリンダ圧及びリザーバー圧とから求められる。
【００７９】従って、制御バルブ５２の増減圧時間をマスタシリンダ圧に応じて制御することにより、所望のブレーキトルクを実現することができる。そして、ブレーキ圧の微小励振は、平均ブレーキ力を実現する制御バルブ５２の増減圧制御と同時に共振周波数に対応した周期で増圧減圧制御を行うことにより可能となる。
【００８０】具体的な制御の内容として、図１１に示すように、微小励振の周期（例えば２４［ｍｓ］）の半周期Ｔ／２毎に増圧と減圧のそれぞれのモードを切り替え、バルブへの増減圧指令は、モード切り替えの瞬間から増圧時間ｔi 、減圧時間ｔrのそれぞれの時間分だけ増圧・減圧指令を出力し、残りの時間は、保持指令を出力する。平均ブレーキ力は、マスタシリンダ圧に応じた増圧時間ｔi と減圧時間ｔr との比によって定まると共に、共振周波数に対応した半周期Ｔ／２毎の増圧・減圧モードの切り替えによって、平均ブレーキ力の回りに微小振動が印加される。
【００８１】ここで、この微小励振手段によりブレーキ圧が微小励振されたときの共振レベルを表す微小ゲインを演算する微小ゲイン演算部２２の詳細な構成を図８を用いて説明する。図８に示すように、微小ゲイン演算部２２は、平均ブレーキ圧の回りに共振周波数ω∞でブレーキ圧を微小励振したときの、車輪速度ωi （ｉは車輪番号、ｉ＝1,2,3,4 ）の共振周波数ω∞の微小振幅（車輪速微小振幅ωwv）を検出する車輪速微小振幅検出部４０と、共振周波数ω∞のブレーキ圧の微小振幅Ｐv を検出するブレーキ圧微小振幅検出部４２と、検出された車輪速微小振幅ωwvをブレーキ圧微小振幅Ｐv で除算することにより微小ゲインＧd を出力する除算器４４と、から構成される。ここで、車輪速微小振幅検出部４０は、共振周波数ω∞の振動成分を抽出するフィルタ処理を行う図９のような演算部として実現できる。例えば、この振動系の共振周波数ω∞が４０［Ｈｚ］程度であるので、制御性を考慮して１周期を２４［ｍｓ］、約４１．７［Ｈｚ］に取り、この周波数を中心周波数とする帯域通過フィルタを設ける。このフィルタにより、車輪速度信号ωi から約４１．７［Ｈｚ］近傍の周波数成分のみが抽出される。さらに、このフィルタ出力を全波整流器により全波整流、直流平滑化し、この直流平滑化信号から低域通過フィルタによって低域振動成分のみを通過させることにより、車輪速微小振幅を出力する。また、周期の整数倍、例えば１周期の２４［ｍｓ］、２周期の４８［ｍｓ］の時系列データを連続的に取り込み、４１．７［Ｈｚ］の単位正弦波、単位余弦波との相関を求めることによっても実現できる。
【００８２】なお、ブレーキ圧微小振幅Ｐv は、マスタシリンダ圧、図１１に示したバルブの増圧時間ｔi の長さ、及び減圧時間ｔr の長さによって所定の関係で定まるので、図８のブレーキ圧微小振幅検出部４２は、マスタシリンダ圧、増圧時間ｔi及び減圧時間ｔr からブレーキ圧微小振幅Ｐv を出力するテーブルとして構成することができる。
【００８３】次に、本実施の形態の作用を説明する。所定条件の成立時に、微小励振手段が共振周波数ω∞でブレーキ圧を微小励振する。ここで、所定条件とは、車体が加減速度運動をするときの条件であり、例えば、ブレーキペダルが踏み込まれたとき、操舵角が所定角度を超えたとき、アクセル開度が所定値を超えたときなどが挙げられる。ここで、図１０のブレーキ圧制御系において、アクセル開度が所定値を超えたときなどのようにブレーキペダルが踏み込まれていない状態でも、踏力とは無関係に増圧バルブ５０を介して制御バルブ５２へ高油圧を加える手段を設けることにより、ブレーキ圧の微小励振が可能となる。
【００８４】ブレーキ圧が微小励振されると、図４の微小ゲイン演算部２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄが、各車輪の車輪速度ω1 ，ω2 ，ω3 ，ω4 から微小ゲインＧd1，Ｇd2，Ｇd3，Ｇd4を演算し、荷重配分推定部２６へ出力する。ここで、右前輪及び左前輪の微小ゲインは、遅延部２４ａ，２４ｂにより、車体速度Ｖに応じた遅延時間Ｔだけ遅延されて荷重配分推定部２６へ伝達される。なお、前後の荷重配分を求める場合、この遅延時間Ｔを、例えば、次式により演算することができる。
【００８５】Ｔ ＝ Ｖ／Ｌここで、Ｌは図１に示すように前後車輪間の間隔である。すなわち、この時間Ｔの遅延によって、前後の車輪で同じ路面位置（同じμ値）での微小ゲインの比較が可能となる。
【００８６】次に、荷重配分推定部２６において、総和器３６が４輪の微小ゲインをすべて加算することにより総和Ｇw （＝Ｇd1＋Ｇd2＋Ｇd3＋Ｇd4）を出力し、乗算器３８が総和Ｇw に１／４を乗じた値Ｇw ／４を算出する。なお、微小ゲインが輪荷重に比例すると仮定した場合、総和Ｇw は車両重量Ｗに対応する共振レベルを表し、よって、この乗算器３８の出力Ｇw ／４は、１つの車輪の平均的な荷重に対応する共振レベルを表すこととなる。
【００８７】すなわち、本実施の形態では、各車輪の静止荷重がほぼ均等の場合を想定している。ただし、各車輪の静止荷重が均等でない場合でも、総和Ｇw を各車輪の静止荷重の比に応じて振り分けることで対応できる。
【００８８】そして、各差分器６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄは、各微小ゲインと乗算器３８の出力Ｇw ／４との差分｜Ｇd1−Ｇw ／４｜，｜Ｇd2−Ｇw ／４｜，｜Ｇd3−Ｇw ／４｜，｜Ｇd4−Ｇw ／４｜を各々算出する。これらの差分は、荷重移動による共振レベルの増加分或いは減少分を表している。
【００８９】各差分器により差分が算出されると、荷重移動比率演算器６５は、前後の荷重移動配分比率Ｐ1 を次式に従って演算する。
【００９０】
【数９】

【００９１】
【数１０】

【００９２】すなわち、右輪の差分の和と、左輪の差分の和との比率である。ところで、車両がコーナリングするときの荷重移動の前後配分が、例えば６０：４０のとき、各輪の荷重は、 前輪外輪＝Ｗ／４＋０．６ΔＷ 後輪外輪＝Ｗ／４＋０．４ΔＷ 前輪内輪＝Ｗ／４−０．６ΔＷ 後輪内輪＝Ｗ／４−０．４ΔＷとなる。ただし、Ｗは車両重量、ΔＷは、コーナリング中に車両にロールを発生させる遠心力によるモーメントＮに起因する左右の荷重移動である（ΔＷ＝Ｎ／Ｌ’，Ｌ’は左右輪間の間隔）。よって、微小ゲインが輪荷重に比例すると仮定した場合、(18)式により、前後配分の比率（６０：４０）が直ちに求められることがわかる。
【００９３】このコーナリング時の前後の荷重配分は、前後方向の加速度及び横加速度だけからは求めることができず、車体特性、コーナリング時のサスペンションの状態量などにより定まるが、本実施の形態では、微小ゲインに基づいて直接的に荷重配分を求めるので、該荷重配分のより正確な値を得ることができる。また、このことは、加速時、ブレーキ制動時における前後及び左右の荷重移動の場合においても成立する。
【００９４】さらに、本実施の形態では、乗算器６４ａ、６４ｂ、６４ｃ、６４ｄが、(5)式に基づき各車輪の微小ゲインＧd1，Ｇd2，Ｇd3，Ｇd4に比例定数ｋを乗算することにより、それぞれ右前輪の荷重Ｗ1 、左前輪の荷重Ｗ2 、右後輪の荷重Ｗ3、左後輪の荷重Ｗ4 を直ちに算出する。
【００９５】これらの輪荷重は、加速度等から間接的に推定されるのではなく、路面に実際に接地している車輪の共振特性を表す微小ゲインにより演算されるので、本実施の形態によれば、より正確な輪荷重値を得ることができる。
【００９６】なお、微小ゲインの値は、荷重のみならず路面μの値に依存するが、遅延部２４ａ、２４ｂにより、前輪の微小ゲインを車体速度に応じて遅延させることにより、ほぼ同じ路面位置（同じ路面μ）での前輪と後輪の微小ゲインを用いて荷重配分や輪荷重を算出するので、車輪間の路面状態の相違による演算結果の誤差を少なくすることができる。
【００９７】以上のように本実施の形態に係る荷重配分推定部２６では、荷重配分や輪荷重を精度良く推定することができるので、これらのパラメータを用いた制御をより正確かつ安定に行うことができる。例えば、アクティブサスペンションにより荷重配分を所定範囲になるように制御する車両姿勢制御、荷重が多い車輪に大きい制動力を加えることによる車両安定制御、及び自動変速機の変速点の変更制御などに有効に適用することができる。さらに、演算した車輪の荷重を用いてタイヤのコーナリング特性が限界を超えないように制御することにより、スピンを防止するアンチスピン制御にも応用することができる。
【００９８】また、本実施の形態に係る車体加速度演算部３０は、図６に示す構成によって、演算された各車輪の微小ゲインＧd1，Ｇd2，Ｇd3，Ｇd4に対し、(14)式及び(15)式に相当する演算を実行することにより、前後方向の車体加減速度及び横方向の車体加減速度を算出する。この車体加減速度は、次に述べる路面状態推定部３４で用いられる以外に、車両姿勢制御などに有効に用いることができる。
【００９９】さらに、本実施の形態に係る路面状態推定部３４では、図７の最小自乗法演算部８０が、車体加減速度演算部３０により演算された車体加減速度αの時系列データと、車輪加減速度演算部２８により演算された車輪加減速度αw の時系列データとの間に成り立つ関係を、誤差の自乗和が最小となるような直線で近似し、該直線の勾配ａ0 及び切片ｂ0 を求める。
【０１００】ここで、実際の路面におけるα−αw 特性のグラフを図１２に示す。同図の横軸は重力加速度ｇに対する車体減速度の比、縦軸は重力加速度ｇに対する車輪減速度の比を表している。また、この図は、車体減速度比０の状態からブレーキ制動を開始し、車体減速度比が約１．６３のところでブレーキオフし、その後車体減速度比が０になるまでのα−αw 特性の時間的変化を、矢印に沿って高μ路（０．８）、中μ路（０．４）、低μ路（０．２）毎に示したものである。
【０１０１】図１２に示すように、路面状態が異なると、α−αw 特性のグラフの勾配及び切片の値が異なっており、これらの値から路面状態が識別できることがわかる。また、ブレーキオフ以降では、同じμ路でも、勾配等が異なっており、ブレーキトルクの大きさ（本実施の形態では、車輪加減速度の変化率等で表す）に応じて判断基準を変更する必要があることがわかる。
【０１０２】そこで、図７の変換部８４ａ、８４ｂ、８４ｃは、高μ路テーブル８２ａ，中μ路テーブル８２ｂ，低μ路テーブル８２ｃから、加減速度変化率演算部３２により演算された車輪加減速度の変化率に対応するα−αw 特性を抽出する。そして、抽出されたα−αw 特性から、入力された車体加減速度の演算値（α1 とする）及び車輪加減速度の演算値（αw 1 とする）のいずれかに対応する勾配及び切片を求める。
【０１０３】例えば、入力されたα1 （又はαw 1 ）の前後の２つの値と、該値に対応する２つの車輪加減速度の値（又は車体加減速度）をα−αw 特性から求め、これら２つの座標点を結ぶ直線の勾配及び切片を求める。なお、最小自乗法演算部８０が複数の加減速度のデータを用いているので、これらのデータに対応する複数の点を、抽出されたα−αw 特性上で求め、該複数点に基づいて勾配及び切片を求めても良い。
【０１０４】また、処理速度を向上させるために、各テーブル８２ａ、８２ｂ、８２ｃを、車輪の加減速度の変化率及び車体加減速度（又は車輪加減速度）に対して、直接、勾配及び切片のデータを与えるテーブルとして構成しても良く、この場合には、各変換部は、入力された車輪の加減速度の変化率及び車体加減速度（又は車輪加減速度）に基づき直ちに勾配及び切片に変換することができる。
【０１０５】このようにして変換部８４ａ，８４ｂ，８４ｃが、勾配ａ及び切片ｂのデータを変換出力すると、照合演算部８５では、これらのデータと最小自乗法演算部８０の出力（ａ0 ，ｂ0 ）とをそれぞれ照合することにより、各変換部に対し次式のような距離値Ｄ1 ，Ｄ2 ，Ｄ3 を各々算出する。ただし、変換部８４ａ，８４ｂ，８４ｃの出力をそれぞれ（ａ1 ，ｂ1 ），（ａ2 ，ｂ2 ），（ａ3 ，ｂ3 ）とする。
【０１０６】
Ｄ1 ＝｛（ａ0 −ａ1 ）2 ＋（ｂ0 −ｂ1 ）2 ｝
Ｄ2 ＝｛（ａ0 −ａ2 ）2 ＋（ｂ0 −ｂ2 ）2 ｝ (20) Ｄ3 ＝｛（ａ0 −ａ3 ）2 ＋（ｂ0 −ｂ3 ）2 ｝
次に、最小値選択部８６では、(20)式により演算された各距離値Ｄ1 ，Ｄ2 ，Ｄ3 の中から最小値を選択し、この最小値を与えた変換部に対応する路面状態の情報コードを出力する。例えば、Ｄ2 が最小値の場合、変換部８４ｂに対応する路面状態である”中μ路”の情報コードを出力する。
【０１０７】なお、(20)式の距離値Ｄ1 〜Ｄ3 は、実際に検出されたαとαw との間の関係と、各路面状態毎にモデル化されたαとαw との間の関係とが、どれだけ離れているかを示すパラメータであり、従って、この距離値が小さいということは、該距離値を与えたモデルに近い路面状態であるということを示している。
【０１０８】以上のように本実施の形態に係る路面状態推定部３４は、現在走行中の路面状態を、正確に判断することができる。また、既に述べた荷重配分推定部２６による荷重配分等の推定結果や車体加減速度の演算結果を用いた車両安定化制御において、路面状態推定部３４により推定された路面状態に応じて制御量や目標値等を変更することにより、路面状態に係わらず常に安定な制御を行うことが可能となる。
（第２の実施の形態）次に、第２の実施の形態を説明する。なお、第２の実施の形態の構成は、第１の実施の形態の構成と同様であるので、同一の符号を付して詳細な説明を省略し、異なる構成部分についてのみ説明する。
【０１０９】第１の実施の形態では、微小ゲインと輪荷重とが略比例関係にあると仮定したが、より厳密には、正の相関関係の関数でモデル化することができる。そこで、第２の実施の形態では、図１３に示すように、演算された微小ゲインＧd を輪荷重に変換する変換部９０を各車輪毎に設ける。
【０１１０】図１３の変換部９０は、少なくとも微小ゲインＧd と輪荷重との間の正の相関関係を示す関数９２を記憶したテーブル９１を備えている。なお、微小ゲインＧd と輪荷重以外の１又は２以上の他のパラメータに応じて関数９２が変化する場合、このテーブル９１を、当該他のパラメータ毎に微小ゲインＧd と輪荷重との間の関数９２を記憶する３次元以上のテーブルとして構成することができる。
【０１１１】なお、各車輪毎の変換部９０は、図４の微小ゲイン演算部２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄと、荷重配分推定部２６（及び車体加減速度演算部３０）との間にそれぞれ介在される。ただし、前輪の変換部に関しては遅延部２４ａ、２４ｂの前段及び後段のいずれでも良い。
【０１１２】次に、第２の実施の形態の作用を説明する。第ｉ輪（i=1,2,3,4 ）の変換部９０に、第ｉ輪の微小ゲインＧdiが入力されると、変換部９０は、テーブル９１により示された関数９２により、Ｇdiを第ｉ輪の荷重Ｗi に変換して出力する。そして、後段に接続されている荷重配分推定部２６及び車体加減速度演算部３０では、微小ゲインＧdiを輪荷重Ｗi に置き換えた演算を行う。この輪荷重Ｗi は、微小ゲインと輪荷重とが略比例関係にあると仮定した時よりも精度の良い値として求められているので、第２の実施の形態では、第１の実施の形態より正確に荷重配分や車体加減速度を演算することができる。
【０１１３】また、第２の実施の形態では、変換部９０により直ちに輪荷重が求められるので、図５の乗算器６４ａ，６４ｂ，６４ｃ，６４ｄを省略することができる。
【０１１４】なお、他のパラメータ（操舵角、路面勾配等）を考慮する場合、変換部９０は、当該他のパラメータが入力されると、該パラメータを１つの次元として有するテーブル９１より、この入力値に対応する微小ゲインと輪荷重との関係を抽出し、抽出された関係に基づいて、入力された微小ゲインＧdiを第ｉ輪の荷重Ｗi に変換して出力する。この場合、さらに正確に荷重配分や車体加減速度を演算することができる。
【０１１５】以上が本発明の各実施の形態であるが、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲において種々に変更可能である。
【０１１６】例えば、第１の実施の形態では、共振レベルとして微小ゲインを用いたが、すべての車輪のブレーキ圧微小振幅が同じとなる条件では、ブレーキ圧微小振幅値で正規化する必要はなく、車輪速微小振幅そのものを共振レベルとして用いることができる。この場合、図４の構成において、微小ゲイン演算部２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄを、図８の車輪速微小振幅検出部４０に置き換えることができる。
【０１１７】また、荷重配分推定部２６や車体加減速度演算部３４では、各車輪の微小ゲインを各車輪の車輪速微小振幅に置き換えることにより、荷重配分や車体加減速度を演算することができる。荷重配分推定部２６や車体加減速度演算部３４では、共振レベルの比が問題となるので、ブレーキ圧微小振幅によらず正確な演算値が得られる。
【０１１８】なお、第２の実施の形態において、図１３の変換部への入力を、車輪速微小振幅とした場合、テーブル９２を少なくとも車輪速微小振幅と輪荷重とブレーキ圧微小振幅との関係を示すテーブルにすると共に、他のパラメータとして、少なくともブレーキ圧微小振幅を用いることが必要になる。
【０１１９】また、第１の実施の形態では、微小励振手段により共振周波数ω∞でブレーキ圧を微小励振したが、路面等から共振周波数成分を含む自然外乱を受けるときは、微小励振手段を用いずに各車輪の共振レベルを検出し、該共振レベルに基づいて荷重配分、車体加減速度、及び路面状態を推定することができる。
【０１２０】この場合、図４の構成において、微小ゲイン演算部２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄを、図８の車輪速微小振幅検出部４０に置き換えることができる。すなわち、共振レベルを車輪速微小振幅で表す。また、荷重配分推定部２６や車体加減速度演算部３４では、各車輪の微小ゲインを各車輪の車輪速微小振幅に置き換えることにより、荷重配分や車体加減速度を演算することができる。荷重配分推定部２６や車体加減速度演算部３４では、共振レベルの比が問題となるので、外乱振幅によらず正確な演算値が得られる。
【０１２１】なお、第２の実施の形態で、図１３の変換部への入力を、外乱による車輪速微小振幅とした場合、外乱振幅の変化によって車輪速微小振幅が変化することを正規化するため、テーブル９２を少なくとも車輪速微小振幅と輪荷重と外乱振幅との関係を示すテーブルにすると共に、他のパラメータとして、少なくとも共振周波数成分での外乱振幅を用いることが必要になる。
【０１２２】また、路面状態推定部３４において、高μ路、中μ路、低μ路の３種類の路面状態を識別させたが、本発明は、これに限定されるものでなく、２種類の路面状態や、さらにきめ細かく４種類以上の路面状態を識別させることも可能である。
【０１２３】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明によれば、各車輪の荷重配分を、実際に路面に接地している車輪の共振レベルに基づいて直接的に求めるようにしたので、荷重配分の推定を簡単かつ正確に行うことができる、という効果が得られる。
【０１２４】また、請求項２の発明によれば、各車輪の共振レベルに基づいて正確に加減速度を演算することができる、という効果が得られる。
【０１２５】さらに、請求項３の発明によれば、各車輪の共振レベルに基づく車体加減速度と車輪加減速度との間の関係を用いて路面状態を推定するようにしたので、路面状態の推定精度が向上する、という効果が得られる。
【出願人】 【識別番号】０００００３６０９
【氏名又は名称】株式会社豊田中央研究所
【出願日】 平成９年（１９９７）７月７日
【代理人】 【弁理士】
【氏名又は名称】中島 淳 （外１名）
【公開番号】 特開平１１−２３４２５
【公開日】 平成１１年（１９９９）１月２９日
【出願番号】 特願平９−１８１６０８