JP4957272B2 - 車両の速度情報推定装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両の速度情報推定装置に係り、更に詳細には車輪の回転速度、路面に対する車輪の速度、車体のピッチ角速度に関する車両の速度情報推定装置に係る。

自動車等の車両に於いては、車両の種々の制御を達成するために車輪の回転速度や路面に対する車輪の速度を必要とすることが多く、そのため各車輪には車輪の回転速度を検出する車輪速度センサが設けられている。車輪速度センサは、一般に、車輪と共に回転するセンサロータと、車輪を回転可能に支持する車輪支持部材に固定された検出センサとを有し、車輪支持部材に対するセンサロータの相対回転速度を検出することにより車輪の回転速度を検出するようになっている。

例えば下記の特許文献１には、センサロータの外周に周方向に沿って均等に隔置された複数の凸部が設けられ、電磁コイルにより発生される磁界がセンサロータの回転に伴って変化される際の磁界の変化が検出器により検出される磁気式の車輪速度センサが記載されている。またセンサロータの外周部に周方向に沿って均等に隔置された複数の孔が設けられ、検出センサはセンサロータの外周部に対し光を照射する発光素子と、孔を通過した光を検出する受光素子とを含み、発光素子により発光された光がセンサロータによって断続的に遮断されることを利用して車輪の回転速度を検出する光学式の車輪速度センサもよく知られている。
特開平１０−１０４２４９号公報

車輪支持部材は車体により支持されているので、車両の走行時には車体と共に運動する。そのため車体がピッチング運動すると、車輪支持部材も車体と共にピッチング運動する。車輪支持部材がピッチング運動すると、車輪支持部材は車輪に対し相対的に回転変位するため、車輪速度センサにより検出される車輪速度には車輪に対する車輪支持部材の相対回転変位に起因する誤差成分が畳重し、車輪速度を正確に検出することができない。

本発明は、車体のピッチング運動に起因する車輪速度の検出誤差の問題に鑑みてなされたものであり、本発明の主要な課題は、車体のピッチング運動に起因する車輪速度の誤差成分と車体のピッチ角速度との間には一定の関係があることに着目することにより、車輪の回転速度、路面に対する車輪の速度、車体のピッチ角速度のうちの二つの状態量を取得することにより残りの状態量を正確に推定することである。
〔課題を解決するための手段及び発明の効果〕

上述の主要な課題は、本発明によれば、請求項１の構成、即ち車輪の回転速度、路面に対する前記車輪の速度、車体のピッチ角速度のうちの二つの状態量を取得する第一及び第二の状態量取得手段と、前記第一及び第二の状態量取得手段により取得された二つの状態量に基づいて残りの状態量を推定する推定手段とを有する車輌の速度情報推定装置に於いて、前記第一の状態量取得手段は車輪の回転速度を検出し、前記第二の状態量取得手段は前記車体のピッチ角速度を検出し、前記推定手段は前記車体のピッチ角速度に基づいて車体のピッチングに起因する前記車輪の回転速度の変動量を演算し、前記車輪の回転速度及び前記車輪の回転速度の変動量に基づいて路面に対する前記車輪の速度を演算することを特徴とする車両の速度情報推定装置、又は請求項２の構成、即ち車輪の回転速度、路面に対する前記車輪の速度、車体のピッチ角速度のうちの二つの状態量を取得する第一及び第二の状態量取得手段と、前記第一及び第二の状態量取得手段により取得された二つの状態量に基づいて残りの状態量を推定する推定手段とを有する車輌の速度情報推定装置に於いて、前記第一の状態量取得手段は車輪の回転速度を検出し、前記第二の状態量取得手段は車両の回転駆動源の回転速度及び回転駆動トルクに基づいて駆動輪の回転速度を推定することにより路面に対する前記駆動輪の速度を推定し、前記推定手段は前記第一の状態量取得手段により検出された前記駆動輪の回転速度及び路面に対する前記駆動輪の速度に基づいて前記駆動輪の回転速度の変動量を演算し、前記駆動輪の回転速度の変動量に基づいて前記車体のピッチ角速度を演算することを特徴とする車両の速度情報推定装置によって達成される。

車輪に駆動スリップや制動スリップが生じていないとすれば、車体がピッチング運動していない場合には、車輪の回転速度に対応する車輪の周速度と路面に対する車輪の速度とが同一の値になるので、車輪の周速度と路面に対する車輪の速度とが相違している場合には、その差は車体のピッチング運動に起因する車輪の周速度の変動分である。また車体のピッチ角と車輪及び車輪支持部材の相対回転角度との間には一定の関係があるので、車体のピッチ角速度と車輪の回転速度の変動量との間にも一定の関係がある。従って車輪の回転速度、路面に対する車輪の速度、車体のピッチ角速度のうちの二つの状態量を取得すれば、それら二つの状態量に基づいて残りの状態量を推定することができる。

上記請求項１の構成によれば、それぞれ第一及び第二の状態量取得手段により車輪の回転速度及び車体のピッチ角速度が検出され、推定手段により車体のピッチ角速度に基づいて車体のピッチングに起因する車輪の回転速度の変動量が演算され、車輪の回転速度及び車輪の回転速度の変動量に基づいて路面に対する車輪の速度が演算されるので、車輪の回転速度及び車体のピッチ角速度を検出することにより、車体のピッチングに起因する車輪の回転速度の誤差成分を含まない値として路面に対する車輪の速度を確実に推定することができる。

また上記請求項２の構成によれば、第二の状態量取得手段により車両の回転駆動源の回転速度及び回転駆動トルクに基づいて駆動輪の回転速度を推定することにより路面に対する駆動輪の速度が推定され、第一の状態量取得手段により検出された駆動輪の回転速度及び路面に対する駆動輪の速度に基づいて駆動輪の回転速度の変動量が演算され、駆動輪の回転速度の変動量に基づいて車体のピッチ角速度が演算される。よって車体のピッチ角速度を推定することができると共に、例えば対地車速センサ等を要することなく路面に対する駆動輪の速度を推定することができる。

また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項２の構成に於いて、前記推定手段は前記車体のピッチ角速度に基づいて車体のピッチングに起因する他の車輪の回転速度の変動量を演算し、前記他の車輪の回転速度及び前記他の車輪の回転速度の変動量に基づいて路面に対する前記他の車輪の速度を演算するよう構成される（請求項３の構成）。

上記請求項３の構成によれば、車体のピッチ角速度に基づいて車体のピッチングに起因する他の車輪の回転速度の変動量が演算され、他の車輪の回転速度及び他の車輪の回転速度の変動量に基づいて路面に対する他の車輪の速度が演算されるので、路面に対する駆動輪の速度を推定することができると共に、例えば車体のピッチ角速度の検出を要することなく車体のピッチングに起因する車輪の回転速度の誤差成分を含まない値として路面に対する従動輪の速度を推定することができる。
〔課題解決手段の好ましい態様〕

本発明の一つの好ましい態様によれば、上記請求項１の構成に於いて、第一の状態量取得手段は車輪の回転速度ωwを検出し、第二の状態量取得手段は車体のピッチ角速度ωpを検出し、推定手段は車体のピッチ角速度ωpに基づいて車体のピッチングに起因する車輪の回転速度の変動量Δωwを演算し、車輪の回転速度ωw及び車輪の回転速度の変動量Δωwに基づいて下記の式Ａに従って車体のピッチングに起因する車輪の回転速度の誤差成分が排除された車輪の回転速度ωwaを演算するよう構成される（好ましい態様１）。
ωwa＝ωw−Δωw ……（Ａ）

本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記好ましい態様１の構成に於いて、車輪の半径をＲとして、推定手段は車輪の回転速度ωwaに基づき下記の式Ｂに従って路面に対する車輪の速度Ｖwaを演算するよう構成される（好ましい態様２）。
Ｖwa＝Ｒ・ωwa ……（Ｂ）

本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項１の構成に於いて、第一の状態量取得手段は車輪の周速度Ｖwを検出し、第二の状態量取得手段は車体のピッチ角速度ωpを検出し、推定手段は車体のピッチ角速度ωpに基づいて車体のピッチングに起因する車輪の周速度の変動量ΔＶwを演算し、車輪の周速度Ｖw及び車輪の周速度の変動量ΔＶwに基づいて下記の式Ｃに従って車体のピッチングに起因する車輪の回転速度の誤差成分が排除された車輪の周速度Ｖwaを演算するよう構成される（好ましい態様３）。

本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項２の構成に於いて、第一の状態量取得手段は駆動輪の回転速度ωwdを検出し、第二の状態量取得手段はエンジンの回転速度及び駆動トルクに基づいて駆動輪の推定回転速度ωedを演算し、駆動輪の回転速度ωwd及び駆動輪の推定回転速度ωedに基づいて下記の式Ｄに従って車体のピッチングに起因する駆動輪の回転速度の変動量Δωwdを演算するよう構成される（好ましい態様４）。
Δωwd＝ωwd−ωed ……（Ｄ）

本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項２の構成に於いて、第一の状態量取得手段は駆動輪の回転速度ωwdを検出し、第二の状態量取得手段はエンジンの回転速度及び駆動トルクに基づいて駆動輪の推定回転速度ωeを演算し、駆動輪の回転速度ωwd及び駆動輪の推定回転速度ωedに基づいて上記式Ｄに従って車体のピッチングに起因する駆動輪の回転速度の変動量Δωwdを演算し、駆動輪の回転速度の変動量Δωwdに基づき車体のピッチ角速度ωpを推定し、車体のピッチ角速度ωpに基づき従動輪の回転速度の変動量Δωwnを演算し、従動輪の回転速度ωwnを検出し、従動輪の回転速度ωwn及び従動輪の回転速度の変動量Δωwnに基づき下記の式Ｅに従って車体のピッチングに起因する車輪の回転速度の誤差成分が排除された従動輪の回転速度ωwnaを演算するよう構成される（好ましい態様５）。
ωwna＝ωwn−Δωwn ……（Ｅ）

本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記好ましい態様５の構成に於いて、従動輪の半径をＲとして、推定手段は従動輪の回転速度ωwnaに基づき下記の式Ｆに従って路面に対する従動輪の速度Ｖwnaを演算するよう構成される（好ましい態様６）。
Ｖwna＝Ｒ・ωwna ……（Ｆ）

本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項２の構成に於いて、第一の状態量取得手段は駆動輪の周速度Ｖwdを検出し、第二の状態量取得手段はエンジンの回転速度及び駆動トルクに基づいて駆動輪の推定周速度Ｖedを演算し、駆動輪の周速度Ｖwd及び駆動輪の推定周速度Ｖedに基づいて下記の式Ｇに従って車体のピッチングに起因する駆動輪の回転速度の変動量ΔＶwdを演算し、駆動輪の回転速度の変動量ΔＶwdに基づき車体のピッチ角速度ωpを推定し、車体のピッチ角速度ωpに基づき従動輪の周速度の変動量ΔＶwnを演算し、従動輪の周速度Ｖwnを検出し、従動輪の周速度Ｖwn及び従動輪の周速度の変動量ΔＶwnに基づき下記の式Ｈに従って車体のピッチングに起因する車輪の周速度の誤差成分が排除された従動輪の周速度Ｖwnaを演算するよう構成される（好ましい態様７）。
ΔＶwd＝Ｖwd−Ｖed ……（Ｇ）
Ｖwna＝Ｖwn−ΔＶwn ……（Ｈ）

以下に添付の図を参照しつつ、本発明を好ましい幾つかの実施例について詳細に説明する。
［第一の実施例］

図１は路面に対する各車輪の速度を推定するよう構成された本発明による車両の速度情報推定装置の第一の実施例を示す概略構成図、図２は車輪速度センサの搭載状況を示すスケルトン図である。

図１に於いて、速度情報推定装置１０は車両１２に搭載されている。車両１２は四輪の自動車であり、右前輪１４ＦＲと、左前輪１４ＦＬと、右後輪１４ＲＲと、左後輪１４ＲＬとを有している。また車両１２は制動力を発生する制動装置１６を備えており、制動装置１６は油圧回路４８と、右前輪用ホイールシリンダ１８ＦＲと、左前輪用ホイールシリンダ１８ＦＬと、右後輪用ホイールシリンダ１８ＲＲと、左後輪用ホイールシリンダ１８ＲＬと、ブレーキペダル２０と、マスタシリンダ２２とを含んでいる。

操舵輪である右前輪１４ＦＲ及び左前輪１４ＦＬは図には示されていないが運転者によるステアリングホイールの操舵操作に応答して駆動されるラック・アンド・ピニオン式のステアリング装置によりそれぞれ右タイロッド及び左タイロッドを介して操舵されるようになっている。

また速度情報推定装置１０は電子制御装置２４と、各車輪１４ＦＲ〜１４ＲＬに対応して設けられそれぞれ車輪１４ＦＲ〜１４ＲＬの回転速度（回転角速度）ωwfr〜ωwrlを検出する車輪速度センサ２４ＦＲ〜２４ＲＬと、ピッチ角速度センサ２６とを有している。ピッチ角速度センサ２６は車両１２の車体２８に設けられ、車体２８の車両後方へのピッチ角速度を正として図１には示されていない車両１２のピッチ軸周りの車体２８のピッチ角速度ωpを検出する。尚ピッチ角速度センサ２６は車体２８のピッチ角速度ωpを検出することができる限り、ジャイロスコープ式のピッチ角速度センサの如く当技術分野に於いて公知の任意の構成のものであってよい。

また図２に示されている如く、車輪速度センサ２４ＦＲは右前輪１４ＦＲに固定され右前輪１４ＦＲと共に回転するセンサロータ３２と、右前輪１４ＦＲを回転可能に支持する車輪支持部材３０に取り付けられた検出器３４とよりなる磁気式の車輪速度センサである。センサロータ３２の外周には周方向に沿って均等に隔置された複数の凸部が設けられ、検出器３４はその電磁コイルにより発生される磁界がセンサロータ３２の回転に伴って変化される際の磁界の変化を検出することによって右前輪１４ＦＲの回転速度Ｖwfrを検出する。

尚他の車輪速度センサ２４ＦＬ、２４ＲＲ、２４ＲＬも車輪速度センサ２４ＦＲと同様に構成され、同様に車輪１４ＦＲ、１４ＲＲ、１４ＲＬの回転速度ωwfl、ωwrr、ωwrlを検出するようになっているが、車輪速度センサ２４ＦＲ〜２４ＲＬはそれぞれ対応する車輪の回転速度ωwi（i＝fr、fl、rr、rl）を検出し得る限り、例えば光学式の車輪速度センサの如く当技術分野に於いて公知の任意の構成のものであってよい。

また図２に於いて、符号３６及び３８はそれぞれアッパアーム及びロアアームを示しており、アッパアーム３６は内端にてゴムブッシュ４０により車体２８に枢支され、外端にてボールジョイント４２により車輪支持部材３０に枢着されている。ロアアーム３８は内端にてゴムブッシュ４４により車体２８に枢支され、外端にてボールジョイント４６により車輪支持部材３０に枢着されている。車輪を懸架するサスペンションも図示のダブルウイッシュボーン式のサスペンションに限定されるものではなく、例えばマクファーソンストラット式のサスペンションの如く当技術分野に於いて公知の任意の構成のものであってよい。

各車輪１４ＦＲ〜１４ＲＬの制動力は制動装置１６の油圧回路４８によりホイールシリンダ１８FL、１８FR、１８RL、１８RR内の圧力、即ち制動圧が制御されることによって制御されるようになっている。図１には示されていないが、油圧回路４８はオイルリザーバ、オイルポンプ、種々の弁装置等を含み、各ホイールシリンダの制動圧は通常時には運転者によるブレーキペダル２０の踏み込み操作に応じて駆動されるマスタシリンダ２２により制御され、また必要に応じて後に詳細に説明する如く電子制御装置２４の制動力制御部により個別に制御される。

尚電子制御装置２４の制動力制御部は何れかの車輪についてアンチスキッド制御（ＡＢＳ制御）の実行条件が成立しているときには、当該車輪の制動圧を増減することにより制動スリップ量を所定の範囲内にするためのアンチスキッド制御を実行する。また電子制御装置２４の制動力制御部は何れかの駆動輪についてトラクション制御（ＴＲＣ制御）の実行条件が成立しているときには、当該駆動輪の制動圧を増減することにより駆動スリップ量を所定の範囲内にするためのトラクション制御を実行する。

また電子制御装置２４の制動力制御部により実行される制動力の制御自体は本発明の要旨をなすものではなく、当技術分野に於いて公知の任意の要領にて行われてよく、例えば車両の走行運動状態がスピン状態又はドリフトアウト状態の如く不安定であるときにはこれらを抑制すべく当技術分野に於いて公知の任意の要領にて各車輪の制動圧を増減して各車輪の制動力を制御する走行運動制御を行うようになっていてもよい。

図１には詳細に示されていないが、電子制御装置２４はＣＰＵとＲＯＭとＲＡＭと入出力ポート装置とを有し、これらが双方向性のコモンバスにより互いに接続されたマイクロコンピュータを含む一般的な構成のものであってよい。

図３に示されている如く、車体２８がピッチングし、路面５０に対し前後方向に傾斜すると、車体２８はアッパアーム３６及びロアアーム３８と共に車輪１４に対し相対的に回転し、車輪支持部材３０も検出器３４と共に車輪１４及びセンサロータ３２に対し相対的に回転する。車体２８がピッチングすると、車輪１４はバウンド又はリバウンドし、車輪１４の回転軸線５４はアッパアーム３６及びロアアーム３８等のリンク機構により決定される軌跡５６に沿って上下変位すると共に車両前後方向へ変位するので、車輪１４は車体２８に対し相対的に回転し、これにより車輪支持部材３０及び検出器３４は車輪１４及びセンサロータ３２に対し相対的に回転する。

車体２８のピッチ角をφpとし、車体２８のピッチングに起因する車輪支持部材３０及び検出器３４と車輪１４及びセンサロータ３２との間の相対回転角度をΔθwとすると、相対回転角度Δθwは車体２８のピッチ角φpの関数Ｆ（φp）として車両毎に一義的に定まり、下記の式１により表される。
Δθw＝Ｆ(φp) ……（１）

上記式を時間にて微分すると、左辺は相対回転角速度Δωwとなり、これは車体２８のピッチングに起因する車輪支持部材３０及び検出器３４と車輪１４及びセンサロータ３２との間の相対回転角速度、即ち車体２８のピッチングに起因する車輪１４の回転角速度ωwdの誤差成分であり、車体２８のピッチ角速度をωp＝d/dt（φp）とすると、下記の式２により表される。
Δωw＝d/dt｛Ｆ(φp)｝
＝Ｇ(ωp) ……（２）

従ってピッチ角速度センサ２６により検出された車体２８のピッチ角速度ωpに基づいて、下記の式３に従ってピッチングに起因する左前輪、右前輪、左後輪、右後輪の回転角速度ωwiの誤差成分Δωwi（i＝fr、fl、rr、rl）を演算することができ、よって下記の式４に従って車輪速度センサ２４ＦＲ〜２４ＲＬにより検出された車輪速度ωwiよりそれぞれ対応する誤差成分Δωwiを減算することにより、車体２８のピッチングに起因する誤差成分が除去された各車輪の回転角速度ωwai（i＝fr、fl、rr、rl）を演算することができる。
Δωwi＝Ｇi(ωp) ……（３）
ωwai＝ωwi−Δωwi ……（４）

従って電子制御装置２４はピッチ角速度センサ２６により検出された車体２８のピッチ角速度ωpに基づいて車体２８のピッチングに起因する誤差成分が除去された各車輪の回転角速度ωwaiを上記式３及び４に対応する下記の式５に従って演算する。
ωwai＝ωwi−Ｇi(ωp) ……（５）

かくして図示の第一の実施例によれば、車輪速度センサ２４ＦＲ〜２４ＲＬにより各車輪の回転速度ωwiを検出し、ピッチ角速度センサ２６により車体２８のピッチ角速度ωpを検出することにより、車体２８のピッチングに起因する誤差成分が除去された各車輪の回転角速度ωwaiを確実に求めることができる。
［第二の実施例］

この第二の実施例は上記第一の実施例の修正例である。左前輪、右前輪、左後輪、右後輪の半径をそれぞれＲi（i＝fr、fl、rr、rl）とすると、左前輪、右前輪、左後輪、右後輪の周速度Ｖwi（i＝fr、fl、rr、rl）は下記の式６により表され、ピッチングに起因する左前輪、右前輪、左後輪、右後輪の周速度Ｖwiの誤差成分ΔＶwi（i＝fr、fl、rr、rl）は下記の式７により表される。
Ｖwi＝Ｒi・ωwi ……（６） ΔＶwi＝Ｒi・Δωwi
＝Ｒi・Ｇi(ωp)……（７）

よって上記式５に対応する下記の式８に従って車輪速度センサ２４ＦＲ〜２４ＲＬにより検出された周速度Ｖwiよりそれぞれ対応する誤差成分ΔＶwiを減算することにより、車体２８のピッチングに起因する誤差成分が除去された各車輪の周速度Ｖwai（i＝fr、fl、rr、rl）を演算することができる。
Ｖwai＝Ｒi・ωwai
＝Ｖwi−Ｒi・Ｇi(ωp) ……（８）

この第二の実施例に於いては、車輪速度センサ２４ＦＲ〜２４ＲＬはそれぞれ対応する車輪の周速度Ｖwi（i＝fr、fl、rr、rl）を検出する。また電子制御装置２４はピッチ角速度センサ２６により検出された車体２８のピッチ角速度ωpに基づいて車体２８のピッチングに起因する誤差成分が除去された各車輪の周速度Ｖwaiを上記式８に従って演算する。

かくして図示の第二の実施例によれば、上述の第一の実施例の場合と同様、車輪速度センサ２４ＦＲ〜２４ＲＬにより各車輪の周速度Ｖwiを検出し、ピッチ角速度センサ２６により車体２８のピッチ角速度ωpを検出することにより、車体２８のピッチングに起因する誤差成分が除去された各車輪の周速度Ｖwaiを確実に求めることができる。

尚上述の第一及び第二の実施例によれば、車両の駆動形式は不問であるので、第一及び第二の実施例の速度情報推定装置は後輪駆動車、前輪駆動車、四輪駆動車の何れに適用されてもよい。

また車体２８のピッチ角速度ωpは例えば車両の前後加速度や各車輪位置の車高に基づいて推定されてもよいが、上述の第一及び第二の実施例によれば、車体２８のピッチ角速度ωpはピッチ角速度センサ２６により検出されるので、車両の前後加速度に基づいて推定される場合に於ける積分演算に伴う推定の遅れや誤差を排除することができ、また各車輪位置の車高に基づいて推定される場合に於ける路面の凹凸に起因する推定誤差を確実に排除することができる。
［第三の実施例］

図４は後輪駆動車に適用され車体のピッチ角速度を推定すると共に路面に対する左右前輪の回転速度を推定するよう構成された本発明による車両の速度情報推定装置の第三の実施例を示す概略構成図である。尚図４に於いて図１に示された部材と同一の部材には図１に於いて付された符号と同一の符号が付されている。

図４に於いて、６０は車両の回転駆動源としてのエンジンを示しており、エンジン６０の駆動力はトルクコンバータ６２及び歯車式変速機構６４を含むオートマチックトランスミッション６６を介してプロペラシャフト６８へ伝達される。プロペラシャフト６８の駆動力はディファレンシャル７０により左後輪車軸７２L及び右後輪車軸７２Rへ伝達され、これにより駆動輪である左右の後輪１４RL及び１４RRが回転駆動される。一方左右の前輪１４FL及び１４FRは従動輪であると共に操舵輪であり、図４には示されていないが、運転者によるステアリングホイールの転舵に応答して駆動されるラック・アンド・ピニオン式のパワーステアリング装置によりタイロッドを介して操舵される。

エンジン６０の駆動力はエンジン制御装置７６により制御され、オートマチックトランスミッション６６の変速段、即ち歯車式変速機構６４の変速比はトランスミッション制御装置７８により制御される。エンジン制御装置７６はエンジン回転数Ｎe及び駆動トルクＴeを示す信号を電子制御装置２４へ出力し、トランスミッション制御装置７８は歯車式変速機構６４の変速比Ｒtgを示す信号を電子制御装置２４へ出力する。

この第三の実施例に於いても、左右の前輪１４FL、１４FR及び左右の後輪１４RL、１４RRの制動力は制動装置１６の油圧回路４８により対応するホイールシリンダ１８FL、１８FR、１８RL、１８RRの制動圧が制御されることによって制御される。図４には示されていないが、油圧回路４８はオイルリザーバ、オイルポンプ、種々の弁装置等を含んでいる。

次に図５に示されたフローチャートを参照して第三の実施例に於いて電子制御装置２４により達成される車体２８のピッチ角速度ωpの推定及び車体２８のピッチングに起因する誤差成分が除去された左右前輪の回転角速度ωwafl、ωwafrの演算ルーチンについて説明する。尚図５に示されたフローチャートによる演算制御は図には示されていないイグニッションスイッチの閉成により開始され、所定の時間毎に繰返し実行される。

まずステップ１０に於いては車輪速度センサ２４ＦＲ〜２４ＲＬにより検出された車輪速度ωwiを示す信号等の読み込みが行われ、ステップ２０に於いてはエンジン回転数Ｎe及び駆動トルクＴeを入力とし左右後輪１４ＲＲ、１４ＲＬの回転速度ωewrr、ωewrl及び駆動トルクＴwrr、Ｔwrlを出力とする図６に示された車両モデルを利用して、エンジン制御装置７６より入力されるエンジン回転数Ｎe、駆動トルクＴe及びトランスミッション制御装置７８より入力される歯車式変速機構６４の変速比Ｒtgに基づき左右後輪１４ＲＲ、１４ＲＬの回転速度ωewrr、ωewrlが演算される。尚図６に於いて、７４はプロペラシャフト６８等の弾性を示しており、その弾性係数Ｋは既知の値である

ステップ３０に於いては左右後輪１４ＲＲ、１４ＲＬの回転速度ωwrr、ωwrlの平均値が後輪の回転速度ωwrとして演算されると共に、左右後輪１４ＲＲ、１４ＲＬの回転速度ωewrr、ωewrlの平均値が車体２８のピッチングに起因する誤差成分を含まない後輪の回転速度ωewrとして演算され、ステップ４０に於いては下記の式９に従って後輪の回転速度ωwrの変動量Δωwrが演算される。
Δωwr＝ωwr−ωewr ……（９）

ステップ５０に於いては後輪の回転速度ωwrの変動量Δωwrに基づき上記式３に対応する下記の式１０に従って車体２８のピッチ角速度ωpが演算される。
ωp＝Ｇ^−１(Δωwr) ……（１０）

ステップ６０に於いてはピッチ角速度ωpに基づき左右前輪１４ＦＲ、１４ＦＬの回転速度の誤差成分Δωwfr、Δωwflが演算され、ステップ７０に於いてはそれぞれ下記の式１１及び１２に従って左右前輪１４ＦＲ、１４ＦＬの回転速度ωwfr、ωwflよりそれぞれ対応する回転速度の誤差成分Δωwfr、Δωwflを減算することにより、車体２８のピッチングに起因する誤差成分が除去された左右前輪の回転角速度ωwafr、ωwaflが演算される。
ωwafr＝ωwfr−Δωwfr ……（１１）
ωwafl＝ωwfl−Δωwfl ……（１２）

かくして図示の第三の実施例によれば、エンジン回転数Ｎe及び駆動トルクＴeに基づき駆動輪である左右後輪１４ＲＲ、１４ＲＬの回転速度ωewrr、ωewrlが演算され、左右後輪１４ＲＲ、１４ＲＬの回転速度ωewrr、ωewrlの平均値ωewrと回転速度ωwrr、ωwrlの平均値ωwrとの偏差として後輪の回転速度ωwrの変動量Δωwrが演算され、変動量Δωwrに基づき車体２８のピッチ角速度ωpが演算されるので、エンジン回転数Ｎe、駆動トルクＴe、左右後輪１４ＲＲ、１４ＲＬの回転速度ωwrr、ωwrlを取得することにより、車体２８のピッチ角速度ωpを確実に求めることができる。

また上述の第三の実施例によれば、車体２８のピッチ角速度ωpに基づき従動輪である左右前輪１４ＦＲ、１４ＦＬの回転速度の誤差成分Δωwfr、Δωwflが演算され、左右前輪１４ＦＲ、１４ＦＬの回転速度ωwfr、ωwflよりそれぞれ対応する回転速度の誤差成分Δωwfr、Δωwflを減算することにより、車体２８のピッチングに起因する誤差成分が除去された左右前輪の回転角速度ωwafr、ωwaflが演算されるので、車体２８のピッチ角速度ωpの検出を要することなく従動輪である左右前輪１４ＦＲ、１４ＦＬの回転角速度ωwafr、ωwaflを演算することができる。

特に図示の第三の実施例によれば、左右後輪１４ＲＲ、１４ＲＬの回転速度ωewrr、ωewrlの平均値ωewrと回転速度ωwrr、ωwrlの平均値ωwrとの偏差として後輪の回転速度ωwrの変動量Δωwrが演算されるので、例えば後輪の回転速度ωwrの変動量Δωwrが回転速度ωewrrと回転速度ωwrrとの偏差又は回転速度ωewrlと回転速度ωwrlとの偏差として演算される場合に比して、後輪の回転速度ωwrの変動量Δωwrを正確に演算することができる。

尚上述の第三の実施例に於いては、左右後輪１４ＲＲ、１４ＲＬの回転速度ωewrr、ωewrlの平均値ωewrと回転速度ωwrr、ωwrlの平均値ωwrとの偏差として後輪の回転速度ωwrの変動量Δωwrが演算されるようになっているが、後輪の回転速度ωwrの変動量Δωwrは回転速度ωewrrと回転速度ωwrrとの偏差又は回転速度ωewrlと回転速度ωwrlとの偏差として演算されてもよく、またこれらの場合には前輪と同様の要領にてそれぞれ左後輪、右後輪についても車体２８のピッチングに起因する誤差成分が除去された回転角速度ωwarl、ωwarrが演算されてもよい。
［第四の実施例］

この第四の実施例は上記第三の実施例の修正例であり、この第四の実施例に於いては、第二の実施例の場合と同様、車輪速度センサ２４ＦＲ〜２４ＲＬはそれぞれ対応する車輪の周速度Ｖwi（i＝fr、fl、rr、rl）を検出する。また電子制御装置２４は図７に示されたフローチャートに従って車体２８のピッチ角速度ωp及び車体２８のピッチングに起因する誤差成分が除去された左右前輪の周速度Ｖwafr、Ｖwaflを演算する。

まずステップ１１０に於いては車輪速度センサ２４ＦＲ〜２４ＲＬにより検出された各車輪の周速度Ｖwiを示す信号等の読み込みが行われ、ステップ１２０に於いてはエンジン回転数Ｎe及び駆動トルクＴeを入力とし左右後輪１４ＲＲ、１４ＲＬの周速度Ｖewrr、Ｖewrl及び駆動トルクＴwrr、Ｔwrlを出力とする図６に示された車両モデルと同様の車両モデルを利用して、エンジン制御装置７６より入力されるエンジン回転数Ｎe、駆動トルクＴe及びトランスミッション制御装置７８より入力される歯車式変速機構６４の変速比Ｒtgに基づき左右後輪１４ＲＲ、１４ＲＬの周速度Ｖewrr、Ｖewrlが演算される。

ステップ１３０に於いては左右後輪１４ＲＲ、１４ＲＬの周速度Ｖwrr、Ｖwrlの平均値が後輪の周速度Ｖwrとして演算されると共に、左右後輪１４ＲＲ、１４ＲＬの周速度Ｖewrr、Ｖewrlの平均値が車体２８のピッチングに起因する誤差成分を含まない後輪の周速度Ｖewrとして演算され、ステップ１４０に於いては下記の式１３に従って後輪の周速度Ｖwrの変動量ΔＶwrが演算される。
ΔＶwr＝Ｖwr−Ｖewr ……（１３）

ステップ１５０に於いては後輪の周速度Ｖwrの変動量ΔＶwrに基づき上記式７に対応する下記の式１４に従って車体２８のピッチ角速度ωpが演算される。
ωp＝Ｇ^−１(ΔＶwr) ……（１４）

ステップ１６０に於いてはピッチ角速度ωpに基づき左右前輪１４ＦＲ、１４ＦＬの周速度の誤差成分ΔＶwfr、ΔＶwflが演算され、ステップ１７０に於いてはそれぞれ下記の式１５及び１６に従って左右前輪１４ＦＲ、１４ＦＬの周速度Ｖwfr、Ｖwflよりそれぞれ対応する周速度の誤差成分ΔＶwfr、ΔＶwflを減算することにより、車体２８のピッチングに起因する誤差成分が除去された左右前輪の周速度Ｖwafr、Ｖwaflが演算される。
Ｖwafr＝Ｖwfr−ΔＶwfr ……（１５）
Ｖwafl＝Ｖwfl−ΔＶwfl ……（１６）

かくして図示の第四の実施例によれば、上述の第三の実施例の場合と同様、エンジン回転数Ｎe、駆動トルクＴe、左右後輪１４ＲＲ、１４ＲＬの周速度Ｖwrr、Ｖwrlを取得することにより、車体２８のピッチ角速度ωpを確実に求めることができ、また車体２８のピッチ角速度ωpの検出を要することなく従動輪である左右前輪１４ＦＲ、１４ＦＬの回転角速度ωwafr、ωwaflを演算することができる。

特に図示の第四の実施例によれば、左右後輪１４ＲＲ、１４ＲＬの周速度Ｖewrr、Ｖewrlの平均値Ｖewrと周速度Ｖwrr、Ｖwrlの平均値Ｖwrとの偏差として後輪の周速度Ｖwrの変動量ΔＶwrが演算されるので、例えば後輪の周速度Ｖwrの変動量ΔＶwrが周速度Ｖewrrと周速度Ｖwrrとの偏差又は周速度Ｖewrlと周速度Ｖwrlとの偏差として演算される場合に比して、後輪の周速度Ｖwrの変動量ΔＶwrを正確に演算することができる。

尚上述の第四の実施例に於いては、左右後輪１４ＲＲ、１４ＲＬの周速度Ｖewrr、Ｖewrlの平均値Ｖewrと回周速度Ｖwrr、Ｖwrlの平均値Ｖwrとの偏差として後輪の周速度Ｖwrの変動量ΔＶwrが演算されるようになっているが、後輪の周速度Ｖwrの変動量ΔＶwrは周速度Ｖewrrと周速度Ｖwrrとの偏差又は周速度Ｖewrlと周速度Ｖwrlとの偏差として演算されてもよく、またこれらの場合には前輪と同様の要領にてそれぞれ左後輪、右後輪についても車体２８のピッチングに起因する誤差成分が除去された周速度Ｖwarl、Ｖwarrが演算されてもよい。

尚上述の第一及び第三の実施例に於いて、左前輪、右前輪、左後輪、右後輪の半径をそれぞれＲi（i＝fr、fl、rr、rl）として、Ｒiと回転角速度ωwaiとの積により、車体２８のピッチングに起因する誤差成分が除去された各車輪の周速度Ｖwi（i＝fr、fl、rr、rl）が演算されてもよい。

また上述の第三及び第四の実施例に於いては、車両は後輪駆動車であるが、車両は前輪駆動車であってもよく、その場合には後輪の周速度Ｖwrの変動量ΔＶwrと同様の要領にて駆動輪である左右前輪について周速度Ｖwfの変動量ΔＶwfが演算され、後輪の周速度Ｖwrの変動量ΔＶwrに基づき上記式１２と同様の式に従って車体２８のピッチ角速度ωpが演算され、ピッチ角速度ωpに基づき左右後輪１４ＲＲ、１４ＲＬの周速度の誤差成分ΔＶwrr、ΔＶwrlが演算され、右後輪１４ＲＲ、１４ＲＬの周速度Ｖwrr、Ｖwrlよりそれぞれ対応する周速度の誤差成分ΔＶwrr、ΔＶwrlを減算することにより、車体２８のピッチングに起因する誤差成分が除去された右後輪の周速度Ｖwarr、Ｖwarlが演算される。

また上述の各実施例に於いて演算される各車輪の回転角速度ωwaiや周速度Ｖwaiは、例えば上述のアンチスキッド制御、トラクション制御、走行運動制御の如く車両の任意の制御に使用されてよい。

以上に於いては本発明を特定の実施例について詳細に説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施例が可能であることは当業者にとって明らかであろう。

例えば上述の各実施例に於いては、車輪の回転速度又は周速度が常時推定されるようになっているが、車輪に駆動スリップや制動スリップが生じているときには、各実施例に於いて推定される車輪の回転速度又は周速度にはスリップに起因する誤差が含まれるので、例えば路面の摩擦係数が低い場合や車両の急激な加減速時には各実施例による車輪の回転速度又は周速度の推定が行われないよう修正されてもよい。

また上述の第三及び第四の実施例に於いては、車両の回転駆動源はエンジンであるが、駆動輪の回転速度又は周速度を推定し得る限り、例えば電動機やハイブリッドシステムの如く当技術分野に於いて公知の任意の回転駆動源であってよい。

更に上述の各実施例に於いて、車輪の回転速度より周速度を演算するために使用される車輪の半径Ｒiは例えばタイヤ空気圧が検出される車両の場合には、タイヤ空気圧に応じて可変設定されてもよい。

路面に対する各車輪の速度を推定するよう構成された本発明による車両の速度情報推定装置の第一の実施例を示す概略構成図である。 車輪速度センサの搭載状況を示す説明図である。 車体がピッチングする際の車輪と車輪支持部材との相対回転を示す説明図である。 後輪駆動車に適用され車体のピッチ角速度を推定すると共に路面に対する左右前輪の回転速度を推定するよう構成された本発明による車両の速度情報推定装置の第三の実施例を示す概略構成図である。 第三の実施例に於ける車体のピッチ角速度及び左右前輪の回転速度の演算ルーチンを示すフローチャートである。 第三の実施例に於いて左右後輪の回転速度を演算するための車両モデルを示す説明図である。 第四の実施例に於ける車体のピッチ角速度及び左右前輪の回転速度の演算ルーチンを示すフローチャートである。

符号の説明

１０…速度情報推定装置、１２…車両、１６…制動装置、２４…電子制御装置、２４ＦＲ〜２４ＲＬ…車輪速度センサ、２６…ピッチ角速度センサ、２８…車体、６０…エンジン、６６…オートマチックトランスミッション、７６…エンジン制御装置、７８…トランスミッション制御装置

Claims (3)

1. 車輪の回転速度、路面に対する前記車輪の速度、車体のピッチ角速度のうちの二つの状態量を取得する第一及び第二の状態量取得手段と、前記第一及び第二の状態量取得手段により取得された二つの状態量に基づいて残りの状態量を推定する推定手段とを有する車輌の速度情報推定装置に於いて、前記第一の状態量取得手段は車輪の回転速度を検出し、前記第二の状態量取得手段は前記車体のピッチ角速度を検出し、前記推定手段は前記車体のピッチ角速度に基づいて車体のピッチングに起因する前記車輪の回転速度の変動量を演算し、前記車輪の回転速度及び前記車輪の回転速度の変動量に基づいて路面に対する前記車輪の速度を演算することを特徴とする車両の速度情報推定装置。
2. 車輪の回転速度、路面に対する前記車輪の速度、車体のピッチ角速度のうちの二つの状態量を取得する第一及び第二の状態量取得手段と、前記第一及び第二の状態量取得手段により取得された二つの状態量に基づいて残りの状態量を推定する推定手段とを有する車輌の速度情報推定装置に於いて、前記第一の状態量取得手段は車輪の回転速度を検出し、前記第二の状態量取得手段は車両の回転駆動源の回転速度及び回転駆動トルクに基づいて駆動輪の回転速度を推定することにより路面に対する前記駆動輪の速度を推定し、前記推定手段は前記第一の状態量取得手段により検出された前記駆動輪の回転速度及び路面に対する前記駆動輪の速度に基づいて前記駆動輪の回転速度の変動量を演算し、前記駆動輪の回転速度の変動量に基づいて前記車体のピッチ角速度を演算することを特徴とする車両の速度情報推定装置。
3. 前記推定手段は前記車体のピッチ角速度に基づいて車体のピッチングに起因する他の車輪の回転速度の変動量を演算し、前記他の車輪の回転速度及び前記他の車輪の回転速度の変動量に基づいて路面に対する前記他の車輪の速度を演算することを特徴とする請求項２に記載の車両の速度情報推定装置。

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