JP5185873B2 - 車両横滑り運動状態量推定装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両の横滑り運動の状態量としての車両の重心の横滑り角又は横滑り速度を推定する車両横滑り運動状態量推定装置に関する。

車両の挙動制御等のために、車両の重心の横滑り角や横滑り速度等の該車両の横滑り運動の状態量を推定することが必要となる場合がある。そして、その推定技術としては、例えば特許文献１に見られる技術が知られている。この技術では、路面の摩擦係数の推定を行いつつ、その摩擦係数の推定値と車輪の摩擦特性モデルとを用いて車両の各車輪に路面から作用する路面反力（摩擦力）が推定される。そして、その推定された路面反力のうちの車両の横方向の力の総和（合力）によって動力学的に生じる車両の重心の横加速度が推定される。そして、その横加速度の推定値と、車速の検出値と、車両のヨーレートの検出値とから車両の動力学的な運動モデルに基づいて車両の重心の横滑り角の時間的変化率が推定され、この時間的変化率を積分することによって、車両の重心の横滑り角の推定値が求められる。

特許３６６９６６８号公報

特許文献１に見られる如く、車両の各車輪に作用する路面反力（摩擦力）を推定し、その路面反力の推定値を基に、動力学的な運動モデルの演算によって車両の横滑り運動の状態量を推定する技術では、該路面反力の推定値が、結果的に車両の横滑り運動の状態量の推定値に影響を及ぼすこととなる。

そして、路面反力の推定値は、車輪の摩擦特性（路面との間の摩擦特性）の非線形性や摩擦特性モデルの誤差等の影響を受けやすく、特に、路面の摩擦係数や車両の運動状態が変化する過渡期には、一般に路面反力の推定値の精度が低下し易い。ひいては、車両の横滑り運動の状態量の推定値の精度が低下し易い。

しかるに、特許文献１に見られる技術では、上記路面の摩擦係数や車両の運動状態が変化する過渡期における路面反力の推定値の精度低下を補償するための技術が備えられていない。このため、特許文献１に見られる技術では、特に、路面の摩擦係数や車両の運動状態が変化する過渡期において、車両の横滑り運動の状態量の推定値の精度が低下し易いという不都合があった。

本発明は、かかる背景に鑑みてなされたものであり、摩擦係数や車両の運動状態が変化する過渡期を含めて、車両の横滑り運動の状態量の推定精度を高めることができる車両横滑り運動状態量推定装置を提供することを目的とする。

本発明の車両横滑り運動状態量推定装置は、かかる目的を達成するために、車両の所定の位置の横滑り角又は横滑り速度を推定対象の横滑り運動状態量とし、該横滑り運動状態量の値を逐次推定する装置であって、
車両の車輪と路面との間の滑りと該車輪に路面から作用する路面反力との関係を表す摩擦特性モデルを含み、該車両の動力学を表現する車両モデルを用い、少なくとも該車両モデル上での車両の車輪の前記滑りを特定するために必要な実際の車両の挙動に関する所定種類の観測対象量の観測値を該車両モデルに入力しつつ該車両モデルの演算処理を行うことによって、該車両モデル上での車両の各車輪に路面から作用する路面反力のうちの少なくとも横力を含む路面反力の値である路面反力モデル値を求めると共に、該路面反力モデル値の合力によって該車両モデル上の車両に生じる前記横滑り運動状態量の値である横滑り運動状態量モデル値の新たな値を、該路面反力モデル値と該横滑り運動状態量モデル値の過去算出値とを用いて求める車両モデル演算手段と、
少なくとも車両の横方向の実際の加速度に感応する横加速度センサを含み、該車両の前記所定の位置の横方向の実際の加速度である所定位置実横加速度に応じた出力を発生する所定位置実横加速度検出手段と、
前記路面反力モデル値の合力が前記車両モデル上の車両における前記所定の位置に発生する該車両の横方向の加速度の値である所定位置横加速度モデル値を該路面反力モデル値を用いて求める横加速度モデル値演算手段と、
前記所定位置実横加速度検出手段の出力が示す所定位置実横加速度の検出値と、前記所定位置横加速度モデル値との偏差である横加速度偏差を求める横加速度偏差演算手段と、
前記横加速度偏差をハイカット特性を有するフィルタに通した値、又は、前記横加速度偏差を前記フィルタと所定のゲインを入力値に乗じるゲイン乗算手段とに通した値を補正操作量として決定し、その補正操作量を前記横滑り運動状態量モデル値に加えた値を、実際の車両の横滑り運動状態量の推定値として決定する横滑り運動状態量推定値決定手段とを備えることを特徴とする（第１発明）。

なお、本発明における“観測値”は、あるセンサ出力から直接的に観測される検出値、又は、観測対象量に関連する１つ以上のセンサ出力から適当なモデルあるいは自然法則を用いて間接的に観測される推定値を意味する。

かかる第１発明によれば、前記車両モデル演算手段は、前記車両モデルを用い、少なくとも該車両モデル上での車両の車輪の前記滑りを特定するために必要な実際の車両の挙動に関する所定種類の観測対象量の観測値を該車両モデルに入力しつつ、該車両モデルの演算処理を行うことによって、前記路面反力モデル値を求める。この場合、より詳しくは、例えば、前記所定種類の観測対象量の観測値から、車両の動力学に基づいて車両の各車輪の前記滑りを特定（推定）し、その滑りを前記摩擦特性モデルに入力することで、車両の各車輪に作用する路面反力のうちの少なくとも横力を含む路面反力の値である前記路面反力モデル値を求めることができる。

なお、前記所定種類の観測対象量の観測値は、前記摩擦特性モデルにおける車輪と路面との間の滑りを、前記車両モデルで用いる車両の動力学に基づいて特定するために必要な観測対象量の観測値であれば良く、そのような観測対象量は、前記摩擦特性モデルを含む車両モデルの構造に合わせて選定しておけばよい。また、車輪と路面との間の滑りを特定するために、上記観測対象量の観測値だけでなく、車両の横滑り運動状態量の値が必要となるような場合には、前記横滑り運動状態量モデル値の過去算出値（過去に既に算出された値。好ましくは、過去算出値のうちの最新値）を用いればよい。また、車両の横滑り運動は、各車輪に作用する路面反力のうちの摩擦力である駆動・制動力と横力とに依存し、特に、該横力に対する依存性が高い。従って、求める路面反力モデル値は、各車輪の少なくとも横力を含む路面反力の値であることが望ましい。

そして、車両モデル演算手段は、上記の如く求めた路面反力モデル値の合力（車両モデル上の車両の全ての車輪についての路面反力モデル値の合力）によって該車両モデル上の車両に生じる前記横滑り運動状態量の値である横滑り運動状態量モデル値を求める。この場合、路面反力の合力（主に横力の合力）が外力として車両に作用することに起因して、動力学的に車両の運動が規定されることとなるので、例えば車両の各車輪に作用する路面反力と、車両の前記所定の位置での横方向の運動との間の関係を表す動力学モデルに、上記路面反力モデル値を入力して、該路面反力モデル値と前記横滑り運動状態量モデル値の過去算出値（好ましくは、過去算出値のうちの最新値）を用いて、該動力学モデルの演算を行うことにより前記横滑り運動状態量モデル値の新たな値を求めることができる。

例えば、車両モデル上での各車輪の路面反力の合力と横滑り運動状態量の時間的変化率との間の動力学的関係と、前記路面反力モデル値とに基づいて、該路面反力モデル値の合力に起因して生じる横滑り運動状態量の時間的変化率を算出し、その時間的変化率を逐次積分する（横滑り運動状態量の過去算出値に累積加算する）ことで、横滑り運動状態量モデル値を逐次求めることができる。

また、第１発明では、前記所定位置実加速度検出手段が前記所定位置実横加速度に応じた出力を発生する一方、前記車両モデル演算手段により求められた各車輪の路面反力モデル値の合力が前記車両モデル上の車両における前記所定の位置に発生する該車両の横方向の加速度の値である所定位置横加速度モデル値が、横加速度モデル値演算手段によって、該路面反力モデル値を用いて求められる。なお、横加速度モデル値演算手段は、車両モデル演算手段に包含されていてもよい。また、前記横加速度センサが実際の車両の前記所定の位置に搭載されている場合には、該横加速度センサの出力がそのまま、前記所定位置実横加速度を示す出力として機能することとなる。一方、前記横加速度センサの搭載位置が実際の車両の前記所定の位置と異なる位置である場合には、例えば、該横加速度センサのの出力と車両に搭載したヨーレートセンサ（又はヨー角加速度を検出するセンサ）の出力とから、前記所定位置実横加速度に応じた出力を生成することができる。

そして、第１発明では、前記所定位置実横加速度検出手段の出力が示す前記所定位置実横加速度の検出値と、前記所定位置横加速度モデル値との偏差である横加速度偏差が横加速度偏差演算手段により求められる。

ここで、本願発明者の検討によれば、特に、車両が走行している路面のバンク角（カント角）がほぼ一定に保たれている状況では、路面の摩擦係数や車両の運動状態が変化する過渡期において、前記横加速度偏差には、実際の車両の前記所定の位置での横滑り運動状態量の値（真値）に対する前記横滑り運動状態量モデル値の誤差の影響が顕著に現れる。

より詳しくは、前記横加速度偏差をローカット特性を有するフィルタと入力値を積分する積分手段とに通した値は、路面の摩擦係数や車両の運動状態が変化する過渡期において、前記横滑り運動状態量モデル値に対応する車両の所定の位置の横滑り速度の、実際の値（真値）に対する誤差に近似するものとなる。

さらに、前記横加速度偏差を、上記の如くローカット特性を有するフィルタと入力値を積分する積分手段とに通す処理は、等価的に、前記横加速度偏差を、ハイカット特性を有するフィルタに通す処理、あるいは、該フィルタと所定値のゲインを入力値に乗じるゲイン乗算手段とに通す処理に置き換えることができる。そして、この置き換えを行った場合には、演算誤差が蓄積し易い上記積分手段を省略できる。

そこで、第１発明では、前記運動状態量推定値決定手段は、前記横加速度偏差をハイカット特性を有するフィルタに通した値、又は、前記横加速度偏差を前記フィルタと所定のゲインを入力値に乗じるゲイン乗算手段とに通した値を補正操作量として決定するようにした。そして、該運動状態量推定値決定手段は、その補正操作量を前記横滑り運動状態量モデル値に加えた値を、実際の車両の横滑り運動状態量の推定値として決定する。

これにより、路面の摩擦係数や車両の運動状態が変化する過渡期において、前記横滑り運動状態量モデル値よりも、実際の車両の所定の位置での横滑り運動状態量の値（真値）により近づくように該横滑り運動状態量モデル値を前記補正操作量により補正してなる値を、該横滑り運動状態量の推定値として決定することが可能となる。ひいては、路面の摩擦係数や車両の運動状態が変化する過渡期における車両の所定の位置での横滑り運動状態量の推定値の精度を、横滑り運動状態量モデル値よりも高めることが可能となる。

また、前記横加速度偏差を積分手段に通す処理が不要であるので、前記補正操作量に、横加速度偏差の積分に伴う演算誤差が蓄積するのを防止できる。このため、前記補正操作量の信頼性を高め、ひいては、車両の横滑り運動状態量の推定値の精度を高めることができる。

かかる第１発明では、前記車両の所定の位置としては、例えば該車両の重心の位置が挙げられる（第２発明）。

この第２発明によれば、車両の重心の位置での横滑り運動状態量の推定値を精度よく適切に求めることができる。

なお、この第２発明では、前記所定位置横加速度モデル値は、前記車両モデル演算手段が求めた路面反力モデル値の合力のうちの車両の横方向の並進力成分の値を車両の質量で除算してなる加速度の値として求めることができる。

また、上記第１、第２発明では、前記フィルタは、ハイカット特性とローカット特性とを有するバンドパスフィルタであることが好ましい（第３発明）。

この第３発明によれば、前記横加速度センサの出力のドリフト等に起因して前記横加速度偏差に含まれることがある定常的なオフセット成分を、上記バンドパスフィルタのローカット特性によって除去することができる。ひいては、前記補正操作量の信頼性をさらに高め、車両の横滑り運動状態量の推定値の精度をより一層高めることができる。

なお、上記バンドパスフィルタは、ハイカット特性のフィルタリング処理とローカット特性のフィルタリング処理とを一括して行うものである必要はなく、それらのフィルタリング処理を順番に行うものであってもよい。

上記第１〜第３発明では、前記所定値のゲインは、例えば前記フィルタのハイカット特性における高周波側の遮断周波数を規定する時定数と同一の値に設定される（第４発明）。

この第４発明によれば、前記横加速度偏差を、ローカット特性を有するフィルタと積分手段とに通す処理と同等の処理を、ハイカット特性を有するフィルタと前記ゲイン乗算手段とにより容易に実現することができる。

実施形態における車両の概略構成を示す図。 図２（ａ），（ｂ）は、実施形態の説明で用いる代表的な参照符号を視覚的に示す図。 第１実施形態における制御装置の主要な機能を示すブロック図。 第１実施形態における制御装置の処理を示すフローチャート。 図３に示す車両モデル演算手段の機能を示すブロック図。 図６（ａ），（ｂ）は、図５に示す車輪スリップ率推定部の処理を説明するためのグラフ。 図７（ａ），（ｂ）は、図５に示す車輪横滑り角推定部の処理を説明するためのグラフ。 図５に示す車輪スリップ率推定部の他の形態の処理を説明するためのグラフ。 図５に示す車両運動推定部において車両の横滑り運動状態量の推定値を求める処理を示すフローチャート。 図１０（ａ）〜（ｃ）は図９のフローチャートのＳ１１４−３の処理を示すブロック図。 図３に示すμ推定手段の機能を示すブロック図。 図３に示すμ推定手段の処理を示すフローチャート。 第２実施形態における制御装置の主要な機能を示すブロック図。 図１３に示すバンク角推定手段の処理を示すフローチャート。 図１３に示す勾配角推定手段の処理を示すフローチャート。

以下に、本発明の実施形態を説明する。まず、図１を参照して、本明細書の実施形態における車両の概略構成を説明する。

図１に示す如く、車両１は、複数の車輪２−ｉ（ｉ＝１，２，…）を備え、これらの車輪２−ｉ（ｉ＝１，２，…）に図示しないサスペンション装置を介して車体１Ｂを支持している。実施形態の車両１は、より詳しくは、左右一対の前輪２−１，２−２、及び左右一対の後輪２−３，２−４の計４個の車輪２−ｉ（ｉ＝１，２，３，４）を備える。この場合、車輪２−ｉ（ｉ＝１，２，３，４）のうちの前輪２−１，２−２は駆動輪であると共に操舵輪であり、後輪２−３，２−４は従動輪であると共に非操舵輪である。

以降の説明では、車両１の左前側の車輪２−１を第１車輪２−１、右前側の車輪２−２を第２車輪２−２、左後側の車輪２−３を第３車輪２−３、右後側の車輪２−４を第４車輪２−４ということがある。また、車輪２−ｉ（ｉ＝１，２，３，４）のうちの任意の車輪を表現する場合には、“（ｉ＝１，２，３，４）”というような記載を省略し、単に“車輪２−ｉ”又は“第ｉ車輪２−ｉ”ということがある。また、車輪２−ｉ（ｉ＝１，２，３，４）以外の要素（構成部品、物理量等）で、個々の第ｉ車輪２−ｉに関連する要素の参照符号には、添え字“ｉ”を付加する。この場合において、車輪２−ｉ（ｉ＝１，２，３，４）のうちの特定の１つの車輪に対応する要素については、該要素の参照符号に、添え字“ｉ”の代わりに、当該特定の車輪に対応するｉの値（１又は２又は３又は４）を付加する。

車両１には、駆動輪を回転駆動するための駆動系が備えられている。この駆動系は、実施形態では、車体１Ｂに搭載された動力発生源としてのエンジン３を有する。そして、該駆動系は、このエンジン３の動力（出力トルク）を変速機４ａを含む動力伝達機構４を介して駆動輪としての前輪２−１，２−２に伝達することによって前輪２−１，２−２を回転駆動する。この場合、エンジン３の動力は、車両１の図示しないアクセルペダルの踏み込み操作量に応じて制御される。

また、車両１には、操舵輪を操舵するための操舵系が備えられている。この操舵系は、実施形態では、車体１Ｂの運転席前方に配置されたステアリングホイール５を有し、ステアリングホイール５の回転操作に連動させて、図示しない操舵機構により操舵輪としての前輪２−１，２−２を操舵する。該操舵機構は、例えばラック・アンド・ピニオン等の機械式の操舵機構、あるいは、電動モータ等の操舵用アクチュエータを有するアクチュエータ付き操舵機構（所謂、パワー・ステアリング装置）により構成される。

また、車両１には、その走行を制動するための制動系が備えられている。この制動系は、実施形態では、各車輪２−ｉ毎に、ディスクブレーキ等の摩擦式の制動機構７−ｉ（ｉ＝１，２，３，４）を有する。これらの制動機構７−ｉ（ｉ＝１，２，３，４）は、制動系油圧回路６に接続されており、この制動系油圧回路６から付与される油圧（ブレーキ圧）によって、それぞれに対応する車輪２−ｉの回転を制動する制動力を発生する。この場合、制動系油圧回路６は、基本的には、車両１のブレーキペダル（図示省略）の踏み込み操作に連動して、該ブレーキペダルの踏み込み操作量（踏力）に応じたブレーキ圧を各制動機構７−ｉに付与する。そして、実施形態の車両１では、制動系油圧回路６は、各制動機構７−ｉに付与するブレーキ圧を（ひいては、各車輪２−ｉの制動力を）、後述する制御装置２０から与えられる制御指令に応じて調整することが可能となっている。

さらに、車両１は、上記駆動系、操舵系、及び制動系に加えて、後述する観測対象量を検出するための各種のセンサと、車両１の挙動制御等を行う制御装置２０とを備える。実施形態では、センサとして、例えば、各車輪２−ｉの回転角速度に応じた出力をそれぞれ発生する車輪回転角速度センサ８−ｉ（ｉ＝１，２，３，４）、各車輪２−ｉの制動機構７−ｉに付与されるブレーキ圧に応じた出力をそれぞれ発生するブレーキ圧センサ９−ｉ（ｉ＝１，２，３，４）、ステアリングホイール５の操舵角（回転角度）に応じた出力を発生するステアリング操舵角センサ１０、変速機３の動作状態（変速比など）に応じた出力を発生する変速機センサ１１、車両１のアクセルペダル（図示省略）の踏み込み操作量に応じた出力を発生するアクセルセンサ１２、車両１のヨー軸周り（車体１Ｂの上下方向の軸周り）の角速度であるヨーレートに応じた出力を発生するヨーレートセンサ１３、車両１のロール軸方向（車体１Ｂの前後方向）の加速度に応じた出力を発生する前後加速度センサ１４、車両１のピッチ軸方向（車体１Ｂの横方向（左右方向））の加速度に応じた出力を発生する横加速度センサ１５が車両１に搭載されている。

制御装置２０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等を含む電子回路ユニットであり、上記の各センサの出力（検出データ）が入力される。そして、制御装置２０は、入力された検出データと、あらかじめ記憶保持した設定データとを使用しつつ、あらかじめ実装されたプログラムに基づく所定の演算処理を実行することで、車両１の挙動を制御する。この場合、制御装置２０は、例えば各制動機構７−ｉによる各車輪２−ｉの制動力を制動系油圧回路６を介して制御することによって、車両１のヨー軸周りの回転運動（旋回運動）や横滑り運動などの挙動を目標とする挙動に制御する機能を有する。また、制御装置２０は、車両１の挙動の制御処理を実行するために、車両１の横滑り運動の状態量（横滑り角、横滑り速度等）を逐次推定したり、車両１が走行している路面の摩擦係数を逐次推定する機能も有する。

以上が本明細書で説明する各実施形態における車両１の概略構成である。

なお、本発明を適用する車両は上記の構成の車両１に限られるものではない。例えば、車両１の駆動系の動力発生源は電動モータであってもよい。あるいは、エンジンと電動モータとの両方が動力発生源として車両１に搭載されていてもよい。また、車両１の駆動輪は、後輪２−３，２−４であってもよく、あるいは、前輪２−１，２−２および後輪２−３，２−４の両方であってもよい。また、駆動系は、動力発生源から各駆動輪に付与する駆動力を各別に調整することができるように構成されていてもよい。また、車両１の操舵系は、前輪２−１，２−２をステアリングホイール５の回転操作に連動させて操舵することに加えて、後輪２−３，２−４を適宜、アクチュエータにより操舵するように構成されていてもよい。また、車輪の個数は４個でなくてもよい。

次に、図２（ａ），（ｂ）を参照しつつ、以降の各実施形態の説明で用いる主要な参照符号（変数）及び用語について説明する。

図２（ａ），（ｂ）中の↑Ｖ１、↑Ｆ１等のように、“↑”を先頭に付した変数はベクトル量を表す。ベクトル量は、それを適当な座標系を用いて成分表示する場合に、列ベクトル（行ベクトルの転置ベクトル）の形態で表現されるものとする。なお、実施形態の説明では、ベクトル量同士の掛け算（すなわち外積）の算術記号として“×”を用い、スカラー量同士の掛け算やスカラー量とベクトル量との掛け算等、外積以外の掛け算の算術記号として“＊”を用いる。また、行ベクトルの転置を示す場合には、その行ベクトルの成分表示の右上に添え字“Ｔ”を付する。

“車体座標系”は、車体１Ｂの前後方向をＸ軸方向、車体１Ｂの横方向（左右方向）をＹ軸方向とする座標系である。この場合、車体１Ｂの前向きをＸ軸の正の向き、車体１Ｂの左向きをＹ軸の正の向きとする。なお、車体座標系のＸ軸方向は、単に、車両１の前後方向又はロール軸方向ということもある。また、車両座標系のＹ軸方向は、単に、車両１の横方向又はピッチ軸方向ということもある。また、車両１のヨー軸方向（車体１Ｂの上下方向）は、車体座標系のＸＹ平面に直交（Ｘ軸及びＹ軸に直交）するものとする。

“第ｉ車輪座標系”は、車両１をヨー軸方向で上方から見た状態において、第ｉ車輪２−ｉの回転面（第ｉ車輪２−ｉの回転軸に直交する面）と平行な方向（第ｉ車輪２−ｉの前後方向）をｘ軸方向、第ｉ車輪２−ｉの回転軸と平行な方向（第ｉ車輪２−ｉの左右方向（横方向））をｙ軸とする座標系である。この場合、第ｉ車輪２−ｉの前向きをｘ軸の正の向き、第ｉ車輪２−ｉの左向きをｙ軸の正の向きとする。なお、第ｉ車輪座標系のｘｙ平面は、車体座標系のＸＹ平面と平行であり、車両１のヨー軸方向に直交するものとする。

補足すると、本明細書での“直交”及び“平行”は、それぞれ、厳密な意味での直交、平行だけを意味するものではなく、近似的な直交、平行であってもよい。

“δi”は、第ｉ車輪２−ｉの舵角（以降、単に車輪舵角ということもある）を表す。各車輪舵角δiは、より詳しくは、車両１をヨー軸方向で上方から見た状態において、第ｉ車輪２−ｉの回転面が車体座標系のＸ軸方向に対してなす角度である。なお、実施形態の車両１では、後輪２−３，２−４は非操舵輪であるので、常にδ3＝δ4＝０である。

“↑Vg”は、車体座標系のＸＹ平面に投影して見た、路面に対する車両１の重心点の移動速度ベクトル（以降、車両重心速度ベクトルという）を表す。この車両重心速度ベクトル↑Vgは、車体座標系のＸ軸方向成分とＹ軸方向成分とから成るベクトルである。この場合、車両重心速度ベクトル↑VgのＸ軸方向成分をVgx、Ｙ軸方向成分をVgyと表記し、それぞれを車両重心前後速度Vgx、車両重心横滑り速度Vgyという。なお、車両重心前後速度Vgxは、別の言い方をすれば、車両１の走行速度（車速）としての意味を持つ。また、図２（ａ），（ｂ）での図示を省略するが、車両重心前後速度Vgxの時間的変化率（微分値）を車両重心前後速度変化率Vgdot_x、車両重心横滑り速度Vgyの時間的変化率（微分値）を車両重心横滑り速度変化率Vgdot_yという。

“βg”は車両１の重心点の横滑り角（以降、車両重心横滑り角という）を表す。車両重心横滑り角βgは、より詳しくは、車両重心速度ベクトル↑Vgが車体座標系のＸ軸方向に対してなす角度である。従って、βg＝ｔａｎ^−１（Vgy／Vgx）である。

“↑Vi”は、車体座標系のＸＹ平面に投影して見た、路面に対する第ｉ車輪２−ｉの接地部の移動速度ベクトル（以降、第ｉ車輪２−ｉの進行速度ベクトル、又は単に車輪進行速度ベクトルという）を表す。各車輪進行速度ベクトル↑Viは、車体座標系のＸ軸方向成分とＹ軸方向成分とから成るベクトルである。この場合、図２（ａ），（ｂ）での図示を省略するが、各車輪進行速度ベクトル↑ViのＸ軸方向成分をVx_i、Ｙ軸方向成分をVy_iと表記する。

“↑Vsub_i”は、第ｉ車輪座標系のｘｙ平面に投影して見た、路面に対する第ｉ車輪２−ｉの接地部の移動速度ベクトル（以降、車輪座標系上車輪進行速度ベクトルという）を表す。各車輪座標系上車輪進行速度ベクトル↑Vsub_iは第ｉ車輪座標系のｘ軸方向成分とｙ軸方向成分とから成るベクトルである。この場合、図２（ａ），（ｂ）での図示を省略するが、各車輪座標系上車輪進行速度ベクトル↑Vsub_iのｘ軸方向成分をVsubx_i、ｙ軸方向成分をVsuby_iと表記する。なお、各車輪２−ｉの車輪座標系上車輪進行速度ベクトル↑Vsub_iと、前記車輪進行速度ベクトル↑Viとは、それらを表現する座標系が異なるだけであり、空間的な向き及び大きさが互いに同一のベクトル量である。

“βi”は、第ｉ車輪２−ｉの横滑り角（以降、単に車輪横滑り角ということもある）を表す。各車輪横滑り角βiは、より詳しくは、第ｉ車輪２−ｉの車輪座標系上車輪進行速度ベクトル↑Vsub_iが第ｉ車輪座標系のｘ軸方向に対してなす角度である。従って、βi＝ｔａｎ^−１（Vsuby_i／Vsubx_i）である。

“β0i”は第ｉ車輪２−ｉの車輪進行速度ベクトル↑Viが車体座標系のＸ軸方向に対してなす角度（＝βi＋δi。以降、車輪位置横滑り角という）を表す。なお、実施形態では、後輪２−３，２−４は非操舵輪であるので、β03＝β3、β04＝β4である。このため、β03，β04の図示は省略している。

“γ”は車両１のヨー軸周りの角速度、すなわち、ヨーレートを表す。

“df”は車両１の横方向（車体座標系のＹ軸方向）における前輪２−１，２−２の間の間隔（すなわち前輪２−１，２−２のトレッド）、“dr”は車両１の横方向（車体座標系のＹ軸方向）における後輪２−３，２−４の間の間隔（すなわち後輪２−３，２−４のトレッド）を表す。以降、dfを前輪トレッド、drを後輪トレッドという。

“Lf”はδ1＝δ2＝０の状態の前輪２−１，２−２の車軸（回転軸）と、車両１の重心点との間の距離（車両１の前後方向での距離）、“Lr”は後輪２−３，２−４の車軸（回転軸）と、車両１の重心点との間の距離（車両１の前後方向での距離）を表す。以降、Lfを前輪車軸・重心間距離、Lrを後輪車軸・重心間距離という。

“↑Pi”は、車両１をヨー軸方向で上方から見た状態において、車両１の重心点から見た第ｉ車輪２−ｉの位置ベクトル（以降、単に車輪位置ベクトルということもある）を表す。各車輪位置ベクトル↑Piは、車体座標系のＸ軸方向成分とＹ軸方向成分とから成るベクトルである。この場合、図２（ａ），（ｂ）での図示は省略するが、各車輪位置ベクトル↑PiのＸ軸方向成分をPx_i、Ｙ軸方向成分をPy_iと表記する。なお、車体座標系のＹ軸方向での車両１の重心点の位置が、車両１の車幅の中心線上に存在する場合には、↑P1＝（Lf，df／２）^T、↑P2＝（Lf，−df／２）^T、↑P3＝（−Lr，dr／２）^T、↑P4＝（−Lr，−dr／２）^Tとなる。

“↑Fi”は、車体座標系のＸＹ平面に投影して見た、第ｉ車輪２−ｉの路面反力（第ｉ車輪２−ｉに路面から作用する並進力ベクトル）を表す。以降、↑Fiを車輪２次元路面反力又は２次元路面反力という。この車輪２次元路面反力↑Fiは、車体座標系のＸ軸方向成分とＹ軸方向成分とから成るベクトルである。ここで、各車輪２−ｉに路面から作用する路面反力は、空間的（３次元的）には、第ｉ車輪座標系のｘ軸方向の並進力成分である駆動・制動力と、ｙ軸方向の並進力成分である横力と、ヨー軸方向の並進力成分である接地荷重との合力ベクトルである。従って、車輪２次元路面反力↑Fiは、第ｉ車輪２−ｉの駆動・制動力と横力との合力ベクトル（これは路面から第ｉ車輪２−ｉに作用する摩擦力に相当する）を車体座標系で表現してなるベクトルである。この場合、図２（ａ），（ｂ）での図示は省略するが、車輪２次元路面反力↑FiのＸ軸方向成分をFx_i、Ｙ軸方向成分をFy_iと表記する。なお、以降の説明では、各車輪２−ｉの駆動・制動力と横力と接地荷重との合力ベクトルとしての空間的な路面反力を、車輪３次元路面反力又は３次元路面反力という。また、各車輪２−ｉの３次元路面反力のヨー軸方向成分としての接地荷重をFz_iと表記する。

“↑Fsub_i”は、第ｉ車輪座標系のｘｙ平面に投影して見た、第ｉ車輪２−ｉの路面反力（以降、車輪座標系上車輪２次元路面反力という）を表す。各車輪座標系上車輪２次元路面反力↑Fsub_iは、第ｉ車輪座標系のｘ軸方向成分とｙ軸方向成分とから成るベクトルである。この場合、図２（ａ），（ｂ）での図示は省略するが、各車輪座標系上車輪２次元路面反力↑Fsub_iのｘ軸方向成分をFsubx_i、ｙ軸方向成分をFsuby_iと表記する。ｘ軸方向成分Fsubx_iは、換言すれば、第ｉ車輪２−ｉの駆動・制動力であり、ｙ軸方向成分Fsuby_iは、換言すれば、第ｉ車輪２−ｉの横力である。なお、第ｉ車輪２−ｉの車輪座標系上車輪２次元路面反力↑Fsub_iと、第ｉ車輪２−ｉの前記車輪２次元路面反力↑Fiとは、それらを表現する座標系が異なるだけであり、空間的な向き及び大きさが互いに同一のベクトル量である。

“↑Fg_total”は、車輪２−ｉ（ｉ＝１，２，３，４）に作用する路面反力の合力（前記車輪３次元路面反力（ｉ＝１，２，３，４）の合力）によって、車両１の重心点に作用する空間的な並進力ベクトル（以降、全路面反力合成並進力ベクトルという）を表す。この場合、図２（ａ），（ｂ）での図示は省略するが、全路面反力合成並進力ベクトル↑Fg_totalのうちの、車体座標系のＸ軸方向成分をFgx_total、車体座標系のＹ軸方向成分をFgy_total、ヨー軸方向成分をFgz_totalと表記する。また、Fgx_totalを全路面反力合成前後力、Fgy_totalを全路面反力合成横力ということがある。

“Mgz_total”は、車輪２−ｉ（ｉ＝１，２，３，４）に作用する路面反力の合力（前記第ｉ車輪３次元路面反力（ｉ＝１，２，３，４）の合力）によって、車両１の重心点でヨー軸周りに作用するモーメント（以降、全路面反力合成ヨーモーメントという）を表す。なお、前記車輪３次元路面反力（ｉ＝１，２，３，４）の合力のうちのヨー軸方向成分Fgz_totalは、全路面反力合成ヨーモーメントMgz_totalに寄与しない。従って、全路面反力合成ヨーモーメントMgz_totalは、実質的には、前記車輪２次元路面反力↑Fi（ｉ＝１，２，３，４）の合力、すなわち、全ての車輪２−ｉ（ｉ＝１，２，３，４）の駆動・制動力及び横力の合力によって、車両１の重心点でヨー軸周りに作用するモーメントを表す。

補足すると、本明細書の実施形態では、車輪２−ｉ（ｉ＝１，２，３，４）に作用する路面反力の合力を、車両１に作用する外力の全体と見なす。より詳しく言えば、車両１に作用する外力としては、各車輪２−ｉに路面から作用する路面反力の他に、空気抵抗等もあるが、実施形態では、路面反力以外の外力は、車輪２−ｉ（ｉ＝１，２，３，４）に作用する路面反力の合力に比して、無視し得る程度に十分に小さいものと見なす。従って、上記↑Fg_total及びMgz_totalは、それぞれ、車両１に作用する外力の全体によって車両１の重心点に作用する並進力ベクトル、モーメントとしての意味を持つ。

“ＮＳＰ”は、車両１のニュートラル・ステア・ポイントを表す。ＮＳＰは、δ1＝δ2＝０として車両１が走行している状態で、車両重心横滑り角βg（≠０）が発生したときに、全ての車輪２−ｉ（ｉ＝１，２，３，４）にそれぞれ作用する横力Fsuby_i（ｉ＝１，２，３，４）の合力の着力点（作用点）を意味する。より詳しくは、ＮＳＰは、車両１をヨー軸方向で上方から見た状態において、車両１の重心点を通って車体座標系のＸ軸方向（車両１の前後方向）に延在する直線と、全ての車輪２−ｉ（ｉ＝１，２，３，４）にそれぞれ作用する横力Fsuby_i（ｉ＝１，２，３，４）の合力の作用線との交点を意味する。

“Lnsp”は、車体座標系のＸ軸方向（車両１の前後方向）での車両１の重心点と、ＮＳＰとの距離（以降、車両重心・ＮＳＰ間距離という）を表す。なお、車両１の重心点よりもＮＳＰが後方側に存在する場合に、車両重心・ＮＳＰ間距離Lnspの値を正の値とし、車両１の重心点よりもＮＳＰが前方側に存在する場合に、車両重心・ＮＳＰ間距離Lnspの値を負の値とする。

“Mnsp”は、車輪２−ｉ（ｉ＝１，２，３，４）に作用する路面反力の合力（前記車輪３次元路面反力（ｉ＝１，２，３，４）の合力又は前記車輪２次元路面反力↑Fi（ｉ＝１，２，３，４）の合力）によって、ＮＳＰでヨー軸周りに作用するモーメント（以降、ＮＳＰヨーモーメントという）を表す。ＮＳＰヨーモーメントMnspは、換言すれば前記全路面反力合成ヨーモーメントMgz_totalと、前記全路面反力合成並進力ベクトル↑Fg_totalがＮＳＰでヨー軸周りに発生させるモーメント（＝Lnsp＊Fgy_total）との総和のモーメントである。

補足すると、実施形態では、ヨー軸周りの角度、角速度、角加速度等、ヨー軸周りの回転運動に関する状態量（δi、βi、γ等）と、ヨー軸周りのモーメント（Mgz_total、Mnsp等）とに関しては、車両１をヨー軸方向で上方から見た状態で、反時計周りの向きを正の向きとする。

また、図２（ａ），（ｂ）での図示は省略するが、以降の説明では、上記した変数（参照符号）の他に、次のような変数も使用する。

“θh”はステアリングホイール５の操舵角（回転角度。以降、ステアリング操舵角という）を表す。

“γdot”は車両１のヨー軸周りの角加速度（以降、ヨー角加速度という）を表す。

“ωw_i”は第ｉ車輪２−ｉの回転角速度（以降、単に車輪回転角速度ということがある）、“Rw_i”は第ｉ車輪２−ｉの有効半径（以降、単に車輪有効半径ということがある）、“Vw_i”は、ωw_iとRw_iとの積（＝ωw_i＊Rw_i）として定義される第ｉ車輪２−ｉの車輪速度（すなわち、第ｉ車輪２−ｉの回転中心から見た、第ｉ車輪２−ｉの接地部の周方向速度）を表す。なお、各車輪速度Vw_iは、第ｉ車輪２−ｉの滑りが無い状態では、前記車輪座標系上車輪進行速度ベクトル↑Vsub_iのｘ軸方向成分Vsubx_iに一致する。

“κi”は第ｉ車輪２−ｉのスリップ率（縦滑り率。以降、単に車輪スリップ率ということがある）、“Tq_i”は第ｉ車輪２−ｉに車両１の駆動系から付与される駆動トルクと、車両１の制動系から付与される制動トルクとの総和のトルク（以降、単に車輪トルクということがある）、“Iw_i”は第ｉ車輪２−ｉの慣性モーメント（以降、単に車輪慣性モーメントということがある）を表す。

“ｍ”は車両１全体の質量（以降、車両質量という）、“Iz”は車両１の重心点での車両１全体のヨー軸周りの慣性モーメント（以降、車両ヨー慣性モーメントという）を表す。

“Accx”は、前記車両重心前後速度変化率Vgdot_xに、車両１の旋回運動に伴う遠心力に起因して該車両１の重心点に生じる加速度のうちの車体座標系のＸ軸方向成分（＝−Ｖgy＊γ）を加え合わせてなる加速度（＝Vgdot_x−Ｖgy＊γ）を表す。また、“Accy”は、前記車両重心横滑り速度変化率Vgdot_yに、車両１の旋回運動に伴う遠心力に起因して該車両１の重心点に生じる加速度のうちの車体座標系のＹ軸方向成分（＝Ｖgx＊γ）を加え合わせてなる加速度（＝Vgdot_y＋Ｖgx＊γ）を表す。換言すれば、“Accx”、“Accy”は、それぞれ、車体座標系で見た車両１の重心点の運動の加速度（車体座標系での重心点の位置の２階微分値）のＸ軸方向成分、Ｙ軸方向成分を表す。以降、“Accx”を車両重心前後加速度、“Accy”を車両重心横加速度という。

“μ”は路面の摩擦係数（各車輪２−ｉとの間の摩擦係数。以降、路面摩擦係数ということがある）を表す。なお、実施形態での路面摩擦係数μは、標準的な乾燥路面など、ある基準状態の路面（以降、基準路面という）と各車輪２−ｉとの間の摩擦係数を基準とする相対的な摩擦係数である。また、路面摩擦係数μは、いずれの車輪２−ｉ（ｉ＝１，２，３，４）の接地箇所でも同一であるとみなす。

“θbank”は路面のバンク角（以降、路面バンク角ということがある）、“θslope”は路面の勾配角（以降、路面勾配角ということがある）を表す。路面バンク角θbankは、車両１のロール軸方向で見た、水平面に対する路面の傾斜角であり、路面勾配角θslopeは、車両１のピッチ軸方向で見た、水平面に対する路面の傾斜角である。なお、路面バンク角θbankは、自動車工学の分野では一般に、路面のカント角と言われるものであるが、本明細書では、バンク角という用語を用いる。また、本明細書の実施形態では、路面上の車両１が右下がりの傾斜姿勢となる場合の路面バンク角θbankを正の角度とする。また、路面上の車両１が前下がりの傾斜姿勢となる場合の路面勾配角θslopeを正の角度とする。

“Rot（δi）”は、第ｉ車輪座標系で表現したベクトル量（第ｉ車輪座標系のｘ軸方向成分及びｙ軸方向成分からなるベクトル量）を、車体座標系で表現したベクトル量（車体座標系のＸ軸方向成分及びＹ軸方向成分からなるベクトル量）に変換するための座標変換行列を表す。座標変換行列Ｒ（δi）は、第ｉ車輪２−ｉの舵角δiに依存して定まる行列（２次の正方行列）であり、列ベクトル（ｃｏｓ(δi)，ｓｉｎ(δi)）^T、（−ｓｉｎ(δi)，ｃｏｓ(δi)）^Tをそれぞれ第１列の成分、第２列の成分とする行列である。この場合、あるベクトル量↑Ａの第ｉ車輪座標系での表記を（ax，ay）^T、車体座標系での表記を（Ax，Ay）^Tとすると、（Ax，Ay）^Tと（ax，ay）^Tとの間の関係は、（Ax，Ay）^T＝Rot（δi）＊（ax，ay）^Tとなる。従って、前記各車輪２−ｉの車輪進行速度ベクトル↑Viと、車輪座標系上車輪進行速度ベクトル↑Vsub_iとの間の関係は、↑Vi＝Rot（δi）＊↑Vsub_iにより与えられる。同様に、前記各車輪２−ｉの車輪２次元路面反力↑Fiと、車輪座標系上車輪２次元路面反力↑Fsub_iとの間の関係は、↑Fi＝Ｒot（δi）＊↑Fsub_iにより与えられる。なお、車体座標系で表現したベクトル量を、第ｉ車輪座標系で表現したベクトル量に変換するための座標変換行列、すなわち、Rot（δi）の逆行列は、Rot（−δi）となる。

また、以降の説明では、実際の値（真値）の状態量やベクトル量等を表現する場合に、“実ヨーレート”等というように、該状態量やベクトル量等の名称（呼称）の先頭に“実”を付することがある。そして、この場合に、“γ_act”等というように、該状態量やベクトル量等を表す変数（参照符号）の末尾に、“_act”を付加する。さらに、状態量やベクトル量の観測値（検出値もしくは推定値）を表現する場合に、例えば“ヨーレート検出値”、“ヨーレート推定値”等というように、該状態量やベクトル量等の名称（呼称）の末尾に“検出値”や“推定値”を付する。この場合、原則として、後述する車両モデル演算手段２４で算出された観測値又はその算出された観測値を基に生成される他の観測値に対しては、“推定値”を使用する。但し、車両モデル演算手段２４での動力学的な演算（車両の動力学を表現する動力学モデルの演算）によって算出される観測値であって、該観測値を適宜修正することによって各演算処理周期における最終的な“推定値”が決定されるような観測値については、最終的な“推定値”と区別するために、“モデル推定値”という。また、車両モデル演算手段２４で算出された観測値を使用することなく、あるセンサの出力を基に得られる観測値に対しては、“検出値”を使用する。そして、“検出値”には、“γ_sens”等というように、変数（参照符号）の末尾に“_sens”を付加し、“推定値”には、“γ_estm”等というように、変数（参照符号）の末尾に“_estm”を付加する。さらに、“モデル推定値”には、“γ_predict”等というように、変数（参照符号）の末尾に“_predict”を付加する。また、状態量の時間的変化率（時間による微分値）を表現する場合には、“γdot”等というように、その状態量の変数（参照符号）中に、“dot”を付加する。

以上説明したことを前提として、以下に、本発明の実施形態を詳細に説明する。

［第１実施形態］
まず、第１実施形態における前記制御装置２０の処理を具体的に説明する。本実施形態では、図３のブロック図で示す如く、制御装置２０は、その主要な機能的手段として、観測対象量検出手段２２、車両モデル演算手段２４、及びμ推定手段２６を備える。

観測対象量検出手段２２は、車両１の前記した各種センサの出力（検出データ）から、車両１の挙動に関する所定種類の観測対象量を検出する処理を実行し、該観測対象量の検出値を生成する手段である。

本実施形態では、観測対象量検出手段２２による観測対象量には、操舵輪（前輪）２−１，２−２の実舵角δ1_act，δ2_actと、実車輪速度Vw_i_act（ｉ＝１，２，３，４）と、車両１の実ヨーレートγ_act及び実ヨー角加速度γdot_actと、実車両重心前後加速度Accx_act及び実車両重心横加速度Accy_actと、実車輪トルクTq_i_act（ｉ＝１，２，３，４）とが含まれる。

これらの観測対象量の検出値を生成するために、観測対象量検出手段２２は、前輪２−１，２−２の車輪舵角検出値δ1_sens，δ2_sensを生成する車輪舵角検出手段２２ａと、車輪速度検出値Vw_i_sens（ｉ＝１，２，３，４）を生成する車輪速度検出手段２２ｂと、ヨーレート検出値γ_sensを生成するヨーレート検出手段２２ｃと、ヨー角加速度検出値γdot_sensを生成するヨー角加速度検出手段２２ｄと、車両重心前後加速度検出値Accx_sensを生成する前後加速度検出手段２２ｅと、車両重心横加速度検出値Accy_sensを生成する横加速度検出手段２２ｆと、車輪トルク検出値Tq_i_sens（ｉ＝１，２，３，４）を生成する車輪トルク検出手段２２ｇとを備える。

車両モデル演算手段２４は、各車輪２−ｉと路面との間の滑りと該車輪２−ｉに路面から作用する路面反力との関係を表現する摩擦特性モデルと、車両１に作用する外力と該車両１の運動との関係を表現する車両運動モデルとを含む車両１の動力学モデル（以降、単に車両モデルということがある）を用いて、各車輪２−ｉに作用する路面反力を推定すると共に、その路面反力が外力として車両１に作用することによって動力学的に発生する車両１の運動の状態量を推定する処理を実行する手段である。この処理のために、車両モデル演算手段２４には、観測対象量検出手段２２で生成された所定種類の観測対象量の検出値（本実施形態では、該検出値のうちのδ1_sens，δ2_sens，Vw_i_sens，γ_sens，Accy_sens，Accy_sens，Tq_i_sens）が入力されると共に、μ推定手段２６で既に決定された最新の路面摩擦係数推定値μ_estmが入力される。そして、車両モデル演算手段２４は、これらの入力値と上記車両モデルとを用いて、各車輪２−ｉの路面反力や車両１の運動の状態量を推定する。なお、車両モデル演算手段２４は、各車輪２−ｉの路面反力や車両１の運動の状態量を推定するために、上記の入力値だけでなく、過去の演算処理周期で既に求めた車両１の運動の状態量の推定値（モデル推定値を含む）も使用する。

この車両モデル演算手段２４が求める推定値は、路面反力に関する推定値である路面反力推定値と、車両１の前後方向（ロール軸方向）及び横方向（ピッチ軸方向）の並進運動、並びにヨー軸周りの回転運動に関する状態量の推定値（モデル推定値を含む）である車両運動状態量推定値とに大別される。

この場合、路面反力推定値には、各車輪２−ｉの駆動・制動力Fsubx_i及び横力Fsuby_iの推定値と接地荷重Fz_iの推定値とが含まれると共に、全路面反力合成並進力ベクトル推定値↑Fg_total_estm（Fgx_total_estm及びFgy_total_estm）と、全路面反力合成ヨーモーメント推定値Mgz_total_estmとが含まれる。また、車両運動状態量推定値には、ヨーレート推定値γ_estm、車両重心前後速度推定値Vgx_estm、車両重心横滑り速度推定値Vgy_estm、車両重心横滑り速度モデル推定値Vgy_predict等が含まれる。この場合、本実施形態では、より詳しくは、ヨーレートγ、車両重心前後速度Vgx、車両重心横滑り速度Vgyに関しては、それぞれモデル推定値が算出されると共に、それぞれのモデル推定値を適宜修正することによって、各演算処理周期での最終的な推定値が決定される。但し、ヨーレートγに関しては、そのモデル推定値γ_predict及び最終的な推定値γ_estmが、ヨーレート検出値γ_sensに一致もしくはほぼ一致する（γ_sensから乖離しない）ように決定される。同様に、車両重心前後速度Vgxに関しては、そのモデル推定値Vgx__predict及び最終的な推定値Vgx_estmが、車速の検出値としての後述の車輪速度選択検出値Vw_i_sens_selectに一致もしくはほぼ一致する（Vw_i_sens_selectから乖離しない）ように決定される。

μ推定手段２６は、車両１が走行している路面の摩擦係数μ（路面摩擦係数μ）を推定する処理を実行する手段である。その処理のために、μ推定手段２６には、観測対象量検出手段２２で生成された観測対象量の検出値のうちのδ1_sens，δ2_sens，γ_sens，γdot_sens，Accy_sensと、車両モデル演算手段２４で算出された全路面反力合成並進力ベクトル推定値↑Fg_total_estm（より詳しくは、↑Fg_total_estmのうちの全路面反力合成横力推定値Fgy_total_estm）及び全路面反力合成ヨーモーメント推定値Mgz_total_estmと、車両モデル演算手段２４で算出された車両運動状態量推定値のうちの車両重心前後速度推定値Vgx_estmとが入力される。そして、μ推定手段２６は、これらの入力値を用いて路面摩擦係数μの推定値である路面摩擦係数推定値μ_estmを算出する。

制御装置２０は、上記観測対象量検出手段２２、車両モデル演算手段２４、及びμ推定手段２６によって、図４のフローチャートに示す処理を所定の演算処理周期で逐次実行する。なお、以降の説明では、制御装置２０の今回の（現在の）演算処理周期で得られた値（検出値、推定値等）と、前回の（１つ前の）演算処理周期で得られた値とを区別するために、前者を“今回値”、後者を“前回値”ということがある。そして、前回値の参照符号には、例えば“γ_estm_p”というように、添え字“_p”を付加する。この場合、“前回値”は、制御装置２０の過去の演算処理周期で既に得られた値のうちの最新値を意味する。また、“今回値”及び“前回値”を特にことわらない値は、今回値を意味する。

図４を参照して、制御装置２０は、まず、Ｓ１００において、観測対象量検出手段２２の処理を実行する。該観測対象量検出手段２２は、前記車輪回転角速度センサ８−ｉ（ｉ＝１，２，３，４）、ブレーキ圧センサ９−ｉ（ｉ＝１，２，３，４）、ステアリング操舵角センサ１０、変速機センサ１１、アクセルセンサ１２、ヨーレートセンサ１３、前後加速度センサ１４、横加速度センサ１５等の各種センサの出力から、観測対象量の検出値δ1_sens、δ2_sens、Vw_i_sens（ｉ＝１，２，３，４）、γ_sens、γdot_sens、Accy_sens、Accy_sens、Tq_i_sensを生成する。

より詳しくは、車輪舵角検出値δ1_sens，δ2_sensは、ステアリング操舵角センサ１０の出力から車輪舵角検出手段２２ａにより生成される。ここで、本実施形態では、第１車輪２−１の実舵角δ1_actと、第２車輪２−２の実舵角δ2_actとは互いに同一であり、ひいては、δ1_sens＝δ2_sensであると見なす。そこで、以降、前輪２−１，２−２の舵角δ1，δ2を総称的に前輪舵角δfと称し、車輪舵角検出値δ1_sens，δ2_sensを総称的に前輪舵角検出値δf_sensと言う。そして、車輪舵角検出手段２２ａは、ステアリング操舵角センサ１０の出力値が示すステアリング操舵角の値（換算値）であるステアリング操舵角検出値θh_sensから、ステアリング操舵角θhと前輪舵角δfとの間のあらかじめ設定された関係（モデルやマップ等）に基づいて、前輪２−１，２−２の共通の舵角検出値としての前輪舵角検出値δf_sens（＝δ1_sens＝δ2_sens）を求める。

例えば前輪２−１，２−２の実舵角δ1_act，δ2_actが実ステアリング操舵角θh_actにほぼ比例するように車両１の操舵機構が構成されている場合には、θh_sensにあらかじめ設定された比例定数（所謂、オーバーオールステアリング比）を乗じることでδf_sensが算出される。

なお、操舵系の操舵機構が、パワー・ステアリング装置のように、操舵用アクチュエータを備える場合には、ステアリング操舵角検出値θh_sensに加えて、あるいは、ステアリング操舵角検出値θh_sensの代わりに、操舵用アクチュエータの動作状態、あるいはそれを規定する状態量を検出し、その検出値を用いて前輪舵角検出値δf_sensを求めるようにしてもよい。

また、より厳密な操舵系モデル等を用いて前輪２−１，２−２のそれぞれの舵角検出値δ1_sens，δ2_sensを個別に得るようにしてもよい。そして、前輪２−１，２−２のそれぞれの舵角検出値δ1_sens，δ2_sensの平均値（＝（δ1_sens＋δ2_sens）／２）を、前輪２−１，２−２の実舵角δ1_act，δ2_actを代表する前輪舵角検出値δf_sensとして求めるようにしてもよい。

車輪速度検出値Vw_i_sens（ｉ＝１，２，３，４）は、それぞれに対応する車輪回転角速度センサ８−ｉの出力から車輪速度検出手段２２ｂにより生成される。具体的には、車輪速度検出手段２２ｂは、各車輪２−ｉ毎に、車輪回転角速度センサ８−ｉの出力値が示す角加速度の値（換算値）である車輪回転角速度検出値ωw_i_sensに、あらかじめ設定された第ｉ車輪２−ｉの有効半径Rw_iの値を乗じることによって車輪速度検出値Vw_i_sensを求める。

ヨーレート検出値γ_sens及びヨー角加速度検出値γdot_sensは、ヨーレートセンサ１３の出力からヨーレート検出手段２２ｃ及びヨー角加速度検出手段２２ｄによりそれぞれ生成される。すなわち、ヨーレート検出手段２２ｃは、ヨーレートセンサ１３の出力値が示す角速度の値（換算値）をヨーレート検出値γ_sensとして生成する。また、ヨー角加速度検出手段２２ｄは、このヨーレート検出値γ_sensを微分する（時間的変化率を求める）ことによって、あるいは、ヨーレートセンサ１３の出力値を微分してなる値が示す角加速度の値（換算値）をヨー角加速度検出値γdot_sensとして生成する。

なお、ヨー角加速度検出値γdot_sensをヨーレートセンサ１３とは別のセンサの出力から生成するようにすることも可能である。例えば、車両１のヨー軸方向に直交する方向（例えば車両１のロール軸方向又はピッチ軸方向）に間隔Laccを存して２つの加速度センサを車体１Ｂに搭載する。この場合、これらの２つの加速度センサは、該２つの加速度センサの間隔方向とヨー軸方向とに直交する方向の加速度に感応するように配置される。このようにした場合には、それらの２つの加速度センサのそれぞれの出力値が示す加速度検出値の差を、間隔Laccで除算することによって、ヨー角加速度検出値γdot_sensを生成することができる。

車両重心前後加速度検出値Ａccx_sensは、前後加速度センサ１４の出力から前記前後加速度検出手段２２ｅにより生成される。また、車両重心横加速度検出値Ａccy_sensは、横加速度センサ１５の出力から前記横加速度検出手段２２ｆにより生成される。ここで、本実施形態では、車両１の重心点の位置があらかじめ特定されており、前後加速度センサ１４及び横加速度センサ１５は、その重心点に位置するように車体１Ｂに固定されている。なお、前後加速度センサ１４及び横加速度センサ１５は、一体構造の加速度センサ（２軸の加速度センサ）であってもよい。

そして、前後加速度検出手段２２ｅは、前後加速度センサ１４の出力値が示す加速度の値（換算値）を車両重心前後加速度検出値Ａccx_sensとして生成する。また、横加速度検出手段２２ｆは、横加速度センサ１５の出力値が示す加速度の値（換算値）を車両重心横加速度検出値Ａccy_sensとして生成する。

なお、前後加速度センサ１４又は横加速度センサ１５を車両１の重心点からずれた位置に配置した場合であっても、該センサ１４又は１５の出力値が示す加速度検出値を、前記ヨー角加速度検出値γdot_sens（又はヨーレート検出値γ_sensの微分値）に応じて補正することで、車両重心前後加速度検出値Ａccx_sens又は車両重心横加速度検出値Accy_sensを生成することができる。例えば、前後加速度センサ１４が、車両１の重心点から左側にLyの間隔を存する位置に配置されている場合には、前後加速度センサ１４の出力値が示す加速度検出値（センサ１４の位置の加速度の検出値）から、ヨー角加速度検出値γdot_sens（又はヨーレート検出値γ_sensの微分値）にLyを乗じてなる値を加算することにより、車両重心前後加速度検出値Accx_sensを生成することができる。同様に、横加速度センサ１５が、車両１の重心点から前側にLxの間隔を存する位置に配置されている場合には、横加速度センサ１５の出力値が示す加速度検出値（センサ１５の位置の加速度の検出値）に、ヨー角加速度検出値γdot_sens（又はヨーレート検出値γ_sensの微分値）にLxを乗じてなる値を減算することにより、車両重心横加速度検出値Accy_sensを生成することができる。

補足すると、前後加速度センサ１４が検出する（感応する）加速度は、車両１に作用する外力の全体（合力）によって車両１の重心点に生じる加速度ベクトル（該外力の全体によって車両１の重心点に作用する並進力ベクトルを車両質量ｍで除算してなる加速度ベクトル）のうちの、車体１Ｂの前後方向の成分（車体座標系のＸ軸方向成分）としての意味を持つ。この場合、前後加速度センサ１４が感応する加速度は、実路面勾配角θslope_actが“０”であれば、本来の検出対象としての実車両重心前後加速度Accx_actそのものとなる。一方、実路面勾配角θslope_actが“０”で無い場合には、前後加速度センサ１４の感応方向である車体１Ｂの前後方向（Ｘ軸方向）が、水平面に対してθslope_actの傾きを有することとなる。このため、前後加速度センサ１４は、実車両重心前後加速度Accx_actだけでなく、重力加速度のうちの、車体１Ｂの前後方向に平行な方向の加速度成分（＝−ｇ＊ｓｉｎ(θslope_act)。ｇ：重力加速度定数）にも感応する。従って、前後加速度センサ１４の出力が示す加速度としての車両重心前後加速度検出値Accx_sensは、実際には、実車両重心前後加速度Accx_actに、重力加速度のうちの、車体１Ｂの前後方向に平行な方向の加速度成分を重畳してなる加速度（＝Accx_act−ｇ＊ｓｉｎ(θslope_act)）の検出値となる（θslope_act＝０の場合を含む）。

上記と同様に、横加速度センサ１５が検出する（感応する）加速度は、車両１に作用する外力の全体（合力）によって車両１の重心点に生じる加速度ベクトルのうちの、車体１Ｂの横方向の成分（車体座標系のＹ軸方向成分）としての意味を持つ。この場合、横加速度センサ１５が感応する加速度は、実路面バンク角θbank_actが“０”であれば、本来の検出対象としての実車両重心横加速度Accy_actそのものとなる。一方、実路面バンク角θbank_actが“０”で無い場合には、横加速度センサ１５の感応方向である車体１Ｂの横方向（Ｙ軸方向）が、水平面に対してθbank_actの傾きを有することとなる。このため、横加速度センサ１５は、実車両重心横加速度Accy_actだけでなく、重力加速度のうちの、車体１Ｂの横方向に平行な方向の加速度成分（＝ｇ＊ｓｉｎ(θbank_act)）にも感応する。従って、横加速度センサ１５の出力が示す加速度としての車両重心横加速度検出値Accy_sensは、実際には、実車両重心横加速度Accy_actに、重力加速度のうちの、車体１Ｂの横方向に平行な方向の加速度成分を重畳してなる加速度（＝Accy_act＋ｇ＊ｓｉｎ(θbank_act)）の検出値となる（θbank_act＝０の場合を含む）。

以降の説明では、車両重心前後加速度Accxと、重力加速度のうちの、車体１Ｂの前後方向に平行な方向の加速度成分（＝−ｇ＊ｓｉｎ(θslope)）との和（＝Accx−ｇ＊ｓｉｎ(θslope)）として定義される加速度（すなわち前後加速度センサ１４が感応する加速度）を、センサ感応前後加速度Accx_sensorという。同様に、車両重心横加速度Accyと、重力加速度のうちの、車体１Ｂの横方向に平行な方向の加速度成分（＝ｇ＊ｓｉｎ(θbank)との和（＝Accx＋ｇ＊ｓｉｎ(θbank)）として定義される加速度（すなわち横加速度センサ１５が感応する加速度）を、センサ感応横加速度Accy_sensorという。センサ感応前後加速度Accx_sensorは、θslope＝０である場合に、車両重心前後加速度Accxに一致し、センサ感応横加速度Accy_sensorは、θbank＝０である場合に、車両重心横加速度Accyに一致する。従って、前後加速度検出手段２２ｅが生成する前記車両重心前後加速度検出値Accx_sensと、横加速度検出手段２２ｆが生成する車両重心横加速度検出値Accy_sensは、厳密には、それぞれ、センサ感応前後加速度Accx_sensor、センサ感応横加速度Accy_sensorの検出値を意味する。

車輪トルク検出値Tq_i_sens（ｉ＝１，２，３，４）は、それぞれに対応するブレーキ圧センサ９−ｉの出力と、アクセルセンサ１２及び変速機センサ１１の出力とから車輪トルク検出手段２２ｇにより生成される。具体的には、車輪トルク検出手段２２ｇは、アクセルセンサ１２の出力値が示すアクセルペダルの踏み込み量の検出値から、エンジン３の出力トルク（要求トルク）を認識すると共に、変速機センサ４ａの出力値が示す変速機４ａの変速比の検出値から、エンジン３と各車輪２−ｉとの間の減速比を認識する。そして、車輪トルク検出手段２２ｇは、認識したエンジン３の出力トルクと、上記減速比とを基に、エンジン３から各車輪２−ｉに伝達される駆動トルク（車両１の駆動系によって各車輪２−ｉに付与される駆動トルク）を求める。また、ブレーキ圧センサ９−ｉの出力値が示すブレーキ圧検出値を基に、各制動機構７−ｉから各車輪２−ｉに付与される制動トルク（車両１の制動系によって各車輪２−ｉに付与される制動トルク）を求める。そして、各車輪２−ｉ毎に、求めた駆動トルクと制動トルクとの総和のトルク（合成トルク）の値を、車輪トルク検出値Tq_i_sensとして算出する。

以上が、Ｓ１００の処理（観測対象量検出手段２２の処理）の詳細である。

なお、観測対象量検出手段２２の処理において、センサの出力を、高周波ノイズ成分を除去するためのハイカットフィルタ等のフィルタに通した上で、各検出手段２２ａ〜２２ｇに入力するようにしてもよい。あるいは、センサの出力をそのまま使用して得られた観測対象量の検出値を暫定的な検出値とし、その暫定的な検出値をハイカットフィルタ等のフィルタに通すことで、観測対象量の正式な検出値を生成するようにしてもよい。

また、特に車両重心横加速度検出値Accyについては、車体１Ｂのロール角（路面に対する車体１Ｂのロール軸周りの相対傾斜角）を検出又は推定する手段（例えばサスペンションのストロークをセンサにより検出し、その検出値から車体１Ｂのロール角を算出する手段）を備える場合には、車体１Ｂのロール運動に伴う横加速度センサ１５の出力の影響分（横加速度センサ１５が車体１Ｂのロール角だけ傾くことに起因して加速度センサ１５に出力に含まれる重力加速度の影響分）を該ロール角の観測値を用いて推定し、その推定した影響分を横加速度センサ１５の出力値が示す加速度検出値から差し引くことで、車両重心横加速度検出値Accyを得ることが望ましい。

以上の如く観測対象量検出手段２２の処理を実行した後、制御装置２０は、Ｓ１０２〜S１１６の処理を車両モデル演算手段２４により実行する。

以下、この処理を図４及び図５を参照して詳細に説明する。

図５に示すように、車両モデル演算手段２４は、その機能として、各車輪２−ｉの接地荷重推定値Fz_i_estmを求める車輪接地荷重推定部２４ａと、各車輪２−ｉの車輪座標系上車輪２次元路面反力↑Fsub_iのｘ軸方向成分の推定値である駆動・制動力推定値Fsubx_i_estm及びｙ軸方向成分の推定値である横力推定値Fsuby_i_estmを求める車輪摩擦力推定部２４ｂと、全路面反力合成並進力ベクトル↑Fg_total_estm及び全路面反力合成ヨーモーメントMgz_total_estmを求める合力算出部２４ｃと、車両運動状態量推定値（モデル推定値を含む）を求める車両運動推定部２４ｄと、各車輪２−ｉの車輪進行速度ベクトル推定値↑Vi_estmを求める車輪進行速度ベクトル推定部２４ｅと、各車輪２−ｉの車輪速度推定値Vw_i_estmを求める車輪運動推定部２４ｆと、各車輪２−ｉの車輪横滑り角推定値βi_estmを求める車輪横滑り角推定部２４ｇと、各車輪２−ｉの車輪スリップ率推定値κi_estmを求める車輪スリップ率推定部２４ｈとを備える。

Ｓ１０２〜Ｓ１１６の処理では、まず、Ｓ１０２において、車輪接地荷重推定部２４ａによって、各車輪２−ｉの接地荷重推定値Fz_i_estmが算出される。

この場合、本実施形態では、車輪接地荷重推定部２４ａは、Ｓ１００で得られた観測対象量の検出値のうちの車両重心前後加速度検出値Accx_sensと車両重心横加速度検出値Accy_sensとを用いて、次式１−１により、接地荷重推定値Fz_i_estm（ｉ＝１，２，３，４）を算出する。

Fz_i_estm＝Fz0_i＋Wx_i＊Accx_sens＋Wy_i＊Accy_sens ……式１−１

ここで、式１−１におけるFz0_iは、車両１が水平な路面上で停車（静止）している状態での第ｉ車輪２−ｉの接地荷重Fz_iの値（以下、接地荷重基準値という）、Wx_iは車両重心前後加速度Accxに依存した第ｉ車輪２−ｉの接地荷重Fz_iの変化分（Fz0_iからの変化分）を規定する重み係数、Wy_iは車両重心横加速度Accyに依存した第ｉ車輪２−ｉの接地荷重Fz_iの変化分（Fz0_iからの変化分）を規定する重み係数である。これらのFz0_i，Wx_i，Wy_iの値は、あらかじめ設定された所定値である。

従って、式１−１は、車両１の重心点の加速度（ヨー軸方向に直交する方向の加速度）に伴う各車輪２−ｉの接地荷重Fz_iの変化分（接地荷重基準値Fz0_iからの増減量）を、車両重心前後加速度検出値Accx_sensと車両重心横加速度検出値Accy_sensとの線形結合によって求め、その変化分を接地荷重基準値Fz0_iに加えてなる値を接地荷重推定値Fz_i_estmとして算出する式である。

なお、車両重心前後加速度Accx及び車両重心横加速度Accyと、接地荷重Fz_iとの間の関係をマップ化しておき、車両重心前後加速度検出値Accx_sensと車両重心横加速度検出値Accy_sensとから、該マップに基づいて各車輪２−ｉの接地荷重推定値Fz_i_estmを求めるようにしてもよい。

また、車両１の図示しないサスペンション装置の動特性を反映させてFz_i_estmを求めるようにしてもよい。例えば、車両１のサスペンション装置の動特性を、車体１Ｂのロール軸周りの回転運動（ロール運動）やピッチ軸周りの回転運動（ピッチ運動）と関連付けてモデル化しておく。そして、ロール運動やピッチ運動に係わる運動状態量、例えばロール軸周りの車体１Ｂの傾斜角やその変化速度の観測値と、ピッチ軸周りの車体１Ｂの傾斜角やその変化速度の観測値と、サスペンンション装置の動特性を示す上記モデルとを用いて、サスペンション装置から各車輪２−ｉに作用する上下方向（ヨー軸方向）の並進力を推定する。そして、各車輪２−ｉ毎に、その推定した並進力と、該車輪２−ｉに作用する重力とを加え合わせることで、各車輪２−ｉの接地荷重推定値Fz_i_estmを求める。このようにすると、接地荷重推定値Fz_i_estm（ｉ＝１，２，３，４）の精度をより高めることができる。

また、各車輪２−ｉの接地荷重Fz_iの変化が十分に微小なものと見なせる場合には、Ｓ１０２の処理を省略し、接地荷重推定値Fz_i_estmをあらかじめ定めた所定値（例えば、前記接地荷重基準値Fz0_i）に設定してもよい。

上記のように、車両重心前後加速度検出値Accx_sensと車両重心横加速度検出値Accy_sensとを使用せずに、接地荷重推定値Fz_i_estm（ｉ＝１，２，３，４）を決定する場合には、車輪接地荷重推定部２４ａへのAccx_sens及びAccy_sensの入力は不要である。

次いで、Ｓ１０４において、車輪進行速度ベクトル推定部２４ｅによって、各車輪２−ｉの車輪進行速度ベクトル推定値↑Vi_estmが算出される。

この場合、車輪進行速度ベクトル推定部２４ｅは、前回の演算処理周期における後述するＳ１１４の処理（車両運動推定部２４ｄによる処理）により算出された車両運動状態量推定値（前回値）のうちの車両重心前後速度推定値Vgx_estm_pと、車両重心横滑り速度モデル推定値Vgy_predict_pと、ヨーレート推定値γ_estm_pと、あらかじめ設定された各車輪位置ベクトル↑Pi（＝（Px_i，Py_i）^T）とから、次式１−２により、各車輪進行速度ベクトル推定値↑Vi_estm（＝(Vx_i_estm，Vy_i_estm)^Ｔ）を算出する。

↑Vi_estm＝(Vx_i_estm，Vy_i_estm)^Ｔ
＝(Vgx_estm_p，Vgy_predict_p)^Ｔ
＋(−Py_i＊γestm_p，Px_i＊γestm_p)^Ｔ ……式１−２

ここで、式１−２の右辺の第２項は、車両１のヨー軸周りの回転運動（ヨーレートの値がγestm_pとなる回転運動）に起因して生じる、車両１の重心点に対する第ｉ車輪２−ｉの相対速度（ヨー軸方向に直交する方向の相対速度）を意味する。

なお、式１−２のヨーレート推定値（前回値）γ_estm_pの代わりに、ヨーレート検出値γ_sens（前回値又は今回値）を使用してもよい。また、式１−２の車両重心前後速度推定値（前回値）Vgx_estm_pの代わりに、後述する車輪速度選択検出値Vw_i_sens_select（前回値又は今回値）を使用してもよい。

次いで、Ｓ１０６において、車輪スリップ率推定部２４ｈによって、各車輪２−ｉの車輪スリップ率推定値κi_estmが算出される。

この場合、車輪スリップ率推定部２４ｈは、Ｓ１００で得られた観測対象量の検出値のうちの前輪舵角検出値（今回値）δf_sens（＝δ1_sens＝δ2_sens）と、前回の演算処理周期における後述するＳ１１６の処理（車輪運動推定部２４ｆによる演算処理）で算出された車輪速度推定値（前回値）Vw_i_estm_p（ｉ＝１，２，３，４）と、Ｓ１１４で算出された車輪進行速度ベクトル推定値（今回値）↑Vi_estm（ｉ＝１，２，３，４）とから各車輪スリップ率推定値κi_estmを算出する。

具体的には、車輪スリップ率推定部２４ｈは、まず、各車輪２−ｉ毎に、車輪進行速度ベクトル推定値↑Vi_estmを次式１−３により車輪座標系上に座標変換することによって、車輪座標系上車輪進行速度ベクトル推定値↑Vsub_i_estmを算出する。

↑Vsub_i_estm＝Rot（−δi_sens）＊↑Vi_estm ……式１−３

この場合、式１−３において、前輪２−１，２−２については、δ1_sens，δ2_sensの値としては、前輪舵角検出値δf_sensが用いられる。また、本実施形態では、後輪２−３，２−４は非操舵輪であるので、式１−３におけるδ3_sens，δ4_sensの値は“０”とされる。従って、後輪２−３，２−４については、↑Vsub_3_estm＝↑V3_estm、↑Vsub_4_estm＝↑V4_estmであるので、式１−３の演算処理は省略してもよい。

なお、各車輪座標系上車輪進行速度ベクトル推定値↑Vsub_i_estmのｙ軸方向成分推定値Vsuby_i_estmを後述の演算処理（Ｓ１０８の処理等）で使用しない場合には、各車輪座標系上車輪進行速度ベクトル推定値↑Vsub_i_estmのｘ軸方向成分推定値Vsubx_i_estmだけを算出するようにしてもよい。

そして、車輪スリップ率推定部２４ｈは、各車輪２−ｉ毎に、上記の如く算出した車輪座標系上車輪進行速度ベクトル推定値↑Vsub_i_estmのｘ軸方向成分推定値Vsubx_i_estmと、車輪速度推定値（前回値）Vw_i_estm_pとから次式１−４により、車輪スリップ率推定値κi_estmを算出する。

κi_estm＝（Vsubx_i_estm−Vw_i_estm_p）／ｍａｘ（Vsubx_i_estm，Vw_i_estm_p）
……式１−４

この場合、駆動輪である前輪２−１，２−２に車両１の駆動系から駆動力を付与する車両１の加速時には、Vsubx_i_estm≦Vw_i_estm_pとなるので、κi_estm≦０となる。また、各車輪２−ｉに車両１の制動系から制動力を付与する車両１の減速時には、Vsubx_i_estm≧Vw_i_estm_pとなるので、κi_estm≧０となる。

なお、式１−４の車輪速度推定値（前回値）Vw_i_estm_pの代わりに、車輪速度検出値Vw_i_sens（前回値又は今回値）を使用してもよい。このようにした場合には、詳細を後述する車輪運動推定部２４ｆは不要である。

次いで、Ｓ１０８において、車輪横滑り角推定部２４ｇによって、各車輪２−ｉの車輪横滑り角推定値βi_estmが算出される。

この場合、車輪横滑り角推定部２４ｇは、Ｓ１００で得られた観測対象量の検出値のうちの前輪舵角検出値δf_sens（＝δ1_sens＝δ2_sens）と、Ｓ１０４で算出された車輪進行速度ベクトル推定値↑Vi_estm（ｉ＝１，２，３，４）とから各車輪横滑り角推定値βi_estmを算出する。

具体的には、車輪横滑り角推定部２４ｇは、まず、各車輪２−ｉ毎に、車輪速度進行速度ベクトル推定値↑Vi_estmのＸ軸方向成分推定値Vx_i_estm及びＹ軸方向成分推定値Vy_i_estmから次式１−５により、車輪位置横滑り角推定値β0i_estmを算出する。

β0i_estm＝ｔａｎ^−１（Vy_i_estm／Vx_i_estm） ……式１−５

そして、車輪横滑り角推定部２４ｇは、各車輪２−ｉ毎に、上記の如く算出した車輪位置横滑り角推定値β0i_estmと、舵角検出値δi_sensとから次式１−６により、車輪横滑り角推定値βi_estmを算出する。

βi_estm＝β0i_estm−δi_sens ……式１−６

この場合、式１−６において、前輪２−１，２−２については、δ1_sens，δ2_sensの値としては、前輪舵角検出値δf_sensが用いられる。また、本実施形態では、後輪２−３，２−４は非操舵輪であるので、式１−６におけるδ3_sens，δ4_sensの値は“０”とされる。従って、β3_estm＝β03_estm、β4_estm＝β04_estmである。

なお、前記式１−３により算出される車輪座標系上車輪進行速度ベクトル推定値↑Vsub_i_estmのｘ軸方向成分推定値Vsubx_i_estmとｙ軸方向成分推定値Vsuby_i_estmとから次式１−７により車輪横滑り角推定値βi_estmを算出するようにしてもよい。

βi_estm＝ｔａｎ^−１（Vsuby_i_estm／Vsubx_i_estm） ……式１−７

次いで、Ｓ１１０において、車輪摩擦力推定部２４ｂによって、各車輪２−ｉの車輪座標系上車輪２次元路面反力推定値↑Fsub_i（＝（Fsubx_i_estm，Fsuby_i_estm）^T）が算出される。

ここで、車輪摩擦力推定部２４ｂは、各車輪２−ｉの路面との間の滑りと、該車輪２−ｉに路面から作用する路面反力との関係を表現する摩擦特性モデルを備える。この摩擦特性モデルは、本実施形態では、各車輪２−ｉに路面から作用する摩擦力としての車輪座標系上車輪２次元路面反力↑Fsub_iのうちの駆動・制動力Fsubx_iと、横力Fsuby_iとをそれぞれ、次式１−８，１−９の如く、第ｉ車輪２−ｉの滑り状態を示す車輪スリップ率κi及び車輪横滑り角βiと、接地荷重Fz_iと、路面摩擦係数μとを入力パラメータとする関数として表現するモデルである。

Fsubx_i＝func_fxi（κi，βi，Fz_i，μ） ……式１−８
Fsuby_i＝func_fyi（κi，βi，Fz_i，μ） ……式１−９

この場合、式１−８の右辺の関数func_fxi（κi，βi，Fz_i，μ）、すなわちFsubx_iと、κi、βi、Fz_i、及びμとの間の関係を規定する関数func_fx_iは、本実施形態の例では、次式１−８ａにより表される。

func_fx_i（κi，βi，Fz_i，μ）＝μ＊Cslp_i（κi）＊Cattx_i（βi）＊Fz_i
……式１−８ａ

この式１−８ａにおけるCslp_i（κi）は、車輪スリップ率κiの変化に伴う駆動・制動力Fsubx_iの変化特性を規定する係数、Cattx_i（βi）は、車輪横滑り角βiの変化（ひいては、横力Fsuby_iの変化）に伴う駆動・制動力Fsubx_iの変化特性を規定する係数である。Cslp_i（κi）とκiとの間の関係は、例えば図６（ａ）のグラフで示すように設定される。すなわち、該関係は、係数Cslp_i（κi）が車輪スリップ率κiに対して単調減少関数となるように設定される。より詳しくは、κi＞０となる状況（車両１の減速時の状況）では、車輪スリップ率κiの大きさが大きくなるに伴い、関数func_fx_iの値（＝駆動・制動力Fsubx_i）が負方向（制動力の増加方向）に変化し、且つ、κi＜０となる状況（車両１の加速時の状況）では、車輪スリップ率κiの大きさが大きくなるに伴い、関数func_fx_iの値（＝駆動・制動力Fsubx_i）が正方向（駆動力の増加方向）に変化するように、Cslp_i（κi）とκiとの間の関係が設定されている。なお、図６（ａ）に示す関係では、係数Cslp_i（κi）が車輪スリップ率κiに対して飽和特性を有する。すなわち、κiの絶対値が大きくなるほど、κiの変化に対するCslp_i（κi）の変化の割合い（Cslp_i（κi）をκiにより微分してなる値）の大きさが小さくなる。

また、係数Cattx_i（βi）と車輪横滑り角βiとの間の関係は、例えば図６（ｂ）のグラフで示すように設定される。すなわち、該関係は、車輪横滑り角βiの絶対値が“０”から大きくなるに伴い、係数Cattx_i（βi）の値が“１”から“０”に近づくように設定される。換言すれば、車輪横滑り角βiの絶対値が大きくなるに伴い、関数func_fx_iの値（＝駆動・制動力Fsubx_i）の大きさが小さくなるように、Cattx_i（βi）とβiとの間の関係が設定されている。これは、車輪横滑り角βiの絶対値が大きくなると、一般に横力Fsuby_iの大きさが増加し、ひいては、駆動・制動力Fsubx_iの大きさが小さくなるということに対応している。

従って、式１−８，１−８ａにより表される摩擦特性モデルは、第ｉ車輪２−ｉの駆動・制動力Fsubx_iが、路面摩擦係数μと接地荷重Fz_iとに比例し、且つ、車輪スリップ率κiに対してFsubx_iが単調減少関数となり、且つ、車輪横滑り角βiの絶対値が大きくなるに伴いFsubx_iの大きさが小さくなるという関係を表すモデルである。

また、式１−９の右辺の関数func_fyi（κi，βi，Fz_i，μ）、すなわちFsuby_iと、κi、βi、Fz_i、及びμとの間の関係を規定する関数func_fyiは、本実施形態の例では、次式１−９ａにより表される。

func_fy_i（κi，βi，Fz_i，μ）＝μ＊Cbeta_i（βi）＊Catty_i（κi）＊Fz_i
……式１−９ａ

この式１−９ａにおけるCbeta_i（βi）は、車輪横滑り角βiの変化に伴う横力Fsuby_iの変化特性を規定する係数、Catty_i（κi）は、車輪スリップ率κiの変化（ひいては、駆動・制動力Fsubx_iの変化）に伴う横力Fsuby_iの変化特性を規定する係数である。Cbeta_i（βi）とβiとの間の関係は、例えば図７（ａ）のグラフで示すように設定される。すなわち、該関係は、係数Cbeta_i（βi）が車輪横滑り角βiに対して単調減少関数となるように設定される。より詳しくは、βi＞０となる状況（Vsuby_i＞０となる状況）では、車輪横滑り角βiの大きさが大きくなるに伴い、関数func_fy_iの値（＝横力Fsuby_i）が負方向（第ｉ車輪２−ｉの右向き）に増加し、且つ、βi＜０となる状況（Vsuby_i＜０となる状況）では、車輪横滑り角βiの大きさが大きくなるに伴い、関数func_fy_iの値（＝横力Fsuby_i）が正方向（第ｉ車輪２−ｉの左向き）に増加するように、Cbeta_i（βi）とβiとの間の関係が設定されている。なお、図７（ａ）に示す関係では、係数Cbeta_i（βi）が車輪横滑り角βiに対して飽和特性を有する。すなわち、βiの絶対値が大きくなるほど、βiの変化に対する係数Cbeta_i（βi）の変化の割合い（Cbeta_i（βi）をβiにより微分してなる値）の大きさが小さくなる。

また、係数Catty_i（κi）と車輪スリップ率κiとの間の関係は、例えば図７（ｂ）のグラフで示すように設定される。すなわち、該関係は、車輪スリップ率κiの絶対値が“０”から大きくなるに伴い、係数Catty_i（κi）の値が“１”から“０”に近づくように設定される。換言すれば、車輪スリップ率κiの絶対値が大きくなるに伴い、関数func_fy_iの値としての横力Fsuby_iの大きさが小さくなるように、Cattyx_i（κi）とκiとの間の関係が設定されている。これは、車輪スリップ率κiの絶対値が大きくなると、一般に駆動・制動力Fsubx_iの大きさが増加し、ひいては、横力Fsuby_iの大きさが小さくなるということに対応している。

従って、式１−９，１−９ａにより表される摩擦特性モデルは、第ｉ車輪２−ｉの横力Fsuby_iが、路面摩擦係数μと接地荷重Fz_iとに比例し、且つ、車輪横滑り角βiに対してFsuby_iが単調減少関数となり、且つ、車輪スリップ率κiの絶対値が大きくなるに伴いFsuby_iの大きさが小さくなるという関係を表すモデルである。

Ｓ１１０では、車輪摩擦力推定部２４ｂは、上記の如く設定された摩擦特性モデルを用いて、各車輪２−ｉの車輪座標系上車輪２次元路面反力推定値↑Fsub_iを求める。具体的には、車輪摩擦力推定部２４ｂは、各車輪２−ｉ毎に、Ｓ１０６で算出された車輪スリップ率推定値κi_estmと、Ｓ１０８で算出された車輪横滑り角推定値βi_estmと、Ｓ１０２で算出された接地荷重推定値Fz_i_estmと、前回の演算処理周期における後述するＳ１２２の処理（μ推定手段２６による演算処理）で算出された路面摩擦係数推定値μ_estm_pとをそれぞれ、前記関数func_fxi（κi，βi，Fz_i，μ）及びfunc_fyi（κi，βi，Fz_i，μ）の入力パラメータの値として用い、前記式１−８ａの右辺の演算と、式１−９ａの右辺の演算とを行う。そして、車輪摩擦力推定部２４ｂは、式１−８ａの演算により求められた関数func_fxiの値を、車輪座標系上車輪２次元路面反力推定値↑Fsub_iのｘ軸方向成分推定値である駆動・制動力推定値Fsubx_i_estmとする。また、車輪摩擦力推定部２４ｂは、式１−９ａの演算により求められた関数func_fyiの値を、車輪座標系上車輪２次元路面反力推定値↑Fsub_iのｙ軸方向成分推定値である横力推定値Fsuby_i_estmとする。この場合、式１−８ａの右辺の演算に必要な係数Cslp_i（κi）の値は、車輪スリップ率推定値κi_estmから、図６（ａ）に示した関係を表すマップに基づいて決定される。また、式１−８ａの右辺の演算に必要な係数Catty_i（βi）の値は、車輪横滑り角推定値βi_estmから、図６（ｂ）に示した関係を表すマップに基づいて決定される。また、式１−９ａの右辺の演算に必要なCbeta_i（βi）の値は、車輪横スリップ率推定値βi_estmから、図７（ａ）に示した関係を表すマップに基づいて決定される。また、式１−９ａの右辺の演算に必要な係数Cattx_i（κi）の値は、車輪スリップ率推定値κi_estmから、図７（ｂ）に示した関係を表すマップに基づいて決定される。

以上により、各車輪２−ｉに作用する路面反力のうち、路面摩擦係数μに対する依存性を有する路面反力（摩擦力）の推定値として、の駆動・制動力推定値Fsubx_i_estmと横力推定値Fsuby_i_estmとが路面摩擦係数推定値μ_estmの最新値（前回値μ_estm_p）と、摩擦特性モデルとを用いて算出される。

補足すると、本実施形態では、各車輪２−ｉの駆動・制動力Fsubx_iが、路面摩擦係数μに比例するように関数func_fx_iを設定したが、例えば、次式１−８ｂにより、関数func_fx_iを設定してもよい。

func_fx_i（κi，βi，Fz_i，μ）＝Cslp2_i（μ，κi）＊Cattx_i（βi）＊Fz_i
……式１−８ｂ

この式１−８ｂにおけるCslp2_i（μ，κi）は、路面摩擦係数μ及び車輪スリップ率κiの変化に伴う駆動・制動力Fsubx_iの変化特性を規定する係数であり、前記式１−８ａにおけるμ＊Cslp_i（κi）をより一般化したものである。この場合、係数Cslp2_i（μ，κi）と路面摩擦係数μ及び車輪スリップ率κiとの間の関係は、例えばマップ等によって図８のグラフで示すように設定される。この関係は、係数Cslp2_i（μ，κi）が車輪スリップ率κiに対して単調減少関数となると同時に、その絶対値が路面摩擦係数μに対して単調増加関数となるように設定される。なお、図８では、３種類の路面摩擦係数μの値に対応するCslp2_i（μ，κi）のグラフを代表的に例示している。また、図８に示す関係では、係数Cslp2_i（μ，κi）が車輪スリップ率κiに対して飽和特性を持つ。すなわち、κiの絶対値が大きくなると、κiの増加に対する係数Cslp_i（μ，κi）の変化率（Cslp_i（μ，κi）をκiにより偏微分してなる値）の大きさが、κiの絶対値の増加に伴い小さくなる。

上記の如く関数func_fx_iを設定した場合には、各車輪２−ｉの駆動・制動力Fsubx_iと路面摩擦係数μとの間に非線形な関係を設定することができる。

また、各車輪２−ｉの横力Fsuby_iに係わる関数func_fy_iについても、駆動力Fsubx_iに係わる関数func_fx_iの場合と同様に、式１−９ａにおけるμ＊Cbeta_i（βi）の代わりに、路面摩擦係数μ及び車輪横滑り角βiの変化に伴う横力Fsuby_iの変化特性を規定する係数Cbeta2_i（μ，βi）を用いるようにしてもよい。

また、各車輪２−ｉの横力Fsuby_iに係わる関数func_fy_iは、車輪スリップ率κiの代わりに駆動・制動力Fsubx_iを入力パラメータとして構成してもよい。この場合において、Fsubx_iの値として、前記式１−８ａ又は式１−８ｂの関数func_fx_iにより前記した如く求めた駆動・制動力推定値Fsubx_i_estmを用いてもよいが、例えば次のように求められる駆動・制動力検出値Fsubx_i_sensを用いてもよい。すなわち、前記Ｓ１００において、観測対象量検出手段２２により生成された各車輪２−ｉの車輪トルク検出値Tq_i_sensと、車輪速度検出値Vw_i_sensとを基に、次式１−８ｃにより駆動・制動力検出値Fsubx_i_sensを求める。

Fsubx_i_sens＝Tq_i_sens／Rw_i−Vwdot_i_sens＊Iw_i／Rw_i^２ ……式１−８ｃ

式１−８ｃの右辺のVwdot_i_sensは、車輪速度検出値Vw_i_sensの時間的変化率（微分値）である。また、式１−８ｃにおける車輪有効半径Rw_i、車輪慣性モーメントIw_iの値としてはあらかじめ設定された所定値が用いられる。なお、式１−８ｃの右辺の第２項は、車輪回転角速度センサ８−ｉの出力値が示す車輪回転角速度検出値ωw_i_sensの微分値であるωwdot_i_sensを用いる項ωwdot_i_sens＊Iw_i／Rw_iに置き換えてもよい。

図４の説明に戻って、次に、Ｓ１１２において、合力算出部２４ｃによって、全路面反力合成並進力ベクトル推定値↑Fg_total_estmと全路面反力合成ヨーモーメント推定値Mgz_total_estmとが算出される。

この場合、合力算出部２４ｃは、Ｓ１０２で算出された各車輪２−ｉの接地荷重推定値Fz_i_estmと、Ｓ１１０で算出された各車輪２−ｉの駆動・制動力推定値Fsubx_i_estm及び横力推定値Fsuby_i_estmと、Ｓ１００で得られた観測対象量の検出値のうちの前輪舵角検出値δf_sens（＝δ1_sens＝δ2_sens）とから、全路面反力合成並進力ベクトル推定値↑Fg_total_estmと全路面反力合成ヨーモーメント推定値Mgz_total_estmとを算出する。

具体的には、合力算出部２４ｃは、まず、各車輪２−ｉ毎に、車輪座標系上２次元路面反力ベクトル推定値↑Fsub_i_estm（＝（Fsubx_i_estm，Fsuby_i_estm）^T）を、次式１−１０により車体座標系上に座標変換することで２次元路面反力ベクトル推定値↑Fi_estm＝（Fx_i_estm，Fy_i_estm）^Tを算出する。

↑Fi_estm＝Rot（δi_sens）＊↑Fsub_i_estm ……式１−１０

この場合、式１−１０において、前輪２−１，２−２については、δ1_sens，δ2_sensの値としては、前輪舵角検出値δf_sensが用いられる。また、本実施形態では、後輪２−３，２−４は非操舵輪であるので、式１−１０におけるδ3_sens，δ4_sensの値は“０”とされる。従って、後輪２−３，２−４については、↑F3_estm＝↑Fsub_3_estm、↑F4_estm＝↑Fsub_4_estmであるので、式１−１０の演算処理は省略してもよい。

次いで、合力算出部２４ｃは、次式１−１１により全路面反力合成並進力ベクトル推定値↑Fg_total_estm（＝(Fgx_total_estm，Fgy_total_estm，Fgz_total_estm)^Ｔ）を算出すると共に、次式１−１２により全路面反力合成ヨーモーメント推定値Mgz_total_estmを算出する。

↑Fg_total_estm＝（ΣFx_i_estm，ΣFy_i_estm，ΣFz_i_estm）^T ……式１−１１
Mgz_total_estm＝Σ（↑Pi×↑Fi_estm） ……式１−１２

なお、式１−１１，１−１２におけ“Σ”は、全ての車輪２−ｉ（ｉ＝１，２，３，４）についての総和を意味する。また、式１−１２の右辺中の↑Pi×↑Fi_estmは、第ｉ車輪２−ｉの車輪位置ベクトル↑Piと、２次元路面反力ベクトル推定値↑Fi_estmとの外積であるから、第ｉ車輪２−ｉの２次元路面反力ベクトル推定値↑Fi_estmによって、車両１の重心点に発生するヨー軸周りのモーメントを意味する。

補足すると、↑Fg_total_estmのうちの、ヨー軸方向成分Fgz_total_estmの算出は省略してもよい。

次に、Ｓ１１４において、車両運動推定部２４ｄによって、車両運動状態量推定値（モデル推定値を含む）としての車両重心前後速度推定値Vgx_estm、車両重心横滑り速度推定値Vgy_estm、車両重心横滑り速度モデル推定値Vgy_predict、ヨーレート推定値γ_estm等が算出される。

ここで、車両運動推定部２４ｄは、車両１に作用する外力としての路面反力の合力と、該車両１の運動との関係を表す車両運動モデルを備えている。この車両運動モデルは、本実施形態では、次式１−１３〜式１−１５により表される。

Fgx_total＝ｍ＊（Vgdot_x−Vgy＊γ） ……式１−１３
Fgy_total＝ｍ＊（Vgdot_y＋Vgx＊γ） ……式１−１４
Mgz_total＝Iz＊γdot ……式１−１５

式１−１３，１−１４は、それぞれ、車体座標系のＸ軸方向、Ｙ軸方向における車両１の重心点の並進運動に関する動力学の方程式を表している。また、式１−１５は車両１のヨー軸周りの回転運動に関する動力学の方程式を表している。なお、本実施形態での車両運動モデルは、車両１が走行している路面が水平面（路面バンク角θbank及び路面勾配角θslopeがいずれも“０”）であることを前提とするモデルである。

Ｓ１１４では、車両運動推定部２４ｄは、上記式１−１３〜１−１５により表される車両運動モデルと、Ｓ１１２で算出された全路面反力合成並進力ベクトル推定値↑Fg_total_estm及び全路面反力合成ヨーモーメント推定値Mgz_total_estmとを用いて車両運動状態量推定値を算出する。なお、この場合、一部の車両運動状態量推定値については、それを算出するために、当該一部の車両運動状態量推定値の前回値も使用される。また、一部の車両運動状態量推定値については、Ｓ１００で得られた検出値に近づけるように（該検出値から乖離しないように）、当該一部の車両運動状態量推定値が算出される。

具体的には、車両運動推定部２４ｄは、前記式１−１３〜１−１５に基づき得られる次式１−１３ａ〜１−１５ａにより、それぞれ、車両重心前後速度変化率推定値Vgdot_x_estm、車両重心横滑り速度変化率推定値Vgdot_y_estm、ヨー角加速度推定値γdot_estmを算出する。

Vgdot_x_estm＝Fgx_total_estm／ｍ＋Vgy_predict_p＊γ_estm_p ……式１−１３ａ
Vgdot_y_estm＝Fgy_total_estm／ｍ−Vgx_estm_p＊γ_estm_p ……式１−１４ａ
γdot_estm＝Mgz_total_estm／Iz ……式１−１５ａ

この場合、式１−１３ａ〜１−１５ａにおけるFx_total_estmとFy_total_estmとMgz_total_estmとは、それぞれＳ１１２で算出された値（今回値）、Vgy_predict_pとVgx_estm_pとγ_estm_pとは、それぞれ前回の演算処理周期におけるＳ１１４で求めれた値（前回値）である。また、式１−１３ａ及び１−１４ａにおける車両質量ｍの値、並びに、式１−１５ａにおける車両ヨー慣性モーメントIzの値としては、あらかじめ設定された所定値が用いられる。

補足すると、式１−１３ａ及び式１−１４ａのヨーレート推定値（前回値）γ_estm_pの代わりに、ヨーレート検出値γ_sens（前回値又は今回値）を使用してもよい。また、式１−１４ａの車両重心前後速度推定値（前回値）Vgx_estm_pの代わりに、後述する車輪速度選択検出値Vw_i_sens_select（前回値又は今回値）を使用してもよい。

次いで、車両運動推定部２４ｄは、上記の如く求めた車両重心前後速度変化率推定値Vgdot_x_estmと、車両重心横滑り速度変化率推定値Vgdot_y_estmと、ヨー角加速度推定値γdot_estmと、車両重心前後速度推定値の前回値Vgx_estm_pと、車両重心横滑り速度モデル推定値の前回値Vgy_predict_pと、ヨーレート推定値の前回値γ_estm_pとから、次式１−１８、１−１９、１−２０により、それぞれ、車両運動モデル上での車両重心前後速度の値としての車両重心前後速度モデル推定値Vgx_predictと、車両運動モデル上での車両重心横滑り速度の値としての車両重心横滑り速度モデル推定値Vgy_predictと、車両運動モデル上でのヨーレートの値としてのヨーレートモデル推定値γ_predictとを算出する。

Vgx_predict＝Vgx_estm_p＋Vgdot_x_estm＊ΔＴ ……式１−１８
Vgy_predict＝Vgy_predict_p＋Vgdot_y_estm＊ΔＴ ……式１−１９
γ_predict＝γ_estm_p＋γdot_estm＊ΔＴ ……式１−２０

なお、式１−１８〜１−２０におけるΔＴは、制御装置２０の演算処理周期である。これらの式１−１８〜１−２０の右辺は、それぞれ、Vgdot_x_estmの積分演算、Vgdot_y_estmの積分演算、γdot_estmの積分演算に相当する。

ここで、本実施形態においては、車両運動推定部２４ｄは、推定する運動状態量のうち、ヨーレートγに関して、ヨーレート推定値γ_estmを（ひいてはヨーレートモデル推定値γ_predictを）、ヨーレート検出値γ_sensに近づけるように（γ_sensから乖離しないように）決定する。また、車両運動推定部２４ｄは、車両１の車速としての意味を持つ車両重心前後速度Vgxについても、車両重心前後速度推定値Vgx_estmを（ひいては車両重心前後速度モデル推定値Vgx_predictを）、車輪速度検出値Vw_i_sens（ｉ＝１，２，３，４）から認識される車両重心前後速度に近づけるように（当該認識される車両重心前後速度から乖離しないように）決定する。

そこで、車両運動推定部２４ｄは、ヨーレートγに関して、Ｓ１００で得られたヨーレート検出値γ_sensと、上記の如く式１−２０により算出したヨーレートモデル推定値γ_predictとの偏差としてのヨーレート偏差γestm_errを次式１−２１により算出する。また、車両運動推定部２４ｄは、車両重心前後速度Vgxに関して、Ｓ１００で得られた車輪速度検出値Vw_i_sens（ｉ＝１，２，３，４）のうちのいずれか１つである車輪速度選択検出値Vw_i_sens_selectと、上記の如く式１−１８により算出した車両前後速度モデル推定値Vgx_predictの偏差としての車速偏差Vgx_estm_errを次式１−２２により算出する。上記車輪速度選択検出値Vw_i_sens_selectは、車輪速度検出値Vw_i_sens（ｉ＝１，２，３，４）に基づく実車速の検出値（実車両重心前後速度Vgx_actの検出値）に相当するものとして、車輪速度検出値Vw_i_sens（ｉ＝１，２，３，４）から選択される値である。この場合、車両１の加速時には、車輪速度検出値Vw_i_sens（ｉ＝１，２，３，４）のうちの最も遅い車輪速度検出値が車輪速度選択検出値Vw_i_sens_selectとして選択される。また、車両１の減速時には、車輪速度検出値Vw_i_sens（ｉ＝１，２，３，４）のうちの最も速い車輪速度検出値が、車輪速度選択検出値Vw_i_sens_selectとして選択される。

γestm_err＝γ_sens−γ_predict ……式１−２１
Vgx_estm_err＝Vw_i_sens_select−Vgx_predict ……式１−２２

次いで、車両運動推定部２４ｄは、次式１−２３、１−２４により、それぞれ、今回の演算処理周期における最終的な車両重心前後速度推定値Vgx_estm、ヨーレート推定値γ_estmを決定する。

Vgx_estm＝Vgx_predict＋Kvx＊Vgx_estm_err ……式１−２３
γ_estm＝γ_predict＋Kγ＊γestm_err ……式１−２４

なお、式１−２３におけるKvx、式１−２４におけるKγは、それぞれ、あらかじめ設定された所定値（≦１）のゲイン係数である。

これらの式１−２３、１−２４に示されるように、本実施形態では、前記式１−１８により算出された車両重心前後速度モデル推定値Vgx_predict（車両運動モデル上での推定値）を、前記式１−２２により算出された車速偏差Vgx_estm_errに応じて、該車速偏差Vgx_estm_errを“０”に近づけるようにフィードバック制御則（ここでは比例則）により修正することによって、車両重心前後速度推定値Vgx_estmが決定される。また、前記式１−２０により算出されたヨーレートモデル推定値γ_predict（車両運動モデル上での推定値）を、前記式１−２１により算出されたヨーレート偏差γ_estm_errに応じて、該ヨーレート偏差γ_estm_errを“０”に近づけるようにフィードバック制御則（ここでは比例則）により修正することによって、ヨーレート推定値γ_estmが決定される。このように、本実施形態では、車両運動モデル上の車両１の車速としての車両重心前後速度推定値Vgx_estmが、実車速の検出値としての車輪速度選択検出値Vw_i_sens_selectから乖離しないように（Vw_i_sens_selectと一致もしくはほぼ一致するように）決定される。また、車両運動モデル上の車両１のヨーレートとしてのヨーレート推定値γ_estmが、実ヨーレートγ_actの検出値としてのヨーレート検出値γ_sensから乖離しないように（γ_sensと一致もしくはほぼ一致するように）決定される。さらに、本実施形態では、このように決定した車両重心前後速度推定値Vgx_estm及びヨーレート推定値γ_estmを用いて、前記式１−１８，１−２０の演算によりそれぞれ車両重心前後速度モデル推定値Vgx_predict、ヨーレートモデル推定値γ_predictを算出するので、結果的に、Vgx_predict、γ_predictも、それぞれVw_i_sens_select、γ_sensから乖離しないように決定されることとなる。従って、本実施形態では、Vgx_estm≒Vgx_predict≒Vw_i_sens_select、γ_estm≒γpredict≒γ_sensという関係が保たれるように、Vgx_estm、Vgx_predict、γ_estm、γpredictが決定されることとなる。

一方、本実施形態では、車両運動推定部２４ｄは、図９のフローチャートに示す処理を実行することによって、前記式１−１９により算出した車両重心横滑り速度モデル推定値Vgy_predictを補正してなる値を車両重心横滑り速度推定値Vgy_estmとして決定する。なお、車両モデル演算手段２４において、車両重心横滑り速度Vgyの値を用いて車両１の状態量を求める演算処理（前記式１−２，１−１３ａ，１−１９の演算処理）では、Vgy_estmは使用されず、Vgy_predictが使用される。すなわち、車両モデル演算手段２４は、車両運動モデル上での車両重心横滑り速度Vgyの値は、常に車両重心横滑り速度モデル推定値Vgy_predictに一致するものとして演算処理を実行する。

図９のフローチャートに示す処理では、車両運動推定部２４ｄは、まず、Ｓ１１４−１において、前記全路面反力合成横力推定値Fgy_total_estmを車両質量ｍで除算してなる加速度の値としての車両重心横加速度推定値Accy_estmを、前記式１−１４ａの右辺の第１項の演算により求める。すなわち、車両運動推定部２４ｄは、次式１−４１ａの如く、Ｓ１１２で算出された路面反力合成横力推定値Fgy_total_estm（今回値）を車両質量ｍで除算することにより、Accy_estmを算出する。

Accy_estm＝Fgy_total_estm／ｍ ……式１−４１ａ

なお、前記式１−１４ａにより算出した車両重心横滑り速度変化率推定値Vgdot_y_estm（今回値）と、車両重心前後速度推定値の前回値Vgx_estm_pと、ヨーレート推定値の前回値γ_estm_pとから、次式１−４１ｂにより車両重心横加速度推定値Accy_estmを算出するようにしてもよい。

Accy_estm＝Vgdot_y_estm＋Vgx_estm_p＊γ_estm_p ……式１−４１ｂ

この場合、式１−４１ｂのヨーレート推定値（前回値）γ_estm_pの代わりに、ヨーレート検出値γ_sens（前回値又は今回値）を使用してもよい。また、式１−４１ｂの車両重心前後速度推定値（前回値）Vgx_estm_pの代わりに、車輪速度検出値Vw_i_sens（ｉ＝１，２，３，４）に基づく実車速の検出値としての前記車輪速度選択検出値Vw_i_sens_select（前回値又は今回値）を使用してもよい。

次いで、Ｓ１１４−２において、車両運動推定部２４ｄは、Ｓ１００の処理で得られた車両重心横加速度検出値Accy_sensと、上記の如く算出した車両重心横加速度推定値Accy_estmとの偏差である車両重心横加速度偏差Accy_errを次式１−４２により算出する。

Accy_err＝Accy_sens−Accy_estm ……式１−４２

補足すると、車両１が水平な路面を走行している場合、Accy_sensは、実車両重心横加速度Accy_act（＝Vgdot_y_act＋Vgx_act＊γ_act）の検出値としての意味を持つものである。このため、車両１が水平な路面を走行している場合、前記式１−４１ｂの右辺の第２項、すなわち、車両１の旋回運動に伴う遠心力に起因する車両１の重心点の横方向の加速度成分の推定値が、該加速度成分の実際の値（＝Vgx_act＊γ_act）に一致もしくはほぼ一致するような状態では、上記車両重心横加速度偏差Accy_errは、実車両重心横滑り速度変化率Vgdot_y_actと、前記式１−１４ａにより算出された車両重心横滑り速度変化率推定値Vgdot_y_estm（車両運動モデル上での推定値）との偏差（＝Vgdot_y_act−Vgdot_y_estm）を意味する。換言すれば、車両重心横加速度偏差Accy_errは、車両重心横滑り速度変化率推定値Vgdot_y_estmの、実車両重心横滑り速度変化率Vgdot_y_actに対する誤差（＝Vgdot_y_act−Vgdot_y_estm）に相当するものとなる。

次いで、Ｓ１１４−３において、車両運動推定部２４ｄは、前記式１−１９により算出した車両重心横滑り速度モデル推定値Vgy_predictを、上記の如く算出した車両重心横加速度偏差Accy_errに応じて補正してなる値を、車両重心横滑り速度推定値Vgy_estm（今回値）として決定する。

このＳ１１４−３の処理は、具体的には、例えば図１０（ａ）のブロック図で示す処理によって実行される。すなわち、図１０（ａ）に示す如く、車両運動推定部２４ｄは、車両重心横加速度偏差Accy_errを、周波数成分調整用のフィルタ２４d1と、所定値のゲインＴ1を入力値に乗算するゲイン乗算部２４d2と、周波数成分調整用のフィルタ２４d3とに通すことによって、車両重心横滑り速度モデル推定値Vgy_predictを補正するための補正量Vgy_cmpn（以降、横滑り速度補正操作量Vgy_cmpnという）を求める。

この場合、上記フィルタ２４d1はハイカット特性（所定周波数以上の高周波成分を遮断する特性）を有するフィルタ、フィルタ２４d3はローカット特性（所定周波数以下の低周波成分を遮断する特性）を有するフィルタである。より詳しくは、図１０（ａ）に示す例では、フィルタ２４d1は、その伝達関数が１／（１＋Ｔ1＊Ｓ）により表現されるハイカットフィルタ（時定数Ｔ1の一次のローパスフィルタ）である。また、フィルタ２４d3は、その伝達関数がＴ2＊Ｓ／（１＋Ｔ2＊Ｓ）により表現されるローカットフィルタ（時定数Ｔ2の一次のローカットフィルタ）である。また、ゲイン乗算部２４d2でフィルタ２４d1の出力に乗じるゲインＴ1は、該フィルタ２４d1の時定数Ｔ1と一致するように設定されている。なお、上記時定数Ｔ1，Ｔ2は、ハイカットフィルタ２４d1の遮断周波数がローカットフィルタ２４d3の遮断周波数よりも高くなるように設定されている。

ここで、車両重心横加速度偏差Accy_errを上記ハイカットフィルタ２４d1とゲイン乗算部２４d2とに通す処理は、原理的には、該Accy_errを、伝達関数がＴ1＊Ｓ／（１＋Ｔ1＊Ｓ）により表現されるローカットフィルタ（時定数Ｔ1の一次のローカットフィルタ）と、伝達関数が１／Ｓにより表される積分器とに通す処理と等価である。

また、Accy_errは、前記したように車両重心横滑り速度変化率推定値Vgdot_y_estmの、実車両重心横滑り速度変化率Vgdot_y_actに対する誤差（＝Vgdot_y_act−Vgdot_y_estm）に相当するものであるから、Accy_errを積分したものは、車両重心横滑り速度変化率推定値Vgdot_y_estmの積分値としての前記車両重心横滑り速度暫定推定値Vgy_predictの実車両重心横滑り速度Vgy_actに対する誤差（＝Vgy_act−Vgy_predict）に、ある積分定数を加えたものになる。このため、Accy_errをローカットフィルタ（時定数Ｔ1の一次のローカットフィルタ）と積分手段とに通すことによって得られる値、ひいては、Accy_errを上記ハイカットフィルタ２４d1とゲイン乗算部２４d2とに通すことによって得られる値は、基本的には、車両重心横滑り速度暫定推定値Vgy_predictの、実車両重心横滑り速度Vgy_actに対する誤差（＝Vgy_act−Vgy_predict）又はこれに近い値に収束すると考えられる。

但し、横加速度センサ１５の出力のドリフト等に起因して、車両重心横加速度検出値Accy_sensに定常的なオフセット成分が含まれているような場合には、Accy_errを上記ハイカットフィルタ２４d1とゲイン乗算部２４d2とに通すことによって得られる値には、上記オフセット成分に起因する成分が含まれる。また、Accy_errをローカットフィルタ（時定数Ｔ1の一次のローカットフィルタ）と積分手段とに通した場合には、積分手段での演算誤差が蓄積し易い。

そこで、本実施形態では、車両運動推定部２４ｄは、ハイカットフィルタ２４d1及びゲイン乗算部２４d2に加えて、さらに、ローカットフィルタ２４d3にもAccy_errを通すことによって、前記横滑り速度補正操作量Vgy_cmpnを求める。これにより、積分手段により演算誤差の蓄積が生じたり、Vgy_cmpnにAcct_errの定常的なオフセット成分に起因する成分が含まれることが無いようにして、Vgy_cmpnを適切に求めることができる。

以上のようにして求められる横滑り速度補正操作量Vgy_cmpnは、特に、車両１の運動状態（走行状態）が直進状態から旋回状態に移る場合や、実路面摩擦係数μ_actが変化する場合のような過渡期において、車両重心横滑り速度暫定推定値Vgy_predictの、実車両重心横滑り速度Vgy_actに対する誤差（＝Vgy_act−Vgy_predict）に近似するものとなる。

そして、車両運動推定部２４ｄは、このようにして求めたVgy_cmpnを、加算演算部２４d4にて前記車両重心横滑り速度暫定推定値Vgy_predictに加算してなる値を車両重心横滑り速度推定値Vgy_estmとして決定する。すなわち、車両運動推定部２４ｄは、前記式１−１９により算出した車両重心横滑り速度モデル推定値Vgy_predictを、上記横滑り速度補正操作量Vgy_cmpnを用いて次式１−４３により補正してなる値を車両重心横滑り速度推定値Vgy_estmとして決定する。

Vgy_estm＝Vgy_predict＋Vgy_cmpn ……式１−４３

以上が、Ｓ１１４の処理（車両運動推定部２４ｄの処理）の詳細である。

ここで、本実施形態と本発明との対応関係について補足しておく。本実施形態では、車両１の重心点の位置が本発明における車両の所定の位置に相当する。

また、本実施形態では、前記車両モデル演算手段２４の処理（図４のＳ１０２〜Ｓ１１６の処理。ただし、Ｓ１１４の処理内で実行される図９の処理を除く）によって、本発明における車両モデル演算手段が実現される。この場合、本実施形態では、前記車両モデル演算手段２４で実行される演算式（前記式１−１〜１−２４の演算処理）によって、本発明における車両モデルが実現される。そして、前記式１−８，１−８ａにより表される摩擦特性モデルと前記式１−９，１−９ａにより表される摩擦特性モデルとが、本発明における摩擦特性モデルに相当する。また、Ｓ１１０の処理（車輪摩擦力推定部２４ｂの処理）によって算出される各車輪２−ｉの車輪座標系上車輪２次元路面反力推定値↑Fsub_i（＝（Fsubx_i_estm，Fsuby_i_estm）^T）が本発明における路面反力モデル値に相当する。さらに、Ｓ１１２の処理（合力算出部２４ｃの処理）によって算出される全路面反力合成並進力ベクトル推定値↑Fg_total_estmが、本発明における路面反力モデル値の合力に相当する。また、車両モデル演算手段２４に入力される観測対象量の検出値（δ1_sens，δ2_sens，Vw_i_sens，γ_sens，Accx_sens，Accy_sens，Tq_i_sens）が、本発明における所定種類の観測対象量の観測値に相当する。該観測対象量の検出値（δ1_sens，δ2_sens，Vw_i_sens，γ_sens，Accx_sens，Accy_sens，Tq_i_sens）は、前記摩擦特性モデルにおける入力パラメータのうちの、路面摩擦係数μ以外の入力パラメータの値（κi，βi，Fz_i）を特定する上で必要な観測対象量の検出値である。また、Ｓ１１４の処理（車両運動推定部２４ｄの処理）の中で前記式１−１９により算出される車両重心横滑り速度モデル推定値Vgy_predictが本発明における横滑り運動状態量モデル値に相当する。この場合、車両重心横滑り速度モデル推定値Vgy_predictの新たな値としての今回値を算出するために、車両重心横滑り速度モデル推定値Vgy_predictの過去算出値としての前回値Vgy_predict_pが使用される。

また、横加速度センサ１５と観測対象量検出手段２２のうちの横加速度検出手段２２ｆとによって、本発明における所定位置実横加速度検出手段が実現される。この場合、実センサ感応横加速度Accy_sensor_actが本発明における所定位置実横加速度に相当し、車両重心横加速度検出値（センサ感応横加速度検出値）Accy_sensが本発明における所定位置実横加速度の検出値に相当する。

また、本実施形態では、Ｓ１１２の処理（合力算出部２４ｃの処理）とＳ１１４の処理（車両運動推定部２４ｄの処理）の中で実行される図９の処理とによって、本発明における横加速度モデル値演算手段、横加速度偏差演算手段、及び横滑り運動状態量推定値決定手段が実現される。より詳しくは、Ｓ１１２の処理（より詳しくは該処理の中で全路面反力合成横力Fgy_total_estmを算出する処理）と図９のＳ１１４−１の処理とによって横加速度モデル値演算手段が実現される。そして、この処理により求められる前記車両重心横加速度推定値Accy_estmが本発明における所定位置横加速度モデル値に相当する。また、図９のＳ１１４−２の処理によって横加速度偏差演算手段が実現される。そして、この処理により求められる車両重心横加速度偏差Accy_errが本発明における横加速度偏差に相当する。また、図９のＳ１１４−３の処理によって横滑り運動状態量推定値決定手段が実現される。そして、この処理により求められる車両重心横滑り速度推定値Vgy_estmが本発明における横滑り運動状態量の推定値に相当する。

さらに、横滑り運動状態量推定値決定手段としてのＳ１１４−３の処理において、前記フィルタ２４d1が本発明におけるフィルタとして機能し、ゲイン乗算部２４d2が本発明におけるゲイン乗算手段として機能する。また、前記横滑り速度補正操作量Vgy_cmpnが本発明における補正操作量に相当する。

補足すると、前記ゲイン乗算部２４d2を、ハイカットフィルタ２４d1に組み込んでもよい。すなわち、ハイカットフィルタ２４d1を、その伝達関数がＴ1／（１＋Ｔ1＊Ｓ）により表されるフィルタとして構成してもよい。この場合には、ゲイン乗算部２４d2は不要である。

また、車両重心横加速度検出値Accy_sensに定常的なオフセット成分が含まれることが無いか、もしくは該オフセット成分が十分に微小なものである場合には、ローカットフィルタ２４d3を省略してもよい。

また、図１０（ａ）のブロック図の処理では、Accy_errをフィルタ２４d1、ゲイン乗算部２４d2、及びフィルタ２４d3にこの順番で通すようにしたが、その順番は任意に変更してもよい。例えば、Accy_errをハイカットフィルタ２４d1とローカットフィルタ２４d3に通した後に、ゲイン乗算部２４d2に通すようにしてもよい。この場合、フィルタ２４d1，２４d3を合わせたフィルタリング処理は、バンドパスフィルタの処理となる。従って、例えば図１０（ｂ）のブロック図に示す如く、Accy_errを、伝達関数がＴ2＊Ｓ／（（１＋Ｔ1＊Ｓ）＊（１＋Ｔ2＊Ｓ））により表現されるバンドパスフィルタ２４d5と、前記ゲイン乗算部２４d2とに通すことによって、横滑り速度補正操作量Vgy_cmpnを求めるようにしてもよい。このようにした場合には、バンドパスフィルタ２４d5が本発明におけるフィルタとして機能することとなる。なお、この場合、ゲイン乗算部２４d2をバンドパスフィルタ２４d7に組み込んで、該ゲイン乗算部２４d2を省略してもよい。

また、本実施形態での車両運動推定部２４ｄは、車両重心前後速度推定値Vgx_estmとヨーレート推定値γ_estmとを、それぞれ、車輪速度選択検出値Vw_i_sens_select（実車速の検出値）、ヨーレート検出値γ_sensから乖離しないように決定したが、いずれか一方、又は両方を、Vw_i_sens_select、γ_sensに常に一致させるようにしてもよい。この場合には、Vgx_estm又はγ_estmを算出するための処理は不要である。

また、車両運動推定部２４ｄは車両運動状態量推定値（モデル推定値を含む）として、Vgdot_x_estm、Vgx_estm、Vgx_predict、Vgdot_y_estm、Vgy_estm、Vgy_predict、γ_estm、γ_predict、Accy_estmを求めるようにしたが、必要に応じて、これら以外の車両運動状態量推定値をさらに求めるようにしてもよい。例えば、車両運動状態量推定値を利用して、車両重心横滑り角βgの制御を行うような場合には、車両１の横滑り運動の１つの状態量の推定値として、車両重心横滑り角推定値βg_estmを算出するようにしてもよい。この場合には、上記の如く求めた車両重心前後速度推定値Vgx_estmと車両重心横滑り速度推定値Vgy_estmとから、次式１−２６により、車両重心横滑り角推定値βg_estmを算出することができる。

βg_estm＝ｔａｎ^−１（Vgy_estm／Vgx_estm） ……式１−２６

あるいは、例えば、上記式１−２６の右辺のVgy_estmを前記車両重心横滑り速度モデル推定値Vgy_predictに置き換えた式によって、車両重心横滑り角βgのモデル推定値を求め、このモデル推定値に、前記の如く求めた横滑り速度補正操作量Vgy_cmpnを車両重心前後速度推定値Vgx_estmで除算してなる値（＝Vgy_cmpn／Vgx_estm）を加えることによって（ただし、ここでは｜Vgy_cmpn｜は｜Vgx_estm｜に比して微小であると見なす）、車両重心横滑り角推定値βg_estmを求めるようにしてもよい。このようにした場合には、車両重心横滑り角βgのモデル推定値が本発明における横滑り運動状態量モデル値に相当し、Vgy_cmpn／Vgx_estmが本発明における補正操作量に相当するものとなる。

なお、βg_estmを求める場合、上記のいずれの手法であっても、車両重心前後速度推定値Vgx_estmの代わりに、車輪速度検出値Vw_i_sens（ｉ＝１，２，３，４）に基づく実車速の検出値としての前記車輪速度選択検出値Vw_i_sens_selectを使用してもよい。

次に、図４のＳ１１６において、前記車輪運動推定部２４ｆによって、各車輪２−ｉの車輪速度推定値Vw_i_estmが算出される。

ここで、車輪運動推定部２４ｆは、各車輪２−ｉに作用する力（車輪トルクTq_i及び駆動・制動力）と、該車輪２−ｉの回転運動との間の関係を表す車輪運動モデルを備えている。この車輪運動モデルは、本実施形態では、次式１−２７により表現されるモデルである。

Tq_i−Fsubx_i＊Rw_i＝Ｉw_i＊（Vwdot_i／Rw_i） ……式１−２７

なお、式１−２７における“Ｖwdot_i”は、第ｉ車輪２−ｉの車輪速度Vw_iの時間的変化率（微分値）であり、以降、車輪速度変化率という。また、式１−２７の左辺は、車両１の駆動系及び制動系の一方又は両方から第ｉ車輪２−ｉに付与される車輪トルクTq_iと、第ｉ車輪２−ｉの駆動・制動力Fsubx_iによって該車輪２−ｉに付与されるトルクとの合成トルクを意味する。

そして、車輪運動推定部２４ｆは、まず、式１−２７に基づき得られる次式１−２７ａによって、各車輪２−ｉの車輪速度変化率推定値Vwdot_i_estmを算出する。

Vwdot_i_estm＝Rw_i＊（Tq_i_sens−Fsubx_i_estm＊Rw_i）／Iw_i
……式１−２７ａ

この場合、式１−２７ａのTq_i_sensは、各車輪２−ｉについてＳ１００で得られた検出値（今回値）、Fsubx_i_estmは、各車輪２−ｉについてＳ１１０で求められた値（今回値）である。なお、各車輪２−ｉの車輪有効半径Rw_i、車輪慣性モーメントIw_iの値としては、あらかじめ設定された所定値が用いられる。

次いで、車輪運動推定部２４ｆは、各車輪２−ｉ毎に、上記の如く求めた車輪速度変化率推定値Vwdot_i_estmと、車輪速度推定値の前回値Vw_i_estm_pとから、次式１−２８により、車輪速度推定値の暫定値としての車輪速度暫定推定値Vw_i_predictを算出する。

Vw_i_predict＝Vw_i_estm_p＋Vwdot_i_estm＊ΔＴ ……式１−２８

なお、式１−２８は、Vwdot_i_estmの積分演算に相当する。

ここで、本実施形態においては、車輪運動推定部２４ｆは、車両運動推定部２４ｄによるヨーレート推定値γ_estm等の算出の場合と同様に、車輪速度推定値Vw_i_estmを車輪速度検出値Vw_i_sensに近づけるように（Vw_i_sensから乖離しないように）決定する。

そこで、車輪運動推定部２４ｆは、各車輪２−ｉ毎に、Ｓ１１０で得られた車輪速度推定値Vw_i_sensと、上記の如く式１−２８により算出した車輪速度暫定推定値Vw_i_predictとの偏差としての車輪速度偏差Vw_i_estm_errを次式１−２９により算出する。

Vw_i_estm_err＝Vw_i_sens−Vw_i_predict ……式１−２９

次いで、車輪運動推定部２４ｆは、各車輪２−ｉ毎に、次式１−３０により、今回の演算処理周期における最終的な車輪速度推定値Vw_i_estmを決定する。

Vw_i_estm＝Vw_i_predict＋Kvw＊Vw_i_estm_err ……式１−３０

なお、式１−３０におけるKvwは、あらかじめ設定された所定値（＜１）のゲイン係数である。

従って、本実施形態では、前記式１−２８により算出された各車輪速度暫定推定値Vw_i_predict（車輪運動モデル上での推定値）を、前記式１−２９により算出された車輪速度偏差Vw_i_estm_errに応じて、該車輪速度偏差Vw_i_estm_errを“０”に近づけるようにフィードバック制御則（ここでは比例則）により修正することによって、各車輪速度推定値Vw_i_estmが決定される。

以上説明したＳ１０２〜Ｓ１１６の処理が車両モデル演算手段２４の処理の詳細である。

次に、制御装置２０は、Ｓ１１８において、μ推定手段２６の処理を実行する。

この処理の詳細を説明する前に、まず、本実施形態における路面摩擦係数μの推定原理を説明しておく。

この場合、説明の便宜上、実際の車両１の動力学が、近似的に次式４−１によって表現されるものとする。

この式４−１は、詳しくは実際の車両１の横滑り運動とヨー軸周りの回転運動とを、操舵輪としての前輪と、非操舵輪としての後輪とを１輪ずつ備えるモデル車両の動力学的な挙動として近似表現する、所謂２輪モデル（線形２輪モデル）と言われる動力学モデルを表している。なお、この２輪モデルにおける前輪のコーナリングパワーCPfは、実際の車両１（４輪車両）の前輪２−１，２−２の１輪当たりのコーナリングパワーに相当し、後輪のコーナリングパワーCPrは、実際の車両１（４輪車両）の後輪２−３，２−４の１輪当たりのコーナリングパワーに相当する。

ここで、実路面摩擦係数μ_actの値が“１”となる基準路面における前輪２−１，２−２の１輪当たりのコーナリングパワーCPfをCPf0、該基準路面における後輪２−３，２−４の１輪当たりのコーナリングパワーCPrをCPr0とおく。そして、任意の値の実路面摩擦係数μ_actを有する路面における上記コーナリングパワーCPf，CPrのそれぞれと、該実路面摩擦係数μ_actとの間には、次式４−２ａ，４−２ｂの如く、近似的に比例関係が成立する。

CPf＝CPf0＊μ_act ……式４−２ａ
CPr＝Cpr0＊μ_act ……式４−２ｂ

この式４−２ａ，４−２ｂを前記式４−１に適用すると、式４−１は、次式４−３に書き換えられる。

以降、この式４−３（線形２輪モデルを表現する式）を基礎として、車両１のＮＳＰ（ニュートラル・ステア・ポイント）で発生するヨー軸周りのモーメント（すなわち前記ＮＳＰヨーモメントMnsp）を利用して路面摩擦係数μを推定する手法に関して以下に説明する。

まず、路面摩擦係数μの推定に係わる実ＮＳＰヨーモーメントMnsp_actの技術的意味合いと、該実ＮＳＰヨーモーメントMnsp_actの値を、これに関連する車両１の運動の状態量の観測値から特定する（推定する）手法とに関して説明する。

式４−３の第１行の式の左辺は、実車両重心横滑り速度Vgy_actの微分値（時間的変化率）、すなわち、実車両重心横滑り速度変化率Vgdot_y_actを意味するものであるから、式４−３の第１行の式は、次式４−４に書き換えられる。

Vgdot_y_act＋Vgx_act＊γ_act＋ｇ＊ｓｉｎ(θbank_act)
＝μ_act＊a11＊Vgy_act／Vgx_act
＋μ_act＊a12s＊γ_act／Vgx_act＋μ_act＊b1＊δf_act ……式４−４

一方、前記車両重心横加速度Accyの定義（Accy＝Vgdot_y＋Vgx＊γ）と前記したセンサ感応横加速度Accy_sensorの説明とから明らかなように、式４−４の左辺は、実センサ感応横加速度Accy_sensor_act（横加速度センサ１５が実際に感応する加速度）に一致する。従って、次式４−５が得られる。

Accy_sensor_act＝Vgdot_y_act＋Vgx_act＊γ_act＋ｇ＊ｓｉｎ(θbank_act)
……式４−５

この式４−５により、式４−４の左辺は実センサ感応横加速度Accy_sensor_actに一致することが判る。従って、式４−４、４−５から次式４−６が得られる。

Accy_sensor_act＝μ_act＊a11＊Vgy_act／Vgx_act
＋μ_act＊a12s＊γ_act／Vgx_act＋μ_act＊b1＊δf_act
……式４−６

なお、この式４−６の右辺は、各車輪２−ｉに路面から作用する実際の路面反力の合力によって、車両１の重心点に作用する並進力ベクトルのうちの車体１Ｂの横方向の成分（すなわち、実全路面反力合成並進力ベクトル↑Fg_total_actのＸ軸方向成分Fgy_total_act）を、車両質量ｍで除算してなる値に相当するものである。従って、式４−６は、Accy_sensor_act（＝Accy_act＋ｇ＊ｓｉｎ(θbank_act)）が、Fgy_total_act／ｍに一致するという関係を表すものである。

また、式４−３の第２行の式の左辺は、実ヨーレートγ_actの微分値（時間的変化率）、すなわち、実ヨー角加速度γdot_actを意味するものであるから、式４−３の第２行の式は、次式４−７に書き換えられる。

γdot_act＝μ_act＊a21＊Vgy_act／Vgx_act
＋μ_act＊a22＊γ_act／Vgx_act＋μ_act＊b2＊δf_act
……式４−７

なお、この式４−７の右辺は、各車輪２−ｉに路面から作用する実際の路面反力の合力によって、車両１の重心点に作用するヨー軸周りのモーメント（すなわち、実全路面反力合成ヨーモーメントMgz_act）を、車両ヨー慣性モーメントIzで除算してなる値に相当するものである。従って、式４−７は、γdot_actが、Mgz_act／Izに一致するという関係を表すものである。

上記の式４−６，４−７を連立方程式として、Vy_actを消去すると、次式４−８が得られる。

γdot_act−(a21／a11)＊Accy_sensor_act
＝μ_act＊((a22−(a21／a11)＊a12s)＊γ_act／Vx_act
＋(b2−(a21／a11)＊b1)＊δf_act) ……式４−８

ここで、ＮＳＰは、前記したように、δ1＝δ2＝０として車両１が走行している状態で、車両重心横滑り角βgが発生したときに、全ての車輪２−ｉ（ｉ＝１，２，３，４）にそれぞれ作用する横力Fsuby_i（ｉ＝１，２，３，４）の合力の着力点（作用点）を意味する。このため、前記式４−３に表される車両１の動力学モデルでは、車両１の重心点とＮＳＰとの距離である前記車両重心・ＮＳＰ間距離Lnspと、前記基準路面のコーナリングパワーCPf0，CPr0との間に次式４−９の関係が成立する。

Lnsp＝−(Lf＊CPf0−Lr＊CPr0)／(CPf0＋CPr0) ……式４−９

さらに、この式４−９と、前記式４−２の但し書きに示したa11，a21の定義とから、次式４−１０が得られる。

a21／a11＝−Lnsp＊m／Iz ……式４−１０

そして、この式４−１０を前記式４−８の左辺に適用することで、式４−８は、次式４−１１に書き換えられる。

Iz＊γdot_act＋Lnsp＊ｍ＊Accy_sensor_act＝μ_act＊ｐ(γ_act，δf_act，Vx_act)
……式４−１１
ただし、
ｐ(γ_act，δf_act，Vx_act)
＝Iz＊((a22−(a21／a11)＊a12s)＊γ_act／Vx_act
＋(b2−(a21／a11)＊b1)＊δf_act) ……式４−１２

式４−１１の両辺は、いずれも、ＮＳＰでのヨー軸周りの実際のモーメント（実ＮＳＰヨーモーメントMnsp_act）を意味する。すなわち、実ＮＳＰヨーモーメントMnsp_actは、次式４−１３ａ，４−１３ｂに示す如く、式４−１１の左辺及び右辺に一致する。

Mnsp_act＝Iz＊γdot_act＋Lnsp＊ｍ＊Accy_sensor_act ……式４−１３ａ
Mnsp_act＝μ_act＊ｐ(γ_act，δf_act，Vx_act) ……式４−１３ｂ

式４−１３ａは、車両１の運動によって、ＮＳＰで発生するヨー軸周りの実慣性力モーメント（実慣性力のうちのモーメント成分）に釣り合う外力モーメント（実慣性力モーメントの符号を反転させたモーメント）として、実ＮＳＰヨーモーメントMnsp_actを表現したものである。なお、式４−１３ａの右辺の第１項は、車両１の運動によって、車両１の重心点で発生するヨー軸周りの実慣性力モーメントに釣り合う外力モーメント（すなわち実全路面反力合成ヨーモーメントMgz_total_act）に相当する。また、式４−１３ｂの右辺の第２項は、車両１の運動によって、車両１の重心点で発生する車体座標系のＹ軸方向の実並進慣性力（実慣性力のうちの並進力成分）に釣り合う並進外力（すなわち実全路面反力合成並進力ベクトル↑Fg_total_actの、車体座標系のＹ軸方向成分Fgy_total_act）がＮＳＰでのヨー軸周りに発生させるモーメント（＝Lnsp＊Fgy_total_act）に相当する。

また、式４−１３ｂは、実路面摩擦係数μ_actに依存して各車輪２−ｉに路面から作用する実際の路面反力の合力によって、ＮＳＰに作用するヨー軸周りの実モーメントとして、実ＮＳＰヨーモーメントMnsp_actを表現したものである。なお、式４−１２により定義したｐ(γ_act，δf_act，Vgx_act)は、前記式４−１３ｂから明らかなように、μ_actの増加量に対するMnsp_actの増加量の比率（μactによるMnsp_actの微分値）、換言すれば、μ_actの変化に対するＭnsp_actの感度（以降、μ感度という）としての意味を持つものである。また、別の言い方をすれば、ｐ(γ_act，δf_act，Vgx_act)は、μ_act＝１である場合（実路面摩擦係数μ_actが基準路面の摩擦係数に一致する場合）における実ＮＳＰヨーモーメントMnsp_actである。

ここで、上記式４−１３ａ及び式４−１３ｂの右辺には、いずれも実車両重心横滑り速度Vgy_actや、実路面バンク角θbank_actが含まれない。従って、実ＮＳＰヨーモーメントMnsp_actは、その値が、実車両重心横滑り速度Vgy_actや、実路面バンク角θbank_actの値に直接的に依存せずに、規定されるものであることが判る。より詳しく言えば、実車両重心横滑り速度Vgy_actの変化、あるいは、実路面バンク角θbank_actの変化が生じると、その変化に起因して、前記式４−１３ａの右辺の第１項のモーメント成分と第２項のモーメント成分とが変化するものの、それらのモーメント成分の変化は基本的には互いに逆向きに生じる。このため、Vgy_actの変化、あるいは、θbank_actの変化に起因する式４−１３ａの第１項及び第２項のそれぞれのモーメント成分の変化は、互いに相殺されるように発生する。その結果、実ＮＳＰヨーモーメントMnsp_actが、Vgy_actの変化、あるいは、θbank_actの変化の影響を受け難いものとなる。

また、式４−１３ｂから明らかように、実ＮＳＰヨーモーメントMnsp_actは、μ感度ｐ(γ_act，δf_act，Vx_act)がｐ≠０となる状況において、Vgy_actやθbank_actの値に直接的に依存せずに、実路面摩擦係数μ_actとμ感度ｐとに依存して変化することが判る。

そして、上記式４−１３ａ及び式４−１３ｂのうちの式４−１３ａに着目すると、車両１の運動の状態量としての実ヨー角加速度γdot_actと、実センサ感応横加速度Accy_sensor_actとを観測すれば、それらの観測値に基づいて、各車輪２−ｉに路面から作用する実際の路面反力（これは実路面摩擦係数μ_actに依存する）の合力によって発生する実ＮＳＰヨーモーメントMnsp_actの値を特定できることが判る。この場合、式４−１３ａの右辺には、実路面摩擦係数μ_actが含まれないと共に、実車両重心横加速度Vgy_actや実路面バンク角θbank_actが含まれない。このため、実路面摩擦係数μ_actや、実車両重心横加速度Vgy_act、実路面バンク角θbank_actの観測値を必要とすることなく、実ヨー角加速度γdot_act及び実センサ感応横加速度Accy_sensor_actの観測値から、実ＮＳＰヨーモーメントMnsp_actの観測値を得ることができることとなる。

ここで、前記ヨー角加速度検出値γdot_sensが、実ヨー角加速度γdot_actの観測値、前記車両重心横加速度検出値Accy_sensが、実センサ感応横加速度Accy_sensor_actの観測値としての意味を持つ。そこで、式４−１３ａの右辺のγdot_act、Accy_sennsor_actをそれぞれの観測値としてのγdot_sens、Accy_sensで置き換えた式によって算出される値を、以降、ＮＳＰヨーモーメント検出値Mnsp_sensという。すなわち、Mnsp_sensを次式４−１４により定義する。

Mnsp_sens＝Iz＊γdot_sens＋Lnsp＊ｍ＊Accy_sens ……式４−１４

この場合、ヨー角加速度検出値γdot_sensと、車両重心横加速度検出値Accy_sensとがそれぞれ、実ヨー角加速度検出値γdot_act、実センサ感応横加速度Accy_sensor_actに精度よく合致すると仮定すると、Mnsp_act＝Mnsp_sensとなる。従って、ヨー角加速度検出値γdot_sensと、車両重心横加速度検出値Accy_sensとから、式４−１４により、実ＮＳＰヨーモーメントMnsp_actの観測値としてのＮＳＰヨーモーメント検出値Mnsp_sensを算出できることとなる。このようにして算出されるＮＳＰヨーモーメント検出値Mnsp_sensは、車両１に作用する実際の外力（実路面反力）の値や実路面摩擦係数μ_actの値を必要とすることなく、車両１の運動の状態量の観測値を基に推定されるMnspの値（検出値）としての意味を持つ。

次に、上記ＮＳＰヨーモーメント検出値Mnsp_sensとは別に、車両１の適当な動力学モデルを基に、該モデル上の車両１の車輪に作用する路面反力を路面摩擦係数μの推定値を用いて推定し、その推定した路面反力の合力によって発生するＮＳＰヨーモーメントMnspの値を推定する処理に関して説明する。

ここで、本実施形態では、実際には、前記車両モデル演算手段２４によって、摩擦特性モデルや車両運動モデルを用いて路面反力推定値が前記した如く算出される。そして、その路面反力の推定値から、後述するようにＮＳＰヨーモーメントMnspの値を推定することができる。ただし、ここでの説明では、路面摩擦係数μの推定原理の説明のために、便宜上、前記車両モデル演算手段２４とは別の車両モデル演算手段（以下、説明用車両モデル演算手段という）によって、前記式４−３で表される車両１の動力学モデルを用いて、車両１の運動状態量や路面反力の推定演算処理が所定の演算処理周期で逐次実行されるものとする。

この場合、説明用車両モデル演算手段には、各演算処理周期において、前輪舵角検出値δf_sens、ヨーレート検出値γ_sens、車速の観測値としての車両重心前後速度推定値Vgx_estm、路面摩擦係数推定値μ_estm、及び路面バンク角推定値θbank_estmの最新値（前回値又は今回値）が、それぞれ、式４−３の右辺のδf_act、γ_act、Vgx_act、μ_act、θbank_actの観測値として入力されるものとする。なお、ここでのVgx_estm、μ_estm、及びθbank_estmは、任意の適当な手法によって得られた観測値を意味するものである。また、前記式４−３におけるパラメータa11，a12s，a21，a22，b1，b2の値は、あらかじめ設定されているものとする。

そして、説明用車両モデル演算手段は、以下に示す推定演算処理を実行するものとする。すなわち、説明用車両モデル演算手段は、前記式４−３の第１行の式におけるγ_act等の実際の値を、推定値又は検出値で置き換えてなる次式５−１によって、車両重心横滑り速度Vgyの時間的変化率（微分値）の推定値である車両重心横滑り速度変化率推定値Vgdot_y_estmを算出する。

Vgdot_y_estm＝μ_estm＊a11＊Vgy_estm_p／Vgx_estm
＋μ_estm＊a12s＊γ_sens／Vgx_estm＋μ_estm＊b1＊δf_sens
−Vgx_estm＊γ_sens−ｇ＊ｓｉｎ(θbank_estm)
……式５−１

なお、式５−１の右辺の第１項の演算に必要な車両重心横滑り速度推定値Vgy_estm_pは、説明用車両モデル演算手段が既に算出したVgy_estmのうちの最新値としての前回値である。

この場合、式５−１の右辺から第４項及び第５項を除去したものは、各車輪２−ｉの路面反力の合力によって車両１の重心点に作用する並進力ベクトルのうちの車体１Ｂの横方向の成分の推定値（すなわち、全路面反力合成並進力ベクトル↑Fg_totalのＹ軸方向成分の推定値Fgy_total_estm）を、車両質量ｍで除算してなる値としての意味を持つ。また、右辺の第４項は、車両１の旋回運動に伴う遠心力に起因して該車両１の重心点に生じる加速度の推定値、第５項は、重力加速度のうちの、車体１Ｂの横方向の加速度成分の推定値を意味する。

従って、式５−１は、μestm、Vgy_estm_p、Vgx_estm、γ_sens、δf_sensを基に、Fgy_total_estm／ｍを算出し、この算出したFgy_total_estm／ｍの値から、車両１の重心点に作用する遠心力の加速度の推定値（＝Vgx_estm＊γ_sens）と、重力加速度のうちの、車体１Ｂの横方向の加速度成分の推定値（＝ｇ＊ｓｉｎ(θbank_estm)）とを減算することによって、車両重心横滑り速度変化率推定値Vgdot_y_estmを算出する処理を示している。

そして、説明用車両モデル演算手段は、上記の如く求めた車両重心横滑り速度変化率推定値Vgdot_y_estmと、車両重心横滑り速度推定値の前回値Vgy_estm_pとから、Vgdot_y_estmの積分演算を示す次式５−２により、新たな車両重心横滑り速度推定値Vgy_estm（今回値）を算出する。なお、式５−２におけるΔＴは、説明用車両モデル演算手段の演算処理周期である。

Vgy_estm＝Vgy_estm_p＋Vgdot_y_estm＊ΔＴ ……式５−２

このようにして算出されたVgy_estmが、次回の演算処理周期で、新たな車両重心横滑り速度変化率Vgdot_y_estmを算出するために使用される。なお、説明用車両モデル演算手段が算出するVgy_estmは、前記した車両モデル演算手段２４の車両運動推定部２４ｄが算出する車両重心横滑り速度モデル推定値Vgy_predictに相当するものである。

さらに、説明用車両モデル演算手段は、車両１の横加速度センサ１５が感応する実加速度（すなわち実センサ感応横加速度Accy_sensor_act）の推定値であるセンサ感応横加速度推定値Accy_sensor_estmを、次式５−３により（換言すれば式５−１の右辺の第１項〜第３項までの演算により）算出する。

Accy_sensor_estm＝μ_estm＊a11＊Vgy_estm_p／Vgx_estm
＋μ_estm＊a12s＊γ_sens／Vgx_estm＋μ_estm＊b1＊δf_sens
……式５−３

ここで、この式５−３について補足すると、前記式４−５から明らかなように、次式５−４が成立する。

Accy_sensor_estm＝Vgdot_y_estm＋Vgx_estm＊γ_sens＋ｇ＊ｓｉｎ(θbank_estm)
……式５−４

そして、この式５−４と、前記式５−１とから明らかなように、式５−４の右辺は、式５−１の右辺の第１項〜第３項の和に一致する。従って、センサ感応横加速度推定値Accy_sensor_estmを前記式５−３により算出することができることとなる。

さらに、式５−３の右辺は、各車輪２−ｉの路面反力の合力によって車両１の重心点に作用する並進力ベクトルのうちの車体１Ｂの横方向の成分の推定値（すなわち、全路面反力合成並進力ベクトル↑Fg_totalのＹ軸方向成分の推定値Fgy_total_estm）を、車両質量ｍで除算してなる値としての意味を持つ。従って、式５−３は、μestm、Vgy_estm_p、Vgx_estm、γ_sens、δf_sensを基に、Fgy_total_estm／ｍを算出し、この算出されたFgy_total_estm／ｍをAccy_sensor_estmとして得る処理を示している。

また、説明用車両モデル演算手段は、前記式４−３の第２行の式におけるγ_act等の実際の値を、推定値又は検出値で置き換えてなる次式５−５によって、ヨー角加速度γdotの時間的変化率（微分値）の推定値であるヨー角加速度推定値γdot_estmを算出する。

γdot_estm＝μ_estm＊a21＊Vgy_estm_p／Vgx_estm
＋μ_estm＊a22＊γ_sens／Vgx_estm＋μ_estm＊b2＊δf_sens
……式５−５

この式５−５の右辺は、各車輪２−ｉの路面反力の合力によって車両１の重心点に作用するヨー軸周りのモーメントの推定値（すなわち、全路面反力合成ヨーモーメント推定値Mgz_estm）を、車両ヨー慣性モーメントIzで除算してなる値を求める演算処理を意味する。従って、式５−５は、μestm、Vgy_estm_p、Vgx_estm、γ_sens、δf_sensを基にMgz_estm／Izを算出し、その算出したMgz_estm／Izの値をヨー角加速度推定値γdot_estmとして得る処理を示している。

ここで、前記式５−３，５−５を連立方程式として、Vgy_estmを消去し、さらに、前記式４−１０を適用することで、次式５−６が得られる。

Iz＊γdot_estm＋Lnsp＊ｍ＊Accy_sensor_estm
＝μ_estm＊ｐ(γ_sens，δf_sens，Vgx_estm) ……式５−６
ただし、
ｐ(γ_sens，δf_sens，Vgx_estm)
＝Iz＊((a22−(a21／a11)＊a12s)＊γ_sens／Vgx_estm
＋(b2−(a21／a11)＊b1)＊δf_sens) ……式５−７

なお、式５−７により定義されるｐ(γ_sens，δf_sens，Vgx_estm)は、γ、δf、Vgxの観測値γ_sens，δf_sens，Vgx_estmから算出したμ感度の値を意味する。以降の説明では、μ感度ｐは、特にことわらない限り、この式５−７により定義されるｐ(γ_sens，δf_sens，Vgx_estm)を意味するものとする。式５−７により定義されるμ感度ｐは、より一般的に言えば、γ_sensとδf_sensとの線形結合によって算出されるμ感度の値である。この場合、この線形結合において、γ_sensと、δf_sensとにそれぞれに掛かる係数をA1，A2とおくと（ｐ＝A1＊γ_sens＋A2＊δf_sensとおくと）、A1＝Iz＊((a22−(a21／a11)＊a12s)／Vgx_estm、A2＝(b2−(a21／a11)＊b1)である。従って、該係数A1，A2は、それらの比率A2／A1が、車両１の車速の観測値としてのVgx_estmに応じて変化する（A2／A1がVgx_estmに比例して変化する）ように設定される係数であると言える。また、別の言い方をすれば、式５−７によるγ_sensとδf_sensとの線形結合は、前記式４−３の線形２輪車両モデルにおいて、路面摩擦係数μ_actを一定値と仮定した場合に、γ_act、δf_act、Vgx_actの値として、それらの観測値（検出値）γ_sens，δf_sens，Vgx_estmを用いて特定される実ＮＳＰヨーモーメントMnsp_actの値に、当該線形結合により算出されるμ感度ｐの値が比例するものとなるように構築された線形結合であると言える。

補足すると、本実施形態では、前記したようにヨーレート推定値γ_estmは、ヨーレート検出値γ_sensと一致もしくはほぼ一致するように決定される。従って、上記式５−７の右辺におけるγ_sensをγ_estmに置き換えた式を、μ感度ｐの値を求めるための定義式として用いてもよい。

上記式５−６の両辺は、いずれも、ＮＳＰでのヨー軸周りのモーメントの推定値（前記式４−３を前提とするモデル上でのモーメントの値）であるＮＳＰヨーモーメント推定値Mnsp_estmを意味する。すなわち、ＮＳＰヨーモーメント推定値Mnsp_estmは、次式５−８ａ，５−８ｂに示す如く、式５−６の左辺及び右辺に一致する。

Mnsp_estm＝Iz＊γdot_estm＋Lnsp＊ｍ＊Accy_sensor_estm ……式５−８ａ
Mnsp_estm＝μ_estm＊ｐ(γ_sens，δf_sens，Vgx_estm) ……式５−８ｂ

式５−８ａは、モデル上での車両１の運動によってＮＳＰでのヨー軸周りに発生する慣性力モーメントに釣り合うモーメント（該慣性力モーメントの符号を反転させたモーメント）の推定値として、ＮＳＰヨーモーメント推定値Mnsp_estmを表現したものである。また、式５−８ｂは、μ_estmに依存する各車輪２−ｉの路面反力の合力（モデル上での路面反力の合力）によってＮＳＰで発生するヨー軸周りのモーメントの推定値として、ＮＳＰヨーモーメント推定値Mnsp_estmを表現したものである。

この場合、式５−８ａ，５−８ｂのうちの、式５−８ｂにより算出されるＮＳＰヨーモーメント推定値Mnsp_estmは、路面摩擦係数推定値μ_estmに依存して算出されるものであるから、該Mnsp_estmには路面摩擦係数推定値μestmの誤差の影響が反映される。また、式５−８ｂの右辺には、車両重心横加速度推定値Vgy_estmや路面バンク角推定値θbank_estmが直接的には含まれない。このため、式５−８ｂによって算出されるＮＳＰヨーモーメント推定値Mnsp_estmは、実ＮＳＰヨーモーメントMnsp_actに関して説明した場合と同様に、車両重心横加速度推定値Vgy_estmや路面バンク角推定値θbank_estmの誤差の影響を直接的に受けないこととなる。

そこで、説明用車両モデル演算手段は、式５−８ｂにより、ＮＳＰヨーモーメント推定値Mnsp_estmを算出する。このようにして算出されるＮＳＰヨーモーメント推定値Mnsp_estmは、それを一般化して言えば、車両１の動力学モデルを基に、μ_estmに依存して算出されるMnsp_actの推定値（より詳しくは、μ_estmが正確であると仮定して算出されるMnsp_actの推定値）としての意味を持つ。

以上が、説明用車両モデル演算手段の処理である。補足すると、以上の説明用車両モデル演算手段では、路面摩擦係数μの推定原理の説明の便宜上、車両重心横滑り速度変化率推定値Vgdot_y_estmや、車両重心横滑り速度推定値Vgy_estm、ヨー角加速度推定値γdot_estm、センサ感応横加速度推定値Accy_sensor_estmを算出するものとしたが、前記式４−３により表される動力学モデル（線形２輪車両モデル）を前提として、前記式５−８ｂによりＮＳＰヨーモーメント推定値Mnsp_estmを算出する上では、前記５−７及び５−８ｂから明らかなように、Vgdot_y_estmや、Vgy_estm、γdot_estm、Accy_sensor_estmは不要である。また、前記式４−３により表される動力学モデルを前提とする場合には、前記式５−８ａの右辺の演算結果の値と、式５−８ｂの右辺の演算結果とは同じ値になるので、式５−８ａにより、Mnsp_estmを算出してもよい。

次に、前記式４−１４により得られるＮＳＰヨーモーメント検出値Mnsp_sensと、前記式５−８ｂにより算出されるＮＳＰヨーモーメント推定値Mnsp_estmとを基に、路面摩擦係数μを推定する手法を考察する。前記した如く、Mnsp_sensは、車両１に外力として作用する路面反力の値、あるいは、路面摩擦係数μの値を必要とすることなく、車両１の運動の状態量の観測値（γdot_sens，Accy_sens）に基づいて得られるMnsp_actの観測値（検出値）としての意味を持つ。また、Mnsp_estmは、車両１の動力学モデルを基に、μ_estmを用いて算出されるMnsp_actの観測値（推定値）としての意味を持つ。従って、Mnsp_sensとMnsp_estmとの偏差は、μ_actに対するμ_estmの誤差と相関性を有すると考えられる。

ここで、ヨーレート検出値γ_sens、ヨー角加速度検出値γdor_sens、前輪舵角検出値δf_sens、車両重心前後速度推定値Vgx_estm（車速推定値）、車両重心横加速度検出値Accy_sensが、それぞれ、実ヨーレートγ_act、実ヨー角加速度γdot_act、実前輪舵角検出値δf_act、実車両重心前後速度Vgx_act、実センサ感応横加速度Acc_sensor_actに精度よく合致するものと仮定する。このとき、前記式４−１１から、次式６−１が得られる。

Iz＊γdot_sens＋Lnsp＊ｍ＊Accy_sens＝μ_act＊ｐ(γ_sens，δf_sens，Vgx_estm)
……式６−１

そして、この式６−１と、前記式４−１４、式５−６、式５−８ｂから、次式６−２が得られる。

Mnsp_sens−Mnsp_estm＝（Iz＊γdot_sens＋Lnsp＊ｍ＊Accy_sens）
−（Iz＊γdot_estm＋Lnsp＊ｍ＊Accy_sensor_estm）
＝（μ_act−μ_estm）＊ｐ(γ_sens，δf_sens，Vgx_estm)
……式６−２

この式６−２から、路面摩擦係数推定値μ_estmを実路面摩擦係数μ_actに一致させるためには、ｐ(γ_sens，δf_sens，Vgx_estm)≠０となる状況で、Mnsp_estmをMnsp_sensに一致させるようにμ_estmを決定すればよいこととなる。このことは、より一般的に言えば、車両１の各車輪２−ｉの摩擦特性を含めた動力学モデル（路面摩擦係数推定値μ_estmに依存する動力学モデル）を用いて算出される実ＮＳＰヨーモーメントMnsp_actの推定値（ＮＳＰヨーモーメント推定値Mnsp_estm）を、車両１の運動状態量の観測値としてのヨー角加速度検出値γdot_sensと車両重心横加速度検出値Accy_sens（＝センサ感応横加速度Accy_sensorの検出値）とから算出される実ＮＳＰヨーモーメントMnsp_actの推定値（ＮＳＰヨーモーメント検出値Mnsp_sens）に一致させるように、上記動力学モデルに適用する路面摩擦係数推定値μestmを決定すればよいことを意味する。

この場合、式６−２の右辺のｐ(γ_sens，δf_sens，Vgx_estm)は、前記式５−７から明らかなように、車両重心横滑り速度推定値Vgy_estmや、路面バンク角推定値θbank_estmを含まない。従って、ｐ(γ_sens，δf_sens，Vgx_estm)≠０となる状況では、Mnsp_sensとMnsp_estmとの偏差（式６−２の左辺）の値は、μ_actとμ_estmとの偏差（すなわちμ_estmの誤差）に対する相関性が高いと考えられる。換言すれば、ｐ(γ_sens，δf_sens，Vgx_estm)≠０となる状況では、Mnsp_sensとMnsp_estmとの偏差は、主に、μ_estmの誤差に起因して発生すると考えられる。このため、式６−２を基礎として、路面摩擦係数推定値μ_estmを決定するようにすれば、車両重心横滑り速度推定値Vgy_estmや路面バンク角推定値θbank_estmの誤差の影響を受けるのを抑制するようにして、実路面摩擦係数μ_actを推定できると考えられる。そこで、本実施形態におけるμ推定手段２６は、前記式６−２を基礎として、路面摩擦係数推定値μ_estmを算出する。

上記のように式６−２を基礎とし、ｐ(γ_sens，δf_sens，Vgx_estm)≠０となる状況で、Mnsp_estmをMnsp_sensに一致させるように路面摩擦係数推定値μ_estmを決定するためには、例えば次式６−３を満足するように、路面摩擦係数推定値μ_estmを決定することが考えられる。

Mnsp_sens＝μ_estm＊ｐ(γ_sens，δf_sens，Vgx_estm) ……式６−３

ただし、このようにした場合には、Mnsp_sens、γ_sens、δf_sens、Vgx_estmの誤差に起因して、路面摩擦係数推定値μ_estmの過剰な変動が生じやすい。特にｐ(γ_sens，δf_sens，Vgx_estm)の値が“０”に近い値である場合には、式６−３に基づき求められる路面摩擦係数推定値μ_estmの信頼性や安定性を確保することが困難である。

そこで、本実施形態におけるμ推定手段２６は、車両１の運動状態量の観測値から求められるＮＳＰヨーモーメント検出値Mnsp_sensと、路面摩擦係数推定値μ_estmに依存して推定される路面反力を基に求められるＮＳＰヨーモーメント推定値Mnsp_estmとの偏差に応じたフィードバック演算処理によって、該偏差を“０”に収束させるように（Mnsp_sensにMnsp_estmを収束させるように）、μ_estmの増減操作量を逐次決定し、その増減操作量に応じてμestmの値を更新する。これにより、路面摩擦係数推定値μestmを実路面摩擦係数μ_actに収束させるように（定常的には、μ_actに一致させるように）、μestmを逐次算出する。以降、Mnsp_sensとMnsp_estmとの偏差（＝Mnsp_sens−Mnsp_estm）を、ＮＳＰヨーモーメント推定誤差Mnsp_errという。

また、この場合、前記式６−２から明らかなように、ＮＳＰヨーモーメント推定誤差Mnsp_errは、μ感度ｐに比例する。そして、μ感度ｐが“０”に近いほど、μ_estmの誤差に対するMnsp_errの感度（μ_estmの誤差の変化に対するMnsp_errの変化の比率の大きさ）が低下する。そこで、本実施形態では、μ_estmの信頼性や安定性を確保するために、Mnsp_errの変化に対するμ_estmの増減操作量の変化の割合いであるゲイン値（換言すれば、Mnsp_errを“０”に収束させるフィードバック演算処理のフィードバックゲイン）を、μ感度ｐに応じて変化させる。

以上が、本実施形態における路面摩擦係数μの基本的な推定原理である。

以上説明した路面摩擦係数μの基本的な推定原理を踏まえて、本実施形態におけるμ推定手段２６の処理を図１１及び図１２を参照して説明する。

図１１のブロック図に示すように、μ推定手段２６は、その機能として、ＮＳＰヨーモーメント検出値Mnsp_sensを算出するMnsp_sens算出部２６ａと、ＮＳＰヨーモーメント推定値Mnsp_estmを算出するMnsp_estm算出部２６ｂと、ＮＳＰヨーモーメント推定誤差Mnsp_errを算出するMnsp_err算出部２６ｃと、μ感度ｐ(γ_sens，δf_sens，Vgx_estm)を算出するμ感度算出部２６ｄと、ＮＳＰヨーモーメント推定誤差Mnsp_errとμ感度ｐ(γ_sens，δf_sens，Vgx_estm)とに応じて路面摩擦係数μの増減操作量Δμを決定する摩擦係数増減操作量決定部２６ｅと、この増減操作量Δμに応じて路面摩擦係数推定値μ_estmを更新する摩擦係数推定値更新部２６ｆとを備える。

そして、μ推定手段２６は、図１２のフローチャートの処理を実行することで、路面摩擦係数推定値μ_estmを逐次決定する。

すなわち、μ推定手段２６は、Ｓ１１８−１において、Mnsp_sens算出部２６ａの処理を実行し、ＮＳＰヨーモーメント検出値Mnsp_sensを算出する。具体的には、Mnsp_sens算出部２６ａは、前記Ｓ１００において観測対象量検出手段２２により生成された観測対象量検出値のうち、ＮＳＰヨーモーメントMnspに釣り合う慣性力モーメントに関連する車両１の運動状態量の観測値としてのヨー角加速度検出値γdot_sensと、車両重心横加速度検出値Accy_sens（センサ感応横加速度検出値）とを用いて前記式４−１４の右辺の演算を行うことによりMnsp_sensを算出する。この場合、式４−１４の演算に必要な車両ヨー慣性モーメントIzの値、車両質量ｍの値、及び車両重心・ＮＳＰ間距離Lnspの値としては、あらかじめ設定された所定値が用いられる。なお、式４−１４の右辺の第１項は、全路面反力合成ヨーモーメント検出値Mgz_total_sensに相当し、第２項中のｍ＊Accy_sensは、全路面反力合成横力検出値Fgy_total_sensに相当する。

さらにμ推定手段２６は、Ｓ１１８−２において、Mnsp_estm算出部２６ｂの処理を実行し、ＮＳＰヨーモーメント推定値Mnsp_estmを算出する。具体的には、Mnsp_estm算出部２６ｂは、前記Ｓ１１２において車両モデル演算手段２４により算出された全路面反力合成横力推定値Fgy_total_estm（全路面反力合成並進力ベクトル推定値↑Fg_total_estmのＹ軸方向成分）と、全路面反力合成ヨーモーメント推定値Mgz_total_estmとから、次式７−１によりMnsp_estmを算出する。

Mnsp_estm＝Mgz_total_estm＋Lnsp＊Fgy_total_estm ……式７−１

次いで、μ推定手段２６は、Ｓ１１８−３において、Mnsp_err算出部２６ｃの処理を実行し、ＮＳＰヨーモーメント推定誤差Mnsp_errを算出する。具体的には、Mnsp_err算出部２６ｃは、Ｓ１１８−１で算出されたＮＳＰヨーモーメント検出値Mnsp_sensから、Ｓ１１８−２で算出されたＮＳＰヨーモーメント推定値Mnsp_estmを減じることによって、Mnsp_errを算出する。

さらに、μ推定手段２６は、Ｓ１１８−４において、μ感度算出部２６ｄの処理を実行し、μ感度ｐを算出する。具体的には、μ感度算出部２６ｄは、前記Ｓ１００において観測対象量検出手段２２により生成されたヨーレート検出値γ_sens及び前輪舵角検出値δf_sensと、前記Ｓ１１４において車両モデル演算手段２４により求められた車両重心前後速度推定値Vgx_estmとから、前記式５−７の右辺の演算を行うことによりμ感度ｐ(γ_sens，δf_sens，Vgx_estm)を算出する。この場合、式５−７の演算に必要な車両慣性ヨーモーメントIzの値、並びにパラメータa11，a12s，a21，a22，b1，b2の値としては、あらかじめ設定された所定値が用いられる。

この場合、式５−７から明らかなように、μ感度ｐは、γ_sensとδf_sensとの線形結合によって求められる。そして、この線形結合において、γ_sensに掛かる係数と、δf_sensに掛かる係数との比が、Vgx_estmに応じて変化することとなる。

次いで、μ推定手段２６は、Ｓ１１８−５において、摩擦係数増減操作量決定部２６ｅの処理を実行し、Ｓ１１８−３で算出されたＮＳＰヨーモーメント推定誤差Mnsp_errと、Ｓ１１８−４で算出されたμ感度ｐとに応じて、摩擦係数増減操作量Δμを決定する。この処理においては、フィードバック制御則によりMnsp_errを“０”に収束させるように（すなわち、Mnsp_estmをMnsp_sensに収束させるように）、摩擦係数増減操作量Δμが決定される。この場合、上記フィードバック制御則として、比例則が用いられ、あるゲイン値GmuをMnsp_errに乗じることによってΔμが算出される。この場合、Δμが、Mnsp_errと前記μ感度ｐとの積に比例するように決定される。ひいては、Mnsp_errの変化に対するΔμの変化の割合いを表す前記ゲイン値Gmu（以降、Gmuを摩擦係数操作ゲインという）が、前記μ感度ｐに応じて変化するように決定される。

具体的には、本実施形態では、摩擦係数増減操作量決定部２６ｅは、次式７−２により、Δμを算出する。なお、式７−２におけるKmuは、あらかじめ設定された正の所定値である。

Δμ＝Ｍnsp_err＊Gmu
＝Ｍnsp_err＊（ｐ(γ_sens，δf_sens，Vgx_estm)＊Kmu）
……式７−２

すなわち、摩擦係数増減操作量決定部２６ｅは、Ｓ１１８−４で算出されたμ感度ｐに、あらかじめ設定された正の所定値である基本ゲインKmuを乗じたもの（＝Kmu＊ｐ）を摩擦係数操作ゲインGmuとし、この摩擦係数操作ゲインGmuをＳ１１８−３で算出されたＮＳＰヨーモーメント推定誤差Mnsp_errに乗じることによって、摩擦係数増減操作量Δμを決定する。この場合、摩擦係数操作ゲインGmuは、μ感度ｐと同一極性を有し、且つ、μ感度ｐの大きさ（絶対値）が小さいほど、Gmuの大きさ（絶対値）も小さくなるように決定されることとなる。

次いで、μ推定手段２６は、Ｓ１１８−６において、摩擦係数推定値更新部２６ｆの処理を実行し、路面摩擦係数推定値μ_estmを更新する。具体的には、摩擦係数推定値更新部２６ｆは、路面摩擦係数推定値の前回値μ_estm_pに、Ｓ１１８−５で算出された摩擦係数増減操作量Δμを加えることによって、路面摩擦係数推定値μ_estmを前回値μ_estm_pから更新し、新たな路面摩擦係数推定値μ_estm（今回値μ_estm）を求める。この処理は、換言すれば、Δμを積分することによって、路面摩擦係数推定値μ_estmを求める処理である。

以上が、本実施形態におけるμ推定手段２６の処理の詳細である。

以上説明した本実施形態では、特に、車両重心横滑り速度推定値Vgy_estmを算出するときに、前記車両重心横加速度偏差Accy_errに応じて横滑り速度補正操作量Vgy_cmpnが決定される。そして、車両モデル上で、全路面反力合成横力推定値Fgy_total_estmの外力によって発生する車両１の横滑り運動の状態量の値としての車両重心横滑り速度モデル推定値Vgy_predictをVgy_cmpnにより補正してなる値が、車両重心横滑り速度推定値Vgy_estmとして決定される。これにより、実路面摩擦係数μ_actの変化などに起因して車両１の横滑り運動が変化するような状況での過渡期における車両重心横滑り速度推定値Vgy_estmの精度を、車両重心横滑り速度モデル推定値Vgy_predictよりも高めることができる。また、車両重心横滑り速度暫定推定値Vgy_predictをVgy_cmpnにより補正してなる車両重心横滑り速度推定値Vgy_estmは、車両重心横滑り速度モデル推定値Vgy_predictを算出する処理や、路面摩擦係数推定値μ_estmを算出する処理に使用されない（これらの算出処理にフィードバックされない）ので、横加速度センサ１５の出力から横滑り速度補正操作量Vgy_cmpnまでの演算処理系の伝達関数の周波数特性が実車両重心前後速度gx_act（実車速）や実路面摩擦係数μ_actの変化の影響を受けないようにすることができる。その結果、実車両重心横滑り速度Vgy_actの変化に対する車両重心横滑り速度推定値Vgy_estmの収束応答性を、実車両重心前後速度gx_act（実車速）や実路面摩擦係数μ_actの変化によらずに一定に保つことができる。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態を図１３〜図１５を参照して説明する。なお、本実施形態は、制御装置２０の一部の処理のみが第１実施形態と相違するものである。

本実施形態では、図１３のブロック図で示す如く、制御装置２０は、その主要な機能的手段として、観測対象量検出手段２２、車両モデル演算手段２４、及びμ推定手段２６に加えて、路面バンク角θbank（車両１が走行している路面のバンク角θbank）を推定する処理を逐次実行するバンク角推定手段２８と、路面勾配角θslope（車両１が走行している路面の勾配角θslope）を推定する処理を逐次実行する勾配角推定手段３０とを備える。

この場合、観測対象量検出手段２２及びμ推定手段２６の機能及び処理は、第１実施形態と同じである。

一方、本実施形態では、車両モデル演算手段２４は、その一部の処理（より詳しくは車両運動推定部２４ｄの処理（図４のＳ１１４の処理））のみが第１実施形態と相違しており、該車両運動推定部２４ｄの処理において、バンク角推定手段２８により後述する如く求められる実路面バンク角θbank_actの推定値である路面バンク角推定値θbank_estmと、勾配角推定手段３０により後述する如く求められる実路面勾配角θslope_actの推定値である路面勾配角推定値θslope_estmとを用いる。

より詳しくは、本実施形態における車両モデル演算手段２４の処理では、路面が水平面であることを前提とした車両運動モデルの代わりに、路面バンク角θbankや路面勾配角θslopeを考慮した車両運動モデルが用いられる。このため、本実施形態では、図１３のブロック図で示す如く、車両モデル演算手段２４には、前記観測対象量検出手段２２で生成された観測対象量検出値（δf_sens（＝δ1_sens＝δ2_sens）、Vw_i_sens（ｉ＝１，２，３，４）、γ_sens、Accx_sens、Accy_sens、Tq_i_sens（ｉ＝１，２，３，４））と、μ推定手段２６で算出された路面摩擦係数推定値μ_estmとが入力されることに加えて、バンク角推定手段２８及び勾配角推定手段３０でそれぞれ後述するように算出される路面バンク角推定値θbank_estmと路面勾配角推定値θslope_estmとが入力される。

そして、本実施形態では、車両モデル演算手段２４は、これらの入力値を用いて、路面反力推定値と車両運動状態量推定値とを算出する。この場合、車両モデル演算手段２４が算出する路面反力推定値は、第１実施形態と同じである。一方、車両モデル演算手段２４が算出する車両運動状態量推定値には、本実施形態では、前後加速度センサ１４が感応する車両１の前後方向の加速度の推定値であるセンサ感応前後加速度推定値Accx_sensor_estmと、横加速度センサ１５が感応する車両１の横方向の加速度の推定値であるセンサ感応横加速度推定値Accy_sensor_estmとが含まれる。

また、バンク角推定手段２８には、本実施形態では、上記センサ感応横加速度推定値Accy_sensor_estmと、観測対象量検出手段２２で生成された車両重心横加速度検出値Accy_sens（＝センサ感応横加速度検出値Accy_sensor_sens）とが入力される。そして、該バンク角推定手段２８は、これらの入力値を用いて路面バンク角推定値θbank_estmを求める。

また、勾配角推定手段３０には、本実施形態では、上記センサ感応前後加速度推定値Accx_sensor_estmと、観測対象量検出手段２２で生成された車両重心前後加速度検出値Accx_sens（＝センサ感応前後加速度検出値Accx_sensor_sens）とが入力される。そして、該勾配角推定手段３０は、これらの入力値を用いて路面勾配角推定値θslope_estmを求める。

以下に本実施形態における車両モデル演算手段２４、バンク角推定手段２８及び勾配角推定手段３０の処理をさらに詳細に説明する。

本実施形態における車両モデル演算手段２４の処理は、車両運動推定部２４ｄの処理のみが前記第１実施形態と相違する。従って、前記図４のＳ１０２〜Ｓ１１６の処理のうち、Ｓ１１４以外の処理は、第１実施形態と同じである。この場合、本実施形態における車両運動推定部２４ｄは、前記式１−１３、１−１４を、例えば、それぞれ次式１−１３ｂ、１−１４ｂに置き換えた車両運動モデル（式１−１３ｂ，１−１４ｂ、及び前記式１−１５により表される車両運動モデル）を用いて、車両運動状態量推定値を算出する。該車両運動推定部２４ｄが算出する車両運動状態量推定値は、本実施形態では、Vgx_estm、Vgx_predict、Vgy_estm、Vgy_predict、γ_estm、γ_predict、Accx_sensor_estm、Accy_sensor_estmが含まれる。

Fgx_total＝ｍ＊（Vgdot_x−Vgy＊γ−ｇ＊ｓｉｎ(θslope)） ……式１−１３ｂ
Fgy_total＝ｍ＊（Vgdot_y＋Vgx＊γ＋ｇ＊ｓｉｎ(θbank)） ……式１−１４ｂ

式１−１３ｂは、第１実施形態における式１−１３に路面勾配角θslopeの影響分（θslopeに起因する車両１の前後方向の重力加速度成分）を付加した式であり、式１−１４ｂは、第１実施形態における式１−１４に路面バンク角θbankの影響分（θbankに起因する車両１の横方向の重力加速度成分）を付加した式である。なお、“ｇ”は重力加速度定数である。

車両運動推定部２４は、具体的には次のようにして、車両運動状態量推定値を算出する。なお、車両運動状態量推定値のうちのヨーレート推定値γ_estmの算出処理は、第１実施形態と全く同一であるので説明を省略する。

車両運動推定部２４ｄは、前記式１−１３ａ，１−１４ａの代わりに、上記式１−１３ｂから得られる次式１−１３ｃと上記式１−１４ｂから得られる次式１−１４ｃとにより、それぞれ車両重心前後速度変化率推定値Vgdot_x_estm、車両重心横滑り速度変化率推定値Vgdot_y_estmを算出する。

Vgdot_x_estm＝Fgx_total_estm／ｍ＋Vgy_predict_p＊γ_estm_p
＋ｇ＊ｓｉｎ(θslope_estm_p) ……式１−１３ｃ
Vgdot_y_estm＝Fy_total_estm／ｍ−Vgx_estm_p＊γ_estm_p
−ｇ＊ｓｉｎ(θbank_estm_p) ……式１−１４ｃ

この場合、式１−１３ｃ，１−１４ｃの演算に必要なFx_total_estm、Fy_total_estmは、図４のＳ１１２で合力算出部２４ｃにより算出された今回値、Vgx_estm_p、Vgy_predict_p、γ_estm_pは、車両運動推定部２４ｄが前回の演算処理周期で算出した前回値、θslope_estm_p、θbank_estm_pは、前回の演算処理周期で勾配角推定手段３０及びバンク角推定手段２８によりそれぞれ算出された前回値である。また、ｍの値はあらかじめ設定された所定値である。なお、γ_estm_pの代わりに、ヨーレート検出値γ_sensの今回値又は前回値を用いてもよい。また、Vgx_estm_pの代わりに、車輪速度選択検出値Vw_i_sens_selectの前回値又は今回値を用いてもよい。

そして、車両運動推定部２４ｄは、上記の如く求めたVgdot_x_estmを用いて、前記第１実施形態と同じ手法で、車両重心前後速度モデル推定値Vgx_predict及び車両重心前後速度推定値Vgx_estmを求める。すなわち、前記式１−１８、１−２２、１−２３の演算処理を実行することで、Vgx_estmを求める。なお、車両重心前後速度モデル推定値Vgx_predict及び車両重心前後速度推定値Vgx_estmは、前記車輪速度選択検出値Vw_i_sens_selectに一致させるようにしてもよい。

また、車両運動推定部２４ｄは、上記の如く求めたVgdot_y_estmを用いて、前記第１実施形態と同じ手法で、車両重心横滑り速度モデル推定値Vgy_predictを求める。すなわち、前記式１−１９によって（Vgdot_y_estmの積分演算によって）、Vgy_predictを求める。

さらに、本実施形態では、車両運動推定部２４ｄは、前後加速度センサ１４が感応する加速度の推定値であるセンサ感応前後加速度推定値Accx_sensor_estmと、横加速度センサ１５が感応する加速度の推定値であるセンサ感応横加速度推定値Accy_sensor_estmとをそれぞれ次式１−５１ａ，１−５２ａにより算出する。すなわち、車両運動推定部２４ｄは、Ｓ１１２で算出された路面反力合成前後力推定値Fgx_total_estm（今回値）と、路面反力合成横力推定値Fgy_total_estm（今回値）をそれぞれ、車両質量ｍで除算することにより、Accx_sensor_estm，Accy_sensor_estmを算出する。

Accx_sensor_estm＝Fgx_total_estm／ｍ ……式１−５１ａ
Accy_sensor_estm＝Fgy_total_estm／ｍ ……式１−５２ａ

なお、前記式１−１３ｃの左辺の値から、右辺の第２項と第３項とを減算してなる値を、Accx_sensor_estmとして算出し、前記式１−１４ｃの左辺の値から、右辺の第２項と第３項とを減算してなる値を、Accy_sensor_estmとして算出するようにしてもよい。すなわち、次式１−５１ｂ、１−５２ｂによりそれぞれ、Accx_sensor_estm，Accy_sensor_estmを算出するようにしてもよい。

Accx_sensor_estm＝Vgdot_x_estm−Vgy_estm_p＊γ_estm_p
−ｇ＊ｓｉｎ(θslope_estm_p) ……式１−５１ｂ
Accy_sensor_estm＝Vgdot_y_estm＋Vgx_estm_p＊γ_estm_p
＋ｇ＊ｓｉｎ(θbank_estm_p) ……式１−５２ｂ

さらに、車両運動推定部２４ｄは、以下に説明するように車両重心横滑り速度モデル推定値Vgy_predictを補正してなる値を、車両重心横滑り速度推定値Vgy_estmとして決定する。すなわち、車両運動推定部２４ｄは、Ｓ１００の処理で得られた車両重心横加速度検出値Accy_sensと、上記の如く前記式１−５２ａ又は式１−５２ｂにより算出したセンサ感応横加速度推定値Accy_sensor_estmとの偏差を、車両重心横滑り速度モデル推定値Vgy_predictの補正用の車両重心横加速度偏差Accy_errとして算出する。すなわち、Vgy_predictの補正用の車両重心横加速度偏差Accy_errを次式１−５３により算出する。

Accy_err＝Accy_sens−Accy_sensor_estm ……式１−５３

補足すると、Accy_sensは、実センサ感応横加速度Accy_sensor_act（＝Vgdot_y_act＋Vgx_act＊γ_act＋ｇ＊ｓｉｎ(θbank_estm_p)）の検出値であるから、前記式１−５２ｂの右辺の第２項、すなわち、車両１の旋回運動に伴う遠心力に起因する車両１の重心点の横方向の加速度成分の推定値が、該加速度成分の実際の値（＝Vgx_act＊γ_act）に一致もしくはほぼ一致し、且つ、式１−５２ｂの右辺の第３項中のθbank_estm_pが実路面バンク角θbank_actに一致もしくはほぼ一致するような状態では、上記車両重心横加速度偏差Accy_errは、前記式１−１４ｃにより算出された車両重心横滑り速度変化率推定値Vgdot_y_estm（車両運動モデル上での推定値）の、実車両重心横滑り速度変化率Vgdot_y_actに対する誤差（＝Vgdot_y_act−Vgdot_y_estm）に相当するものとなる。

次いで、車両運動推定部２４ｄは、この車両重心横加速度偏差Accy_errと、前記式１−１９により算出した車両重心横滑り速度モデル推定値Vgy_predictとから、第１実施形態と同じ手法で（図１０（ａ）のブロック図で示す処理と同じ処理を実行することによって）、Vgy_predictをAccy_errに応じて補正してなる値を車両重心横滑り速度推定値Vgy_estmとして決定する。なお、図１０（ｂ）のブロック図で示す処理を実行することで、車両重心横滑り速度推定値Vgy_estmを決定するようにしてもよい。

本実施形態における車両運動推定部２４ｄの処理は、以上説明した事項以外の処理は第１実施形態と同じである。

ここで、本実施形態と本発明との対応関係について補足しておく。本実施形態では、第１実施形態と同様に、前記車両モデル演算手段２４の処理によって、本発明における車両モデル演算手段が実現される。なお、この場合において、本発明における車両モデルは、本実施形態では、第１実施形態における式１−１〜１−２４の演算処理のうちの式１−１３，１−１４，１−１３ａ，１−１４ａを、それぞれ、前記式１−１３ｂ，１−１４ｂ，１−１３ｃ，１−１４ｃに置き換えた演算処理により実現される。

また、第１実施形態と同様に、横加速度センサ１４と観測対象量検出手段２２のうちの横加速度検出手段２２ｆとによって、本発明における所定位置実横加速度検出手段が実現される。

また、本実施形態では、車両運動推定部２４ｄの処理のうちの一部の処理によって、本発明における横加速度モデル値演算手段、横加速度偏差演算手段、及び横滑り運動状態量推定値決定手段が実現される。より詳しくは、合力算出部２４ｃの処理（Ｓ１１２の処理）と、前記式１−５２ａ又は１−５２ｂによってセンサ感応横加速度推定値Accy_sensor_estmを算出する処理とによって、横加速度モデル値演算手段が実現される。この場合、該Accy_sensor_estmが本発明における所定位置横加速度モデル値に相当する。また、前記式１−５３によって、車両重心横加速度偏差Accy_errを算出する処理によって、横加速度偏差演算手段が実現される。この場合、該Accy_errが本発明における横加速度偏差に相当する。また、第１実施形態の図１０（ａ）（又は図１０（ｂ））のブロック図で示す処理と同じ処理によって、第１実施形態と全く同様に横滑り運動状態量推定値決定手段が実現される。

次に、本実施形態におけるバンク角推定手段２８の処理と勾配角推定手段３０の処理とは、それぞれ、図１４のフローチャート、図１５のフローチャートに示す如く実行される。

ここで、車両モデル演算手段２４により上記のように求められるセンサ感応前後加速度推定値Accx_sensor_estmは、路面勾配角推定値の前回値（最新値）θslope_estm_pが正確であると仮定して求められるセンサ感応前後加速度推定値を意味する。同様に、車両モデル演算手段２４により上記のように求められるAccy_sensor_estmは、路面バンク角推定値の前回値（最新値）θbank_estm_pが正確であると仮定して求められるセンサ感応横加速度推定値を意味する。従って、前後加速度センサ１４の出力に基づく車両重心前後加速度検出値Accx_sens（＝センサ感応前後加速度検出値）と、センサ感応前後加速度推定値Accx_sensor_estmとの偏差は、θslope_estm_pの誤差に応じたものとなると考えられる。同様に、横加速度センサ１５の出力に基づく車両重心横加速度検出値Accy_sens（＝センサ感応横加速度検出値）と、センサ感応横加速度推定値Accy_sensor_estmとの偏差は、θbank_estm_pの誤差に応じたものとなると考えられる。

そこで、本実施形態では、バンク角推定手段２８は、車両重心横加速度検出値Accy_sensと、センサ感応横加速度推定値Accy_sensor_estmとの偏差をフィードバック制御則により“０”に収束させるように、該偏差に応じて路面バンク角推定値θbank_estmを更新することによって、新たな路面バンク角推定値θbank_estmを求める。同様に、勾配角推定手段３０は、車両重心前後加速度検出値Accx_sensと、センサ感応前後加速度推定値Accx_sensor_estmとの偏差をフィードバック制御則により“０”に収束させるように、該偏差に応じて路面勾配角推定値θslope_estmを更新することによって、新たな路面勾配角推定値θslope_estmを求める。

具体的には、図１４を参照して、バンク角推定手段２８は、まず、Ｓ１２０−１において、観測対象量検出手段２２から入力される車両重心横加速度検出値Accy_sensと、車両モデル演算手段２４から入力されるセンサ感応横加速度推定値Accy_sensor_estmとの偏差であるセンサ感応横加速度偏差Accy_sensor_err（＝Accy_sens−Accy_sensor_estm）を算出する。

次いで、バンク角推定手段２８は、Ｓ１２０−２において、センサ感応横加速度偏差Accy_sensor_errから、フィードバック制御則により、路面バンク角推定値θbank_estmの増減操作量であるバンク角増減操作量Δθbankを算出する。この場合、本実施形態では、上記フィードバック制御則として比例則が用いられ、Accy_sensor_errにあらかじめ設定された所定値のゲインKbankを乗じることによってΔθbankが算出される。

次いで、バンク角推定手段２８は、Ｓ１２０−３において、路面バンク角推定値の前回値θbank_estm_pを上記バンク角増減操作量Δθbankにより更新することによって（θbank_estm_pに、上記バンク角増減操作量Δθbankを加えることによって）、新たな路面バンク角推定値θbank_estm（今回値）を算出する。

従って、本実施形態におけるバンク角推定手段２８は、換言すれば、次式１−３３により新たな路面バンク角推定値θbank_estmを決定する。

θbank_estm＝θbank_estm_p＋Kbank＊（Accy_sens−Accy_sensor_estm）
……式１−３３

また、図１４を参照して、勾配角推定手段３０は、まず、Ｓ１２０−１１において、観測対象量検出手段２２から入力される車両重心前後加速度検出値Accx_sensと、車両モデル演算手段２４から入力されるセンサ感応前後加速度推定値Accx_sensor_estmとの偏差であるセンサ感応前後加速度偏差Accx_sensor_err（＝Accx_sens−Accx_sensor_estm）を算出する。

次いで、勾配角推定手段３０は、Ｓ１２０−１２において、センサ感応前後加速度偏差Accx_sensor_errから、フィードバック制御則により、路面勾配角推定値θslope_estmの増減操作量である勾配角増減操作量Δθslopeを算出する。この場合、本実施形態では、上記フィードバック制御則として比例則が用いられ、Accx_sensor_errにあらかじめ設定された所定値のゲインKslopeを乗じることによってΔθslopeが算出される。

次いで、勾配角推定手段３０は、Ｓ１２０−１３において、路面勾配角推定値の前回値θslope_estm_pを上記勾配角増減操作量Δθslopeにより更新することによって（θslope_estm_pに、上記勾配角増減操作量Δθslopeを加えることによって）、新たな路面勾配角推定値θslope_estm（今回値）を算出する。

従って、本実施形態における勾配角推定手段３０は、換言すれば、次式１−３４により新たな路面勾配角推定値θslope_estmを決定する。

θslope_estm＝θslope_estm_p＋Kslope＊（Accx_sens−Accx_sensor_estm）
……式１−３４

以上が本実施形態の詳細である。かかる本実施形態においても、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。

以上説明した第１及び第２実施形態では、車両の横滑り運動状態量として、車両重心横滑り速度Vgyを推定する場合を例に採って説明したが、車両重心横滑り速度Vgyに加えて、あるいは、Vgyの代わりに、車両重心横滑り角βgを推定するようにしてもよい。

また、以上説明した各実施形態では、本発明における車両の所定の位置として、車両１の重心点の位置を用いたが、該重心点と異なる位置（例えば、前輪２−１，２−２の車軸上の中央位置や、後輪２−３，２−４の車軸上の中央位置等）を本発明における車両の所定の位置をして用い、その位置での横滑り速度や横滑り角を横滑り運動状態量として推定するようにしてもよい。

また、前記各実施形態では、車両重心横滑り速度Vgy等の車両運動状態量を推定しつつ、路面摩擦係数μを前記した手法によって推定するようにしたが、路面摩擦係数μの推定手法は、各実施形態と異なる任意の公知の手法で推定するようにしてもよい。

また、前記各実施形態では、車両重心横滑り速度モデル推定値Vgy_predictを用いて推定した路面反力を基に、路面摩擦係数μの推定を行うものを例にとって説明したが、路面摩擦係数μの推定処理では、車両重心横滑り速度推定値Vgy_estmを用いて推定した路面反力を基に路面摩擦係数μの推定を行うようにしてもよい。あるいは、車両１の横滑り運動状態量の推定値を必要としない推定処理により路面摩擦係数μを推定したり、路面摩擦係数μの推定処理を省略するようにしてもよい。

また、例えば路面摩擦係数μの推定処理と、車両１の横滑り運動状態量の制御処理とに車両１の横滑り運動状態量の推定値を利用する場合において、それぞれに利用する横滑り運動状態量の推定値は同一の推定値でなくてもよい。例えば、上記推定処理及び制御処理のいずれか一方の処理では、車両重心横滑り速度推定値Vgy_estmを用い、他方の処理では、車両重心横滑り速度モデル推定値Vgy_predictを用いるようにしてもよい。

また、前記各実施形態では、各車輪２−ｉに作用する路面反力として、各車輪２−ｉの駆動・制動力推定値Fsubx_i_estmと横力推定値Fsuby_i_estmとを求め、それらの推定値を基に、車両１の横滑り運動状態量を推定するようにしたが、車両１の横滑り運動は、各車輪２−ｉの横力及び駆動・制動力のうちの横力に対する依存性が高い。従って、車両１の横滑り運動状態量を前記車両運動推定部２４ｄで推定する場合に、車輪２−ｉ（ｉ＝１，２，３，４）の横力推定値Fsuby_i_estmの合力によって車両１の重心点に作用する横方向の並進力だけを、車両１の重心点に作用する横方向の外力（並進力）の全体と見なして車両１の横滑り運動状態量を推定するようにしてもよい。例えば、車輪２−ｉ（ｉ＝１，２，３，４）の横力推定値Fsuby_i_estmの合力によって車両１の重心点に作用する横方向の並進力の値を、全路面反力合成横力推定値Fgy_total_estmとして求め、このFgy_total_estmを用いて前記式１−１４ａの演算を行うことで、車両重心横滑り速度変化率推定値Vgdot_y_estmを求めると共に該Vgdot_y_estmを積分することで車両重心横滑り速度モデル推定値Vgy_predictを求めるようにしてもよい。

１…車両、２−１，２−２，２−３，２−４…車輪、１５…横加速度センサ（所定位置実横加速度検出手段）、２２ｆ…横加速度検出手段（所定位置実横加速度検出手段）、２４（Ｓ１０２〜Ｓ１１６）…車両モデル演算手段、Ｓ１１２，Ｓ１１４−１…横加速度モデル値演算手段、Ｓ１１４−２…横加速度偏差演算手段、Ｓ１１４−３…横滑り運動状態量推定値決定手段、２４d1，２４d5…フィルタ、２４d2…ゲイン乗算部（ゲイン乗算手段）。

Claims (4)

1. 車両の所定の位置の横滑り角又は横滑り速度を推定対象の横滑り運動状態量とし、該横滑り運動状態量の値を逐次推定する装置であって、
   車両の車輪と路面との間の滑りと該車輪に路面から作用する路面反力との関係を表す摩擦特性モデルを含み、該車両の動力学を表現する車両モデルを用い、少なくとも該車両モデル上での車両の車輪の前記滑りを特定するために必要な実際の車両の挙動に関する所定種類の観測対象量の観測値を該車両モデルに入力しつつ該車両モデルの演算処理を行うことによって、該車両モデル上での車両の各車輪に路面から作用する路面反力のうちの少なくとも横力を含む路面反力の値である路面反力モデル値を求めると共に、該路面反力モデル値の合力によって該車両モデル上の車両に生じる前記横滑り運動状態量の値である横滑り運動状態量モデル値の新たな値を、該路面反力モデル値と該横滑り運動状態量モデル値の過去算出値とを用いて求める車両モデル演算手段と、
   少なくとも車両の横方向の実際の加速度に感応する横加速度センサを含み、該車両の前記所定の位置の横方向の実際の加速度である所定位置実横加速度に応じた出力を発生する所定位置実横加速度検出手段と、
   前記路面反力モデル値の合力が前記車両モデル上の車両における前記所定の位置に発生する該車両の横方向の加速度の値である所定位置横加速度モデル値を該路面反力モデル値を用いて求める横加速度モデル値演算手段と、
   前記所定位置実横加速度検出手段の出力が示す所定位置実横加速度の検出値と、前記所定位置横加速度モデル値との偏差である横加速度偏差を求める横加速度偏差演算手段と、
   前記横加速度偏差をハイカット特性を有するフィルタに通した値、又は、前記横加速度偏差を前記フィルタと所定のゲインを入力値に乗じるゲイン乗算手段とに通した値を補正操作量として決定し、その補正操作量を前記横滑り運動状態量モデル値に加えた値を、実際の車両の横滑り運動状態量の推定値として決定する横滑り運動状態量推定値決定手段とを備えることを特徴とする車両横滑り運動状態量推定装置。
2. 請求項１記載の車両横滑り運動状態量推定装置において、
   前記車両の所定の位置は、該車両の重心の位置であることを特徴とする車両横滑り運動状態量推定装置。
3. 請求項１又は２記載の車両横滑り運動状態量推定装置において、
   前記フィルタは、ハイカット特性とローカット特性とを有するバンドパスフィルタであることを特徴とする車両横滑り運動状態量推定装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両横滑り運動状態量推定装置において、
   前記所定値のゲインは、前記フィルタのハイカット特性における高周波側の遮断周波数を規定する時定数と同一の値に設定されていることを特徴とする車両横滑り運動状態量推定装置。

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