KR101290914B1 - 차량 접지면 마찰 상태 추정 장치 및 그 방법 - Google Patents

차량 접지면 마찰 상태 추정 장치 및 그 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101290914B1
KR101290914B1 KR1020117012099A KR20117012099A KR101290914B1 KR 101290914 B1 KR101290914 B1 KR 101290914B1 KR 1020117012099 A KR1020117012099 A KR 1020117012099A KR 20117012099 A KR20117012099 A KR 20117012099A KR 101290914 B1 KR101290914 B1 KR 101290914B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
wheel
force
vehicle
ratio
tire
Prior art date
Application number
KR1020117012099A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20110086576A (ko
Inventor
유우끼 시오자와
히로시 모우리
마사아끼 나와노
Original Assignee
닛산 지도우샤 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 닛산 지도우샤 가부시키가이샤 filed Critical 닛산 지도우샤 가부시키가이샤
Publication of KR20110086576A publication Critical patent/KR20110086576A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101290914B1 publication Critical patent/KR101290914B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W40/00—Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models
    • B60W40/02—Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models related to ambient conditions
    • B60W40/06—Road conditions
    • B60W40/068—Road friction coefficient
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L15/00—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
    • B60L15/20—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed
    • B60L15/2036—Electric differentials, e.g. for supporting steering vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/10—Indicating wheel slip ; Correction of wheel slip
    • B60L3/102—Indicating wheel slip ; Correction of wheel slip of individual wheels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L7/00—Electrodynamic brake systems for vehicles in general
    • B60L7/10—Dynamic electric regenerative braking
    • B60L7/18—Controlling the braking effect
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T8/00—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
    • B60T8/17—Using electrical or electronic regulation means to control braking
    • B60T8/172—Determining control parameters used in the regulation, e.g. by calculations involving measured or detected parameters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T8/00—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
    • B60T8/17—Using electrical or electronic regulation means to control braking
    • B60T8/1755—Brake regulation specially adapted to control the stability of the vehicle, e.g. taking into account yaw rate or transverse acceleration in a curve
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W40/00—Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models
    • B60W40/02—Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models related to ambient conditions
    • B60W40/06—Road conditions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2220/00—Electrical machine types; Structures or applications thereof
    • B60L2220/40—Electrical machine applications
    • B60L2220/44—Wheel Hub motors, i.e. integrated in the wheel hub
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2260/00—Operating Modes
    • B60L2260/20—Drive modes; Transition between modes
    • B60L2260/28—Four wheel or all wheel drive
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T2210/00—Detection or estimation of road or environment conditions; Detection or estimation of road shapes
    • B60T2210/10—Detection or estimation of road conditions
    • B60T2210/12—Friction
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72—Electric energy management in electromobility

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Control Of Driving Devices And Active Controlling Of Vehicle (AREA)
  • Regulating Braking Force (AREA)

Abstract

차량의 차륜의 접지면 그립 특성을 추정하기 위한 장치(또는 방법)는, 제1 입력부(또는 스텝), 제2 입력부(또는 스텝)와 출력부(또는 스텝)를 갖는다. 제1 입력부는, 접지면에 있어서 제1 방향에 있어서의 상기 차륜에 작용하는 제1 차륜력과 제1 차륜 슬립도의 비인 제1 입력을 설정한다. 제2 입력부는, 접지면에 있어서 제2 방향에 있어서의 상기 차륜에 작용하는 제2 차륜력과 상기 차륜의 제2 차륜 슬립도의 비인 제2 입력을 설정한다. 출력부는, 제1 입력과 제2 입력을 바탕으로, 차륜의 그립 특성을 나타내는 그립 특성 파라미터인 출력을 정한다.

Description

차량 접지면 마찰 상태 추정 장치 및 그 방법{DEVICE AND METHOD FOR ESTIMATING FRICTIONAL CONDITION OF GROUND SURFACE WITH WHICH VEHICLE IS IN CONTACT}
본 발명은, 차륜 접지면의 마찰 상태 혹은 차륜의 노면 그립 상태, 또는 마찰 한계에 대한 여유도를 추정하기 위한 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
종래, 이러한 종류의 기술로는, 횡축이 차륜의 슬립율에 대응하고 또한 종축이 노면의 마찰 계수에 대응하는 2차원 맵에 실제의 차륜의 슬립율과 노면의 마찰 계수에 대응하는 점을 플롯하고, 플롯한 점과 원점을 통과하는 직선의 기울기로부터 타이어 마찰 상태를 추정하는 것이 있다(특허 문헌 1 참조). 상기 추정한 타이어 마찰 상태에 기초하여 차륜의 제동력 및 구동력을 제어하고 있다.
일본 특허 출원 공개 제2006-34012호 공보
그러나, 특허 문헌 1의 종래의 기술에서는, 타이어의 마찰 한계를 파악할 수 없기 때문에, 타이어 마찰 한계까지의 여유도를 알 수 없다.
본 발명의 과제는, 그립 상태나 마찰 한계에 대한 여유도를 보다 적절하게 추정하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은, 제1 입력부가, 접지면에 있어서 제1 방향으로부터 차륜에 작용하는 제1 차륜력과 상기 차륜의 제1 차륜 슬립도와의 비인 제1 입력을 설정하고 있다. 또한, 제2 입력부가, 접지면에 있어서 제1 방향과는 다른 제2 방향으로부터 작용하는 제2 차륜력과 상기 차륜의 제2 차륜 슬립도와의 비인 제2 입력을 설정하고 있다. 그리고, 출력부가, 제1 및 제2 입력부에서 설정한 각 입력을 바탕으로, 차륜의 그립 특성을 나타내는 그립 특성 파라미터인 출력을 정하고 있다.
도 1은 전제가 되는 기술을 설명하기 위하여 사용한 도이며, 차륜의 슬립율(λ)과 차륜의 제동력 및 구동력(Fx)의 사이에 성립하는 타이어 특성 곡선(Fx-λ 특성 곡선)을 도시하는 특성도이다.
도 2는 전제가 되는 기술을 설명하기 위하여 사용한 도이며, 각 노면(μ)의 타이어 특성 곡선(Fx-λ 특성 곡선) 및 마찰원을 도시하는 특성도이다.
도 3은 전제가 되는 기술을 설명하기 위하여 사용한 도이며, 각 노면(μ)의 타이어 특성 곡선(Fx-λ 특성 곡선)에 대해서, 상기 타이어 특성 곡선의 원점을 통과하는 직선과의 교점에서의 접선의 기울기를 도시하는 특성도이다.
도 4는 전제가 되는 기술을 설명하기 위하여 사용한 도이며, 각 노면(μ)의 타이어 특성 곡선(Fx-λ 특성 곡선)에 대해서, 상기 타이어 특성 곡선의 원점을 통과하는 직선과의 교점에서의 접선의 기울기를 도시하는 다른 특성도이다.
도 5는 전제가 되는 기술을 설명하기 위하여 사용한 도이며, 임의의 직선과 타이어 특성 곡선(Fx-λ 특성 곡선)과의 교점을 나타내는 제동력 및 구동력(Fx)과 슬립율(λ)의 비(Fx/λ)와, 상기 교점에서의 타이어 특성 곡선의 접선의 기울기(μ 구배)와의 플롯 점의 집합으로 이루어지는 특성도이다.
도 6은 전제가 되는 기술을 설명하기 위하여 사용한 도이며, 도 5의 플롯 점으로부터 얻은 특성 곡선(그립 특성 곡선, 2D의 μ 구배 특성 맵)을 도시하는 특성도이다.
도 7은 전제가 되는 기술을 설명하기 위하여 사용한 도이며, 제동력 및 구동력(Fx) 및 슬립율(λ)로부터, 타이어 특성 곡선(Fx-λ 특성 곡선) 상의 접선의 기울기(μ 구배)를 얻는 수순의 설명에 사용한 도이다.
도 8은 전제가 되는 기술을 설명하기 위하여 사용한 도이며, 특성 곡선(2D의 μ 구배 특성 맵), 타이어 특성 곡선(Fx-λ 특성 곡선) 및 마찰원의 관계를 도시하는 도이다.
도 9는 전제가 되는 기술을 설명하기 위하여 사용한 도이며, 륜하중을 변화시켰을 때의 제동력 및 구동력(Fx)과 슬립율(λ)의 비(Fx/λ)와, 타이어 특성 곡선의 접선의 기울기(μ 구배)와의 관계를 도시하는 특성도이다.
도 10은 전제가 되는 기술을 설명하기 위하여 사용한 도이며, 차륜의 슬립각(βt)과 차륜의 횡력(Fy)의 사이에 성립하는 타이어 특성 곡선(Fy-βt 특성 곡선)을 도시하는 특성도이다.
도 11은 전제가 되는 기술을 설명하기 위하여 사용한 도이며, 각 노면(μ)의 타이어 특성 곡선(Fy-βt 특성 곡선) 및 마찰원을 도시하는 특성도이다.
도 12는 전제가 되는 기술을 설명하기 위하여 사용한 도이며, 각 노면(μ)의 타이어 특성 곡선(Fy-βt 특성 곡선)에 대해서, 상기 타이어 특성 곡선의 원점을 통과하는 직선과의 교점에서의 접선의 기울기를 도시하는 특성도이다.
도 13은 전제가 되는 기술을 설명하기 위하여 사용한 도이며, 각 노면(μ)의 타이어 특성 곡선(Fy-βt 특성 곡선)에 대해서, 상기 타이어 특성 곡선의 원점을 통과하는 직선과의 교점에서의 접선의 기울기를 도시하는 다른 특성도이다.
도 14는 전제가 되는 기술을 설명하기 위하여 사용한 도이며, 임의의 직선과 타이어 특성 곡선(Fy-βt 특성 곡선)의 교점을 나타내는 횡력(Fy)과 슬립각(βt)의 비(Fy/βt)와, 상기 교점에서의 타이어 특성 곡선의 접선의 기울기(μ 구배)와의 관계(그립 특성 곡선, 2D의 μ 구배 특성 맵)를 나타내는 특성도이다.
도 15는 전제가 되는 기술을 설명하기 위하여 사용한 도이며, 횡력(Fy) 및 슬립각(βt)으로부터, 타이어 특성 곡선(Fy-βt 특성 곡선) 상의 접선의 기울기를 얻는 수순의 설명에 사용한 도이다.
도 16은 전제가 되는 기술을 설명하기 위하여 사용한 도이며, 특성 곡선(μ 구배 특성 맵), 타이어 특성 곡선(Fy-βt 특성 곡선) 및 마찰원의 관계를 도시하는 도이다.
도 17은 전제가 되는 기술을 설명하기 위하여 사용한 도이며, 륜하중을 변화시켰을 때의 횡력(Fy)과 슬립각(βt)의 비(Fy/βt)와, 타이어 특성 곡선(Fy-βt 특성 곡선) 상의 접선의 기울기(μ 구배)와의 관계를 도시하는 특성도이다.
도 18은 전제가 되는 기술을 설명하기 위하여 사용한 도이며, 제동력 및 구동력(전후력)(Fx)을 제1 축, 횡력(Fy)을 제2 축 상으로 표현하는 직교 좌표면 상에 마찰원을 표현한 특성도이다.
도 19는 전제가 되는 기술에 있어서 제동력 및 구동력(Fx)과 슬립율(λ)의 관계를 3차원 좌표계에 표시하는 수순을 설명하기 위해서 사용한 도이며, 제동력 및 구동력(Fx)과 슬립율(λ)의 관계를 도시하는 특성도이다.
도 20은 전제가 되는 기술에 있어서 횡력(Fy)과 슬립각(βt)의 관계를 3차원 좌표계에 표시하는 수순을 설명하기 위해서 사용한 도이며, 횡력(Fy)과 슬립각(βt)의 관계를 도시하는 특성도이다.
도 21은 전제가 되는 기술에 있어서 차륜력[제동력 및 구동력(Fx), 횡력(Fy)]과 슬립도[슬립율(λ), 슬립각(βt)]의 관계를 3차원 좌표계에 표시하는 수순을 설명하기 위해서 사용한 도이며, 3차원 곡면으로 차륜력[제동력 및 구동력(Fx), 횡력(Fy)]과 슬립도[슬립율(λ), 슬립각(βt)]의 관계를 도시하는 특성도이다.
도 22는 전제가 되는 기술을 설명하기 위하여 사용한 도이다. (a)는, 슬립도와 차륜력의 관계를 도시하는 3차원 곡면과, 제동력 및 구동력(Fx)과 횡력(Fy)의 합력(F)의 벡터와 Z축을 포함하는 평면과의 교선을 도시하는 특성도이다. (b)는, 합력(F)과 합력(F)에 기인해서 발생하는 슬립도(Z)의 관계를 나타내는 타이어 특성 곡선(F-Z 특성 곡선)을 도시하는 특성도이다.
도 23은 전제가 되는 기술을 설명하기 위하여 사용한 도이다. (a)는, 3차원 좌표계에 있어서 타이어 마찰원의 크기의 차이를 도시하는 특성도이다. (b)는, 마찰원의 크기를 정하는 최대 마찰력의 크기의 차이에 의한 타이어 특성 곡선(F-Z 특성 곡선)의 변화를 나타내기 위한 특성도이다.
도 24는 전제가 되는 기술을 설명하기 위하여 사용한 도이다. (a)는, 타이어 특성 곡선과 원점(0)(슬립도와 차륜력이 모두 0인 점)을 통과하는 직선과의 교점에서의 기울기가, 최대 마찰력의 크기에 의하지 않고 일정한 값이 되는 것을 나타내는 3차원 좌표계의 특성도이다. (b)는, 타이어 특성 곡선과 원점(0)을 통과하는 직선의 교점에서의 기울기가, 최대 마찰력의 크기에 의하지 않고 일정한 값이 되는 것을 나타내는 2차원 좌표계의 특성도이다.
도 25는 전제가 되는 기술을 설명하기 위하여 사용한 도이며, 합력(F)과 슬립도(Z)의 비(F/Z)와, 타이어 특성 곡선(F-Z 특성 곡선) 상의 접선의 기울기(γ)의 관계(2D의 μ 구배 특성 맵)를 나타내는 특성도이다.
도 26은 전제가 되는 기술을 설명하기 위하여 사용한 도이며, 합력(F)의 방향에 따라서 다수 존재하는 타이어 특성 곡선(F-Z 특성 곡선) 상의 접선의 기울기(γ)와, 합력(F)과 슬립도(Z)의 비와의 관계를 도시하는 특성도이다.
도 27은 전제가 되는 기술을 설명하기 위하여 사용한 도이며, 도 26의 다수의 관계(2D의 μ 구배 특성 맵)를 3차원 좌표계에 집약해서 표시하는 수순을 도시하는 특성도이다.
도 28은 전제가 되는 기술을 설명하기 위하여 사용한 도이며, max(F/Z)와 max(γ)를 도시하는 특성도이다.
도 29는 합력(F)과 슬립도(Z)의 비(F/Z)와, 타이어 특성 곡선(F-Z 특성 곡선) 상의 접선의 기울기(γ)와의 관계를 3차원 곡면(3D의 μ 구배 특성 맵)으로 나타내는 특성도이다.
도 30은 본 발명의 제1 실시 형태인 전동 구동차의 개략 구성을 도시하는 도이다.
도 31은 차량 주행 상태 추정 장치의 구성예를 도시하는 블록도이다.
도 32는 타이어 슬립각 추정부의 구성예를 도시하는 블록도이다.
도 33은 선회중인 차체에 작용하는 장의 힘을 설명하기 위해서 사용한 도이다.
도 34는 선회중인 차체에 작용하는 장의 힘을 설명하기 위해서 사용한 도이다.
도 35는 보상 게인을 설정하기 위한 제어 맵을 설명하기 위해서 사용한 특성도이다.
도 36은 차량의 선형 2륜 모델을 설명하기 위해서 사용한 도이다.
도 37은 3D의 μ 구배 특성 맵에 대한 입력(Fx/λ, Fy/βt)과 출력(μ 구배γ)의 관계를 도시하는 특성도이다.
도 38은 제동력 및 구동력 보정 지령값 연산부의 μ 구배 전후 방향 성분에 기초하는 처리를 나타내는 흐름도이다.
도 39는 선회 특성 연산부의 μ 구배 횡방향 성분에 기초하는 처리를 나타내는 흐름도이다.
도 40은 선회 어시스트 지령값 연산부의 스태틱 마진(SM)에 기초하는 처리를 나타내는 흐름도이다.
도 41은 차체 주행 상태 추정 장치의 연산 처리를 나타내는 흐름도이다.
도 42는 륜하중을 변화시켰을 때의 합력(F)과 슬립도(Z)의 비(F/Z)와, 타이어 특성 곡선의 접선의 기울기(μ 구배)와의 관계를 도시하는 특성도이다.
도 43은 륜하중과 보정 게인(Kw)의 관계를 도시하는 특성도이다.
도 44는 제1 실시 형태에서의 차량 주행 상태 추정 장치의 다른 구성예를 도시하는 블록도이다.
도 45는 륜하중에 의해 변화되는 3D의 μ 구배 특성 맵을 도시하는 특성도이다.
도 46은 본 발명의 제2 실시 형태인 전동 구동차의 개략 구성을 도시하는 도이다.
도 47은 제2 실시 형태에서의 차량 주행 상태 추정 장치의 구성예를 도시하는 블록도이다.
도 48은 제2 실시 형태에서의 타이어 슬립각 추정부의 구성예를 도시하는 블록도이다.
도 49는 제2 실시 형태에서의 제동력 및 구동력 보정 지령값 연산부의 μ 구배에 기초하는 처리를 나타내는 흐름도이다.
도 50은 제2 실시 형태에서의 제동력 및 구동력 보정 지령값 연산부 및 선회 어시스트 지령값 연산부의 선회 제어의 처리를 나타내는 흐름도이다.
도 51은 제2 실시 형태에서의 차체 주행 상태 추정 장치의 연산 처리를 나타내는 흐름도이다.
이하, 본 발명의 실시 형태를 도면에 기초하여 설명한다.
(실시 형태의 전제가 되는 기술)
우선, 본 실시 형태의 전제가 되는 기술을 설명한다.
(1) 차륜의 슬립율과 차륜의 제동력 및 구동력의 관계
도 1은 타이어 특성 곡선을 도시한다. 상기 타이어 특성 곡선은, 구동륜의 슬립율(λ)과 구동륜의 제동력 및 구동력(또는 전후력)(Fx)의 사이에 성립하는 일반적인 관계를 나타낸다. 예를 들어, 매직 포뮬러(Magic Formula)라는 타이어 모델로부터 타이어 특성 곡선을 얻는다. 여기서, 제동력 및 구동력(Fx)은, 타이어로부터 지면에 작용하는 힘이다. 제동력 및 구동력(Fx)이 접지면에 있어서 차륜에 작용하는 차륜력에 상당하고, 차륜의 슬립율(λ)이 차륜의 슬립도에 상당한다.
도 1에 도시한 바와 같이, 타이어 특성 곡선에서는, 슬립율(λ)과 제동력 및 구동력(Fx)의 관계가, 슬립율(λ)의 절대값이 증가함에 따라서 선형에서 비선형으로 천이한다. 즉, 슬립율(λ)이 0부터 소정의 범위 내에 있을 경우에는, 슬립율(λ)과 제동력 및 구동력(Fx)의 사이에 선형 관계가 성립된다. 그리고, 슬립율(λ)(절대값)이 어느 정도 커지면, 슬립율(λ)과 제동력 및 구동력(Fx)의 관계가 비선형 관계로 된다. 이와 같이, 타이어 특성 곡선은 선형 부분과 비선형 부분을 갖는다.
도 1의 예에서의 비선형 영역에서는, 슬립율(λ)이 0.1 부근에서, 슬립율(λ)에 대한 제동력 및 구동력(Fx)의 증가 비율이 적어진다. 그리고, 슬립율(λ)이 0.15 부근에서, 제동력 및 구동력(Fx)이 최대값을 나타낸다. 그 후, 슬립율(λ)이 증가하는 것에 반해 제동력 및 구동력(Fx)이 감소하게 된다. 예를 들어, 이러한 관계는, 타이어 특성 곡선의 접선의 기울기를 보면 일목요연해진다.
타이어 특성 곡선의 접선의 기울기는, 슬립율(λ)의 변화량과 제동력 및 구동력(Fx)의 변화량의 비, 즉, 제동력 및 구동력(Fx)의 슬립율(λ)에 관한 편 미분 계수로 나타내어진다. 이와 같이 나타내어지는 타이어 특성 곡선의 접선의 기울기는, 상기 타이어 특성 곡선에 대하여 교차하는 임의의 직선(a, b, c, d,…)과의 교점(동 도면 중에 ○표시로 나타내는 교점)에서의 타이어 특성 곡선의 접선의 기울기라고 볼 수도 있다. 그리고, 이러한 타이어 특성 곡선 상에서의 위치, 즉 슬립율(λ) 및 제동력 및 구동력(Fx)을 알면, 타이어의 마찰 상태의 추정이 가능해진다. 예를 들어, 도 1에 도시한 바와 같이, 타이어 특성 곡선 상에서, 비선형 영역이라도 선형 영역에 가까운 위치(x0)에 있으면, 타이어의 마찰 상태가 안정 상태에 있는 것으로 추정할 수 있다. 타이어의 마찰 상태가 안정 상태에 있으면, 예를 들어 타이어가 그 능력을 발휘할 수 있는 레벨에 있는 것으로 추정할 수 있다. 또는 차량이 안정 상태에 있는 것으로 추정할 수 있다.
도 2는, 각종 노면(μ)의 타이어 특성 곡선과 마찰원을 도시한다. 도 2(a)는, 각종 노면(μ)의 타이어 특성 곡선을 도시한다. 도 2(b)~(d)는, 각 노면(μ)의 마찰원을 도시한다. 노면(μ)은 예를 들어 0.2, 0.5, 1.0이다. 도 2(a)에 도시한 바와 같이, 타이어 특성 곡선은, 각 노면(μ)에서 정성적으로 마찬가지의 경향을 나타낸다. 또한, 도 2(b)~(d)에 도시한 바와 같이, 노면(μ)이 작아질수록 마찰원이 작아진다. 즉, 노면(μ)이 작아질수록 타이어를 허용할 수 있는 제동력 및 구동력이 작아진다. 이와 같이, 타이어 특성은, 노면 마찰 계수[노면(μ)]를 파라미터로 한 특성이 된다. 따라서, 도 2에 도시한 바와 같이, 노면 마찰 계수의 값에 따라, 저마찰의 경우의 타이어 특성 곡선, 중마찰의 경우의 타이어 특성 곡선 및 고마찰의 경우의 타이어 특성 곡선 등을 얻을 수 있다.
도 3는, 각종 노면(μ)의 타이어 특성 곡선과 원점을 통과하는 임의의 직선(b, c, d)의 관계를 도시한다. 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 도 1과 마찬가지로, 각종 노면(μ)의 타이어 특성 곡선에 대해서, 임의의 직선(b, c, d)과의 교점에서 접선의 기울기를 얻는다. 즉, 각종 노면(μ)에서의 타이어 특성 곡선에 대해서, 직선(b)과의 교점에서 접선의 기울기를 각각 얻는다. 각종 노면(μ)에서의 타이어 특성 곡선에 대해서, 직선(c)과의 교점에서 접선의 기울기를 각각 얻는다. 각종 노면(μ)에서의 타이어 특성 곡선에 대해서, 직선(d)과의 교점에서 접선의 기울기를 각각 얻는다. 그 결과, 동일한 직선과의 교점에서 얻어지는 각종 노면(μ)의 타이어 특성 곡선의 접선의 기울기가 동일해지는 결과를 얻을 수 있다.
예를 들어, 도 4에서는, 상기 도 3에 도시한 직선(c)에 주목하고 있다. 도 4에 도시한 바와 같이, 각종 노면(μ)의 타이어 특성 곡선에 대해서, 직선(c)과의 교점에서의 접선의 기울기는 동일해진다. 즉, 노면(μ)이 μ=0.2인 타이어 특성 곡선과의 교점(x1)을 얻는 제동력 및 구동력(Fx1)과 슬립율(λ1)의 비(Fx1/λ1), 노면(μ)이 μ=0.5인 타이어 특성 곡선과의 교점(x2)을 얻는 제동력 및 구동력(Fx2)과 슬립율(λ2)의 비(Fx2/λ2) 및 노면(μ)이 μ=1.0인 타이어 특성 곡선과의 교점(x3)을 얻는 제동력 및 구동력(Fx3)과 슬립율(λ3)의 비(Fx3/λ3)가 동일한 값이 된다. 그리고, 이들 각 노면(μ)의 타이어 특성 곡선과의 각 교점(x1, x2, x3)에서의 접선의 기울기가 동일해진다.
도 5는, 임의의 직선과 타이어 특성 곡선의 교점을 나타내는 제동력 및 구동력(Fx)과 슬립율(λ)의 비(Fx/λ)와, 상기 교점에서의 타이어 특성 곡선의 접선의 기울기(∂ 제동력 및 구동력/∂ 슬립율)와의 관계를 도시한다. 도 5에서는, 각 노면(μ)(예를 들어 μ=0.2, 0.5, 1.0)에서 얻은 값을 플롯하고 있다. 도 5에 도시한 바와 같이, 노면(μ)에 관계없이, 제동력 및 구동력(Fx)과 슬립율(λ)의 비(Fx/λ)와, 타이어 특성 곡선의 접선의 기울기가 일정한 관계를 나타내고 있다.
도 6은, 상기 도 5의 플롯 점을 바탕으로 얻은 특성 곡선을 도시한다. 도 6에 도시한 바와 같이, 상기 특성 곡선은, 노면(μ)에 관계없이, 제동력 및 구동력(Fx)과 슬립율(λ)의 비(Fx/λ)와, 타이어 특성 곡선의 접선의 기울기가 항상 일정한 관계가 있음을 나타내는 것이 된다. 그로 인해, 예를 들어 건조 아스팔트 노면이나 동결 노면 등, 노면(μ)이 다른 노면이어도, 상기 도 6에 도시하는 특성 곡선이 성립한다. 즉, 상기 도 6에 도시하는 타이어 특성 곡선은, 고마찰 계수를 갖는 고마찰 노면용의 고마찰 타이어 특성 곡선 및 고마찰 계수보다 낮은 저마찰 계수를 갖는 저마찰 노면용의 저마찰 타이어 특성 곡선을 포함하고 있다. 그리고, 상기 타이어 특성 곡선에 있어서, 그 기울기는, 노면(μ)의 영향을 받지 않는 점에 특징이 있다. 즉, 노면 상태의 정보를 취득 또는 추정할 필요 없이 그 기울기를 특정할 수 있는 특징이 있다. 여기서, 도 6의 특성 곡선은, 도 1과 마찬가지로, 타이어 특성 곡선을 나타내고 있다고 할 수 있다. 그러나, 도 1과 구별해서, 도 6의 특성 곡선을 예를 들어 그립 특성 곡선이라고 부를 수도 있다.
도 6에 도시하는 특성 곡선은, 제동력 및 구동력(Fx)과 슬립율(λ)의 비(Fx/λ)가 작은 영역(소 레티오 영역)에서는, 타이어 특성 곡선의 접선의 기울기가 음의 값이 된다. 그리고, 이 영역에서는, 그 비(Fx/λ)가 커짐에 따라서, 타이어 특성 곡선의 접선의 기울기(그립 특성 파라미터에 상당)가 일단 감소한 후에 증가로 바뀐다. 여기서, 타이어 특성 곡선의 접선의 기울기가 음의 값인 것은, 제동력 및 구동력의 슬립율에 관한 편 미분 계수가 음의 값인 것을 나타낸다.
또한, 제동력 및 구동력(Fx)과 슬립율(λ)의 비(Fx/λ)가 큰 영역(대 레티오 영역)에서는, 타이어 특성 곡선의 접선의 기울기가 양의 값이 된다. 그리고, 이 영역에서는, 그 비(Fx/λ)가 커지면, 타이어 특성 곡선의 접선의 기울기가 증가한다. 즉, 제동력 및 구동력(Fx)과 슬립율(λ)의 비(Fx/λ)가 큰 영역에서는, 도 6의 특성 곡선은 단조 증가 함수의 형태를 하고 있다.
여기서, 타이어 특성 곡선의 접선의 기울기가 양의 값인 것은, 제동력 및 구동력의 슬립율에 관한 편 미분 계수가 양의 값인 것을 나타낸다. 또한, 타이어 특성 곡선의 접선의 기울기가 최대가 되는 것은, 상기 접선의 기울기가 타이어 특성 곡선의 선형 영역의 것임을 나타낸다. 또한, 선형 영역에서는, 타이어 특성 곡선의 접선의 기울기는, 제동력 및 구동력(Fx)과 슬립율(λ)의 비에 관계없이, 항상 일정한 값을 나타낸다.
이와 같이 하여 얻을 수 있는 타이어 특성 곡선의 접선의 기울기는, 그립 특성 파라미터, 타이어의 그립 상태를 나타내는 변수 또는 타이어가 횡방향으로 낼 수 있는 힘의 포화 상태를 나타내는 파라미터가 된다. 구체적으로는, 양의 값의 영역의 경우, 슬립율(λ)을 늘림으로써 더욱 큰 제동력 및 구동력(Fx)을 발생시킬 수 있음으로 나타낸다. 그리고, 0 또는 음의 값의 영역인 경우, 슬립율(λ)을 증가시켜도 제동력 및 구동력(Fx)이 증가하지 않고, 반대로 저하할 우려가 있음을 나타낸다.
또한, 타이어 특성 곡선(도 1)에 대하여 편 미분 계산을 행하고, 연속적으로 묘화함으로써 그립 특성 곡선(도 6)을 얻을 수 있다.
본원 발명자는 이상에 서술한 바와 같이, 각 노면(μ)의 타이어 특성 곡선에 대해서, 그 타이어 특성 곡선의 원점을 통과하는 임의의 하나의 직선과 타이어 특성 곡선의 교점에서, 접선의 기울기가 동일해지는 점을 발견하였다. 이로 인해, 본원 발명자는, 노면(μ)에 관계없이, 제동력 및 구동력(Fx)과 슬립율(λ)의 비(Fx/λ)와, 타이어 특성 곡선의 접선의 기울기와의 관계를 임의의 특성 곡선(그립 특성 곡선)으로서 나타낼 수 있는 결과를 얻었다(도 6). 이로 인해, 제동력 및 구동력(Fx)과 슬립율(λ)을 알면, 특성 곡선(그립 특성 곡선)을 바탕으로, 노면(μ)의 정보를 필요로 하지 않고도 타이어의 마찰 상태의 정보를 얻을 수 있다. 타이어의 마찰 상태의 정보를 얻는 수순을 도 7을 사용해서 설명한다.
우선, 제동력 및 구동력(Fx)과 슬립율(λ)을 검출한다. 그리고, 도 7(a)에 도시하는 특성 곡선(상기 도 6과 마찬가지의 특성 곡선)을 사용함으로써, 검출한 제동력 및 구동력(Fx) 및 슬립율(λ)에 대응(Fx/λ에 대응)하는 타이어 특성 곡선의 접선의 기울기를 특정할 수 있다. 예를 들어, 도 7(a)에 도시한 바와 같이, 타이어 특성 곡선의 접선의 기울기(Id1, Id2, Id3, Id4, Id5)를 얻는다. 상기 타이어 특성 곡선의 접선의 기울기로부터, 도 7(b)에 도시한 바와 같이, 임의의 노면(μ)의 타이어 특성 곡선상의 위치를 특정할 수 있다. 예를 들어, 타이어 특성 곡선의 접선의 기울기(Id1, Id2, Id3, Id4, Id5)에 대응하는 위치(xid1, xid2, xid3, xid4, xid5)를 특정할 수 있다. 여기서, 타이어 특성 곡선에서의 위치는, 그 타이어 특성 곡선이 성립하는 노면(μ)에서의, 타이어의 마찰 상태나 타이어의 능력을 나타내는 것이 된다. 이러한 것으로부터, 도 7(b)에 도시한 바와 같이 타이어 특성 곡선상의 위치를 특정할 수 있음으로써, 그 타이어 특성 곡선이 성립하는 노면(μ)에서의, 타이어의 마찰 상태나 타이어의 능력(예를 들어 그립의 능력)을 알 수 있다. 예를 들어, 타이어 특성 곡선의 접선의 기울기가 0 근방 또는 음의 값일 경우(예를 들어 Id4나 Id5), 그것으로부터 특정할 수 있는 타이어 특성 곡선 상의 위치(예를 들어 xid4나 xid5)에 기초하여, 타이어의 그립력이 한계 영역에 있음을 알 수 있다. 그 결과, 차륜의 그립력이 한계 영역에 있을 때에도, 타이어의 그립력의 마찰 한계에 대한 여유도를 적절하게 추정할 수 있다.
이상과 같은 수순에 의해, 제동력 및 구동력(Fx) 및 슬립율(λ)을 알면, 특성 곡선(그립 특성 곡선)을 사용함으로써, 그 제동력 및 구동력(Fx) 및 슬립율(λ)을 얻은 노면(μ)에서의, 타이어의 마찰 상태나 타이어의 능력을 알 수 있다.
도 8은 또한 마찰원과의 관계를 도시한다. 도 8(a)는, 제동력 및 구동력(Fx)과 슬립율(λ)의 비(Fx/λ)와, 타이어 특성 곡선의 접선의 기울기와의 관계를 도시한다(상기 도 6과 마찬가지임). 도 8(b)는 타이어 특성 곡선을 도시한다. 도 8(c)는 마찰원을 도시한다. 이들의 관계에 있어서, 우선, 제동력 및 구동력(Fx) 및 슬립율(λ)에 대응(Fx/λ에 대응)하는 타이어 특성 곡선의 접선의 기울기(Id)를 얻는다[도 8(a)]. 이로 인해, 타이어 특성 곡선 상의 위치를 특정할 수 있다[도 8(b)]. 또한, 마찰원에 있어서의 제동력 및 구동력의 상대적인 값을 알 수 있다. 즉, 타이어가 허용할 수 있는 제동력 및 구동력에 대한 마진(M)을 알 수 있다. 또한, 타이어 특성 곡선의 접선의 기울기 자체는, 슬립율(λ)의 변화에 대한 제동력 및 구동력(Fx)의 변화 비율을 나타내는 것이 된다. 따라서, 도 8(a)에 도시하는 특성 곡선의 종축의 값(타이어 특성 곡선의 접선의 기울기)은, 이른바 차량 거동의 변화 속도를 도시하는 것이라고도 할 수 있다.
또한, 륜하중을 변화시켰을 때의 제동력 및 구동력(Fx)과 슬립율(λ)의 비(Fx/λ)와, 타이어 특성 곡선의 접선의 기울기와의 관계를 얻고 있다. 상술한 바와 같은 수순에 의해 그 관계를 얻고 있다. 도 9는 그 관계를 도시한다. 여기서, 륜하중의 초기값(Fz)(변동이 없을 때의 륜하중의 값)에 대하여, 0.6, 0.8, 1.2, … 배로 함으로써 륜하중을 변화시키고 있다. 1.0 배인 경우에는 륜하중의 초기값(Fz)이 된다. 도 9에 도시한 바와 같이, 타이어의 륜하중이 작아지면, 각 륜하중에서 얻어지는 타이어 특성 곡선의 접선의 기울기가 작아진다. 이때, 각 륜하중에서 얻은 타이어 특성 곡선의 접선의 기울기의 최대값(선형 영역의 값)이, 도 9에 도시하는 특성도의 원점을 통과하는 직선 상을 이동하게 된다. 또한, 제동력 및 구동력(Fx)과 슬립율(λ)의 비(Fx/λ)와, 타이어 특성 곡선의 접선의 기울기와의 관계를 나타내는 특성 곡선은, 그 형태를 유지하고 크기가 서로 다른 것이 된다. 즉, 상사형으로 크기가 서로 다른 것이 된다. 이러한 륜하중과의 관계도 본원 발명자가 발견하였다.
(2) 차륜의 슬립각과 차륜의 횡력의 관계
도 10은 타이어 특성 곡선을 도시한다. 상기 타이어 특성 곡선은, 차륜의 슬립각(βt)과 차륜의 횡력(Fy)의 사이에 성립하는 일반적인 관계를 나타낸다. 예를 들어, 타이어 모델을 실험 데이터를 바탕으로 튜닝함으로써, 전후륜 각각에서 이륜분의 등가 특성도(타이어 특성 곡선)를 얻는다. 여기서, 예를 들어, 매직 포뮬러(Magic Formula)를 바탕으로 타이어 모델을 구축하고 있다. 횡력(Fy)은, 코너링 포스나 사이드 포스로 대표되는 값이다. 여기서, 횡력(Fy)은 타이어로부터 지면에 작용하는 힘이다. 횡력(Fy)이 접지면에서 차륜에 작용하는 차륜력에 상당하고, 차륜의 슬립각(βt)이 차륜의 슬립도에 상당한다.
도 10에 도시한 바와 같이, 타이어 특성 곡선에서는, 슬립각(βt)과 횡력(Fy)의 관계가, 슬립각(βt)의 절대값이 증가함에 따라서 선형에서 비선형으로 천이한다. 즉, 슬립각(βt)이 0부터 소정의 범위 내에 있을 경우에는, 슬립각(βt)과 횡력(Fy)의 사이에 선형 관계가 성립된다. 그리고, 슬립각(βt)(절대값)이 어느 정도 커지면, 슬립각(βt)과 횡력(Fy)의 관계가 비선형 관계로 된다. 이와 같이, 타이어 특성 곡선은 선형 부분과 비선형 부분을 갖는다.
이와 같은 선형 관계에서 비선형 관계로의 천이는, 타이어 특성 곡선의 접선의 기울기(구배)에 주목하면 일목요연해진다. 여기에서 말하는 타이어 특성 곡선의 접선의 기울기란, 슬립각(βt)의 변화량과 횡력(Fy)의 변화량의 비, 즉, 횡력(Fy)의 슬립각(βt)에 관한 편 미분 계수로 나타내어지는 값이다. 이와 같이 나타내어지는 타이어 특성 곡선의 접선의 기울기는, 상기 타이어 특성 곡선에 대하여 교차하는 임의의 직선(a, b, c,…)과의 교점(도 10 중에 ○표시로 나타내는 교점)에서의 타이어 특성 곡선의 접선의 기울기라고 볼 수도 있다. 그리고, 이와 같은 타이어 특성 곡선 상에서의 위치, 즉 슬립각(βt) 및 횡력(Fy)을 알면, 타이어의 마찰 상태의 추정이 가능하게 된다. 예를 들어, 도 10에 도시한 바와 같이, 타이어 특성 곡선 상에서, 비선형 영역이라도 선형 영역에 가까운 위치(x0)에 있으면, 타이어의 마찰 상태가 안정 상태에 있는 것으로 추정할 수 있다. 타이어의 마찰 상태가 안정 상태이면, 예를 들어 타이어가 그 능력을 발휘할 수 있는 레벨에 있는 것으로 추정할 수 있다. 또는 차량이 안정 상태에 있는 것으로 추정할 수 있다.
도 11은 각종 노면(μ)의 타이어 특성 곡선과 마찰원을 도시한다. 도 11(a)는 각종 노면(μ)의 타이어 특성 곡선을 도시한다. 도 11(b)~(d)는 각 노면(μ)의 마찰원을 도시한다. 노면(μ)은 예를 들어 0.2, 0.5, 1.0이다. 도 11(a)에 도시한 바와 같이, 타이어 특성 곡선은, 각 노면(μ)에서 정성적으로 마찬가지의 경향을 나타낸다. 또한, 도 11(b)~(d)에 도시한 바와 같이, 노면(μ)이 작아질수록 마찰원이 작아진다. 즉, 노면(μ)이 작아질수록 타이어를 허용할 수 있는 횡력이 작아진다. 이와 같이, 타이어 특성은, 노면 마찰 계수[노면(μ)]를 파라미터로 한 특성이 된다. 따라서, 도 11에 도시한 바와 같이, 노면 마찰 계수의 값에 따라, 저마찰의 경우의 타이어 특성 곡선, 중마찰의 경우의 타이어 특성 곡선 및 고마찰의 경우의 타이어 특성 곡선 등을 얻을 수 있다.
도 12는, 각종 노면(μ)의 타이어 특성 곡선과 원점을 통과하는 임의의 직선(a, b, c)의 관계를 도시한다. 도 12에 도시한 바와 같이, 상기 도 10과 마찬가지로, 각종 노면(μ)의 타이어 특성 곡선에 대해서, 임의의 직선(a, b, c)과의 교점에서 접선의 기울기를 얻는다. 즉, 각종 노면(μ)에서의 타이어 특성 곡선에 대해서, 직선(a)과의 교점에서 접선의 기울기를 각각 얻는다. 각종 노면(μ)에서의 타이어 특성 곡선에 대해서, 직선(b)과의 교점에서 접선의 기울기를 각각 얻는다. 각종 노면(μ)에서의 타이어 특성 곡선에 대해서, 직선(c)과의 교점에서 접선의 기울기를 각각 얻는다. 그 결과, 동일한 직선과의 교점에서 얻어지는 각종 노면(μ)의 타이어 특성 곡선의 접선의 기울기가 동일해지는 결과를 얻을 수 있다.
예를 들어, 도 13에서는, 상기 도 12에 도시한 직선(c)에 주목하고 있다. 도 13에 도시한 바와 같이, 각종 노면(μ)의 타이어 특성 곡선에 대해서, 직선(c)과의 교점에서의 접선의 기울기는 동일해진다. 즉, 노면(μ)이 μ=0.2인 타이어 특성 곡선과의 교점(x1)을 얻는 횡력(Fy1)과 슬립각(βt1)의 비(Fy1/βt1), 노면(μ)이 μ=0.5인 타이어 특성 곡선과의 교점(x2)을 얻는 횡력(Fy2)과 슬립각(βt2)의 비(Fy2/βt2) 및 노면(μ)이 μ=1.0인 타이어 특성 곡선과의 교점(x3)을 얻는 횡력(Fy3)과 슬립각(βt3)의 비(Fy3/βt3)가 동일한 값이 된다. 그리고, 이들 각 노면(μ)의 타이어 특성 곡선과의 각 교점(x1, x2, x3)에서의 접선의 기울기가 동일해진다.
도 14는, 임의의 직선과 타이어 특성 곡선의 교점을 나타내는 횡력(Fy)과 슬립각(βt)의 비(Fy/βt)와, 상기 교점에서의 타이어 특성 곡선의 접선의 기울기(∂Fy/∂βt)와의 관계를 도시한다. 도 14에 도시한 바와 같이, 어느 각 노면(μ)(예를 들어 μ=0.2, 0.5, 1.0)에서도, 이와 같이 횡력(Fy)과 슬립각(βt)의 비(Fy/βt)와, 타이어 특성 곡선의 접선의 기울기가 일정한 관계를 나타내고 있다. 이로 인해, 예를 들어 건조 아스팔트 노면이나 동결 노면 등, 노면(μ)이 다른 노면이어도, 상기 도 14에 도시하는 특성 곡선이 성립한다. 즉, 상기 도 14에 도시하는 타이어 특성 곡선은, 고마찰 계수를 갖는 고마찰 노면용의 고마찰 타이어 특성 곡선 및 고마찰 계수보다 낮은 저마찰 계수를 갖는 저마찰 노면용의 저마찰 타이어 특성 곡선을 포함하고 있다. 그리고, 상기 타이어 특성 곡선에 있어서, 그 기울기는, 노면(μ)의 영향을 받지 않는 점에 특징이 있다. 즉, 노면 상태의 정보를 취득 또는 추정할 필요 없이 그 기울기를 특정할 수 있는 특징이 있다. 여기서, 도 14의 특성 곡선은, 도 10과 마찬가지로, 타이어 특성 곡선을 나타내고 있다고 할 수 있다. 그러나, 도 10과 구별해서, 도 14의 특성 곡선을 예를 들어 그립 특성 곡선이라고 부를 수도 있다.
도 14에 도시하는 특성 곡선은, 횡력(Fy)과 슬립각(βt)의 비(Fy/βt)가 작은 영역(소 레티오 영역)에서는, 타이어 특성 곡선의 접선의 기울기(그립 특성 파라미터에 상당)가 음의 값이 된다. 그리고, 이 영역에서는, 그 비(Fy/βt)가 커짐에 따라서, 타이어 특성 곡선의 접선의 기울기가 일단 감소한 후에 증가로 바뀐다. 여기서, 타이어 특성 곡선의 접선의 기울기가 음의 값인 것은, 횡력의 슬립각에 관한 편 미분 계수가 음의 값인 것을 나타낸다.
또한, 횡력(Fy)과 슬립각(βt)의 비(Fy/βt)가 큰 영역(대 레티오 영역)에서는, 타이어 특성 곡선의 접선의 기울기가 양의 값이 된다. 그리고, 이 영역에서는, 그 비(Fy/βt)가 커지면, 타이어 특성 곡선의 접선의 기울기가 증가한다. 즉, 횡력(Fy)과 슬립각(βt)의 비(Fy/βt)가 큰 영역에서는, 도 14의 특성 곡선은 단조 증가 함수의 형태를 하고 있다.
여기서, 타이어 특성 곡선의 접선의 기울기가 양의 값인 것은, 횡력의 슬립각에 관한 편 미분 계수가 양의 값인 것을 나타낸다. 또한, 타이어 특성 곡선의 접선의 기울기가 최대가 되는 것은, 상기 접선의 기울기가 타이어 특성 곡선의 선형 영역의 것임을 나타낸다. 또한, 선형 영역에서는, 타이어 특성 곡선의 접선의 기울기는, 횡력(Fy)과 슬립각(βt)의 비에 관계없이 항상 일정한 값을 나타낸다.
이와 같이 하여 얻을 수 있는 타이어 특성 곡선의 접선의 기울기는, 그립 특성 파라미터, 타이어의 그립 상태를 나타내는 변수 또는 타이어가 횡방향으로 낼 수 있는 힘의 포화 상태를 나타내는 파라미터가 된다. 구체적으로는, 양의 값의 영역의 경우, 슬립각(βt)을 늘림으로써 더욱 강한 횡력(Fy)(코너링 포스 등)을 발생시킬 수 있음을 나타낸다. 그리고, 0 또는 음의 값의 영역인 경우, 슬립각(βt)을 증가시켜도 횡력(Fy)(코너링 포스 등)이 늘어나지 않고, 반대로 저하할 우려가 있음을 나타낸다.
또한, 타이어 특성 곡선(도 10)에 대하여 편 미분 계산을 행하고, 연속적으로 묘화함으로써 그립 특성 곡선(도 14)을 얻을 수 있다. 본원 발명자는, 이상에서 서술한 바와 같이, 각 노면(μ)의 타이어 특성 곡선에 대해서, 그 타이어 특성 곡선의 원점을 통과하는 임의의 하나의 직선과 타이어 특성 곡선의 교점에서, 접선의 기울기가 동일해지는 점을 발견하였다. 이로 인해, 본원 발명자는, 노면(μ)에 관계 없이, 횡력(Fy)과 슬립각(βt)의 비(Fy/βt)와, 타이어 특성 곡선의 접선의 기울기와의 관계를 임의의 특성 곡선(그립 특성 곡선)으로서 나타낼 수 있는 결과를 얻었다(도 14). 이로 인해, 횡력(Fy)과 슬립각(βt)을 알면, 특성 곡선(그립 특성 곡선)을 바탕으로, 노면(μ)의 정보를 필요로 하지 않고도, 타이어의 마찰 상태의 정보를 얻을 수 있다. 타이어의 마찰 상태의 정보를 얻는 수순을 도 15를 사용해서 설명한다.
우선, 횡력(Fy)과 슬립각(βt)을 검출한다. 그리고, 도 15(a)에 도시하는 특성 곡선(상기 도 14와 마찬가지의 특성 곡선)을 사용함으로써, 검출한 횡력(Fy) 및 슬립각(βt)에 대응(Fy/βt에 대응)하는 타이어 특성 곡선의 접선의 기울기를 특정할 수 있다. 예를 들어, 도 15(a)에 도시한 바와 같이, 타이어 특성 곡선의 접선의 기울기(Id1, Id2, Id3, Id4, Id5)를 얻는다. 상기 타이어 특성 곡선의 접선의 기울기로부터, 도 15(b)에 도시한 바와 같이, 임의의 노면(μ)의 타이어 특성 곡선 상의 위치를 특정할 수 있다. 예를 들어, 타이어 특성 곡선의 접선의 기울기(Id1, Id2, Id3, Id4, Id5)에 대응하는 위치(xid1, xid2, xid3, xid4, xid5)를 특정할 수 있다. 여기서, 타이어 특성 곡선에서의 위치는, 그 타이어 특성 곡선이 성립하는 노면(μ)에서의, 타이어의 마찰 상태나 타이어의 능력을 나타내는 것이 된다. 이로부터, 도 15(b)에 도시한 바와 같이 타이어 특성 곡선 상의 위치를 특정할 수 있음으로써, 그 타이어 특성 곡선이 성립하는 노면(μ)에서의, 타이어의 마찰 상태나 타이어의 능력(예를 들어 그립의 능력)을 알 수 있다. 예를 들어, 타이어 특성 곡선의 접선의 기울기가 0 근방 또는 음의 값일 경우(예를 들어 Id4나 Id5), 그것으로부터 특정할 수 있는 타이어 특성 곡선 상의 위치(예를 들어 xid4나 xid5)에 기초하여 타이어의 횡력이 한계 영역에 있음을 알 수 있다. 그 결과, 차륜의 그립력이 한계 영역에 있을 때에도, 타이어의 그립력의 마찰 한계에 대한 여유도를 적절하게 추정할 수 있다.
이상과 같은 수순에 의해, 횡력(Fy) 및 슬립각(βt)만 알 수 있으면, 특성 곡선(그립 특성 곡선)을 사용함으로써, 그 횡력(Fy) 및 슬립각(βt)을 얻은 노면(μ)에서의, 타이어의 마찰 상태나 타이어의 능력을 알 수 있다.
도 16은 또한 마찰원과의 관계를 도시한다. 도 16(a)는, 횡력(Fy)과 슬립각(βt)의 비(Fy/βt)와, 타이어 특성 곡선의 접선의 기울기와의 관계를 도시한다(상기 도 14와 마찬가지임). 도 16(b)는 타이어 특성 곡선을 도시한다. 도 16(c)는 마찰원을 도시한다. 이들의 관계에 있어서, 우선, 횡력(Fy) 및 슬립각(βt)에 대응(Fy/βt에 대응)하는 타이어 특성 곡선의 접선의 기울기(Id)를 얻는다[도 16(a)]. 이로 인해, 타이어 특성 곡선 상의 위치를 특정할 수 있다[도 16(b)]. 또한, 마찰원에 있어서의 횡력의 상대적인 값을 알 수 있다. 즉, 타이어가 허용할 수 있는 횡력에 대한 마진(M)을 알 수 있다. 또한, 타이어 특성 곡선의 접선의 기울기 자체는, 슬립각(βt)의 변화에 대한 횡력(Fy)의 변화 비율을 나타내는 것이 된다. 따라서, 도 16(a)에 도시하는 특성 곡선의 종축의 값(타이어 특성 곡선의 접선의 기울기)은, 이른바 차량 거동의 변화 속도를 나타내는 것이라고도 할 수 있다.
또한, 륜하중을 변화시켰을 때의 횡력(Fy)과 슬립각(βt)의 비(Fy/βt)와, 타이어 특성 곡선의 접선의 기울기와의 관계를 얻고 있다. 상술한 바와 마찬가지의 수순에 의해 그 관계를 얻고 있다. 도 17은 그 관계를 도시한다. 여기서, 륜하중의 초기값(Fz)(변동이 없을 때의 륜하중의 값)에 대하여, 0.6, 0.8, 1.2, … 배로 함으로써 륜하중을 변화시키고 있다. 1.0 배의 경우에는 륜하중의 초기값(Fz)이 된다. 도 17에 도시한 바와 같이, 타이어의 륜하중이 작아지면, 각 륜하중에서 얻어지는 타이어 특성 곡선의 접선의 기울기가 작아진다. 이때, 각 륜하중에서 얻은 타이어 특성 곡선의 접선의 기울기의 최대값(선형 영역의 값)이, 도 17에 도시하는 특성도의 원점을 통과하는 직선 상을 이동하게 된다. 또한, 횡력(Fy)과 슬립각(βt)의 비(Fy/βt)와, 타이어 특성 곡선의 접선의 기울기와의 관계를 도시하는 특성 곡선은, 그 형태를 유지하고 크기가 다른 것이 된다. 즉, 상사형으로 크기가 다른 것이 된다. 이러한 륜하중과의 관계도 본원 발명자가 발견하였다.
(3) 타이어 마찰원과 차륜의 차륜력의 관계
도 18은, 제동력 및 구동력(Fx)을 X축, 횡력(Fy)을 Y축 상으로 표현하는 직교 좌표면 상에 타이어 마찰원을 표현한 것이다.
여기서, 타이어 마찰원은, 타이어가 접지면에서 마찰 상태를 유지할 수 있는 마찰 한계를 나타낸다. 즉, 타이어 마찰원에 대하여, 제동력 및 구동력(Fx)이나 횡력(Fy), 또는 제동력 및 구동력(Fx)과 횡력(Fy)의 합력의 값이, 타이어 마찰원의 내측에 있을 경우, 마찰 한계에 도달하지 않고 마찰 상태를 유지하고 있는 상태가 된다. 또한, 그 값이 타이어 마찰원과 일치한 경우, 최대의 마찰력을 발휘하고 있는 상태가 된다. 또한, 타이어 접지면에서 타이어에 가해지는 외력이, 타이어 마찰원보다 클 경우, 타이어가 접지면과의 사이에서 마찰 상태를 유지하지 않은 상태, 즉, 타이어와 지면의 상대 변위가 커져 이른바 슬립 상태가 된다. 이는, 타이어 마찰원과 전후 방향 및 횡방향의 그립력과의 관계가, 전후 방향과 횡방향으로 각각 동시에 최대 그립력을 발휘할 수 없음을 의미한다.
그리고, 전후 방향의 그립력에 기초하는 제동력 및 구동력(Fx)과 횡방향의 그립력에 기초하는 횡력(Fy)과의 합력의 최대값을, 그때의 합력의 방향에 맞추어 플롯해 감으로써, 타원 형상의 타이어 마찰원을 그릴 수 있다. 이하의 설명에서는, 횡력(Fy), 제동력 및 구동력(Fx), 및 횡력(Fy)과 제동력 및 구동력(Fx)과의 합력을 총칭해서 차륜력이라고 칭한다.
이와 같이, 타이어 마찰원과 차륜력의 크기의 관계를 바탕으로, 차륜력의 크기가 타이어 마찰원의 반경(외주)에 근접할수록, 타이어가 발휘할 수 있는 마찰력의 최대값(마찰 한계)에 근접한다고 판별할 수 있다. 즉, 마찰 한계에 대한 타이어의 그립력의 여유도를 판별할 수 있다. 이와 같이 이론상으로는 마찰 한계에 대한 여유도를 판별할 수 있지만, 실제로는 타이어 마찰원의 크기 자체를 검출하는 것이 어렵기 때문에, 그러한 이론에 기초하는 마찰 한계까지의 여유도의 판별을 할 수 없었다.
또한, 타이어 마찰원의 크기는, 타이어와 접지면과의 사이의 마찰력의 최대값에 의해 결정되는 것이다. 그러나, 지금까지의 기술은, 타이어의 마찰 한계를 초과해서야 비로소 마찰력의 최대값을 추정할 수 있는 것이었다. 따라서, 타이어의 마찰 한계에 도달하기 전에 마찰력의 최대값을 추정할 수 없었다. 그 결과, 타이어의 마찰 한계에 도달하기 전에 마찰 한계까지의 여유도를 파악할 수도 없었고, 마찰 한계에 달하지 않도록 타이어의 마찰력을 제어하는 것도 어려웠다. 이에 반해 본 실시 형태는, 마찰력에 의존하지 않고, 직접 마찰 한계에 대한 여유도를 판정할 수 있도록 한 것이다.
(4) 3차원 좌표를 이용한 차륜의 차륜력과 그립 상태(μ 구배)의 관계
상술한 바와 같이, 본 실시 형태에서는, 마찰력에 의존하지 않고, 직접 마찰 한계에 대한 여유도를 판정할 수 있도록 한 것이다. 이를 위하여, 3차원 좌표를 이용하여, 차륜의 차륜력과 그립 상태(μ 구배)의 관계(3차원의 특성 맵)를 얻고 있다. 이하에, 그 관계(3차원의 특성 맵)를 얻는 수순을 설명한다.
(4-1) 3차원 좌표를 이용한 차륜의 차륜력과 차륜 그립도의 관계
도 19는, 제동력 및 구동력(Fx)과 슬립율(λ)의 관계(2차원 좌표계)를 3차원 좌표계로 변환하는 수순을 도시한다. 도 19(a)[상기 도 1의 타이어 특성 곡선(Fx-λ 특성 곡선)에 상당]에 도시한 바와 같이, 제동력 및 구동력(Fx)이 최대값이 되는 슬립율(λ)을 λpeak라고 정의한다. 즉, 제동력 및 구동력(Fx)은, 슬립율(λ)의 증가에 수반하여 증가해 나가는데, 슬립율(λ)이 어느 정도 커지면 제동력 및 구동력(Fx)은 포화하고, 그 이후에는 반대로 저하되어 간다. 상기 제동력 및 구동력(Fx)이 포화하는 포화점을 λpeak라고 정의하고 있다. 다음으로, 도 19(b)에 도시한 바와 같이, 슬립율(λ)의 축을 λpeak에서 λ/λpeak로 무차원화하는 변환을 한 후, λ/λpeak가 1인 값을 원점으로 변경한다[제동력 및 구동력(Fx)의 축을 λ/λpeak가 1인 값으로 이동한다). 그리고, 도 19(c)에 도시한 바와 같이, 도 19(b)의 2차원 좌표계를 90도 회전시킨다. 계속해서, 도 19(d)에 도시한 바와 같이, 제동력 및 구동력(Fx)과 λ/λpeak의 관계선(특성 곡선)을 3차원 좌표계의 하나의 상한 상에 나타낸다. 도 19(d)에서는, λ/λpeak의 축을 Z축으로 하고 있다. Z는, 후술하는 바와 같이 슬립도가 된다.
도 20은, 횡력(Fy)과 슬립각(βt)의 관계(2차원 좌표계)를 3차원 좌표계로 변환하는 수순을 도시한다. 상기 횡력(Fy)과 슬립각(βt)의 관계에서도, 제동력 및 구동력(Fx)과 슬립율(λ)의 관계의 경우와 마찬가지로 하여 3차원 좌표계로 변환하고 있다. 즉, 도 20(a)[상기 도 10의 타이어 특성 곡선(Fy-βt 특성 곡선)에 상당]에 도시한 바와 같이, 횡력(Fy)이 최대값이 되는 슬립각(βt)을 βtpeak라고 정의한다. 즉, 횡력(Fy)은, 슬립각(βt)의 증가에 수반하여 증가해 나가는데, 슬립각(βt)이 어느 정도 커지면 횡력(Fy)은 포화하고, 그 이후에는 반대로 저하되어 간다. 상기 횡력(Fy)이 포화하는 포화점을 βtpeak라고 정의하고 있다. 다음으로, 도 20(b)에 도시한 바와 같이, 슬립각(βt)의 축을 βtpeak에서 βt/βtpeak로 무차원화하는 변환을 한 후, βt/βtpeak가 1인 값을 원점으로 변경한다[횡력(Fy)의 축을 βt/βtpeak가 1인 값으로 이동한다). 그리고, 도 20(c)에 도시한 바와 같이, 도 20(b)의 2차원 좌표계를 90도 회전시킨다. 계속해서, 도 20(d)에 도시한 바와 같이, 횡력(Fy)과 βt/βtpeak의 관계선(특성 곡선)을 3차원 좌표계의 하나의 상한 상에 나타낸다. 도 20(d)에서는, βt/βtpeak의 축을 Z축으로 하고 있다.
도 21은, 상기 도 19(d)의 제동력 및 구동력(Fx)과 λ/λpeak의 관계선(특성 곡선, Fx-Z면)과, 상기 도 20(d)의 횡력(Fy)과 βt/βtpeak의 관계선(특성 곡선, Fy-Z면)과의 사이를 보완해서 얻은 3차원 곡면을 도시한다. 상기 도 19(d)의 제동력 및 구동력(Fx)과 λ/λpeak의 관계선(특성 곡선)(a)과, 상기 도 20(d)의 횡력(Fy)과 βt/βtpeak의 관계선(특성 곡선)(b)과의 사이를, Z축 상의 각 값에서 타원, 즉 타이어 마찰원 상당으로 보완하여, 도 21의 3차원 곡면을 얻는다. 도 21의 3차원 곡면은, Fx축 및 Z축을 포함하는 Fx-Z면과 Fy축 및 Z축을 포함하는 Fy-Z면의 사이에 존재하는 곡면을 이룬다.
여기서, 상술한 바와 같이, 제동력 및 구동력(Fx)에 기인해서 발생하는 슬립율(λ)과, 횡력(Fy)에 기인해서 발생하는 슬립각(βt)을 총칭하는 개념으로서, 슬립도(Z)를 규정하고 있다. 이로부터, 도 21의 Z축은, 슬립도(λ/λpeak, βt/βtpeak)를 나타내는 축이 된다. 그리고, 3차원 곡면은, 슬립도와 차륜력의 관계를 나타내는 것이 된다. 또한, 도 21에서는, 슬립도와 차륜력의 관계를 나타내는 3차원 곡면을, 1/4 둘레분(1/4 상한) 강밖에 표시하지 않고 있다. 그러나, 실제로는, 슬립도와 차륜력의 관계를 나타내는 3차원 곡면은, 전체 둘레분 존재하여 돔 형상 또는 반구 형상이 된다.
또한, 도 21에서는, 단위가 서로 다른 슬립율(λ)과 슬립각(βt)을 각각 λ/λpeak 및 βt/βtpeak로 무차원화함으로써, 슬립율(λ)과 슬립각(βt)을 동일한 좌표계에 표현하고 있다. 이로 인해, 도 21의 3차원 곡면은, 제동력 및 구동력(Fx)과 횡력(Fy)의 합력(F)과, 합력(F)에 기인해서 발생하는 슬립도(Z)와의 관계선의 집합으로 구성되는 것이 된다. 여기서, 합력(F)은, 타이어 경사 방향으로 발생하고 있는 힘에 상당한다. 또한, 합력(F)에 기인해서 발생하는 슬립도는, 슬립율(λ) 및 슬립각(βt)을 합성한 개념이다.
도 22는, 상기 도 21이, 제동력 및 구동력(Fx)과 횡력(Fy)의 합력(F)과, 합력(F)에 기인해서 발생하는 슬립도(Z)와의 관계선(2차원 특성 곡선)의 집합으로 구성되는 것을 설명하는 도이다. 3차원 좌표계에 있어서의 합력(F)의 크기·방향은, 제동력 및 구동력(Fx)의 스칼라량·방향과 횡력(Fy)의 스칼라량·방향의 서로 다른 조합에 의해 무수하게 존재한다. 본 실시 형태에서는, 차륜력(F)은, Z축 주위 360도 전체 둘레의 어느 방향이라도 좋으며, 도시한 실시 형태에서는 전체 방향에 대응하고 있다. 이로 인해, 도 22(a)에 도시하는 3차원 좌표계에 있어서의, 합력(F)과 상기 합력(F)에 기인해서 발생하는 슬립도(Z)의 관계는, Z축과 합력(F)을 포함하는 평면에 나타낸 2차원 특성의 집합으로 이루어진다고 할 수 있다. 즉, 도 22(b)에 도시한 바와 같이, 합력(F)과 상기 합력(F)에 기인해서 발생하는 슬립도(Z)의 관계를 2차원 특성 곡선으로서 얻을 수 있다. 즉, Z축과 합력(F)을 포함하는 평면은, 합력의 방향에 따라 Z축의 주위에 무수하게 존재하고, 이들 무수한 평면은, Z축을 축으로 해서 평면속(a sheaf of planes)을 이루고 있다. 그리고, 그 평면의 각각에 도 22(b)와 같은 2차원 특성 곡선이 존재한다.
도 22를 이용하여, 합력(F)에 대한 마찰 한계까지의 여유도를 3차원 좌표계 상에서 설명한다. 도 22(a)에 도시하는, 슬립도와 차륜력(Fx, Fy, F)의 관계를 나타내는 3차원 곡면과, 합력(F)의 벡터와 Z축을 포함하는 평면과의 교선으로서, 도 22(b)에 도시하는 타이어 특성 곡선을 얻을 수 있다. 이와 같이 하여 얻은 도 22(b)의 타이어 특성 곡선의 접선의 기울기가, 타이어의 마찰 한계까지의 여유도를 나타내는 것이 된다. 즉, 도 22(b)의 타이어 특성 곡선의 접선의 기울기가 양의 값으로부터 0에 근접하면, 타이어의 마찰 한계에 가까워진다. 따라서, 상기 타이어 특성 곡선의 접선의 기울기를 검출할 수 있으면, 마찰 한계에 이르기 전의 상태에 있어서, 마찰 한계까지의 여유도를 알 수 있다. 또한, 도 22(b)의 타이어 특성 곡선의 접선의 기울기가 음의 값이 되었을 경우에는, 마찰력이 포화한 상태, 이른바 슬립 상태가 된다. 이 점에서는, 타이어 특성 곡선의 접선의 기울기를 검출할 수 있으면, 슬립 상태에 이르기 전에 마찰 한계(마찰력이 포화하는)까지의 여유도를 알 수 있다고 할 수 있다.
도 23은, 타이어 마찰원의 크기가 변화될 경우의 합력(F)과 상기 합력(F)에 기인해서 발생하는 슬립도(Z)의 관계를 도시한다. 타이어 마찰원의 크기는, 상술한 바와 같이, 타이어와 접지면의 사이의 마찰력의 최대값(이하, 최대 마찰력이라고 함)에 의해 결정된다. 즉, 타이어와 접지면의 사이의 마찰력의 최대값이 작아지면, 타이어 마찰원도 작아진다. 이로부터, 실제로는 노면(μ)이 변화되는 것 등에 의해, 도 23(a) 및 (b)에 도시한 바와 같이, 타이어 특성 곡선(타이어 마찰원)이 최대 마찰력의 크기에 따라 변화되게 된다. 그러나, 상술한 바와 같이, 마찰 한계에 도달하기 전에 최대 마찰력을 추정할 수 없기 때문에, 이 상태로는 차량의 제어에 적용할 수 없다.
도 24는, 최대 마찰력[예를 들어 노면(μ)]이 서로 다른 타이어 특성 곡선(F-Z 특성 곡선)과, 원점(O)(슬립도와 차륜력이 모두 0인 점)을 통과하는 직선(1점 쇄선으로 나타내는 직선)과의 관계를 도시한다. 도 24(a) 및 도 24(b)에 도시한 바와 같이, 최대 마찰력이 서로 다른 타이어 특성 곡선에 대해서, 직선과의 교점에서의 접선의 기울기(이하, μ 구배라고도 함)는 동일해진다. 즉, 최대 마찰력이 서로 다른 타이어 특성 곡선에 대해서, 합력(F)과 슬립도(Z)의 비(F/Z)가 동일하면, 접선의 기울기는 동일해진다. 이로 인해, 합력(F)과 슬립도(Z)의 비(F/Z)와 타이어 특성 곡선의 접선의 기울기(γ)의 관계를, 최대 마찰력에 의존하지 않는 형태로 정리할 수 있다.
(4-2) 3차원 좌표를 이용한 차륜의 차륜력과 그립 상태(μ 구배)의 관계
도 25는, 합력(F)과 슬립도(Z)의 비(F/Z)와, 타이어 특성 곡선의 접선의 기울기(γ)와의 관계를 도시한다. 도 25에 도시한 바와 같이, 합력(F)과 슬립도(Z)의 비(F/Z)와, 타이어 특성 곡선의 접선의 기울기(γ)와의 관계를 정리함으로써, 최대 마찰력에 의존하지 않는 하나의 특성(2차원 특성 곡선)으로 집약할 수 있다. 따라서, 도 25에 도시하는 바와 같은 특성 데이터를 미리 준비해 둔다. 예를 들어, 특성 맵으로서 준비해 둔다. 그리고, 합력(F)과 슬립도(Z)를 알면, 특성 데이터를 사용함으로써 타이어 특성 곡선의 접선의 기울기의 값을 알 수 있어, 마찰 한계에 대한 여유도를 판정할 수 있다. 즉, 최대 마찰력의 정보를 얻지 않고도(최대 마찰력을 추정하지 않고도), 마찰 한계에 대한 여유도를 판정할 수 있다.
여기서, 3차원 좌표축 상에서의 합력(F)의 크기와 방향은, 제동력 및 구동력(Fx)의 스칼라량 및 방향과, 횡력(Fy)의 스칼라량 및 방향과의 서로 다른 조합에 의해 무수하게 존재한다. 그로 인해, 도 25에 도시하는 합력(F)과 슬립도(Z)의 비(F/Z)와, 타이어 특성 곡선의 접선의 기울기(γ)와의 관계도 합력(F)의 방향의 수만큼 무수하게 존재하게 된다. 즉, 도 26(a)에 도시하는 3차원 좌표계에서 Z축과 Fx축을 포함하는 평면에 주목하면, 도 26(d)에 도시한 바와 같이, 제동력 및 구동력(Fx)과 슬립율(λ)의 비(Fx/λ)와, 타이어 특성 곡선의 접선의 기울기(γ)와의 관계가 존재한다. 또한, Z축과 Fy축을 포함하는 평면에 주목하면, 횡력(Fy)과 슬립각(βt)의 비(Fy/βt)와, 타이어 특성 곡선의 접선의 기울기(γ)와의 관계가 존재한다. 또한, Z축과 합력(F)을 포함하는 평면에 주목하면, 합력(Fy)과 슬립도(Z)의 비(F/Z)와, 타이어 특성 곡선의 접선의 기울기(γ)와의 관계가 존재한다.
이상과 같은 기술을 전제로 하여, 본원 발명자는, 무수하게 있는 합력(F)과 슬립도(Z)의 비(F/Z)와, 타이어 특성 곡선의 접선의 기울기(μ 구배)(γ)와의 관계를 하나의 3차원 좌표계에 집약하여 표시하는 것을 실현하고 있다.
도 27(a)는 그 예이며, 합력(F)과 슬립도(Z)의 비(F/Z)와, 타이어 특성 곡선의 접선의 기울기(μ 구배)(γ)와의 관계를 3차원 좌표계로 도시한다. 도 27(c)에서는, 합력(F)(차륜력)과 슬립도(Z)의 비(F/Z)를 나타내는 축을, 그 합력(F)(차륜력)과 슬립도(Z)의 비(F/Z)의 최대값 max(F/Z)에서 1이 되도록, 그 최대값 max(F/Z)에서 무차원화(정규화)하고 있다[(F/Z)/max(F/Z)]. 즉, 도 27(b)에 도시한 바와 같이, 합력(F)의 성분이 되는 제동력 및 구동력(Fx)과 슬립율(λ)의 비(Fx/λ)를 나타내는 축을, 그 비(Fx/λ)의 최대값 max(Fx/λ)에서 1이 되도록, 그 최대값 max(Fx/λ)에서 무차원화하고 있다[(Fx/λ)/max(Fx/λ)]. 또한, 도 27(d)에 도시한 바와 같이, 합력(F)의 성분이 되는 횡력(Fx)과 슬립각(βt)의 비(Fy/βt)를 나타내는 축을, 그 비(Fy/βt)의 최대값 max(Fy/βt)에서 1이 되도록, 그 최대값 max(Fy/βt)에서 무차원화하고 있다[(Fy/βt)/max(Fy/βt)].
또한, 타이어 특성 곡선의 접선의 기울기(γ)를 나타내는 축을, 타이어 특성 곡선의 접선의 기울기(γ)의 최대값 max(γ)에서 1이 되도록, 그 최대값 max(γ)에서 무차원화(정규화)하고 있다.
여기서, max(F/Z)와 max(γ)에 대해서는 다음과 같이 결정하고 있다. 도 28를 사용해서 설명한다. max(F/Z)와 max(γ)는, 그립도(Z)가 미소하고 타이어가 확실하게 그립한 상태, 즉 타이어 특성이 선형 상태일 때의 값이다. 즉, 도 28(a)에 도시한 바와 같이, 합력(F)과 슬립도(Z)의 관계선(타이어 특성 곡선)에 있어서, 합력(F)의 변화와 슬립도(Z)의 변화가 선형 관계가 될 때의 상기 관계선 상의 접선의 기울기가 max(γ)이다. 즉, 원점(O)에서의 접선의 기울기가 max(γ)가 된다. 그리고, 도 28(b)에 도시한 바와 같이, 그 max(γ)가 얻어지는 합력(F)과 슬립도(Z)의 비(F/Z)가 max(F/Z)가 된다. 상기 max(F/Z)는 차량 고유의 값이 된다. 여기서, 기울기 max(γ)는, 타이어 접지면에 작용하는 마찰력이 변해도 불변한다. 따라서, 상기 기울기 max(γ) 및 max(F/Z)를 용이하게 미리 준비해 둘 수 있다.
또한, 합력(F)과 슬립도(Z)의 관계를, 제동력 및 구동력(Fx)과 슬립율(λ)의 관계로 설명하면 다음과 같이 된다. max(Fx/λ)와 max(γ)는, 그립율(λ)이 미소하고 타이어가 확실하게 그립한 상태, 즉 타이어 특성이 선형 상태일 때의 값이다. 즉, 제동력 및 구동력(Fx)과 슬립율(λ)의 관계선(타이어 특성 곡선)에 있어서, 제동력 및 구동력(Fx)의 변화와 슬립율(λ)의 변화가 선형 관계가 될 때의 상기 관계선 상의 접선의 기울기가 max(γ)이다. 즉, 원점(O)에서의 접선의 기울기가 max(γ)가 된다. 그리고, 상기 max(γ)가 얻어지는 제동력 및 구동력(Fx)과 슬립율(λ)의 비(Fx/λ)가 max(Fx/λ)가 된다. 상기 max(Fx/λ)는, 차량 고유의 값이 된다. 여기서, 기울기 max(γ)는 타이어 접지면에 작용하는 마찰력이 변해도 불변한다. 따라서, 상기 기울기 max(γ) 및 max(Fx/λ)를 용이하게 미리 준비해 둘 수 있다.
마찬가지로, 합력(F)과 슬립도(Z)의 관계를, 횡력(Fy)과 슬립각(βt)의 관계로 설명하면 다음과 같이 된다. max(Fy/βt)와 max(γ)는, 그립율(λ)이 미소하고 타이어가 확실하게 그립한 상태, 즉 타이어 특성이 선형 상태일 때의 값이다. 즉, 횡력(Fy)과 슬립각(βt)의 관계선(타이어 특성 곡선)에 있어서, 횡력(Fy)의 변화와 슬립각(βt)의 변화가 선형 관계가 될 때의 상기 관계선 상의 접선의 기울기가 max(γ)이다. 즉, 원점(O)에서의 접선의 기울기가 max(γ)가 된다. 그리고, 그 max(γ)가 얻어지는 횡력(Fy)과 슬립각(βt)의 비(Fy/βt)가 max(Fy/βt)가 된다. 상기 max(Fy/βt)는 차량 고유의 값이 된다. 여기서, 기울기 max(γ)는, 타이어 접지면에 작용하는 마찰력이 변해도 불변한다. 따라서, 상기 기울기 max(γ) 및 max(Fy/βt)를 용이하게 미리 준비해 둘 수 있다.
이상과 같이, 합력(F)과 슬립도(Z)의 비(F/Z)와, 타이어 특성 곡선의 접선의 기울기(μ 구배)(γ)와의 관계를 3차원 좌표계의 특성(μ 구배 특성)으로서 얻을 수 있다.
도 29는, 합력(F)과 슬립도(Z)의 비(F/Z)와, 타이어 특성 곡선의 접선의 기울기(μ 구배)(γ)와의 관계를 3차원 좌표계의 특성(μ 구배 특성)으로서 도시한다. 여기서, 도 29 중, γ0은 기준값인 max(γ)에 상당한다. 또한, (Fx0/λ0)은 기준비인 max(Fx/λ)에 상당한다. 또한, (Fy0/βt0)은 기준비인 max(Fy/βt)에 상당한다. 본 실시 형태에서는, 도 29에 도시하는 바와 같은 특성을 맵(3D의 μ 구배 특성 맵)으로서 가짐으로써, 마찰력에 의존하지 않고, 직접 그립 상태나 마찰 한계에 대한 여유도를 판정할 수 있도록 한 것이다.
(실시 형태)
이상의 기술의 채용에 의해 실현한 실시 형태를 다음에 설명한다.
(제1 실시 형태)
(구성)
도 30은 제1 실시 형태의 차량의 개략 구성을 도시한다. 도 30에 도시하는 차량은 전동 4륜 구동차이다. 도 30에 도시한 바와 같이, 차량은, 조타각 센서(1), 요 레이트 센서(2), 횡가속도 센서(3), 전후 가속도 센서(4), 차륜속 센서(5), EPSECU(Electric Power Steering Electronic Control Unit)(6), EPS(Electric Power Steering) 모터(7) 및 차량 주행 상태 추정 장치(8)를 구비한다. 또한, 차량은, 각 차륜(11FL~11RR)에 직결한 제동 및 구동 모터(21FL~21RR), 제동 및 구동 모터 ECU(Electronic Control Unit)(22)를 구비한다.
조타각 센서(1)는, 스티어링 휠(9)과 일체로 회전하는 스티어링 샤프트(10)의 회전각을 검출한다. 조타각 센서(1)는, 그 검출 결과(조타각)를 차량 주행 상태 추정 장치(8)에 출력한다. 요 레이트 센서(2)는, 차량의 요 레이트를 검출한다. 요 레이트 센서(2)는, 그 검출 결과를 차량 주행 상태 추정 장치(8)에 출력한다. 횡가속도 센서(3)는 차량의 횡가속도를 검출한다. 횡가속도 센서(3)는, 그 검출 결과를 차량 주행 상태 추정 장치(8)에 출력한다. 전후 가속도 센서(4)는 차량의 전후 가속도를 검출한다. 전후 가속도 센서(4)는, 그 검출 결과를 차량 주행 상태 추정 장치(8)에 출력한다. 차륜속 센서(5)는, 차체에 설치된 각 차륜(11FL~11RR)의 차륜속을 검출한다. 차륜속 센서(5)는, 그 검출 결과를 차량 주행 상태 추정 장치(8)에 출력한다.
EPSECU(6)는, 조타각 센서(1)가 검출한 조타각을 바탕으로 조타 어시스트 지령을 EPS 모터(7)에 출력한다. 여기서 말하는 조타 어시스트 지령은, 조타력 어시스트를 행하기 위한 지령 신호이다. 또한, EPSECU(6)는, 차량 주행 상태 추정 장치(8)가 출력하는 지령값(불안정 거동 억제 어시스트 지령)을 바탕으로 조타 어시스트 지령을 EPS 모터(7)에 출력한다. 여기서 말하는 조타 어시스트 지령은, 차량의 불안정 거동을 억제하기 위한 지령 신호이다.
EPS 모터(7)는, EPSECU(6)가 출력하는 조타 어시스트 지령을 바탕으로 스티어링 샤프트(10)에 회전 토크를 부여한다. 이로 인해, EPS 모터(7)는, 스티어링 샤프트(10)에 연결되어 있는 랙·앤드·피니언 기구[피니언(12), 랙(13)], 타이로드(14) 및 너클 아암을 통해 좌우의 전륜(11FL, 11FR)의 전타를 보조한다.
제동 및 구동 모터 ECU(22)는, 브레이크 페달(15) 및 액셀러레이터 페달(16)로부터의 드라이버 입력, 및 차량 주행 상태 추정 장치(8)로부터의 정보를 바탕으로 제동 및 구동 모터(21FL~21RR)를 제어한다.
차량 주행 상태 추정 장치(8)는, 조타각 센서(1), 요 레이트 센서(2), 횡가속도 센서(3), 전후 가속도 센서(4) 및 차륜속 센서(5)의 검출 결과 등을 바탕으로 차량의 주행 상태를 추정한다. 차량 주행 상태 추정 장치(8)는, 그 추정 결과를 바탕으로 지령값(불안정 거동 억제 어시스트 지령)을 EPSECU(6) 및 제동 및 구동 모터 ECU(22)에 출력한다. 여기서 말하는 지령값은, 차량의 불안정 거동을 억제하도록 EPS 모터(7)나 제동력 및 구동력을 제어하기 위한 지령 신호이다.
도 31은 차량 주행 상태 추정 장치(8)의 내부 구성을 도시한다. 도 31에 도시한 바와 같이, 차량 주행 상태 추정 장치(8)는, 차체 속도 연산부(41), 슬립율 추정부(42), 제동력 및 구동력 추정부(43), 타이어 슬립각 추정부(44), 횡력 추정부(45), 제동력 및 구동력-슬립율비 추정부(이하, Fx/λ 연산부라고 함)(46), 횡력-슬립각비 추정부(이하, Fy/βt 연산부라고 함)(47), 타이어 그립 상태 연산부(μ 구배 연산부)(48), 제동력 및 구동력 보정 지령값 연산부(49), 선회 특성 연산부(50) 및 선회 어시스트 지령값 연산부(51)를 구비한다.
차체 속도 연산부(41)는, 차륜속 센서(5)가 검출한 차륜속 및 전후 가속도 센서(4)가 검출한 전후 가속도를 바탕으로 차체 속도를 추정한다. 구체적으로는, 차체 속도 연산부(41)는, 종동륜(11RL, 11RR)의 차륜속의 평균값, 또는 각 차륜(11FL~11RR)의 차륜속의 평균값을 산출하고, 그 산출 값을 차체 속도의 기본값으로 하고 있다. 차체 속도 연산부(41)는, 그 기본값을 전후 가속도에 의해 보정한다. 구체적으로는, 그 기본값으로부터 급가속시의 타이어 공전이나 급제동시의 타이어 로크에 의한 오차의 영향을 제외하도록 보정을 한다. 차체 속도 연산부(41)는, 그 보정한 값을, 추정한 차체 속도로 하고 있다. 차체 속도 연산부(41)는, 그 추정 결과를 슬립율 추정부(42) 및 타이어 슬립각 추정부(44)에 출력한다.
슬립율 추정부(42)는, 차륜속 센서(5)가 검출한 각 차륜(11FL~11RR)의 차륜속 및 차체 속도 연산부(41)가 산출한 차체 속도를 바탕으로, 전후륜(전륜 2륜분과 후륜 2륜분)의 슬립율(λf, λr)을 산출한다. 슬립율 추정부(42)는, 그 산출 결과를 Fx/λ 연산부(46)에 출력한다.
제동력 및 구동력 추정부(43)는, 제동 및 구동 모터(21FL~21RR)의 회전 속도 및 전류값을 바탕으로, 전후륜에서 출력하는 제동력 및 구동력(제동 및 구동 토크)(Fxf,Fxr)을 추정한다. 예를 들어, 제동력 및 구동력 추정부(43)는, 제동 및 구동 모터 ECU(22)를 통해 제동 및 구동 모터(21FL~21RR)의 회전 속도 및 전류값을 얻고 있다. 전후륜 각각의 제동력 및 구동력(Fxf, Fxr)의 산출에 대해서는, 구체적으로는, 제동력 및 구동력 추정부(43)는, 우선 하기 (1)식에 의해 각 제동 및 구동 모터(21FL~21RR)의 제동 및 구동 토크(TTir)를 산출한다.
Figure 112011039762823-pct00001
여기서, 제동 및 구동 모터(21FL~21RR)는 전류(I)에 비례한 토크를 발생한다. 그 비례 계수를 KMTR라고 한다. 또한, 모터 각을 θMTR라고 했을 때, 그 모터 각(θMTR)에 대한 각가속도 및 각속도에 비례한 토크 손실과 마찰에 의한 토크 손실이 있으므로, 이들 토크 손실을 보정한다. 이때, 관성에 상당하는 게인을 IMTR, 점성(역 기전력 포함)에 상당하는 게인을 CMTR, 마찰을 RMTR이라고 하고, 이들 파라미터를 사전에 동정해 둔다.
그리고, 제동력 및 구동력 추정부(43)는, 전륜(11FL, 11FR)의 제동 및 구동 모터(21FL, 21FR)의 제동 및 구동 토크(TTir)의 합계치를 전방 좌우 2륜의 제동 및 구동 토크로 한다. 또한, 제동력 및 구동력 추정부(43)는, 후륜(11RL, 11RR)의 제동 및 구동 모터(21RL, 21RR)의 제동 및 구동 토크(TTir)의 합계치를 후방 좌우 2륜의 제동 및 구동 토크로 한다.
그리고, 제동력 및 구동력 추정부(43)는, 전후륜 각각의 제동 및 구동 토크(TTir)를 타이어동 반경 배로 하여, 전후륜 각각의 제동력 및 구동력(Fxf, Fxr)을 산출한다. 제동력 및 구동력 추정부(43)는, 그 산출 결과(추정 결과)를 Fx/λ 연산부(46)에 출력한다. 여기서, 전후륜 각각의 제동력 및 구동력(Fxf, Fxr)은, 전후에 있어서의 좌우 2륜의 합성력이 된다.
Fx/λ 연산부(46)는, 슬립율 추정부(42) 및 제동력 및 구동력 추정부(43)가 산출한 전후륜의 슬립율(λf, λr) 및 제동력 및 구동력(Fxf, Fxr)을 바탕으로, 제동력 및 구동력(Fxf, Fxr)과 슬립율(λf, λr)의 비(Fxf/λf, Fxr/λr)를 산출한다. Fx/λ 연산부(46)는, 그 산출 결과를 타이어 그립 상태 연산부(48)에 출력한다.
타이어 슬립각 추정부(44)는, 차체 슬립각(차량의 횡활각)(β)을 추정하고, 그 추정한 차체 슬립각(β)을 전후륜 각각의 슬립각(타이어 슬립각)(βt)으로 변환하고 있다.
그로 인해, 우선, 타이어 슬립각 추정부(44)는, 조타각 센서(1)가 검출한 조타각[타이어 타각(δ)], 요 레이트 센서(2)가 검출한 요 레이트(γ)(φ'), 횡가속도 센서(3)가 검출한 횡가속도, 전후 가속도 센서(4)가 검출한 전후 가속도 및 차체 속도 연산부(41)가 산출한 차체 속도(V)를 바탕으로, 차량의 횡활각(슬립각)을 추정한다.
도 32는, 차량의 횡활각(슬립각)을 추정하기 위한 타이어 슬립각 추정부(44)의 구성예를 도시한다. 도 32에 도시한 바와 같이, 타이어 슬립각 추정부(44)는, 차량의 상태량[차량의 횡활각(β), 슬립각(β)]을 추정하는 선형 2입력 옵저버(61)를 구비한다. 이로 인해, 타이어 슬립각 추정부(44)는, 차량의 횡활각(슬립각)(β)을 추정한다. 여기서, 차량의 2륜 모델을 바탕으로 선형 2입력 옵저버(61)를 구축하고 있다. 그 차량의 2륜 모델을, 차량의 횡방향의 힘과 모멘트의 균형으로부터, 하기 (2)식으로 나타낼 수 있다.
Figure 112011039762823-pct00002
여기서, 도 32에 도시하는 A, B, C, D는 차량의 선형 2륜 모델에 의해 결정되는 행렬이다. 또한, 타이어 타각을 입력(u)으로 하고, 요 레이트와 횡가속도를 출력(y)으로 하면, 상기 (2)식의 상태 방정식(출력 방정식)은, 하기 (3)식과 같이 된다.
여기서, m은 차량 질량이다. I는 요 관성 모멘트이다. lf는 차량 무게 중심점과 전방 차축간의 거리이다. lr은 차량 무게 중심점과 후방 차축간의 거리이다. Cpf는 전륜 코너링 파워(좌우륜 합계치)이다. Cpr은 후륜 코너링 파워(좌우륜 합계치)이다. V는 차체 속도이다. β는 차량의 횡활각이다. γ은 요 레이트이다. Gy는 횡가속도이다. a11, a12, b1은 행렬 A, B의 각 요소이다.
그리고, 상기 상태 방정식을 바탕으로, 요 레이트와 횡가속도를 입력으로 하고, 옵저버 게인(K1)으로서 선형 2입력 옵저버(61)를 작성한다. 여기서, 옵저버 게인(K1)은, 모델화 오차의 영향을 받기 어렵고 또한 안정된 추정을 행할 수 있도록 설정한 값이다. 또한, 옵저버에 대해서는, GPS(Global Positioning System) 등을 이용한 실 계측이나 전혀 다른 추정 방법으로 치환하는 것도 가능하다.
또한, 선형 2입력 옵저버(61)는, 적분기(62)의 입력을 보정하는 β 추정 보상기(63)를 구비한다. 이로 인해, 선형 2입력 옵저버(61)는, 한계 영역에 있어서도 추정 정밀도를 확보할 수 있다. 즉, β 추정 보상기(63)를 구비함으로써, 차량의 2륜 모델의 설계시에 상정한 노면 상황이면서 또한 타이어의 횡활각이 비선형 특성이 되지 않는 선형 영역뿐만 아니라, 노면(μ) 변화시나 한계 주행시에 있어서도 횡활각(β)을 고정밀도로 추정할 수 있다.
도 33은 차체 횡활각(β)으로 주행하고 있는 선회중의 차량을 도시한다. 도 33에 도시한 바와 같이, 차체에 작용하는 장의 힘, 즉 선회 중심으로부터 외측을 향해 작용하는 원심력도, 차폭 방향으로부터 횡활각(β)만큼 어긋난 방향으로 발생한다. 그로 인해, β 추정 보상기(63)는, 하기 (4)식에 따라서 장의 힘의 어긋난 분(β2)을 산출한다. 상기 어긋난 분(β2)은, 선형 2입력 옵저버(61)가 추정한 차량의 횡활각(β)에 보정을 가할 때의 기준값(목표값)(G)이 된다.
Figure 112011039762823-pct00004
여기서, Gx는 전후 가속도이다. 또한, 도 34에 도시한 바와 같이, 속도 변화에 의한 힘의 균형도 고려한다. 이로 인해, 선회에 의한 것만을 추출하면, 상기 (4)식을 하기 (5)식으로서 나타낼 수 있다.
Figure 112011039762823-pct00005
그리고, β 추정 보상기(63)는, 그 목표값(β2)을 선형 2입력 옵저버(61)가 추정한 횡활각(β)으로부터 감산한다. 또한, β 추정 보상기(63)는, 그 감산 결과에, 도 35의 제어 맵에 의해 설정한 보상 게인(K2)을 승산한다. 그리고, β 추정 보상기(63)는, 그 승산 결과를 적분기(62)의 입력으로 하고 있다.
도 35의 제어 맵에서는, 차량의 횡방향 가속도(Gy)의 절대값(|Gy|)이 제1 임계값 이하인 경우, 보상 게인(K2)이 0이 된다. 또한, 차량의 횡방향 가속도(Gy)의 절대값이 제1 임계값보다 큰 제2 임계값 이상인 경우, 보상 게인(K2)이 비교적 큰 일정값이 된다. 또한, 차량의 횡방향 가속도(Gy)의 절대값이 제1 임계값과 제2 임계값의 사이에 있을 경우, 횡방향 가속도(Gy)의 절대값이 커질수록 보상 게인(K2)이 커진다.
이와 같이, 도 35의 제어 맵에서는, 횡방향 가속도(Gy)의 절대값이 제1 임계값 이하이고 0 근방의 값이 되는 경우, 보상 게인(K2)을 0으로 하고 있다. 이로 인해, 직진시와 같이 선회(G)가 발생하지 않는 상황 하에서는 보정을 할 필요가 없으므로, 잘못해서 보정이 행해지지 않도록 하고 있다. 또한, 도 35의 제어 맵에서는, 횡방향 가속도(Gy)의 절대값이 증가하여 제1 임계값보다 커지면(예를 들어, 0.1G보다 커지면), 횡방향 가속도(Gy)의 절대값에 비례해서 피드백 게인(보상 게인)(K2)을 증대시켜 나간다. 또한, 횡방향 가속도(Gy)의 절대값이 제2 임계값 이상이 되면(예를 들어, 0.5G 이상이 되면), 보상 게인(K2)을 제어가 안정되는 일정값으로 하고 있다. 이렇게 함으로써, 횡활각(β)의 추정 정밀도를 향상시키고 있다.
계속해서, 타이어 슬립각 추정부(44)는, 이상과 같이 해서 산출한 차량의 횡활각(차량의 슬립각)(β)을 바탕으로, 하기 (6)식에 따라서 전후륜 각각의 슬립각(βf, βr)[차륜의 슬립각(βtf, βtr)]을 산출한다.
Figure 112011039762823-pct00006
타이어 슬립각 추정부(44)는, 산출한 전후륜의 슬립각(βtf, βtr)(βt)을 Fy/βt 연산부(47)에 출력한다.
횡력 추정부(45)는, 요 레이트 센서(2)가 검출한 요 레이트(γ) 및 횡가속도 센서(3)가 검출한 횡가속도(Gy)를 바탕으로, 하기 (7)식에 따라서 전후륜 각각의 횡력(Fyf, Fyr)을 산출한다.
Figure 112011039762823-pct00007
여기서, 요 레이트(γ) 및 횡가속도(Gy)는, 도 36에 도시하는 바와 같은 값이다. 횡력 추정부(45)는, 산출한 횡력(Fyf, Fyr)을 Fy/βt 연산부(47)에 출력한다. 여기서, 전후륜 각각의 횡력(Fyf, Fyr)은, 전후에 있어서의 좌우 2륜의 합성력이 된다.
Fy/βt 연산부(47)는, 타이어 슬립각 추정부(44) 및 횡력 추정부(45)가 산출한 전후륜의 슬립각(βtf, βtr) 및 횡력(Fyf, Fyr)을 바탕으로, 횡력(Fyf, Fyr)과 슬립각(βtf, βtr)의 비(Fyf/βtf, Fyr/βtr)를 산출한다. Fy/βt 연산부(47)는, 그 산출 결과를 타이어 그립 상태 연산부(48)에 출력한다.
타이어 그립 상태 연산부(μ 구배 연산부)(48)는, Fx/λ 연산부(46)가 산출한 전후륜의 제동력 및 구동력(Fxf, Fxr)과 슬립율(λf, λr)의 비(Fxf/λf, Fxr/λr) 및 Fy/βt 연산부(47)가 산출한 횡력(Fyf, Fyr)과 슬립각(βtf, βtr)의 비(Fyf/βtf, Fyr/βtr)를 바탕으로, 전후륜의 그립 상태를 추정한다. 즉, 전후륜 각각에 대해서 μ 구배를 추정한다. 그로 인해, 타이어 그립 상태 연산부(48)는, 상기 도 29에 도시한 3D의 μ 구배 특성 맵을 갖는다. 그리고, 타이어 그립 상태 연산부(48)는, 그러한 3D의 μ 구배 특성 맵을 전후륜 각각에 대응시켜 갖는다. 예를 들어, 메모리 등의 기억 매체에 3D의 μ 구배 특성 맵을 기억하여 유지하고 있다.
여기서, 임의의 기준 노면에서 사전에 직진 주행 시험과 선회 주행 실험을 행하여, 그때의 데이터를 바탕으로 3D의 μ 구배 특성 맵을 작성한다. 구체적으로는, 기준 노면에서 실제 차량에서의 직진 가가속 실험에 의해, 제동력 및 구동력-슬립율 특성 곡선의 실 계측을 행한다. 또한, 기준 노면에서 실제 차량에서의 선회 실험(선회 반경 일정한 가속 원 선회가 좋음)에 의해, 횡력(코너링 포스)-타이어 슬립각 특성 곡선의 실 계측을 행한다. 상기 실 계측 결과를 바탕으로, 3D의 μ 구배 특성 맵을 작성한다. 또한, 직접 계측을 할 수 없는 경우에는, 다른 물리량을 계측해 두고 환산할 수도 있다. 예를 들어, 전후의 타이어 횡력(Fyf, Fyr)을 얻을 때에는, 횡가속도(Gy), 요 레이트(γ)를 계측하여, 이것과 차량 파라미터로 이루어지는 상기 (7)식을 연립하면 좋다(도 36 참조).
이로 인해, 타이어 그립 상태 연산부(48)는, 3D의 μ 구배 특성 맵을 참조하여 μ 구배를 얻는다. 도 37은, 3D의 μ 구배 특성 맵으로부터 μ 구배를 얻는 관계를, 3D의 μ 구배 특성 맵에 대한 입력과 출력의 관계로서 도시한다. 도 37에 도시한 바와 같이, 타이어 그립 상태 연산부(48)는, 전륜에 대응하는 3D의 μ 구배 특성 맵을 참조하여, 전륜의 제동력 및 구동력(Fxf)과 슬립율(λf)의 비(Fxf/λf) 및 전륜의 횡력(Fyf)과 슬립각(βtf)의 비(Fyf/βtf)를 입력으로 하고, 거기에 대응하는 전륜의 μ 구배(γ/γ0)를 산출(출력)한다. 또한, 타이어 그립 상태 연산부(48)는, 후륜에 대응하는 3D의 μ 구배 특성 맵을 참조하여, 후륜의 제동력 및 구동력(Fxr)과 슬립율(λr)의 비(Fxr/λr) 및 후륜의 횡력(Fyr)과 슬립각(βtr)의 비(Fyr/βtr)를 입력으로 하고, 거기에 대응하는 후륜의 μ 구배(γ/γ0)를 산출(출력)한다.
이때, 타이어 그립 상태 연산부(48)는, 3D의 μ 구배 특성 맵(특성면)을 구성하는 하나의 특성 곡선(2D의 μ 구배 특성 맵에 상당)에 대해서 μ 구배(γ/γ0)를 얻고 있는 것이 된다. 즉, 2D의 μ 구배 특성 맵의 경우와 마찬가지로(상기 도 6, 도 14), 3D의 μ 구배 특성 맵에서도, 타이어 특성 곡선의 접선의 기울기가 되는 μ 구배는, 그립 특성 파라미터, 타이어의 그립 상태를 나타내는 변수 또는 타이어가 횡방향으로 낼 수 있는 힘의 포화 상태를 나타내는 파라미터가 되는 것을 나타낸다. 이로 인해, μ 구배로부터 타이어의 그립력이 한계 영역인 것을 알 수 있다. 그 결과, 차륜의 그립력이 한계 영역에 있을 때에도, 타이어의 그립력의 마찰 한계에 대한 여유도를 적절하게 추정할 수 있다.
또한, 타이어 그립 상태 연산부(48)는, 전후륜 각각에 대해서 산출한 μ 구배(γ/γ0)를 전후 방향에 기여하는 성분과 횡방향에 기여하는 성분으로 분해한다. 즉, 그러한 분해가 없으면, 산출한 μ 구배(γ/γ0)는, 제동력 및 구동력(Fx)과 횡력(Fy)의 합력(F)의 방향에 대한 값이 된다. 이와 같은 합력(F)의 방향에 대한 값이 되는 μ 구배(γ/γ0)를, 전후 방향에 기여하는 성분과 횡방향에 기여하는 성분으로 분해해서 출력한다. 여기서, 산출한 μ 구배(γ/γ0)의 전후 방향에 기여하는 성분(이하, μ 구배 전후 방향 성분)은, 차륜의 전후 방향의 μ 구배에 비례한 값이 된다. 또한, 산출한 μ 구배(γ/γ0)의 횡방향에 기여하는 성분(이하, μ 구배 횡방향 성분)은, 차륜의 횡방향의 μ 구배에 비례한 값이 된다. 타이어 그립 상태 연산부(48)는, μ 구배 전후 방향 성분을 제동력 및 구동력 보정 지령값 연산부(49)에 출력하고, μ 구배 횡방향 성분을 선회 특성 연산부(50)에 출력한다.
제동력 및 구동력 보정 지령값 연산부(49)는, μ 구배 전후 방향 성분을 바탕으로 제동력 및 구동력의 제어 보정 지령을 출력한다. 도 38은 그 처리의 일례를 도시한다. 도 38에 도시한 바와 같이, 우선 스텝 S1에서, 제동력 및 구동력 보정 지령값 연산부(49)는, μ 구배 전후 방향 성분이 소정의 임계값(Kx1)보다 큰지의 여부를 판정한다. 소정의 임계값(Kx1)은, 실험값, 경험값 또는 이론값 등이다. 예를 들어, 소정의 임계값(Kx1)은, 양의 값으로 임의의 값이다. 또한, μ 구배 전후 방향 성분은, γ/γ0로서 무차원화한 μ 구배로부터 얻어지는 값이므로, 소정의 임계값(Kx1)은, 그러한 무차원화한 점을 고려한 값이 된다.
여기서, 제동력 및 구동력 보정 지령값 연산부(49)는, μ 구배 전후 방향 성분이 소정의 임계값(Kx1)보다 큰 경우(μ 구배 전후 방향 성분>Kx1), 스텝 S2로 진행한다. 또한, 제동력 및 구동력 보정 지령값 연산부(49)는, μ 구배 전후 방향 성분이 소정의 임계값(Kx1) 이하인 경우(μ 구배 전후 방향 성분≤Kx1), 스텝 S3으로 진행한다. 또한, 선형 영역(차륜력의 변화와 슬립도의 변화의 관계가 선형 관계가 되는 영역)에서의 μ 구배 전후 방향 성분을 Kx0이라고 하면, Kx0이 소정의 임계값(Kx1)보다 커지는 관계가 성립한다(Kx0>Kx1).
스텝 S2에서는, 제동력 및 구동력 보정 지령값 연산부(49)는, 그립 상태(높은 그립 상태)로 판단하여, 통상의 제동력 및 구동력 제어(통상 제어 모드)를 실시한다. 그러기 위하여, 제동력 및 구동력 보정 지령값 연산부(49)는, 제동 및 구동 모터 ECU(22)에 제동력 및 구동력의 제어 보정 지령을 출력하지 않도록 한다. 또는, 제동력 및 구동력 보정 지령값 연산부(49)는, 제동 및 구동 모터 ECU(22)에 통상의 제동력 및 구동력 제어를 실시 가능하게 하는 제어 보정 지령을 출력한다. 그리고, 제동력 및 구동력 보정 지령값 연산부(49)는, 상기 도 38에 도시하는 처리를 종료한다.
스텝 S3에서는, 제동력 및 구동력 보정 지령값 연산부(49)는, μ 구배 전후 방향 성분이 소정의 임계값(Kx2)보다 큰지의 여부를 판정한다. 소정의 임계값(Kx2)은, 실험값, 경험값 또는 이론값 등이다. 또한, 소정의 임계값(Kx2)은, 상기 소정의 임계값(Kx1) 미만의 값이다(Kx2<Kx1). 예를 들어, 소정의 임계값(Kx2)은 0 근방의 값이다. 또한, μ 구배 전후 방향 성분은, γ/γ0로서 무차원화한 μ 구배로부터 얻어지는 값이므로, 소정의 임계값(Kx2)은, 그러한 무차원화한 점을 고려한 값이 된다.
여기서, 제동력 및 구동력 보정 지령값 연산부(49)는, μ 구배 전후 방향 성분이 소정의 임계값(Kx2)보다 클 경우(Kx1≥μ 구배 전후 방향 성분>Kx2), 스텝 S4로 진행한다. 또한, 제동력 및 구동력 보정 지령값 연산부(49)는, μ 구배 전후 방향 성분이 소정의 임계값(Kx2) 이하인 경우(μ 구배 전후 방향 성분≤Kx2), 스텝 S5로 진행한다.
스텝 S4에서는, 제동력 및 구동력 보정 지령값 연산부(49)는, 비선형 상태이기는 하지만, 아직 그립력이 포화점보다는 앞이라고 판단하여, 현 시점보다 제동력 및 구동력이 커지는 것을 억제하는 제동력 및 구동력 제어(제동력 및 구동력 증가 금지 제어 모드)를 실시한다. 그러기 위하여, 제동력 및 구동력 보정 지령값 연산부(49)는, 제동 및 구동 모터 ECU(22)에 액셀러레이터 조작이나 브레이크 조작 등에 기초하는 제동력 및 구동력의 증가를 억제하기 위한 제어 보정 지령을 출력한다. 예를 들어, 액셀러레이터 조작이나 브레이크 조작 등에 기초하는 제동력 및 구동력의 증가분을 감산하는 값의 제어 보정 지령을 출력한다. 그리고, 제동력 및 구동력 보정 지령값 연산부(49)는, 상기 도 38에 도시하는 처리를 종료한다.
스텝 S5에서는, 제동력 및 구동력 보정 지령값 연산부(49)는, 그립력이 포화한 영역에 있다고 판단하여, 제동력 및 구동력을 감소시켜 그립력을 회복시키는 제동력 및 구동력 제어(제동력 및 구동력 감소 제어 모드)를 실시한다. 그러기 위하여, 제동력 및 구동력 보정 지령값 연산부(49)는, 제동 및 구동 모터 ECU(22)에 제동력 및 구동력을 감소시키는(제동력 및 구동력을 빼는) 제어 보정 지령을 출력한다. 예를 들어, 액셀러레이터 조작이나 브레이크 조작 등이 있어도, 그 조작에 기초하는 제동력 및 구동력의 증가를 캔슬하면서, 제동력 및 구동력을 감소시키는 제어 보정 지령을 출력한다. 그리고, 제동력 및 구동력 보정 지령값 연산부(49)는, 상기 도 38에 도시하는 처리를 종료한다.
이상과 같이, 제동력 및 구동력 보정 지령값 연산부(49)가 μ 구배 전후 방향 성분에 기초하여 처리를 행하고 있다. 또한, 제동력 및 구동력 보정 지령값 연산부(49)는, 전후륜 각각의 μ 구배 전후 방향 성분에 기초하여 이 처리를 행하고 있다.
선회 특성 연산부(50)는, μ 구배 횡방향 성분을 바탕으로 선회 상태(차량 거동)를 판정한다. 도 39는 그 판정 처리의 일례를 도시한다. 도 39에 도시한 바와 같이, 우선 스텝 S11에서, 선회 특성 연산부(50)는 차량 거동의 지표가 되는 스태틱 마진(SM)을 산출한다. 구체적으로는, 선회 특성 연산부(50)는, 전후륜의 μ 구배 횡방향 성분(Kf, Kr)을 바탕으로, 하기 (8)식에 따라 스태틱 마진(SM)을 산출한다.
Figure 112011039762823-pct00008
스태틱 마진(SM)은, 드리프트 아웃이나 스핀의 발생하기 쉬움을 나타내는 값이 된다. 또한, 스태틱 마진(SM)은, 타이어 횡력의 포화 상태를 나타내는 값이 된다. 예를 들어, 스태틱 마진(SM)은, 전륜(11FL, 11FR)의 그립 상태가 한계에 도달하여(타이어 횡력이 포화하여), 전륜의 μ 구배 횡방향 성분(Kf)이 0 또는 음의 값이 되면 작아진다. 즉, 전륜에서 슬립도가 커져도 차륜력이 증대하지 않는 상태(차륜력이 포화한 상태)가 되어, 드리프트 아웃이 발생하기 쉬운 상태가 되면, 스태틱 마진(SM)은 작아진다.
계속해서 스텝 S12에서, 선회 특성 연산부(50)는, 상기 스텝 S11에서 산출한 스태틱 마진(SM)이 0인지의 여부를 판정한다. 여기서, 선회 특성 연산부(50)는, 스태틱 마진(SM)이 0인 경우(SM=0), 스텝 S13으로 진행한다. 또한, 선회 특성 연산부(50)는, 스태틱 마진(SM)이 0이 아닌 경우(SM≠0), 스텝 S14로 진행한다. 또한, 스태틱 마진(SM)이 0을 포함하는 소정의 범위 내에 있을 경우에, 스태틱 마진(SM)이 0이라고 판정할 수도 있다.
스텝 S14에서는, 선회 특성 연산부(50)는, 스태틱 마진(SM)이 양의 값인지의 여부를 판정한다. 여기서, 선회 특성 연산부(50)는, 스태틱 마진(SM)이 양의 값일 경우(SM>0), 스텝 S15로 진행한다. 또한, 선회 특성 연산부(50)는, 그렇지 않을 경우(SM<0), 스텝 S16으로 진행한다.
스텝 S13에서는, 선회 특성 연산부(50)는, 차량의 선회 특성이 뉴트럴 스티어 경향에 있다(뉴트럴 스티어일 가능성이 높다)고 판정한다. 또한, 스텝 S15에서는, 선회 특성 연산부(50)는, 차량의 선회 특성이 언더 스티어 경향에 있다(언더 스티어가 될 가능성이 높다)고 판정한다. 또한, 스텝 S16에서는, 선회 특성 연산부(50)는, 차량의 선회 특성이 오버 스티어 경향에 있다(오버 스티어가 될 가능성이 높다)고 판정한다. 선회 특성 연산부(50)는, 그 판정 결과를 선회 어시스트 지령값 연산부(51)에 출력한다.
이상과 같이, 선회 특성 연산부(50)가 전후륜의 μ 구배 횡방향 성분에 기초하여 처리를 행하고 있다.
선회 어시스트 지령값 연산부(51)는, 선회 특성 연산부(50)의 판정 결과를 바탕으로 선회 어시스트 지령값을 산출한다. 도 40은 그 처리의 일례를 도시한다. 도 40에 도시한 바와 같이, 우선 스텝 S21에서, 선회 어시스트 지령값 연산부(51)는, 선회 특성이 뉴트럴 스티어 경향(SM=0)인지의 여부를 판정한다. 여기서, 선회 어시스트 지령값 연산부(51)는, 선회 특성이 뉴트럴 스티어 경향인 경우, 상기 도 40이 도시하는 처리를 종료한다. 또한, 선회 어시스트 지령값 연산부(51)는, 그렇지 않을 경우(SM≠0, 언더 스티어 경향 또는 오버 스티어 경향), 스텝 S22로 진행한다.
스텝 S22에서는, 선회 어시스트 지령값 연산부(51)는, 선회 특성이 언더 스티어 경향(SM>0)인지의 여부를 판정한다. 여기서, 선회 어시스트 지령값 연산부(51)는, 선회 특성이 언더 스티어 경향인 경우(언더 스티어가 될 가능성이 높은 경우), 스텝 S23으로 진행한다. 또한, 선회 어시스트 지령값 연산부(51)는, 그렇지 않을 경우(SM≤0, 오버 스티어 경향) 스텝 S25로 진행한다.
스텝 S23에서는, 선회 어시스트 지령값 연산부(51)는, 전륜의 μ 구배 횡방향 성분(횡방향 그립)이 소정의 임계값(Ky1) 미만인지의 여부를 판정한다. 소정의 임계값(Ky1)은, 실험값, 경험값 또는 이론값 등이다. 예를 들어, 소정의 임계값(Ky1)은 0 근방의 값이다. 또한, μ 구배 횡방향 성분은, γ/γ0로서 무차원화한 μ 구배로부터 얻어지는 값이므로, 소정의 임계값(Ky1)은, 그러한 무차원화한 점을 고려한 값이 된다.
여기서, 선회 어시스트 지령값 연산부(51)는, 전륜의 μ 구배 횡방향 성분이 소정의 임계값(Ky1) 미만인 경우(μ 구배 횡방향 성분<Ky1), 스텝 S24로 진행한다. 또한, 선회 어시스트 지령값 연산부(51)는, 전륜의 μ 구배 횡방향 성분이 소정의 임계값(Ky1) 이상인 경우(μ 구배 횡방향 성분≥Ky1), 상기 도 40이 도시하는 처리를 종료한다.
스텝 S24에서는, 선회 어시스트 지령값 연산부(51)는, 차량이 드리프트 아웃될 가능성이 높다고 판단하여, EPS의 조타 반력 제어를 실시한다. 구체적으로는, 선회 어시스트 지령값 연산부(51)는, 운전자에 의한 조타의 추가 꺾음을 억제하는 방향으로 조타 반력을 부가하기 위한 선회 어시스트 지령값을 EPSECU(6)에 출력한다. 그리고, 선회 어시스트 지령값 연산부(51)는, 상기 도 40이 도시하는 처리를 종료한다.
스텝 S25에서는, 선회 어시스트 지령값 연산부(51)는, 전륜의 μ 구배 횡방향 성분이 소정의 임계값(Ky2) 미만인지의 여부를 판정한다. 소정의 임계값(Ky2)은, 실험값, 경험값 또는 이론값 등이다. 상기 소정의 임계값(Ky2)을, 상기 소정의 임계값(Ky1)과 동일한 값으로 할 수도 있고 다른 값으로 할 수도 있다. 예를 들어, 소정의 임계값(Ky2)은 0 근방의 값이다. 또한, μ 구배 횡방향 성분은, γ/γ0로서 무차원화한 μ 구배로부터 얻어지는 값이므로, 소정의 임계값(Ky2)은, 그러한 무차원화한 점을 고려한 값이 된다.
여기서, 선회 어시스트 지령값 연산부(51)는, 전륜의 μ 구배 횡방향 성분이 소정의 임계값(Ky2) 미만인 경우(μ 구배 횡방향 성분<Ky2), 스텝 S26으로 진행한다. 또한, 선회 어시스트 지령값 연산부(51)는, 전륜의 μ 구배 횡방향 성분이 소정의 임계값(Ky2) 이상인 경우(μ 구배 횡방향 성분≥Ky2), 상기 도 40이 도시하는 처리를 종료한다.
스텝 S26에서는, 선회 어시스트 지령값 연산부(51)는, 차량이 스핀될 가능성이 높다고 판단하여, EPS의 조타 반력 제어를 실시한다. 구체적으로는, 선회 어시스트 지령값 연산부(51)는, 운전자에게 조타의 되꺾음을 촉구하는 방향으로 조타 반력을 부가하기 위한 선회 어시스트 지령값을 EPSECU(6)에 출력한다. 즉, 카운터 스티어(복귀 조타)를 보조하도록 토크를 부가한다. 그리고, 선회 어시스트 지령값 연산부(51)는, 상기 도 40이 도시하는 처리를 종료한다.
이상과 같이, 선회 어시스트 지령값 연산부(51)가 선회 특성 연산부(50)의 판정 결과에 기초하여 처리를 행하고 있다.
(동작 및 작용)
도 41은, 차체 주행 상태 추정 장치(8)에서의 연산 처리 수순의 일례를 도시한다. 차체 주행 상태 추정 장치(8)는, 상기 연산 처리를 차량 주행중에 실행한다.
우선, 차체 주행 상태 추정 장치(8)에서는, 차체 속도 연산부(41)가 차체 속도를 산출한다(스텝 S31). 차체 주행 상태 추정 장치(8)에서는, 슬립율 추정부(42)가 상기 차체 속도를 바탕으로 전후륜 각각의 슬립율(λf, λr)을 산출한다(스텝 S32). 또한, 차체 주행 상태 추정 장치(8)에서는, 타이어 슬립각 추정부(44)가 전후륜 각각의 슬립각(βtf, βtr)을 산출한다(스텝 S33). 한편, 차체 주행 상태 추정 장치(8)에서는, 제동력 및 구동력 추정부(43)가 전후륜 각각의 제동력 및 구동력(Fxf, Fxr)을 산출한다(스텝 S34). 또한, 차체 주행 상태 추정 장치(8)에서는, 횡력 추정부(45)가 전후륜 각각에 대해서 횡력(Fyf, Fyr)을 산출한다(스텝 S35). 그리고, 차체 주행 상태 추정 장치(8)에서는, Fx/λ 연산부(46)가 전후륜 각각에 대해서, 제동력 및 구동력(Fxf, Fxr)과 슬립율(λf, λr)의 비(Fxf/λf, Fxr/λr)를 산출한다(스텝 S36). 또한, 차체 주행 상태 추정 장치(8)에서는, Fy/βt 연산부(47)가 전후륜 각각에 대해서, 횡력(Fyf, Fyr)과 슬립각(βtf, βtr)의 비(Fyf/βtf, Fyr/βtr)를 산출한다(스텝 S37).
계속해서, 차체 주행 상태 추정 장치(8)에서는, 타이어 그립 상태 연산부(48)가, 3D의 μ 구배 특성 맵을 바탕으로 μ 구배(그립 특성 파라미터)를 추정한다(스텝 S38). 즉, 타이어 그립 상태 연산부(48)는, 전후륜 각각의 3D의 μ 구배 특성 맵을 참조하여, 제동력 및 구동력(Fxf, Fxr)과 슬립율(λf, λr)의 비(Fx/λ) 및 횡력(Fyf, Fyr)과 슬립각(βtf, βtr)의 비(Fy/βt)에 대응하는 전후륜 각각의 주행중의 μ 구배(γ/γ0)를 산출한다. 그리고, 타이어 그립 상태 연산부(48)는, 전후륜 각각의 μ 구배(γ/γ0)를 전후 방향에 기여하는 성분(μ 구배 전후 방향 성분)과 횡방향에 기여하는 성분(μ 구배 횡방향 성분)으로 분해한다(스텝 S39).
그리고, 차체 주행 상태 추정 장치(8)에서는, 제동력 및 구동력 보정 지령값 연산부(49)가, 전후륜 각각의 μ 구배 전후 방향 성분을 바탕으로, 제동력 및 구동력(전후륜 각각의 제동력 및 구동력)의 제어 보정 지령을 출력한다(스텝 S40). 한편, 차체 주행 상태 추정 장치(8)에서는, 선회 특성 연산부(50)가, 전후륜 각각의 μ 구배 횡방향 성분을 바탕으로 선회 상태(차량 거동)를 판정한다(스텝 S41). 선회 어시스트 지령값 연산부(51)는, 상기 판정 결과를 바탕으로, 조타 반력을 부가하는 제어(EPS 제어)를 위한 선회 어시스트 지령값을 산출한다(스텝 S42).
이로 인해, 차체 주행 상태 추정 장치(8)는, μ 구배(그립 특성 파라미터)의 전후 방향 성분 및 횡방향 성분을 바탕으로 다음과 같이 제동력 및 구동력 제어나 조타 반력 부가 제어(EPS 제어)를 실시하고 있다.
즉, 차체 주행 상태 추정 장치(8)는, μ 구배 전후 방향 성분이 소정의 임계값(Kx1)보다 클 때에는(μ 구배 전후 방향 성분>Kx1), 그 조건을 만족하는 차륜이 그립 상태에 있다고 판단하여, 통상의 제동력 및 구동력 제어(통상 제어 모드)를 실시하게 된다(상기 스텝 S1→스텝 S2).
또한, 차체 주행 상태 추정 장치(8)는, μ 구배 전후 방향 성분이 소정의 임계값(Kx1) 이하이며, 또한 소정의 임계값(Kx2)보다 클 때에는(Kx1≥μ 구배 전후 방향 성분>Kx2), 그 조건을 만족하는 차륜에 대해서, 제동력 및 구동력이 증가하는 것을 억제하는 제동력 및 구동력 제어(제동력 및 구동력 증가 금지 제어 모드)를 실시하게 된다(상기 스텝 S1→스텝 S3→스텝 S4). 이로 인해, 운전자의 액셀러레이터 조작이나 브레이크 조작에 의해 제동력 및 구동력이 증가하여, 그립력이 포화해버리는 것을 방지할 수 있다.
이와 같은 처리에 의해, μ 구배 전후 방향 성분이 소정의 임계값(Kx1)보다 클 때, 운전자에 의한 액셀러레이터 조작이나 브레이크 조작(제동력 및 구동력의 증대 요구)이 있으면, μ 구배 전후 방향 성분이 소정의 임계값(Kx1) 이하로 될 때 까지(제동력 및 구동력 증가 금지 제어 모드로 들어갈 때까지), 제동력 및 구동력이 증가하게 된다.
또한, 차체 주행 상태 추정 장치(8)는, μ 구배 전후 방향 성분이 소정의 임계값(Kx2) 이하일 때에는(Kx2≥μ 구배 전후 방향 성분), 그 조건을 만족하는 차륜에 대해서, 제동력 및 구동력을 감소시키는 제동력 및 구동력 제어(제동력 및 구동력 감소 제어 모드)를 실시하게 된다(상기 스텝 S1→스텝 S3→스텝 S5). 이로 인해, 그립력이 포화한 경우라도 그립력을 회복시킬 수 있다.
이상의 처리에서는, 즉, μ 구배 전후 방향 성분을 소정의 임계값(Kx1, Kx2)과 비교하는 것만으로 차륜의 그립 상태를 판정하고 있다. 이로 인해, 차륜의 그립력이 한계 영역(포화 상태 또는 그 근방의 상태)에 있을 때에도, 그 마찰 한계에 대한 여유도를 적절하게 추정하여, 그 여유도에 합치한 제동력 및 구동력 제어를 실시하고 있다.
또한, 차체 주행 상태 추정 장치(8)는, μ 구배 횡방향 성분을 바탕으로 스태틱 마진(SM)을 산출하고 있다(상기 스텝 S11). 그리고, 차체 주행 상태 추정 장치(8)는, 산출한 스태틱 마진(SM)을 바탕으로 선회 상태(차량 거동)를 판정하고, 그 판정 결과에 기초하는 제동력 및 구동력 제어를 실시하고 있다. 즉, 차체 주행 상태 추정 장치(8)는, 스태틱 마진(SM)이 양의 값인 경우(SM>0), 선회 특성이 언더 스티어 경향이라고 판정한다(상기 스텝 S15). 이때, 차체 주행 상태 추정 장치(8)는, 전륜의 μ 구배 횡방향 성분이 소정의 임계값(Ky1) 미만인 것을 조건으로, 운전자에 의한 조타의 추가 꺾음을 억제하는 방향으로 조타 반력을 부가하는 제어를 실시한다(상기 스텝 S21→스텝 S22→스텝 S23→스텝 S24). 즉, 그립 특성 파라미터가 저하하면 타이어 슬립각을 증대시키도록 하고 있다. 이로 인해, 차량이 드리프트 아웃되는 것을 방지하고 있다.
또한, 차체 주행 상태 추정 장치(8)는, 스태틱 마진(SM)이 음의 값인 경우(SM<0), 선회 특성이 오버 스티어 경향이라고 판정한다(상기 스텝 S16). 이때, 차체 주행 상태 추정 장치(8)는, 전륜의 μ 구배 횡방향 성분이 소정의 임계값(Ky2) 미만인 것을 조건으로, 운전자에게 조타의 되꺾음을 촉구하는 방향으로 조타 반력을 부가하는 제어를 실시한다(상기 스텝 S21→스텝 S22→스텝 S25→스텝 S26). 이로 인해, 카운터 스티어(복귀 조타)를 보조하도록 토크를 부가하고 있다. 이로 인해, 차량이 스핀되는 것을 방지하고 있다.
이상의 처리에서도, 즉, μ 구배 횡방향 성분을 소정의 임계값(Ky1, Ky2)과 비교하는 것만으로 차륜의 그립 상태를 판정하고 있다. 이로 인해, 차륜의 그립력이 한계 영역(포화 상태 또는 그 근방의 상태)에 있을 때에도, 그 마찰 한계에 대한 여유도를 적절하게 추정하여, 그 여유도에 합치한 조타 반력 부가 제어를 실시하고 있다.
(제1 실시 형태의 변형예)
(1) 차륜의 륜하중 변화를 바탕으로 μ 구배를 보정할 수도 있다. 도 42는, 3D의 μ 구배 특성 맵(특성면)을 구성하는 하나의 특성 곡선(2D의 μ 구배 특성 맵에 상당)을 도시한다. 도 42에 도시한 바와 같이, 륜하중의 초기값(Fz)(변동이 없을 때의 륜하중의 값)에 대하여, 0.6, 0.8, 1.2, … 배로 함으로써 륜하중을 변화시키고 있다. 이로 인해, 합력(FF)과 슬립도(Z)의 비(F/Z)와 μ 구배와의 관계를 나타내는 특성 곡선은, 륜하중에 따라서 변화된다. 구체적으로는, 륜하중에 따라서 크기가 서로 다른 상사형의 특성 곡선(특성 곡선군)이 된다.
도 43은, 이러한 륜하중에 따른 특성 곡선의 변화를, 륜하중과, 특성 곡선을 확대 및 축소하는 보정 게인(보정 계수)(Kw)과의 관계로서 나타낸다. 도 43에 도시한 바와 같이, 륜하중이 커질수록 보정 게인(Kw)이 커진다. 또한, 륜하중이 커질수록 보정 게인(Kw)의 증가 비율이 감소한다.
여기서, 도 44는 차륜의 륜하중 변화를 바탕으로 μ 구배를 보정하는 구성의 일례를 도시한다. 도 44에 도시한 바와 같이, 륜하중 연산부(52) 및 맵 보정부(53)를 구비한다.
륜하중 연산부(52)는, 횡가속도 센서(3) 및 전후 가속도 센서(4)가 검출한 횡가속도 및 전후 가속도를 바탕으로 차륜의 륜하중 변화량을 산출한다. 구체적으로는, 횡가속도 및 전후 가속도에 따른 차륜의 륜하중 변화량을 산출한다. 륜하중 연산부(52)는, 그 산출 결과를 맵 보정부(53)에 출력한다. 맵 보정부(53)는, 륜하중 연산부(52)의 산출 결과를 바탕으로 3D의 μ 구배 특성 맵을 보정한다. 맵 보정부(53)는, 상기 도 43에 도시하는 보정 게인(Kw)을 사용하여 3D의 μ 구배 특성 맵을 보정하고 있다. 구체적으로는, 도 43에 도시하는 특성 곡선을 하중 보정 계수 맵 등으로서, 타이어 시험기 등에 의한 시험 결과로부터 사전에 얻어 둔다. 또한, 하중 보정 계수 맵 등을 참조하여, 륜하중 계측값에 대응하는 보정 게인(Kw)을 얻는다. 그리고, μ 구배를 보정한다. 구체적으로는, 3D의 μ 구배 특성 맵에 대한 입력값(상기 도 37 참조)을 1/Kw 배로 하고, 또한 3D의 μ 구배 특성 맵으로부터의 출력값(상기 도 37 참조)을 Kw 배로 한다.
(2) 또한, 차륜의 륜하중 변화를 바탕으로 μ 구배를 보정하기 위해서, 도 45에 도시한 바와 같이, 륜하중에 따른 3D의 μ 구배 특성 맵(특성면)을 복수 준비해 둘 수도 있다. 이 경우, 륜하중 계측값을 바탕으로 μ 구배의 산출에 사용하는 3D의 μ 구배 특성 맵(특성면)을 특정한다.
(3) 본 제1 실시 형태에서는, 2개의 입력 변수(Fx/λ, Fy/βt)와 출력 변수가 되는 그립 특성 파라미터(μ 구배)와의 사이의 소정의 비선형 관계가 특성 맵 또는 특성도와 같은 형태로 되어 있다. 이에 반해, 그러한 비선형 관계를 수식의 형태로 할 수도 있다. 또한, 가능하다면 비선형 관계로 하지 않고, 선형 관계로 간략화할 수도 있다.
(4) 본 제1 실시 형태에서는, 제동력 및 구동력(Fx) 및 횡력(Fy)을 동시에 다양한 방향으로 돌려, 즉, 합력의 방향을 다양하게 돌려, 3D의 μ 구배 특성 맵을 얻고 있다. 이에 반해, 전후 방향[제동력 및 구동력(Fx)]의 μ 구배 특성 맵(2D의 μ 구배 특성 맵)과 횡방향[횡력(Fy)]의 μ 구배 특성 맵(2D의 μ 구배 특성 맵)을 개별적으로 얻고, 그 μ 구배 특성 맵간을 보완함으로써, 3D의 μ 구배 특성 맵을 얻을 수도 있다. 이 경우, μ 구배 특성 맵간을 타원 근사하여 보완한다.
(5) 본 제1 실시 형태에서는, 조타 제어(조타 반력 부가 제어)에 의해 차량의 선회 거동 또는 횡방향 거동을 제어하고 있다. 이에 반해, VDC(Vehicle Dynamics Control) 등의 좌우륜의 제동력 및 구동력 차이에 의한 선회 제어에 의해 차량 거동을 제어할 수도 있다. 이로 인해, 더욱 응답성이 빠른 차량 거동 안정화 제어(횡활 방지 제어)를 실현할 수 있다.
(6) 본 제1 실시 형태에서는, 전륜 조타 차량을 예로 들고 있다. 이에 반해, 후륜 조타 차량으로 할 수도 있다.
(7) 본 제1 실시 형태에서는, 전후륜 각각의 μ 구배(그립 특성 파라미터)를 바탕으로 차량 특성을 판정하거나 차량 거동을 제어하고 있다. 이에 반해, 좌우륜 각각의 μ 구배(그립 특성 파라미터)를 바탕으로 차량 특성을 판정하거나 차량 거동을 제어할 수도 있다.
(8) 본 제1 실시 형태에서는, μ 구배를 바탕으로 제동력 및 구동력을 제어하는 제동력 및 구동력 보정 지령값 연산부(49)와, μ 구배를 바탕으로 조타 반력을 부가 제어하는 선회 특성 연산부(50) 및 어시스트 지령값 연산부(51)를 구비하고 있다. 이에 반해, 제동력 및 구동력 보정 지령값 연산부(49) 및 어시스트 지령값 연산부(51)[선회 특성 연산부(50)를 포함] 중 어느 한쪽만을 구비할 수도 있다. 즉, μ 구배를 바탕으로 제동력 및 구동력 제어 및 조타 반력 부가 제어 중 어느 한쪽만을 실시할 수도 있다.
또한, 본 제1 실시 형태에서는, 슬립율 추정부(42), 제동력 및 구동력 추정부(43) 및 Fx/λ 연산부(46)를 포함하는 구성 및 타이어 슬립각 추정부(44), 횡력 추정부(45) 및 Fy/βt 연산부(47)를 포함하는 구성은, 각각 접지면에 있어서 제1 방향으로부터 차륜에 작용하는 제1 차륜력과 상기 차륜의 제1 차륜 슬립도와의 비인 제1 입력을 설정하는 제1 입력부, 및 접지면에 있어서 제1 방향과는 서로 다른 제2 방향으로부터 차륜에 작용하는 제2 차륜력과 상기 차륜의 제2 차륜 슬립도와의 비인 제2 입력을 설정하는 제2 입력부 중 어느 하나를 실현하고 있다. 또한, 타이어 그립 상태 연산부(48)는, 제1 및 제2 입력부에서 설정한 각 입력을 바탕으로, 차륜의 그립 특성을 나타내는 그립 특성 파라미터인 출력을 정하는 출력부를 실현하고 있다. 즉, 슬립율 추정부(42), 제동력 및 구동력 추정부(43), Fx/λ 연산부(46), 타이어 슬립각 추정부(44), 횡력 추정부(45), Fy/βt 연산부(47), 타이어 그립 상태 연산부(48)는, 차량 접지면 마찰 상태 추정 장치를 실현하고 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 제동력 및 구동력 추정부(43) 및 횡력 추정부(45) 중 어느 한쪽은, 제1 차륜력을 검출하는 제1 차륜력 검출부를 실현하고 있다. 또한, 슬립율 추정부(42) 및 타이어 슬립각 추정부(44) 중 어느 한쪽은, 제1 차륜 슬립도를 검출하는 제1 차륜 슬립도 검출부를 실현하고 있다. 또한, Fx/λ 연산부(46) 및 Fy/βt 연산부(47) 중 어느 한쪽은, 제1 차륜력 검출부가 검출한 제1 차륜력을 제1 차륜 슬립도 검출부가 검출한 제1 차륜 슬립도로 나누어서 제1 차륜력과 제1 차륜 슬립도의 비를 구하는 제1 제산부를 실현하고 있다. 또한, 제동력 및 구동력 추정부(43) 및 횡력 추정부(45) 중 어느 다른 쪽은, 제2 차륜력을 검출하는 제2 차륜력 검출부를 실현하고 있다. 또한, 슬립율 추정부(42) 및 타이어 슬립각 추정부(44) 중 어느 다른 쪽은, 제2 차륜 슬립도를 검출하는 제2 차륜 슬립도 검출부를 실현하고 있다. 또한, Fx/λ 연산부(46) 및 Fy/βt 연산부(47) 중 어느 다른 쪽은, 제2 차륜력 검출부가 검출한 제2 차륜력을 제2 차륜 슬립도 검출부가 검출한 제2 차륜 슬립도로 나누어서 제2 차륜력과 제2 차륜 슬립도의 비를 구하는 제2 제산부를 실현하고 있다.
또한, 본 제1 실시 형태에서는, 타이어 그립 상태 연산부(48)(3D의 μ 구배 특성 맵)는, 지면의 마찰 계수를 이용하지 않고, 제1 차륜력과 제1 차륜 슬립도의 비 및 제2 차륜력과 제2 차륜 슬립도의 비만으로부터 상기 그립 특성 파라미터를 정하도록 구성되어 있는 출력부를 실현하고 있다.
또한, 본 제1 실시 형태에서는, 타이어 그립 상태 연산부(48)(3D의 μ 구배 특성 맵)는, 제1 차륜력이 제1 차륜 슬립도에 따라서 비선형으로 변화되는 비선형 영역에 있어서의 상기 제1 차륜력과 상기 제1 차륜 슬립도의 비 및 상기 제2 차륜력이 상기 제2 차륜 슬립도에 따라서 비선형으로 변화되는 비선형 영역에 있어서의 상기 제2 차륜력과 상기 제2 차륜 슬립도의 비를 바탕으로, 그립 특성 파라미터를 정하도록 구성되어 있는 출력부를 실현하고 있다.
또한, 본 제1 실시 형태에서는, 타이어 그립 상태 연산부(48)(3D의 μ 구배 특성 맵)는, 2개의 입력에 의해 나타내어지는 2개의 입력 변수와 출력에 의해 나타내어지는 출력 변수의 사이의 소정의 비선형 관계에 따라, 제1 차륜력과 제1 차륜 슬립도의 비 및 제2 차륜력과 제2 차륜 슬립도의 비로부터 그립 특성 파라미터를 정하도록 구성되어 있는 출력부를 실현하고 있다. 이때, μ 구배는, 타이어의 마찰 한계까지의 여유도를 나타내는 값인 그립 특성 파라미터를 실현하고 있다.
또한, 본 제1 실시 형태에서는, 슬립율(λ) 및 슬립각(βt)은 차륜 슬립도(제1 및 제2의 차륜 슬립도)이며, 지면에 대한 차륜력(제1 및 제2 차륜력)인 제동력 및 구동력(Fx) 및 횡력(Fy)의 방향에서의 상기 지면에 대한 차륜의 슬립의 정도가 된다. 이때, 타이어 그립 상태 연산부(48)(3D의 μ 구배 특성 맵)는, 지면의 마찰 계수를 이용하지 않고, 제1 차륜력과 제1 차륜 슬립도의 비 및 제2 차륜력과 제2 차륜 슬립도의 비만으로부터 그립 특성 파라미터를 정하도록 구성되어 있는 출력부를 실현하고 있다.
또한, 본 제1 실시 형태에서는, 슬립율(λ) 및 슬립각(βt)은, 지면에 대한 차륜력(제1 및 제2 차륜력)의 방향의 차륜 접지면의 상대 속도 벡터를 나타내는 양이 된다. 이때, 타이어 그립 상태 연산부(48)(3D의 μ 구배 특성 맵)는, 지면의 마찰 계수를 이용하지 않고, 제1 차륜력과 제1 차륜 슬립도의 비 및 제2 차륜력과 제2 차륜 슬립도의 비만으로부터 그립 특성 파라미터를 정하도록 구성되어 있는 출력부를 실현하고 있다.
또한, 본 제1 실시 형태에서는, 제동력 및 구동력 및 횡력은 각각, 타이어에 작용하는 제1 및 제2 방향의 타이어력인 제1 및 제2 차륜력 중 어느 하나가 된다. 또한, μ 구배(그립 특성 파라미터)는, 제1 차륜력과 제2 차륜력을 합성한 방향[합력(F)의 방향]으로 발생하는 차륜 슬립도를 합성 차륜 슬립도로 하고, 제1 차륜력과 제2 차륜력을 합성한 타이어력을 합성 타이어력으로 했을 때에, 합성 차륜 슬립도에 대한 합성 타이어력의 타이어 특성 곡선의 구배를 나타내는 것이 된다. 이때, 타이어 그립 상태 연산부(48)(μ 구배 특성 맵)는, 지면의 마찰 계수를 이용하지 않고, 제1 차륜력과 제1 차륜 슬립도의 비 및 제2 차륜력과 제2 차륜 슬립도의 비만으로부터 타이어 특성 곡선의 구배를 정하도록 구성되어 있는 출력부를 실현하고 있다.
또한, 본 제1 실시 형태에서는, 타이어 특성 곡선(예를 들어, 상기 도 23, 도 24)은, 합성 차륜 슬립도가 작아지는 소 슬립 영역에 있어서 상기 합성 차륜 슬립도의 절대값이 0에서부터 증대할 때, 합성 타이어력이 0에서부터 선형으로 증대하는 선형 부분과, 합성 차륜 슬립도의 절대값이 상기 소 슬립 영역을 초과해서 증대하는 대 슬립 영역에 있어서 상기 합성 차륜 슬립도의 절대값이 증대할 때, 상기 합성 타이어력이 비선형으로 변화되는 비선형 부분을 갖는 타이어 특성 곡선을 실현하고 있다. 또한, 타이어 특성 곡선(예를 들어, 상기 도 23, 도 24)은, 제1 차륜력과 제1 차륜 슬립도의 비 및 제2 차륜력과 제2 차륜 슬립도의 비 중 적어도 한쪽이 증대할 때, 그립 특성 파라미터가 0부터 최대 파라미터 값까지 증대하는 것이 된다. 그리고, 최대 파라미터 값은, 타이어 특성 곡선의 선형 부분의 구배를 나타내는 것이 된다. 이때, 타이어 그립 상태 연산부(48)(μ 구배 특성 맵)는, 제1 차륜력과 제1 차륜 슬립도의 비 및 제2 차륜력과 제2 차륜 슬립도의 비로부터 타이어 특성 곡선의 비선형 부분의 구배를 정하도록 구성되어 있는 출력부를 실현하고 있다.
또한, 본 제1 실시 형태에서는, 타이어 특성 곡선은, 고마찰 계수를 갖는 고마찰 노면용의 고마찰 타이어 특성 곡선 및 고마찰 계수보다 낮은 저마찰 계수를 갖는 저마찰 노면용의 저마찰 타이어 특성 곡선을 포함하고 있는 것이 된다. 또한, μ 구배(그립 특성 파라미터)는, 고마찰 타이어 특성 곡선 및 저마찰 타이어 특성 곡선의 타이어 특성 곡선의 구배를 나타내고 있는 것이 된다. 그리고, 슬립율 추정부(42), 제동력 및 구동력 추정부(43), Fx/λ 연산부(46), 타이어 슬립각 추정부(44), 횡력 추정부(45) 및 Fy/βt 연산부(47)는, 타이어력의 현재값과 차륜 슬립도의 현재값으로부터 차륜력과 차륜 슬립도의 비의 현재값을 구하는 입력부를 실현하고 있다. 또한, 타이어 그립 상태 연산부(48)(μ 구배 특성 맵)는, 차륜력과 차륜 슬립도의 비의 현재값으로부터 그립 특성 파라미터의 현재값을 결정하고, 또한 타이어력의 현재값과 차륜 슬립도의 현재값에 대응하는 고마찰 타이어 특성 곡선의 구배의 값 및 타이어력의 현재값과 차륜 슬립도의 현재값에 대응하는 저마찰 타이어 특성 곡선의 구배의 값이 동일하여 그립 특성 파라미터의 현재값과 동일하게 설정하도록 구성되어 있는 출력부를 실현하고 있다.
또한, 본 제1 실시 형태에서는, 타이어 특성 곡선은, 노면 마찰 계수에 의존하는 타이어 특성을 나타내는 특성 곡선이 된다. 이때, 타이어 그립 상태 연산부(48)(μ 구배 특성 맵)는, 지면의 노면 마찰 계수를 이용하지 않고, 제1 차륜력과 제1 차륜 슬립도의 비 및 제2 차륜력과 제2 차륜 슬립도의 비만으로부터 타이어 특성 곡선의 구배를 정하도록 구성되어 있는 출력부를 실현하고 있다.
또한, 본 제1 실시 형태에서는, μ 구배(그립 특성 파라미터)는, 제1 차륜력과 제1 차륜 슬립도의 비 및 제2 차륜력과 제2 차륜 슬립도의 비 중 적어도 한쪽이 소정의 크리티컬 레티오 값으로부터 증대할 때에 증대하는 함수가 된다. 소정의 크리티컬 레티오 값은, μ 구배가 0이 될 때의 제1 차륜력과 제1 차륜 슬립도의 비나 제2 차륜력과 제2 차륜 슬립도의 비가 된다. 그리고, 상기 크리티컬 레티오 값보다 큰 대 레티오 영역에서는, 제1 차륜력과 제1 차륜 슬립도의 비 및 제2 차륜력과 제2 차륜 슬립도의 비 중 적어도 한쪽이 증가하면, 그 차륜력과 슬립도의 비의 증가에 대한 그립 특성 파라미터의 증가의 비율이 증가하도록 그립 특성 파라미터가 비선형으로 증대하게 되어 있다.
또한, 본 제1 실시 형태에서는, 3D의 μ 구배 특성 맵에 있어서, 제1 차륜력과 제1 차륜 슬립도의 비 및 제2 차륜력과 제2 차륜 슬립도의 비가 크리티컬 레티오 값과 동일할 때, 그립 특성 파라미터는, 소정의 크리티컬 파라미터 값과 동일하게 된다. 또는, 제1 차륜력과 제1 차륜 슬립도의 비 및 제2 차륜력과 제2 차륜 슬립도의 비 중 어느 한쪽이 그 비가 취할 수 있는 범위의 최대값이며, 제1 차륜력과 제1 차륜 슬립도의 비 및 제2 차륜력과 제2 차륜 슬립도의 비 중 어느 다른 쪽이 크리티컬 레티오 값과 동일할 때, 그립 특성 파라미터는, 소정의 크리티컬 파라미터 값과 동일해진다. 또한, 3D의 μ 구배 특성 맵에 있어서, 제1 차륜력과 제1 차륜 슬립도의 비 및 제2 차륜력과 제2 차륜 슬립도의 비 중 적어도 한쪽이 크리티컬 레티오 값보다 아래로 감소했을 때, 그립 특성 파라미터는, 소정의 크리티컬 파라미터 값보다 아래로 감소하는 것이 된다. 그리고, 3D의 μ 구배 특성 맵에 있어서, 제1 차륜력과 제1 차륜 슬립도의 비 및 제2 차륜력과 제2 차륜 슬립도의 비가 모두 크리티컬 레티오 값보다 위로 증대하면, 그립 특성 파라미터는, 소정의 크리티컬 파라미터 값보다 위로 증대하는 것이 된다.
또한, 본 제1 실시 형태에서는, 제동력 및 구동력 보정 지령값 연산부(49)는 제어부를 실현하고 있다. 즉, 제동력 및 구동력 보정 지령값 연산부(49)의 제동력 및 구동력 감소 제어 모드는, 그립 특성 파라미터[노면(μ)]가 크리티컬 파라미터 값[소정의 임계값(Kx2) 상당] 이하의 크리티컬 영역에 있어서는, 그립 특성 파라미터를 크리티컬 파라미터 값보다 증대시키는 그립 리커버리 제어를 실현하고 있다. 또한, 제동력 및 구동력 보정 지령값 연산부(49)의 제동력 및 구동력 증가 금지 제어 모드는, 그립 특성 파라미터가 크리티컬 파라미터 값보다 크지만, 크리티컬 파라미터 값보다 큰 소정의 파라미터 임계값[소정의 임계값(Kx1) 상당]보다 작은 마지널 영역에 있어서는, 그립 특성 파라미터가 크리티컬 파라미터 값을 향해 감소하는 것을 방지하는 그립 저하 예방 제어를 실현하고 있다. 또한, 제동력 및 구동력 보정 지령값 연산부(49)의 통상 제어 모드는, 그립 특성 파라미터가 파라미터 임계값보다 클 때에 행하는 그립 상태 제어를 실현하고 있다.
또한, 본 제1 실시 형태에서는, 선회 특성 연산부(50)는, 그립 특성 파라미터를 바탕으로, 차량 안정성을 나타내는 차량 안정성 파라미터를 추정하는 안정성 추정부를 실현하고 있다. 또한, 선회 특성 연산부(50)는, 제1 차륜(전후륜 중 어느 한쪽 또는 좌우륜 중 어느 한쪽)의 그립 특성 파라미터 및 제2 차륜(전후륜 중 어느 다른 쪽 또는 좌우륜 중 어느 다른 쪽)의 그립 특성 파라미터를 바탕으로, 차량 안정성 파라미터를 추정하는 안정성 추정부를 실현하고 있다.
또한, 본 제1 실시 형태에서는, 선회 어시스트 지령값 연산부(51)는, 차량 안정성 파라미터를 바탕으로, 차량을 제어하는 안정성 제어부를 실현하고 있다.
또한, 본 제1 실시 형태에서는, 제동력 및 구동력 보정 지령값 연산부(49) 및 선회 특성 연산부(50)는, 그립 특성 파라미터를 바탕으로, 차량 거동을 추정하는 차량 거동 추정부를 실현하고 있다.
또한, 본 제1 실시 형태에서는, 타이어 그립 상태 연산부(48)는, 그립 특성 파라미터를 전후 방향 성분과 횡방향 성분으로 분해하는 분해부를 실현하고 있다. 그리고, 선회 특성 연산부(50)는, 분해부가 분해한 횡방향 성분의 그립 특성 파라미터를 바탕으로, 차량의 횡방향 거동을 추정하는 차량 거동 추정부(횡 거동 추정부)를 실현하고 있다. 구체적으로는, 선회 특성 연산부(50)는, 제1 차륜(전후륜 중 어느 한쪽)의 그립 특성 파라미터의 횡방향 성분 및 제2 차륜(전후륜 중 어느 다른 쪽)의 그립 특성 파라미터의 횡방향 성분을 바탕으로, 차량의 횡방향 거동을 추정하는 차량 거동 추정부(전후 거동 추정부)를 실현하고 있다. 또는, 선회 특성 연산부(50)는, 그립 특성 파라미터를 바탕으로, 차량 선회 특성을 추정하는 선회 특성 추정부를 실현하고 있다. 또한, 제동력 및 구동력 보정 지령값 연산부(49)는, 분해부가 분해한 전후 방향 성분의 그립 특성 파라미터를 바탕으로, 차량의 전후 방향 거동을 추정하는 차량 거동 추정부(전후 거동 추정부)의 기능을 갖고 있다. 또한, 횡 거동 추정부 및 전후 거동 추정부 중 적어도 한쪽을 구비할 수도 있다.
또한, 본 제1 실시 형태에서는, 제동력 및 구동력 보정 지령값 연산부(49) 및 선회 어시스트 지령값 연산부(51)는, 차량 거동 추정부가 추정한 차량 거동을 바탕으로, 차량 거동을 제어하는 차량 거동 제어부를 실현하고 있다.
또한, 본 제1 실시 형태에서는, 제동력 및 구동력 보정 지령값 연산부(49)(특히 제동력 및 구동력 증가 금지 모드나 제동력 및 구동력 감소 제어 모드)는, 그립 특성 파라미터가 저하하면 상기 그립 특성 파라미터를 증대시키도록 차량 거동 제어용 액추에이터를 제어하는 것을 실현하고 있다. 또한, 선회 어시스트 지령값 연산부(51)(조타 반력 부가 제어)는, 그립 특성 파라미터가 저하하면 상기 그립 특성 파라미터를 증대시키도록 차량 거동 제어용 액추에이터를 제어하는 것을 실현하고 있다.
또한, 본 제1 실시 형태에서는, 선회 어시스트 지령값 연산부(51)(조타 반력 부가 제어)는, 그립 특성 파라미터가 저하하면 차륜의 슬립각을 감소시키도록 차량 거동 제어용 액추에이터를 제어하는 것을 실현하고 있다.
또한, 본 제1 실시 형태에서는, 차량의 차륜의 접지면 그립 특성을 추정하기 위한 차량 접지면 마찰 상태 추정 방법에 있어서, 접지면에 있어서 제1 방향으로부터 상기 차륜에 작용하는 제1 차륜력과 상기 차륜의 제1 차륜 슬립도의 비인 제1 입력을 설정하는 제1 입력 스텝과, 접지면에 있어서 상기 제1 방향과는 서로 다른 제2 방향으로부터 상기 차륜에 작용하는 제2 차륜력과 상기 차륜의 제2 차륜 슬립도의 비인 제2 입력을 설정하는 제2 입력 스텝과, 상기 제1 및 제2 입력 스텝에서 설정한 각 입력을 바탕으로, 차륜의 그립 특성을 나타내는 그립 특성 파라미터인 출력을 정하는 출력 스텝을 갖는 차량 접지면 마찰 상태 추정 방법을 실현하고 있다.
(제1 실시 형태에 있어서의 효과)
(1) 제1 입력부가, 접지면에 있어서 제1 방향으로부터 차륜에 작용하는 제1 차륜력과 상기 차륜의 제1 차륜 슬립도의 비인 제1 입력을 설정하고 있다. 또한, 제2 입력부가, 접지면에 있어서 제1 방향과는 서로 다른 제2 방향으로부터 차륜에 작용하는 제2 차륜력과 상기 차륜의 제2 차륜 슬립도의 비인 제2 입력을 설정하고 있다. 그리고, 출력부가, 제1 및 제2 입력부에서 설정한 제1 입력과 제2 입력을 바탕으로, 차륜의 그립 특성을 나타내는 그립 특성 파라미터인 출력을 정하고 있다.
차륜력과 차륜 슬립도의 비를 사용해서 타이어 특성(차륜의 그립 특성)을 정리하면, 노면(μ) 변화의 영향을 캔슬하면서 타이어 특성을 취득할 수 있다. 또한, 차륜력의 작용 방향이 어떤 방향이라도, 노면(μ) 변화의 영향을 캔슬하면서 타이어 특성을 취득할 수 있다. 이로부터, 제1 및 제2 방향에 대한 차륜력과 차륜 슬립도를 알 수 있으면, 그 비를 바탕으로 차륜의 그립 특성을 나타내는 그립 특성 파라미터를 취득할 수 있다. 이로 인해, 차륜의 그립 특성을 나타내는 그립 특성 파라미터를 바탕으로 그립 상태를 적절하게 추정할 수 있다. 그리고, 차륜의 그립력이 한계 영역에 있을 때에도, 그립 상태를 적절하게 추정할 수 있기 때문에, 마찰 한계에 대한 여유도를 적절하게 추정할 수 있다.
또한, 제동력 및 구동력과 슬립율의 관계만으로부터 그립 특성 파라미터를 얻거나, 횡력과 슬립각의 관계만으로부터 그립 특성 파라미터를 얻는 것도 생각할 수 있다. 즉, 타이어의 전후 방향만 또는 횡방향만과 같이 차륜의 일방향으로 힘이 작용하고 있는 경우를 전제로 해서 그립 특성 파라미터를 얻는 것도 생각할 수 있다. 그러나, 선회 중에 크게 가속하는 경우나 제동 중에 조타하는 경우에는, 그립 특성 파라미터의 검출 정밀도가 저하될 우려가 있다. 이에 반해, 차륜에 작용하는 2개의 방향 각각에 대한 차륜력과 차륜 슬립도의 관계로부터 그립 특성 파라미터를 얻음으로써, 선회 중에 크게 가속하는 장면 등에서도, 그립 특성 파라미터를 높은 정밀도로 얻을 수 있다.
(2) 그립 특성 파라미터(μ 구배)를, 차륜 슬립도의 변화량에 대한 차륜력의 변화율로 하고 있다.
이로 인해, 차륜 슬립도의 변화량에 대한 차륜력의 변화율을 바탕으로, 그립 상태 및 마찰 한계에 대한 여유도를 적절하게 추정할 수 있다.
(3) 출력부를, 지면의 마찰 계수를 사용하지 않고, 제1 차륜력과 제1 차륜 슬립도의 비 및 제2 차륜력과 제2 차륜 슬립도의 비만으로부터 그립 특성 파라미터를 정하도록 구성하고 있다.
이와 같이 지면의 마찰 계수를 필요로 하지 않는 구성에 의해, 지면의 마찰 계수마다의 맵을 필요로 하지 않는 등의 간단한 구성을 실현하여, 그립 상태 및 마찰 한계에 대한 여유도를 적절하게 추정할 수 있다.
(4) 출력부를, 제1 차륜력이 제1 차륜 슬립도에 따라서 비선형으로 변화되는 비선형 영역에 있어서의 상기 제1 차륜력과 상기 제1 차륜 슬립도의 비 및 제2 차륜력이 제2 차륜 슬립도에 따라서 비선형으로 변화되는 비선형 영역에 있어서의 상기 제2 차륜력과 상기 제2 차륜 슬립도의 비를 바탕으로, 그립 특성 파라미터를 정하도록 구성하고 있다.
여기서, 차륜력, 차륜 슬립도 및 그립 특성 파라미터의 사이의 관계를, 차륜력이 차륜 슬립도에 따라서 비선형으로 변화되는 비선형 영역에서, 차륜력과 차륜 슬립도의 비와 그립 특성 파라미터와의 사이에 소정의 관계가 있는 것으로 하여 정리할 수 있다. 따라서, 출력부를, 그러한 소정의 관계를 바탕으로 그립 특성 파라미터를 정하도록 구성하고 있기 때문에, 그립 상태 및 마찰 한계에 대한 여유도를 적절하게 추정할 수 있다.
(5) 출력부를, 2개의 입력에 의해 나타내어지는 2개의 입력 변수와 출력에 의해 나타내어지는 출력 변수의 사이의 소정의 비선형 관계에 따라, 제1 차륜력과 제1 차륜 슬립도의 비 및 제2 차륜력과 제2 차륜 슬립도의 비로부터 그립 특성 파라미터를 정하도록 구성하고 있다. 또한, 그립 특성 파라미터를, 타이어의 마찰 한계까지의 여유도를 나타내는 값으로 하고 있다.
여기서, 차륜력, 차륜 슬립도 및 그립 특성 파라미터와의 사이의 관계를, 제1 차륜력과 제1 차륜 슬립도의 비 및 제2 차륜력과 제2 차륜 슬립도의 비를 바탕으로(2개의 입력 변수를 바탕으로), 그립 특성 파라미터(출력 변수)를 얻을 수 있는 것으로 하여 정리할 수 있다. 또한, 그립 특성 파라미터는, 타이어의 마찰 한계까지의 여유도를 나타내는 값으로 하여 정리할 수 있다. 따라서, 출력부를, 그러한 소정의 관계를 바탕으로 그립 특성 파라미터를 정하도록 구성하고 있기 때문에, 그립 상태 및 마찰 한계에 대한 여유도를 적절하게 추정할 수 있다.
(6) 2개의 입력 변수와 출력 변수의 사이의 소정의 비선형 관계를, 특성 곡면 또는 수식의 형태로 하고 있다.
이와 같이 출력부를 간단한 구성으로 함으로써, 그립 상태 및 마찰 한계에 대한 여유도를 적절하게 추정할 수 있다.
(7) 제1 차륜 슬립도를, 지면에 대한 제1 차륜력의 방향에 있어서의 상기 지면에 대한 차륜의 슬립의 정도로 하고 있다. 또한, 제2 차륜 슬립도를, 지면에 대한 제2 차륜력의 방향에 있어서의 상기 지면에 대한 차륜의 슬립의 정도로 하고 있다. 또한, 그립 특성 파라미터를, 차륜의 그립 성능을 나타내는 변수로 하고 있다. 그리고, 출력부를, 지면의 마찰 계수를 이용하지 않고, 제1 차륜력과 제1 차륜 슬립도의 비 및 제2 차륜력과 제2 차륜 슬립도의 비만으로부터 그립 특성 파라미터를 정하도록 구성하고 있다.
이와 같이 지면의 마찰 계수를 필요로 하지 않는 구성에 의해, 지면의 마찰 계수마다의 맵을 필요로 하지 않는 등의 간단한 구성을 실현하여, 그립 상태 및 마찰 한계에 대한 여유도를 적절하게 추정할 수 있다.
(8) 제1 차륜 슬립도를, 지면에 대한 제1 차륜력의 방향의 차륜 접지면의 상대 속도 벡터를 나타내는 양으로 하고 있다. 또한, 제2 차륜 슬립도를, 지면에 대한 제2 차륜력의 방향의 차륜 접지면의 상대 속도 벡터를 나타내는 양으로 하고 있다. 그리고, 출력부를, 지면의 마찰 계수를 이용하지 않고, 제1 차륜력과 제1 차륜 슬립도의 비 및 제2 차륜력과 제2 차륜 슬립도의 비만으로부터 그립 특성 파라미터를 정하도록 구성하고 있다.
이와 같이 지면의 마찰 계수를 필요로 하지 않는 구성에 의해, 지면의 마찰 계수마다의 맵을 필요로 하지 않는 등의 간단한 구성을 실현하여, 그립 상태 및 마찰 한계에 대한 여유도를 적절하게 추정할 수 있다.
(9) 제1 차륜력을, 타이어에 작용하는 제1 방향의 타이어력으로 하고 있다. 또한, 제1 차륜력과 제1 차륜 슬립도의 비를, 제1 차륜 슬립도에 대한 제1 방향의 타이어력의 비로 하고 있다. 또한, 제2 차륜력을, 타이어에 작용하는 제2 방향의 타이어력으로 하고 있다. 또한, 제2 차륜력과 제2 차륜 슬립도의 비를, 제2 차륜 슬립도에 대한 제2 방향의 타이어력의 비로 하고 있다. 또한, 제1 차륜력과 제2 차륜력을 합성한 방향으로 발생하는 차륜 슬립도를 합성 차륜 슬립도로 하고, 제1 차륜력과 상기 제2 차륜력을 합성한 타이어력을 합성 타이어력으로 했을 때, 그립 특성 파라미터가, 합성 차륜 슬립도에 대한 합성 타이어력의 타이어 특성 곡선의 구배를 나타내고 있다. 그리고, 출력부를, 지면의 마찰 계수를 이용하지 않고, 제1 차륜력과 제1 차륜 슬립도의 비 및 제2 차륜력과 제2 차륜 슬립도의 비만으로부터 타이어 특성 곡선의 구배를 정하도록 구성하고 있다.
이와 같이 지면의 마찰 계수를 필요로 하지 않는 구성에 의해, 지면의 마찰 계수마다의 맵을 필요로 하지 않는 등의 간단한 구성을 실현하여, 그립 상태 및 마찰 한계에 대한 여유도를 적절하게 추정할 수 있다.
(10) 타이어 특성 곡선이, 합성 차륜 슬립도가 작아지는 소 슬립 영역에 있어서 상기 합성 차륜 슬립도의 절대값이 0에서부터 증대할 때, 합성 타이어력이 0에서부터 선형으로 증대하는 선형 부분을 가지고 있다. 또한, 타이어 특성 곡선이, 합성 차륜 슬립도의 절대값이 소 슬립 영역을 초과해서 증대하는 대 슬립 영역에 있어서 상기 합성 차륜 슬립도의 절대값이 증대할 때, 합성 타이어력이 비선형으로 변화되는 비선형 부분을 가지고 있다. 또한, 타이어 특성 곡선이, 제1 차륜력과 제1 차륜 슬립도의 비 및 제2 차륜력과 제2 차륜 슬립도의 비 중 적어도 한쪽이 증대할 때, 그립 특성 파라미터가 0에서부터 최대 파라미터 값까지 증대하는 것이 된다. 또한, 최대 파라미터 값이, 타이어 특성 곡선의 선형 부분의 구배를 나타내고 있다. 그리고, 출력부를, 제1 차륜력과 제1 차륜 슬립도의 비 및 제2 차륜력과 제2 차륜 슬립도의 비로부터 타이어 특성 곡선의 비선형 부분의 구배를 정하도록 구성하고 있다.
이로 인해, 합성 차륜 슬립도와 합성 타이어력의 관계로서, 그립 특성 파라미터로서의 타이어 특성 곡선의 비선형 부분의 구배를 정할 수 있다.
(11) 타이어 특성 곡선이, 고마찰 계수를 갖는 고마찰 노면용의 고마찰 타이어 특성 곡선 및 고마찰 계수보다 낮은 저마찰 계수를 갖는 저마찰 노면용의 저마찰 타이어 특성 곡선을 포함하고 있다. 또한, 그립 특성 파라미터가, 고마찰 타이어 특성 곡선 및 저마찰 타이어 특성 곡선의 타이어 특성 곡선의 구배를 나타내고 있다. 또한, 입력부가, 타이어력의 현재값과 차륜 슬립도의 현재값으로부터 차륜력과 차륜 슬립도의 비의 현재값을 구하고 있다. 또한, 출력부를, 차륜력과 차륜 슬립도의 비의 현재값으로부터 그립 특성 파라미터의 현재값을 결정하도록 구성하고 있다. 여기서, 출력부를, 타이어력의 현재값과 차륜 슬립도의 현재값에 대응하는 고마찰 타이어 특성 곡선의 구배의 값 및 타이어력의 현재값과 차륜 슬립도의 현재값에 대응하는 저마찰 타이어 특성 곡선의 구배의 값이 동일하여 그립 특성 파라미터의 현재값과 동일하게 설정하도록 구성하고 있다.
즉, 타이어 특성 곡선이, 고마찰 계수를 갖는 고마찰 노면용의 고마찰 타이어 특성 곡선 및 고마찰 계수보다 낮은 저마찰 계수를 갖는 저마찰 노면용의 저마찰 타이어 특성 곡선을 포함하는, 지면의 마찰 계수를 필요로 하지 않는 구성을 실현하고 있다. 이로 인해, 지면의 마찰 계수마다의 맵을 필요로 하지 않는 등의 간단한 구성을 실현하여, 그립 상태 및 마찰 한계에 대한 여유도를 적절하게 추정할 수 있다.
(12) 타이어 특성 곡선이, 노면 마찰 계수에 의존하는 타이어 특성을 나타내는 특성 곡선이다. 또한, 출력부를, 지면의 노면 마찰 계수를 이용하지 않고, 제1 차륜력과 제1 차륜 슬립도의 비 및 제2 차륜력과 제2 차륜 슬립도의 비만으로부터 상기 타이어 특성 곡선의 구배를 정하도록 구성하고 있다.
이와 같이 지면의 마찰 계수를 필요로 하지 않는 구성에 의해, 지면의 마찰 계수마다의 맵을 필요로 하지 않는 등의 간단한 구성을 실현하여, 그립 상태 및 마찰 한계에 대한 여유도를 적절하게 추정할 수 있다.
(13) 그립 특성 파라미터를, 제1 차륜력과 제1 차륜 슬립도의 비 및 제2 차륜력과 제2 차륜 슬립도의 비 중 적어도 한쪽이 소정의 크리티컬 레티오 값으로부터 증대할 때에 증대하는 함수로 하고 있다.
이와 같이 그립 특성 파라미터를 함수로서 표현함으로써, 그립 상태 및 마찰 한계에 대한 여유도를 적절하게 추정할 수 있다.
(14) 소정의 크리티컬 레티오 값보다 큰 대 레티오 영역에서는, 제1 차륜력과 제1 차륜 슬립도의 비 및 제2 차륜력과 제2 차륜 슬립도의 비 중 적어도 한쪽이 증가하면, 그 차륜력과 슬립도의 비의 증가에 대한 그립 특성 파라미터의 증가의 비율이 증가하도록 그립 특성 파라미터가 비선형으로 증대하게 되어 있다.
이와 같이 그립 특성 파라미터를 소정의 특성을 갖는 것으로서 표현함으로써, 그립 상태 및 마찰 한계에 대한 여유도를 적절하게 추정할 수 있다.
(15) 제1 차륜력과 제1 차륜 슬립도의 비 및 제2 차륜력과 제2 차륜 슬립도의 비가 소정의 크리티컬 레티오 값과 동일할 때, 그립 특성 파라미터가, 소정의 크리티컬 파라미터 값과 동일해진다. 또한, 제1 차륜력과 제1 차륜 슬립도의 비 및 제2 차륜력과 제2 차륜 슬립도의 비 중 적어도 한쪽이 소정의 크리티컬 레티오 값보다 아래로 감소했을 때, 그립 특성 파라미터가, 소정의 크리티컬 파라미터 값보다 아래로 감소한다. 또한, 제1 차륜력과 제1 차륜 슬립도의 비 및 상기 제2 차륜력과 제2 차륜 슬립도의 비가 모두 소정의 크리티컬 레티오 값보다 위로 증대하면, 그립 특성 파라미터가, 소정의 크리티컬 파라미터 값보다 위로 증대한다.
이와 같이 그립 특성 파라미터를 소정의 특성으로 보다 명확화함으로써, 그립 상태 및 마찰 한계에 대한 여유도를 적절하게 추정할 수 있다.
(16) 제1 차륜력 및 제2 차륜력 중 어느 하나를, 차륜에 작용하는 전후력 또는 제동력 및 구동력으로 하고 있다.
차륜에 작용하는 전후력 또는 제동력 및 구동력의 정보는, 통상 차량에 있어서 용이하게 취득할 수 있는 정보이다. 이로 인해, 그립 상태 및 마찰 한계에 대한 여유도를 용이하게 추정할 수 있다.
(17) 제1 차륜력 및 제2 차륜력 중 어느 하나를, 전후력 또는 제동력 및 구동력으로 하고 있다. 또한, 전후력 또는 제동력 및 구동력인 제1 차륜력 또는 제2 차륜력에 대응하는 제1 차륜 슬립도 및 제2 차륜 슬립도 중 어느 하나를, 차륜의 전후 방향 슬립도로 하고 있다. 또한, 제1 입력 및 제2 입력 중 어느 하나를, 전후력 또는 제동력 및 구동력을 전후 방향 슬립도로 나눈 값으로 하고 있다.
이로 인해, 전후력 또는 제동력 및 구동력을 전후 방향 슬립도로 나눈 값으로부터 그립 특성 파라미터를 정할 수 있는 것을 이용할 수 있다. 그 결과, 그립 상태 및 마찰 한계에 대한 여유도를 용이하게 추정할 수 있다.
(18) 전후 방향 슬립도를 차륜의 슬립율로 하고 있다. 차륜의 슬립율의 정보는, 통상 차량에 있어서 용이하게 취득할 수 있는 정보이다. 이로 인해, 그립 상태 및 마찰 한계에 대한 여유도를 용이하게 추정할 수 있다.
(19) 제1 차륜력 및 제2 차륜력 중 어느 하나를, 차륜에 작용하는 타이어 횡력 또는 코너링 포스로 하고 있다.
차륜에 작용하는 타이어 횡력 또는 코너링 포스의 정보는, 통상 차량에 있어서 용이하게 취득할 수 있는 정보이다. 이로 인해, 그립 상태 및 마찰 한계에 대한 여유도를 용이하게 추정할 수 있다.
(20) 제1 차륜력 및 제2 차륜력 중 어느 하나를, 타이어 횡력 또는 코너링 포스로 하고 있다. 또한, 타이어 횡력 또는 코너링 포스인 제1 차륜력 또는 제2 차륜력에 대응하는 제1 차륜 슬립도 및 제2 차륜 슬립도 중 어느 하나를 횡방향 슬립도로 하고 있다. 또한, 제1 입력 및 제2 입력 중 어느 하나를, 타이어 횡력 또는 코너링 포스를 횡방향 슬립도로 나눈 값으로 하고 있다.
이로 인해, 타이어 횡력 또는 코너링 포스를 횡방향 슬립도로 나눈 값으로부터 그립 특성 파라미터를 정할 수 있는 것을 이용할 수 있다. 그 결과, 그립 상태 및 마찰 한계에 대한 여유도를 용이하게 추정할 수 있다.
(21) 횡방향 슬립도를 차륜의 슬립각으로 하고 있다. 차륜의 슬립각의 정보는, 통상 차량에 있어서 용이하게 취득할 수 있는 정보이다. 이로 인해, 그립 상태 및 마찰 한계에 대한 여유도를 용이하게 추정할 수 있다.
(22) 차륜력을, 좌우 2륜의 차륜력의 합성력으로 하고 있다. 이로 인해, 평균화된 차륜력을 이용함으로써, 그립 상태 및 마찰 한계에 대한 여유도를 적절하게 추정할 수 있다.
(23) 제1 및 제2 입력을 무차원의 값으로 하고 있다. 또한, 입력부를, 차륜력과 차륜 슬립도의 비를 기준이 되는 비로 나누어서 무차원의 입력을 설정하도록 구성하고 있다.
이로 인해, 일반화한 처리로 할 수 있어, 그립 상태 및 마찰 한계에 대한 여유도를 적절하게 추정할 수 있다.
(24) 그립 특성 파라미터를 무차원의 값으로 하고 있다. 또한, 출력부를, 그립 특성 파라미터 기준값으로 나누어서 무차원의 값을 정하도록 구성하고 있다.
이로 인해, 무차원화함으로써 일반화한 처리로 할 수 있어, 그립 상태 및 마찰 한계에 대한 여유도를 적절하게 추정할 수 있다.
(25) 출력부를, 2개의 입력과 출력의 소정의 관계에 따라서 2개의 입력으로부터 출력을 정하도록 구성하고 있다. 또한, 2개의 입력과 출력의 관계를, 제1 입력인 제1 차륜력과 제1 슬립도의 비를 나타내는 제1 축, 제2 입력인 제2 차륜력과 제2 슬립도의 비를 나타내는 제2 축, 그립 특성 파라미터를 나타내는 제3 축을 갖는 3차원 좌표계에 있어서의 3차원 곡면으로 나타내고 있다.
이와 같이 출력부를 간단한 구성으로 함으로써, 그립 상태 및 마찰 한계에 대한 여유도를 적절하게 추정할 수 있다.
(26) 제1 축을, 횡력 또는 코너링 포스와 횡방향 슬립도의 비 및 전후력 또는 제동력 및 구동력과 전후 방향 슬립도의 비 중 어느 한쪽으로 하고 있다. 또한, 제2 축을, 횡력 또는 코너링 포스와 횡방향 슬립도의 비 및 전후력 또는 제동력 및 구동력과 전후 방향 슬립도의 비 중 어느 다른 쪽으로 하고 있다.
이와 같이 출력부를 간단한 구성으로 함으로써, 그립 상태 및 마찰 한계에 대한 여유도를 적절하게 추정할 수 있다.
(27) 제1~제3 축이 나타내는 값을 무차원의 값으로 하고 있다. 즉, 제1 및 제2 축을, 각 축 방향의 차륜력과 차륜 슬립도의 비를 기준이 되는 비로 나누어서 무차원의 값을 정하도록 구성하고 있다. 또한, 제3 축을, 그립 특성 파라미터를 그립 특성 파라미터 기준값으로 나누어서 무차원의 값을 정하도록 구성하고 있다.
이로 인해, 무차원화함으로써 일반화한 처리로 할 수 있어, 그립 상태 및 마찰 한계에 대한 여유도를 적절하게 추정할 수 있다.
(28) 입력부가, 제1 차륜력을 검출하는 제1 차륜력 검출부와, 제1 차륜 슬립도를 검출하는 제1 차륜 슬립도 검출부와, 제1 차륜력 검출부가 검출한 제1 차륜력을 제1 차륜 슬립도 검출부가 검출한 제1 차륜 슬립도로 나누어서 제1 차륜력과 제1 차륜 슬립도의 비를 구하는 제1 제산부를 구비하고 있다. 또한, 입력부가, 제2 차륜력을 검출하는 제2 차륜력 검출부와, 제2 차륜 슬립도를 검출하는 제2 차륜 슬립도 검출부와, 제2 차륜력 검출부가 검출한 제2 차륜력을 제2 차륜 슬립도 검출부가 검출한 제2 차륜 슬립도로 나누어서 제2 차륜력과 제2 차륜 슬립도의 비를 구하는 제2 제산부를 구비하고 있다.
이와 같은 구성에 의해, 그립 상태 및 마찰 한계에 대한 여유도를 적절하게 추정할 수 있다.
(29) 륜하중 검출부가 차륜의 륜하중을 구하고 있다. 또한, 보정부가, 륜하중 검출부가 구한 륜하중을 바탕으로 입력과 출력의 관계를 보정하고 있다.
이로 인해, 륜하중에 영향받지 않고, 높은 정밀도로 그립 특성 파라미터를 얻을 수 있다.
(30) 륜하중 변화 보정부가, 륜하중에 따라서 보정 계수를 산출하고 있다. 또한, 보정부가, 제1 및 제2 입력을 각각 보정 계수로 나누어서 보정을 하고, 보정한 제1 및 제2 입력을 바탕으로 정한 출력에 보정 계수를 곱하여 보정을 하고 있다.
이로 인해, 륜하중을 바탕으로 적절하게 보정한 그립 특성 파라미터를 얻을 수 있다. 그 결과, 륜하중에 영향받지 않고, 높은 정밀도로 그립 특성 파라미터를 얻을 수 있다.
(31) 륜하중이 커질수록 보정 계수를 크게 하고 있다. 이로 인해, 륜하중이 커질수록 그립력이 증가하는 것에 대응시킨 그립 특성 파라미터를 얻을 수 있다.
(32) 륜하중이 커질수록 보정 계수의 증가 비율을 감소시키고 있다. 이로 인해, 륜하중이 커질수록 그립력의 증가 비율이 감소하는 것에 대응시킨 그립 특성 파라미터를 얻을 수 있다.
(33) 제어부가, 그립 특성 파라미터가 소정의 크리티컬 파라미터 값 이하의 크리티컬 영역에 있어서는, 그립 특성 파라미터를 소정의 크리티컬 파라미터 값보다 증대시키는 그립 리커버리 제어를 행하고 있다. 또한, 제어부가, 그립 특성 파라미터가 소정의 크리티컬 파라미터 값보다 크지만 소정의 크리티컬 파라미터 값보다 큰 소정의 파라미터 임계값보다 작은 마지널 영역에 있어서는, 그립 특성 파라미터를 소정의 크리티컬 파라미터 값을 향해서 감소하는 것을 방지하는 그립 저하 예방 제어를 행하고 있다.
이로 인해, 그립 리커버리 제어에서는, 운전자에게 스티어링 휠의 되꺾음을 촉구하여 그립력을 확보할 수 있다. 또한, 그립 저하 예방 제어에서는, 운전자에 의한 스티어링 휠의 추가 꺾음을 방지하여 그립력의 저하를 방지할 수 있다.
(34) 제어부가, 그립 특성 파라미터가 소정의 파라미터 임계값보다 클 때에는, 그립 상태 제어를 행하고 있다. 여기서, 그립 상태 제어는, 통상의 그립 상태가 확보되어 있을 때의 제어이다.
이로 인해, 그립 특성 파라미터를 바탕으로, 통상의 그립 상태가 확보되어 있는 경우에 적합한 제어를 실시할 수 있다.
(35) 안정성 추정부가, 그립 특성 파라미터를 바탕으로 차량 안정성을 나타내는 차량 안정성 파라미터를 추정하고 있다.
이로 인해, 그립 특성 파라미터를 바탕으로, 차량 거동을 안정화시키는 제어를 실현할 수 있다.
(36) 입력부를, 차량의 제1 차륜에 있어서의 제1 차륜력과 제1 차륜 슬립도와 비 및 제2 차륜력과 제2 차륜 슬립도의 비와, 차량의 제2 차륜의 제1 차륜력과 제1 차륜 슬립도의 비 및 제2 차륜력과 제2 차륜 슬립도의 비를 설정하도록 구성하고 있다. 또한, 출력부를, 제1 차륜의 제1 차륜력과 제1 차륜 슬립도의 비 및 제2 차륜력과 제2 차륜 슬립도의 비로부터 제1 차륜의 그립 특성 파라미터를 구하도록 구성하고 있다. 또한, 출력부를, 제2 차륜의 제1 차륜력과 제1 차륜 슬립도의 비 및 제2 차륜력과 제2 차륜 슬립도의 비로부터 제2 차륜의 그립 특성 파라미터를 구하도록 구성하고 있다. 또한, 안정성 추정부가, 제1 차륜의 그립 특성 파라미터 및 제2 차륜의 그립 특성 파라미터를 바탕으로, 차량 안정성 파라미터를 추정하고 있다.
이로 인해, 서로 다른 제1 차륜과 제2 차륜의 그립 특성 파라미터를 바탕으로 차량 안정성 파라미터를 추정할 수 있다. 즉, 제1 차륜과 제2 차륜의 사이의 그립 특성의 차이로부터 차량 안정성 파라미터를 추정할 수 있다.
(37) 제1 차륜과 제2 차륜의 관계를, 전후륜이 되는 관계 또는 좌우륜이 되는 관계 중 어느 하나로 하고 있다.
이로 인해, 전후륜 또는 좌우륜의 그립 특성의 차이로부터 차량 안정성 파라미터를 추정할 수 있다.
(38) 안정성 제어부가, 차량 안정성 파라미터를 바탕으로 차량을 제어하고 있다.
이로 인해, 그립 특성 파라미터를 바탕으로, 차량 거동을 안정화시키는 제어를 할 수 있다.
(39) 차량 거동 추정부가, 그립 특성 파라미터를 바탕으로 차량 거동을 추정하는 것을 실현하고 있다.
(40) 그립 특성 파라미터를 전후 방향 성분과 횡방향 성분으로 분해하는 분해부를 구비하고 있다. 또한, 차량 거동 추정부가, 분해부가 분해한 전후 방향 성분의 그립 특성 파라미터를 바탕으로, 차량의 전후 방향 거동을 추정하는 전후 거동 추정부 및 분해부가 분해한 횡방향 성분의 그립 특성 파라미터를 바탕으로, 차량의 횡방향 거동을 추정하는 횡 거동 추정부 중 적어도 한쪽을 구비하고 있다.
이로 인해, 그립 특성 파라미터를 전후 방향 성분과 횡방향 성분으로 분해하여, 전후 방향 성분의 그립 특성 파라미터나 횡방향 성분의 그립 특성 파라미터를 바탕으로, 차량의 전후 방향 거동이나 횡방향 거동을 개별적으로 추정할 수 있다.
(41) 가로 거동 추정부가, 차량의 제1 차륜의 그립 특성 파라미터의 횡방향 성분 및 차량의 제2 차륜의 그립 특성 파라미터의 횡방향 성분을 바탕으로, 차량의 횡방향 거동을 추정하고 있다.
서로 다른 제1 차륜과 제2 차륜의 그립 특성 파라미터의 횡방향 성분을 바탕으로 차량의 횡방향 거동을 추정함으로써, 차량의 횡방향 거동을 적절하게 추정할 수 있다.
(42) 차량 거동 제어부가, 차량 거동 추정부가 추정한 차량 거동을 바탕으로 차량 거동을 제어하고 있다. 예를 들어, 전후 거동 추정부 및 횡방향 추정부 중 적어도 한쪽의 추정 결과를 바탕으로, 차량의 전후 방향 거동 및 횡방향 거동 중 적어도 한쪽을 제어하고 있다.
이로 인해, 그립 특성 파라미터를 바탕으로, 차량 거동을 안정화시키는 제어를 할 수 있다.
(43) 차량 거동 제어부가, 차량 거동 추정부가 추정한 차량 거동을 바탕으로, 차량 거동 제어용 액추에이터[EPS 모터(7)]를 제어하여, 차량 거동을 제어하고 있다.
이로 인해, 그립 특성 파라미터를 바탕으로, 차량 거동을 안정화시키는 제어를 할 수 있다.
(44) 차량 거동 제어용 액추에이터[EPS 모터(7)]를, 운전자의 조타력을 어시스트하는 조타력 어시스트용 액추에이터나 차량의 차륜 타각을 제어하는 차륜 타각 제어용 액추에이터로 하고 있다.
이로 인해, 운전자의 조타력을 어시스트하거나 차량의 차륜 타각을 제어함으로써, 차량 거동을 안정화시키는 제어를 할 수 있다.
(45) 차량 거동 제어부가, 그립 특성 파라미터가 저하하면 상기 그립 특성 파라미터를 증대시키도록 차량 거동 제어용 액추에이터[제동 및 구동 모터(21)]를 제어하고 있다.
이로 인해, 그립 특성 파라미터를 증대시켜서 그립력을 회복시킬 수 있다. 즉, 그립 특성 파라미터를 증대시킴으로써, 차량 거동을 안정화시키는 제어를 할 수 있다.
(46) 차량 거동 제어부가, 그립 특성 파라미터가 저하하면 타이어 슬립각을 감소시키도록 차량 거동 제어용 액추에이터를 제어하고 있다.
이로 인해, 타이어 슬립각을 감소시켜서 그립력을 회복시킬 수 있다. 즉, 타이어 슬립각을 감소시킴으로써, 차량 거동을 안정화시키는 제어를 할 수 있다.
(47) 차량 거동 추정부가, 그립 특성 파라미터를 바탕으로 차량 선회 특성을 추정하고 있다. 그리고, 차량 거동 제어부가, 차량 거동 추정부가 추정한 차량 선회 특성을 바탕으로 차량의 선회 거동을 제어하고 있다.
이로 인해, 그립 특성 파라미터를 바탕으로 차량 선회 특성을 추정하고, 추정한 차량 선회 특성을 바탕으로 차량의 선회 거동을 안정화시키는 제어를 할 수 있다.
(48) 차량 거동 추정부가, 그립 특성 파라미터로부터 차량의 드리프트 아웃 경향 및 차량의 스핀 경향 중 적어도 한쪽을 추정하고 있다. 그리고, 차량 거동 제어부가, 차량 거동 추정부가 추정한 차량의 드리프트 아웃 경향 및 차량의 스핀 경향 중 적어도 한쪽의 경향을 저하시키도록 차량의 선회 거동을 제어하고 있다.
이로 인해, 그립 특성 파라미터를 바탕으로, 차량의 드리프트 아웃 경향이나 차량의 스핀 경향을 저하시켜서 차량의 선회 거동을 안정화시키는 제어를 할 수 있다.
(49) 차륜 토크 제어부[제동 및 구동 모터 ECU(22) 및 제동력 및 구동력 보정 지령값 연산부(49)]가, 그립 특성 파라미터를 바탕으로 차륜의 제동 토크 및 구동 토크 중 적어도 한쪽을 제어하고 있다.
이로 인해, 차륜의 제동 토크 및 구동 토크 중 적어도 한쪽을 제어함으로써, 차륜의 그립 특성을 제어할 수 있다. 그 결과, 차륜의 그립 특성을 원하는 특성으로 할 수 있다.
(50) 차륜 토크 제어부가, 그립 특성 파라미터의 전후 방향 성분을 바탕으로, 차륜의 제동 토크 및 구동 토크 중 적어도 한쪽을 제어하고 있다.
이로 인해, 그립 특성 파라미터의 전후 방향 성분을 이용함으로써, 적절하게 차륜의 제동 토크나 구동 토크를 제어할 수 있다.
(51) 차륜 토크 제어부가, 차륜 토크를 제어하는 차륜 토크 제어용 액추에이터[제동 및 구동 모터(21)]를 제어하고 있다.
이로 인해, 차륜 토크 제어용 액추에이터를 제어하여, 적절하게 차륜의 제동 토크나 구동 토크를 제어할 수 있다.
(52) 차륜 토크 제어부가, 그립 특성 파라미터가 소정의 크리티컬 파라미터 값보다 저하하면, 상기 그립 특성 파라미터가 소정의 크리티컬 파라미터 값[소정의 임계값(Kx2)]보다 커질 때까지 차륜 토크를 감소시키도록, 차륜의 제동 토크 및 구동 토크 중 적어도 한쪽을 제어하고 있다.
이로 인해, 차륜의 제동 토크나 구동 토크를 제어하여 차륜의 그립 특성을 원하는 특성으로 함으로써, 그립력을 회복시킬 수 있다.
(53) 차륜 토크 제어부가, 그립 특성 파라미터가 소정의 크리티컬 파라미터 값[소정의 임계값(Kx2)]보다 크고, 소정의 임계값[소정의 임계값(Kx1)]보다 작은 영역에 있을 때, 차륜 토크의 증대를 억제하도록 차륜의 제동 토크 및 구동 토크 중 적어도 한쪽을 제어하고 있다.
이로 인해, 차륜의 제동 토크나 구동 토크를 제어하여 차륜의 그립 특성을 원하는 특성으로 함으로써, 그립력의 저하를 방지할 수 있다.
(54) 차륜 토크 제어부가, 그립 특성 파라미터가 소정의 크리티컬 파라미터 값보다 큰 경우에 운전자의 전후력 증대 요구가 있으면, 상기 그립 특성 파라미터가 소정의 임계값보다 작아질 때까지 차륜 토크를 증대시키도록, 차륜의 제동 토크 및 구동 토크 중 적어도 한쪽을 제어하고 있다.
이로 인해, 차륜의 제동 토크나 구동 토크를 제어하여 그립력의 저하를 방지하면서, 운전자의 의사에 합치한 제동력 및 구동력을 발생시킬 수 있다.
(55) 소정의 크리티컬 파라미터 값을 0과 동일한 값으로 하고 있다. 이로 인해, 그립 특성 파라미터가 0 부근에서 그립력이 포화하는 것에 대응시켜 차륜의 제동 토크나 구동 토크를 제어할 수 있다.
(제2 실시 형태)
(구성)
도 46은 제2 실시 형태의 차량의 개략 구성을 도시한다. 또한, 도 47은, 차량이 구비하는 차량 주행 상태 추정 장치(8)의 내부 구성을 도시한다. 도 46 및 도 47에 도시한 바와 같이, 제2 실시 형태의 차량의 기본적 구성은, 상기 도 30 및 도 31에 도시한 제1 실시 형태의 차량의 구성과 기본적으로는 동일하다. 그러나, 제2 실시 형태에서는, 각 차륜(11FL~11RR)에 허브 센서(71FL~71RR)를 구비하고 있다. 한편, 제2 실시 형태에서는, EPS에 관한 EPSECU(6), EPS 모터(7) 및 선회 특성 연산부(50)를 탑재하지 않고 있다. 이하의 설명에서는, 제2 실시 형태의 차량에 있어서, 상기 제1 실시 형태의 차량의 구성과 동일한 부호가 붙어 있는 구성에 대해서는, 특별히 언급하지 않는 한은 동일하다. 또한, 이하에 설명하지만, 제2 실시 형태에서는, 각 차륜(11FL~11RR) 각각을 제동력 및 구동력 제어하고 있기 때문에, 그 점에서 제1 실시 형태와는 각 구성부의 처리가 상이하다.
슬립율 추정부(42)는, 차륜속 센서(5)가 검출한 각 차륜(11FL~11RR)의 차륜속 및 차체 속도 연산부(41)가 산출한 차체 속도를 바탕으로, 각 차륜(11FL~11RR) 각각의 슬립율(λfl, λfr, λrl, λrr)을 산출한다. 슬립율 추정부(42)는, 그 산출 결과를 Fx/λ 연산부(46)에 출력한다.
제동력 및 구동력 추정부(43)는, 제동 및 구동 모터(21FL~21RR)의 회전 속도 및 전류값을 바탕으로, 각 차륜(11FL~11RR) 각각의 제동력 및 구동력(Fxfl, Fxfr, Fxrl, Fxrr)을 산출한다. 구체적으로는, 상기 제1 실시 형태에서는, 전후륜에 대한 제동력 및 구동력(Fxf, Fxr)을 얻기 위해서, 제동력 및 구동력 추정부(43)가 좌우 2륜의 제동 및 구동 토크(TTir)의 합계치를 얻고 있다. 이에 반해, 제2 실시 형태에서는, 좌우 2륜의 제동 및 구동 토크(TTir)를 가산하지 않고도, 제동력 및 구동력 추정부(43)는, 각 차륜(11FL~11RR)의 제동 및 구동 모터(21FL~21RR)의 제동 및 구동 토크(TTir)를 얻고 있다. 그리고, 제동력 및 구동력 추정부(43)는, 그들 각 차륜(11FL~11RR)에 대해서 얻은 각 제동 및 구동 토크(TTir)를 타이어동 반경 배로 하여, 각 차륜(11FL~11RR) 각각의 제동력 및 구동력(Fxfl~Fxrr)을 산출한다. 제동력 및 구동력 추정부(43)는, 그 산출 결과(추정 결과)를 Fx/λ 연산부(46)에 출력한다.
도 46에 도시하는 허브 센서(71FL~71RR)는, 각 차륜(11FL~11RR)에 걸리는 횡방향의 힘을 검출한다. 허브 센서(71FL~71RR)는, 그 검출 결과를 차량 주행 상태 추정 장치(8)[횡력 추정부(45)]에 출력한다.
차량 주행 상태 추정 장치(8)에서는, 횡력 추정부(45)가, 허브 센서(71FL~71RR)의 검출 결과를 바탕으로, 각 차륜(11FL~11RR) 각각의 횡력(Fyfl, Fyfr, Fyrl, Fyrr)을 산출한다. 횡력 추정부(45)는 그 산출 결과를 Fy/βt 연산부(47)에 출력한다.
도 47에 도시하는 타이어 슬립각 추정부(44)는, 상기 제1 실시 형태와 마찬가지로, 차체 슬립각(차량의 횡활각)(β)을 추정하고, 그 추정한 차체 슬립각(β)을 전후륜 각각의 슬립각(타이어 슬립각)(βt)으로 변환하고 있다.
도 48은, 차량의 횡활각(슬립각)을 추정하기 위한 타이어 슬립각 추정부(44)의 구성예를 도시한다. 도 48은, β 추정 보상기(63) 및 보상 게인(K2)을 구비하지 않는 구성예를 도시한다.
또한, 타이어 슬립각 추정부(44)는, 전륜의 슬립각(βtf)을 전륜의 좌우 2륜 각각의 슬립각(βtfl, βtfr)으로 하고, 후륜의 슬립각(βtr)을 후륜의 좌우 2륜 각각의 슬립각(βtrl, βtrr)으로 하고 있다. 타이어 슬립각 추정부(44)는, 그렇게 해서 얻은 각 차륜(11FL~11RR) 각각의 슬립각(βtfl~βtrr)을 Fy/βt 연산부(47)에 출력한다.
Fx/λ 연산부(46)는, 슬립율 추정부(42) 및 제동력 및 구동력 추정부(43)가 산출한 각 차륜(11FL~11RR)의 슬립율(λfl~λrr) 및 제동력 및 구동력(Fxfl~Fxrr)을 바탕으로, 제동력 및 구동력(Fxfl~Fxrr)과 슬립율(λfl~λrr)의 비(Fxfl/λfl~Fxrr/λrr)를 산출한다. Fx/λ 연산부(46)는, 그 산출 결과를 타이어 그립 상태 연산부(48)에 출력한다. 또한, Fy/βt 연산부(47)는, 타이어 슬립각 추정부(44) 및 횡력 추정부(45)가 산출한 각 차륜(11FL~11RR)의 슬립각(βtfl~βtrr) 및 횡력(Fyfl~Fyrr)을 바탕으로, 횡력(Fyfl~Fyrr)과 슬립각(βtfl~βtrr)의 비(Fyfl/βtfl~Fyrr/βtrr)를 산출한다. Fy/βt 연산부(47)는, 그 산출 결과를 타이어 그립 상태 연산부(48)에 출력한다.
타이어 그립 상태 연산부(μ 구배 연산부)(48)는, Fx/λ 연산부(46)가 산출한 전후륜의 제동력 및 구동력(Fxfl~Fxrr)과 슬립율(λfl~λrr)의 비(Fxfl/λfl~Fxrr/λrr) 및 Fy/βt 연산부(47)가 산출한 횡력(Fyfl~Fyrr)과 슬립각(βtfl~βtrr)의 비(Fyfl/βtfl~Fyrr/βtrr)를 바탕으로, 각 차륜(11FL~11RR) 각각의 그립 상태를 추정한다. 즉, 각 차륜(11FL~11RR) 각각에 대해서 μ 구배를 추정한다. 그로 인해, 타이어 그립 상태 연산부(48)는, 상기 도 29에 도시한 3D의 μ 구배 특성 맵을 갖는다. 또한, 타이어 그립 상태 연산부(48)는, 그러한 3D의 μ 구배 특성 맵을 각 차륜(11FL~11RR) 각각에 대응시켜 갖는다. 예를 들어, 메모리 등의 기억 매체에 3D의 μ 구배 특성 맵을 기억하여 유지하고 있다.
이로 인해, 타이어 그립 상태 연산부(48)는, 각 차륜(11FL~11RR)에 대응하는 3D의 μ 구배 특성 맵을 참조하여, 각 차륜(11FL~11RR)의 제동력 및 구동력(Fxfl~Fxrr)과 슬립율(λfl~λrr)의 비(Fxfl/λfl~Fxrr/λrr) 및 각 차륜(11FL~11RR)의 횡력(Fyfl~Fyrr)과 슬립각(βtfl~βtrr)의 비(Fyfl/βtfl~Fyrr/βtrr)를 입력으로 하여, 그에 대응하는 각 차륜(11FL~11RR)의 μ 구배(γ/γ0)를 산출(출력)한다(도 37 참조).
제동력 및 구동력 보정 지령값 연산부(49)는, 각 차륜(11FL~11RR)의 μ 구배를 바탕으로, 각 차륜(11FL~11RR)의 공전 및 로크를 예방하는 제어를 하기 위한 처리를 행한다. 도 49는, 그 처리의 일례를 도시한다. 도 49에 도시한 바와 같이, 우선 스텝 S51에서, 제동력 및 구동력 보정 지령값 연산부(49)는, μ 구배가 소정의 임계값(A1)보다 큰지의 여부를 판정한다. 소정의 임계값(A1)은, 실험값, 경험값 또는 이론값 등이다. 예를 들어, 소정의 임계값(A1)은, 양의 값으로 임의의 값이다. 또한, μ 구배는, γ/γ0로서 무차원화해서 얻어지는 값이므로, 소정의 임계값(A1)은, 그러한 무차원화한 점을 고려한 값이 된다.
여기서, 제동력 및 구동력 보정 지령값 연산부(49)는, μ 구배가 소정의 임계값(A1)보다 큰 경우(μ 구배>A1), 스텝 S52로 진행한다. 또한, 제동력 및 구동력 보정 지령값 연산부(49)는, μ 구배가 소정의 임계값(A1) 이하인 경우(μ 구배≤A1), 스텝 S53으로 진행한다.
스텝 S52에서는, 제동력 및 구동력 보정 지령값 연산부(49)는, 그립 상태(높은 그립 상태)로 판단하여, 통상의 제동력 및 구동력 제어(통상 제어 모드)를 실시한다. 그러기 위하여, 제동력 및 구동력 보정 지령값 연산부(49)는, 제동 및 구동 모터 ECU(22)에 제동력 및 구동력의 제어 보정 지령을 출력하지 않도록 한다. 또는, 제동력 및 구동력 보정 지령값 연산부(49)는, 제동 및 구동 모터 ECU(22)에 통상의 제동력 및 구동력 제어를 실시 가능하게 하는 제어 보정 지령을 출력한다. 그리고, 제동력 및 구동력 보정 지령값 연산부(49)는, 상기 도 49에 도시하는 처리를 종료한다.
스텝 S53에서는, 제동력 및 구동력 보정 지령값 연산부(49)는, μ 구배가 소정의 임계값(A2K)보다 큰지의 여부를 판정한다. 소정의 임계값(A2)은, 실험값, 경험값 또는 이론값 등이다. 또한, 소정의 임계값(A2)은 상기 소정의 임계값(A1) 미만의 값이다(A2<A1). 예를 들어, 소정의 임계값(A2)은 0 근방의 값이다. 또한, μ 구배는, γ/γ0로서 무차원화해서 얻어지는 값이므로, 소정의 임계값(A2)은, 그러한 무차원화한 점을 고려한 값이 된다.
여기서, 제동력 및 구동력 보정 지령값 연산부(49)는, μ 구배가 소정의 임계값(A2)보다 큰 경우[μ 구배> 소정의 임계값(A2)], 스텝 S54로 진행한다. 또한, 제동력 및 구동력 보정 지령값 연산부(49)는, μ 구배가 소정의 임계값(A2) 이하인 경우[μ 구배≤소정의 임계값(A2)], 스텝 S55로 진행한다.
스텝 S54에서는, 제동력 및 구동력 보정 지령값 연산부(49)는, 그립력이 포화점보다 앞이라고 판단하여, 현 시점보다 제동력 및 구동력이 커지는 것을 억제하는 제동력 및 구동력 제어(제동력 및 구동력 증가 금지 제어 모드)를 실시한다. 그러기 위하여, 제동력 및 구동력 보정 지령값 연산부(49)는, 공전 및 로크 예방 제어로서, 제동 및 구동 모터 ECU(22)에 액셀러레이터 조작이나 브레이크 조작 등에 기초하는 제동력 및 구동력의 증가를 억제하기 위한 제어 보정 지령을 출력한다. 예를 들어, 액셀러레이터 조작이나 브레이크 조작 등에 기초하는 제동력 및 구동력의 증가분을 감산하는 값의 제어 보정 지령을 출력한다. 그리고, 제동력 및 구동력 보정 지령값 연산부(49)는, 상기 도 49에 도시하는 처리를 종료한다.
스텝 S55에서는, 제동력 및 구동력 보정 지령값 연산부(49)는, 그립력이 포화한 영역에 있다고 판단하여, 제동력 및 구동력을 빼고 그립을 회복시키는 제동력 및 구동력 제어(제동력 및 구동력 감소 제어 모드)를 실시한다. 그러기 위하여, 제동력 및 구동력 보정 지령값 연산부(49)는, 공전 및 로크 예방 제어로서, 제동 및 구동 모터 ECU(22)에 제동력 및 구동력을 감소시키는 제어 보정 지령을 출력한다. 예를 들어, 액셀러레이터 조작이나 브레이크 조작 등이 있어도, 그 조작에 기초하는 제동력 및 구동력의 증가를 캔슬하면서, 제동력 및 구동력을 감소시키는 제어 보정 지령을 출력한다. 그리고, 제동력 및 구동력 보정 지령값 연산부(49)는, 상기 도 49에 도시하는 처리를 종료한다.
이상과 같이 제동력 및 구동력 보정 지령값 연산부(49)가 μ 구배에 기초하여 처리를 행하고 있다. 그리고, 제동력 및 구동력 보정 지령값 연산부(49)는, 각 차륜(11FL~11RR) 각각의 μ 구배에 기초하여 상기 처리를 행하고 있다.
그런데, 상술한 바와 같이, 각 차륜(11FL~11RR) 개별적으로 공전 및 로크 예방 제어하면(상기 도 49 참조), 각 차륜(11FL~11RR)마다 독립적으로 제동력 및 구동력이 조정된다. 그러기 위하여, 각 차륜(11FL~11RR) 사이(예를 들어, 좌우륜의 사이)에서 제동 및 구동 토크에 차가 발생한다. 이로 인해, 공전 및 로크 예방 제어에 기인해서 차량이 선회해버리는 경우가 있다. 또한, 그러한 공전 및 로크 예방 제어와는 관계없이, 타이어의 횡활 발생에 의해 조타에 맞는 선회를 실현할 수 없는 경우도 있다. 이로부터, 제동력 및 구동력 보정 지령값 연산부(49) 및 선회 어시스트 지령값 연산부(51)가, 그러한 차량 거동에 대응한 처리를 행한다. 도 50은 그 처리의 일례를 도시한다. 도 50에 도시한 바와 같이, 우선 스텝 S61에서, 제동력 및 구동력 보정 지령값 연산부(49)는, 공전 및 로크 예방 제어에 의한 좌우륜의 제동 및 구동 토크 차에서 발생하는 선회 모멘트(요 모멘트)(ΔM)를 산출한다.
계속해서 스텝 S62에서, 선회 어시스트 지령값 연산부(51)는, 차량 특성이 선형 상태이면 발생하고 있다고 예측되는 기준 요 레이트를 산출한다. 구체적으로는, 선회 어시스트 지령값 연산부(51)는, 차량의 선형 2륜 모델[상기 슬립각(βt)의 연산에서 이용한 것]에 차속과 조타각을 입력하여, 기준 요 레이트(γb)를 산출한다.
계속해서 스텝 S63에서, 선회 어시스트 지령값 연산부(51)는, 실제로 차량에 발생하고 있는 요 레이트(요 레이트 실측값)(γ)와 상기 스텝 S62에서 산출한 기준 요 레이트(γb)의 차분값(Δγ)(=γ-γb)을 산출한다.
계속해서 스텝 S64에서, 제동력 및 구동력 보정 지령값 연산부(49)는, 상기 스텝 S61에서 산출한 선회 모멘트(ΔM) 및 상기 스텝 S63에서 산출한 요 레이트의 차분값(Δγ)을 사용하여, 하기 (9)식에 의해 선회 어시스트 토크(MMTR)를 산출한다.
MMTR=ΔM+G×Δγ ……(9)
여기서, G는 선회 어시스트 게인이다. 선회 어시스트 게인(G)은, 튜닝에 의해 사전에 정해 두는 상수이다.
그리고, 제동력 및 구동력 보정 지령값 연산부(49)는, 선회 제어를 위한 지령을 제동 및 구동 모터 ECU(22)에 출력한다. 즉, 제동력 및 구동력 보정 지령값 연산부(49)는, 상기 (9)식에 의해 산출한 MMTR을 실현하도록, 제동력 및 구동력 좌우 차를 발생시키는 지령을 제동 및 구동 모터 ECU(22)에 출력한다.
여기서, 제동력 및 구동력 좌우 차를 발생시키는 지령(MMTR을 실현하는 지령)은, μ 구배가 높은 차륜에 제동력 및 구동력을 발생시키는 지령이다. 이 제동력 및 구동력 좌우 차를 발생시키는 지령은, 선회를 억제하는 경우에는, 선회 외륜의 제동력을 증가시키는 지령 또는 선회 내륜의 구동력을 증가시키는 지령이 된다. 또한, 제동력 및 구동력 좌우 차를 발생시키는 지령은, 선회를 조장하는 경우에는, 선회 외륜의 구동력을 증가시키는 지령 또는 선회 내륜의 제동력을 증가시키는 지령이 된다. 또한, 불안정한 차량 거동이 발생하고 있는 경우에는, 감속하는 것이 차량 거동을 안정화하는 방향으로 작용하기 때문에, 구동력을 증가시키지 않고 제동력을 증가시키는 것으로만 선회 제어를 행한다. 또한, 그러한 경우에도, 운전자가 강한 액셀러레이터 조작이 있었을 경우에는, 운전자의 조작을 우선하여, 구동력을 증가시켜서 선회 제어를 행한다.
(동작 및 작용)
도 51은, 차체 주행 상태 추정 장치(8)에서의 연산 처리 수순의 일례를 도시한다. 차체 주행 상태 추정 장치(8)는, 상기 연산 처리를 차량 주행 중에 실행한다.
우선, 차체 주행 상태 추정 장치(8)에서는, 차체 속도 연산부(41)가 차체 속도를 산출한다(스텝 S71). 차체 주행 상태 추정 장치(8)에서는, 슬립율 추정부(42)가 그 차체 속도를 바탕으로 각 차륜(11FL~11RR)의 슬립율(λfl~λrr)을 산출한다(스텝 S72). 또한, 차체 주행 상태 추정 장치(8)에서는, 타이어 슬립각 추정부(44)가 각 차륜(11FL~11RR)의 슬립각(βtfl~βtrr)을 산출한다(스텝 S73). 한편, 차체 주행 상태 추정 장치(8)에서는, 제동력 및 구동력 추정부(43)가 각 차륜(11FL~11RR)의 제동력 및 구동력(Fxfl~Fxrr)을 산출하는 동시에(스텝 S74), 횡력 추정부(45)가 각 차륜(11FL~11RR)의 횡력(Fyfl~Fyrr)을 산출한다(스텝 S75). 그리고, 차체 주행 상태 추정 장치(8)에서는, Fx/λ 연산부(46)가 각 차륜(11FL~11RR)의 제동력 및 구동력(Fxfl~Fxrr)과 슬립율(λfl~λrr)의 비(Fxfl/λfl~Fxrr/λrr)를 산출한다(스텝 S76). 또한, 차체 주행 상태 추정 장치(8)에서는, Fy/βt 연산부(47)가 각 차륜(11FL~11RR)의 횡력(Fyfl~Fyr)과 슬립각(βtfl~βtrr)의 비(Fyfl/βtfl~Fyrr/βtrr)를 산출한다(스텝 S77).
계속해서, 차체 주행 상태 추정 장치(8)에서는, 타이어 그립 상태 연산부(48)가, 3D의 μ 구배 특성 맵을 바탕으로 μ 구배(그립 특성 파라미터)를 추정한다(스텝 S78). 즉, 타이어 그립 상태 연산부(48)는, 각 차륜 각각의 3D의 μ 구배 특성 맵을 참조하여, 제동력 및 구동력(Fxfl~Fxrr)과 슬립율(λfl~λrr)의 비(Fxfl/λfl~Fxrr/λrr) 및 횡력(Fyfl~Fyrr)과 슬립각(βtfl~βtrr)의 비(Fyfl/βtfl~Fyrr/βtrr)에 대응하는 각 차륜의 주행 중의 μ 구배(γ/γ0)를 산출한다. 그리고, 차체 주행 상태 추정 장치(8)에서는, 제동력 및 구동력 보정 지령값 연산부(49)가, 각 차륜(11FL~11RR)의 μ 구배를 바탕으로, 각 차륜(11FL~11RR)의 공전 및 로크를 예방하는 제동력 및 구동력 제어를 행하고 있다(스텝 S78). 또한, 차체 주행 상태 추정 장치(8)에서는, 제동력 및 구동력 보정 지령값 연산부(49) 및 선회 어시스트 지령값 연산부(51)가, 제동력 및 구동력을 제어하여 선회 제어를 행하고 있다(스텝 S79).
이로 인해, 차체 주행 상태 추정 장치(8)는, μ 구배(그립 특성 파라미터)를 바탕으로 다음과 같이 제동력 및 구동력 제어에 의한 공전 및 로크 예방 제어나 선회 제어를 실시하고 있다.
즉, 차체 주행 상태 추정 장치(8)는, μ 구배가 소정의 임계값(A1)보다 클 때에는(μ 구배>A1), 그 조건을 만족하는 차륜이 그립 상태에 있다고 판단하여, 통상의 제동력 및 구동력 제어(통상 제어 모드)를 실시하게 된다(상기 스텝 S51→스텝 S52).
또한, 차체 주행 상태 추정 장치(8)는, μ 구배가 소정의 임계값(A1) 이하이며, 또한 소정의 임계값(A2)보다 클 때에는(A1≥μ 구배>A2), 그 조건을 만족하는 차륜에 대해서, 제동력 및 구동력이 증가하는 것을 금지하는 제동력 및 구동력 제어(공전 및 로크 예방 제어, 제동력 및 구동력 증가 금지 제어 모드)를 실시하게 된다(상기 스텝 S51→스텝 S53→스텝 S54). 이로 인해, 운전자의 액셀러레이터 조작이나 브레이크 조작에 의해 제동력 및 구동력이 증가하여, 그립력이 포화해버리는 것을 방지할 수 있다.
또한, 차체 주행 상태 추정 장치(8)는, μ 구배가 소정의 임계값(A2) 이하일 때에는(A2≥μ 구배), 그 조건을 만족하는 차륜에 대해서, 제동력 및 구동력을 감소시키는 제동력 및 구동력 제어(공전 및 로크 예방 제어, 제동력 및 구동력 감소 제어 모드)를 실시하고 있다(상기 스텝 S51→스텝 S53→스텝 S55). 이로 인해, 그립력이 포화한 경우에도 그립력을 회복시킬 수 있다.
이상의 처리에서는, 즉, μ 구배를 소정의 임계값(A1, A2)과 비교하는 것만으로 차륜의 그립 상태를 판정하고 있다. 이로 인해, 차륜의 그립력이 한계 영역에 있을 때에도, 그 마찰 한계에 대한 여유도를 적절하게 추정하여, 그 여유도에 합치한 제동력 및 구동력 제어를 실시하고 있다.
또한, 차체 주행 상태 추정 장치(8)는, 공전 및 로크 예방 제어에 의한 좌우륜의 제동 및 구동 토크 차에서 발생하는 선회 모멘트(ΔM)를 산출한다(상기 스텝 S61). 또한, 차체 주행 상태 추정 장치(8)는, 기준 요 레이트(γb)를 산출하고, 산출한 기준 요 레이트(γb)를 바탕으로 요 레이트의 차분값(Δγ)을 산출한다(상기 스텝 S62, 스텝 S63). 그리고, 차체 주행 상태 추정 장치(8)는, 산출한 선회 모멘트(ΔM) 및 요 레이트의 차분값(Δγ)을 바탕으로 선회 어시스트 토크(MMTR)를 산출하고 있다. 그리고, 차체 주행 상태 추정 장치(8)는, 산출한 선회 어시스트 토크(MMTR)를 바탕으로, μ 구배가 높은 차륜에 제동력 및 구동력을 발생시켜서 차량의 선회 제어를 하고 있다(상기 스텝 S64). 이로 인해, 공전 및 로크 예방 제어에 기인해서 차량이 선회해버리는 것을 방지하고 있다. 또한, 타이어의 횡활이 발생해도, 조타에 합치한 선회 특성을 실현하고 있다.
또한, 본 제2 실시 형태에서는, 제동력 및 구동력 보정 지령값 연산부(49) 및 선회 어시스트 지령값 연산부(51)는, 그립 특성 파라미터를 바탕으로 차량 거동을 추정하는 차량 거동 추정부를 실현하고 있다.
(제2 실시 형태에 있어서의 효과)
(1) 차량 거동 추정부가 차량 거동을 추정하고 있다. 또한, 차량 거동 제어부가, 차량 거동 추정부가 추정한 차량 거동을 바탕으로, 차량 거동 제어용 액추에이터[제동 및 구동 모터(21)]를 제어하여 차량의 선회 거동을 제어하고 있다.
이로 인해, 그립 특성 파라미터를 바탕으로 차량 거동(차량의 선회 거동을 포함)을 안정화시키는 제어를 할 수 있다.
(2) 차량 거동 제어용 액추에이터[제동 및 구동 모터(21)]를, 차량의 좌우륜의 전후력을 제어하는 전후력 제어용 액추에이터로 하고 있다.
이로 인해, 차량의 좌우륜의 전후력을 제어함으로써, 차량 거동(차량의 선회 거동을 포함)을 안정화시키는 제어를 할 수 있다.
(3) 제동력 및 구동력 제어(공전 및 로크 예방 제어)에 의한 좌우륜의 제동 및 구동 토크 차에서 발생하는 선회 모멘트(ΔM)를 바탕으로, 차량의 선회 제어를 하고 있다.
이로 인해, 제동력 및 구동력 제어(공전 및 로크 예방 제어)에 기인해서 차량이 선회해버리는 것을 방지할 수 있다.
도시한 실시 형태에 관한 가능한 복수의 해석의 하나에 의하면, 하기와 같은 청구항도 가능하다.
X1) 차량의 차륜의 접지면 그립 특성을 추정하기 위한 시스템(장치 또는 방법), 이 시스템은, 접지면에 있어서 제1 방향에서의 상기 차륜에 작용하는 제1 방향 차륜력과 상기 차륜의 제1 방향 차륜 슬립도의 비인 제1 입력을 설정하는 제1 입력 요소(제1 입력부 또는 제1 입력 스텝)와, 접지면에 있어서 상기 제1 방향과는 서로 다른 제2 방향에서의 상기 차륜에 작용하는 제2 방향 차륜력과 상기 차륜의 제2 방향 차륜 슬립도의 비인 제2 입력을 설정하는 제2 입력 요소(제2 입력부 또는 제2 입력 스텝)와, 상기 제1 입력 요소로 설정한 제1 입력 및 제2 입력 요소로 설정한 제2 입력을 바탕으로, 차륜의 그립 특성을 나타내는 그립 특성 파라미터인 출력을 정하는 출력 요소(출력부 또는 스텝)부를 구비한다.
X2) 상기 제1 방향은 차륜 전후 방향이고 제2 방향은 차륜 횡방향이며, 제1 입력 요소는, 제1 입력으로서, 상기 차륜의 전후 방향 차륜력과 전후 방향 차륜 슬립도의 비를 구하도록 구성되고, 제2 입력 요소는, 제2 입력으로서, 상기 차륜의 횡방향 차륜력과 횡방향 차륜 슬립도의 비를 구하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 상기 청구항 X1에 기재된 시스템(장치 또는 방법).
X3) 상기 출력 요소는, 상기 제1 입력에 의해 나타내어지는 제1 입력 변수와 상기 제2 입력에 의해 나타내어지는 제2 입력 변수의 2개의 입력 변수와 상기 출력에 의해 나타내어지는 하나의 출력 변수의 사이의 2 입력-1 출력의 소정의 특성 관계(예를 들어, 도 37에 도시하는 바와 같은 관계)를 가지며, 이 특성 관계에 따라, 상기 제1 방향 차륜력과 상기 제1 방향 차륜 슬립도의 비 및 상기 제2 방향 차륜력과 상기 제2 방향 차륜 슬립도의 비로부터 상기 그립 특성 파라미터를 정하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 상기 청구항 X1 또는 X2에 기재된 시스템(장치 또는 방법).
X4) 상기 그립 특성 파라미터는 제1 방향과 제2 방향의 중간에 있는 합성 방향에 있어서의 합성 방향 차륜력과 합성 방향 차륜 슬립도의 사이의 특성 곡선의 구배를 나타내는 것을 특징으로 하는, 청구항 X1~X3 중 하나에 기재된 시스템(장치 또는 방법).
X5) 상기 특성 관계에 의해 정해지는 상기 그립 특성 파라미터는, 제1 입력과 제2 입력 중 적어도 한쪽의 증대와 함께, 최소 파라미터 값으로부터 양의 최대 파라미터 값까지 증대하는 것을 특징으로 하는 청구항 X3 또는 X4에 기재된 시스템(장치 또는 방법).
X6) 또한, 상기 차륜의 륜하중을 구하는 륜하중 검출 요소(부 또는 스텝) 및 보정 요소(보정부 또는 보정 스텝)를 가지며, 보정 요소는, 차륜 하중 증대와 함께 최대 파라미터 값을 증대시키도록 특성 관계를 보정하는 것을 특징으로 하는 청구항 X5에 기재된 시스템(장치 또는 방법).
X7) 제1 입력 요소는 차량의 전 이륜용의 상기 제1 입력과 후 이륜용의 상기 제1 입력을 설정하고, 제2 입력 요소는 차량 전 이륜용의 상기 제2 입력과 후 이륜용의 상기 제2 입력을 설정하고, 출력 요소는 전 이륜용의 상기 제1 입력 및 제2 입력을 바탕으로, 전 이륜용의 그립 특성 관계에 따라서 전 이륜용의 그립 특성 파라미터를 정하고, 또한, 후 이륜용의 상기 제1 입력 및 제2 입력을 바탕으로, 후 이륜용의 그립 특성 관계에 따라서 후 이륜용의 그립 특성 파라미터를 정하는 것을 특징으로 하는 청구항 X1~X6 중 하나에 기재된 시스템(장치 또는 방법).
X8) 차량은 복수(예를 들어, 4, 3, 2)의 차륜을 갖는 차량이며, 제1 입력 요소는 각 차륜의 상기 제1 입력을 설정하고, 제2 입력 요소는 각 차륜의 상기 제2 입력을 설정하고, 출력부는 각 차륜의 상기 제1 입력 및 제2 입력을 바탕으로, 각 차륜의 그립 특성 관계에 따라서 각 차륜의 그립 특성 파라미터를 정하는 것을 특징으로 하는 청구항 X1~X6 중 하나에 기재된 시스템(장치 또는 방법).
X9) 상기 차륜은 비 조타륜(예를 들어 후륜)인 것을 특징으로 하는 청구항 X1~X6 중 하나에 기재된 시스템(장치 또는 방법).
X10) 상기 제2 입력 요소는 제2 방향의 차륜력을 요레이트[예를 들어, 요레이트 센서(2)에 의해 검출되는 차량 요레이트]와 횡가속도[예를 들어, 횡가속도 센서(2)에 의해 검출되는 차량 횡가속도] 중 적어도 하나로부터 연산하는 제2 차륜력 연산 요소(부 또는 스텝)(예를 들어, 도 31의 45)를 갖는 것을 특징으로 하는 청구항 X1~X9 중 하나에 기재된 시스템(장치 또는 방법).
X11) 또한, 제2 방향 차륜력을 검출하는 제2 방향 차륜력 센서[예를 들어, 허브 센서(71)]를 가지며, 상기 제2 입력 요소는 제2 방향의 차륜력을 제2 방향 차륜력 센서의 출력 신호로부터 정하는 제2 차륜력 추정 요소(부 또는 스텝)(예를 들어 도 44의 45)를 갖는 것을 특징으로 하는 청구항 X1~X9 중 하나에 기재된 시스템(장치 또는 방법).
X12) 상기 제1 입력 요소는 제1 방향의 차륜력을 차륜 제동력 및 구동력 제어용 액추에이터[예를 들어, 제동 및 구동 모터(21)]의 작동 상태(예를 들어, 회전 속도 또는 전류값)로부터 연산하는 제1 차륜력 연산 요소(43)를 갖는 것을 특징으로 하는 청구항 X1~X11 중 하나에 기재된 시스템(장치 또는 방법).
X13) 상기 제1, 제2 입력 요소는 모두 뉴매틱 트레일을 제로로 해서 차륜력 및 차륜력과 차륜 미끄럼도의 비를 연산하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 청구항 X1~X12 중 하나에 기재된 시스템(장치 또는 방법). 또한, 상기 차륜력(횡방향 차륜력, 전후 방향 차륜력, 합성 방향 차륜력)은 접지면에서 차륜에 작용하는 힘이며, 뉴매틱 트레일이 제로이어도 차륜력의 크기는 제로가 되지 않는다.
X14) 상기 출력 요소는, 상기 제1 입력에 의해 나타내어지는 제1 입력 변수와 상기 제2 입력에 의해 나타내어지는 제2 입력 변수의 2개의 입력 변수와 상기 출력에 의해 나타내어지는 하나의 출력 변수의 사이의 2 입력-1 출력의 소정의 특성 관계에 따라, 상기 제1 방향 차륜력과 상기 제1 방향 차륜 슬립도의 비 및 상기 제2 방향 차륜력과 상기 제2 방향 차륜 슬립도의 비로부터 상기 그립 특성 파라미터를 정하도록 구성되고, 상기 특성 관계는 제2 입력 변수가 제로와 동일한 경우에는 차륜 전후 방향의 그립 특성 곡선을 나타내고, 제1 입력 변수가 제로와 동일한 경우에는 차륜 횡방향의 그립 특성 곡선을 나타내고, 제1 입력 변수가 제로와 동일하지 않고(양 또는 음) 또한 제2 입력 변수도 제로와 동일하지 않은(양 또는 음) 경우에는 경사 방향의 그립 특성 곡선을 나타내는 것을 특징으로 하는 청구항 X1~X13 중 하나에 기재된 시스템(장치 또는 방법).
본원은 2008년 10월 29일 출원된 기초 일본 특허 출원 2008-278033에 기초한다. 상기 특허 출원의 내용을 여기에 인용한다. 또한, 본원은 2008년 4월 16일 출원된 국제 출원 PCT/JP2008/057452와 관련된, 이 국제 출원의 내용을 여기에 인용한다.

Claims (56)

  1. 차량의 차륜의 접지면 그립 특성을 추정하기 위한 차량 접지면 마찰 상태 추정 장치에 있어서,
    접지면에 있어서 제1 방향으로부터 상기 차륜에 작용하는 제1 차륜력과 상기 차륜의 제1 차륜 슬립도의 비인 제1 입력을 설정하는 제1 입력부와,
    접지면에 있어서 상기 제1 방향과는 서로 다른 제2 방향으로부터 상기 차륜에 작용하는 제2 차륜력과 상기 차륜의 제2 차륜 슬립도의 비인 제2 입력을 설정하는 제2 입력부와,
    상기 제1 및 제2 입력부에서 설정한 각 입력을 바탕으로, 차륜의 그립 특성을 나타내는 그립 특성 파라미터인 출력을 결정하는 출력부를 구비하고,
    상기 출력부는, 상기 2개의 입력에 의해 나타내어지는 2개의 입력 변수와 상기 출력에 의해 나타내어지는 출력 변수의 사이의 소정의 비선형 관계에 따라, 상기 제1 차륜력과 상기 제1 차륜 슬립도의 비 및 상기 제2 차륜력과 상기 제2 차륜 슬립도의 비로부터 상기 그립 특성 파라미터를 정하도록 구성되어 있고, 상기 그립 특성 파라미터는, 타이어의 마찰 한계까지의 여유도를 나타내는 값인 것을 특징으로 하는, 차량 접지면 마찰 상태 추정 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 그립 특성 파라미터는, 차륜 슬립도의 변화량에 대한 차륜력의 변화율인 것을 특징으로 하는, 차량 접지면 마찰 상태 추정 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 출력부는, 지면의 마찰 계수를 이용하지 않고, 상기 제1 차륜력과 상기 제1 차륜 슬립도의 비 및 상기 제2 차륜력과 상기 제2 차륜 슬립도의 비만으로부터 상기 그립 특성 파라미터를 정하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는, 차량 접지면 마찰 상태 추정 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 출력부는, 상기 제1 차륜력이 상기 제1 차륜 슬립도에 따라서 비선형으로 변화되는 비선형 영역에 있어서의 상기 제1 차륜력과 상기 제1 차륜 슬립도의 비 및 상기 제2 차륜력이 상기 제2 차륜 슬립도에 따라서 비선형으로 변화되는 비선형 영역에 있어서의 상기 제2 차륜력과 상기 제2 차륜 슬립도의 비를 바탕으로, 상기 그립 특성 파라미터를 정하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는, 차량 접지면 마찰 상태 추정 장치.
  5. 삭제
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 2개의 입력 변수와 상기 출력 변수의 사이의 소정의 비선형 관계는, 특성 곡면 또는 수식의 형태인 것을 특징으로 하는, 차량 접지면 마찰 상태 추정 장치.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 차륜 슬립도는, 지면에 대한 상기 제1 차륜력의 방향에 있어서의 상기 지면에 대한 차륜의 슬립의 정도이며, 상기 제2 차륜 슬립도는, 지면에 대한 상기 제2 차륜력의 방향에 있어서의 상기 지면에 대한 차륜의 슬립의 정도이며, 상기 그립 특성 파라미터는, 차륜의 그립 성능을 나타내는 변수이며, 상기 출력부는, 지면의 마찰 계수를 이용하지 않고, 상기 제1 차륜력과 상기 제1 차륜 슬립도의 비 및 상기 제2 차륜력과 상기 제2 차륜 슬립도의 비만으로부터 상기 그립 특성 파라미터를 정하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는, 차량 접지면 마찰 상태 추정 장치.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 차륜 슬립도는, 지면에 대한 상기 제1 차륜력의 방향의 차륜 접지면의 상대 속도 벡터를 나타내는 양이며, 상기 제2 차륜 슬립도는, 지면에 대한 상기 제2 차륜력의 방향의 차륜 접지면의 상대 속도 벡터를 나타내는 양이며, 상기 출력부는, 지면의 마찰 계수를 이용하지 않고, 상기 제1 차륜력과 상기 제1 차륜 슬립도의 비 및 상기 제2 차륜력과 상기 제2 차륜 슬립도의 비만으로부터 상기 그립 특성 파라미터를 정하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는, 차량 접지면 마찰 상태 추정 장치.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 차륜력은, 타이어에 작용하는 제1 방향의 타이어력이며, 상기 제1 차륜력과 상기 제1 차륜 슬립도의 비는, 상기 제1 차륜 슬립도에 대한 상기 제1 방향의 타이어력의 비이며, 상기 제2 차륜력은, 타이어에 작용하는 제2 방향의 타이어력이며, 상기 제2 차륜력과 상기 제2 차륜 슬립도의 비는, 상기 제2 차륜 슬립도에 대한 상기 제2 방향의 타이어력의 비이며, 상기 그립 특성 파라미터는, 상기 제1 차륜력과 상기 제2 차륜력을 합성한 방향으로 발생하는 차륜 슬립도를 합성 차륜 슬립도로 하고, 상기 제1 차륜력과 상기 제2 차륜력을 합성한 타이어력을 합성 타이어력으로 했을 때, 상기 합성 차륜 슬립도에 대한 상기 합성 타이어력의 타이어 특성 곡선의 구배를 나타내고, 상기 출력부는, 지면의 마찰 계수를 이용하지 않고, 상기 제1 차륜력과 상기 제1 차륜 슬립도의 비 및 상기 제2 차륜력과 상기 제2 차륜 슬립도의 비만으로부터 상기 타이어 특성 곡선의 구배를 정하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는, 차량 접지면 마찰 상태 추정 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 타이어 특성 곡선은, 상기 합성 차륜 슬립도가 작아지는 소 슬립 영역에 있어서 상기 합성 차륜 슬립도의 절대값이 0에서부터 증대할 때, 상기 합성 타이어력이 0에서부터 선형으로 증대하는 선형 부분과, 상기 합성 차륜 슬립도의 절대값이 상기 소 슬립 영역을 초과해서 증대하는 대 슬립 영역에 있어서 상기 합성 차륜 슬립도의 절대값이 증대할 때, 상기 합성 타이어력이 비선형으로 변화되는 비선형 부분을 가지며, 상기 제1 차륜력과 상기 제1 차륜 슬립도의 비 및 상기 제2 차륜력과 상기 제2 차륜 슬립도의 비 중 적어도 한쪽이 증대할 때, 상기 그립 특성 파라미터가 0에서부터 최대 파라미터 값까지 증대하는 것이며, 상기 최대 파라미터 값은, 상기 타이어 특성 곡선의 선형 부분의 구배를 나타내고, 상기 출력부는, 상기 제1 차륜력과 상기 제1 차륜 슬립도의 비 및 상기 제2 차륜력과 상기 제2 차륜 슬립도의 비로부터 상기 타이어 특성 곡선의 비선형 부분의 구배를 정하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는, 차량 접지면 마찰 상태 추정 장치.
  11. 제9항에 있어서, 상기 타이어 특성 곡선은, 고마찰 계수를 갖는 고마찰 노면용의 고마찰 타이어 특성 곡선 및 고마찰 계수보다 낮은 저마찰 계수를 갖는 저마찰 노면용의 저마찰 타이어 특성 곡선을 포함하고,
    상기 그립 특성 파라미터는, 상기 고마찰 타이어 특성 곡선 및 저마찰 타이어 특성 곡선의 타이어 특성 곡선의 구배를 나타내고,
    상기 제1 입력부는, 상기 제1 방향의 타이어력의 현재값 및 상기 제1 차륜 슬립도의 현재값으로부터 상기 제1 차륜력과 제1 차륜 슬립도의 비의 현재값을 구하고,
    상기 제2 입력부는, 상기 제2 방향의 타이어력의 현재값 및 상기 제2 차륜 슬립도의 현재값으로부터 상기 제2 차륜력과 제2 차륜 슬립도의 비의 현재값을 구하고,
    상기 출력부는, 상기 제1 차륜력과 제1 차륜 슬립도의 비의 현재값 및 상기 제2 차륜력과 제2 차륜 슬립도의 비의 현재값으로부터 상기 그립 특성 파라미터의 현재값을 결정하고, 또한 상기 제1 및 제2 방향의 타이어력의 현재값과 상기 제1 및 제2 차륜 슬립도의 현재값에 대응하는 상기 고마찰 타이어 특성 곡선의 구배의 값과 상기 제1 및 제2 방향의 타이어력의 현재값과 상기 제1 및 제2 차륜 슬립도의 현재값에 대응하는 상기 저마찰 타이어 특성 곡선의 구배의 값이 동일하여 상기 그립 특성 파라미터의 현재값과 동일하게 설정하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는, 차량 접지면 마찰 상태 추정 장치.
  12. 제9항에 있어서, 상기 타이어 특성 곡선은, 노면 마찰 계수에 의존하는 타이어 특성을 나타내는 특성 곡선이며, 상기 출력부는, 지면의 노면 마찰 계수를 이용하지 않고, 상기 제1 차륜력과 상기 제1 차륜 슬립도의 비 및 상기 제2 차륜력과 상기 제2 차륜 슬립도의 비만으로부터 상기 타이어 특성 곡선의 구배를 정하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는, 차량 접지면 마찰 상태 추정 장치.
  13. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 그립 특성 파라미터는, 상기 제1 차륜력과 제1 차륜 슬립도의 비 및 상기 제2 차륜력과 제2 차륜 슬립도의 비 중 적어도 한쪽이 소정의 크리티컬 레티오 값으로부터 증대할 때에 증대하는 함수인 것을 특징으로 하는, 차량 접지면 마찰 상태 추정 장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 소정의 크리티컬 레티오 값보다 큰 대 레티오 영역에서는, 상기 제1 차륜력과 제1 차륜 슬립도의 비 및 상기 제2 차륜력과 제2 차륜 슬립도의 비 중 적어도 한쪽이 증가하면, 그 차륜력과 슬립도의 비의 증가에 대한 그립 특성 파라미터의 증가의 비율이 증가하도록 상기 그립 특성 파라미터가 비선형으로 증대하는 것을 특징으로 하는, 차량 접지면 마찰 상태 추정 장치.
  15. 제13항에 있어서, 상기 제1 차륜력과 제1 차륜 슬립도의 비 및 상기 제2 차륜력과 제2 차륜 슬립도의 비가 상기 소정의 크리티컬 레티오 값과 동일할 때, 상기 그립 특성 파라미터는, 소정의 크리티컬 파라미터 값과 동일해지고, 상기 제1 차륜력과 제1 차륜 슬립도의 비 및 상기 제2 차륜력과 제2 차륜 슬립도의 비 중 적어도 한쪽이 상기 소정의 크리티컬 레티오 값보다 아래로 감소했을 때, 상기 그립 특성 파라미터는, 상기 소정의 크리티컬 파라미터 값보다 아래로 감소하고, 상기 제1 차륜력과 제1 차륜 슬립도의 비 및 상기 제2 차륜력과 제2 차륜 슬립도의 비가 모두 상기 소정의 크리티컬 레티오 값보다 위로 증대하면, 상기 그립 특성 파라미터는, 상기 소정의 크리티컬 파라미터 값보다 위로 증대하는 것을 특징으로 하는, 차량 접지면 마찰 상태 추정 장치.
  16. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 차륜력 및 제2 차륜력 중 어느 하나는, 차륜에 작용하는 전후력 또는 제동력 및 구동력인 것을 특징으로 하는, 차량 접지면 마찰 상태 추정 장치.
  17. 제16항에 있어서, 상기 제1 차륜력 및 제2 차륜력 중 어느 하나가, 상기 전후력 또는 제동력 및 구동력일 때에는, 상기 전후력 또는 제동력 및 구동력인 상기 제1 차륜력 또는 제2 차륜력에 대응하는 상기 제1 차륜 슬립도 및 제2 차륜 슬립도 중 어느 하나가 차륜의 전후 방향 슬립도이며, 상기 제1 입력 및 제2 입력 중 어느 하나는, 상기 전후력 또는 제동력 및 구동력을 상기 전후 방향 슬립도로 나눈 값인 것을 특징으로 하는, 차량 접지면 마찰 상태 추정 장치.
  18. 제17항에 있어서, 상기 전후 방향 슬립도는, 차륜의 슬립율인 것을 특징으로 하는, 차량 접지면 마찰 상태 추정 장치.
  19. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 차륜력 및 제2 차륜력 중 어느 하나는, 차륜에 작용하는 타이어 횡력 또는 코너링 포스인 것을 특징으로 하는, 차량 접지면 마찰 상태 추정 장치.
  20. 제19항에 있어서, 상기 제1 차륜력 및 제2 차륜력 중 어느 하나가, 상기 타이어 횡력 또는 코너링 포스일 때에는, 상기 타이어 횡력 또는 코너링 포스인 상기 제1 차륜력 또는 제2 차륜력에 대응하는 상기 제1 차륜 슬립도 및 제2 차륜 슬립도 중 어느 하나가 차륜의 횡방향 슬립도이며, 상기 제1 입력 및 제2 입력 중 어느 하나는, 상기 타이어 횡력 또는 코너링 포스를 상기 횡방향 슬립도로 나눈 값인 것을 특징으로 하는, 차량 접지면 마찰 상태 추정 장치.
  21. 제20항에 있어서, 상기 횡방향 슬립도는, 차륜의 슬립각인 것을 특징으로 하는, 차량 접지면 마찰 상태 추정 장치.
  22. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 및 제2 차륜력은, 각각 좌우 2륜의 차륜력의 합성력인 것을 특징으로 하는, 차량 접지면 마찰 상태 추정 장치.
  23. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 및 제2 입력은 무차원의 값이며,
    상기 제1 입력부는, 상기 제1 차륜력과 제1 차륜 슬립도의 비를 기준이 되는 비로 나누어서 무차원의 입력을 설정하도록 구성되고,
    상기 제2 입력부는,상기 제2 차륜력과 제2 차륜 슬립도의 비를 기준이 되는 비로 나누어서 무차원의 입력을 설정하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는, 차량 접지면 마찰 상태 추정 장치.
  24. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 그립 특성 파라미터는 무차원의 값이며, 상기 출력부는, 상기 그립 특성 파라미터 기준치로 나누어서 무차원의 값을 정하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는, 차량 접지면 마찰 상태 추정 장치.
  25. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 출력부는, 2개의 입력과 출력의 소정의 관계에 따라서 상기 2개의 입력으로부터 상기 출력을 정하도록 구성되어 있고, 상기 2개의 입력과 출력의 관계는, 상기 제1 입력인 상기 제1 차륜력과 상기 제1 슬립도의 비를 나타내는 제1 축, 상기 제2 입력인 상기 제2 차륜력과 상기 제2 슬립도의 비를 나타내는 제2 축, 상기 그립 특성 파라미터를 나타내는 제3 축을 갖는 3차원 좌표계에 있어서의 3차원 곡면으로 나타내어지는 것을 특징으로 하는, 차량 접지면 마찰 상태 추정 장치.
  26. 제25항에 있어서, 상기 제1 축은, 횡력 또는 코너링 포스와 횡방향 슬립도의 비 및 전후력 또는 제동력 및 구동력과 전후 방향 슬립도의 비 중 어느 한쪽이며, 상기 제2 축은, 횡력 또는 코너링 포스와 횡방향 슬립도의 비 및 전후력 또는 제동력 및 구동력과 전후 방향 슬립도의 비 중 어느 다른 쪽인 것을 특징으로 하는, 차량 접지면 마찰 상태 추정 장치.
  27. 제25항에 있어서, 상기 제1 내지 제3 축이 나타내는 값은 무차원의 값이며, 상기 제1 및 제2 축은, 각 축 방향의 차륜력과 차륜 슬립도의 비를 기준이 되는 비로 나누어서 무차원의 값을 정하도록 구성되어 있고, 상기 제3 축은, 상기 그립 특성 파라미터를 상기 그립 특성 파라미터 기준값으로 나누어서 무차원의 값을 정하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는, 차량 접지면 마찰 상태 추정 장치.
  28. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 입력부는, 상기 제1 차륜력을 검출하는 제1 차륜력 검출부와, 상기 제1 차륜 슬립도를 검출하는 제1 차륜 슬립도 검출부와, 상기 제1 차륜력 검출부가 검출한 제1 차륜력을 상기 제1 차륜 슬립도 검출부가 검출한 제1 차륜 슬립도로 나누어서 상기 제1 차륜력과 제1 차륜 슬립도의 비를 구하는 제1 제산부와, 상기 제2 차륜력을 검출하는 제2 차륜력 검출부와, 상기 제2 차륜 슬립도를 검출하는 제2 차륜 슬립도 검출부와, 상기 제2 차륜력 검출부가 검출한 제2 차륜력을 상기 제2 차륜 슬립도 검출부가 검출한 제2 차륜 슬립도로 나누어서 상기 제2 차륜력과 제2 차륜 슬립도의 비를 구하는 제2 제산부를 구비하는 것을 특징으로 하는, 차량 접지면 마찰 상태 추정 장치.
  29. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 차륜의 륜하중을 구하는 륜하중 검출부와, 상기 륜하중 검출부가 구한 륜하중을 바탕으로, 상기 입력과 상기 출력의 관계를 보정하는 보정부를 구비하는 것을 특징으로 하는, 차량 접지면 마찰 상태 추정 장치.
  30. 제29항에 있어서, 륜하중에 따라서 보정 계수를 산출하는 륜하중 변화 보정부를 구비하고, 상기 보정부는, 상기 제1 및 제2 입력을 각각 상기 보정 계수로 나누어서 보정을 하고, 보정한 상기 제1 및 제2 입력을 바탕으로 정한 출력에 상기 보정 계수를 곱하여 보정을 하는 것을 특징으로 하는, 차량 접지면 마찰 상태 추정 장치.
  31. 제30항에 있어서, 상기 륜하중이 커질수록 상기 보정 계수가 커지는 것을 특징으로 하는, 차량 접지면 마찰 상태 추정 장치.
  32. 제31항에 있어서, 상기 륜하중이 커질수록, 상기 보정 계수의 증가 비율이 감소하는 것을 특징으로 하는, 차량 접지면 마찰 상태 추정 장치.
  33. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 그립 특성 파라미터가 소정의 크리티컬 파라미터 값 이하의 크리티컬 영역에 있어서는, 상기 그립 특성 파라미터를 상기 소정의 크리티컬 파라미터 값보다 증대시키는 그립 리커버리 제어를 행하고, 상기 그립 특성 파라미터가 상기 소정의 크리티컬 파라미터 값보다 크지만 상기 소정의 크리티컬 파라미터 값보다 큰 소정의 파라미터 임계값보다 작은 마지널 영역에 있어서는, 상기 그립 특성 파라미터가 상기 소정의 크리티컬 파라미터 값을 향해서 감소하는 것을 방지하는 그립 저하 예방 제어를 행하는 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는, 차량 접지면 마찰 상태 추정 장치.
  34. 제33항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 그립 특성 파라미터가 상기 소정의 파라미터 임계값보다 클 때에는, 그립 상태 제어를 행하는 것을 특징으로 하는, 차량 접지면 마찰 상태 추정 장치.
  35. 제33항에 있어서, 상기 그립 특성 파라미터를 바탕으로, 차량 안정성를 나타내는 차량 안정성 파라미터를 추정하는 안정성 추정부를 구비하는 것을 특징으로 하는, 차량 접지면 마찰 상태 추정 장치.
  36. 제35항에 있어서, 상기 입력부는, 차량의 제1 차륜에 있어서의 상기 제1 차륜력과 제1 차륜 슬립도의 비 및 상기 제2 차륜력과 제2 차륜 슬립도의 비와, 차량의 제2 차륜의 상기 제1 차륜력과 제1 차륜 슬립도의 비 및 상기 제2 차륜력과 제2 차륜 슬립도의 비를 설정하도록 구성되어 있고, 상기 출력부는, 상기 제1 차륜의 상기 제1 차륜력과 제1 차륜 슬립도의 비 및 상기 제2 차륜력과 제2 차륜 슬립도의 비로부터 상기 제1 차륜의 그립 특성 파라미터를 구하는 동시에, 상기 제2 차륜의 상기 제1 차륜력과 제1 차륜 슬립도의 비 및 상기 제2 차륜력과 제2 차륜 슬립도의 비로부터 상기 제2 차륜의 그립 특성 파라미터를 구하도록 구성되어 있고, 상기 안정성 추정부는, 상기 제1 차륜의 그립 특성 파라미터 및 상기 제2 차륜의 그립 특성 파라미터를 바탕으로, 차량 안정성 파라미터를 추정하는 것을 특징으로 하는, 차량 접지면 마찰 상태 추정 장치.
  37. 제36항에 있어서, 상기 제1 차륜과 제2 차륜의 관계는, 전후륜이 되는 관계 또는 좌우륜이 되는 관계 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는, 차량 접지면 마찰 상태 추정 장치.
  38. 제35항에 있어서, 상기 차량 안정성 파라미터를 바탕으로, 차량을 제어하는 안정성 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는, 차량 접지면 마찰 상태 추정 장치.
  39. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 그립 특성 파라미터를 바탕으로, 차량 거동을 추정하는 차량 거동 추정부를 구비하는 것을 특징으로 하는, 차량 접지면 마찰 상태 추정 장치.
  40. 제39항에 있어서, 상기 그립 특성 파라미터를 전후 방향 성분과 횡방향 성분으로 분해하는 분해부를 구비하고, 상기 차량 거동 추정부는, 상기 분해부가 분해한 전후 방향 성분의 그립 특성 파라미터를 바탕으로, 차량의 전후 방향 거동을 추정하는 전후 거동 추정부 및 상기 분해부가 분해한 횡방향 성분의 그립 특성 파라미터를 바탕으로, 차량의 횡방향 거동을 추정하는 횡 거동 추정부 중 적어도 한쪽을 구비하는 것을 특징으로 하는, 차량 접지면 마찰 상태 추정 장치.
  41. 제40항에 있어서, 상기 횡 거동 추정부는, 차량의 제1 차륜의 상기 그립 특성 파라미터의 횡방향 성분 및 차량의 제2 차륜의 상기 그립 특성 파라미터의 횡방향 성분을 바탕으로, 차량의 횡방향 거동을 추정하는 것을 특징으로 하는, 차량 접지면 마찰 상태 추정 장치.
  42. 제39항에 있어서, 상기 차량 거동 추정부가 추정한 차량 거동을 바탕으로, 차량 거동을 제어하는 차량 거동 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는, 차량 접지면 마찰 상태 추정 장치.
  43. 제42항에 있어서, 차량 거동 제어용 액추에이터를 구비하고, 상기 차량 거동 제어부는, 상기 차량 거동 추정부가 추정한 차량 거동을 바탕으로, 상기 차량 거동 제어용 액추에이터를 제어하여 차량 거동을 제어하는 것을 특징으로 하는, 차량 접지면 마찰 상태 추정 장치.
  44. 제43항에 있어서, 상기 차량 거동 제어용 액추에이터는, 운전자의 조타력을 어시스트하는 조타력 어시스트용 액추에이터, 차량의 좌우륜의 전후력을 제어하는 전후력 제어용 액추에이터 및 차량의 차륜 타각을 제어하는 차륜 타각 제어용 액추에이터 중 적어도 하나를 구비하는 것을 특징으로 하는, 차량 접지면 마찰 상태 추정 장치.
  45. 제43항에 있어서, 상기 차량 거동 제어부는, 상기 그립 특성 파라미터가 저하하면 상기 그립 특성 파라미터를 증대시키도록 상기 차량 거동 제어용 액추에이터를 제어하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는, 차량 접지면 마찰 상태 추정 장치.
  46. 제43항에 있어서, 상기 차량 거동 제어부는, 상기 그립 특성 파라미터가 저하하면 차륜의 슬립각을 감소시키도록 상기 차량 거동 제어용 액추에이터를 제어하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는, 차량 접지면 마찰 상태 추정 장치.
  47. 제42항에 있어서, 상기 차량 거동 추정부는, 상기 그립 특성 파라미터를 바탕으로 차량 선회 특성을 추정하고 있고, 상기 차량 거동 제어부는, 상기 차량 거동 추정부가 추정한 차량 선회 특성을 바탕으로, 차량의 선회 거동을 제어하는 것을 특징으로 하는, 차량 접지면 마찰 상태 추정 장치.
  48. 제47항에 있어서, 상기 차량 거동 추정부는, 상기 그립 특성 파라미터로부터 차량의 드리프트 아웃 경향 및 차량의 스핀 경향 중 적어도 한쪽을 추정하고 있고, 상기 차량 거동 제어부는, 상기 차량 거동 추정부가 추정한 차량의 드리프트 아웃 경향 및 차량의 스핀 경향 중 적어도 한쪽의 경향을 저하시키도록 차량의 선회 거동을 제어하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는, 차량 접지면 마찰 상태 추정 장치.
  49. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 그립 특성 파라미터를 바탕으로, 상기 차륜의 제동 토크 및 구동 토크 중 적어도 한쪽을 제어하는 차륜 토크 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는, 차량 접지면 마찰 상태 추정 장치.
  50. 제49항에 있어서, 상기 차륜 토크 제어부는, 상기 그립 특성 파라미터의 전후 방향 성분을 바탕으로, 상기 차륜의 제동 토크 및 구동 토크 중 적어도 한쪽을 제어하는 것을 특징으로 하는, 차량 접지면 마찰 상태 추정 장치.
  51. 제49항에 있어서, 차륜 토크를 제어하는 차륜 토크 제어용 액추에이터를 구비하고, 상기 차륜 토크 제어부는, 상기 차륜 토크 제어용 액추에이터를 제어하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는, 차량 접지면 마찰 상태 추정 장치.
  52. 제49항에 있어서, 상기 차륜 토크 제어부는, 상기 그립 특성 파라미터가 소정의 크리티컬 파라미터 값보다 저하하면, 상기 그립 특성 파라미터가 상기 소정의 크리티컬 파라미터 값보다 커질 때까지 차륜 토크를 감소시키도록, 상기 차륜의 제동 토크 및 구동 토크 중 적어도 한쪽을 제어하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는, 차량 접지면 마찰 상태 추정 장치.
  53. 제49항에 있어서, 상기 차륜 토크 제어부는, 상기 그립 특성 파라미터가 소정의 크리티컬 파라미터 값보다 크고, 소정의 임계값보다 작은 영역에 있을 때, 차륜 토크의 증대를 억제하도록 상기 차륜의 제동 토크 및 구동 토크 중 적어도 한쪽을 제어하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는, 차량 접지면 마찰 상태 추정 장치.
  54. 제49항에 있어서, 상기 차륜 토크 제어부는, 상기 그립 특성 파라미터가 소정의 크리티컬 파라미터 값보다 큰 경우에 운전자의 전후력 증대 요구가 있으면, 상기 그립 특성 파라미터가 소정의 임계값보다 작아질 때까지 차륜 토크를 증대시키도록, 상기 차륜의 제동 토크 및 구동 토크 중 적어도 한쪽을 제어하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는, 차량 접지면 마찰 상태 추정 장치.
  55. 제52항에 있어서, 상기 소정의 크리티컬 파라미터 값은 0과 동일한 것을 특징으로 하는, 차량 접지면 마찰 상태 추정 장치.
  56. 차량의 차륜의 접지면 그립 특성을 추정하기 위한 차량 접지면 마찰 상태 추정 방법에 있어서,
    접지면에 있어서 제1 방향으로부터 상기 차륜에 작용하는 제1 차륜력과 상기 차륜의 제1 차륜 슬립도의 비인 제1 입력을 설정하는 제1 입력 스텝과,
    접지면에 있어서 상기 제1 방향과는 서로 다른 제2 방향으로부터 상기 차륜에 작용하는 제2 차륜력과 상기 차륜의 제2 차륜 슬립도의 비인 제2 입력을 설정하는 제2 입력 스텝과,
    상기 제1 및 제2 입력 스텝에서 설정한 각 입력을 바탕으로, 차륜의 그립 특성을 나타내는 그립 특성 파라미터인 출력을 정하는 출력 스텝을 구비하고,
    상기 출력 스텝은, 상기 2개의 입력에 의해 나타내어지는 2개의 입력 변수와 상기 출력에 의해 나타내어지는 출력 변수의 사이의 소정의 비선형 관계에 따라, 상기 제1 차륜력과 상기 제1 차륜 슬립도의 비 및 상기 제2 차륜력과 상기 제2 차륜 슬립도의 비로부터 상기 그립 특성 파라미터를 정하도록 구성되어 있고, 상기 그립 특성 파라미터는, 타이어의 마찰 한계까지의 여유도를 나타내는 값인 것을 특징으로 하는, 차량 접지면 마찰 상태 추정 방법.
KR1020117012099A 2008-10-29 2009-09-15 차량 접지면 마찰 상태 추정 장치 및 그 방법 KR101290914B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008278033 2008-10-29
JPJP-P-2008-278033 2008-10-29
PCT/JP2009/066076 WO2010050313A1 (ja) 2008-10-29 2009-09-15 車両接地面摩擦状態推定装置及びその方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20110086576A KR20110086576A (ko) 2011-07-28
KR101290914B1 true KR101290914B1 (ko) 2013-07-29

Family

ID=42128681

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020117012099A KR101290914B1 (ko) 2008-10-29 2009-09-15 차량 접지면 마찰 상태 추정 장치 및 그 방법

Country Status (8)

Country Link
US (1) US8707756B2 (ko)
EP (1) EP2351678A4 (ko)
JP (1) JP5062331B2 (ko)
KR (1) KR101290914B1 (ko)
CN (1) CN102202949B (ko)
BR (1) BRPI0920055A2 (ko)
RU (1) RU2468945C1 (ko)
WO (1) WO2010050313A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230091217A (ko) 2021-12-15 2023-06-23 현대자동차주식회사 타이어 마찰 한계 추정기 및 이를 이용한 토크벡터링 제어 방법

Families Citing this family (45)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012201841B4 (de) * 2012-02-08 2013-09-26 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zur Vorbereitung eines definierten, vom Fahrer anwählbaren Anfahrvorganges
GB201210282D0 (en) * 2012-06-11 2012-07-25 Jaguar Cars Vehicle and method of control thereof
JP6042706B2 (ja) 2012-11-21 2016-12-14 日立オートモティブシステムズ株式会社 車両制御装置
US8983716B2 (en) * 2012-12-07 2015-03-17 The Goodyear Tire & Rubber Company Tire slip angle estimation system and method
GB2512287B (en) * 2013-03-22 2015-06-03 Jaguar Land Rover Ltd Improvements in vehicle steering
ITMI20130983A1 (it) * 2013-06-14 2014-12-15 Pirelli Metodo e sistema per stimare l'attrito potenziale tra un pneumatico per veicoli ed una superficie di rotolamento
CN103407451B (zh) * 2013-09-03 2015-09-16 东南大学 一种道路纵向附着系数估计方法
DE102013225970A1 (de) * 2013-12-13 2015-06-18 Continental Teves Ag & Co. Ohg Verfahren zur Regelung der Fahrstabilität
FR3014807B1 (fr) * 2013-12-18 2016-02-05 Michelin & Cie Estimation du potentiel d'adherence par evaluation du rayon de roulement
CN104236929B (zh) * 2014-06-18 2017-04-05 吉林大学 一种消除轮胎纵向力偏移的纵滑试验方法
US9434388B2 (en) * 2014-10-31 2016-09-06 GM Global Technology Operations LLC Surface estimation for vehicles
CN104408265B (zh) * 2014-12-10 2017-10-31 辽宁石油化工大学 车辆行驶状态和轮胎魔术公式参数联合估计的方法
US9221508B1 (en) 2014-12-12 2015-12-29 Peter de Haan Three-wheeled vehicles
JP6073941B2 (ja) * 2015-02-18 2017-02-01 本田技研工業株式会社 車両用走行制御装置
CN106379299B (zh) * 2015-08-04 2019-06-11 北京宝沃汽车有限公司 一种车辆制动跑偏控制方法、***及汽车
TW201710924A (zh) * 2015-09-14 2017-03-16 義守大學 以多項式估測感應機參數之方法
US9988026B2 (en) * 2015-12-22 2018-06-05 Autoliv-Nissin Brake Systems Japan Co., Ltd. System and method for independently controlling wheel slip and vehicle acceleration
US10406866B2 (en) * 2016-02-26 2019-09-10 The Goodyear Tire & Rubber Company Tire sensor for a tire monitoring system
DE102017101250A1 (de) * 2016-03-09 2017-09-14 Subaru Corporation Fahrtsteuerungsvorrichtung für Fahrzeug
CN109415041B (zh) * 2016-06-15 2022-02-18 沃尔沃卡车集团 用于车辆的车轮控制器
US10065636B2 (en) * 2016-06-23 2018-09-04 Ford Global Technologies, Llc Vehicle tire saturation estimator
CN108562536B (zh) * 2016-06-29 2020-12-29 重庆交通大学 路面材料摩擦性能测试装置及方法
EP3309025B1 (en) * 2016-10-13 2021-06-30 Volvo Car Corporation Method and system for computing a road friction estimate
EP3309024B1 (en) * 2016-10-13 2020-12-16 Volvo Car Corporation Method and system for determining friction between the ground and a tire of a vehicle
RU2647336C1 (ru) * 2016-11-28 2018-03-15 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ" им. В.И. Ульянова (Ленина)" Устройство измерения коэффициента сцепления колес воздушных судов с покрытием взлетно-посадочных полос
KR101897628B1 (ko) * 2017-02-06 2018-10-04 서울대학교산학협력단 고속 정상 주행상황에서의 타이어 노면 마찰계수 추정방법 및 타이어 노면 마찰계수 추정장치
EP3398825B1 (en) 2017-05-03 2020-03-11 Volvo Car Corporation Method and system for computing a road friction estimate
GB2562308B (en) * 2017-05-12 2022-10-26 Arrival Ltd Regenerative braking control system
JP6899752B2 (ja) * 2017-10-17 2021-07-07 Ｔｏｙｏ Ｔｉｒｅ株式会社 タイヤ接地面における摩擦係数の余裕度を算出する方法、システム及びプログラム
DE102017124317A1 (de) * 2017-10-18 2019-04-18 Thyssenkrupp Ag Verfahren zur Bestimmung eines Reibungskoeffizienten zwischen einem Rad eines Kraftfahrzeuges und einer Straßenoberfläche mit Torque Vectoring
CN108482379B (zh) * 2018-03-16 2019-11-26 武汉理工大学 轮毂电机驱动车辆路面附着系数及路面坡度同步实时估算***及方法
JP6626523B2 (ja) * 2018-03-28 2019-12-25 株式会社Ｓｕｂａｒｕ 車両の制御装置及び車両の制御方法
CN108622101A (zh) * 2018-05-09 2018-10-09 南京航空航天大学 一种汽车转向工况下的路面附着系数估计方法
CN110654370A (zh) * 2018-06-28 2020-01-07 长城汽车股份有限公司 低附路面的混动车辆控制方法及***
JP2020158001A (ja) * 2019-03-27 2020-10-01 アイシン精機株式会社 路面状態推定装置
US11543343B2 (en) 2019-09-05 2023-01-03 Volvo Car Corporation Road friction estimation
CN114616570A (zh) 2019-10-31 2022-06-10 西门子工业软件荷兰有限公司 一种用于模拟轮胎性能的以计算机实施的方法
US11318947B2 (en) * 2019-12-23 2022-05-03 Volvo Car Corporation Estimating surface friction coefficients using rear-wheel steering excitations
AU2021200226A1 (en) 2020-01-28 2021-08-12 The Goodyear Tire & Rubber Company Method for estimating tire grip
JP2021162368A (ja) * 2020-03-30 2021-10-11 株式会社豊田中央研究所 タイヤ状態量推定装置、タイヤ状態量推定方法及びタイヤ状態量推定プログラム
JP2022157716A (ja) * 2021-03-31 2022-10-14 本田技研工業株式会社 運転支援装置、運転支援プログラム、運転支援方法
BR112023024871A2 (pt) * 2021-06-01 2024-02-15 Volvo Truck Corp Propulsão eficiente em energia com base em acionamento equilibrado de patinagem de roda
CN113978470B (zh) * 2021-12-13 2024-01-12 郑州轻工业大学 轮胎与路面摩擦力在线快速估计方法
CN114771271B (zh) * 2022-05-20 2024-04-09 安徽工程大学 一种纯电动汽车再生制动力分配优化方法
CN116443022B (zh) * 2023-06-19 2023-08-15 成都赛力斯科技有限公司 基于路面轮胎附着系数调整车辆的方法及装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2716435B2 (ja) * 1986-03-01 1998-02-18 ロ−ベルト・ボツシユ・ゲゼルシヤフト・ミツト・ベシユレンクテル・ハフツング 路面車両の車両速度制御装置
KR100215344B1 (ko) * 1995-11-24 1999-08-16 와다 아끼히로 차량상태 추정장치
JP2004130965A (ja) * 2002-10-11 2004-04-30 Aisin Seiki Co Ltd 路面状態推定装置、及び該装置を備えた車両の運動制御装置
KR100760486B1 (ko) * 2003-05-28 2007-09-20 도요다 지도샤 가부시끼가이샤 타이어 그립도 추정 장치 및 방법, 그리고 주행 상태 제어방법

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08258588A (ja) * 1995-03-27 1996-10-08 Mazda Motor Corp 車両における路面状態検出装置
JPH09144280A (ja) 1995-11-24 1997-06-03 Dantani Plywood Co Ltd コルクタイル
JP3899589B2 (ja) * 1997-05-13 2007-03-28 株式会社デンソー 車両制御装置
NO20001294L (no) * 2000-03-13 2001-09-14 Hareid Bruktsalg As Måler for skyvekraft
JP3458839B2 (ja) * 2000-11-20 2003-10-20 トヨタ自動車株式会社 路面の最大摩擦係数推定装置
DE60305232T2 (de) * 2002-04-23 2007-03-08 Aisin Seiki K.K., Kariya Vorrichtung zur Schätzung des Haftungsfaktors eines Fahrzeugrades
JP4063576B2 (ja) 2002-04-23 2008-03-19 アイシン精機株式会社 車輪のグリップ度推定装置、及び該装置を備えた車両の運動制御装置
JP4534641B2 (ja) 2004-07-16 2010-09-01 トヨタ自動車株式会社 車輪のスリップ率演算装置及び車輪の制駆動力制御装置
JP4131270B2 (ja) * 2005-03-01 2008-08-13 トヨタ自動車株式会社 車輌の制駆動力制御装置
JP2006273108A (ja) * 2005-03-29 2006-10-12 Mitsubishi Electric Corp 車両状態検出装置
DE102005033995A1 (de) * 2005-07-21 2007-02-01 Dr.Ing.H.C. F. Porsche Ag Verfahren und Vorrichtung zur Ansteuerung eines Giermomentaktuators in einem Kraftfahrzeug
JP4491400B2 (ja) * 2005-10-24 2010-06-30 日立オートモティブシステムズ株式会社 車両タイヤ状態検出方法および車両タイヤ状態検出装置
JP4992346B2 (ja) 2006-08-31 2012-08-08 株式会社日立製作所 ヒートポンプシステム、ヒートポンプシステムの軸封方法
US8483926B2 (en) * 2007-04-17 2013-07-09 Nissan Motor Co., Ltd. Device and method for estimating frictional condition of ground contact surface of wheel
JP2008278033A (ja) 2007-04-26 2008-11-13 Mitsubishi Electric Corp 光制御型アレーアンテナ装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2716435B2 (ja) * 1986-03-01 1998-02-18 ロ−ベルト・ボツシユ・ゲゼルシヤフト・ミツト・ベシユレンクテル・ハフツング 路面車両の車両速度制御装置
KR100215344B1 (ko) * 1995-11-24 1999-08-16 와다 아끼히로 차량상태 추정장치
JP2004130965A (ja) * 2002-10-11 2004-04-30 Aisin Seiki Co Ltd 路面状態推定装置、及び該装置を備えた車両の運動制御装置
KR100760486B1 (ko) * 2003-05-28 2007-09-20 도요다 지도샤 가부시끼가이샤 타이어 그립도 추정 장치 및 방법, 그리고 주행 상태 제어방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230091217A (ko) 2021-12-15 2023-06-23 현대자동차주식회사 타이어 마찰 한계 추정기 및 이를 이용한 토크벡터링 제어 방법

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2010050313A1 (ja) 2012-03-29
BRPI0920055A2 (pt) 2016-02-16
US8707756B2 (en) 2014-04-29
CN102202949A (zh) 2011-09-28
EP2351678A1 (en) 2011-08-03
EP2351678A8 (en) 2011-09-21
RU2468945C1 (ru) 2012-12-10
EP2351678A4 (en) 2014-07-09
US20110209521A1 (en) 2011-09-01
CN102202949B (zh) 2014-11-26
WO2010050313A1 (ja) 2010-05-06
KR20110086576A (ko) 2011-07-28
JP5062331B2 (ja) 2012-10-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101290914B1 (ko) 차량 접지면 마찰 상태 추정 장치 및 그 방법
KR101218884B1 (ko) 차륜 접지면 마찰 상태 추정을 위한 장치와 방법
JP5035419B2 (ja) 路面摩擦係数推定装置及び路面摩擦係数推定方法
CN112752691B (zh) 一种车辆前后驱动扭矩分配方法、装置及车辆
JP5211995B2 (ja) 車両用減速制御装置及びその方法
JP5206490B2 (ja) 車両接地面摩擦状態推定装置及びその方法
JP6577850B2 (ja) 車両の制御装置及び車両の制御方法
JP2010195089A (ja) 車両用操舵制御装置および車両用操舵制御方法
JP5332728B2 (ja) 車両接地面摩擦状態推定装置及びその方法
JP5228993B2 (ja) 車両接地面摩擦状態推定装置及びその方法
JP5206491B2 (ja) 車両接地面摩擦状態推定装置及びその方法
JP6674769B2 (ja) 車両の制御装置及び車両の制御方法
JP4862423B2 (ja) 車両の状態推定及び制御装置
JP2017001561A (ja) 車両制御装置
CN110582425A (zh) 用于控制车辆的方法和装置
JP5228799B2 (ja) 車両接地面摩擦状態推定装置及びその方法
JP5304171B2 (ja) 路面μ推定装置及びその方法
JP5428390B2 (ja) 車両接地面摩擦状態推定装置及びその方法
JP5498224B2 (ja) 車両の運動制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
AMND Amendment
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee