JP2008030536A - Vehicle state quantity detection device - Google Patents
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Abstract
【課題】車速センサ、操舵角センサおよび高価なヨーレイトセンサのいずれも必要とすることなく、車両のロール剛性配分を的確に求めることができる車両状態量推定装置を提供する。
【解決手段】車両の走行時において、まず、各車輪Ｗfl，Ｗfr，Ｗrl，Ｗrrに対応した各車高センサＨfl，Ｈfr，Ｈrl，Ｈrrからの相対変位Ｚfl，Ｚfr，Ｚrl，Ｚrrの検出信号に基づき、電子制御装置１の接地荷重推定部１Ａにより各車輪Ｗfl，Ｗfr，Ｗrl，Ｗrrの接地荷重Ｆzfl，Ｆzfr，Ｆzrl，Ｆzrrが推定される。そして、推定された接地荷重Ｆzfl，Ｆzfr，Ｆzrl，Ｆzrrの車両左右方向の移動および車両前後方向の移動から、車両状態量推定部１Ｂにより車両の前後加速度Ｇｘ、左右加速度Ｇｙおよびロール剛性配分Ｒsfが推定される。
【選択図】図１There is provided a vehicle state quantity estimating device capable of accurately obtaining a roll stiffness distribution of a vehicle without requiring any of a vehicle speed sensor, a steering angle sensor, and an expensive yaw rate sensor.
When a vehicle travels, first, detection signals of relative displacements Zfl, Zfr, Zrl, Zrr from vehicle height sensors Hfl, Hfr, Hrl, Hrr corresponding to the wheels Wfl, Wfr, Wrl, Wrr are used. Based on this, the ground load estimation unit 1A of the electronic control unit 1 estimates the ground loads Fzfl, Fzfr, Fzrl, Fzrr of the wheels Wfl, Wfr, Wrl, Wrr. Then, from the movement of the estimated ground contact loads Fzfl, Fzfr, Fzrl, Fzrr in the lateral direction of the vehicle and the lateral movement of the vehicle, the longitudinal acceleration Gx, lateral acceleration Gy, and roll stiffness distribution Rsf of the vehicle are calculated by the vehicle state quantity estimation unit 1B. Presumed.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、車両のロール剛性配分などの状態量を推定する車両状態量推定装置に関するものである。 The present invention relates to a vehicle state quantity estimation device that estimates a state quantity such as a roll stiffness distribution of a vehicle.
車両の操縦安定性を確保するための技術として、車両の姿勢や車高、ステアリング特性などを変更可能に車両の懸架装置を制御する技術が従来から種々提案されている。そして、この種の制御技術に関連して、車両のロール剛性配分比を求める技術（例えば特許文献１参照）、車両に作用する横加速度の変化率に応じて車両のロール剛性を制御する技術（例えば特許文献２参照）、各車輪の接地荷重を推定する技術などが提案されている。 Various techniques for controlling a vehicle suspension system so as to change the attitude, vehicle height, steering characteristics, etc. of the vehicle have been conventionally proposed as techniques for ensuring the steering stability of the vehicle. In relation to this type of control technology, a technology for determining the roll stiffness distribution ratio of the vehicle (see, for example, Patent Document 1), and a technology for controlling the roll stiffness of the vehicle according to the rate of change of the lateral acceleration acting on the vehicle ( For example, refer to Patent Document 2), and a technique for estimating a ground contact load of each wheel has been proposed.
ここで、特許文献１には、車速センサが検出した車速と、操舵角センサが検出した操舵角とに応じて目標ヨーレイトを演算し、この目標ヨーレイトとヨーレイトセンサが検出した実際のヨーレイトとに基づいて前輪側のロール剛性配分比を求める技術が開示されている。
ところで、特許文献１に記載されたような従来技術においては、ロール剛性配分比を求めるために、車速センサ、操舵角センサおよび高価なヨーレイトセンサが必須であるため、これらの何れかのセンサに故障や断線などが発生すると、車両のロール剛性配分比を求めることが困難となる。
By the way, in the prior art as described in
そこで、本発明は、車速センサ、操舵角センサおよび高価なヨーレイトセンサのいずれも必要とすることなく、車両のロール剛性配分を的確に求めることができる車両状態量推定装置を提供することを課題とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is therefore an object of the present invention to provide a vehicle state quantity estimating device that can accurately determine the roll stiffness distribution of a vehicle without requiring any of a vehicle speed sensor, a steering angle sensor, and an expensive yaw rate sensor. To do.
本発明に係る車両状態量推定装置は、車輪の接地荷重を推定する手段と、推定された接地荷重の変動から車両のロール剛性配分を推定する手段とを備えていることを特徴とする。 The vehicle state quantity estimation device according to the present invention is characterized by comprising means for estimating a wheel ground contact load and means for estimating a roll stiffness distribution of the vehicle from the estimated variation in the ground load.
本発明に係る車両状態量推定装置では、まず、車輪の接地荷重が推定される。そして、推定された接地荷重の変動から、車両のロール剛性配分が推定される。 In the vehicle state quantity estimating device according to the present invention, first, the ground contact load of the wheel is estimated. Then, the roll rigidity distribution of the vehicle is estimated from the estimated variation in the ground load.
本発明に係る車両状態量推定装置において、接地荷重の変動は、車両左右方向の接地荷重移動および車両前後方向の接地荷重移動とするのが好ましい。 In the vehicle state quantity estimating apparatus according to the present invention, it is preferable that the fluctuation of the ground load is a ground load movement in the vehicle left-right direction and a ground load movement in the vehicle front-rear direction.
本発明に係る車両状態量推定装置によれば、推定された接地荷重の変動から車両のロール剛性配分を推定するため、従来例のように車速センサ、操舵角センサおよび高価なヨーレイトセンサを必要とすることなく、車両のロール剛性配分比を的確に求めることができる。 According to the vehicle state quantity estimation device according to the present invention, a vehicle speed sensor, a steering angle sensor, and an expensive yaw rate sensor are required as in the conventional example in order to estimate the roll stiffness distribution of the vehicle from the estimated variation in ground contact load. Therefore, the roll rigidity distribution ratio of the vehicle can be accurately obtained.
以下、図面を参照して本発明に係る車両状態量推定装置の最良の実施形態を説明する。ここで、参照する図面において、図１は一実施形態に係る車両状態量推定装置を備えた車両を各車輪と共に模式的に示す平面図、図２は図１に示した車両のトレッド、重心位置および重心位置に作用する左右加速度を示す車両の模式的背面図、図３は図２に示した車両のホイールベース、重心位置および重心位置に作用する前後加速度を示す車両の模式的側面図である。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The best mode of a vehicle state quantity estimating apparatus according to the present invention will be described below with reference to the drawings. Here, in the drawings to be referred to, FIG. 1 is a plan view schematically showing a vehicle equipped with a vehicle state quantity estimating device according to an embodiment together with each wheel, and FIG. 2 is a tread of the vehicle shown in FIG. FIG. 3 is a schematic side view of the vehicle showing the left and right acceleration acting on the center of gravity position, and FIG. 3 is a schematic side view of the vehicle showing the wheel base, the center of gravity position and the longitudinal acceleration acting on the center of gravity position shown in FIG. .
一実施形態に係る車両状態量推定装置は、例えば図１に示すように、各車輪Ｗfl，Ｗfr，Ｗrl，Ｗrrを懸架するサスペンションスプリングＳfl，Ｓfr，Ｓrl，ＳrrおよびアブソーバＡfl，Ａfr，Ａrl，Ａrrを備えた車両を対象としており、この車両の状態量を推定するための電子制御装置１を備えている。
As shown in FIG. 1, for example, the vehicle state quantity estimating apparatus according to the embodiment includes suspension springs Sfl, Sfr, Srl, Srr and absorbers Afl, Afr, Arl, Arr that suspend each wheel Wfl, Wfr, Wrl, Wrr. And an
電子制御装置１は、車載用のＥＣＵ（Electric ControlUnit）等のマイクロコンピュータのハードウェアおよびソフトウェアを利用して構成されており、このＥＣＵは、入出力インターフェースＩ／Ｏ、Ａ／Ｄコンバータ、プログラムおよびデータを記憶したＲＯＭ(ReadOnly Memory)、入力データ等を一時記憶するＲＡＭ(Random Access Memory)、プログラムを実行するＣＰＵ(CentralProcessing Unit)等を備えている。
The
このような電子制御装置１は、例えば各アブソーバＡfl，Ａfr，Ａrl，Ａrrに付設されることで各車輪Ｗfl，Ｗfr，Ｗrl，Ｗrrと車体との上下方向の相対変位（距離）を検出する車高センサ（ストロークセンサ）Ｈfl，Ｈfr，Ｈrl，Ｈrrの検出信号に基づき、各車輪Ｗfl，Ｗfr，Ｗrl，Ｗrrの接地荷重を推定し、推定された接地荷重の変動から車両のロール剛性配分を推定する。
Such an
この電子制御装置１には、各車高センサＨfl，Ｈfr，Ｈrl，Ｈrrから相対変位Ｚfl，Ｚfr，Ｚrl，Ｚrrの検出信号が入力される接地荷重推定部１Ａと、この接地荷重推定部１Ａから各車輪Ｗfl，Ｗfr，Ｗrl，Ｗrrの接地荷重Ｆzfl，Ｆzfr，Ｆzrl，Ｆzrrの推定信号が入力される車両状態量推定部１Ｂとが構成されている。
The
接地荷重推定部１Ａは、例えば前述の特許文献３に記載された従来公知の下式（Ａ）に基づいて各車輪Ｗfl，Ｗfr，Ｗrl，Ｗrrの接地荷重Ｆzfl，Ｆzfr，Ｆzrl，Ｆzrrを推定する。なお、下式（Ａ）において、Ｆは任意の車輪の接地荷重、Ｍ１はその車輪に対応するばね下荷重、Ｍ２はその車輪に対応するばね上荷重、Ｃはその車輪に対応するアブソーバの減衰係数、Ｋ２はその車輪に対応するサスペンションスプリングのばね定数、Ｙはその車輪と車体との上下方向の相対変位（ばね上・ばね下間の相対変位）、ｄＹはその相対速度、ｄ２Ｙはその相対加速度である。
（Ａ）…… Ｆ＝−Ｍ１・ｄ２Ｙ−（（Ｍ１＋Ｍ２）／Ｍ２）（Ｃ・ｄＹ＋Ｋ２・Ｙ）
The ground
(A)... F = −M1 · d 2 Y − ((M1 + M2) / M2) (C · dY + K2 · Y)
ここで、本実施形態では、任意の車輪の接地荷重ＦをＦｚ、そのばね下荷重Ｍ１をＭｗ、そのばね上荷重Ｍ２をＭｂ、その車輪に対応するサスペンションスプリングのばね定数Ｋ２をＫ、その車輪と車体との上下方向の相対変位ＹをＺに置き換えることで、接地荷重推定部１Ａは、各車高センサＨfl，Ｈfr，Ｈrl，Ｈrrから入力される各車輪Ｗfl，Ｗfr，Ｗrl，Ｗrrと車体との上下方向の相対変位Ｚfl，Ｚfr，Ｚrl，Ｚrrに基づき、以下の式（１）〜（４）により各車輪Ｗfl，Ｗfr，Ｗrl，Ｗrrの接地荷重Ｆｚfl，Ｆｚfr，Ｆｚrl，Ｆｚrrを推定する。
（１）…… Ｆｚfl＝−Ｍｗfl・ｄ２Ｚfl−〔（Ｍｗfl＋Ｍｂfl）／Ｍｂfl〕（Ｃfl・ｄＺfl＋Ｋfl・Ｚfl）
（２）…… Ｆｚfr＝−Ｍｗfr・ｄ２Ｚfr−〔（Ｍｗfr＋Ｍｂfr）／Ｍｂfr〕（Ｃfr・ｄＺfr＋Ｋfr・Ｚfr）
（３）…… Ｆｚrl＝−Ｍｗrl・ｄ２Ｚrl−〔（Ｍｗrl＋Ｍｂrl）／Ｍｂrl〕（Ｃrl・ｄＺrl＋Ｋrl・Ｚrl）
（４）…… Ｆｚrr＝−Ｍｗrr・ｄ２Ｚrr−〔（Ｍｗrr＋Ｍｂrr）／Ｍｂrr〕（Ｃrr・ｄＺrr＋Ｋrr・Ｚrr）
In this embodiment, the ground load F of any wheel is Fz, the unsprung load M1 is Mw, the sprung load M2 is Mb, the spring constant K2 of the suspension spring corresponding to the wheel is K, and the wheel By replacing the vertical relative displacement Y between the vehicle body and the vehicle body with Z, the ground
(1)... Fzfl = −Mwfl · d 2 Zfl − [(Mwfl + Mbfl) / Mbfl] (Cfl · dZfl + Kfl · Zfl)
(2) …… Fzfr = −Mwfr · d 2 Zfr − [(Mwfr + Mbfr) / Mbfr] (Cfr · dZfr + Kfr · Zfr)
(3) Fzrl = −Mwrl · d 2 Zrl − [(Mwrl + Mbrl) / Mbrl] (Crl · dZrl + Krl · Zrl)
(4) Fzrr = −Mwrr · d 2 Zrr − [(Mwrr + Mbrr) / Mbrr] (Crr · dZrr + Krr · Zrr)
そして、接地荷重推定部１Ａは、前式（１）〜（４）により推定した各車輪Ｗfl，Ｗfr，Ｗrl，Ｗrrの接地荷重Ｆｚfl，Ｆｚfr，Ｆｚrl，Ｆｚrrの信号を車両状態量推定部１Ｂに出力する。
Then, the ground
一方、車両状態量推定部１Ｂは、接地荷重推定部１Ａから入力される各車輪Ｗfl，Ｗfr，Ｗrl，Ｗrrの接地荷重Ｆｚfl，Ｆｚfr，Ｆｚrl，Ｆｚrrの推定信号に基づき、車両の左右加速度Ｇｙ、前後加速度Ｇｘおよび前輪のロール剛性配分Ｒsfを以下の手順により演算して推定する。
On the other hand, the vehicle state quantity estimating unit 1B, based on the estimation signals of the ground loads Fzfl, Fzfr, Fzrl, Fzrr of the wheels Wfl, Wfr, Wrl, Wrr input from the ground load estimating
ここで、図２に示すように、車両の重心高をｈ、トレッドをＴとすると共に、車両の質量をＭ、車両に右向きに作用する左右加速度をＧｙ、各車輪Ｗfl，Ｗfr，Ｗrl，Ｗrrの動的接地荷重をＦｚfl，Ｆｚfr，Ｆｚrl，Ｆｚrr、各車輪Ｗfl，Ｗfr，Ｗrl，Ｗrrの静的接地荷重をＦｚfl0，Ｆｚfr0，Ｆｚrl0，Ｆｚrr0としたとき、車両左右方向の接地荷重移動は、以下の式（５）〜（６）で表すことができる。
（５）…… Ｍ・Ｇｙ・ｈ＝〔（Ｆｚfr＋Ｆｚrr）−（Ｆｚfr0＋Ｆｚrr0）〕Ｔ
（６）…… −Ｍ・Ｇｙ・ｈ＝〔（Ｆｚfl＋Ｆｚrl）−（Ｆｚfl0＋Ｆｚrl0）〕Ｔ
Here, as shown in FIG. 2, the height of the center of gravity of the vehicle is h, the tread is T, the mass of the vehicle is M, the lateral acceleration acting rightward on the vehicle is Gy, and each wheel Wfl, Wfr, Wrl, Wrr. When the dynamic grounding load of Fzfl, Fzfr, Fzrl, Fzrr and the static grounding load of each wheel Wfl, Wfr, Wrl, Wrr is Fzfl0, Fzfr0, Fzrl0, Fzrr0, (5) to (6).
(5) M · Gy · h = [(Fzfr + Fzrr) − (Fzfr0 + Fzrr0)] T
(6)... -M · Gy · h = [(Fzfl + Fzrl) − (Fzfl0 + Fzrl0)] T
前式（５）は、図２に示すように車両の重心位置に右向きの左右加速度Ｇｙが作用したときのロールモーメントＭ・Ｇｙ・ｈと、これに対抗する右側車輪Ｗfr，Ｗrrへの接地荷重移動によるロール剛性との等式である。また、前式（６）は、その際のロールモーメントＭ・Ｇｙ・ｈを負の値として左側車輪Ｗfl，Ｗrlの接地荷重移動を表したものである。 As shown in FIG. 2, the previous equation (5) represents the roll moment M · Gy · h when the rightward lateral acceleration Gy acts on the center of gravity position of the vehicle, and the ground contact load on the right wheels Wfr and Wrr that counteract this. It is an equation for roll stiffness due to movement. Also, the previous equation (6) represents the ground load movement of the left wheels Wfl and Wrl with the roll moment M · Gy · h at that time as a negative value.
ここで、前式（５）を（Ｆｚfr＋Ｆｚrr）の項についてまとめると、次式（７）が得られる。
（７）…… Ｆｚfr＋Ｆｚrr＝Ｆｚfr0＋Ｆｚrr0＋（Ｍ・Ｇｙ・ｈ／Ｔ）
Here, when formula (5) is summarized for the term (Fzfr + Fzrr), the following formula (7) is obtained.
(7) …… Fzfr + Fzrr = Fzfr0 + Fzrr0 + (M · Gy · h / T)
同様に、前式（６）を（Ｆｚfl＋Ｆｚrl）の項についてまとめると、次式（８）が得られる。
（８）…… Ｆｚfl＋Ｆｚrl＝Ｆｚfl0＋Ｆｚrl0−（Ｍ・Ｇｙ・ｈ／Ｔ）
Similarly, when formula (6) is summarized for the term (Fzfl + Fzrl), the following formula (8) is obtained.
(8) …… Fzfl + Fzrl = Fzfl0 + Fzrl0− (M · Gy · h / T)
ここで、右側車輪Ｗfr，Ｗrrにおける前輪Ｗfrへのロール剛性配分をＲsfとすると、Ｒsf＝Ｆｚfr／（Ｆｚfr＋Ｆｚrr）であって、Ｆｚrr＝Ｆｚfr／Ｒsf−Ｆｚfrである。また、Ｒsf＝Ｆｚfr0／（Ｆｚfr0＋Ｆｚrr0）であって、Ｆｚrr0＝Ｆｚfr0／Ｒsf−Ｆｚfr0である。そこで、前式（７）中のＦｚrrに（Ｆｚfr／Ｒsf−Ｆｚfr）を代入し、前式（７）中のＦｚrr0に（Ｆｚfr0／Ｒsf−Ｆｚfr0）を代入して前式（７）を変形することにより、次式（９）が得られる。
（９）…… Ｆｚfr＝Ｆｚfr0＋（Ｍ・Ｇｙ・ｈ／Ｔ）Ｒsf
Here, assuming that the roll rigidity distribution to the front wheel Wfr in the right wheels Wfr and Wrr is Rsf, Rsf = Fzfr / (Fzfr + Fzrr) and Fzrr = Fzfr / Rsf−Fzfr. Further, Rsf = Fzfr0 / (Fzfr0 + Fzrr0), and Fzrr0 = Fzfr0 / Rsf−Fzfr0. Therefore, (Fzfr / Rsf−Fzfr) is substituted for Fzrr in the previous equation (7), and (Fzfr0 / Rsf−Fzfr0) is substituted for Fzrr0 in the previous equation (7) to transform the previous equation (7). Thus, the following equation (9) is obtained.
(9) …… Fzfr = Fzfr0 + (M · Gy · h / T) Rsf
また、右側車輪Ｗfr，Ｗrrにおける後輪Ｗrrへのロール剛性配分は（１−Ｒsf）であるから、前式（９）を求めた過程と同様の過程により次式（１０）が得られる。
（１０）…… Ｆｚrr＝Ｆｚrr0＋（Ｍ・Ｇｙ・ｈ／Ｔ）（１−Ｒsf）
Further, since the roll stiffness distribution to the rear wheel Wrr in the right wheels Wfr, Wrr is (1-Rsf), the following equation (10) is obtained by the same process as the process of obtaining the previous equation (9).
(10) Fzrr = Fzrr0 + (M · Gy · h / T) (1−Rsf)
一方、左側車輪Ｗfl，Ｗrlにおける前輪Ｗflへのロール剛性配分をＲsf、後輪Ｗrlへのロール剛性配分を（１−Ｒsf）とすれば、前式（８）に基づいて、前式（９）〜（１０）に相当する次式（１１）〜（１２）が得られる。
（１１）…… Ｆｚfl＝Ｆｚfl0−（Ｍ・Ｇｙ・ｈ／Ｔ）Ｒsf
（１２）…… Ｆｚrl＝Ｆｚrl0−（Ｍ・Ｇｙ・ｈ／Ｔ）（１−Ｒsf）
On the other hand, if the roll stiffness distribution to the front wheel Wfl in the left wheels Wfl and Wrl is Rsf and the roll stiffness distribution to the rear wheel Wrl is (1-Rsf), the formula (9) is based on the formula (8). The following formulas (11) to (12) corresponding to (10) are obtained.
(11) ... Fzfl = Fzfl0- (M · Gy · h / T) Rsf
(12) ... Fzrl = Fzrl0- (M.Gy.h / T) (1-Rsf)
つぎに、図３に示すように車両のホイールベースをＬとすると共に、車両に後向きに作用する前後加速度をＧｘ、左右前輪Ｗfl，Ｗfrの動的接地荷重をＦｚF、左右前輪Ｗfl，Ｗfrの静的接地荷重をＦｚF0、左右後輪Ｗrl，Ｗrrの動的接地荷重をＦｚR、左右後輪Ｗrl，Ｗrrの静的接地荷重をＦｚR0としたとき、車両前後方向の接地荷重移動は、以下の式（１３）〜（１４）で表すことができる。
（１３）…… Ｍ・Ｇｘ・ｈ＝（ＦｚR−ＦｚR0）Ｌ
（１４）…… −Ｍ・Ｇｘ・ｈ＝（ＦｚF−ＦｚF0）Ｌ
Next, as shown in FIG. 3, the vehicle wheel base is set to L, the longitudinal acceleration acting backward on the vehicle is Gx, the dynamic ground load of the left and right front wheels Wfl, Wfr is FzF, and the static of the left and right front wheels Wfl, Wfr is static. When the ground contact load is FzF0, the dynamic ground load of the left and right rear wheels Wrl, Wrr is FzR, and the static ground load of the left and right rear wheels Wrl, Wrr is FzR0, 13) to (14).
(13) …… M · Gx · h = (FzR−FzR0) L
(14) ... -M · Gx · h = (FzF−FzF0) L
前式（１３）は、図３に示すように車両の重心位置に後向きの前後加速度Ｇｘが作用したときのロールモーメントＭ・Ｇｘ・ｈと、これに対抗する後輪Ｗrl，Ｗrrへの接地荷重移動によるロール剛性との等式である。この式（１３）から次式（１５）が導かれる。
（１５）…… ＦｚR＝ＦｚR0＋（Ｍ・Ｇｘ・ｈ／Ｌ）
As shown in FIG. 3, the previous equation (13) represents the roll moment M · Gx · h when the backward longitudinal acceleration Gx acts on the center of gravity position of the vehicle, and the ground load on the rear wheels Wrl and Wrr that counteract this. It is an equation for roll stiffness due to movement. From this equation (13), the following equation (15) is derived.
(15) …… FzR = FzR0 + (M · Gx · h / L)
また、前式（１４）は、車両の重心位置に後向きの前後加速度Ｇｘが作用したときのロールモーメントＭ・Ｇｘ・ｈを負の値として前輪Ｗfl，Ｗfrの接地荷重移動を表したものである。この式（１４）から次式（１６）が導かれる。
（１６）…… ＦｚF＝ＦｚF0−（Ｍ・Ｇｘ・ｈ／Ｌ）
Further, the previous equation (14) represents the ground load movement of the front wheels Wfl and Wfr with a negative value of the roll moment M · Gx · h when the backward longitudinal acceleration Gx acts on the position of the center of gravity of the vehicle. . From this equation (14), the following equation (16) is derived.
(16) …… FzF = FzF0− (M · Gx · h / L)
ここで、前輪Ｗfl，Ｗfrにおける左右のピッチ剛性差はないので、前式（１６）から次式（１７）〜（１８）が得られる。同様に、後輪Ｗrl，Ｗrrにおける左右のピッチ剛性差はないので、前式（１５）から次式（１９）〜（２０）が得られる。
（１７）…… Ｆｚfl＝Ｆｚfl0−（Ｍ・Ｇｘ・ｈ／Ｌ）／２
（１８）…… Ｆｚfr＝Ｆｚfr0−（Ｍ・Ｇｘ・ｈ／Ｌ）／２
（１９）…… Ｆｚrl＝Ｆｚrl0＋（Ｍ・Ｇｘ・ｈ／Ｌ）／２
（２０）…… Ｆｚrr＝Ｆｚrr0＋（Ｍ・Ｇｘ・ｈ／Ｌ）／２
Here, since there is no difference in the left and right pitch stiffness between the front wheels Wfl and Wfr, the following equations (17) to (18) can be obtained from the previous equation (16). Similarly, since there is no difference in the left and right pitch stiffness between the rear wheels Wrl and Wrr, the following equations (19) to (20) can be obtained from the previous equation (15).
(17)... Fzfl = Fzfl0− (M · Gx · h / L) / 2
(18) ... Fzfr = Fzfr0− (M · Gx · h / L) / 2
(19) …… Fzrl = Fzrl0 + (M · Gx · h / L) / 2
(20) ... Fzrr = Fzrr0 + (M · Gx · h / L) / 2
以上の式（１７）〜（２０）および前述した式（９）〜（１２）から車輪Ｗfl，Ｗfr，Ｗrl，Ｗrrの前後、左右の接地荷重変動を総合的に表すと、左前輪Ｗflの動的接地荷重Ｆｚflは、前式（１７）および前式（１１）に基づく次式（２１）で表すことができ、右前輪Ｗfrの動的接地荷重Ｆｚfrは、前式（１８）および前式（９）に基づく次式（２２）で表すことができる。
（２１）…… Ｆｚfl＝Ｆｚfl0−（Ｍ・Ｇｘ・ｈ／Ｌ）／２−（Ｍ・Ｇｙ・ｈ／Ｔ）Ｒsf
（２２）…… Ｆｚfr＝Ｆｚfr0−（Ｍ・Ｇｘ・ｈ／Ｌ）／２＋（Ｍ・Ｇｙ・ｈ／Ｔ）Ｒsf
From the above formulas (17) to (20) and the above formulas (9) to (12), the fluctuation of the left and right contact load before and after the wheels Wfl, Wfr, Wrl, Wrr is comprehensively expressed. The static ground load Fzfl can be expressed by the following formula (21) based on the previous formula (17) and the previous formula (11), and the dynamic ground load Fzfr of the right front wheel Wfr is represented by the previous formula (18) and the previous formula ( It can be expressed by the following formula (22) based on 9).
(21)... Fzfl = Fzfl0− (M · Gx · h / L) / 2− (M · Gy · h / T) Rsf
(22) ... Fzfr = Fzfr0− (M · Gx · h / L) / 2 + (M · Gy · h / T) Rsf
同様に、左後輪Ｗrlの動的接地荷重Ｆｚrlは、前式（１９）および前式（１２）に基づく次式（２３）で表すことができ、右後輪Ｗrrの動的接地荷重Ｆｚrrは、前式（２０）および前式（１０）に基づく次式（２４）で表すことができる。
（２３）…… Ｆｚrl＝Ｆｚrl0＋（Ｍ・Ｇｘ・ｈ／Ｌ）／２−（Ｍ・Ｇｙ・ｈ／Ｔ）（１−Ｒsf）
（２４）…… Ｆｚrr＝Ｆｚrr0＋（Ｍ・Ｇｘ・ｈ／Ｌ）／２＋（Ｍ・Ｇｙ・ｈ／Ｔ）（１−Ｒsf）
Similarly, the dynamic ground load Fzrl of the left rear wheel Wrl can be expressed by the following formula (23) based on the previous formula (19) and the previous formula (12), and the dynamic ground load Fzrr of the right rear wheel Wrr is The following formula (24) based on the previous formula (20) and the previous formula (10) can be expressed.
(23) ... Fzrl = Fzrl0 + (M · Gx · h / L) / 2− (M · Gy · h / T) (1−Rsf)
(24)... Fzrr = Fzrr0 + (M.Gx.h / L) / 2 + (M.Gy.h / T) (1-Rsf)
ここで、車両状態量推定部１Ｂは、前式（２１）と前式（２２）とを加算し、Ｇｘについて整理することで車両の前後加速度Ｇｘに関する次式（２５）を求め、この式（２５）により車両の前後加速度Ｇｘを演算する。
（２５）…… Ｇｘ＝−〔（Ｆｚfr−Ｆｚfr0）＋（Ｆｚfl−Ｆｚfl0）〕（Ｌ／Ｍ・ｈ）
Here, the vehicle state quantity estimation unit 1B adds the previous equation (21) and the previous equation (22) and arranges Gx to obtain the following equation (25) relating to the longitudinal acceleration Gx of the vehicle. 25) Calculate the longitudinal acceleration Gx of the vehicle.
(25) ... Gx =-[(Fzfr-Fzfr0) + (Fzfl-Fzfl0)] (L / M · h)
同様に、車両状態量推定部１Ｂは、前式（２３）と前式（２４）とを加算し、Ｇｘについて整理することで車両の前後加速度Ｇｘに関する次式（２６）を求め、この式（２６）により車両の前後加速度Ｇｘを演算する。
（２６）…… Ｇｘ＝〔（Ｆｚrr−Ｆｚrr0）＋（Ｆｚrl−Ｆｚrl0）〕（Ｌ／Ｍ・ｈ）
Similarly, the vehicle state quantity estimation unit 1B adds the previous equation (23) and the previous equation (24), and arranges Gx to obtain the following equation (26) related to the longitudinal acceleration Gx of the vehicle. 26), the longitudinal acceleration Gx of the vehicle is calculated.
(26) ... Gx = [(Fzrr-Fzrr0) + (Fzrl-Fzrl0)] (L / M · h)
また、車両状態量推定部１Ｂは、前式（２１）と前式（２３）とを加算して次式（２７）を求めると共に、前式（２２）と前式（２４）とを加算して次式（２８）を求める。
（２７）…… Ｆｚfl＋Ｆｚrl＝Ｆｚfl0＋Ｆｚrl0−（Ｍ・Ｇｙ・ｈ／Ｔ）
（２８）…… Ｆｚfr＋Ｆｚrr＝Ｆｚfr0＋Ｆｚrr0＋（Ｍ・Ｇｙ・ｈ／Ｔ）
Further, the vehicle state quantity estimation unit 1B adds the previous expression (21) and the previous expression (23) to obtain the following expression (27), and adds the previous expression (22) and the previous expression (24). Then, the following equation (28) is obtained.
(27) ... Fzfl + Fzrl = Fzfl0 + Fzrl0− (M · Gy · h / T)
(28) ... Fzfr + Fzrr = Fzfr0 + Fzrr0 + (M · Gy · h / T)
そして、車両状態量推定部１Ｂは、求めた前式（２７）から前式（２８）を減算し、Ｇｙについて整理することで車両の左右加速度Ｇｙに関する次式（２９）を求め、この式（２９）により車両の左右加速度Ｇｙを演算する。
（２９）…… Ｇｙ＝〔（Ｆｚfr−Ｆｚfr0）−（Ｆｚfl−Ｆｚfl0）＋（Ｆｚrr−Ｆｚrr0）−（Ｆｚrl−Ｆｚrl0）〕（Ｔ／２Ｍ・ｈ）
Then, the vehicle state quantity estimating unit 1B subtracts the previous equation (28) from the obtained previous equation (27) and arranges Gy to obtain the following equation (29) relating to the lateral acceleration Gy of the vehicle. 29) The lateral acceleration Gy of the vehicle is calculated.
(29) ... Gy = [(Fzfr-Fzfr0)-(Fzfl-Fzfl0) + (Fzrr-Fzrr0)-(Fzrl-Fzrl0)]] (T / 2Mh)
ここで、車両状態量推定部１Ｂは、前式（２１）〜（２４）を加算し、Ｒsfについて整理することでＲsfに関する次式（３０）を求め、この式（３０）中のＧｙに前式（２９）を代入することにより、Ｒsfに関する次式（３１）を求める。そして、この式（３１）により左右前輪Ｗfl，Ｗfrのロール剛性配分Ｒsfを演算する。
（３０）…… Ｒsf＝〔（Ｆｚfr−Ｆｚfr0）−（Ｆｚfl−Ｆｚfl0）＋（Ｆｚrl−Ｆｚrl0）−（Ｆｚrr−Ｆｚrr0）〕／４（Ｍ・Ｇｙ・ｈ／Ｔ）＋１／２
（３１）…… Ｒsf＝〔（Ｆｚfr−Ｆｚfr0）−（Ｆｚfl−Ｆｚfl0）〕／〔（Ｆｚfr−Ｆｚfr0）−（Ｆｚfl−Ｆｚfl0）＋（Ｆｚrr−Ｆｚrr0）−（Ｆｚrl−Ｆｚrl0）〕
Here, the vehicle state quantity estimation unit 1B adds the previous equations (21) to (24) and arranges Rsf to obtain the following equation (30) relating to Rsf, and adds Gy in this equation (30) By substituting equation (29), the following equation (31) relating to Rsf is obtained. Then, the roll stiffness distribution Rsf of the left and right front wheels Wfl, Wfr is calculated by this equation (31).
(30)... Rsf = [(Fzfr−Fzfr0) − (Fzfl−Fzfl0) + (Fzrl−Fzrl0) − (Fzrr−Fzrr0)] / 4 (M · Gy · h / T) +1/2
(31) ... Rsf = [(Fzfr-Fzfr0)-(Fzfl-Fzfl0)] / [(Fzfr-Fzfr0)-(Fzfl-Fzfl0) + (Fzrr-Fzrr0)-(Fzrl-Fzrl0)]
以上のように構成された一実施形態の車両状態量推定装置では、車両の走行時において、電子制御装置１の接地荷重推定部１Ａが各車輪Ｗfl，Ｗfr，Ｗrl，Ｗrrに対応する各車高センサＨfl，Ｈfr，Ｈrl，Ｈrrの検出信号に基づいて、各車輪Ｗfl，Ｗfr，Ｗrl，Ｗrrの接地荷重Ｆzfl，Ｆzfr，Ｆzrl，Ｆzrrを以下の式（１）〜（４）により演算する。
（１）…… Ｆｚfl＝−Ｍｗfl・ｄ２Ｚfl−〔（Ｍｗfl＋Ｍｂfl）／Ｍｂfl〕（Ｃfl・ｄＺfl＋Ｋfl・Ｚfl）
（２）…… Ｆｚfr＝−Ｍｗfr・ｄ２Ｚfr−〔（Ｍｗfr＋Ｍｂfr）／Ｍｂfr〕（Ｃfr・ｄＺfr＋Ｋfr・Ｚfr）
（３）…… Ｆｚrl＝−Ｍｗrl・ｄ２Ｚrl−〔（Ｍｗrl＋Ｍｂrl）／Ｍｂrl〕（Ｃrl・ｄＺrl＋Ｋrl・Ｚrl）
（４）…… Ｆｚrr＝−Ｍｗrr・ｄ２Ｚrr−〔（Ｍｗrr＋Ｍｂrr）／Ｍｂrr〕（Ｃrr・ｄＺrr＋Ｋrr・Ｚrr）
In the vehicle state quantity estimation device according to the embodiment configured as described above, the ground
(1)... Fzfl = −Mwfl · d 2 Zfl − [(Mwfl + Mbfl) / Mbfl] (Cfl · dZfl + Kfl · Zfl)
(2) …… Fzfr = −Mwfr · d 2 Zfr − [(Mwfr + Mbfr) / Mbfr] (Cfr · dZfr + Kfr · Zfr)
(3) Fzrl = −Mwrl · d 2 Zrl − [(Mwrl + Mbrl) / Mbrl] (Crl · dZrl + Krl · Zrl)
(4) Fzrr = −Mwrr · d 2 Zrr − [(Mwrr + Mbrr) / Mbrr] (Crr · dZrr + Krr · Zrr)
続いて、接地荷重推定部１Ａから入力される各車輪Ｗfl，Ｗfr，Ｗrl，Ｗrrの接地荷重Ｆzfl，Ｆzfr，Ｆzrl，Ｆzrrの推定信号に基づいて、電子制御装置１の接地荷重推定部１Ａが車両の左右加速度Ｇｙ、前後加速度Ｇｘおよび前輪のロール剛性配分Ｒsfを推定する。
Subsequently, the
すなわち、接地荷重推定部１Ａは、接地荷重Ｆzfl，Ｆzfr，Ｆzrl，Ｆzrrの車両左右方向の移動および車両前後方向の移動から、以下の式（２５）または式（２６）により車両の前後加速度Ｇｘを推定し、式（２９）により車両の左右加速度Ｇｙを推定し、式（３１）により車両の左右前輪Ｗfl，Ｗfrのロール剛性配分Ｒsfを推定する。
（２５）…… Ｇｘ＝−〔（Ｆｚfr−Ｆｚfr0）＋（Ｆｚfl−Ｆｚfl0）〕（Ｌ／Ｍ・ｈ）
（２６）…… Ｇｘ＝〔（Ｆｚrr−Ｆｚrr0）＋（Ｆｚrl−Ｆｚrl0）〕（Ｌ／Ｍ・ｈ）
（２９）…… Ｇｙ＝〔（Ｆｚfr−Ｆｚfr0）−（Ｆｚfl−Ｆｚfl0）＋（Ｆｚrr−Ｆｚrr0）−（Ｆｚrl−Ｆｚrl0）〕（Ｔ／２Ｍ・ｈ）
（３１）…… Ｒsf＝〔（Ｆｚfr−Ｆｚfr0）−（Ｆｚfl−Ｆｚfl0）〕／〔（Ｆｚfr−Ｆｚfr0）−（Ｆｚfl−Ｆｚfl0）＋（Ｆｚrr−Ｆｚrr0）−（Ｆｚrl−Ｆｚrl0）〕
That is, the ground
(25) ... Gx =-[(Fzfr-Fzfr0) + (Fzfl-Fzfl0)] (L / M · h)
(26) ... Gx = [(Fzrr-Fzrr0) + (Fzrl-Fzrl0)] (L / M · h)
(29) ... Gy = [(Fzfr-Fzfr0)-(Fzfl-Fzfl0) + (Fzrr-Fzrr0)-(Fzrl-Fzrl0)]] (T / 2Mh)
(31) ... Rsf = [(Fzfr-Fzfr0)-(Fzfl-Fzfl0)] / [(Fzfr-Fzfr0)-(Fzfl-Fzfl0) + (Fzrr-Fzrr0)-(Fzrl-Fzrl0)]
なお、前式（２５）は、左右前輪Ｗfl，Ｗfrの接地荷重Ｆzfl，Ｆzfrの移動のみによって車両の前後加速度Ｇｘを推定できることを示している。同様に、前式（２６）は、左右後輪Ｗrl，Ｗrrの接地荷重Ｆzrl，Ｆzrrの移動のみによって車両の前後加速度Ｇｘを推定できることを示している。 The previous equation (25) indicates that the longitudinal acceleration Gx of the vehicle can be estimated only by the movement of the ground loads Fzfl and Fzfr of the left and right front wheels Wfl and Wfr. Similarly, the previous equation (26) indicates that the longitudinal acceleration Gx of the vehicle can be estimated only by the movement of the ground loads Fzrl and Fzrr of the left and right rear wheels Wrl and Wrr.
ここで、ロール剛性配分Ｒsfは、車両の左右加速度Ｇｙが既知であれば、前式（９）から（１１）のうちの２つの式から導かれる適宜の式を用いることにより、左右前輪Ｗfl，Ｗfrの接地荷重Ｆzfl，Ｆzfrの移動、左右後輪Ｗrl，Ｗrrの接地荷重Ｆzrl，Ｆzrrの移動、または、対角線上の左前輪Ｗflと右後輪Ｗrrの接地荷重Ｆzfl，Ｆzrrの移動などから推定することもできる。 Here, if the lateral stiffness Gy of the vehicle is known, the roll stiffness distribution Rsf can be calculated by using an appropriate formula derived from the two formulas (9) to (11). Estimated from the movement of Wfr ground contact loads Fzfl, Fzfr, left and right rear wheels Wrl, Wrr ground loads Fzrl, Fzrr, or diagonal front left wheel Wfl and right rear wheel Wrr ground loads Fzfl, Fzrr. You can also.
その一例として対角線上にある車輪Ｗfl，Ｗrrの接地荷重Ｆzfl，Ｆzrrの移動からロール剛性配分Ｒsfを推定する場合、前式（１１）をＲsfについて整理した次式（３２）を求め、この式（３２）を前式（１０）に代入してＧｙについて整理した次式（３３）を求める。そして、この式（３３）を次式（３２）に代入して次式（３４）を求め、この式（３４）により、対角線にある車輪Ｗfl，Ｗrrの接地荷重Ｆzfl，Ｆzrrの移動からロール剛性配分Ｒsfを推定する。
（３２）…… Ｒsf＝（Ｆｚfl0−Ｆｚfl）（Ｔ／Ｍ・Ｇｙ・ｈ）
（３３）…… Ｇｙ＝〔（Ｆｚrr−Ｆｚrr0）−（Ｆｚfl−Ｆｚfl0）〕（Ｔ／Ｍ・ｈ）
（３４）…… Ｒsf＝−（Ｆｚfl−Ｆｚfl0）／〔（Ｆｚrr−Ｆｚrr0）−（Ｆｚfl−Ｆｚfl0）〕
As an example, when the roll stiffness distribution Rsf is estimated from the movement of the ground contact loads Fzfl and Fzrr on the diagonal wheels Wfl and Wrr, the following equation (32) is obtained by arranging the previous equation (11) with respect to Rsf. 32) is substituted into the previous equation (10) to obtain the following equation (33) arranged for Gy. Then, the following equation (34) is obtained by substituting this equation (33) into the following equation (32). By this equation (34), the roll rigidity is determined from the movement of the ground load Fzfl, Fzrr of the wheels Wfl, Wrr on the diagonal line. The distribution Rsf is estimated.
(32) ... Rsf = (Fzfl0−Fzfl) (T / M · Gy · h)
(33)... Gy = [(Fzrr−Fzrr0) − (Fzfl−Fzfl0)] (T / M · h)
(34)... Rsf = − (Fzfl−Fzfl0) / [(Fzrr−Fzrr0) − (Fzfl−Fzfl0)]
また、ロール剛性配分Ｒsfは、車両の前後加速度Ｇｘおよび左右加速度Ｇｙが既知であれば、これらを前式（２１）〜（２４）の何れかに代入することにより、車輪Ｗfl，Ｗfr，Ｗrl，Ｗrrの任意の１輪に対応した何れかの接地荷重Ｆzfl，Ｆzfr，Ｆzrl，Ｆzrrの移動のみから推定することもできる。 Further, if the longitudinal acceleration Gx and the lateral acceleration Gy of the vehicle are known, the roll stiffness distribution Rsf is substituted for any of the wheels Wfl, Wfr, Wrl, It can also be estimated only from the movement of any of the ground loads Fzfl, Fzfr, Fzrl, Fzrr corresponding to any one wheel of Wrr.
本発明に係る車両状態量推定装置は、前述した一実施形態に限定されるものではない。例えば、車両の左右加速度Ｇｙは、前式（２７）をＧｙについて整理した次式（Ｂ）により、前後の左側車輪Ｗfl，Ｗrlの接地荷重Ｆzfl，Ｆzrlの移動のみから推定することもできる。
（Ｂ）…… Ｇｙ＝〔−（Ｆｚfl−Ｆｚfl0）−（Ｆｚrl−Ｆｚrl0）〕（Ｔ／Ｍ・ｈ）
The vehicle state quantity estimation device according to the present invention is not limited to the above-described embodiment. For example, the lateral acceleration Gy of the vehicle can be estimated only from the movement of the ground loads Fzfl and Fzrl of the front and rear left wheels Wfl and Wrl by the following formula (B) obtained by arranging the previous formula (27) with respect to Gy.
(B)... Gy = [− (Fzfl−Fzfl0) − (Fzrl−Fzrl0)] (T / M · h)
同様に、車両の左右加速度Ｇｙは、前式（２８）をＧｙについて整理した次式（Ｃ）により、前後の右側車輪Ｗfr，Ｗrrの接地荷重Ｆzfr，Ｆzrrの移動のみから推定することもできる。
（Ｃ）…… Ｇｙ＝〔（Ｆｚfr−Ｆｚfr0）＋（Ｆｚrr−Ｆｚrr0）〕（Ｔ／Ｍ・ｈ）
Similarly, the lateral acceleration Gy of the vehicle can be estimated from only the movement of the ground loads Fzfr and Fzrr of the front and rear right wheels Wfr and Wrr by the following formula (C) obtained by arranging the previous formula (28) with respect to Gy.
(C)... Gy = [(Fzfr-Fzfr0) + (Fzrr-Fzrr0)] (T / M · h)
さらに、車両の左右加速度Ｇｙは、ロール剛性配分Ｒsfが１／２以外の値として既知のとき、例えば対角線上にある車輪Ｗfl，Ｗrrの接地荷重Ｆzfl，Ｆzrrの移動のみから推定することもできる。この場合、前式（１１）をＲsfについて整理した次式（Ｄ）を求め、この式（Ｄ）を前式（１０）に代入してＧｙについて整理した次式（Ｅ）を求める。そして、この式（Ｅ）により、対角線上にある車輪Ｗfl，Ｗrrの接地荷重Ｆzfl，Ｆzrrの移動から車両の左右加速度Ｇｙを推定する。
（Ｄ）…… Ｒsf＝（Ｆｚfl0−Ｆｚfl）（Ｔ／Ｍ・Ｇｙ・ｈ）
（Ｅ）…… Ｇｙ＝〔（Ｆｚrr−Ｆｚrr0）−（Ｆｚfl−Ｆｚfl0）〕（Ｔ／Ｍ・ｈ）
Further, when the roll stiffness distribution Rsf is known as a value other than 1/2, the lateral acceleration Gy of the vehicle can be estimated only from the movement of the ground loads Fzfl, Fzrr of the wheels Wfl, Wrr on the diagonal, for example. In this case, the following equation (D) obtained by arranging the previous equation (11) with respect to Rsf is obtained, and this equation (D) is substituted into the previous equation (10) to obtain the following equation (E) arranged for Gy. Then, from this equation (E), the lateral acceleration Gy of the vehicle is estimated from the movement of the ground loads Fzfl and Fzrr of the wheels Wfl and Wrr on the diagonal line.
(D)... Rsf = (Fzfl0−Fzfl) (T / M · Gy · h)
(E)... Gy = [(Fzrr−Fzrr0) − (Fzfl−Fzfl0)] (T / M · h)
なお、ロール剛性配分Ｒsfが１／２として既知のときには、対角線上にない前後２輪の接地荷重の移動から車両の左右加速度Ｇｙを推定することが可能である。 When the roll stiffness distribution Rsf is known as 1/2, it is possible to estimate the lateral acceleration Gy of the vehicle from the movement of the ground load of the two front and rear wheels that are not on the diagonal line.
ここで、車両の左右加速度Ｇｙは、車両の前後加速度Ｇｘおよびロール剛性配分Ｒsfが既知であれば、これらを前式（２１）〜（２４）の何れかに代入することにより、車輪Ｗfl，Ｗfr，Ｗrl，Ｗrrの任意の１輪に対応した何れかの接地荷重Ｆzfl，Ｆzfr，Ｆzrl，Ｆzrrの移動のみから推定することもできる。 Here, if the vehicle longitudinal acceleration Gx and the roll stiffness distribution Rsf are known, the vehicle lateral acceleration Gy is substituted for any of the wheels Wfl, Wfr by substituting these into any of the previous equations (21) to (24). , Wrl, Wrr can be estimated only from the movement of any ground load Fzfl, Fzfr, Fzrl, Fzrr corresponding to any one wheel.
同様に、車両の前後加速度Ｇｘは、車両の左右加速度Ｇｙおよびロール剛性配分Ｒsfが既知であれば、これらを前式（２１）〜（２４）の何れかに代入することにより、車輪Ｗfl，Ｗfr，Ｗrl，Ｗrrの任意の１輪に対応した何れかの接地荷重Ｆzfl，Ｆzfr，Ｆzrl，Ｆzrrのみから推定することもできる。 Similarly, if the vehicle lateral acceleration Gy and the roll stiffness distribution Rsf are known, the vehicle longitudinal acceleration Gx is substituted into any one of the previous equations (21) to (24) to obtain the wheels Wfl, Wfr. , Wrl, Wrr can be estimated from only one of the ground loads Fzfl, Fzfr, Fzrl, Fzrr corresponding to one arbitrary wheel.
なお、前述の通り、車輪Ｗfl，Ｗfr，Ｗrl，Ｗrrの接地荷重Ｆzfl，Ｆzfr，Ｆzrl，Ｆzrrのうちの任意の３輪の接地荷重が推定可能であれば、車両の前後加速度Ｇｘおよび左右加速度Ｇｙの推定が可能となる。 As described above, if the ground load of any three of the ground loads Fzfl, Fzfr, Fzrl, Fzrr of the wheels Wfl, Wfr, Wrl, Wrr can be estimated, the longitudinal acceleration Gx and the lateral acceleration Gy of the vehicle can be estimated. Can be estimated.
ここで、電子制御装置１の接地荷重推定部１Ａが推定する各車輪Ｗfl，Ｗfr，Ｗrl，Ｗrrの接地荷重Ｆｚfl，Ｆｚfr，Ｆｚrl，Ｆｚrrは、前述した式（１）〜（４）に限らず、以下のような式（Ｆ）〜（Ｉ）から推定してもよい。
（Ｆ）…… Ｆｚfl＝（Ｍｂfl＋Ｍｗfl）ｇ＋Ｆｗfl＋Ｆｓfl＋Ｆｄfl＋Ｆstf
（Ｇ）…… Ｆｚfr＝（Ｍｂfr＋Ｍｗfr）ｇ＋Ｆｗfr＋Ｆｓfr＋Ｆｄfr＋Ｆstf
（Ｈ）…… Ｆｚrl＝（Ｍｂrl＋Ｍｗrl）ｇ＋Ｆｗrl＋Ｆｓrl＋Ｆｄrl＋Ｆstr
（Ｉ）…… Ｆｚrr＝（Ｍｂrr＋Ｍｗrr）ｇ＋Ｆｗrr＋Ｆｓrr＋Ｆｄrr＋Ｆstr
Here, the ground loads Fzfl, Fzfr, Fzrl, and Fzrr of the wheels Wfl, Wfr, Wrl, and Wrr estimated by the ground
(F) …… Fzfl = (Mbfl + Mwfl) g + Fwfl + Fsfl + Fdfl + Fstf
(G) …… Fzfr = (Mbfr + Mwfr) g + Fwfr + Fsfr + Fdfr + Fstf
(H) …… Fzrl = (Mbrl + Mwrl) g + Fwrl + Fsrl + Fdrl + Fstr
(I) Fzrr = (Mbrr + Mwrr) g + Fwrr + Fsrr + Fdrr + Fstr
前式（Ｆ）〜（Ｉ）は、車両の各車輪Ｗfl，Ｗfr，Ｗrl，Ｗrrの懸架装置として、各車輪位置に対応する車高をそれぞれ段階的に変更可能な従来周知のエアスプリング装置と、減衰力をそれぞれ段階的に変更可能な従来周知のショックアブソーバと、従来周知のアクティブスタビライザ装置とを備えていることを前提としている。 Formulas (F) to (I) are conventionally known air spring devices that can change the vehicle height corresponding to each wheel position stepwise as a suspension device for each wheel Wfl, Wfr, Wrl, Wrr of the vehicle. It is assumed that a conventionally known shock absorber capable of changing the damping force stepwise and a conventionally known active stabilizer device are provided.
ここで、前式（Ｆ）〜（Ｉ）中、ｇは重力加速度、Ｆｗfl〜Ｆｗrrはばね下荷重Ｍｗである各車輪Ｗfl，Ｗfr，Ｗrl，Ｗrrの上下力、Ｆｓfl〜Ｆｓrrはエアスプリング装置のばね力により各車輪Ｗfl，Ｗfr，Ｗrl，Ｗrrに付与される上下力、Ｆｄfl〜Ｆｄrrはショックアブソーバの減衰力により各車輪Ｗfl，Ｗfr，Ｗrl，Ｗrrに付与される上下力、Ｆstfはアクティブスタビライザ装置のばね力により左右前輪Ｗfl，Ｗfrに付与される上下力、Ｆstrはアクティブスタビライザ装置のばね力により左右後輪Ｗrl，Ｗrrに付与される上下力である。 Here, in the above formulas (F) to (I), g is the acceleration of gravity, Fwfl to Fwrr is the vertical force of each wheel Wfl, Wfr, Wrl, Wrr which is the unsprung load Mw, and Fsfl to Fsrr is the air spring device. Vertical force applied to each wheel Wfl, Wfr, Wrl, Wrr by spring force, Fdfl to Fdrr are vertical force applied to each wheel Wfl, Wfr, Wrl, Wrr by damping force of shock absorber, Fstf is an active stabilizer device The vertical force applied to the left and right front wheels Wfl and Wfr by the spring force of F, and Fstr is the vertical force applied to the left and right rear wheels Wrl and Wrr by the spring force of the active stabilizer device.
エアスプリング装置のばね力による上下力Ｆｓfl〜Ｆｓrrは、車高センサＨfl，Ｈfr，Ｈrl，Ｈrrの相対変位Ｚfl，Ｚfr，Ｚrl，Ｚrrの検出信号に基づき、エアスプリング装置の前輪側のアーム比をＫasf、後輪側のアーム比をＫasr、各エアスプリング装置のばね定数をＫsfl〜Ｋsrrとして、以下の式（Ｊ）〜（Ｍ）により演算される。
（Ｊ）…… Ｆｓfl＝Ｋasf・Ｋsfl・Ｚfl
（Ｋ）…… Ｆｓfr＝Ｋasf・Ｋsfr・Ｚfr
（Ｌ）…… Ｆｓrl＝Ｋasr・Ｋsrl・Ｚrl
（Ｍ）…… Ｆｓrr＝Ｋasr・Ｋsrr・Ｚrr
The vertical force Fsfl to Fsrr due to the spring force of the air spring device is based on the detection signal of the relative displacement Zfl, Zfr, Zrl, Zrr of the vehicle height sensor Hfl, Hfr, Hrl, Hrr, and the arm ratio on the front wheel side of the air spring device. It is calculated by the following formulas (J) to (M), where Kasf, the rear wheel side arm ratio is Kasr, and the spring constant of each air spring device is Ksfl to Ksrr.
(J) …… Fsfl = Kasf ・ Ksfl ・ Zfl
(K) …… Fsfr = Kasf ・ Ksfr ・ Zfr
(L) …… Fsrl = Kasr / Ksrl / Zrl
(M) …… Fsrr = Kasr / Ksrr / Zrr
ショックアブソーバの減衰力による上下力Ｆｄfl〜Ｆｄrrは、車輪Ｗfl，Ｗfr，Ｗrl，Ｗrrのストローク速度Ｈｖfl〜Ｈｖrrの信号に基づき、ショックアブソーバの前輪側のアーム比をＫadf、後輪側のアーム比をＫadr、各ショックアブソーバの減衰係数をＣsfl〜Ｃsrrとして、以下の式（Ｎ）〜（Ｑ）により演算される。
（Ｎ）…… Ｆｄfl＝Ｋadf・Ｃsfl・Ｚｖfl
（Ｏ）…… Ｆｄfr＝Ｋadf・Ｃsfr・Ｚｖfr
（Ｐ）…… Ｆｄrl＝Ｋadr・Ｃsrl・Ｚｖrl
（Ｑ）…… Ｆｄrr＝Ｋadr・Ｃsrr・Ｚｖrr
The vertical forces Fdfl to Fdrr due to the damping force of the shock absorber are based on the signals of the stroke speeds Hvfl to Hvrr of the wheels Wfl, Wfr, Wrl and Wrr, and the arm ratio on the front wheel side of the shock absorber is Kadf and the arm ratio on the rear wheel side. Kadr is calculated by the following equations (N) to (Q), where Csfl to Csrr are damping coefficients of the respective shock absorbers.
(N) …… Fdfl = Kadf ・ Csfl ・ Zvfl
(O) …… Fdfr = Kadf ・ Csfr ・ Zvfr
(P) …… Fdrl = Kadr ・ Csrl ・ Zvrl
(Q) …… Fdrr = Kadr / Csrr / Zvrr
アクティブスタビライザ装置のばね力による左右前輪Ｗfl，Ｗfrの上下力Ｆstfは、アクティブスタビライザ装置の前輪側のアーム比をＫatf、前輪側のスタビライザ定数をＫstfとして、次式（Ｓ）により演算される。
（Ｓ）…… Ｆstf＝Ｋatf・Ｋstf・（Ｚfl−Ｚfr）
The vertical force Fstf of the left and right front wheels Wfl and Wfr due to the spring force of the active stabilizer device is calculated by the following equation (S), where Katf is the front wheel side arm ratio of the active stabilizer device and Kstf is the front wheel side stabilizer constant.
(S) …… Fstf = Katf ・ Kstf ・ (Zfl−Zfr)
一方、アクティブスタビライザ装置のばね力による左右後輪Ｗrl，Ｗrrの上下力Ｆstrは、アクティブスタビライザ装置の後輪側のアーム比をＫatr、後輪側のスタビライザ定数をＫstrとして、次式（Ｔ）により演算される。
（Ｔ）…… Ｆstr＝Ｋatr・Ｋstr・（Ｚrl−Ｚrr）
On the other hand, the vertical force Fstr of the left and right rear wheels Wrl and Wrr due to the spring force of the active stabilizer device is expressed by the following formula (T), where Katr is the rear wheel side arm ratio and Kstr is the rear wheel side stabilizer constant. Calculated.
(T) …… Fstr = Katr ・ Kstr ・ (Zrl−Zrr)
また、電子制御装置１の車両状態量推定部１Ｂに入力される各車輪Ｗfl，Ｗfr，Ｗrl，Ｗrrの接地荷重Ｆｚfl，Ｆｚfr，Ｆｚrl，Ｆｚrrは、各アブソーバＡfl，Ａfr，Ａrl，ＡrrおよびサスペンションスプリングＳfl，Ｓfr，Ｓrl，Ｓrrと車体との間に従来公知の荷重センサ（例えば特開平１１−１５１９２３号公報参照）をそれぞれ設置し、これらの荷重センサの検出信号から得るようにしてもよい。
The ground loads Fzfl, Fzfr, Fzrl, Fzrr of the wheels Wfl, Wfr, Wrl, Wrr input to the vehicle state quantity estimating unit 1B of the
１…電子制御装置、１Ａ…接地荷重推定部、１Ｂ…車両状態量推定部、
Ｗfl〜Ｗrr…車輪、Ｓfl〜Ｓrr…サスペンションスプリング、Ａfl〜Ａrr…アブソーバ、Ｈfl〜Ｈrr…車高センサ、Ｔ…トレッド、Ｌ…ホイールベース、ｈ…車両の重心高、Ｇｘ…前後加速度、Ｇｙ…左右加速度
DESCRIPTION OF
Wfl to Wrr ... wheel, Sfl to Srr ... suspension spring, Afl to Arr ... absorber, Hfl to Hrr ... vehicle height sensor, T ... tread, L ... wheel base, h ... vehicle center of gravity, Gx ... longitudinal acceleration, Gy ... Lateral acceleration
Claims (2)
The vehicle state quantity detection device according to claim 1, wherein the variation in the ground load is a ground load movement in a vehicle left-right direction and a ground load movement in a vehicle front-rear direction.
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- 2006-07-26 JP JP2006203624A patent/JP2008030536A/en active Pending
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