JP4919693B2

JP4919693B2 - Estimating vehicle slip angle

Info

Publication number: JP4919693B2
Application number: JP2006126676A
Authority: JP
Inventors: 豪長屋
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2006-04-28
Filing date: 2006-04-28
Publication date: 2012-04-18
Anticipated expiration: 2026-04-28
Also published as: JP2007296974A

Description

本発明は、車両の走行時における車体スリップ角を推定する方法に関するものである。 The present invention relates to how to estimate the vehicle body slip angle that put during running of the vehicle.

近年、安全性向上のため、タイヤに発生しているスリップ角などのタイヤ情報を精度よく測定し、これを車両制御システムへフィードバックすることが求められている。これらの情報により、例えば、車体姿勢制御装置のより高度な制御が可能となり、安全性が一段と高められると考えられる。
タイヤスリップ角を推定する技術としては、ヨーレートや横加速度等の車両の運動状態量の観測値から車体重心のスリップ角を検出し、この車体スリップ角と、別途検出した操舵角度、車速、ヨーレートとからタイヤスリップ角を推定する方法や、超音波のドップラー効果を利用してタイヤスリップ角を推定する方法が知られている（例えば、特許文献１，２参照）。
特開２００３−１６５４３号公報特開平０８−１８３４３３号公報 In recent years, in order to improve safety, it is required to accurately measure tire information such as a slip angle generated in a tire and feed it back to a vehicle control system. With this information, for example, more advanced control of the vehicle body posture control device is possible, and it is considered that safety is further improved.
As a technique for estimating the tire slip angle, the slip angle of the center of gravity of the vehicle body is detected from the observed values of the vehicle state of motion such as the yaw rate and the lateral acceleration, and the vehicle body slip angle and the separately detected steering angle, vehicle speed, and yaw rate are detected. There are known a method for estimating the tire slip angle from the above, and a method for estimating the tire slip angle using the Doppler effect of ultrasonic waves (for example, see Patent Documents 1 and 2).
JP 2003-16543 A Japanese Patent Laid-Open No. 08-183433

しかしながら、超音波センサなどのように、車体から直接路面を観察する手段を用いた場合には、その検出能力が路面状態に左右されることから、特に、濡れた路面、氷路、雪路などにおいては、推定精度が十分ではなかった。
これに対して、車体スリップ角、操舵角度、車速、及び、ヨーレートからタイヤスリップ角車輪する方法では、より広範な環境条件にてスリップ角を推定することができる。すなわち、一般的に車輪操舵角をδ、車体スリップ角をβ、車体重心から車輪軸までの距離をｌ、車体速度をＶ、ヨーレートをγとしたときに、タイヤスリップ角α₀は、以下の式（１）で算出することができる。
α₀＝δ−［β＋（ｌ・γ）／Ｖ］‥‥（１）
しかしながら、スラローム走行時などのように、車輪操舵角δの変化がある程度以上大きくなると、上記式（１）で算出されたタイヤスリップ角α₀は、光学式２軸速度計などの高精度の対地速度センサを用いて計測したタイヤスリップ角との誤差が大きくなってしまうことが、発明者らの実験により確認された。 However, when a means for directly observing the road surface from the vehicle body, such as an ultrasonic sensor, is used, its detection ability depends on the road surface condition, so in particular, wet road surfaces, icy roads, snow roads, etc. In, the estimation accuracy was not sufficient.
On the other hand, in the method in which the tire slip angle wheel is determined from the vehicle body slip angle, the steering angle, the vehicle speed, and the yaw rate, the slip angle can be estimated under a wider range of environmental conditions. That is, when the wheel steering angle is generally δ, the vehicle body slip angle is β, the distance from the vehicle body center of gravity to the wheel shaft is l, the vehicle body speed is V, and the yaw rate is γ, the tire slip angle α ₀ is It can be calculated by equation (1).
α ₀ = δ− [β + (l · γ) / V] (1)
However, when the change of the wheel steering angle δ becomes larger than a certain level, such as during slalom running, the tire slip angle α ₀ calculated by the above equation (1) is calculated with a high-accuracy ground surface such as an optical biaxial speedometer. It has been confirmed by experiments by the inventors that the error from the tire slip angle measured using the speed sensor increases.

本発明は、従来の問題点に鑑みてなされたもので、車輪操舵角の変化がある程度以上大きくなった場合でも、車体スリップ角を精度よく推定して、車両の走行安全性を向上させることを目的とする。 The present invention has been made in view of the conventional problems, it even if the change in wheel steering angle is increased above a certain degree, and accurately estimate a car body slip angle, thereby improving the running safety of the vehicle With the goal.

本発明者は、鋭意検討を重ねた結果、車輪が操舵中心周りに角速度で操舵されると、タイヤ中心点にはこの操舵角速度と車体速度とタイヤのキャスタートレールとに依存する速度成分が付加され、この速度成分が車体スリップ角の大きさに影響を与えることから、車体速度、車体重心スリップ角（車体スリップ角）、ヨーレート、及び、車輪操舵角に基づいて推定されるタイヤスリップ角を、更に、上記車体速度とタイヤのキャスタートレールと操舵角速度とを用いて補正するようにすれば、車輪操舵角の変化が大きい場合でも、タイヤスリップ角を精度よく推定することができるとともに、タイヤスリップ角を検出して車体スリップ角を推定する場合にも、上記速度成分の影響を考慮すれば、車体スリップ角を精度よく推定することができることを見出し本発明に到ったものである。 As a result of extensive studies, the present inventor has added a speed component depending on the steering angular speed, the vehicle body speed, and the tire caster rail to the tire center point when the wheel is steered at an angular speed around the steering center. Since this speed component affects the size of the vehicle body slip angle, the tire slip angle estimated based on the vehicle body speed, the vehicle body gravity center slip angle ( vehicle body slip angle ) , the yaw rate, and the wheel steering angle is further increased. If the vehicle body speed, the tire caster rail and the steering angular speed are used for correction, the tire slip angle can be estimated accurately even when the change in the wheel steering angle is large. Even when the vehicle slip angle is estimated by detection, the vehicle slip angle can be accurately estimated if the influence of the speed component is taken into consideration. The inventors have found that the present invention has been reached .

請求項１に記載の発明は、車体重心のスリップ角である車体スリップ角を推定する車体スリップ角の推定方法であって、車体速度、ヨーレート、及び、車輪操舵角を検出するステップと、タイヤのタイヤトレッドのインナーライナー部に、タイヤ軸方向中心に対して軸方向等距離の線対称の位置に複数対のセンサを配置して、タイヤの接地面開始点におけるタイヤトレッド変形速度の指標とタイヤトレッド変形量の指標とを検出し、予め求めておいたタイヤスリップ角と変形速度の指標との関係と上記検出されたタイヤトレッド変形速度の指標とに基づいて、当該タイヤスリップ角を推定するとともに、上記検出された変形量の指標に基づいて、上記推定されたタイヤスリップ角を補正して、キャンバー角が付与されている場合のタイヤスリップ角を求めるステップと、上記車輪操舵角を時間微分した車輪操舵角速度を算出して、車輪のキャスタトレールに上記算出された車輪操舵角速度を乗じたものを上記車体速度で除した値である補正スリップ角を求めるステップと、上記検出された車体速度、ヨーレート、及び、車輪操舵角と、上記求められたキャンバー角が付与されている場合のタイヤスリップ角に上記補正スリップ角を加算して得られるタイヤスリップ角の推定値とに基づいて、車体スリップ角を推定することを特徴とするものである。
請求項２に記載の発明は、車体重心のスリップ角を推定する方法であって、車体速度、及び、前輪及び後輪の車輪操舵角を検出するステップと、前輪及び後輪の各タイヤの、キャンバー角が付与されている場合のタイヤスリップ角をそれぞれ求めるステップと、上記前輪及び後輪の車輪操舵角をそれぞれ時間微分した前輪及び後輪の操舵角速度をそれぞれ算出するステップと、上記検出された車体速度、上記求められた前輪及び後輪のタイヤスリップ角、上記検出された前輪及び後輪の車輪操舵角、及び、上記算出された前輪及び後輪の操舵角速度に基づいて、車体スリップ角を推定するステップとを備え、上記前輪及び後輪のタイヤスリップ角を求めるステップでは、上記前輪及び後輪の各タイヤについて、当該タイヤのタイヤトレッドのインナーライナー部に、タイヤ軸方向中心に対して軸方向等距離の線対称の位置に複数対のセンサを配置して、タイヤの接地面開始点におけるタイヤトレッド変形速度の指標とタイヤトレッド変形量の指標と検出し、予め求めておいたタイヤスリップ角と変形速度の指標との関係と上記検出されたタイヤトレッド変形速度の指標とに基づいて、当該タイヤスリップ角を推定するとともに、上記検出された変形量の指標に基づいて、上記推定されたタイヤスリップ角を補正して、キャンバー角が付与されている場合のタイヤスリップ角を求めることを特徴とするものである。 The invention described in 請 Motomeko 1 includes the steps meet estimating method of the vehicle body slip angle estimating a vehicle body slip angle is the slip angle of the vehicle body weight center, for detecting vehicle speed, yaw rate, and the wheel steering angle, A plurality of pairs of sensors are arranged on the innerliner portion of the tire tread of the tire at axially equidistant positions that are axially equidistant with respect to the tire axial center, and an index of the tire tread deformation rate at the tire contact surface starting point An index of the tire tread deformation amount is detected, and the tire slip angle is estimated based on the relationship between the previously determined tire slip angle and the deformation speed index and the detected tire tread deformation index. In addition, the tire slip angle when the camber angle is given by correcting the estimated tire slip angle based on the detected deformation index. Determining a flop angle, calculates the wheel steering angular velocity obtained by differentiating the wheel steering angle time correction are multiplied by the calculated wheel steering angular velocity caster trail of a wheel is a value obtained by dividing the above vehicle speed determining a slip angle, the detected vehicle speed, yaw rate, and obtained by adding the wheel steering angle, the correction slip angle to the tire slip angle when said calculated et a camber angle is imparted The vehicle body slip angle is estimated based on the estimated value of the tire slip angle.
The invention according to claim 2, a method of estimating a slip angle of the vehicle body centroid, vehicle speed,及 beauty, and detecting a wheel steering angle of the front wheels and rear wheels, the front and rear wheels of each tire , calculating and determining the tire slip angle when the camber angle is imparted respectively, the wheel steering angle of the front wheels and the rear wheels by differentiating each time the front wheels and the steering angular velocity of the rear wheels, respectively, is the detected Vehicle body slip angle based on the obtained front wheel and rear wheel tire slip angles, the detected front wheel and rear wheel steering angles, and the calculated front and rear wheel steering angular speeds. and a step of estimating, the step of determining a tire slip angle of the front wheels and the rear wheels, for each tire of the front and rear wheels, the tire tread of the tire In the inner liner part, a plurality of pairs of sensors are arranged in a line-symmetrical position with the same distance in the axial direction with respect to the center in the tire axial direction, and an index of tire tread deformation speed and tire tread deformation amount at the tire contact surface start point are arranged. The tire slip angle is estimated based on the relationship between the tire slip angle and the deformation speed index that is detected in advance and the detected tire tread deformation speed index, and the detected tire slip angle is detected. Based on the deformation index, the estimated tire slip angle is corrected to obtain the tire slip angle when the camber angle is given .

本発明によれば、車体速度、ヨーレート、及び、車輪操舵角を検出するとともに、当該タイヤのタイヤトレッドのインナーライナー部に、タイヤ軸方向中心に対して軸方向等距離の線対称の位置に複数対のセンサを配置して、タイヤの接地面開始点のタイヤトレッド変形速度の指標とタイヤトレッド変形量の指標とを検出し、予め求めておいたタイヤスリップ角と変形速度の指標との関係と上記検出されたタイヤトレッド変形速度の指標とに基づいて当該タイヤスリップ角を推定し、上記検出された変形量の指標に基づいて上記タイヤスリップ角の推定値を補正して、キャンバー角が付与されている場合のタイヤスリップ角を求め、更に上記車輪操舵角を時間微分した車輪操舵角速度を算出し、車輪のキャスタトレールに上記算出された車輪操舵角速度を乗じたものを上記車体速度で除した値である補正スリップ角を求め、上記タイヤスリップ角に上記補正スリップ角を加算した値を新たなタイヤスリップ角として車体スリップ角を推定するようにしたので、車体スリップ角の推定精度を向上させることができるとともに、光学式２軸速度計などの高精度の対地速度センサのような、高価で大型の計測装置を用いることなく、タイヤスリップ角を精度よく推定することができる。
また、車体速度、及び、前輪及び後輪の車輪操舵角を検出するとともに、上記の方法と同様の方法で前輪及び後輪のタイヤスリップ角を求めた後、上記前輪及び後輪の車輪操舵角をそれぞれ時間微分した前輪及び後輪の操舵角速度をそれぞれ算出し、上記検出された車体速度、上記求められた前輪及び後輪のタイヤスリップ角、上記検出された前輪及び後輪の車輪操舵角、及び、上記算出された前輪及び後輪の操舵角速度に基づいて車体スリップ角を推定するようにしたので、ヨーレートセンサを用いることなく、車体スリップ角を精度よく推定することができる。 According to the present invention, the car body speed, Yo Reto, and detects a wheel steering angle, the inner liner portion of a tire tread of the tire, axisymmetric axial equally distant with respect to the tire axial direction around A plurality of pairs of sensors are arranged at positions to detect a tire tread deformation index and a tire tread deformation index at the tire contact surface starting point, and a tire slip angle and a deformation speed index obtained in advance. The tire slip angle is estimated based on the relationship between the tire tread deformation speed and the detected tire tread deformation index, and the estimated tire slip angle is corrected based on the detected deformation index. The tire slip angle is calculated when the wheel steering angle is applied, and the wheel steering angular velocity obtained by differentiating the wheel steering angle with respect to time is calculated. Are multiplied by the steering angular velocity calculated correction slip angle is a value obtained by dividing the above vehicle speed, so as to estimate the vehicle body slip angle a value obtained by adding the correction slip angle to the tire slip angle as a new tire slip angle since the, it is possible to improve the estimation accuracy of the vehicle body slip angle, such as high-precision ground speed sensor, such as an optical biaxial speedometer, without using a large measurement device expensive, tire slip angle Can be estimated with high accuracy.
Further, the vehicle speed,及 beauty detects a wheel steering angle of the front wheels and rear wheels, after obtaining the tire slip angle of the front wheels and the rear wheels in the manner described above and similar methods, a wheel of the front and rear wheels The steering angular speeds of the front and rear wheels, which are obtained by differentiating the steering angles with respect to time, are calculated, respectively, and the detected vehicle body speed, the determined front and rear tire slip angles, and the detected front and rear wheel steering. corners, and, since to estimate the vehicle body slip angle based on the steering angular velocity of the calculated front and rear wheels, without using a yaw rate sensor, it is possible to estimate the vehicle body slip angle accurately.

以下、本発明の最良の形態について、図面に基づき説明する。
最良の形態１．
図１は、本最良の形態１に係るタイヤスリップ角推定装置１０の概略構成を示すブロック図で、同図において、１１，１２は車体重心部に設けられた、車体の前後方向の加速度と横方向の加速度とをそれぞれ計測する第１及び第２の加速度センサ、１３は操舵輪である前輪の操舵角δ_fを計測する舵角センサ、１４は車体の重心近傍に設けられたヨーレートセンサ、１５は上記第１及び第２の加速度センサ１１，１２の出力に基づいて車体の進行方向の速度（車体速度）Ｖを検出する車体速度検出手段、１６は上記第２の加速度センサ１２の出力と上記車体速度検出手段１５で検出した車体速度Ｖとヨーレートセンサ１４の出力とに基づいて、走行中の当該車両の車体重心のスリップ角（以下、車体スリップ角という）βを検出する車体スリップ角検出手段、１７は上記舵角センサ１３の出力である操舵角δ_fを時間微分して前輪の操舵角速度ω_fを算出する操舵角速度算出手段、１８は上記車体速度検出手段１５で検出された車体速度Ｖ、上記車体スリップ角検出手段１６で検出された車体スリップ角β、舵角センサ１３で検出された前輪の操舵角δ_f、ヨーレートセンサ１４で検出されたヨーレートγ、及び、上記操舵角速度算出手段１７で算出された前輪の操舵角速度ω_fを用いて前輪のタイヤスリップ角α_fを推定するタイヤスリップ角推定手段である。 Hereinafter, the best mode of the present invention will be described with reference to the drawings.
Best Mode
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a tire slip angle estimating apparatus 10 according to the best mode 1. In FIG. 1, reference numerals 11 and 12 denote accelerations and lateral accelerations of the vehicle body provided in the center of gravity of the vehicle body. First and second acceleration sensors for measuring direction acceleration, 13 for a steering angle sensor for measuring a steering angle δ _f of a front wheel as a steering wheel, 14 for a yaw rate sensor provided near the center of gravity of the vehicle body, 15 Is a vehicle body speed detecting means for detecting the speed (vehicle body speed) V in the traveling direction of the vehicle body based on the outputs of the first and second acceleration sensors 11 and 12, and 16 is the output of the second acceleration sensor 12 and the above Based on the vehicle body speed V detected by the vehicle body speed detection means 15 and the output of the yaw rate sensor 14, a vehicle body slip for detecting a slip angle (hereinafter referred to as a vehicle body slip angle) β of the vehicle body center of gravity of the vehicle during traveling. Angle detecting means, the steering angular velocity calculating means for calculating a front wheel steering angular velocity omega _f a is the steering angle [delta] _f time differentiation on the output of the steering angle sensor 13 is 17, 18 were detected by the vehicle speed detecting means 15 The vehicle body speed V, the vehicle body slip angle β detected by the vehicle body slip angle detecting means 16, the front wheel steering angle δ _f detected by the steering angle sensor 13, the yaw rate γ detected by the yaw rate sensor 14, and the steering angular velocity. The tire slip angle estimating means estimates the tire slip angle α _f of the front wheels using the steering angular velocity ω _f of the front wheels calculated by the calculating means 17.

次に、上記タイヤスリップ角推定手段１８における、操舵輪のタイヤスリップ角α_fの算出方法について説明する。
車輪が操舵中心周りに操舵されても、操舵角の変化が緩やかで上記操舵角速度ωが無視できる程度の大きさである場合には、前輪タイヤスリップ角α_f0は、図２に示すように、車輪操舵角をδ_f、車体スリップ角をβ、重心から前輪の車輪軸までの距離をｌ_f、車体速度をＶ、ヨーレートをγとすると、α_f0＝δ_f−［β＋（ｌ・γ）／Ｖ］と表わせる。
しかしながら、操舵角速度ωの大きさが無視できない場合には、図３に示すように、車輪横方向と操舵中心とタイヤ中心とを結ぶ線がなす角をθとし、タイヤ接地面上における操舵中心とタイヤ中心との距離をＴ_fとすると、タイヤ中心点にはΔＶ＝Ｔ_f・ωの速度が付加される。このΔＶは、操舵中心を中心とし操舵中心とタイヤ中心とを結ぶ線分を半径とする円のタイヤ中心位置における接線方向、すなわち、上記タイヤ前後方向に対してθの向きに発生する。したがって、タイヤ中心点には、タイヤ前後方向にΔＶ_x＝ΔＶ・cosθの、タイヤ横方向にはΔＶ_y＝ΔＶ・sinθの速度が付加される。
一方、この瞬間に、図２の車両モデルで求められる車輪部分のタイヤスリップ角をα_f0、車体速度をＶとすると、タイヤの前後方向速度はＶ_x＝Ｖ・cosα_f0、横方向速度はＶ_y＝Ｖ・sinα_f0であるので、このＶ_x，Ｖ_yに上記操舵により付加された速度ΔＶ_x，ΔＶ_yをそれぞれ加算したものが、それぞれ操舵時の前後方向速度及び横方向速度となる。
したがって、操舵時にタイヤ（この場合は前輪のタイヤ）に発生するスリップ角α_fは、α_f＝（操舵時の横方向速度／操舵時の前後方向速度）となるので、操舵中のスリップ角α_fは、以下の式（２）で表わすことができる。
α_f＝tan^-1［（Ｖ・sinα_f0＋ΔＶ・sinθ）／(Ｖ・cosα_f0＋ΔＶ・sinθ)‥‥（２） Next, a method for calculating the tire slip angle α _f of the steered wheels in the tire slip angle estimating means 18 will be described.
Even if the wheel is steered around the steering center, if the change in the steering angle is so slow that the steering angular velocity ω is negligible, the front tire slip angle α _f0 is as shown in FIG. Assuming that the wheel steering angle is δ _f , the vehicle body slip angle is β, the distance from the center of gravity to the front wheel axle is l _f , the vehicle body speed is V, and the yaw rate is γ, α _f0 = δ _f − [β + (l · γ) / V].
However, when the magnitude of the steering angular velocity ω cannot be ignored, as shown in FIG. 3, the angle formed by the line connecting the wheel lateral direction, the steering center, and the tire center is θ, and the steering center on the tire contact surface is When the distance between the tire center and T _f, the center point tire is added the speed of ΔV = T _f · ω. This ΔV is generated in a tangential direction at a tire center position of a circle centered on the steering center and having a radius of a line segment connecting the steering center and the tire center, that is, in the direction of θ with respect to the tire longitudinal direction. Therefore, a speed of ΔV _x = ΔV · cos θ in the tire front-rear direction and ΔV _y = ΔV · sin θ in the tire lateral direction are added to the tire center point.
On the other hand, at this moment, _assuming that the tire slip angle of the wheel portion determined by the vehicle model of FIG. 2 is α _f0 and the vehicle body speed is V, the longitudinal speed of the tire is V _x = V · cos α _f0 and the lateral speed is V since at _y = V · _sinα _f0, the V _x, V _y to the steering by the additional velocity [Delta] V _x, is obtained by adding the [Delta] V _y respectively, and each longitudinal direction velocity and lateral velocity at the time of steering.
Therefore, the slip angle α _f generated in the tire during steering (in this case, the front wheel tire) is α _f = (lateral speed during steering / front-rear direction speed during steering), so that the slip angle α during steering α _f can be expressed by the following equation (2).
α _f = tan ⁻¹ [(V · sin α _f0 + ΔV · sin θ) / (V · cos α _f0 + ΔV · sin θ) (2)

現実の車両に発生するスリップ角α_f0はそれほど大きくないので、Ｖ・cosα_f0≒Ｖ、Ｖ・sinα_f0≒Ｖ・α_f0と近似できる。
また、α_fが小さいときには、tan^-1Ａ≒Ａであるので、上記式（２）は以下の式（３）で近似できる。
α_f＝α_f0＋（ΔＶ・sinθ）／Ｖ＝（Ｔ_f・sinθ）・(ω／Ｖ) ‥‥（３）
ところで、上記Ｔ_fとsinθとは、ともに操舵機構のジオメトリだけで決まる定数である。ここで、ｋ_f＝Ｔ_f・sinθとおけば、α_f＝α_f0＋（ｋ_f・ω）／Ｖと表わすことができる。上記ｋ_fはキャスタートレールといわれるもので、図３に示すように、一般的な車両の操舵輪のキングピンオフセットＬとキャスター角付与とによるトレールの長さを表わす量である。したがって、操舵角速度ωがω≒０であるときのスリップ角α_f0に上記キャスタトレールｋ_fに操舵角速度ωを乗じたものを車体速度Ｖで除した値を加算した値を加算したものをタイヤスリップ角の推定値α_fとすれば、操舵輪のタイヤスリップ角α_fを精度よく求めることができる。
また、車体速度をＶ、車体重心スリップ角をβ、ヨーレートをγ、車輪操舵角をδ、操舵角速度をω_f、車体重心から車輪軸までの距離をｌ_f、キャスタートレールをｋ_fとすると、操舵時の操舵時のタイヤスリップ角α_fは、以下の式（４）を用いて算出することができる。
α_f＝δ_f−［β＋（ｌ_f・γ）／Ｖ］＋（ｋ_f・ω_f）／Ｖ ‥‥（４） Since the slip angle α _f0 generated in an actual vehicle is not so large, it can be approximated to V · cos α _f0 ≈V and V · sin α _f0 ≈V · α _f0 .
Further, when α _f is small, tan ⁻¹ A≈A, and thus the above equation (2) can be approximated by the following equation (3).
α _f = α _f0 + (ΔV · sin θ) / V = (T _f · sin θ) · (ω / V) (3)
By the way, T _f and sin θ are constants determined only by the geometry of the steering mechanism. Here, if k _f = T _f · sin θ, it can be expressed as α _f = α _f0 + (k _f · ω) / V. The k _f is referred to as a caster rail, and as shown in FIG. 3, is a quantity representing the length of the trail due to the kingpin offset L of a general vehicle steering wheel and the provision of a caster angle. Therefore, the tire slip is obtained by adding a value obtained by dividing the slip angle α _f0 when the steering angular velocity ω is _ω≈0 and the caster rail k _f multiplied by the steering angular velocity ω by the vehicle body speed V. If the estimated angle value α _f is used, the tire slip angle α _f of the steered wheel can be obtained with high accuracy.
Also, if the vehicle body speed is V, the vehicle body center of gravity slip angle is β, the yaw rate is γ, the wheel steering angle is δ, the steering angular velocity is ω _f , the distance from the vehicle body center of gravity to the wheel axis is l _f , and the caster rail is k _f , The tire slip angle α _f at the time of steering can be calculated using the following equation (4).
α _f = δ _f − [β + (l _f · γ) / V] + (k _f · ω _f ) / V (4)

このように、本最良の形態１によれば、操舵時のタイヤスリップ角を求める際に、車体速度検出手段１５で検出した車体速度Ｖと、車体スリップ角検出手段１６で検出した車体スリップ角βと、舵角センサ１３で検出した前輪の操舵角δ_fと、ヨーレートセンサ１４で検出したヨーレートγとを用いて算出した、操舵角速度がω≒０であるときのスリップ角α_f0に、操舵角速度算出手段１７で算出された、上記舵角センサ１３の出力を時間微分した前輪の操舵角速度ω_fとキャスタートレールｋ_fとの積を車体速度Ｖで除した値を補正スリップ角として加算した値を真のタイヤスリップ角の推定値α_fとしたので、車輪操舵角の変化が大きい場合でも、タイヤスリップ角を精度よく推定することができる。 As described above, according to the first embodiment, when the tire slip angle at the time of steering is obtained, the vehicle body speed V detected by the vehicle body speed detection unit 15 and the vehicle body slip angle β detected by the vehicle body slip angle detection unit 16 are obtained. Calculated by using the steering angle δ _{f of the} front wheel detected by the steering angle sensor 13 and the yaw rate γ detected by the yaw rate sensor 14, the slip angle α _f0 when the steering angular velocity is _{ω≈0 is set} to the steering angular velocity. A value obtained by dividing the product of the steering angular velocity ω _{f of the} front wheels obtained by time differentiation of the output of the steering angle sensor 13 and the caster rail k _f calculated by the calculating means 17 by the vehicle body speed V is added as a corrected slip angle. Since the estimated value α _f of the true tire slip angle is used, the tire slip angle can be accurately estimated even when the change in the wheel steering angle is large.

試験車両にＧＰＳを用いた車体スリップ角計測装置、ヨーレート計測装置、車体速度計測装置、操舵角計測装置を装着し、それらの情報を基に、上記式（１）で示した従来方式及び上記式（３）で示した本発明方式を用いてタイヤスリップ角をそれぞれ推定した。その結果を図４のグラフに示す。また、車輪部に光学式２軸速度計を装着して、実際のタイヤスリップ角を計測し、上記各推定値と比較した。
比較位置は車両の左前輪で、車速約２５ｋｍ/ｈにてスラローム走行を実施した。
図４のグラフから明らかなように、従来方式で推定したタイヤスリップ角（破線）と光学式２軸速度計で計測したタイヤスリップ角(×印：細い実線)との間には大きな誤差が生じているが、本発明方式で推定したタイヤスリップ角(□印：太い実線)と光学式２軸速度計で計測したタイヤスリップ角との間には殆ど誤差が生じていない。
これにより、本発明によるタイヤスリップ角の推定方法を用いることにより、タイヤスリップ角を精度よく推定できることが確認された。 A vehicle body slip angle measurement device, a yaw rate measurement device, a vehicle body speed measurement device, and a steering angle measurement device using GPS are mounted on a test vehicle, and based on these information, the conventional method and the above equation represented by the above equation (1) Tire slip angles were estimated using the method of the present invention shown in (3). The result is shown in the graph of FIG. In addition, an optical biaxial velocimeter was attached to the wheel portion, the actual tire slip angle was measured, and compared with the above estimated values.
The comparison position was the left front wheel of the vehicle, and slalom traveling was performed at a vehicle speed of about 25 km / h.
As is clear from the graph in FIG. 4, a large error occurs between the tire slip angle estimated by the conventional method (broken line) and the tire slip angle measured by the optical biaxial velocimeter (×: thin solid line). However, there is almost no error between the tire slip angle estimated by the method of the present invention (□ mark: thick solid line) and the tire slip angle measured by the optical biaxial velocimeter.
Thus, it was confirmed that the tire slip angle can be accurately estimated by using the tire slip angle estimation method according to the present invention.

最良の形態２．
上記最良の形態１では、タイヤスリップ角の推定方法について説明したが、タイヤスリップ角を検出して車体スリップ角を推定する際にも、上記タイヤ中心に付加される操舵時の速度の影響を考慮するようにすれば、車体スリップ角の検出精度についても向上させることができる。
図５は、本最良の形態２に係る車体スリップ角推定装置２０の概略構成を示すブロック図で、同図において、２１は車体の前後方向の加速度と横方向の加速度とをそれぞれ計測する２つの加速度センサ（図示せず）を備え、車体の進行方向の速度Ｖを検出する車体速度検出手段、２２は操舵輪である前輪のスリップ角α_fを検出するタイヤスリップ角検出手段で、本例では、このタイヤスリップ角検出手段２２として光学式２軸速度計を用いている。
また、２３は時前輪の操舵角δ_fを計測する舵角センサ、２４は車体の重心近傍に設けられたヨーレートセンサ、２５は上記舵角センサ２３の出力を時間微分した前輪の操舵角速度ω_fを算出する操舵角速度算出手段、２６は上記車体速度検出手段２１で検出された車体速度Ｖ、上記タイヤスリップ角検出手段２２で検出されたタイヤスリップ角α_f、舵角センサ２３で検出された前輪の操舵角δ_f、ヨーレートセンサ２４で検出されたヨーレートγ、及び、上記操舵角速度算出手段２５で算出された前輪の操舵角速度ω_fを用いて車体スリップ角βを推定する車体スリップ角推定手段である。 Best Mode 2
In the best mode 1, the tire slip angle estimation method has been described. However, when detecting the tire slip angle and estimating the vehicle body slip angle, the influence of the steering speed added to the tire center is considered. By doing so, the detection accuracy of the vehicle body slip angle can also be improved.
FIG. 5 is a block diagram showing a schematic configuration of the vehicle body slip angle estimating device 20 according to the best mode 2. In FIG. 5, reference numeral 21 denotes two pieces for measuring the longitudinal acceleration and the lateral acceleration of the vehicle body, respectively. An acceleration sensor (not shown) includes a vehicle body speed detecting means for detecting the speed V in the traveling direction of the vehicle body, and 22 is a tire slip angle detecting means for detecting a slip angle α _f of the front wheel, which is a steered wheel. As the tire slip angle detecting means 22, an optical biaxial velocimeter is used.
Reference numeral 23 denotes a steering angle sensor for measuring the steering angle δ _{f of the} front wheel, 24 denotes a yaw rate sensor provided near the center of gravity of the vehicle body, and 25 denotes a steering angular velocity ω _{f of the} front wheel obtained by time differentiation of the output of the steering angle sensor 23. The steering angular velocity calculating means 26 calculates the vehicle body speed V detected by the vehicle body speed detecting means 21, the tire slip angle α _f detected by the tire slip angle detecting means 22, and the front wheels detected by the steering angle sensor 23. Vehicle body slip angle estimation means for estimating the vehicle body slip angle β using the steering angle δ _{f of} the vehicle, the yaw rate γ detected by the yaw rate sensor 24, and the steering angular velocity ω _f of the front wheels calculated by the steering angular velocity calculation means 25. is there.

次に、上記車体スリップ角推定手段２６において車体スリップ角βを算出する方法について説明する。
操舵輪のタイヤスリップ角α_fと車体スリップ角βとの関係は、上記最良の形態１で示した、以下の式（４）で表わせる。
α_f＝δ_f−［β＋（ｌ_f・γ）／Ｖ］＋（ｋ_f・ω_f）／Ｖ ‥‥（４）
上記最良の形態１では、車体スリップ角βが検出値で、操舵輪のタイヤスリップ角α_fが演算値であったが、本例では、タイヤスリップ角α_fをタイヤスリップ角検出手段２２を用いて検出して車体スリップ角βを求める際に、上記検出されたタイヤスリップ角α_fと、車体速度検出手段２１で検出した車体速度Ｖ、ヨーレートセンサ２４で検出したヨーレートγ、舵角センサ２３で検出した操舵角δ、操舵角速度算出手段２５で算出した前輪の操舵角速度ω_f、車体重心から車輪軸までの距離ｌ_f、及び、キャスタートレールｋ_fとを用い、以下の式（５）により車体スリップ角βを算出するようにしている。
β＝δ_f−［α_f＋（ｌ_f・γ）／Ｖ］＋（ｋ_f・ω_f）／Ｖ ‥‥（５）
上記式（５）のδ_f−［α_f＋（ｌ_f・γ）／Ｖ］をβ₀すると、このβ₀は、従来のタイヤスリップ角と車体スリップ角との関係から求められる、操舵角速度ωの影響が少ない場合の車体スリップ角の推定値(従来の車体スリップ角の推定値)である。上記式（５）からも分かるように、本例では、この従来の車体スリップ角の推定値β₀に、操舵により付加された速度ΔＶによる補正項である（ｋ_f・ω_f）／Ｖを加算した値を車体スリップ角βとしている。したがって、操舵角速度ωの影響を考慮した車体スリップ角βを求めることができ、車体スリップ角βの推定精度を大幅に向上させることができる。 Next, a method for calculating the vehicle body slip angle β in the vehicle body slip angle estimating means 26 will be described.
The relationship between the tire slip angle α _f of the steered wheel and the vehicle body slip angle β can be expressed by the following formula (4) shown in the best mode 1.
α _f = δ _f − [β + (l _f · γ) / V] + (k _f · ω _f ) / V (4)
In the best mode 1, the vehicle body slip angle β is a detected value and the tire slip angle α _f of the steered wheel is a calculated value. In this example, the tire slip angle α _f is used as the tire slip angle detecting means 22. When the vehicle slip angle β is detected and detected, the detected tire slip angle α _f , the vehicle speed V detected by the vehicle speed detection means 21, the yaw rate γ detected by the yaw rate sensor 24, and the steering angle sensor 23 Using the detected steering angle δ, the steering angular velocity ω _{f of the} front wheel calculated by the steering angular velocity calculating means 25, the distance l _f from the center of gravity of the vehicle body to the wheel shaft, and the caster rail k _f , the vehicle body is expressed by the following equation (5). The slip angle β is calculated.
β = δ _f − [α _f + (l _f · γ) / V] + (k _f · ω _f ) / V (5)
When δ _f − [α _f + (1 _f · γ) / V] in the above equation (5) is β ₀ , this β ₀ is the steering angular velocity obtained from the relationship between the conventional tire slip angle and the vehicle body slip angle. This is an estimated value of the vehicle body slip angle when the influence of ω is small (conventional vehicle body slip angle estimated value). As can be seen from the above equation (5), in this example, (k _f · ω _f ) / V, which is a correction term based on the speed ΔV added by steering, is added to the estimated value β ₀ of the conventional vehicle body slip angle. The added value is the vehicle body slip angle β. Therefore, the vehicle body slip angle β can be obtained in consideration of the influence of the steering angular velocity ω, and the estimation accuracy of the vehicle body slip angle β can be greatly improved.

このように、本最良の形態２によれば、操舵時の車体スリップ角βを求める際に、車体速度検出手段２１で検出した車体速度Ｖと、タイヤスリップ角検出手段２２を用いて検出したタイヤスリップ角α_fと、ヨーレートセンサ２４で検出したヨーレートγ、舵角センサ２３で検出した操舵角δ_fとを用いて算出した、操舵角速度ωがω≒０であるときの車体スリップ角β₀に、操舵角速度算出手段１７で算出された、上記舵角センサ１３の出力を時間微分した前輪の操舵角速度ω_fとキャスタートレールｋ_fとの積を車体速度Ｖで除した値を補正スリップ角として加算した値を真の車体スリップ角の推定値βとしたので、車輪操舵角の変化が大きい場合でも、車体スリップ角を精度よく推定できる。 As described above, according to the second preferred embodiment, when the vehicle body slip angle β at the time of steering is obtained, the vehicle body speed V detected by the vehicle body speed detection unit 21 and the tire detected using the tire slip angle detection unit 22 are detected. Calculated using the slip angle α _f , the yaw rate γ detected by the yaw rate sensor 24, and the steering angle δ _f detected by the steering angle sensor 23, the vehicle body slip angle β ₀ when the steering angular velocity ω is ω≈0 is obtained. The value obtained by dividing the product of the steering angular velocity ω _{f of the} front wheels and the caster rail k _f obtained by time differentiation of the output of the steering angle sensor 13 calculated by the steering angular velocity calculating means 17 by the vehicle body speed V is added as a corrected slip angle. Since the estimated value β of the true vehicle body slip angle is used as the estimated value, the vehicle body slip angle can be accurately estimated even when the wheel steering angle changes greatly.

なお、上記最良の形態２では、タイヤスリップ角検出手段２２として、光学式２軸速度計を用いたが、上記タイヤスリップ角αを、図６（ａ），（ｂ）に示すような、センサ付きタイヤ３０を用いて検出することも可能である。このセンサ付きタイヤ３０は、タイヤトレッド３１のインナーライナー部３２の、タイヤ軸方向中心に対して軸方向等距離の線対称の位置に配置された、第１及び第２の歪ゲージ４１ａ，４１ｂから成る第１のセンサ対４１と、この第１のセンサ対４１の外側にそれぞれ配置された第３及び第４の歪ゲージ４２ａ，４２ｂから成る第２センサ対と、上記第３及び第４の歪ゲージ４２ａ，４２ｂの外側にそれぞれ配置された第５及び第６の歪ゲージ４３ａ，４３ｂから成る第３センサ対４３とを備えたもので、上記第１及び第２ののセンサ対４１，４２により当該タイヤ３０の接地面開始点のタイヤトレッド３１の変形速度の指標を検出し、上記第３のセンサ対４３によりタイヤトレッド３１の変形量の指標を検出する。 In the best mode 2, an optical biaxial velocimeter is used as the tire slip angle detection means 22, but the tire slip angle α is determined by a sensor as shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b). It is also possible to detect using the attached tire 30. The sensor-equipped tire 30 includes first and second strain gauges 41a and 41b that are arranged at line-symmetric positions that are equidistant in the axial direction with respect to the center in the tire axial direction of the inner liner portion 32 of the tire tread 31. A first sensor pair 41, a second sensor pair comprising third and fourth strain gauges 42a and 42b respectively disposed outside the first sensor pair 41, and the third and fourth strains. And a third sensor pair 43 including fifth and sixth strain gauges 43a and 43b disposed on the outside of the gauges 42a and 42b, respectively, by the first and second sensor pairs 41 and 42. An index of the deformation speed of the tire tread 31 at the contact point start point of the tire 30 is detected, and an index of the deformation amount of the tire tread 31 is detected by the third sensor pair 43.

図７は、上記センサ付きタイヤ３０を用いたタイヤスリップ角検出手段４０の一構成例を示す図で、４１〜４３は上記センサ付きタイヤ３０に設けられたセンサ対、４４は上記センサ対４１，４２で計測された歪波形をそれぞれ時間微分して歪速度波形を求めるとともに、得られた歪速度波形から、タイヤトレッド３１が路面との接触部に進入する際に発生する歪速度のピーク値である踏込み時歪速度ｖ_fと脱出する際に発生する歪速度のピーク値である蹴出し時歪速度ｖ_k、及び、踏込み時の時刻ｔ_fと蹴出し時の時刻ｔ_kとをそれぞれ検出するピーク検出手段、４５は上記検出された踏込み時歪速度ｖ_fのうちの、第１及び第２のセンサ対４１，４２で検出された踏込み時歪速度である歪速度ピーク値ｖ_1a, ｖ_1b、及び、歪速度ピーク値ｖ_2a,ｖ_2b、とを用いて、上記第１及び第２の歪ゲージ４１ａ，４１ｂが設置された位置のタイヤトレッド３１の変形速度の指標と上記第３及び第４の歪ゲージ４２ａ，４２ｂが設置された位置のタイヤトレッド３１の変形速度の指標をそれぞれ算出する変形速度指標算出手段である。なお、上記歪速度ピーク値ｖ_1a, ｖ_1b、及び、歪速度ピーク値ｖ_2a, ｖ_2bが変形速度の指標に相当する。
また、４６は上記変形速度指標算出手段４５で算出された第１及び第２のセンサ対４１，４２の変形速度の指標を用いてタイヤ全体の曲げ速度を算出する曲げ速度算出手段で、具体的には、上記第２の歪ゲージ４１ｂの歪速度ピーク値と上記第４の歪ゲージ４２ｂの歪速度ピーク値との差からタイヤ軸方向中心から上方側の曲げ速度ｖ_b＝ｖ_1b−ｖ_2bを求めるとともに、上記第１の歪ゲージ４１ａの歪速度ピーク値と上記第３の歪ゲージ４２ａの歪速度ピーク値との差からタイヤ軸方向中心から下方側の曲げ速度ｖ_a＝ｖ_2a−ｖ_1aを求めて、これらの曲げ速度ｖ_a，ｖ_bの総和であるタイヤ全体の曲げ速度である総曲げ速度Ｖ_z＝ｖ_a＋ｖ_bを算出する。 FIG. 7 is a view showing a configuration example of a tire slip angle detection means 40 using the sensor-equipped tire 30. Reference numerals 41 to 43 denote sensor pairs provided on the sensor-equipped tire 30, and 44 denotes the sensor pair 41, The strain waveform measured at 42 is time-differentiated to obtain a strain rate waveform, and from the obtained strain rate waveform, the peak value of the strain rate generated when the tire tread 31 enters the contact portion with the road surface. A certain distortion speed v _f at the time of depression, a distortion distortion speed v _k that is a peak value of the distortion speed generated at the time of escape, and a time t _f at the time of depression and a time t _k at the time of kicking are detected. The peak detecting means 45 is a strain rate peak value v _1a , v _1b which is a strain rate at the time of depression detected by the first and second sensor pairs 41, 42 out of the detected strain rate v _f at the time of depression. And strain rate peak value v _2a , v _2b , the index of the deformation speed of the tire tread 31 at the position where the first and second strain gauges 41a, 41b are installed, and the third and fourth strain gauges 42a, 42b It is a deformation speed index calculating means for calculating an index of the deformation speed of the tire tread 31 at the installed position. The strain rate peak values v _1a and v _1b and the strain rate peak values v _2a and v _2b correspond to the deformation rate index.
Reference numeral 46 denotes a bending speed calculating means for calculating the bending speed of the entire tire using the deformation speed index of the first and second sensor pairs 41 and 42 calculated by the deformation speed index calculating means 45. The bending speed v _b = v _1b −v _2b above the center in the tire axial direction from the difference between the strain rate peak value of the second strain gauge 41b and the strain rate peak value of the fourth strain gauge 42b. And a bending speed v _a = v _2a −v downward from the center in the tire axial direction from the difference between the strain rate peak value of the first strain gauge 41a and the strain rate peak value of the third strain gauge 42a. seeking _1a, calculates these bending speed v _a, v total bending speed is bending speed of the overall tire is the sum of _{_{_{b V z = v a + v}}} b.

また、４７は上記総曲げ速度Ｖ_zにおけるキャンバー角による誤差を排除するためのキャンバー補正値Ｃを算出するキャンバー補正値算出手段で、具体的には、上記第１及び第２のセンサ対４１，４２よりもタイヤ軸中心から離れた位置に配置されている第３のセンサ対４３を構成する第５及び第６の歪ゲージ４３ａ，４３ｂで計測された歪波形のピーク値である歪ピーク値ｖ_3a,ｖ_3bを検出し、この歪ピーク値ｖ_3a,ｖ_3bのピーク値の差（ｖ_3a−ｖ_3b）を歪ピーク値の和（ｖ_3a＋ｖ_3b）で除し、その値を後述するタイヤの荷重Ｗで除し、更に、車輪速ｖを乗じたものをキャンバー補正値Ｃとする。
４８は上記曲げ速度算出手段４６で算出した総曲げ速度Ｖ_zと上記キャンバー補正値算出手段４７で算出したキャンバー補正値Ｃとから、スリップ角の指標Ｓ＝Ｖ_z−Ｃを求めるとともに、記憶手段４９に記憶されている、予め求められたスリップ角の指標とタイヤスリップ角との関係を示すマップ４９Ｍを用いて、上記求められたスリップ角の指標Ｓから走行状態の車輌のスリップ角を推定するスリップ角推定手段である。
５０は本発明のセンサ付きタイヤ３０が装着された車輌に搭載された車輪速センサ、５１は上記ピーク検出手段４４で検出された踏込み時歪速度ｖ_fのうちの、第２のセンサ対４２で検出された踏込み時歪速度ｖ_fである歪速度ピーク値ｖ_2a, ｖ_2b間の時間差Δｔ＝ｔ_k−ｔ_fから接地長さの指標を算出する接地長さ算出手段、５２は上記接地長さ算出手段５１で算出された接地長さの指標の平均値を算出し、この接地長さの指標の平均値から、上記タイヤ３０に発生している荷重を推定する荷重推定手段、５３は上記荷重推定値Ｗと上記車輪速センサ５０で検出した車輪速ｖとを用いて上記スリップ角推定手段４８で求められたタイヤスリップ角の推定値を補正するスリップ角補正手段である。
本例では、図６（ａ），（ｂ）に示すように、上記センサ対４１〜４３の検出方向が当該タイヤ３０の周方向歪を検出する方向となるようにそれぞれ配置して、タイヤトレッド３１の歪速度をそれぞれ検出してタイヤの総曲げ速度Ｖ_zを求めるとともに、上記総曲げ速度Ｖ_zを、歪波形から算出したキャンバー補正値Ｃで補正したスリップ角の指標Ｓを算出し、この求められたスリップ角の指標を荷重Ｗ車速ｖとで補正してタイヤに加えられるスリップ角αを推定する。 Further, 47 is a camber correction value calculating means for calculating the camber correction value C to eliminate errors due to the camber angle of the total bending speed V _z, specifically, the first and second sensor pairs 41, Strain peak value v which is the peak value of the strain waveform measured by the fifth and sixth strain gauges 43a and 43b constituting the third sensor pair 43 disposed at a position farther from the tire axis center than 42. _3a and v _3b are detected, the difference (v _3a −v _3b ) between the peak values of the distortion peak values v _3a and v _3b is divided by the sum of the distortion peak values (v _3a + v _3b ), and the value will be described later. The camber correction value C is obtained by dividing by the tire load W and further multiplying by the wheel speed v.
48 indicates a slip angle index S = V _z −C from the total bending speed V _z calculated by the bending speed calculation means 46 and the camber correction value C calculated by the camber correction value calculation means 47, and storage means 49, the slip angle of the vehicle in the running state is estimated from the obtained slip angle index S using the map 49M indicating the relationship between the previously determined slip angle index and the tire slip angle. This is a slip angle estimating means.
50 is a wheel speed sensor mounted on a vehicle equipped with the sensor-equipped tire 30 of the present invention, and 51 is a second sensor pair 42 of the step-on distortion speed v _f detected by the peak detecting means 44. A ground contact length calculating means for calculating a ground contact length index from the time difference Δt = t _k −t _f between the strain speed peak values v _2a and v _2b which are the detected strain speed v _f at the time of depression; A load estimation unit 53 that calculates an average value of the contact length index calculated by the height calculation unit 51 and estimates a load generated in the tire 30 from the average value of the contact length index; The slip angle correcting means corrects the estimated value of the tire slip angle obtained by the slip angle estimating means 48 using the load estimated value W and the wheel speed v detected by the wheel speed sensor 50.
In this example, as shown in FIGS. 6A and 6B, the sensor treads 41 to 43 are arranged so that the detection directions of the sensor pairs 41 to 43 are directions to detect the circumferential strain of the tire 30. 31 is used to obtain the tire total bending speed V _z , and the slip angle index S is calculated by correcting the total bending speed V _z with the camber correction value C calculated from the distortion waveform. The slip angle α applied to the tire is estimated by correcting the obtained slip angle index with the load W vehicle speed v.

タイヤにスリップ角が加えられると、図８（ａ）に示すように、トレッドリングは、踏面部でタイヤ軸方向（同図の、車輪方向に直交する方向）に変形する。この旋回時のトレッドリング変形の履歴を考えると、踏込み前のリングはホイール回転方向を向いているが、踏込んだ直後からは、同図の粘着域の状態に示すように変形して、ホイールから見て路面の流れる方向へ向く。そして、リングの車輪軸方向の変形が大きくなると、タイヤトレッドと路面との間の剪断応力が接触部分の最大摩擦に近づくため、タイヤは滑り始め、同図のすべり域のようにホイール方向に戻るように変形し、その後、蹴出し後に路面から離れると、上記トレッドリングは元のようにホイール方向に戻る。
このときトレッドリングは、踏込む直前はホイール回転方向を向き、踏込んだ直後は路面の流れる方向を向くため、車輪の径方向から見ると、踏込んだ瞬間にリングがスリップ角の分だけトレッド面内で折れ曲がる。そのため、図８（ｂ）に示すように、ピーク値検出手段４４で検出した、曲げ内側の歪ゲージ(ここでは、第２及び第４の歪ゲージ４１ｂ，４２ｂ)からの歪波形の時間微分のピーク値（歪速度ピーク値ｖ_1b, ｖ_2b）は小さくなり、曲げ外側の歪ゲージ(第１及び第３の歪ゲージ４１ａ，４２ａ)からの歪波形の時間微分のピーク値（歪速度ピーク値ｖ_1a, ｖ_2a）は大きくなる。ここで、上記第２及び第４の歪ゲージ４１ｂ，４２ｂの歪速度ピーク値の差を考えると、この差ｖ_b＝ｖ_1b− ｖ_2bはタイヤ軸方向中心から上方側の曲げ速度となる。一方、上記第１及び第３の歪ゲージ４１ａ,４２ａの歪速度ピーク値の差ｖ_a＝ｖ_2a− ｖ_1aはタイヤ軸方向中心から下方側の曲げ速度となる。したがって、これらの曲げ速度の総和を求めると、タイヤ全体の曲げ速度である総曲げ速度Ｖ_z＝ｖ_a＋ｖ_bを算出することができる。この総曲げ速度Ｖ_zはスリップ角αと良好な対応を示すことが知られているので、この総曲げ速度Ｖ_zを求めることにより、タイヤに加えられるスリップ角αを精度よく推定することができる。 When a slip angle is applied to the tire, as shown in FIG. 8A, the tread ring is deformed in the tire axial direction (direction perpendicular to the wheel direction in the figure) at the tread surface. Considering the history of tread ring deformation at the time of turning, the ring before stepping is facing the wheel rotation direction, but immediately after stepping, the ring is deformed as shown in the state of the adhesive zone in the figure, and the wheel It looks in the direction of the road surface as seen from the side. When the deformation of the ring in the wheel axis direction increases, the shear stress between the tire tread and the road surface approaches the maximum friction of the contact portion, so that the tire starts to slip and returns to the wheel direction as in the sliding area of the figure. Then, when the vehicle is separated from the road surface after kicking out, the tread ring returns to the wheel direction as before.
At this time, the tread ring faces the wheel rotation direction just before stepping on, and faces the road surface flowing right after stepping on, so when viewed from the radial direction of the wheel, the tread ring is tread by the slip angle at the moment of stepping. Bends in the plane. Therefore, as shown in FIG. 8 (b), the time differentiation of the strain waveform from the strain gauges (here, the second and fourth strain gauges 41b and 42b) detected by the peak value detecting means 44 is used. The peak value (strain rate peak value v _1b , v _2b ) becomes smaller, and the peak value (strain rate peak value) of the time derivative of the strain waveform from the strain gauges (first and third strain gauges 41a, 42a) outside the bend. v _1a , v _2a ) increases. Here, considering the difference between the strain rate peak values of the second and fourth strain gauges 41b and 42b, the difference v _b = v _1b −v _2b is the bending rate on the upper side from the center in the tire axial direction. On the other hand, the difference v _a = v _2a −v _1a between the strain rate peak values of the first and third strain gauges 41a and 42a is the bending rate on the lower side from the center in the tire axial direction. Therefore, when obtaining the sum of these bending speed, it is possible to calculate the total bending speed V _z = v _a + v _b which is a bending speed of the overall tire. Since the total bending speed V _z is known to show a good correspondence with the slip angle α, the slip angle α applied to the tire can be accurately estimated by obtaining the total bending speed V _z. .

ところで、キャンバー角が変化せず、スリップ角のみが変化する場合には、上記のように、上記歪速度ピーク値から算出される総曲げ速度Ｖ_zとタイヤに加えられるスリップ角とは良好な対応を示すが、キャンバー角が付与されると、スリップ角に関わらず、キャンバー角に応じた影響が上記総曲げ速度Ｖ_zに現れる。
すなわち、図９（ａ）に示すように、タイヤに同図の下方向に倒れ込むようなキャンバー角が付与されると、スリップ角もこれに応じて変化する。具体的には、タイヤ回転方向に対して車輌進行方向が正（時計周り）の角度を有するときに、タイヤが下方向に倒れ込むと、スリップ角は上記図８（ａ）のときよりよりも大きくなる。この変化量はキャンバー角により決まるもので、スリップ角が変化して総曲げ速度Ｖ_zが変化しても、一定の誤差として残ることが分かっている。そこで、上記総曲げ速度Ｖ_zのキャンバー角付与分の誤差を排除してやる必要がある。 By the way, when the camber angle does not change and only the slip angle changes, as described above, the total bending speed V _z calculated from the strain speed peak value and the slip angle applied to the tire are in good correspondence. However, when the camber angle is given, the influence according to the camber angle appears in the total bending speed V _z regardless of the slip angle.
That is, as shown in FIG. 9 (a), when a camber angle is applied to the tire so as to fall downward in the figure, the slip angle also changes accordingly. Specifically, when the vehicle travel direction has a positive (clockwise) angle with respect to the tire rotation direction and the tire falls down, the slip angle is larger than that in FIG. 8 (a). Become. This amount of change is determined by the camber angle, and it has been found that even if the slip angle changes and the total bending speed V _z changes, it remains as a constant error. Therefore, it is necessary to eliminate the error due to the provision of the camber angle of the total bending speed V _z .

図９(ａ)において、スリップ角変化はタイヤ回転方向と車輌進行方向とから成る面内での変化であるが、キャンバー角の変化はタイヤ軸方向と同図の鉛直方向とから成る面内
における変化であるので、キャンバー角の変化はタイヤ軸直下において最も強く現れる。
一方、上記各歪ゲージ４１ａ〜４３ｂの出力である歪波形は、それぞれ路面との接触圧が最大でなる位置でピークとなる。キャンバー角が付与されていない場合には、各歪ゲージ４１ａ〜４３ｂで計測された歪波形のピーク値である歪ピーク値ｖ_3a,ｖ_3bの差は殆どないが、タイヤに図９(ａ)の下方向に倒れ込むようなキャンバー角が付与されると、図９（ｂ）に示した第５及び第６の歪ゲージ４３ａ，４３ｂの歪波形に代表されるように、曲げ内側の歪ゲージ４３ｂの歪ピーク値は小さくなり、曲げ外側の歪ゲージ４３ａの歪ピーク値ｖ_3aは大きくなる。また、その差は、タイヤ軸中心から最も離れた位置に配置された第５の歪ゲージ４３ａの歪ピーク値ｖ_3aと第６の歪ゲージ４３ｂの歪ピーク値ｖ_3aとの差が最も大きい。そこで、上記歪ピーク値の差（ｖ_3a−ｖ_3b）と総曲げ速度Ｖ_z中のキャンバー角分の誤差との関係を調べたところ、上記差（ｖ_3a−ｖ_3b）を歪ピーク値の和（ｖ_3a＋ｖ_3b）で除し、更に、その値を後述するタイヤの荷重Ｗで除し、車輪速度ｖを乗じたものをキャンバー補正値Ｃとすると、このキャンバー補正値Ｃが上記総曲げ速度Ｖ_z中のキャンバー角分の誤差とほぼ等しくなることが実験的に分かった。
そこで、上記歪ピーク値ｖ_3a,ｖ_3bを変形量の指標としてキャンバー補正値Ｃを求め、このキャンバー補正値Ｃを誤差分として上記総曲げ速度Ｖ_zから減算したものをスリップ角の指標Ｓ＝Ｖ_z−Ｃとすると、スリップ角が付与されている場合には、上記スリップ角の指標Ｓとスリップ角αとは良好な対応を示す。したがって、上記第１及び第２のセンサ対４１，４２を用いて総曲げ速度Ｖ_zを求め、上記第３のセンサ対４３を用いてキャンバー補正値Ｃを求めてスリップ角の指標Ｓ＝Ｖ_z−Ｃを算出し、記憶手段４９に記憶されている、予め求められたスリップ角の指標Ｓとタイヤスリップ角αとの関係を示すマップ４９Ｍを用いて、上記算出されたスリップ角の指標Ｓから走行状態の車輌のスリップ角αを推定するようにすれば、走行状態の車輌のスリップ角を精度よく推定できる。 In FIG. 9 (a), the slip angle change is a change in the plane consisting of the tire rotation direction and the vehicle traveling direction, while the camber angle change is in the plane consisting of the tire axial direction and the vertical direction in the figure. Since this is a change, the change in the camber angle appears most strongly immediately below the tire axis.
On the other hand, the strain waveform which is the output of each of the strain gauges 41a to 43b has a peak at a position where the contact pressure with the road surface is maximum. When the camber angle is not given, there is almost no difference between the strain peak values v _3a and v _3b , which are the peak values of the strain waveforms measured by the strain gauges 41a to 43b, but the tire has no difference in FIG. 9 (a). When a camber angle that falls down is applied, as shown by the strain waveforms of the fifth and sixth strain gauges 43a and 43b shown in FIG. And the strain peak value v _3a of the strain gauge 43a outside the bend increases. Further, the difference is, the greatest difference between the strain peak value v _3a of the strain peak value v _3a of the fifth strain gage 43a sixth strain gauge 43b disposed farthest from the tire axis. Therefore, when the relationship between the strain peak value difference (v _3a −v _3b ) and the camber angle error in the total bending speed V _z was examined, the difference (v _3a −v _3b ) was calculated as the strain peak value. Dividing by the sum (v _3a + v _3b ), further dividing that value by the tire load W, which will be described later, and multiplying by the wheel speed v is the camber correction value C. be substantially equal to the camber angle component of the error in the velocity V _z has been found experimentally.
Therefore, a camber correction value C is obtained using the distortion peak values v _3a and v _3b as deformation amount indicators, and a value obtained by subtracting the camber correction value C as an error from the total bending speed V _{z is} an index S = When V _z −C, when the slip angle is given, the slip angle index S and the slip angle α show a good correspondence. Therefore, the total bending speed V _z is obtained by using the first and second sensor pairs 41 and 42, and the camber correction value C is obtained by using the third sensor pair 43, and the slip angle index S = V _z. -C is calculated, and from the calculated slip angle index S, using the map 49M indicating the relationship between the slip angle index S calculated in advance and the tire slip angle α stored in the storage means 49. If the slip angle α of the vehicle in the traveling state is estimated, the slip angle of the vehicle in the traveling state can be accurately estimated.

また、上記スリップ角の指標Ｓは、荷重変化の影響を受け、荷重が大きいほどは大きくなり、荷重が小さいほど小さくなるという特徴があるため、この荷重による影響を補正する必要がある。この荷重の推定値は、上記最良の形態１と同様に、接地長さが荷重に応じて変化するというタイヤの特徴を利用して求めることができる。すなわち、上記接地長さに対応する物理量である接地長さの指標がわかれば、上記荷重あるいは荷重の変動度合を推定することができる。
ここで、上記荷重の推定値をＷとすると、スリップ角の指標Ｓを上記荷重の推定値Ｗで除した値（Ｓ／Ｗ）を総曲げ速度Ｖ_zの補正値とすれば、この（Ｓ／Ｗ）はスリップ角のみに依存し荷重によらない値となる。
また、スリップ角の指標Ｓは、タイヤ回転速度の影響も受け、タイヤの回転速度が速いほど大きいほどスリップ角の指標Ｓは大きくなり、タイヤの回転速度が遅いほど小さくなるという特徴がある。そこで、車輪速センサ５０で検出された車速をｖとすると、スリップ角の指標Ｓを上記車速ｖで除した値（Ｓ／ｖ）をスリップ角の指標Ｓの補正値とすれば、この（Ｓ／ｖ）はスリップ角のみに依存し車速によらない値となる。
したがって、スリップ角の指標Ｓの補正値であるスリップ角推定値Ｓ_Zは、総曲げ速度Ｖ_z、キャンバー補正値Ｃ、荷重Ｗ、及び、車速ｖを用いて、Ｓ_Z＝(Ｖ_z−Ｃ)／（Ｗ・ｖ）と表わせる。これにより、荷重Ｗと車速ｖによる影響をともになくすことができるので、タイヤスリップ角αの推定精度を更に向上させることができる。 Further, the slip angle index S is affected by a change in load, and has a feature that it increases as the load increases and decreases as the load decreases. Therefore, it is necessary to correct the effect of the load. The estimated value of the load can be obtained using the characteristic of the tire that the contact length changes according to the load, as in the best mode 1 described above. That is, if an index of the contact length, which is a physical quantity corresponding to the contact length, is known, the load or the degree of load variation can be estimated.
Here, assuming that the estimated value of the load is W, if a value (S / W) obtained by dividing the slip angle index S by the estimated value W of the load is a correction value of the total bending speed V _z , this (S / W) depends only on the slip angle and does not depend on the load.
The slip angle index S is also affected by the tire rotation speed, and the slip angle index S increases as the tire rotation speed increases, and decreases as the tire rotation speed decreases. Therefore, when the vehicle speed detected by the wheel speed sensor 50 is v, if a value (S / v) obtained by dividing the slip angle index S by the vehicle speed v is a correction value of the slip angle index S, this (S / V) depends only on the slip angle and does not depend on the vehicle speed.
Accordingly, the slip angle estimated value S _Z that is the correction value of the slip angle index S is obtained by using the total bending speed V _z , the camber correction value C, the load W, and the vehicle speed v, S _Z = (V _z −C ) / (W · v). As a result, both the influence of the load W and the vehicle speed v can be eliminated, so that the estimation accuracy of the tire slip angle α can be further improved.

図１０は、上記最良の形態２においてタイヤスリップ角検出手段２２として用いた光学式２軸速度計で計測したタイヤスリップ角（計測スリップ角）と、本発明によるセンサ付きタイヤ３０を用いたタイヤスリップ角検出手段４０で推定したスリップ角の推定値（推定スリップ角）とを比較した結果を示すグラフである。このグラフから明らかなように、、同図の□印（太い実線）で示す推定スリップ角と同図の×印（細い実線）で示す計測スリップ角とは良好な対応を示すことが分かる。
このように、車体スリップ角推定装置２０に用いるタイヤスリップ角検出手段２２として、上記のセンサ付きタイヤ３０を用いたタイヤスリップ角検出手段４０を用いれば、光学式２軸速度計などの高精度の対地速度センサのような、高価で大型の計測装置を用いることなく、タイヤスリップ角を精度よく推定することができるので、車体スリップ角推定装置２０を小型軽量化できるとともに、車体スリップ角推定装置を安価に製造することができる。
また、前輪及び後輪のタイヤを上記センサ付きタイヤ３０とすれば、前輪及び後輪のタイヤスリップ角を容易に推定することができる。 FIG. 10 shows a tire slip angle (measured slip angle) measured by an optical biaxial velocimeter used as the tire slip angle detecting means 22 in the best mode 2 and a tire slip using the sensor-equipped tire 30 according to the present invention. It is a graph which shows the result of having compared with the estimated value (estimated slip angle) of the slip angle estimated by the angle detection means. As is apparent from this graph, it can be seen that the estimated slip angle indicated by the □ mark (thick solid line) in the figure shows a good correspondence with the measured slip angle indicated by the x mark (thin solid line) in the figure.
As described above, when the tire slip angle detecting means 40 using the sensor-equipped tire 30 is used as the tire slip angle detecting means 22 used in the vehicle body slip angle estimating apparatus 20, a highly accurate optical biaxial speedometer or the like is used. Since the tire slip angle can be accurately estimated without using an expensive and large measuring device such as a ground speed sensor, the vehicle body slip angle estimating device 20 can be reduced in size and weight, and the vehicle body slip angle estimating device can be reduced. It can be manufactured at low cost.
Further, if the front and rear tires are the sensor-equipped tire 30, the tire slip angles of the front and rear wheels can be easily estimated.

最良の形態３．
上記最良の形態２では、駆動輪のタイヤスリップ角α_fと操舵角δ_fとを検出して車体スリップ角βを推定したが、前輪及び後輪のタイヤを上記センサ付きタイヤ３０して前輪及び後輪のタイヤスリップ角α_f，α_rを検出するとともに、この前輪及び後輪のタイヤスリップ角α_f，α_rと前輪及び後輪の操舵角δ_f，δ_rとを用いることにより、ヨーレートセンサ２４を用いることなく、車体スリップ角βを推定することができる。
図１１は、本最良の形態３に係る車体スリップ角推定装置２０Ｚの概略構成を示すブロック図で、同図において、２１は車体の進行方向の速度Ｖを検出する車体速度検出手段、２２ａ，２２ｂはそれぞれ前輪及び後輪のタイヤスリップ角α_f，α_rを検出するタイヤスリップ角検出手段で、本例では、前輪及び後輪のタイヤを、上記のセンサ付きタイヤ３０と同様のタイヤを用いるとともに、タイヤスリップ角検出手段２２ａ，２２ｂとして、上記センサ付きタイヤ３０を用いたタイヤスリップ角検出手段４０と同様の構成のものを用いている。
また、２３ａ，２３ｂはそれぞれ前輪及び後輪の操舵角δ_f，δ_rを計測する舵角センサ、２５Ｚは上記舵角センサ２３ａ，２３ｂの出力をそれぞれ時間微分して前輪及び後輪の操舵角速度ω_f，ω_rを算出する操舵角速度算出手段、２６Ｚは上記車体速度検出手段２１で検出された車体速度Ｖ、上記タイヤスリップ角検出手段２２ａ，２２ｂで検出されたタイヤスリップ角α_f，α_r、舵角センサ２３ａ，２３ｂで検出された操舵角δ_f，δ_r、及び、上記操舵角速度算出手段２５Ｚで算出された操舵角速度ω_f，ω_rを用いて車体スリップ角βを推定する車体スリップ角推定手段である。 Best Mode 3
In the best mode 2, the vehicle slip angle β is estimated by detecting the tire slip angle α _f and the steering angle δ _{f of} the driving wheel. By detecting the tire slip angles α _f , α _r of the rear wheels and using the tire slip angles α _f , α _r of the front wheels and the rear wheels and the steering angles δ _f , δ _{r of the} front wheels and the rear wheels, the yaw rate The vehicle body slip angle β can be estimated without using the sensor 24.
FIG. 11 is a block diagram showing a schematic configuration of the vehicle body slip angle estimating device 20Z according to the best mode 3. In FIG. 11, reference numeral 21 denotes vehicle body speed detecting means for detecting the speed V in the traveling direction of the vehicle body, and 22a and 22b. Is a tire slip angle detecting means for detecting tire slip angles α _f and α _r of the front wheels and rear wheels, respectively. In this example, the tires for the front wheels and the rear wheels are the same as the tires with the sensor 30 described above. As the tire slip angle detecting means 22a and 22b, those having the same configuration as the tire slip angle detecting means 40 using the tire 30 with a sensor are used.
Further, 23a and 23b are steering angle sensors for measuring the steering angles δ _f and δ _r of the front wheels and the rear wheels, respectively, and 25Z is a time differential of the outputs of the steering angle sensors 23a and 23b, respectively, and the steering angular velocities of the front wheels and the rear wheels. Steering angular velocity calculation means 26Z for calculating ω _f , ω _r , 26Z is a vehicle body speed V detected by the vehicle body speed detection means 21, and tire slip angles α _f , α _r detected by the tire slip angle detection means 22a, 22b. The vehicle body slip angle β is estimated by using the steering angles δ _f , δ _r detected by the steering angle sensors 23a, 23b and the steering angular velocities ω _f , ω _r calculated by the steering angular velocity calculating means 25Z. It is an angle estimation means.

次に、上記車体スリップ角推定手段２６Ｚにて車体スリップ角βを算出する方法について説明する。
前輪及び後輪のタイヤスリップ角α_f，α_rと車体スリップ角βとの関係は、以下の式（５）及び式（６）で表わせる。
β＝δ_f−［α_f＋（ｌ_f・γ）／Ｖ］＋（ｋ_f・ω_f）／Ｖ ‥‥（５）
β＝δ_r−［α_r＋（ｌ_r・γ）／Ｖ］＋（ｋ_r・ω_r）／Ｖ ‥‥（６）
これらの式（５），（６）からヨーレートγを消去すると、以下の式（７）のような、ヨーレートγを含まない車体スリップ角βの演算式を得ることができる。

したがって、車体速度Ｖ、前輪及び後輪のタイヤスリップ角α_f，α_r、前輪及び後輪の操舵角δ_f，δ_rを検出するとともに、上記操舵角δ_f，δ_rから操舵角速度ω_f，ω_rを算出して、車体スリップ角βを推定するようにすれば、ヨーレートセンサを用いることなく、車体スリップ角βを精度よく検出することができる。
またタイヤスリップ角検出手段２２ａ，２２ｂとして、センサ付きタイヤ３０を用いたタイヤスリップ角検出手段４０を用いれば、車体スリップ角推定装置２０を更に小型軽量化することができる。 Next, a method for calculating the vehicle body slip angle β by the vehicle body slip angle estimating means 26Z will be described.
The relationship between the tire slip angles α _f and α _{r of the} front wheels and the rear wheels and the vehicle body slip angle β can be expressed by the following equations (5) and (6).
β = δ _f − [α _f + (l _f · γ) / V] + (k _f · ω _f ) / V (5)
β = δ _r − [α _r + (l _r · γ) / V] + (k _r · ω _r ) / V (6)
When the yaw rate γ is eliminated from these equations (5) and (6), an equation for calculating the vehicle body slip angle β that does not include the yaw rate γ, such as the following equation (7), can be obtained.

Therefore, the vehicle body speed V, the tire slip angles α _f and α _{r of} the front wheels and the rear wheels, the steering angles δ _f and δ _r of the front wheels and the rear wheels are detected, and the steering angular velocity ω _f is calculated from the steering angles δ _f and δ _r. , Ω _r and the vehicle body slip angle β is estimated, the vehicle body slip angle β can be accurately detected without using a yaw rate sensor.
If the tire slip angle detecting means 40 using the sensor-equipped tire 30 is used as the tire slip angle detecting means 22a, 22b, the vehicle body slip angle estimating device 20 can be further reduced in size and weight.

このように、本発明によれば、車輪操舵角の変化が大きい場合でも、タイヤスリップ角あるいは車体スリップ角を精度よく推定することができるので、これらの情報を車体制御システムへフィードバックすることにより、コーナリング中の車両の安定性を十分に確保することができる。 As described above, according to the present invention, even when the change in the wheel steering angle is large, the tire slip angle or the vehicle body slip angle can be accurately estimated. By feeding back such information to the vehicle body control system, Sufficient stability of the vehicle during cornering can be ensured.

本発明の最良の形態１に係るタイヤスリップ角推定装置の概略構成を示すブロック図である。1 is a block diagram showing a schematic configuration of a tire slip angle estimating device according to the best mode 1 of the present invention. 本最良の形態１に係る車両モデルを示す図である。It is a figure which shows the vehicle model which concerns on this best form 1. FIG. 本最良の形態１に係るタイヤモデルを示す図である。1 is a diagram showing a tire model according to the best mode 1. FIG. 本発明によるタイヤスリップ角推定装置を用いて推定したタイヤスリップ角と光学式２軸速度計で計測したタイヤスリップ角の計測値とを比較した図である。It is the figure which compared the tire slip angle estimated using the tire slip angle estimation apparatus by this invention, and the measured value of the tire slip angle measured with the optical biaxial velocimeter. 本発明の最良の形態２に係る車体スリップ角推定装置の概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows schematic structure of the vehicle body slip angle estimation apparatus which concerns on the best form 2 of this invention. 本発明に係るセンサ付きタイヤを示す図である。It is a figure which shows the tire with a sensor which concerns on this invention. 本発明に係るセンサ付きタイヤを用いたタイヤスリップ角推定手段の構成示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the tire slip angle estimation means using the tire with a sensor which concerns on this invention. トレッドリングの変形と歪速度波形の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between a deformation | transformation of a tread ring, and a distortion speed waveform. キャンバー角付与時のトレッドリングの変形と歪波形との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the deformation | transformation of a tread ring at the time of camber angle provision, and a distortion waveform. センサ付きタイヤを用いたタイヤスリップ角検出手段で推定したスリップ角の推定値と光学式２軸速度計で計測したタイヤスリップ角の計測値とを比較した図である。It is the figure which compared the estimated value of the slip angle estimated with the tire slip angle detection means using the tire with a sensor, and the measured value of the tire slip angle measured with the optical biaxial velocimeter. 本発明の最良の形態２に係る車体スリップ角推定装置の概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows schematic structure of the vehicle body slip angle estimation apparatus which concerns on the best form 2 of this invention.

Explanation of symbols

１０タイヤスリップ角推定装置、１１，１２加速度センサ、１３舵角センサ、
１４ヨーレートセンサ、１５車体速度検出手段、１６車体スリップ角検出手段、
１７操舵角速度算出手段、１８タイヤスリップ角推定手段、
２０車体スリップ角推定装置、２１車体速度検出手段、
２２タイヤスリップ角検出手段、２３舵角センサ、２４ヨーレートセンサ、
２５操舵角速度算出手段、２６車体スリップ角推定手段、
３０センサ付きタイヤ、３１タイヤトレッド、３２インナーライナー部、
４０タイヤスリップ角推定手段、４１〜４３センサ対、
４１ａ〜４３ａ，４１ｂ〜４３ｂ歪ゲージ、４４ピーク検出手段、
４５変形速度指標算出手段、４６曲げ速度算出手段、
４７キャンバー補正値算出手段、４８スリップ角推定手段、４９記憶手段、
４９Ｍマップ、５０車輪速センサ、５１接地長さ算出手段、５２荷重推定手段、５３スリップ角補正手段。 10 tire slip angle estimation device, 11, 12 acceleration sensor, 13 rudder angle sensor,
14 yaw rate sensor, 15 vehicle body speed detection means, 16 vehicle body slip angle detection means,
17 steering angular velocity calculating means, 18 tire slip angle estimating means,
20 body slip angle estimation device, 21 body speed detection means,
22 tire slip angle detection means, 23 rudder angle sensor, 24 yaw rate sensor,
25 steering angular velocity calculating means, 26 vehicle body slip angle estimating means,
30 tire with sensor, 31 tire tread, 32 inner liner part,
40 tire slip angle estimation means, 41 to 43 sensor pairs,
41a-43a, 41b-43b strain gauge, 44 peak detection means,
45 deformation speed index calculating means, 46 bending speed calculating means,
47 camber correction value calculation means, 48 slip angle estimation means, 49 storage means,
49M map, 50 wheel speed sensor, 51 contact length calculation means, 52 load estimation means, 53 slip angle correction means.

Claims

Met method of estimating the vehicle body slip angle estimating a vehicle body slip angle is the slip angle of the vehicle body weight center,
Detecting body speed, yaw rate, and wheel steering angle;
A plurality of pairs of sensors are arranged on the innerliner portion of the tire tread of the tire at axially equidistant positions that are axially equidistant with respect to the tire axial center, and an index of the tire tread deformation rate at the tire contact surface starting point An index of tire tread deformation amount is detected, and the tire slip angle is calculated based on the relationship between the tire slip angle and tire tread deformation speed index obtained in advance and the detected tire tread deformation speed index. And estimating, based on the detected tire tread deformation index, correcting the estimated tire slip angle, obtaining a tire slip angle when a camber angle is given,
Calculating a wheel steering angular velocity obtained by differentiating the wheel steering angle with respect to time, and obtaining a corrected slip angle that is a value obtained by dividing the caster rail of the wheel by the calculated wheel steering angular velocity by the vehicle body speed;
The detected vehicle speed, yaw rate, and the wheel steering and angle, the calculated et estimate of tire slip angle camber angle can be obtained by adding the correction slip angle to the tire slip angle when granted The vehicle body slip angle is estimated based on the above, and the vehicle body slip angle is estimated.

A vehicle body slip angle estimation method for estimating a vehicle body slip angle that is a slip angle of a vehicle body center of gravity,
Vehicle speed,及 beauty, and detecting a wheel steering angle of the front wheels and rear wheels,
A step of obtaining tire slip angles when a camber angle is provided for each of the front and rear tires;
Calculating respectively a steering angular velocity of the front wheel and the rear wheel a wheel steering angle obtained by differentiating each time wheel and the rear wheel,
Based on the detected vehicle body speed, the determined tire slip angles of the front and rear wheels, the detected wheel steering angles of the front and rear wheels, and the calculated steering angular speeds of the front and rear wheels, Estimating a vehicle body slip angle ,
In the step of obtaining the tire slip angle of the front wheel and the rear wheel,
About each tire of the front wheel and the rear wheel,
A plurality of pairs of sensors are arranged on the inner liner portion of the tire tread of the tire at a line-symmetrical position at an equal distance in the axial direction with respect to the center in the tire axial direction, and an index of the tire tread deformation speed at the tire contact surface starting point And the tire tread deformation index, and the tire slip angle is estimated based on the previously determined relationship between the tire slip angle and the deformation speed index and the detected tire tread deformation index. And correcting the estimated tire slip angle based on the detected deformation amount index to obtain a tire slip angle when a camber angle is provided, and estimating a vehicle body slip angle Way .