JP2001328516A - 車両用路面状態識別装置 - Google Patents
車両用路面状態識別装置Info
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- JP2001328516A JP2001328516A JP2000149562A JP2000149562A JP2001328516A JP 2001328516 A JP2001328516 A JP 2001328516A JP 2000149562 A JP2000149562 A JP 2000149562A JP 2000149562 A JP2000149562 A JP 2000149562A JP 2001328516 A JP2001328516 A JP 2001328516A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 砂地路と圧雪路とを識別する。
【解決手段】 車輪速推定誤差ｅwと車体速推定誤差ｅv
とに基づいて、スリップ率０付近のμ-ｓ特性曲線の傾
きに相当する疑似最大摩擦係数の推定値θ-hatを演算す
るとともに、車体速推定誤差ｅvに基づいて転がり抵抗
係数の推定値μ r-hatを演算し、疑似最大摩擦係数推定
値θ-hatと転がり抵抗係数推定値μr-hatとに基づいて
路面状態を識別する。これにより、路面摩擦係数が同程
度の砂地路と圧雪路とを識別することができる。
とに基づいて、スリップ率０付近のμ-ｓ特性曲線の傾
きに相当する疑似最大摩擦係数の推定値θ-hatを演算す
るとともに、車体速推定誤差ｅvに基づいて転がり抵抗
係数の推定値μ r-hatを演算し、疑似最大摩擦係数推定
値θ-hatと転がり抵抗係数推定値μr-hatとに基づいて
路面状態を識別する。これにより、路面摩擦係数が同程
度の砂地路と圧雪路とを識別することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は車両が走行する路面
の状態を識別する装置に関する。
の状態を識別する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】Ｇセンサーによって車輪の上下動を検出
して路面の起伏状態を検出するとともに、圧力センサー
によって車輪からまき上げられる砂利、砂、雪、水など
の物体の接触圧を検出し、それらの検出結果に基づいて
路面の摩擦係数μが同程度の砂地路および湿潤路と砂利
道とを識別する路面状態識別装置が知られている（例え
ば、特開平０７−００９９７９号公報参照）。
して路面の起伏状態を検出するとともに、圧力センサー
によって車輪からまき上げられる砂利、砂、雪、水など
の物体の接触圧を検出し、それらの検出結果に基づいて
路面の摩擦係数μが同程度の砂地路および湿潤路と砂利
道とを識別する路面状態識別装置が知られている（例え
ば、特開平０７−００９９７９号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の車両用路面状態識別装置では、車輪の上下動に
よる路面の起伏状態と車輪からまき上げられる物体の接
触圧とに基づいて路面状態を識別しているので、砂地路
と砂利道とを識別することはできても、路面の起伏と車
輪から巻き上げられる物体の接触圧とが同程度の、砂地
路と圧雪路とを識別することができないという問題があ
る。
た従来の車両用路面状態識別装置では、車輪の上下動に
よる路面の起伏状態と車輪からまき上げられる物体の接
触圧とに基づいて路面状態を識別しているので、砂地路
と砂利道とを識別することはできても、路面の起伏と車
輪から巻き上げられる物体の接触圧とが同程度の、砂地
路と圧雪路とを識別することができないという問題があ
る。
【０００４】そのため、路面状態識別結果を、例えば、
発進時の制駆動力を制御するトラクション・コントロー
ル・システム（以下、ＴＣＳと呼ぶ）や、制動時の制動
力を制御するアンチロック・ブレーキ・システム（以
下、ＡＢＳと呼ぶ）に適用し、砂地路と圧雪路とにおい
てそれぞれ最適な制駆動力の制御を行うことができなか
った。
発進時の制駆動力を制御するトラクション・コントロー
ル・システム（以下、ＴＣＳと呼ぶ）や、制動時の制動
力を制御するアンチロック・ブレーキ・システム（以
下、ＡＢＳと呼ぶ）に適用し、砂地路と圧雪路とにおい
てそれぞれ最適な制駆動力の制御を行うことができなか
った。
【０００５】本発明の目的は砂地路と圧雪路とを識別す
ることにある。
ることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】一実施の形態の構成を示
す図１、および路面状態識別制御を示すフローチャート
図５に対応づけて本発明を説明すると、 （１） 請求項１の発明は、車輪速ωを検出する車輪速
検出手段１（Ｓ１）と、車体速ｖを検出する車体速検出
手段２（Ｓ２）と、車輪にかかる制駆動トルクｕを検出
する制駆動トルク検出手段５（Ｓ３）と、車輪速ωと車
体速ｖとに基づいて車輪のスリップ率ｓを演算するスリ
ップ率演算手段５（Ｓ４）と、タイヤと路面との間のμ
-ｓ特性と相似な規格関数を予め設定し、この規格関数
を用いてスリップ率ｓに対する路面摩擦係数推定値μ-h
atを演算する路面摩擦係数演算手段５（Ｓ５）と、制駆
動トルクｕ、路面摩擦係数推定値μ-hatおよび後記車輪
速推定誤差ｅwの前回の演算値に基づいて車輪速推定値
ω-hatを演算する車輪速推定手段５（Ｓ６）と、車輪速
ωと車輪速推定値ω-hatとの車輪速推定誤差ｅwを演算
する車輪速誤差演算手段５（Ｓ６）と、路面摩擦係数推
定値μ-hat、後記車体速推定誤差ｅvの前回の演算値お
よび後記転がり抵抗係数推定値μr-hatの前回の演算値
に基づいて車体速推定値ｖ-hatを演算する車体速推定手
段５（Ｓ７）と、車体速ｖと車体速推定値ｖ-hatとの車
体速推定誤差ｅvを演算する車体速誤差演算手段５（Ｓ
７）と、車輪速推定誤差ｅwと車体速推定誤差ｅvとに基
づいて、スリップ率０付近のμ-ｓ特性曲線の傾きに相
当する疑似最大摩擦係数の推定値θ-hatを演算する疑似
最大摩擦係数推定手段５（Ｓ８）と、車体速推定誤差ｅ
vに基づいて転がり抵抗係数の推定値μr-hatを演算する
転がり抵抗係数推定手段５（Ｓ９）と、疑似最大摩擦係
数推定値θ-hatと転がり抵抗係数推定値μr-hatとに基
づいて路面状態を識別する路面状態識別手段５（Ｓ１
０）とを備え、これにより上記目的を達成する。 （２） 請求項２の車両用路面状態識別装置の疑似最大
摩擦係数推定手段５（Ｓ８）は、疑似最大摩擦係数推定
値θ-hatの変化率が、車輪速推定誤差ｅwと規格関数か
ら求めた路面摩擦係数規格値μ-norの積と、車体速推定
誤差ｅvと路面摩擦係数規格値μ-norの積との和に等し
いとして、疑似最大摩擦係数推定値θ-hatを演算するよ
うにしたものである。 （３） 請求項３の車両用路面状態識別装置の疑似最大
摩擦係数推定手段５（Ｓ８）は、疑似最大摩擦係数推定
値θ-hatの演算に、予め想定した複数の路面状態の候補
に対応する疑似最大摩擦係数真値θの近傍へその推定値
θ-hatを収束させるための補正項を加える。 （４） 請求項４の車両用路面状態識別装置の転がり抵
抗係数推定手段５（Ｓ９）は、転がり抵抗係数推定値μ
r-hatの演算に、予め想定した複数の路面状態の候補に
対応する転がり抵抗係数真値μrの近傍へその推定値μr
-hatを収束させるための補正項を加える。
す図１、および路面状態識別制御を示すフローチャート
図５に対応づけて本発明を説明すると、 （１） 請求項１の発明は、車輪速ωを検出する車輪速
検出手段１（Ｓ１）と、車体速ｖを検出する車体速検出
手段２（Ｓ２）と、車輪にかかる制駆動トルクｕを検出
する制駆動トルク検出手段５（Ｓ３）と、車輪速ωと車
体速ｖとに基づいて車輪のスリップ率ｓを演算するスリ
ップ率演算手段５（Ｓ４）と、タイヤと路面との間のμ
-ｓ特性と相似な規格関数を予め設定し、この規格関数
を用いてスリップ率ｓに対する路面摩擦係数推定値μ-h
atを演算する路面摩擦係数演算手段５（Ｓ５）と、制駆
動トルクｕ、路面摩擦係数推定値μ-hatおよび後記車輪
速推定誤差ｅwの前回の演算値に基づいて車輪速推定値
ω-hatを演算する車輪速推定手段５（Ｓ６）と、車輪速
ωと車輪速推定値ω-hatとの車輪速推定誤差ｅwを演算
する車輪速誤差演算手段５（Ｓ６）と、路面摩擦係数推
定値μ-hat、後記車体速推定誤差ｅvの前回の演算値お
よび後記転がり抵抗係数推定値μr-hatの前回の演算値
に基づいて車体速推定値ｖ-hatを演算する車体速推定手
段５（Ｓ７）と、車体速ｖと車体速推定値ｖ-hatとの車
体速推定誤差ｅvを演算する車体速誤差演算手段５（Ｓ
７）と、車輪速推定誤差ｅwと車体速推定誤差ｅvとに基
づいて、スリップ率０付近のμ-ｓ特性曲線の傾きに相
当する疑似最大摩擦係数の推定値θ-hatを演算する疑似
最大摩擦係数推定手段５（Ｓ８）と、車体速推定誤差ｅ
vに基づいて転がり抵抗係数の推定値μr-hatを演算する
転がり抵抗係数推定手段５（Ｓ９）と、疑似最大摩擦係
数推定値θ-hatと転がり抵抗係数推定値μr-hatとに基
づいて路面状態を識別する路面状態識別手段５（Ｓ１
０）とを備え、これにより上記目的を達成する。 （２） 請求項２の車両用路面状態識別装置の疑似最大
摩擦係数推定手段５（Ｓ８）は、疑似最大摩擦係数推定
値θ-hatの変化率が、車輪速推定誤差ｅwと規格関数か
ら求めた路面摩擦係数規格値μ-norの積と、車体速推定
誤差ｅvと路面摩擦係数規格値μ-norの積との和に等し
いとして、疑似最大摩擦係数推定値θ-hatを演算するよ
うにしたものである。 （３） 請求項３の車両用路面状態識別装置の疑似最大
摩擦係数推定手段５（Ｓ８）は、疑似最大摩擦係数推定
値θ-hatの演算に、予め想定した複数の路面状態の候補
に対応する疑似最大摩擦係数真値θの近傍へその推定値
θ-hatを収束させるための補正項を加える。 （４） 請求項４の車両用路面状態識別装置の転がり抵
抗係数推定手段５（Ｓ９）は、転がり抵抗係数推定値μ
r-hatの演算に、予め想定した複数の路面状態の候補に
対応する転がり抵抗係数真値μrの近傍へその推定値μr
-hatを収束させるための補正項を加える。
【０００７】上述した課題を解決するための手段の項で
は、説明を分かりやすくするために一実施の形態の図を
用いたが、これにより本発明が一実施の形態に限定され
るものではない。
は、説明を分かりやすくするために一実施の形態の図を
用いたが、これにより本発明が一実施の形態に限定され
るものではない。
【０００８】
【発明の効果】（１） 請求項１の発明によれば、疑似
最大摩擦係数推定値θ-hatと転がり抵抗係数推定値μr-
hatを演算し、それらに基づいて路面状態を識別するよ
うにしたので、路面摩擦係数が同程度の砂地路と圧雪路
とを識別することができる。 （２） 請求項２の発明によれば、正確な疑似最大摩擦
係数推定値θ-hatを演算することができる。 （３） 請求項３および４の発明によれば、多少の測定
雑音やモデル化誤差が存在しても、推定値θ-hatとμr-
hatをそれぞれ真値θとμr近傍に収束させることがで
き、信頼性の高い推定値θ-hatとμr-hatが得られ、そ
れらにより砂地路と圧雪路とを正確に識別できる。
最大摩擦係数推定値θ-hatと転がり抵抗係数推定値μr-
hatを演算し、それらに基づいて路面状態を識別するよ
うにしたので、路面摩擦係数が同程度の砂地路と圧雪路
とを識別することができる。 （２） 請求項２の発明によれば、正確な疑似最大摩擦
係数推定値θ-hatを演算することができる。 （３） 請求項３および４の発明によれば、多少の測定
雑音やモデル化誤差が存在しても、推定値θ-hatとμr-
hatをそれぞれ真値θとμr近傍に収束させることがで
き、信頼性の高い推定値θ-hatとμr-hatが得られ、そ
れらにより砂地路と圧雪路とを正確に識別できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】まず最初に砂地路と圧雪路との識
別原理を説明する。車輪の運動方程式は次式で表され
る。
別原理を説明する。車輪の運動方程式は次式で表され
る。
【数１】 上式において、ωは車輪速（車輪の回転速度）、Ｉは車
輪の慣性モーメント、ｒは車輪の半径、Ｗは輪荷重、ｕ
は制駆動トルク、μは路面摩擦係数である。また、δは
車輪の粘性抵抗や転がり抵抗などを含む非モデル化要素
をまとめた項である。
輪の慣性モーメント、ｒは車輪の半径、Ｗは輪荷重、ｕ
は制駆動トルク、μは路面摩擦係数である。また、δは
車輪の粘性抵抗や転がり抵抗などを含む非モデル化要素
をまとめた項である。
【００１０】路面摩擦係数μはタイヤと路面との間のス
リップ率ｓに依存して変化する。スリップ率ｓに対する
路面摩擦係数μの特性（以下、μ-ｓ特性と呼ぶ）は、
図１に示すように路面状態によって変化するが、おおよ
そ相似な形状を示す。したがって、図１に示すタイヤと
路面との間の実際のμ-ｓ特性を模擬して図２および図
３に示すような関数（以下、規格関数と呼ぶ）を予め設
定し、この規格関数を用いてスリップ率ｓに対する路面
摩擦係数
リップ率ｓに依存して変化する。スリップ率ｓに対する
路面摩擦係数μの特性（以下、μ-ｓ特性と呼ぶ）は、
図１に示すように路面状態によって変化するが、おおよ
そ相似な形状を示す。したがって、図１に示すタイヤと
路面との間の実際のμ-ｓ特性を模擬して図２および図
３に示すような関数（以下、規格関数と呼ぶ）を予め設
定し、この規格関数を用いてスリップ率ｓに対する路面
摩擦係数
【外１】 （以下、路面摩擦係数規格値と呼び、μ-norと表す）を
演算し、さらに規格関数を実際のμ-ｓ特性に近似させ
るための疑似最大摩擦係数θを用いて路面摩擦係数規格
値μ-norを補正すれば、μ-ｓ特性のスリップ率ｓに対
する路面摩擦係数
演算し、さらに規格関数を実際のμ-ｓ特性に近似させ
るための疑似最大摩擦係数θを用いて路面摩擦係数規格
値μ-norを補正すれば、μ-ｓ特性のスリップ率ｓに対
する路面摩擦係数
【外２】 （以下、路面摩擦係数推定値と呼び、μ-hatと表す）を
求めることができる。つまり、
求めることができる。つまり、
【数２】
【００１１】ここで、疑似最大摩擦係数θとは、規格関
数と組み合わせることで実際の路面摩擦係数を再現する
ためのパラメーターであり、μ-ｓ特性のスリップ率０
付近の特性曲線の規格化された傾きに相当する量であ
る。
数と組み合わせることで実際の路面摩擦係数を再現する
ためのパラメーターであり、μ-ｓ特性のスリップ率０
付近の特性曲線の規格化された傾きに相当する量であ
る。
【００１２】図２はスリップ率ｓに対する路面摩擦係数
μのμ-ｓ特性に相似な規格関数を折れ線を用いて設定
した例を示し、図３はμ-ｓ特性に相似な規格関数をマ
ジックフォーミュラを用いて設定した例を示す。
μのμ-ｓ特性に相似な規格関数を折れ線を用いて設定
した例を示し、図３はμ-ｓ特性に相似な規格関数をマ
ジックフォーミュラを用いて設定した例を示す。
【００１３】疑似最大摩擦係数θはスリップ率ｓが０近
辺のμ-ｓ特性曲線の傾きを表しており、路面状態を特
徴づけるパラメーターと考えることができる。そこで、
疑似最大摩擦係数θとして、走行が予想されるいくつか
の典型的な路面状態に対応する値のうちの一つをとれ
ば、路面摩擦係数μは精度よく近似できると仮定する。
すなわち、
辺のμ-ｓ特性曲線の傾きを表しており、路面状態を特
徴づけるパラメーターと考えることができる。そこで、
疑似最大摩擦係数θとして、走行が予想されるいくつか
の典型的な路面状態に対応する値のうちの一つをとれ
ば、路面摩擦係数μは精度よく近似できると仮定する。
すなわち、
【数３】 と表されるものと考える。上式において、｛θ１，θ
２，・・，θｎ｝は事前に想定した路面状態に対応する
疑似最大摩擦係数の値である。μδはモデル化誤差の項
であり、適切な規格関数を選択することにより充分に小
さくできると仮定する。
２，・・，θｎ｝は事前に想定した路面状態に対応する
疑似最大摩擦係数の値である。μδはモデル化誤差の項
であり、適切な規格関数を選択することにより充分に小
さくできると仮定する。
【００１４】一方、車体の運動方程式は次式で表され
る。
る。
【数４】 ただし、Ｍは車両の質量、ｖは車体速、ｇは重力加速
度、μrは転がり抵抗係数である。車両にはこの他にも
空気抵抗や登坂抵抗が作用するが、それらを考慮する必
要がある場面については別途補正項を加えることなどに
より補正するものとし、ここでは平坦路を約６０km/h以
下の中低速で走行することを想定する。転がり抵抗係数
μrも走行が予想されるいくつかの典型的な路面状態に
対応する値の内の一つを取るものと仮定する。すなわ
ち、
度、μrは転がり抵抗係数である。車両にはこの他にも
空気抵抗や登坂抵抗が作用するが、それらを考慮する必
要がある場面については別途補正項を加えることなどに
より補正するものとし、ここでは平坦路を約６０km/h以
下の中低速で走行することを想定する。転がり抵抗係数
μrも走行が予想されるいくつかの典型的な路面状態に
対応する値の内の一つを取るものと仮定する。すなわ
ち、
【数５】
【００１５】ここで、数式３および数式５より路面状態
は二つのパラメーターθとμrで特徴づけられると考え
ることができる。典型的ないくつかの路面状態に対して
θとμrを二次元平面上にプロットすると、例えば図４
に示すような分布図を描くことができる。
は二つのパラメーターθとμrで特徴づけられると考え
ることができる。典型的ないくつかの路面状態に対して
θとμrを二次元平面上にプロットすると、例えば図４
に示すような分布図を描くことができる。
【００１６】この明細書では、種々の路面状態を次のよ
うに定義する。”砂地路”は砂の多い路、あるいは砂ば
かりの路であり、”湿潤路”は湿り潤った路、あるいは
湿気を帯びた路である。また、”圧雪路”は圧力によっ
て降雪が潰された状態の路であり、”砂利道”は小石の
多い路、あるいは小石に砂が混じった路である。
うに定義する。”砂地路”は砂の多い路、あるいは砂ば
かりの路であり、”湿潤路”は湿り潤った路、あるいは
湿気を帯びた路である。また、”圧雪路”は圧力によっ
て降雪が潰された状態の路であり、”砂利道”は小石の
多い路、あるいは小石に砂が混じった路である。
【００１７】図４に示すように、砂地路、砂利道および
圧雪路は路面摩擦係数μ、すなわち疑似最大摩擦係数θ
がほとんど同じ値をとる場合があり、疑似最大摩擦係数
θだけでこれらの路面状態を識別することは困難であ
る。しかし、これらの路面状態の転がり抵抗係数μrに
注目してみると、路面状態によって転がり抵抗係数μr
の分布に差異が認められる。したがって、従来は困難で
あった砂地路と圧雪路との識別が可能である。
圧雪路は路面摩擦係数μ、すなわち疑似最大摩擦係数θ
がほとんど同じ値をとる場合があり、疑似最大摩擦係数
θだけでこれらの路面状態を識別することは困難であ
る。しかし、これらの路面状態の転がり抵抗係数μrに
注目してみると、路面状態によって転がり抵抗係数μr
の分布に差異が認められる。したがって、従来は困難で
あった砂地路と圧雪路との識別が可能である。
【００１８】砂地路と圧雪路を識別するために必要なパ
ラメーター、すなわち疑似最大摩擦係数θと転がり抵抗
係数μrの推定方法を説明する。θとμrは、上述した数
式１〜５をもとに次の演算を行うことによって演算でき
る。
ラメーター、すなわち疑似最大摩擦係数θと転がり抵抗
係数μrの推定方法を説明する。θとμrは、上述した数
式１〜５をもとに次の演算を行うことによって演算でき
る。
【数６】
【数７】
【数８】
【数９】
【数１０】
【数１１】 ここで、
【数１２】 数式６〜１１において、
【外３】 はそれぞれ車輪側ωと車体速ｖの推定値（以下、それぞ
れω-hat、ｖ-hatと表す）、
れω-hat、ｖ-hatと表す）、
【外４】 はそれぞれ疑似最大摩擦係数と転がり抵抗係数の推定値
（以下、それぞれθ-hat、μr-hatと表す）、ｈ1〜ｈ4
およびｃ1，ｃ2は設計者が適宜決定する正の定数であ
る。
（以下、それぞれθ-hat、μr-hatと表す）、ｈ1〜ｈ4
およびｃ1，ｃ2は設計者が適宜決定する正の定数であ
る。
【００１９】これらの疑似最大摩擦係数推定値θ-hatと
転がり抵抗係数推定値μr-hatが時間の経過とともにそ
れらの真値であるθとμrに収束することは、次のよう
に証明することができる。数式１および数式３から数式
６を減算すると次式が得られる。
転がり抵抗係数推定値μr-hatが時間の経過とともにそ
れらの真値であるθとμrに収束することは、次のよう
に証明することができる。数式１および数式３から数式
６を減算すると次式が得られる。
【数１３】 ただし、δ1＝（１／Ｉ）δである。一方、数式４と数
式９により次式が得られる。
式９により次式が得られる。
【数１４】 ただし、δ2＝（Ｗ／Ｍ）μδである。誤差ｅω，ｅv，
【外５】 の収束性を証明するために、次式に示す正の値をとる関
数Ｖを定義し、
数Ｖを定義し、
【数１５】 θとμrを定数と仮定したとき、関数Ｖの時間変化dＶ/d
tは次式で表される。
tは次式で表される。
【数１６】 上式に数式１３と数式１４を代入すると、次式が得られ
る。
る。
【数１７】 ここで、数式８および数式１１のように疑似最大摩擦係
数の推定値θ-hatと転がり抵抗係数の推定値μr-hatを
変化させれば、数式１７の右辺の第３項と第４項は０と
なり、さらにｈ2，ｈ4を十分大きくとり、ｈ2＞δ1、ｈ
4＞δ2とすることができれば、Ｖの時間変化dＶ/dtは次
式で表される。
数の推定値θ-hatと転がり抵抗係数の推定値μr-hatを
変化させれば、数式１７の右辺の第３項と第４項は０と
なり、さらにｈ2，ｈ4を十分大きくとり、ｈ2＞δ1、ｈ
4＞δ2とすることができれば、Ｖの時間変化dＶ/dtは次
式で表される。
【数１８】
【００２０】数式１８から明らかなように、関数Ｖは単
調減少して０に収束する。すなわちｅω，ｅv，
調減少して０に収束する。すなわちｅω，ｅv，
【外６】 も０に収束するので、疑似最大摩擦係数推定値θ-hatと
転がり抵抗係数推定値μ r-hatはともに真値であるθと
μrに収束する。
転がり抵抗係数推定値μ r-hatはともに真値であるθと
μrに収束する。
【００２１】ところで、上述した数式４に示す車体の運
動方程式には転がり抵抗係数μrを含めたのに対し、数
式１に示す車輪の運動方程式には転がり抵抗係数μrを
含めていない。この理由は、一つには車両の加減速時に
は、数式１の右辺の制駆動トルクｕと摩擦トルクｒμＷ
がモデル化誤差γに含めた転がり抵抗や粘性抵抗に比べ
て十分に大きくなるので、推定に支障を生じないことに
ある。一方、一定走行においてはγの効果は無視できな
くなるため推定精度が悪化するが、一定走行ではδの影
響以上にスリップ率が小さくなることによって数式３の
誤差が大きくなるため、転がり抵抗をモデルの中で考慮
しても推定が困難になることには変わりがない。さら
に、もし転がり抵抗係数をモデルの中に含めた場合、数
式１は、
動方程式には転がり抵抗係数μrを含めたのに対し、数
式１に示す車輪の運動方程式には転がり抵抗係数μrを
含めていない。この理由は、一つには車両の加減速時に
は、数式１の右辺の制駆動トルクｕと摩擦トルクｒμＷ
がモデル化誤差γに含めた転がり抵抗や粘性抵抗に比べ
て十分に大きくなるので、推定に支障を生じないことに
ある。一方、一定走行においてはγの効果は無視できな
くなるため推定精度が悪化するが、一定走行ではδの影
響以上にスリップ率が小さくなることによって数式３の
誤差が大きくなるため、転がり抵抗をモデルの中で考慮
しても推定が困難になることには変わりがない。さら
に、もし転がり抵抗係数をモデルの中に含めた場合、数
式１は、
【数１９】 となり、上記と同じ手順でパラメーターの理論的収束性
を保証する転がり抵抗係数推定式を構成すると、次式が
得られる。
を保証する転がり抵抗係数推定式を構成すると、次式が
得られる。
【数２０】 数式１１と比べてｅωを含む項が加わっているが、一定
走行時には車輪速推定は不正確となるため、転がり抵抗
係数の推定にもその影響が直接及ぶことになる。一方、
数式１１においては、ｅωの項が含まれないため、直接
的な影響はなくなる。
走行時には車輪速推定は不正確となるため、転がり抵抗
係数の推定にもその影響が直接及ぶことになる。一方、
数式１１においては、ｅωの項が含まれないため、直接
的な影響はなくなる。
【００２２】実際には、ｅwの影響は疑似最大摩擦係数
推定値θ-hatを通して数式１１にも間接的に現れるが、
疑似最大摩擦係数推定値θ-hatの演算に後述する補正項
を加えることによって、モデル化誤差の影響を受けにく
くすることができる。
推定値θ-hatを通して数式１１にも間接的に現れるが、
疑似最大摩擦係数推定値θ-hatの演算に後述する補正項
を加えることによって、モデル化誤差の影響を受けにく
くすることができる。
【００２３】このように、路面摩擦係数が同程度の路面
についても路面状態の識別が可能になるので、それぞれ
の路面状態に特化したさらにきめ細かい車両制御システ
ムを構築することが可能になる。すなわち、圧雪路、砂
地路、砂利道などの路面に対して、一律に低μ路用の制
御を施すと、実際の路面状態によっては期待したような
発進性能や制動性能が得られないことがあるのに対し、
この実施の形態の識別結果をもとに制御ロジックを切り
換えることによって、それぞれの路面状態に対して最適
な制御性能を達成することができるようになる。
についても路面状態の識別が可能になるので、それぞれ
の路面状態に特化したさらにきめ細かい車両制御システ
ムを構築することが可能になる。すなわち、圧雪路、砂
地路、砂利道などの路面に対して、一律に低μ路用の制
御を施すと、実際の路面状態によっては期待したような
発進性能や制動性能が得られないことがあるのに対し、
この実施の形態の識別結果をもとに制御ロジックを切り
換えることによって、それぞれの路面状態に対して最適
な制御性能を達成することができるようになる。
【００２４】図５は一実施の形態の構成を示す図であ
る。車輪速センサー１は車輪のホイールに取り付けら
れ、ホイールの回転速度すなわち車輪速ωを検出する。
この車輪速センサー１にはパルス発生器を用いることが
でき、パルス信号の周期により車輪速ωを検出する。車
体速センサー２は、従動輪の非制動時の車輪速を検出し
て車体速ｖとするか、あるいは光学式対地車速計やドッ
プラーレーダーを用いて車体速ｖを検出する。歪みゲー
ジ３は車両のドライブシャフトまたはプロペラシャフト
などに取り付けられ、駆動輪にかかるエンジンからの駆
動トルクを検出する。なお、歪みゲージの変わりに、パ
ワートレインのコントロールユニットからエンジン回転
速度、スロットル開度、変速機シフト位置などの情報を
取り込んで駆動トルクを推定するようにしてもよい。ブ
レーキ液圧センサー４は制動装置（不図示）のブレーキ
シリンダーに取り付けられ、ブレーキ液圧Ｐbを検出す
る。
る。車輪速センサー１は車輪のホイールに取り付けら
れ、ホイールの回転速度すなわち車輪速ωを検出する。
この車輪速センサー１にはパルス発生器を用いることが
でき、パルス信号の周期により車輪速ωを検出する。車
体速センサー２は、従動輪の非制動時の車輪速を検出し
て車体速ｖとするか、あるいは光学式対地車速計やドッ
プラーレーダーを用いて車体速ｖを検出する。歪みゲー
ジ３は車両のドライブシャフトまたはプロペラシャフト
などに取り付けられ、駆動輪にかかるエンジンからの駆
動トルクを検出する。なお、歪みゲージの変わりに、パ
ワートレインのコントロールユニットからエンジン回転
速度、スロットル開度、変速機シフト位置などの情報を
取り込んで駆動トルクを推定するようにしてもよい。ブ
レーキ液圧センサー４は制動装置（不図示）のブレーキ
シリンダーに取り付けられ、ブレーキ液圧Ｐbを検出す
る。
【００２５】計算機ユニット５はマイクロコンピュータ
ーとメモリやＡ／Ｄコンバーターなどの周辺部品から構
成され、後述する路面状態識別プログラムを実行して路
面状態を識別する。ＡＢＳコントロールユニット６はマ
イクロコンピューターとメモリやＡ／Ｄコンバーターな
どの周辺部品から構成され、各車輪の回転速度と推定さ
れた路面状態をもとに最適な制動トルクを出力する制御
信号をソレノイドバルブアクチュエーター８へ送る。Ｔ
ＣＳコントロールユニット７はマイクロコンピューター
とメモリやＡ／Ｄコンバーターなどの周辺部品から構成
され、各車輪の回転速度と推定された路面状態とに基づ
いてタイヤがスリップを起こさないような駆動トルクお
よび制動トルクを出力する制御信号をソレノイドバルブ
アクチュエーター８とスロットルバルブアクチュエータ
ー９へ送る。ソレノイドバルブアクチュエーター８はＡ
ＢＳコントロールユニット６またはＴＣＳコントロール
ユニット７から送られる制御信号にしたがってホイール
シリンダーの圧力を制御し、車輪のロックを防止する。
スロットルバルブアクチュエーター９はＴＣＳコントロ
ールユニット７から送られる制御信号にしたがってスロ
ットルバルブ開度を調節し、所望の駆動トルクが得られ
るように制御する。
ーとメモリやＡ／Ｄコンバーターなどの周辺部品から構
成され、後述する路面状態識別プログラムを実行して路
面状態を識別する。ＡＢＳコントロールユニット６はマ
イクロコンピューターとメモリやＡ／Ｄコンバーターな
どの周辺部品から構成され、各車輪の回転速度と推定さ
れた路面状態をもとに最適な制動トルクを出力する制御
信号をソレノイドバルブアクチュエーター８へ送る。Ｔ
ＣＳコントロールユニット７はマイクロコンピューター
とメモリやＡ／Ｄコンバーターなどの周辺部品から構成
され、各車輪の回転速度と推定された路面状態とに基づ
いてタイヤがスリップを起こさないような駆動トルクお
よび制動トルクを出力する制御信号をソレノイドバルブ
アクチュエーター８とスロットルバルブアクチュエータ
ー９へ送る。ソレノイドバルブアクチュエーター８はＡ
ＢＳコントロールユニット６またはＴＣＳコントロール
ユニット７から送られる制御信号にしたがってホイール
シリンダーの圧力を制御し、車輪のロックを防止する。
スロットルバルブアクチュエーター９はＴＣＳコントロ
ールユニット７から送られる制御信号にしたがってスロ
ットルバルブ開度を調節し、所望の駆動トルクが得られ
るように制御する。
【００２６】図６は計算機ユニット５の制御ブロック図
であり、図７は計算機ユニット５の制御プログラムを示
すフローチャートである。これらの図により、一実施の
形態の動作を説明する。計算機ユニット５のマイクロコ
ンピューターはソフトウエア形態により図６に示す制御
ブロックを構成しており、車輪速ωの変化に対して十分
に短い時間間隔で図７に示す制御プログラムを実行し、
路面状態を識別する。
であり、図７は計算機ユニット５の制御プログラムを示
すフローチャートである。これらの図により、一実施の
形態の動作を説明する。計算機ユニット５のマイクロコ
ンピューターはソフトウエア形態により図６に示す制御
ブロックを構成しており、車輪速ωの変化に対して十分
に短い時間間隔で図７に示す制御プログラムを実行し、
路面状態を識別する。
【００２７】ステップ１において車輪速センサー１によ
り車輪速ωを検出し、続くステップ２で車体速センサー
２により車体速ｖを検出する。ステップ３では車輪にか
かる制駆動トルクｕを検出する。この実施の形態では、
歪みゲージ３の測定値ｕdとブレーキ液圧センサー４の
測定値ｐbとに基づいて次式により制駆動トルクｕを演
算する。
り車輪速ωを検出し、続くステップ２で車体速センサー
２により車体速ｖを検出する。ステップ３では車輪にか
かる制駆動トルクｕを検出する。この実施の形態では、
歪みゲージ３の測定値ｕdとブレーキ液圧センサー４の
測定値ｐbとに基づいて次式により制駆動トルクｕを演
算する。
【数２１】 上式において、ｃbはブレーキ液圧ｐbから制動トルクへ
の換算係数である。
の換算係数である。
【００２８】なお、歪みゲージの変わりに、パワートレ
インのコントロールユニットからエンジン回転速度、ス
ロットル開度、変速機シフト位置などの情報を取り込ん
で駆動トルクｕdを推定する場合には、歪みゲージ３の
ような物理的な力がかかるセンサーを用いずにシステム
を構成できるため、耐久性を向上させ、製造コストを低
減することができる。
インのコントロールユニットからエンジン回転速度、ス
ロットル開度、変速機シフト位置などの情報を取り込ん
で駆動トルクｕdを推定する場合には、歪みゲージ３の
ような物理的な力がかかるセンサーを用いずにシステム
を構成できるため、耐久性を向上させ、製造コストを低
減することができる。
【００２９】ステップ４において、車輪速ωと車体速ｖ
に基づいて次式によりスリップ率ｓを演算する。
に基づいて次式によりスリップ率ｓを演算する。
【数２２】 ステップ５では、タイヤと路面との間のμ-ｓ特性（図
１参照）と相似な規格関数を用いて、スリップ率ｓに対
する路面摩擦係数推定値μ-hatを演算する。まず、規格
関数
１参照）と相似な規格関数を用いて、スリップ率ｓに対
する路面摩擦係数推定値μ-hatを演算する。まず、規格
関数
【外７】 を例えば次式により設定する。
【数２３】 上式の定数ｋ1，ｋ2，ｋ3，ｋ4を適当に選ぶことによっ
て図１に示すμ-ｓ特性と相似形とすることができる。
数式２３による規格関数の設定例を図２に示す。次に、
設定した規格関数と演算した疑似最大摩擦係数推定値θ
-hatを用いて、路面摩擦係数推定値μ-hatを次式により
演算する。
て図１に示すμ-ｓ特性と相似形とすることができる。
数式２３による規格関数の設定例を図２に示す。次に、
設定した規格関数と演算した疑似最大摩擦係数推定値θ
-hatを用いて、路面摩擦係数推定値μ-hatを次式により
演算する。
【数２４】 数式２４の初回の演算に際しては、疑似最大摩擦係数推
定値θ-hatに予め定めた値を代入し、２回目以降は以下
のステップで演算する疑似最大摩擦係数推定値θ-hatを
用いる。
定値θ-hatに予め定めた値を代入し、２回目以降は以下
のステップで演算する疑似最大摩擦係数推定値θ-hatを
用いる。
【００３０】なお、次式で表すマジックフォーミュラを
用いてスリップ率ｓに対する規格関数を設定することも
できる。
用いてスリップ率ｓに対する規格関数を設定することも
できる。
【数２５】 このマジックフォーミュラの係数Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅを適当
な値に選ぶと、図１に示すような実際のμ-ｓ特性を高
い精度で近似できることが知られている。例えば、Ｂ＝
０．３、Ｃ＝１．５５、Ｄ＝１、Ｅ＝０．９３５８とす
ると、規格関数は図３に示す形状となり、図１に示すμ
-ｓ特性に近似させることができる。
な値に選ぶと、図１に示すような実際のμ-ｓ特性を高
い精度で近似できることが知られている。例えば、Ｂ＝
０．３、Ｃ＝１．５５、Ｄ＝１、Ｅ＝０．９３５８とす
ると、規格関数は図３に示す形状となり、図１に示すμ
-ｓ特性に近似させることができる。
【００３１】ステップ６において、制駆動トルクｕ、路
面摩擦係数推定値μ-hatおよび車輪速推定誤差ｅwに基
づいて上記数式６により車輪速推定値ω-hatを演算す
る。数式６による車輪速推定値ω-hatの初回の演算に際
しては、車輪速推定誤差ｅwおよびsgn(ｅw)に予め定め
た値を代入し、２回目以降は以下の処理ステップで演算
するｅwとsgn(ｅw)の値を用いる。また、数式６におい
て、車輪の慣性モーメントＩ、輪荷重Ｗおよび車輪の半
径ｒには車両ごとの固有値を用い、ｈ1とｈ2には予め定
めた正の定数を用いる。次に、車輪速検出値ωと車輪速
推定値ω-hatに基づいて上記数式７により車輪速推定誤
差ｅωを演算する。
面摩擦係数推定値μ-hatおよび車輪速推定誤差ｅwに基
づいて上記数式６により車輪速推定値ω-hatを演算す
る。数式６による車輪速推定値ω-hatの初回の演算に際
しては、車輪速推定誤差ｅwおよびsgn(ｅw)に予め定め
た値を代入し、２回目以降は以下の処理ステップで演算
するｅwとsgn(ｅw)の値を用いる。また、数式６におい
て、車輪の慣性モーメントＩ、輪荷重Ｗおよび車輪の半
径ｒには車両ごとの固有値を用い、ｈ1とｈ2には予め定
めた正の定数を用いる。次に、車輪速検出値ωと車輪速
推定値ω-hatに基づいて上記数式７により車輪速推定誤
差ｅωを演算する。
【００３２】続くステップ７では、路面摩擦係数推定値
μ-hat、車体速推定誤差ｅvおよび転がり抵抗係数μrに
基づいて上記数式９により車体速推定値ｖ-hatを演算す
る。数式９による車体速推定値ｖ-hatの初回の演算に際
しては、車体速推定誤差ｅ v、転がり抵抗係数μrおよび
sgn(ｅv)に予め定めた値を代入し、２回目以降は以下の
処理ステップで演算するｅv、μr-hatおよびsgn(ｅv)の
値を用いる。また、数式９において、車両の質量Ｍと輪
荷重Ｗには車両ごとの固有値を用い、ｈ3とｈ4には予め
定めた正の定数を用いる。次に、車体速検出値ｖと車体
速推定値ｖ-hatに基づいて上記数式１０により車体速推
定誤差ｅvを演算する。
μ-hat、車体速推定誤差ｅvおよび転がり抵抗係数μrに
基づいて上記数式９により車体速推定値ｖ-hatを演算す
る。数式９による車体速推定値ｖ-hatの初回の演算に際
しては、車体速推定誤差ｅ v、転がり抵抗係数μrおよび
sgn(ｅv)に予め定めた値を代入し、２回目以降は以下の
処理ステップで演算するｅv、μr-hatおよびsgn(ｅv)の
値を用いる。また、数式９において、車両の質量Ｍと輪
荷重Ｗには車両ごとの固有値を用い、ｈ3とｈ4には予め
定めた正の定数を用いる。次に、車体速検出値ｖと車体
速推定値ｖ-hatに基づいて上記数式１０により車体速推
定誤差ｅvを演算する。
【００３３】ステップ８で、次式により疑似最大摩擦係
数θ-hatを演算する。
数θ-hatを演算する。
【数２６】 数式２６において、路面摩擦係数規格値μ-norには規格
関数のスリップ率ｓに対応する値を用い、車輪速誤差ｅ
wと車体速誤差ｅvにはステップ６と７でそれぞれ演算し
た値を用いる。なお、輪荷重Ｗ、車輪の慣性モーメント
Ｉ、車輪の半径ｒおよび車両の質量Ｍには車両ごとの固
有値を用い、ｃ1とｃ2には予め定めた定数を用いる。
関数のスリップ率ｓに対応する値を用い、車輪速誤差ｅ
wと車体速誤差ｅvにはステップ６と７でそれぞれ演算し
た値を用いる。なお、輪荷重Ｗ、車輪の慣性モーメント
Ｉ、車輪の半径ｒおよび車両の質量Ｍには車両ごとの固
有値を用い、ｃ1とｃ2には予め定めた定数を用いる。
【００３４】数式２６の右辺第３項において、
【外８】 は上記数式３のように定義された路面状態の候補パラメ
ーターから次式のように設定される補正項である。
ーターから次式のように設定される補正項である。
【数２７】 上式において、ｉ＝１，２，・・，ｎ−１である。ま
た、θ0，θn+1はゲインの連続性を満たすために設定す
る適当な定数である。図８に、疑似最大摩擦係数の候補
値を０．３、０．６、１．０とした場合の
た、θ0，θn+1はゲインの連続性を満たすために設定す
る適当な定数である。図８に、疑似最大摩擦係数の候補
値を０．３、０．６、１．０とした場合の
【外９】 の例を示す。また、数式２６の初回の演算に際しては、
右辺第３項の疑似最大摩擦係数推定値θ-hatに予め定め
た値を代入し、２回目以降は前回の数式２６による演算
結果を用いる。なお、θ*は疑似最大摩擦係数θの推定
範囲内で周期ゲインのピーク値がほぼ均等になるように
ゲインの形を整形するための設計パラメーターであり、
σは予め定めた正の定数である。
右辺第３項の疑似最大摩擦係数推定値θ-hatに予め定め
た値を代入し、２回目以降は前回の数式２６による演算
結果を用いる。なお、θ*は疑似最大摩擦係数θの推定
範囲内で周期ゲインのピーク値がほぼ均等になるように
ゲインの形を整形するための設計パラメーターであり、
σは予め定めた正の定数である。
【００３５】ステップ９では、次式により転がり抵抗係
数推定値μr-hatを演算する。
数推定値μr-hatを演算する。
【数２８】 数式２８において、車体速誤差ｅvはステップ７で演算
した値を用い、ｃ２には予め定めた値を用いる。
した値を用い、ｃ２には予め定めた値を用いる。
【００３６】数式２８の右辺第２項において、
【外１０】 は上記数式５のように定義された路面状態の候補パラメ
ーターから次式のように設定される補正項である。
ーターから次式のように設定される補正項である。
【数２９】 上式において、ｉ＝１，２，・・，ｎ−１である。ま
た、μr 0，μr n+1はゲインの連続性を満たすために設定
する適当な定数である。また、数式２８の初回の演算に
際しては、右辺第２項の転がり抵抗係数推定値μr-hat
に予め定めた値を代入し、２回目以降は前回の数式２８
による演算結果を用いる。なお、μ*は転がり抵抗係数
μrの推定範囲内で周期ゲインのピーク値がほぼ均等に
なるようにゲインの形を整形するための設計パラメータ
ーであり、σ2は予め定めた正の定数である。
た、μr 0，μr n+1はゲインの連続性を満たすために設定
する適当な定数である。また、数式２８の初回の演算に
際しては、右辺第２項の転がり抵抗係数推定値μr-hat
に予め定めた値を代入し、２回目以降は前回の数式２８
による演算結果を用いる。なお、μ*は転がり抵抗係数
μrの推定範囲内で周期ゲインのピーク値がほぼ均等に
なるようにゲインの形を整形するための設計パラメータ
ーであり、σ2は予め定めた正の定数である。
【００３７】ステップ１０において、予め設定した図４
に示すθ-μrマップを用いて、疑似最大摩擦係数推定値
θ-hatと転がり抵抗係数推定値μr-hatとに対応する路
面状態を求める。このθ-μrマップは走行が予想される
種々の路面状態において実験を行い、各路面状態に対し
て最適な疑似最大摩擦係数θi（ｉ＝１，２，・・，
ｎ）、転がり抵抗係数μr i（ｉ＝１，２，・・，ｎ）、
および各路面状態のパラメーター分布を選定したもので
ある。これらのマップは計算機ユニット５のメモリに記
憶する。
に示すθ-μrマップを用いて、疑似最大摩擦係数推定値
θ-hatと転がり抵抗係数推定値μr-hatとに対応する路
面状態を求める。このθ-μrマップは走行が予想される
種々の路面状態において実験を行い、各路面状態に対し
て最適な疑似最大摩擦係数θi（ｉ＝１，２，・・，
ｎ）、転がり抵抗係数μr i（ｉ＝１，２，・・，ｎ）、
および各路面状態のパラメーター分布を選定したもので
ある。これらのマップは計算機ユニット５のメモリに記
憶する。
【００３８】計算機ユニット５は、車両が走行している
間、上述した路面状態識別処理を繰り返し、路面状態の
識別結果をＡＢＳコントロールユニット６とＴＣＳコン
トロールユニット７へ転送する。路面状態の識別結果を
受信したＡＢＳコントロールユニット６とＴＣＳコント
ロールユニット７は、最新の路面状態識別結果でメモリ
の記憶内容を更新する。そして、実際にＡＢＳやＴＣＳ
を作動するときには、メモリに記憶されている最新の路
面状態識別結果に基づいて、予め設定されている複数の
制御ロジックの中から現在の路面状態に最適なロジック
を選択し、ソレノイドバルブアクチュエーター８とスロ
ットルバルブアクチュエーター９を制御して制駆動力を
調節する。
間、上述した路面状態識別処理を繰り返し、路面状態の
識別結果をＡＢＳコントロールユニット６とＴＣＳコン
トロールユニット７へ転送する。路面状態の識別結果を
受信したＡＢＳコントロールユニット６とＴＣＳコント
ロールユニット７は、最新の路面状態識別結果でメモリ
の記憶内容を更新する。そして、実際にＡＢＳやＴＣＳ
を作動するときには、メモリに記憶されている最新の路
面状態識別結果に基づいて、予め設定されている複数の
制御ロジックの中から現在の路面状態に最適なロジック
を選択し、ソレノイドバルブアクチュエーター８とスロ
ットルバルブアクチュエーター９を制御して制駆動力を
調節する。
【００３９】例えば、通常のＡＢＳの制御ロジックでは
スリップ率が０．１５〜０．３程度に保たれるようにブ
レーキ圧の増圧、保持、減圧の制御を行うが、路面状態
の識別結果が砂利道である場合には、目標スリップ率を
０．５〜０．６程度に上げることによって、制動距離を
短くするというロジックを考えることができる。
スリップ率が０．１５〜０．３程度に保たれるようにブ
レーキ圧の増圧、保持、減圧の制御を行うが、路面状態
の識別結果が砂利道である場合には、目標スリップ率を
０．５〜０．６程度に上げることによって、制動距離を
短くするというロジックを考えることができる。
【００４０】また、路面状態の識別結果が圧雪路や氷結
路である場合には、スリップ防止のために積極的にＴＣ
Ｓを介入させ、大きな駆動トルクがかからないようにス
ロットルバルブを制御する。一方、路面状態の識別結果
が砂地路や砂利道である場合には、走破性を重視してＴ
ＣＳの介入を抑制する、といった制御ロジックの切り換
えが考えられる。
路である場合には、スリップ防止のために積極的にＴＣ
Ｓを介入させ、大きな駆動トルクがかからないようにス
ロットルバルブを制御する。一方、路面状態の識別結果
が砂地路や砂利道である場合には、走破性を重視してＴ
ＣＳの介入を抑制する、といった制御ロジックの切り換
えが考えられる。
【００４１】図９および図１０は、一実施の形態による
疑似最大摩擦係数および転がり抵抗係数の推定結果を示
すタイムチャートである。図９は疑似最大摩擦係数θ＝
１．０、転がり抵抗係数μr＝０．０２程度と推定され
る乾燥アスファルト路における車両加速時に推定を行っ
た場合の結果であり、（ａ）は車体速ｖを表し、（ｂ）
は疑似最大摩擦係数推定値θ-hatを表し、（ｃ）は転が
り抵抗係数推定値μr-hatを表す。図１０は疑似最大摩
擦係数θ＝０．６、転がり抵抗係数μr＝０．０５程度
と推定される圧雪路における車両加速時に推定を行った
場合の結果であり、（ａ）は車体速ｖを表し、（ｂ）は
疑似最大摩擦係数推定値θ-hatを表し、（ｃ）は転がり
抵抗係数推定値μr-hatを表す。
疑似最大摩擦係数および転がり抵抗係数の推定結果を示
すタイムチャートである。図９は疑似最大摩擦係数θ＝
１．０、転がり抵抗係数μr＝０．０２程度と推定され
る乾燥アスファルト路における車両加速時に推定を行っ
た場合の結果であり、（ａ）は車体速ｖを表し、（ｂ）
は疑似最大摩擦係数推定値θ-hatを表し、（ｃ）は転が
り抵抗係数推定値μr-hatを表す。図１０は疑似最大摩
擦係数θ＝０．６、転がり抵抗係数μr＝０．０５程度
と推定される圧雪路における車両加速時に推定を行った
場合の結果であり、（ａ）は車体速ｖを表し、（ｂ）は
疑似最大摩擦係数推定値θ-hatを表し、（ｃ）は転がり
抵抗係数推定値μr-hatを表す。
【００４２】図９において、最初の定速走行区間では疑
似最大摩擦係数推定値θr-hatは真値から大きくずれた
値を示しているが、転がり抵抗係数推定値μr-hatにつ
いては初期応答の後には真値近傍へと収束している。車
両が加速を開始すると疑似最大摩擦係数推定値θ-hatも
真値近傍へと収束し、これらの推定値θr-hat、μr-hat
に基づいて走行路面が乾燥アスファルト路であると識別
できる。
似最大摩擦係数推定値θr-hatは真値から大きくずれた
値を示しているが、転がり抵抗係数推定値μr-hatにつ
いては初期応答の後には真値近傍へと収束している。車
両が加速を開始すると疑似最大摩擦係数推定値θ-hatも
真値近傍へと収束し、これらの推定値θr-hat、μr-hat
に基づいて走行路面が乾燥アスファルト路であると識別
できる。
【００４３】図１０では、推定値は時間の経過にととも
に、疑似最大摩擦係数推定値θr-hatと転がり抵抗係数
推定値μr-hatが真値の近傍において変化しており、こ
れらの推定値θr-hat、μr-hatに基づいて走行路面が圧
雪路であると識別できる。
に、疑似最大摩擦係数推定値θr-hatと転がり抵抗係数
推定値μr-hatが真値の近傍において変化しており、こ
れらの推定値θr-hat、μr-hatに基づいて走行路面が圧
雪路であると識別できる。
【００４４】このように、この一実施の形態によれば、
車両重量、車輪の慣性モーメント、輪荷重が知られてい
ればどのような種類の車輪にも適用でき、疑似最大摩擦
係数と転がり抵抗係数を走行中に推定することによって
乾燥路や圧雪路、砂地路、砂利道などの種々の路面状態
を識別することができる。
車両重量、車輪の慣性モーメント、輪荷重が知られてい
ればどのような種類の車輪にも適用でき、疑似最大摩擦
係数と転がり抵抗係数を走行中に推定することによって
乾燥路や圧雪路、砂地路、砂利道などの種々の路面状態
を識別することができる。
【図１】 種々の路面状態におけるスリップ率ｓに対す
る路面摩擦係数μのμ-ｓ特性を示す図である。
る路面摩擦係数μのμ-ｓ特性を示す図である。
【図２】 スリップ率ｓに対する路面摩擦係数μのμ-
ｓ特性に相似な規格関数を折れ線を用いて設定した例を
示す図である。
ｓ特性に相似な規格関数を折れ線を用いて設定した例を
示す図である。
【図３】 スリップ率ｓに対する路面摩擦係数μのμ-
ｓ特性に相似な規格関数をマジックフォーミュラを用い
て設定した例を示す図である。
ｓ特性に相似な規格関数をマジックフォーミュラを用い
て設定した例を示す図である。
【図４】 典型的な路面状態に対する疑似最大摩擦係数
θと転がり抵抗係数μrを二次元平面上にプロットした
θ-μrマップ図である。
θと転がり抵抗係数μrを二次元平面上にプロットした
θ-μrマップ図である。
【図５】 一実施の形態の構成を示す図である。
【図６】 路面状態を識別する制御ブロック図である。
【図７】 路面状態識別プログラムを示すフローチャー
トである。
トである。
【図８】 疑似最大摩擦係数θの候補値を０．３、０，
６、１．０とした場合のパラメーター演算補正項のゲイ
ンの例を示す図である。
６、１．０とした場合のパラメーター演算補正項のゲイ
ンの例を示す図である。
【図９】 一実施の形態による乾燥アスファルト路にお
ける疑似最大摩擦係数および転がり抵抗係数の推定結果
を示すタイムチャートである。
ける疑似最大摩擦係数および転がり抵抗係数の推定結果
を示すタイムチャートである。
【図１０】 一実施の形態による圧雪路における疑似最
大摩擦係数および転がり抵抗係数の推定結果を示すタイ
ムチャートである。
大摩擦係数および転がり抵抗係数の推定結果を示すタイ
ムチャートである。
１ 車輪速センサー ２ 車体速センサー ３ 歪みゲージ ４ ブレーキ液圧センサー ５ 計算機ユニット ６ ＡＢＳコントロールユニット ７ ＴＣＳコントロールユニット ８ ソレノイドバルブアクチュエーター ９ スロットルバルブアクチュエーター
Claims (4)
- 【請求項１】車輪速ωを検出する車輪速検出手段と、 車体速ｖを検出する車体速検出手段と、 車輪にかかる制駆動トルクｕを検出する制駆動トルク検
出手段と、 車輪速ωと車体速ｖとに基づいて車輪のスリップ率ｓを
演算するスリップ率演算手段と、 タイヤと路面との間のμ-ｓ特性と相似な規格関数を予
め設定し、この規格関数を用いてスリップ率ｓに対する
路面摩擦係数推定値μ-hatを演算する路面摩擦係数演算
手段と、 制駆動トルクｕ、路面摩擦係数推定値μ-hatおよび後記
車輪速推定誤差ｅwの前回の演算値に基づいて車輪速推
定値ω-hatを演算する車輪速推定手段と、 車輪速ωと車輪速推定値ω-hatとの車輪速推定誤差ｅw
を演算する車輪速誤差演算手段と、 路面摩擦係数推定値μ-hat、後記車体速推定誤差ｅvの
前回の演算値および後記転がり抵抗係数推定値μr-hat
の前回の演算値に基づいて車体速推定値ｖ-hatを演算す
る車体速推定手段と、 車体速ｖと車体速推定値ｖ-hatとの車体速推定誤差ｅv
を演算する車体速誤差演算手段と、 車輪速推定誤差ｅwと車体速推定誤差ｅvとに基づいて、
スリップ率０付近のμ-ｓ特性曲線の傾きに相当する疑
似最大摩擦係数の推定値θ-hatを演算する疑似最大摩擦
係数推定手段と、 車体速推定誤差ｅvに基づいて転がり抵抗係数の推定値
μr-hatを演算する転がり抵抗係数推定手段と、 疑似最大摩擦係数推定値θ-hatと転がり抵抗係数推定値
μr-hatとに基づいて路面状態を識別する路面状態識別
手段とを備えることを特徴とする車両用路面状態識別装
置。 - 【請求項２】請求項１に記載の車両用路面状態識別装置
において、 前記疑似最大摩擦係数推定手段は、疑似最大摩擦係数推
定値θ-hatの変化率が、車輪速推定誤差ｅwと前記規格
関数から求めた路面摩擦係数規格値μ-norの積と、車体
速推定誤差ｅvと路面摩擦係数規格値μ-norの積との和
に等しいとして、疑似最大摩擦係数推定値θ-hatを演算
することを特徴とする車両用路面状態識別装置。 - 【請求項３】請求項１または請求項２に記載の車両用路
面状態識別装置において、 前記疑似最大摩擦係数推定手段は、疑似最大摩擦係数推
定値θ-hatの演算に、予め想定した複数の路面状態の候
補に対応する疑似最大摩擦係数真値θの近傍へその推定
値θ-hatを収束させるための補正項を加えることを特徴
とする車両用路面状態識別装置。 - 【請求項４】請求項１に記載の車両用路面状態識別装置
において、 前記転がり抵抗係数推定手段は、転がり抵抗係数推定値
μr-hatの演算に、予め想定した複数の路面状態の候補
に対応する転がり抵抗係数真値μrの近傍へその推定値
μr-hatを収束させるための補正項を加えることを特徴
とする車両用路面状態識別装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000149562A JP2001328516A (ja) | 2000-05-22 | 2000-05-22 | 車両用路面状態識別装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000149562A JP2001328516A (ja) | 2000-05-22 | 2000-05-22 | 車両用路面状態識別装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001328516A true JP2001328516A (ja) | 2001-11-27 |
Family
ID=18655400
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000149562A Pending JP2001328516A (ja) | 2000-05-22 | 2000-05-22 | 車両用路面状態識別装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001328516A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006335111A (ja) * | 2005-05-31 | 2006-12-14 | Toyota Motor Corp | アンチスキッド制御装置、アンチスキッド制御方法、車両走行路判別装置および車両走行路判別方法 |
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| CN115783252A (zh) * | 2023-02-08 | 2023-03-14 | 四川腾盾科技有限公司 | 一种低成本的无人机自主刹车压力控制计算方法 |
-
2000
- 2000-05-22 JP JP2000149562A patent/JP2001328516A/ja active Pending
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