JP2001334920A - 路面摩擦係数判定装置および方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ４つのタイヤ車輪の回転情報を用いて路面と
タイヤとのあいだの摩擦係数を判定することにより、車
両の性能および安全性を高めることができる路面摩擦係
数判定装置を提供する。 【解決手段】 車両の４輪のタイヤの回転速度を定期的
に検出する回転速度検出手段と、該回転速度検出手段に
よる測定値から、車両の加減速度とタイヤのスリップ比
を演算する第１演算手段と、前記車両の加減速度とスリ
ップ比を所定の時間で移動平均を行なう移動平均処理手
段と、該移動平均処理手段により得られた移動平均値を
さらに移動平均処理を行なう加重移動平均処理手段と、
該加重移動平均処理手段により得られる加重移動平均値
の車両の加減速度とスリップ比との関係式を求める第２
演算手段と、該第２演算手段により求められた関係式の
傾きに基づいて、路面とタイヤとのあいだの摩擦係数を
判定する摩擦係数判定手段とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は路面摩擦係数判定装
置および方法に関する。さらに詳しくは、４つのタイヤ
車輪の回転情報を用いて路面とタイヤとのあいだの摩擦
係数（路面摩擦係数）を判定することにより、車両の性
能および安全性を高めることができる路面摩擦係数判定
装置および方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】車両は、滑りやすい路面で急加速や急制
動を行なうと、タイヤがスリップを起こしスピンなどす
る危険性がある。また急な操舵を行なうと車両が横すべ
りやスピンを起こす惧れがある。

【０００３】そこで、従来より、タイヤと路面とのあい
だの制動力が最大値をこえてタイヤがロック状態になる
前に、車輪に作用するブレーキトルクを低下させて車輪
のロック状態を防止し、最大制動力が得られる車輪の回
転数を制御するアンチロックブレーキ装置などが提案さ
れている（特開昭６０−９９７５７号公報、特開平１−
２４９５５９号公報など参照）。

【０００４】たとえば、アンチロックブレーキ装置の制
御では、車両の判定速度および検出した車輪速度（回転
速度）からスリップ率を演算したのち、該演算したスリ
ップ率が予め設定してある基準スリップ率に一致するよ
うにブレーキ力を制御することにより、最大制動力に追
従するように構成されている。

【０００５】このようなＡＢＳ装置などの制御では、路
面の摩擦係数μが利用されている。すなわち路面摩擦係
数μ（路面μ）に応じて、たとえば高μの場合と低μの
場合とで制御内容を変更して最適な制御を行なうように
している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前記特開平６０−９９
７５９号公報の装置では、スリップ発生時の従動輪から
車両加速度を求め、この加速度を用いて路面μを判定し
ている。

【０００７】すなわち、この公報によれば、スリップ時
には車両加速度をＡとし、車両重量をＷとした場合、車
両の加速に要する駆動力Ｆは、 Ｆ＝Ｗ・Ａ／ｇ で求められる（ｇは重力加速度である）。一方、この駆
動力Ｆは、駆動輪と路面とのあいだの摩擦力により決ま
り、駆動輪に加わる荷重Ｗｒと路面μを用いてＦ＝μ・
Ｗｒと表わすことができる。これら２つの式から路面μ
は、μ＝Ｗ／Ｗｒ・ｇ×Ａとして求められる。

【０００８】しかし、この式によって求められた路面μ
は、単に従動輪の回転速度を微分して求めた従動輪の加
速度を車両加速度Ａに置き換え、この車両加速度Ａを算
出した時点での路面μであり、実際の路面とタイヤとの
あいだの路面μであるかどうかわからず、確率的にもそ
うでない場合の可能性が圧倒的に高い。

【０００９】したがって、そのような路面μに基づいて
ＡＢＳなどの各種車両運動制御を行なうと、実際の路面
μに対応した制御ではないため、不適当な制御を実行す
る惧れがある。また、運転手に滑りやすい路面であるこ
とを警告する場合においても、前記判定した路面μで
は、誤報を発する惧れがある。そこで、通常、高μ路と
仮定してＡＢＳ制御を行ない、そののちのタイヤの回転
挙動から本当に高μであるのか、低μであるのかを判断
し制御を切替えている。

【００１０】したがって、あらかじめ路面状態を判定
し、判定した路面μに応じたＡＢＳ制御を行なえば、さ
らに効果的な制御を行なうことができるが、通常走行状
態で路面μを精度良く判定する技術はない。

【００１１】本発明は、４つのタイヤ車輪の回転情報を
用いて路面とタイヤとのあいだの摩擦係数を判定するこ
とにより、車両の性能および安全性を高めることができ
る路面摩擦係数判定装置および方法を提供することを目
的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の路面摩擦係数判
定装置は、車両の４輪のタイヤの回転速度を定期的に検
出する回転速度検出手段と、該回転速度検出手段による
測定値から、車両の加減速度とタイヤのスリップ比を演
算する第１演算手段と、前記車両の加減速度とスリップ
比を所定の時間で移動平均を行なう移動平均処理手段
と、該移動平均処理手段により得られた移動平均値をさ
らに移動平均処理を行なう加重移動平均処理手段と、該
加重移動平均処理手段により得られる加重移動平均値の
車両の加減速度とスリップ比との関係式を求める第２演
算手段と、該第２演算手段により求められた関係式の傾
きに基づいて、路面とタイヤとのあいだの摩擦係数を判
定する摩擦係数判定手段とを備えてなることを特徴とす
る。

【００１３】また本発明の路面摩擦係数判定方法は、車
両の４輪のタイヤの回転速度を定期的に検出する工程
と、該測定された回転速度から、車両の加減速度とタイ
ヤのスリップ比を演算する工程と、前記車両の加減速度
とスリップ比を所定の時間で移動平均を行なう工程と、
該工程により得られた移動平均値をさらに移動平均処理
を行なう工程と、該工程により得られる加重移動平均値
の車両の加減速度とスリップ比との関係式を求める工程
と、該関係式の傾きと予め設定されたしきい値を比較す
る工程と、当該比較の結果から路面とタイヤとのあいだ
の摩擦係数を判定する工程とを備えていることを特徴と
する。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づいて、本発
明の路面摩擦係数判定装置および方法を説明する。

【００１５】図１は本発明の路面摩擦係数判定装置の一
実施の形態を示すブロック図、図２は図１における路面
摩擦係数判定装置の電気的構成を示すブロック図、図３
は路面μとスリップ比との関係を示す模式図、図４
（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、それぞれ実施例１にお
ける乾燥アスファルト、圧雪および凍結アスファルトの
各路面での回帰係数Ｋ１の頻度割合を示す図、図５
（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、それぞれ実施例２にお
ける乾燥アスファルト、圧雪および凍結アスファルトの
各路面での回帰係数Ｋ１の頻度割合を示す図、図６
（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、それぞれ比較例１にお
ける乾燥アスファルト、圧雪および凍結アスファルトの
各路面での回帰係数Ｋ１の頻度割合を示す図、図７
（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、それぞれ比較例２にお
ける乾燥アスファルト、圧雪および凍結アスファルトの
各路面での回帰係数Ｋ１の頻度割合を示す図、図８
（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、それぞれ比較例３にお
ける乾燥アスファルト、圧雪および凍結アスファルトの
各路面での回帰係数Ｋ１の頻度割合を示す図、図９は実
施例１、２および比較例１〜３において、サンプリング
開始から回帰係数Ｋ１が得られるまでの応答時間と相関
係数Ｒが０．６未満で回帰係数Ｋ１の値が更新されなか
った割合の関係を示す図である。

【００１６】図１に示すように、本発明の一実施の形態
にかかわる路面摩擦係数判定装置は、４輪車両のタイヤ
ＦＬＷ、ＦＲＷ、ＲＬＷおよびＲＲＷにそれぞれ設けら
れた車輪タイヤの回転速度を定期的に検出する回転速度
検出手段Ｓを備えており、この回転速度検出手段Ｓの出
力は、ＡＢＳなどの制御ユニット１に伝達される。また
この制御ユニット１には、図２に示されるように、液晶
表示素子、プラズマ表示素子またはＣＲＴなどの構成さ
れた表示手段である警報表示器２が接続されている。３
は運転者によって、操作される初期化スイッチである。

【００１７】前記回転速度検出手段Ｓとしては、電磁ピ
ックアップなどを用いて回転パルスを発生させてパルス
の数から回転速度を測定する車輪速センサまたはダイナ
モのように回転を利用して発電を行ない、この電圧から
回転速度を測定するものを含む角速度センサなどを用い
ることができる。

【００１８】前記制御ユニット１は、図２に示されるよ
うに、外部装置との信号の受け渡しに必要なＩ／Ｏイン
ターフェイス１ａと、演算処理の中枢として機能するＣ
ＰＵ１ｂと、該ＣＰＵ１ｂの制御動作プログラムが格納
されたＲＯＭ１ｃと、前記ＣＰＵ１ｂが制御動作を行な
う際にデータなどが一時的に書き込まれたり、その書き
込まれたデータなどが読み出されるＲＡＭ１ｄとから構
成されている。

【００１９】本実施の形態では、前記制御ユニット１
に、第１の解決手段として、前記回転速度検出手段Ｓに
よる測定値から、車両の加減速度とタイヤの第１のスリ
ップ比（前輪タイヤの車輪速度と後輪タイヤの車輪速度
の比）を所定の時間で移動平均を行なう移動平均処理手
段と、該移動平均処理手段により得られた移動平均値を
さらに移動平均処理を行なう加重移動平均処理手段と、
該加重移動平均処理手段により得られる加重移動平均値
の車両の加減速度と第２のスリップ比との関係式を求め
る第２演算手段と、該第２演算手段により求められた関
係式の傾きに基づいて、路面とタイヤとのあいだの摩擦
係数を判定する摩擦係数判定手段とを備えている。該摩
擦係数判定手段には、前記該第２演算手段により求めら
れる関係式の傾きと予め設定されたしきい値とを比較す
る比較手段を含んでいる。

【００２０】本実施の形態では、前記４輪のタイヤの回
転速度を０．２秒以下ごとに定期的に検出する。前記車
両の加減速度はＧセンサで測定することもできるが、４
輪または従動輪の平均車輪速度から演算するのがコスト
面から好ましい。

【００２１】ついで前記車両の加減速度およびスリップ
比を一定時間分のデータ、たとえば少なくとも０．１秒
分のデータの平均値として、サンプリング時間ごとに移
動平均化して求める。そしてこの移動平均化された車両
の加減速度およびスリップ比について、さらに一定時間
分のデータをサンプリング時間ごとに移動平均値をとし
て求める。このように２回または３回以上移動平均化さ
れた値（一定個数のスリップ比と車両の加減速度）を元
に、該スリップ比の該車両の加減速度に対する１次の回
帰係数と相関係数を求める。ここで、加重移動平均して
求められたスリップ比がある設定値以上の場合は、回帰
係数の演算には使用せず、スリップ警報として警報を発
してもよい。

【００２２】なお、前記サンプリング時間としては、デ
ータのばらつきを小さくし、かつ短時間で判別するため
には、０．２秒以下である必要がある。より好ましく
は、０．０５秒以下である。また１回目の移動平均の平
均時間が０．２〜２秒であり、２回目以降の移動平均の
平均時間が０．１〜１秒であるのが好ましい。

【００２３】ついで前記相関係数の値が設定値以上の場
合、該回帰係数を更新および保持し、該回帰係数の値と
予め設定されたしきい値とを比較することによりタイヤ
と路面との摩擦係数を判定する。

【００２４】本実施の形態では、前記路面摩擦係数判定
手段により、路面が低μであると判定された場合は、前
記警報表示器２により警報を発する。

【００２５】以下、本実施の形態の路面摩擦係数判定装
置の動作を手順〜に沿って説明する。

【００２６】車両の４輪タイヤＦＬＷ、ＦＲＷ、ＲＬ
ＷおよびＲＲＷのそれぞれの回転速度から車輪速度（Ｖ
１_n、Ｖ２_n、Ｖ３_n、Ｖ４_n）を算出する。

【００２７】たとえば、ＡＢＳセンサなどのセンサから
得られた車両の各車輪タイヤＦＬＷ、ＦＲＷ、ＲＬＷ、
ＲＲＷのある時点の車輪速データを車輪速度Ｖ１_n、Ｖ
２_n、Ｖ３_n、Ｖ４_nとする。

【００２８】ついで従動輪および駆動輪の平均車輪速
度（Ｖｆ_n、Ｖｄ_n）を演算する。

【００２９】前輪駆動の場合、ある時点の従動輪および
駆動輪の平均車輪速度Ｖｆ_n、Ｖｄ_nをつぎの式（１）、
（２）により求められる。 Ｖｆ_n＝（Ｖ３_n＋Ｖ４_n）／２ （１） Ｖｄ_n＝（Ｖ１_n＋Ｖ２_n）／２ （２）

【００３０】ついで前記従動輪の平均車輪加減速度
（すなわち車両の加減速度）Ａｆ_nを演算する。

【００３１】前記従動輪の平均車輪速度Ｖｆ_nより１つ
前の車輪速データから、平均車輪速度Ａｆ_n-1とする
と、従動輪の平均車輪加減速度Ａｆ_nはそれぞれつぎの
式（３）で求められる。 Ａｆ_n＝ａ・（Ｖｆ_n−Ｖｆ_n-1）／Δｔ／ｇ （３）

【００３２】ここで、Δｔは車輪速データから算出され
る車輪速度Ｖｆ_nとＶｆ_n-1の時間間隔（サンプリング時
間）であり、ｇは重力加速度であり、ａは車輪速度（ｋ
ｍ／ｈ）の単位と加速度（ｍ／ｓ）の単位を合わせるた
めの定数（１／３．６）である。前記サンプルング時間
としては、データのばらつきを小さくし、かつ短時間で
判別するためには、０．２秒以下である必要がある。よ
り好ましくは、０．０５秒以下である。

【００３３】ついで前記車両の加減速度Ａｆ_nの値に
応じて、スリップ比を演算する。

【００３４】まず、加速状態で、駆動輪がロック状態で
車両が滑っているとき（Ｖｄ_n＝０、Ｖｆ_n≠０）や、減
速状態で、車両が停止状態で駆動輪がホイールスピンを
起こしているとき（Ｖｆ_n＝０、Ｖｄ_n≠０）は起こり得
ないものとして、スリップ比Ｓ_nをつぎの式（４）、
（５）から演算する。

【００３５】 Ａｆ_n≧０およびＶｄ_n≠０である場合、 Ｓ_n＝（Ｖｄ_n−Ｖｆ_n）／Ｖｄ_n （４） Ａｆ_n＜０およびＶｆ_n≠０である場合、 Ｓ_n＝（Ｖｄ_n−Ｖｆ_n）／Ｖｆ_n （５） 前記以外の場合は、Ｓ_n＝１とする。

【００３６】ついで車両の加減速度およびスリップ比
のデータをサンプリング時間ごとに移動平均化処理す
る。

【００３７】実際の走行中の路面μは一定ではなく、刻
々と変化するため、短時間で路面μを推定する必要があ
る。また直線回帰をする場合、一定以上のデータ数がな
ければ、得られた回帰係数の信頼性が劣る。そこで、単
時間のサンプリング時間、たとえば数十ｍｓごとにデー
タをサンプリングし、このサンプリング時間で得られた
ばらつきの大きいデータを移動平均することにより、デ
ータの数を減らさずにデータのばらつきを小さくするこ
とができる。

【００３８】車両の加減速度については、 ＭＡｆ_n＝（Ａｆ₁＋Ａｆ₂＋・・・＋Ａｆ_n）／Ｎ （６） ＭＡｆ_n+1＝（Ａｆ₂＋Ａｆ₃＋・・・＋Ａｆ_n+1）／Ｎ （７） ＭＡｆ_n+2＝（Ａｆ₃＋Ａｆ₄＋・・・＋Ａｆ_n+2）／Ｎ （８） スリップ比については、 ＭＳ_n＝（Ｓ₁＋Ｓ₂＋・・・＋Ｓ_n）／Ｎ （９） ＭＳ_n+1＝（Ｓ₂＋Ｓ₃＋・・・＋Ｓ_n+1）／Ｎ （１０） ＭＳ_n+2＝（Ｓ₃＋Ｓ₄＋・・・＋Ｓ_n+2）／Ｎ （１１）

【００３９】ここで、一般的に回帰計算を行なう場合、
回帰するデータのばらつきが大きいと相関係数が低くな
り、回帰係数の精度が劣る。

【００４０】そのため、相関係数がある一定以上低い場
合は、演算結果（回帰係数）を更新せず、前の演算結果
を引き継ぐようにする。その結果、相関係数が低く計算
結果が更新されない割合が多いと、それだけ路面μが推
定できない割合が多いということになる。そこで、いか
にデータのばらつきを抑えて（ノイズを消して）、相関
係数が低い割合を減らすかが重要となる。そのために、
移動平均処理を行なっている。

【００４１】しかし、前記データのばらつきにはいろい
ろな原因が含まれているが、大きな要因にタイヤの回転
に伴う変動がある。これは、タイヤの回転周期と同じ周
波数で表れる。たとえば普通乗用車の一般的なタイヤの
半径は、約３００ｍｍ前後なので、タイヤの周長は約
１．９ｍとなり、３０ｋｍ／ｈの走行では、約４．４Ｈ
ｚの周波数変動が発生する。すなわち走行速度によって
変化するため、移動平均処理では、充分に変動を抑えき
れていない惧れがある。

【００４２】たとえば、０．５秒間（２Ｈｚ）の移動平
均処理を行なった場合、２、４、６、８Ｈｚ・・・とい
った２の正数倍の周波数成分は消すことができるが、そ
れ以外の周波数成分は消し切れない。移動平均の時間Ｔ
を１秒（１Ｈｚ）、２秒（０．５Ｈｚ）、３秒（０．３
３Ｈｚ）と長くしていけば多くの周波数成分を消すこと
ができるが、長くすればするほど応答性がわるくなるだ
けでなく、必要な周波数変動（アクセルのＯＮ、ＯＦ
Ｆ）も消しかねない。

【００４３】そこで、本実施の形態では、加重移動平均
を行なうことにより、応答時間（摩擦係数μを判断する
のに要する時間）を長くすることなく、変動を抑え、相
関係数の低い割合を低下させる。 つぎに、さらに移動平均化処理を行なう。

【００４４】

【数１】

【００４５】スリップ比についても同様に移動平均化処
理を行なう。

【００４６】

【数２】

【００４７】ついで車両の加減速度とスリップ比との
互いの１次の回帰係数、すなわちスリップ比の車両の加
減速度に対する回帰係数Ｋ１と車両の加減速度のスリッ
プ比に対する回帰係数Ｋ２をそれぞれつぎの式（１
８）、（１９）から求める。

【００４８】

【数３】

【００４９】Ｐはデータの個数である。

【００５０】

【表１】

【００５１】また相関係数Ｒは、 Ｒ＝Ｋ１×Ｋ２ （２０） となる。

【００５２】この相関係数Ｒは、設定値、たとえば０．
６以上であれば、回帰係数Ｋ１の値を更新する。

【００５３】ここで、車両の加減速度とスリップ比との
関係というのは、一般的なタイヤと路面のμ−ｓ曲線と
同じことで、路面μの違い（ドライアスファルト路Ｒ１
の高μ路、圧雪路Ｒ２の中μ路および凍結アスフャルト
路Ｒ３の低μ路）により、図３のようになる。そして、
前記回帰係数Ｋ１、Ｋ２とは、μ−ｓ曲線の勾配を求め
たものである。このμ−ｓ曲線は、本来曲線であるが、
実際の走行時に発生するスリップ比の範囲ではほぼ直線
となっている。すなわち、μ−ｓ曲線は、ｙ＝ａＸ＋ｂ
という方程式で表わすことができる。このときの係数ａ
が回帰係数（Ｋ１、Ｋ２）で、直線の勾配を意味してい
る。ここで、ｙをスリップ比とするか、加速度とするか
で、ａ＝Ｋ１であったりａ＝Ｋ２であったりする。本実
施の形態では、ｙをスリップ比としてＫ１の値で路面μ
を判定している。もちろん回帰係数Ｋ２からも路面μを
判定することもできる。

【００５４】また相関係数Ｒを求めている理由は、得ら
れた回帰係数の値が適切であるか否かを判断するためで
ある。すなわち、相関係数Ｒの値が大きい場合は、スリ
ップ比と加速度のあいだに相関があり、得られた回帰係
数は適切であるが、相関係数Ｒの値が小さい場合は、両
者のあいだに相関がなく得られた回帰係数は不適切であ
るため、その値で路面μを判定しないようにする。 ついで回帰係数Ｋ１の値により、路面μを推定する。

【００５５】たとえば、 Ｋ１≦０．１ 高μ路（μ＝０．７以上） ０．１＜Ｋ１≦０．１６ 中μ路（μ＝０．３〜０．７） ０．１６＜Ｋ１ 低μ路（μ＝０．３以下） この回帰係数Ｋ１のしきい値は、たとえば今までの実験
データから得ることができる。 つぎに路面の情報（滑りやすいなど）を運転手に警報
する。

【００５６】さらには、路面の状態をＡＢＳ装置やＴＲ
Ｃ装置などの制御に使用する。

【００５７】つぎに本発明を実施例に基づいて説明する
が、本発明はかかる実施例のみに限定されるものではな
い。

【００５８】

【実施例】実施例１ まず前輪駆動車の車両を用意し、タイヤとして、スタッ
ドレスタイヤ（住友ゴム工業（株）製 グラスピックＤ
Ｓ−１）を装着した。そして車両をドライアスファルト
路Ｒ１、圧雪路Ｒ２および凍結アスフャルト路Ｒ３を走
行させた。このときの走行条件は、各路面とも２０〜８
０ｋｍ／ｈ前後の走行である。車輪の車輪速度のサンプ
リング時間に関し、データ数を多く、かつばらつきや測
定誤差を排除するために、たとえば１秒ではサンプリン
グ時間が長すぎるため、４０ｍｓとした。

【００５９】そして回転速度検出手段から出力される車
輪速パルスに基づいて、車輪速度を取り込み、４０ｍｓ
ごとの従動輪の平均車輪加減速度（車両の加減速度）お
よび前後輪のスリップ比を計算した。前記従動輪の平均
車輪加減速度についてのみ表２に示す。

【００６０】

【表２】

【００６１】ついで、従動輪の平均車輪加減速度および
前後輪のスリップ比について、１秒分の２５個のデータ
を平均化し、サンプリング時間（４０ｍｓ）ごとに移動
平均値を求めた（表２参照）。

【００６２】さらに、移動平均化された従動輪の平均車
輪加減速度および前後輪のスリップ比について、０．５
２秒分（１３個）のデータを平均化し、サンプリング時
間（４０ｍｓ）ごとに加重移動平均値を求めた（表２参
照）。

【００６３】つぎにサンプリング時間ごとに加重移動平
均して得られた従動輪の平均車輪加減速度および前後輪
のスリップ比のデータを５０個蓄積し、スリップ比に対
する従動輪の平均車輪加減速度の１次の回帰係数Ｋ１を
求めた（表２参照）。回帰係数Ｋ１は、サンプリング時
間ごとに加重移動平均された従動輪の平均車輪加減速度
および前後輪のスリップ比の新しいデータが１番古いデ
ータと入れ替わることにより、サンプリング時間ごとに
演算される。ただし、加重移動平均されたスリップ比が
０．５以上または−０．５以下となった場合は、５０個
の蓄積には加えず、その時点でスリップ警報を発した。

【００６４】さらに、このときの相関係数Ｒを求め、こ
の相関係数Ｒが０．６以上であれば回帰係数Ｋ１の値を
更新し、保持した。相関係数Ｒが０．６未満の場合は、
回帰係数Ｋ１の値は、更新しないこととした。この場
合、サンプリング開始から回帰係数Ｋ１が得られるまで
の最短時間（応答時間）は、表２に示されるように１回
目の移動平均（Ｎｏ．２５）の処理開始時間１秒、２回
目の移動平均（Ｎｏ．３７）の処理時間０．５２秒、回
帰のためのデータ数蓄積（Ｎｏ．３７〜８６）の５０個
までの処理時間２秒を足して、データのオーバーラップ
（Ｎｏ．２５とＮｏ．３７）の時間０．０８（２×０．
０４）秒を引くと、３．４４秒となる。

【００６５】この回帰係数Ｋ１の値と予め設定されたし
きい値（０．１２と０．１８）を比較し、タイヤと路面
との摩擦係数μを判定する。すなわち前記回帰係数Ｋ１
および相関係数Ｒの演算は、サンプリング時間（４０ｍ
ｓ）ごとに行ない、以下のしきい値により路面μを判定
した。

【００６６】 Ｋ１≦０．１２ 高μ路（警報、注意報とも発しない） ０．１２＜Ｋ１≦０．１８ 中μ路（スリップ注意報を発する） ０．１８＜Ｋ１ 低μ路（スリップ警報を発する）

【００６７】実施例２ 本実施例２は、前記実施例１と同じデータの演算処理に
ついて、加重移動平均化を２回行なった。すなわち従動
輪の平均車輪加減速度および前後輪のスリップ比につい
て、０．７６秒分（１９個）のデータを平均化し、サン
プリング時間（４０ｍｓ）ごとに移動平均値を求めた。

【００６８】ついで移動平均化された従動輪の平均車輪
加減速度および前後輪のスリップ比について、０．３６
秒分（９個）のデータを平均化し、サンプリング時間
（４０ｍｓ）ごとに加重移動平均値を求めた。

【００６９】さらに、加重移動平均化された従動輪の平
均車輪加減速度および前後輪のスリップ比について、
０．１６秒分（４個）のデータを平均化し、サンプリン
グ時間（４０ｍｓ）ごとに加重移動平均値を求めた。

【００７０】その後の手順は前記実施例１と同じ手順で
行なった。なお、サンプリング開始から回帰係数Ｋ１が
得られるまでの最短時間（応答時間）は、３．１６秒
（＝０．７６秒＋０．３６秒＋０．１６秒＋２秒−０．
１２秒）である。

【００７１】そして、求められた回帰係数Ｋ１の値によ
り、実施例１と同じように、タイヤと路面との摩擦係数
μを判別した。

【００７２】比較例１ 実施例１と同じデータに基づいて、従動輪の平均車輪加
減速度および前後輪のスリップ比について、加重移動平
均は行なわずに、０．８秒分（２０個）のデータを平均
化し、サンプリング時間（４０ｍｓ）ごとに１回のみの
移動平均値を求めた。

【００７３】その後の手順は前記実施例１と同じ手順で
行なった。なお、サンプリング開始から回帰係数Ｋ１が
得られるまでの最短時間（応答時間）は、２．７６秒
（０．８秒＋２秒−０．０４秒）である。

【００７４】そして、求められた回帰係数の値により、
実施例１と同じように、タイヤと路面との摩擦係数μを
判別した。

【００７５】比較例２ 実施例１と同じデータに基づいて、従動輪の平均車輪加
減速度および前後輪のスリップ比について、加重移動平
均は行なわずに、１．２秒分（３０個）のデータを平均
化し、サンプリング時間（４０ｍｓ）ごとに１回のみの
移動平均値として求めた。

【００７６】その後の手順は前記実施例１と同じ手順で
行なった。なお、サンプリング開始から回帰係数Ｋ１が
得られるまでの最短時間（応答時間）は、３．１６秒
（１．２秒＋２秒−０．０４秒）である。

【００７７】求められた回帰係数の値により、実施例１
と同じように、タイヤと路面との摩擦係数μを判別し
た。

【００７８】比較例３ 実施例１と同じデータについて、従動輪の平均車輪加減
速度および前後輪のスリップ比について、加重移動平均
は行なわずに、１．６秒分（４０個）のデータを平均化
し、サンプリング時間（４０ｍｓ）ごとに１回のみの移
動平均値として求めた。

【００７９】その後の手順は前記実施例１と同じ手順で
行なった。なお、サンプリング開始から回帰係数Ｋ１が
得られるまでの最短時間（応答時間）は、３．５６秒
（１．６秒＋２秒−０．０４秒）である。

【００８０】求められた回帰係数の値により、実施例１
と同じように、タイヤと路面との摩擦係数μを判別し
た。

【００８１】前記実施例１、２および比較例１〜３にお
ける乾燥アスファルト、圧雪および凍結アスファルトの
各路面での回帰係数Ｋ１の頻度割合をそれぞれ図４〜８
における（ａ）、（ｂ）および（ｃ）に示す。図４〜８
において、以下のしきい値により路面μを判定した結
果、高μ路、中μ路および低μ路をそれぞれＡ、Ｂ、Ｃ
で表示している。

【００８２】 Ｋ１≦０．１２ 高μ路Ａ（警報、注意報とも発しない） ０．１２＜Ｋ１≦０．１８ 中μ路Ｂ（スリップ注意報を発する） ０．１８＜Ｋ１ 低μ路Ｃ（スリップ警報を発する）

【００８３】実施例１、２および比較例１〜３のすべて
において、図４（ａ）〜図８（ａ）に示されるように、
乾燥アスファルト路では、判定値である回帰係数Ｋ１の
９７％以上が０．１２以下であり、高μ路Ａと判定でき
るのに対し、図４（ｂ）〜図８（ｂ）に示されるよう
に、圧雪路では、回帰係数Ｋ１の５０％前後が０．１２
をこえる中μ路Ｂおよび低μ路Ｃと判定され、頻繁に注
意報または警報が発せられた。

【００８４】また図４（ｃ）〜図８（ｃ）に示されるよ
うに、凍結アスファルト路では、回帰係数Ｋ１の８０％
前後が０．１２をこえる中μ路Ｂおよび低μ路Ｃと判定
され、さらには、その半分が０．１８をこえる低μ路Ｃ
となっており、ほとんどずっと注意報または警報が発せ
られた。

【００８５】以上のように、前記結果のみでは、加重移
動平均を行なわなくても充分に路面の摩擦係数μを判定
することが可能である。

【００８６】一方、表２および図９に実施例１、２およ
び比較例１〜３において、サンプリング開始から回帰係
数Ｋ１が得られるまでの最短時間、すなわち応答時間と
相関係数Ｒが０．６未満で回帰係数Ｋ１の値が更新され
なかった割合の関係を示している。なお、相関係数Ｒ＜
０．６の割合は、乾燥アスファルト、圧雪、凍結アスフ
ァルトのすべての路面の平均である。

【００８７】

【表３】

【００８８】路面の摩擦係数μが均一でないことから、
応答時間は短いほど良く、また回帰係数Ｋ１が更新され
なかった割合は少ないほど良いことが考えられる。この
ため、比較例１〜３に対し、加重移動平均を行なった実
施例１、２の方が応答時間に対する回帰係数Ｋ１が更新
されなかった割合が少なく、より優れていることがわか
る。

【００８９】本実施例では、回帰直線を求めるデータ数
を５０個としたが、本発明においては、これに限られる
ものではない。ただ、データ数が少なすぎると回帰係数
Ｋ１の値がばらついてしまったり、相関係数Ｒが０．６
未満となる場合が増加し、回帰係数Ｋ１の値がなかなか
更新されない場合が起こるため、最低５個は必要である
が、逆にデータ数を多くしすぎると、応答時間が長くな
るだけでなく、路面の状態が次々に変化する場合は、デ
ータのばらつきが大きくなって逆に相関係数Ｒの低い割
合が多くなって、路面μを判別できない場合が増える結
果となるので、サンプリング時間とのかねあいで決定す
るのが望ましい。

【００９０】以上のように、本システムを用いることに
より、路面μを精度よく、かつ短時間で判別することが
可能となり、運転手に滑りやすい危険な状態であること
を伝えることができた。

【００９１】そして、この判定された路面μの情報をＡ
ＢＳ装置やＴＲＣ装置などに用いることにより、路面μ
に応じた最適な制御を行なうことができる。また、低μ
路と判定された場合、運転手に滑りやすい路面であると
注意を促すことができる。

【００９２】

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明によれば、
車両の加減速度および前後輪のスリップ比を加重移動平
均することにより、データのばらつきが抑えられるた
め、応答時間を長くすることなく、判定結果が更新され
ない割合を低減することができる。その結果、路面μを
精度よく、かつ短時間で判別でき、車両の性能および安
全性を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の路面摩擦係数判定装置の一実施の形態
を示すブロック図である。

【図２】図１における路面摩擦係数判定装置の電気的構
成を示すブロック図である。

【図３】路面μとスリップ比との関係を示す模式図であ
る。

【図４】図４（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、それぞれ
実施例１における乾燥アスファルト、圧雪および凍結ア
スファルトの各路面での回帰係数Ｋ１の頻度割合を示す
図である。

【図５】図５（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、それぞれ
実施例２における乾燥アスファルト、圧雪および凍結ア
スファルトの各路面での回帰係数Ｋ１の頻度割合を示す
図である。

【図６】図６（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、それぞれ
比較例１における乾燥アスファルト、圧雪および凍結ア
スファルトの各路面での回帰係数Ｋ１の頻度割合を示す
図である。

【図７】図７（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、それぞれ
比較例２における乾燥アスファルト、圧雪および凍結ア
スファルトの各路面での回帰係数Ｋ１の頻度割合を示す
図である。

【図８】図８（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、それぞれ
比較例３における乾燥アスファルト、圧雪および凍結ア
スファルトの各路面での回帰係数Ｋ１の頻度割合を示す
図である。

【図９】実施例１、２および比較例１〜３において、サ
ンプリング開始から回帰係数Ｋ１が得られるまでの応答
時間と相関係数Ｒが０．６未満で回帰係数Ｋ１の値が更
新されなかった割合の関係を示す図である。

【符号の説明】 １ 制御ユニット ２ 警報表示器 ３ 初期化スイッチ ＦＬＷ、ＦＲＷ、ＲＬＷ、ＲＲＷ タイヤ Ｓ 回転速度検出手段

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両の４輪のタイヤの回転速度を定期的
   に検出する回転速度検出手段と、該回転速度検出手段に
   よる測定値から、車両の加減速度とタイヤのスリップ比
   を演算する第１演算手段と、前記車両の加減速度とスリ
   ップ比を所定の時間で移動平均を行なう移動平均処理手
   段と、該移動平均処理手段により得られた移動平均値を
   さらに移動平均処理を行なう加重移動平均処理手段と、
   該加重移動平均処理手段により得られる加重移動平均値
   の車両の加減速度とスリップ比との関係式を求める第２
   演算手段と、該第２演算手段により求められた関係式の
   傾きに基づいて、路面とタイヤとのあいだの摩擦係数を
   判定する摩擦係数判定手段とを備えてなる路面摩擦係数
   判定装置。
2. 【請求項２】 車両の４輪のタイヤの回転速度を定期的
   に検出する工程と、該測定された回転速度から、車両の
   加減速度とタイヤのスリップ比を演算する工程と、前記
   車両の加減速度とスリップ比を所定の時間で移動平均を
   行なう工程と、該工程により得られた移動平均値をさら
   に移動平均処理を行なう工程と、該工程により得られる
   加重移動平均値の車両の加減速度とスリップ比との関係
   式を求める工程と、該関係式の傾きと予め設定されたし
   きい値を比較する工程と、当該比較の結果から路面とタ
   イヤとのあいだの摩擦係数を判定する工程とを備えてい
   る路面摩擦係数判定方法。
3. 【請求項３】 前記加重移動平均値の車両の加減速度お
   よびスリップ比のデータを用いて、車両の加減速度とス
   リップ比との互いの１次の回帰係数と相関係数を求め、
   該相関係数の値が設定値以上の場合、該回帰係数を更新
   および保持し、該回帰係数の値と予め設定されたしきい
   値とを比較することにより、タイヤと路面との摩擦係数
   を判定する請求項２記載の路面摩擦係数判定方法。