JP2001354129A - 路面摩擦係数推定方法及び装置 - Google Patents

路面摩擦係数推定方法及び装置

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JP2001354129A
JP2001354129A JP2000177109A JP2000177109A JP2001354129A JP 2001354129 A JP2001354129 A JP 2001354129A JP 2000177109 A JP2000177109 A JP 2000177109A JP 2000177109 A JP2000177109 A JP 2000177109A JP 2001354129 A JP2001354129 A JP 2001354129A
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wheel
driving
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additional
driving force
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Katsuhiko Iwasaki
克彦 岩▲崎▼
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Toyota Motor Corp
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Toyota Motor Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 乗員に違和感を感じさせることなく路面μ値
を的確に把握可能な路面μ値の推定方法及び装置を提供
する。 【解決手段】 駆動輪に追加駆動力((c)参照)、従
動輪にこれに対応する追加制動力((a)参照)を付加
することで、車体本体へ付与される追加駆動力と追加制
動力とを相殺させて、運転者の意図しない加速度、減速
度の発生を抑制する((e)参照)一方、駆動輪と従動
輪とをそれぞれスリップ((b)、(d)参照)させる
ことで、その車輪速の時間変化から路面μ値の推定を行
う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、路面の摩擦係数を
推定する方法及び装置に関する。
【0002】
【従来の技術】路面摩擦係数(μ値)は、車両の制動力
制御やトラクション制御、姿勢制御を好適に行うにあた
り、その制御量を算出するために必要とされる重要なフ
ァクターである。しかしながら、路面μ値は他の車両状
態量等のファクターと異なり、直接測定することはでき
ないため、他の状態量から間接的に推定する方法が用い
られている。この種の推定方法としては、ABS作動時
等の車輪速変化から路面μ値を推定する方法が知られて
いる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この方
法では実際に制動をかけたときでないと路面μ値を推定
することができず、路面状態の変化による路面μ値の変
動を的確に把握することができない。そこで、走行中に
所定のタイミングで短時間の自動ブレーキを付加してそ
の際の車輪速変化から路面μ値を推定する方法がある。
この方法によれば、所定のタイミングでその時点の路面
μ値を得ることができるものの、運転者の意図しないタ
イミングでブレーキ操作が行われることにより、意図し
ない減速が発生して運転時に乗員が違和感を感じてしま
う。
【0004】そこで本発明は、乗員に違和感を感じさせ
ることなく路面μ値を的確に把握可能な路面μ値の推定
方法及び装置を提供することを課題とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明に係る路面摩擦係数推定方法は、(1)駆動輪
に対して所定の追加の駆動力を付与するとともに従動輪
に対してこの追加駆動力の効果を打ち消す追加制動力を
付与する工程と、(2)駆動力、制動力追加時の駆動輪、
従動輪それぞれの車輪速の時間変化を検出する工程と、
(3)検出した車輪速の時間変化を基にして路面μ値を推
定する工程と、を備えていることを特徴とする。
【0006】一方、本発明に係る路面摩擦係数推定装置
は、(1)駆動輪に駆動力を付与する駆動装置と、(2)従動
輪に対して駆動輪とは異なる制動力を独立して付与可能
な制動装置と、(3)駆動輪、従動輪のそれぞれの車輪速
を検出する車輪速検出手段と、(4)駆動装置を制御して
駆動輪に対して所定の追加駆動力を付与するとともに、
制動装置を制御して従動輪に対してこの追加駆動力の効
果を打ち消す追加制動力を付与する駆動力・制動力制御
手段と、(5)車輪速検出手段により検出した駆動輪、従
動輪の車輪速の時間変化から路面μ値を推定する推定手
段と、を備えていることを特徴とする。
【0007】本発明によれば、駆動輪と従動輪とに同時
に追加の駆動力と制動力とをそれぞれ付与することで、
駆動輪、従動輪のそれぞれの車輪速を加速、減速させる
ことでその車輪速変化を利用して路面μ値の推定が可能
である。そして、駆動輪側に付与する駆動力と、従動輪
側に付与する制動力とがバランスされているので、車両
自体に付与される追加駆動力による加速度と追加制動力
による減速度とは相殺され、車両に運転者の意図しない
加減速度が印加されることがない。したがって、乗員が
違和感を感ずることなく路面μ値を推定することが可能
となる。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の好適な実施の形態について詳細に説明する。説明の理
解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に
対しては可能な限り同一の参照番号を附し、重複する説
明は省略する。
【0009】図1に本発明に係る路面摩擦係数装置を搭
載した車両の主要部分のシステム構成を示す。この車両
は4輪のうち後輪である30RR、30RLを駆動させ
る後輪駆動(FR)車である。
【0010】まず、本車両の駆動系は、エンジン22、
トランスミッション26、プロペラシャフト27、リヤ
ディファレンシャル28がこの順序で接続されており、
リヤディファレンシャル28と左右の駆動輪30RR、
30RLとはそれぞれ左右のドライブシャフト29R、
29Lを介して接続されている。
【0011】エンジン22の吸気系にはスロットルモー
タ24によって駆動されるスロットルバルブ23が配置
され、その開度を検出するスロットル開度センサ25が
設けられている。さらに駆動系を制御するエンジンコン
ピュータ21を有し、アクセルペダル20の操作量や前
述したスロットル開度センサ25の出力信号が入力され
る。
【0012】一方、この車両の制動系は、各車輪30
(FR、FL、RR、RL)に設けられたディスクブレ
ーキ31を動作させるものである。そして、ブレーキペ
ダル10と、ブレーキブースタ11、リザーブタンク1
2、マスタシリンダ13、アクチュエータ14とが接続
されており、このアクチュエータ14と各ディスクブレ
ーキ31に設けられたホイールシリンダ31とはそれぞ
れ独立の作動油ラインで接続されており、各ホイールシ
リンダ31へと供給するブレーキ油圧をマスタシリンダ
13から供給されるマスタ油圧に関わらずに独立して加
圧可能な構成を有している。
【0013】このアクチュエータ14から供給するブレ
ーキ油圧の制御は制動コンピュータ14によって行われ
る。この制動コンピュータ14には、ブレーキ操作量情
報が入力されるほか、各車輪30に設けられた車輪速セ
ンサ33の出力信号が入力される。そして、制動コンピ
ュータ14とエンジンコンピュータ21とは必要な情報
が送受信できるよう信号ラインによって接続されてい
る。この制動コンピュータ14とエンジンコンピュータ
21とが本発明に係る路面摩擦係数推定装置における駆
動力・制動力制御手段に該当し、制動コンピュータ14
はさらに本発明に係る路面摩擦係数推定装置における推
定手段を兼ねている。
【0014】まず、この実施形態における路面μ値の推
定動作、すなわち、本発明に係る路面摩擦係数推定方法
について説明する。図2はこの推定方法を示すフローチ
ャートであり、図3は、動作時の車両状態量の時間変化
を示すタイミングチャートである。
【0015】このフローチャートに示される路面μ値検
出は主として制動コンピュータ14によって行われるも
のであり、車両のエンジンを始動させた時点から所定の
タイミングで繰り返し実行される。以下、特に説明のな
い限り、制御、演算は制動コンピュータ14によって行
われるものとする。また、説明を簡単にするため、以下
では車速が一定で直進している場合、すなわち、車体の
前後方向、左右方向の加速度がいずれも0の場合を例に
説明する。
【0016】まず、ステップS1において、駆動輪であ
る後輪30RR、30RLと従動輪である前輪30F
R、FLのそれぞれの車輪速を各車輪に備えられた車輪
速センサ33から読み込む。続くステップS2では、読
み込んだ車輪速の平均値を演算してこれを推定車体速V
とする。もちろん、別途、車体速を独自に検出してもよ
い。ステップS3では、演算した車体速Vが閾値Vthを
超えているか否かを判定する。車体速Vが閾値Vth以下
の場合には、その後の処理をスキップしてこのタイムス
テップにおける処理を終了する。
【0017】一方、演算した車体速Vが閾値Vthを超え
ている場合にはステップS4へと移行し、路面μ値推定
のための駆動輪30RR、30RLの目標加速量と転動
輪30FR、30FLの目標減速量とを設定する。この
加速、減速量の設定は現在の車体速V、加減速状態、シ
フト状態等の車両状態を基にして設定されるものであ
り、駆動輪30RR、30RLの目標加速量と従動輪3
0FR、30FLの目標減速量とはバランスしている。
【0018】続く、ステップS5、S6においては、駆
動輪30RR、30RLそれぞれの加速量に応じた駆動
トルクと、従動輪30FR、30FLの減速量に応じた
制動油圧とをそれぞれ演算する。
【0019】そして、ステップS7においては、演算し
た駆動トルクと制動油圧とを同時にパルス的に付加す
る。具体的には、制動コンピュータ14は、アクチュエ
ータ14を制御することで、従動輪30FR、30FL
のそれぞれのホイールシリンダ32FR、32FLへと
印加されるブレーキ油圧を加圧せしめ(図3(a)参
照)、ディスクブレーキ31FR、31FLを作動させ
て所定の制動力を付与する。
【0020】一方で、制動コンピュータ14はエンジン
コンピュータ21に対して、必要な駆動トルクを通知す
る。エンジンコンピュータ21はスロットルモータ24
を制御することでスロットルバルブ23を一時的に開
き、エンジンへの吸入空気量を増大せしめてエンジン出
力を一時的に増大させて駆動系により駆動輪30RR、
30RLへと伝達される駆動力を一時的に増大させる。
(図3(c)参照)この結果、従動輪30FR、30F
Lの車輪速は一時的に減速される(図3(b)参照)一
方、駆動輪30RR、30RLの車輪速は一時的に加速
される(図3(d)参照)。ここで、前述したように従
動輪30FR、30FLの減速量と駆動輪30RR、3
0RLの加速量がバランスされるようにそれぞれに付与
する制動力と駆動力とを設定しているので、それぞれに
付与された制動力と駆動力が相殺される結果、車両本体
の速度はこの駆動力、制動力印加に関わらずに一定であ
り、余分な加速度、減速度が付与されることがない(図
3(e)参照)。
【0021】図4は、従来、つまり、駆動輪、従動輪に
それぞれ制動力を付与することで路面μ値を推定した場
合の車両状態量の時間変化を示すタイミングチャートで
ある。図4(a)(c)に示されるように従動輪と駆動
輪の制動油圧をそれぞれ一時的に増大させると、いずれ
の車輪速も図4(b)(d)に示されるように一時的に
低下する。この結果、車体には、図4(d)に示される
ように、制動力増大時に減速度が、制動力の解放時に加
速度が付与され、乗員が違和感を覚える。これに対し
て、本発明の場合は、車体に余分な加速度、減速度が付
与されることがないので、乗員が違和感を覚えずにす
み、乗り心地が向上する。
【0022】こうして、一時的に従動輪30FR、30
FLの車輪速を減速する一方、駆動輪30RR、30R
Lの車輪速を加速させることでそれぞれの車輪30の車
輪速と車体速度との偏差が増大することになり、各車輪
30は路面に対してスリップすることになる。路面μ値
が低いほどスリップを起こしやすい。ステップS8で、
各車輪30の車輪速変化を読み込み、ステップS9でそ
れぞれの加速度あるいは減速度とスリップ率を演算す
る。そして、ステップS10では、この加速度あるいは
減速度とスリップ率から路面μ値の推定を行い、処理を
終了する。こうして求めた路面μ値は、ABS制御やT
RC制御を好適に行うために使用される。
【0023】以上の説明は、車速が一定の場合を例に説
明してきたが、加速、減速中の場合でも、路面μ値推定
のための駆動輪の追加駆動力と従動輪の追加制動力とを
バランスさせれば、運転者が意図しない加速度、減速度
を発生させることなく、同様の測定を行うことが可能で
ある。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、駆
動輪への追加の駆動力付与と従動輪へのこれを打ち消す
制動力付与とを同時に行うことで車両に対する余分な加
減速度を付与することなく、路面μ値を測定することが
可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る路面摩擦係数推定装置を搭載した
車両の主要部分のシステム構成図である。
【図2】本発明に係る路面摩擦係数推定方法のフローチ
ャートである。
【図3】図2の動作時の車両状態量の時間変化を示すタ
イミングチャートである。
【図4】駆動輪、従動輪にそれぞれ制動力を付与するこ
とで路面μ値を推定した場合の車両状態量の時間変化を
示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
10…ブレーキペダル、11…マスタシリンダ、12…
リザーブタンク、13…アクチュエータ、14…制動コ
ンピュータ、20…アクセルペダル、21…エンジンコ
ンピュータ、22…エンジン、23…スロットル、26
…トランスミッション、30…車輪、31…ブレーキデ
ィスク、32…ホイールシリンダ、33…車輪速セン
サ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F02D 29/02 341 F02D 29/02 341 G01N 19/02 G01N 19/02 B Fターム(参考) 3D041 AA00 AA48 AA49 AC14 AC27 AD47 AD51 AE04 AE41 3D046 BB23 BB28 BB29 GG02 HH23 HH36 HH39 HH46 JJ06 3G093 AA04 BA01 DA06 DB03 DB04 DB18 DB21 EA09 EB04 EC02 FA11

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 駆動輪に対して所定の追加の駆動力を付
    与するとともに従動輪に対して前記追加駆動力の効果を
    打ち消す追加制動力を付与する工程と、 前記駆動力、制動力追加時の前記駆動輪、従動輪それぞ
    れの車輪速の時間変化を検出する工程と、 検出した車輪速の時間変化を基にして路面摩擦係数を推
    定する工程と、 を備えている路面摩擦係数推定方法。
  2. 【請求項2】 駆動輪に駆動力を付与する駆動装置と、 従動輪に対して駆動輪とは異なる制動力を独立して付与
    可能な制動装置と、 駆動輪、従動輪のそれぞれの車輪速を検出する車輪速検
    出手段と、 前記駆動装置を制御して前記駆動輪に対して所定の追加
    駆動力を付与するとともに、前記制動装置を制御して前
    記従動輪に対して前記追加駆動力の効果を打ち消す追加
    制動力を付与する駆動力・制動力制御手段と、 前記車輪速検出手段により検出した前記駆動輪、従動輪
    の車輪速の時間変化から路面摩擦係数を推定する推定手
    段と、 を備えている路面摩擦係数推定装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010047047A (ja) * 2008-08-19 2010-03-04 Advics Co Ltd 車両の前後力制御装置
CN102768177A (zh) * 2012-07-12 2012-11-07 吉林大学 一种路面附着系数实时检测方法与测试系统
CN103407450A (zh) * 2013-08-28 2013-11-27 江苏理工学院 轮胎与地面附着系数实时检测方法及装置

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JP2010047047A (ja) * 2008-08-19 2010-03-04 Advics Co Ltd 車両の前後力制御装置
CN102768177A (zh) * 2012-07-12 2012-11-07 吉林大学 一种路面附着系数实时检测方法与测试系统
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