JP3019466B2 - 路面摩擦係数検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車輪と路面との間の摩
擦係数を検出する路面摩擦係数検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の装置は、例えば特開昭６
３−６４８７９号公報に示されているように、ハンドル
舵角を検出する舵角センサと、ハンドル操舵時に操舵軸
に発生する捩れを検出する歪センサとを備え、前記操舵
軸の捩れ量はハンドル舵角に比例すると共に車輪と路面
との間の摩擦係数に比例することに着目して、前記両セ
ンサにより検出された操舵軸の捩れ量及びハンドル舵角
に基づいて前記摩擦係数を検出するようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の装
置にあっては、ハンドル操舵時に操舵軸に発生する捩れ
量は極めて少ないものであり、この微量な捩れ量を精度
よく検出することは難しい。そのため、前記捩れ量に基
づいて検出される摩擦係数の精度が悪くなったり、同捩
れ量を精度よく検出するために同捩れ量を検出するセン
サが複雑かつ大型化するという問題がある。本発明は上
記問題に対処するためになされたもので、その目的は、
ある程度大きな物理量に基づいて車輪と路面との間の摩
擦係数を検出することにより、それ程複雑かつ大型のセ
ンサを用いることなく精度よく前記摩擦係数を検出でき
るようにした路面摩擦係数検出装置を提供することにあ
る。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の構成上の特徴は、車輪のスリップ開始時点
を検出するスリップ開始検出手段と、車両の前後加速度
を検出する前後加速度検出手段と、車両の横加速度を検
出する横加速度検出手段と、スリップ開始検出手段によ
る車輪のスリップ開始時点の検出に応答して前後加速度
検出手段及び横加速度検出手段によりそれぞれ検出され
車輪のスリップ開始時点における車両の前後加速度及び
横加速度に基づいて車輪と路面との間の摩擦係数を計算
する計算手段とを備えたことにある。この場合、たとえ
ば、前記計算手段を、前後加速度検出手段及び横加速度
検出手段によりそれぞれ検出され車輪のスリップ開始時
点における車両の前後加速度と横加速度とのベクトル和
に対応した値を車輪と路面との間の摩擦係数として計算
するベクトル和計算手段で構成できる。

【０００５】

【作用】上記のように構成した本発明においては、車輪
がスリップし始めると、このスリップの開始時点をスリ
ップ開始検出手段が検出し、この検出に応答して、計算
手段が、前後加速度検出手段び横加速度検出手段により
それぞれ検出され車輪のスリップ開始時点における車両
の前後加速度及び横加速度に基づいて車輪と路面との間
の摩擦係数を計算する。この場合、たとえば、前記計算
手段はベクトル和計算手段で構成されていて、前記摩擦
係数は、車輪のスリップ開始時点における車両の前後加
速度と横加速度とのベクトル和に対応した値として計算
され得る。一般的に、車輪に水平方向の力が作用し、こ
の力が大きくなって車輪と路面との間の摩擦係数と車両
の重量とで決まる最大摩擦力を越えると、車輪はスリッ
プしてしまう。この場合、前記水平方向の力は車両の駆
動時、制動時、旋回時、車両に大きな外力が作用したと
きなどに発生するものであるが、前記最大摩擦力と前記
水平方向の力との関係から、前記スリップ開始時点にお
ける車両の水平方向の加速度は前記摩擦係数に略比例す
るものである。一方、例えばベクトル和などの手法によ
り、車両の前後加速度及び横加速度に基づいて車両の水
平方向の加速度を計算することができるので、前記計算
手段は車両の前後加速度及び横加速度に基づいて車輪と
路面との間の摩擦係数を計算できる。

【０００６】

【発明の効果】上記作用説明からも理解できるとおり、
本発明によれば、車両の前後加速度及び横加速度に基づ
いて車輪と路面との間の摩擦係数が計算され、これらの
両加速度は比較的検出し易いものであるので、検出手段
が大型化することもなく精度よく前記摩擦係数を検出で
きる。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて説明す
ると、図１は本発明の路面摩擦係数検出装置を適用した
４輪操舵車の全体を概略的に示している。この４輪操舵
車は、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２を操舵する前輪操舵装置
１０と、左右後輪ＲＷ１，ＲＷ２を操舵する後輪操舵装
置２０と、後輪操舵装置２０を電気的に制御する電気制
御装置３０とを備えている。

【０００８】前輪操舵装置１０は、ハンドル１１を上端
に固定した操舵軸１２を備えている。操舵軸１２の下端
はステアリングギヤボックス１３内にて軸方向に変位可
能に支持されたラックバー１４に接続されていて、同バ
ー１４はハンドル１１の回動に応じて軸方向に変位す
る。ラックバー１４の両端にはタイロッド１５ａ，１５
ｂ及びナックルアーム１６ａ，１６ｂを介して左右前輪
ＦＷ１，ＦＷ２が接続されていて、左右前輪ＦＷ１，Ｆ
Ｗ２はラックバー１４の軸方向の変位に応じて操舵され
る。

【０００９】後輪操舵装置２０は電気的に制御されるア
クチュエータ２１を備え、同アクチュエータ２１は軸方
向に変位可能に設けたリレーロッド２２を軸方向に駆動
する。リレーロッド２２の両端にはタイロッド２３ａ，
２３ｂ及びナックルアーム２４ａ，２４ｂを介して左右
後輪ＲＷ１，ＲＷ２が接続されていて、左右後輪ＲＷ
１，ＲＷ２はリレーロッド２２の軸方向の変位に応じて
操舵される。

【００１０】電気制御装置３０は、マイクロコンピュー
タ３１，３２を備えている。マイクロコンピュータ３１
は、図２，３のフローチャートに対応したプログラムを
記憶していて、同プログラムの実行により、各輪ＦＷ
１，ＦＷ２，ＲＷ１，ＲＷ２のスリップ状態を評価する
と共に路面摩擦係数μを検出するものである。また、こ
のマイクロコンピュータ３１はＲＯＭにより構成された
テーブルを有し、同テーブルには前記プログラムの実行
の際に利用される各種係数Ｇ_B0,Ｇ_B1,Ｔr,γ₀,ａ,ｂ
（図４〜９参照）が記憶されている。

【００１１】マイクロコンピュータ３１の入力には、前
輪操舵角センサ３３、車輪速センサ３４ａ〜３４ｄ、ヨ
ーレートセンサ３５、前後加速度センサ３６及び横加速
度センサ３７が接続されている。前輪操舵角センサ３３
は操舵軸１２に組付けられ、同軸１２の回転角を検出す
ることにより前輪操舵角θを検出して、同操舵角θを表
す検出信号を出力する。車輪速センサ３４ａ〜３４ｄは
各輪ＦＷ１，ＦＷ２，ＲＷ１，ＲＷ２の近傍に設けら
れ、各輪ＦＷ１，ＦＷ２，ＲＷ１，ＲＷ２の回転速度Ｖ
_FL,Ｖ_FR,Ｖ_RL,Ｖ_RRを検出して、同回転速度Ｖ_FL,Ｖ_FR,
Ｖ_RL,Ｖ_RR を表す検出信号をそれぞれ出力する。ヨーレ
ートセンサ３５は車体の重心位置に固定され、垂直軸回
りの車体の回転角速度を検出することによりヨーレート
γを検出して、同ヨーレートγを表す検出信号を出力す
る。前後加速度センサ３６も車体に固定され、車両の前
後方向の加速度Ｇ_X を検出して同加速度Ｇ_X を表す検出
信号を出力する。横加速度センサ３７も車体に固定さ
れ、車両の横方向の加速度Ｇ_Y を検出して同加速度Ｇ_Y
を表す検出信号を出力する。また、マイクロコンピュー
タ３１の出力には、表示制御回路３８及び表示装置３９
が接続されている。表示装置３９は、摩擦係数の極低、
低、中、高にそれぞれ対応した４個のランプ３９ａ〜３
９ｄを備えており、各ランプ３９ａ〜３９ｄの点灯及び
消灯が表示制御回路３８により制御されるようになって
いる。

【００１２】マイクロコンピュータ３２は、図１０のフ
ローチャートに対応したプログラムを記憶していて、同
プログラムの実行により、左右後輪ＲＷ１，ＲＷ２の操
舵を制御する。また、このマイクロコンピュータ３２は
ＲＯＭにより構成されたテーブルを有し、同テーブルに
は係数Ｋ_Y （図１１参照）が記憶されている。マイクロ
コンピュータ３２の入力には、前記マイクロコンピュー
タ３１及びヨーレートセンサ３５が接続されていると共
に、後輪操舵角センサ４１が接続されている。後輪舵角
センサ４１はリレーロッド２２の近傍に設けられ、同ロ
ッド２２の変位量を検出することにより後輪操舵角δr
を検出して、同操舵角δr を表す検出信号を出力する。
また、このマイクロコンピュータ３２の出力には駆動回
路４２が接続されており、同回路４２はアクチュエータ
２１の駆動を制御する。

【００１３】次に、上記のように構成した実施例の動作
を説明する。イグニッションスイッチ（図示しない）が
投入されると、マイクロコンピュータ３１は、図２のス
テップ１００にてプログラムの実行を開始し、ステップ
１０２にて各種変数を初期値に設定する初期設定処理を
実行した後、ステップ１０４〜１３６からなる循環処理
を繰り返し実行する。なお、前記初期設定処理において
は、摩擦係数μは高摩擦係数を表す値に設定される。

【００１４】この循環処理においては、ステップ１０４
にて前輪操舵角センサ３３、車輪速センサ３４ａ〜３４
ｄ、ヨーレートセンサ３５、前後加速度センサ３６及び
横加速度センサ３７から前輪操舵角θ、車輪回転速度Ｖ
_FL,Ｖ_FR,Ｖ_RL,Ｖ_RR 、ヨーレートγ、前後加速度Ｇ_X及
び横加速度Ｇ_Yを表す各検出信号をそれぞれ入力し、ス
テップ１０６にて車速Ｖに基づいて係数Ｇ_B0,Ｇ_B1,Ｔr
をテーブル（図４〜６参照）から読み出す。この場合、
車速Ｖとしては、最初はステップ１０２にて初期設定さ
れた値「０」が利用されるが、その後においては前回の
循環処理のステップ１１２にて計算された値が利用され
る。次に、ステップ１０８にて前記読み出した係数
Ｇ_B0,Ｇ_B1,Ｔr 及び前記入力したヨーレートγを用い
て、下記数１に基づく演算の実行により車両のスリップ
角βを計算する。

【数１】 前記数１中、ｓはラプラス演算子であり、Ｆ(ｓ)はヨー
レートγと車両のスリップ角βとの関係を表す伝達関数
である。

【００１５】次に、ステップ１１０にて、前記入力した
各車輪回転速度Ｖ_FL,Ｖ_FR,Ｖ_RL,Ｖ_{R R} 及びヨーレートγ
と、前記算出したスリップ角βとに基づく下記数２の演
算の実行により、旋回軌跡差による各輪ＦＷ１，ＦＷ
２，ＲＷ１，ＲＷ２の回転速度差成分を除去した各輪Ｆ
Ｗ１，ＦＷ２，ＲＷ１，ＲＷ２の補正車輪回転速度Ｖ₁,
Ｖ₂,Ｖ₃,Ｖ₄ を計算する。

【数２】Ｖ₁＝Ｖ_FL＋ｔ・γ/2 Ｖ₂＝Ｖ_FR−ｔ・γ/2 Ｖ₃＝Ｖ_RL＋ｔ・γ/2＋Ｌ・β・γ Ｖ₄＝Ｖ_RR−ｔ・γ/2＋Ｌ・β・γ なお、前記数２中、ｔはトレッドであり、Ｌはホイール
ベースである。前記数２について、図１２を用いて若干
の説明を加えると、補正車輪回転速度Ｖ₁,Ｖ₂,Ｖ₃,Ｖ₄
は、各輪ＦＷ１，ＦＷ２，ＲＷ１，ＲＷ２の各車輪回転
速度Ｖ_FL,Ｖ_FR,Ｖ_RL,Ｖ_RRを、車両の重心Ｃ_C回りのヨー
レートγと車両のスリップ角βを用いて、左右前輪ＦＷ
１，ＦＷ２の中心位置Ｃ_F の車輪回転速度に換算したも
のである。これにより、旋回軌跡差による各輪ＦＷ１，
ＦＷ２，ＲＷ１，ＲＷ２の回転速度差成分が除去され
る。

【００１６】次に、ステップ１１２にて前記入力した前
後加速度Ｇ_X に基づいて、下記〜の条件に従って車
速Ｖを決定する。前後加速度Ｇ_X が「０」以上かつ絶
対値の小さな正の所定値Ｇ₀ （例えば、約１．０ｍ／ｓ
²〜約５．０ｍ／ｓ²）以下であるとき（０≦Ｇ_X≦
Ｇ₀）、車速Ｖは各補正車輪回転速度Ｖ₁,Ｖ₂,Ｖ₃,Ｖ₄
の最小値MIN(Ｖ₁,Ｖ₂,Ｖ₃,Ｖ₄)に設定される。前後加
速度Ｇ_X が絶対値の小さな負の所定値−Ｇ₀ （例えば、
約−５．０ｍ／ｓ²〜−約１．０ｍ／ｓ²）以上かつ
「０」未満であるとき（−Ｇ₀≦Ｇ_X＜０）、車速Ｖは各
補正車輪回転速度Ｖ₁,Ｖ₂,Ｖ₃,Ｖ₄ の最大値MAX(Ｖ₁,Ｖ
₂,Ｖ₃,Ｖ₄)に設定される。前後加速度Ｇ_X が前記負の
所定値−Ｇ₀ 未満又は前記正の所定値Ｇ₀ より大きいと
き（Ｇ_X＜−Ｇ₀ or Ｇ_X＞Ｇ₀）、車速Ｖは下記数３の演
算の実行により計算される。

【数３】Ｖ＝Ｖ₀＋∫Ｇ_Xdt なお、前記数３中、積分定数Ｖ₀ は、前記の条件（Ｇ
_X＜−Ｇ₀ or Ｇ_X＞Ｇ₀）を満たす直前の車速Ｖである。

【００１７】これにより、車両が定速走行状態、僅かな
増速又は減速走行状態にあれば、すなわち各輪ＦＷ１，
ＦＷ２，ＲＷ１，ＲＷ２がほとんどスリップしていない
場合には、最もスリップ率の低い車輪の補正車輪回転速
度Ｖ₁,Ｖ₂,Ｖ₃,Ｖ₄ が車速Ｖとして決定される。また、
車両が増速又は減速走行状態にあれば、すなわち各輪Ｆ
Ｗ１，ＦＷ２，ＲＷ１，ＲＷ２がスリップしている場合
には、車体の前後加速度Ｇ_X を用いた積分演算により車
速Ｖが決定される。その結果、車速Ｖは、旋回軌跡誤差
及びスリップ誤差を含まない正確な値に設定されること
になる。

【００１８】次に、ステップ１１４にて、各補正車輪回
転速度Ｖ₁,Ｖ₂,Ｖ₃,Ｖ₄ を用いた下記数４の演算の実行
により、車輪ＦＷ１，ＦＷ２，ＲＷ１，ＲＷ２の最大ス
リップ率Ｘを計算する。

【数４】 なお、前記数４中、演算子AVE は各補正車輪回転速度Ｖ
₁,Ｖ₂,Ｖ₃,Ｖ₄ の平均値を計算することを意味する。前
記ステップ１１４の処理後、ステップ１１６にて前記計
算した最大スリップ率Ｘと所定値Ｘ₀ （例えば、１０〜
２０パーセント程度の値）とを比較すると共に、前回の
比較結果をも考慮して、最大スリップ率Ｘが所定値Ｘ₀
を越え始めたか否かを判定する。この場合、最大スリッ
プ率Ｘは各輪ＦＷ１，ＦＷ２，ＲＷ１，ＲＷ２と路面と
の進行方向すなわち前後方向の最大のスリップ量に対応
しており、以前には車輪が前後方向にスリップしていな
くて最大スリップ率Ｘが所定値Ｘ₀ 以下であり、今回、
車輪が前後方向にスリップして最大スリップ率Ｘが所定
値Ｘ₀ を初めて越えると、同ステップ１１６における
「ＹＥＳ」との判定の基に、プログラムは図３のステッ
プ１３２に進められる。一方、車輪が前後方向にスリッ
プしていなくて最大スリップ率Ｘが所定値Ｘ₀ 以下であ
る場合、又は車輪が前後方向にスリップし続けていて最
大スリップ率Ｘが所定値Ｘ₀ を越え続けている場合に
は、同ステップ１１６における「ＮＯ」との判定の基
に、プログラムは図３のステップ１１８へ進められる。

【００１９】ステップ１１８においては、前記入力した
ヨーレートγ及び前記計算した車速Ｖに基づく下記数５
の演算の実行により、基準横加速度Ｇ_Y*を計算する。

【数５】Ｇ_Y*＝γ・Ｖ なお、この数５は、車両旋回時の横加速度を一般的に表
す下記数６において、車両のスリップ角βの変化率dβ/
dtが「０」である場合に対応しており、これにより、基
準横加速度Ｇ_Y*は、車両が理想的な状態で旋回をしてい
て各輪ＦＷ１，ＦＷ２，ＲＷ１，ＲＷ２の路面に対する
横方向のスリップ量が「０」に近い場合の車両の横加速
度を表している。

【数６】Ｇ_Y＝{γ＋(dβ/dt)}・Ｖ

【００２０】前記ステップ１１８の処理後、ステップ１
２０にて、前記計算した基準横加速度Ｇ_Y*と前記入力し
た横加速度Ｇ_Y とに基づく下記数７の演算の実行によ
り、車輪の路面に対する横方向のスリップ量Ｙを計算す
る。

【数７】Ｙ＝｜Ｇ_Y*−Ｇ_Y｜ 次に、ステップ１２２にて前記計算したスリップ量Ｙと
所定値Ｙ₀ （例えば、０．３Ｇ程度の値）とを比較する
と共に、前回の比較結果をも考慮して、スリップ量Ｙが
所定値Ｙ₀ を越え始めたか否かを判定する。以前には車
輪が横方向にスリップしていなくてスリップ量Ｙが所定
値Ｙ₀ 以下であり、今回、車輪が横方向にスリップして
スリップ量Ｙが所定値Ｙ₀を初めて越えると、同ステッ
プ１２２における「ＹＥＳ」との判定の基に、プログラ
ムはステップ１３２に進められる。一方、車輪が横方向
にスリップしていなくてスリップ量Ｙが所定値Ｙ₀ 以下
である場合、又は車輪が横方向にスリップし続けていて
スリップ量Ｙが所定値Ｙ₀を越え続けている場合には、
同ステップ１２２における「ＮＯ」との判定の基に、プ
ログラムはステップ１２４へ進められる。

【００２１】ステップ１２４においては、車速Ｖに基づ
いて係数Ｔr,γ₀,ａ,ｂ をテーブル（図６〜９参照）か
ら読み出し、ステップ１２６にて前記読み出した係数Ｔ
r,γ₀,ａ,ｂ 及び前記入力した前輪操舵角θを用いて、
下記数８に基づく演算の実行により基準ヨーレートγ*
を計算する。

【数８】 前記数８において、Ｇ(ｓ)は、車両が理想的な状態で旋
回している場合の前輪操舵角とヨーレートとの関係を表
す伝達関数であり、ｓはラプラス演算子である。これに
より、各輪ＦＷ１，ＦＷ２，ＲＷ１，ＲＷ２の路面に対
する重心位置垂直軸回りのスリップ量が「０」に近い状
態における車両のヨーレートが基準ヨーレートγ* とし
て計算されたことになる。

【００２２】前記ステップ１２６の処理後、ステップ１
２８にて、前記計算した基準ヨーレートγ* と前記入力
したヨーレートγとに基づく下記数９の演算の実行によ
り、車輪の路面に対する重心位置垂直軸回りの滑り量Ｚ
を計算する。

【数９】Ｚ＝｜γ*−γ｜ 次に、ステップ１３０にて前記計算したスリップ量Ｚと
所定値Ｚ₀ （例えば、５度／秒程度の値）とを比較する
と共に、前回の比較結果をも考慮して、スリップ量Ｚが
所定値Ｚ₀ を越え始めたか否かを判定する。以前には、
車輪が重心位置垂直軸回りにスリップしていなくてスリ
ップ量Ｚが所定値Ｚ₀ 以下であり、今回、車輪が重心位
置垂直軸回りにスリップしてスリップ量Ｚが所定値Ｚ₀
を初めて越えると、同ステップ１３０における「ＹＥ
Ｓ」との判定の基に、プログラムはステップ１３２に進
められる。一方、車輪が重心位置垂直軸回りにスリップ
していなくてスリップ量Ｚが所定値Ｚ₀ 以下である場
合、又は車輪が重心位置垂直軸回りにスリップし続けて
いてスリップ量Ｚが所定値Ｚ₀ を越え続けている場合に
は、同ステップ１３０における「ＮＯ」との判定の基
に、プログラムは図２のステップ１０４へ戻される。

【００２３】このような処理により、車輪が前後方向、
横方向及び垂直軸回りのいずれの方向にもスリップして
いなかったり、スリップし続けていれば、ステップ１０
４〜１３０からなる循環処理が繰り返し実行されて、車
輪の新たなスリップが検出され続ける。一方、車輪が前
記いずれかの方向にスリップし始めれば、前記ステップ
１１６，１２２，１３０にて「ＹＥＳ」との判定の基
に、ステップ１３２〜１３６の処理が実行される。

【００２４】ステップ１３２においては、前記入力した
前後加速度Ｇ_X及び横加速度Ｇ_Yを用いた下記数１０の演
算の実行により、前記両加速度Ｇ_X,Ｇ_Y のベクトル和を
計算して摩擦係数μとして設定する。

【数１０】μ＝(Ｇ_X ²＋Ｇ_Y ²)^1/2 この数１０について若干の説明を加えると、一般的に、
車輪に水平方向の力が作用し、この力が大きくなって車
輪と路面との間の摩擦係数と車両の重量で決まる最大摩
擦力を越えると、車輪はスリップしてしまう。この場
合、前記水平方向の力は車両の駆動時、制動時、旋回
時、車両に大きな外力が作用したときなどに発生するも
のであるが、前記最大摩擦力と前記水平方向との力の関
係で、前記スリップ開始時における車両の水平方向の加
速度（ベクトル和）(Ｇ_X ²＋Ｇ_Y ²)^1/2は前記摩擦係数に
略比例するものである。 これにより、前記計算したベ
クトル和(Ｇ_X ²＋Ｇ_Y ²)^1/2 は、車輪と路面との間の摩擦
係数μを表していることになる。

【００２５】前記摩擦係数μの計算後、ステップ１３４
にて摩擦係数μと各所定値μ₁,μ₂,μ₃（例えば、所定
値μ₁,μ₂,μ₃はそれぞれ 0.2，0.4，0.6程度の値）と
比較して、摩擦係数μが第１領域（μ＜μ₁ ）、第２領
域（μ₁≦μ＜μ₂）、第３領域（μ₂≦μ＜μ₃）及び第
４領域（μ₃≦μ） のいずれかの領域にあるかを判定し
て、同摩擦係数μが属する領域を表す表示制御信号を表
示制御回路３８へ出力する。表示制御回路３８は、前記
表示制御信号に基づき、摩擦係数μが属する第１〜４領
域に応じて表示装置３９の各ランプ３９ａ〜３９ｄをそ
れぞれ点灯させる。これにより、運転者は車輪と路面と
の間の摩擦係数を視覚的に認識でき、車両の運転に反映
させることができる。

【００２６】次に、ステップ１３６にて摩擦係数μを表
す信号をマイクロコンピュータ３２へ出力して、プログ
ラムを図２のステップ１０４に戻す。一方、マイクロコ
ンピュータ３２は、前記イグニッションスイッチの投入
時に、図１０のステップ２００にてプログラムの実行を
開始し、ステップ２０２の初期設定処理後、ステップ２
０４〜２１０からなる循環処理を繰り返し実行し続けて
いる。なお、前記初期設定処理においては、摩擦係数μ
は高摩擦係数を表す値に設定される。

【００２７】この循環処理においては、ステップ２０４
にてマイクロコンピュータ３１が出力している摩擦係数
μを表す信号を入力すると共に、ヨーレートセンサ３５
及び後輪操舵角センサ４１からのヨーレートγ及び後輪
操舵角δr を表す検出信号を入力する。次に、ステップ
２０６にて前記摩擦係数μに基づいてヨーレート係数Ｋ
_Y をテーブル（図１１参照）から読み出し、ステップ２
０８にて前記ヨーレート係数Ｋ_Y 及びヨーレートγに基
づく下記数１１の演算の実行により目標後輪操舵角δr*
を計算する。

【数１１】δr*＝Ｋ_Y・γ

【００２８】この目標後輪操舵角δr*の計算後、ステッ
プ２１０にて同目標後輪操舵角δr*と前記入力した後輪
操舵角δrとの差δr*−δrを表す制御信号をアクチュエ
ータ２１へ出力する。アクチュエータ２１は前記制御信
号に基づいてリレーロッド２２を前記差δr*−δrに対
応した量だけ左右に変位させる。このリレーロッド２２
の変位により、左右後輪ＲＷ１，ＲＷ２は目標後輪操舵
角δr*に操舵される。この場合、ヨーレート係数Ｋ_Y
は、図１１に示すように、摩擦係数μが小さくなるにし
たがって大きくなるように設定されるので、車輪がスリ
ップし易い路面状態になる程、左右後輪ＲＷ１，ＲＷ２
は左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２に対して同相に大きく操舵さ
れるようになり、車両が安定傾向に制御される。

【００２９】次に、上記実施例の変形例について説明す
る。 ａ．第１変形例 上記実施例においては、摩擦係数μを上記数１０に基づ
いて計算するようにしたが、これは４輪駆動車の場合
で、２輪駆動車の場合には次のようにする必要がある。
すなわち、図１に示すように、ブレーキペダルの踏み込
み時にオンするブレーキスイッチ４３を設けて、同スイ
ッチ４３をマイクロコンピュータ３１に接続すると共
に、図２，３のプログラムのステップ１３２の処理を、
図１３のステップ１４０〜１４４で置き換える必要があ
る。

【００３０】このような第２変形例においては、上記ス
テップ１１６，１２２，１３０にて「ＹＥＳ」すなわち
車輪がスリップし始めたことが検出されると、ステップ
１４０にてブレーキスイッチ４３から信号が読み込まれ
て、同スイッチ４３がオン状態にあるか否かが判定され
る。ブレーキスイッチ４３がオン状態すなわち車両の制
動時に車輪がスリップし初めた場合には、前記ステップ
１４０における「ＹＥＳ」との判定の基に、ステップ１
４２にて上記数１０と同じ下記数１２の演算の実行によ
り摩擦係数μを計算する。

【数１２】μ＝(Ｇ_X ²＋Ｇ_Y ²)^1/2 一方、ブレーキスイッチ４３がオフ状態すなわち車両の
駆動時に車輪がスリップし始めた場合には、前記ステッ
プ１５０における「ＮＯ」との判定の基に、ステップ１
５４にて下記数１３の演算の実行により摩擦係数μを計
算する。

【数１３】μ＝(４・Ｇ_X ²＋Ｇ_Y ²)^1/2

【００３１】なお、前記数１３において前後加速度Ｇ_X
の２乗項Ｇ_X ²を４倍する理由は、２輪駆動の場合には、
駆動輪に対する路面からの垂直方向の反力は車両の重量
の約１／２であり、４輪駆動の場合には全駆動輪に水平
方向に作用する力の約１／２の力が駆動輪に作用すれ
ば、駆動輪がスリップし始めるためである。その結果、
この第１変形例によれば、２輪駆動車においても、摩擦
係数μが精度よく検出される。

【００３２】ｂ．第２変形例 上記実施例においては、摩擦係数μの大きさを複数のラ
ンプ３９ａ〜３９ｄの点灯位置により表示するようにし
たが、同摩擦係数μの大きさを色別で表示するようにし
てもよい。この場合、例えば、摩擦係数μが大きいとき
に緑色ランプを点灯し、同摩擦係数μが小さくなるにし
たがって赤色ランプの点灯に徐々に切り換えていくよう
にすればよい。また、前記摩擦係数μを数字表示するよ
うにしてもよい。

【００３３】ｃ．第３変形例 上記実施例においては、車輪のスリップを前後方向、横
方向及び垂直軸回りの回転方向の車輪のスリップ量に応
じて検出するようにしたが、車輪のスリップ検出の頻度
が多少下がることを許容するならば、車輪の前後方向の
スリップ量のみにより車輪のスリップを検出するように
してもよい。この場合、上記実施例のプログラムのステ
ップ１１８〜１３０の処理を省略すればよい。

【００３４】ｄ．第４変形例 上記実施例においては、車輪のスリップ検出を図２，３
のプログラムの実行により行うようにしたが、アンチス
キッド装置を搭載した車両においては、アンチスキッド
装置内にて従来から公知の方法で検出される車輪のスリ
ップ判定結果を利用するようにしてもよい。この変形例
に係る車両について図面を用いて説明すると、図１４は
同車両を概略的に示している。

【００３５】この車両は、アンチスキッド電気制御回路
５１及びアンチスキッド油圧制御回路５２を備えてい
る。アンチスキッド電気制御回路５１は各車輪ＦＷ１，
ＦＷ２，ＲＷ１，ＲＷ２の回転速度を検出する複数の車
輪速センサ、同センサにより検出された車輪回転速度に
基づき各輪ＦＷ１，ＦＷ２，ＲＷ１，ＲＷ２のスリップ
状態を検出するマイクロコンピュータ等により構成され
ており、前記検出スリップ状態に応じて各車輪ＦＷ１，
ＦＷ２，ＲＷ１，ＲＷ２がロックするおそれがあるとき
に、同ロックするおそれのある車輪ＦＷ１，ＦＷ２，Ｒ
Ｗ１，ＲＷ２毎に作動信号を出力する。アンチスキッド
油圧制御回路５２はブレーキペダル５３の踏み込み操作
に応じてブレーキ油を各車輪ＦＷ１，ＦＷ２，ＲＷ１，
ＲＷ２に対応したホイールシリンダ５４ａ〜５４ｄに供
給するマスタシリンダ、同マスタシンリンダと各ホイー
ルシリンダ５４ａ〜５４ｄ間に設けられた各種バルブ等
からなり、前記各車輪ＦＷ１，ＦＷ２，ＲＷ１，ＲＷ２
毎の作動信号に応答して各ホイールシリンダ５４ａ〜５
４ｄに供給されるブレーキ油圧を減圧などして各車輪Ｆ
Ｗ１，ＦＷ２，ＲＷ１，ＲＷ２がロックしないように制
御する。このアンチスキッド電気制御回路５１からの各
作動信号がオア回路５５に供給されており、同回路５５
は前記各作動信号をオア合成してマイクロコンピュータ
５６へ出力する。

【００３６】マイクロコンピュータ５６には、前記オア
回路５５の他に、上記実施例の場合と同様なヨーレート
センサ３５、前後加速度センサ３６、横加速度センサ３
７、表示制御回路３８、後輪操舵角センサ４１及び駆動
回路４２が接続されている。また、このマイクロコンピ
ュータ５６は、図１５のフローチャートに対応したプロ
グラムを記憶していると共に、テーブルを備えており、
同テーブルには係数Ｋ_Y （図１１参照）が記憶されてい
る。他の部分は上記実施例と同じであり、同符号を付し
てその説明を省略する。

【００３７】上記のように構成した第４変形例の動作を
説明する。マイクロコンピュータ５６は図１５のステッ
プ３００にてプログラムの実行を開始し、ステップ３０
２の初期設定処理後、ステップ３０４〜３１８からなる
循環処理を繰り返し実行する。なお、前記初期設定処理
においては、摩擦係数μは高摩擦係数を表す値に設定さ
れる。

【００３８】前記循環処理中、ステップ３０４にてオア
回路５５からの信号を入力して同信号の発生開始時か否
かを判定する。この場合、アンチスキッド電気制御回路
５１が各車輪ＦＷ１，ＦＷ２，ＲＷ１，ＲＷ２に対する
いずれの作動信号も出力しておらず、又は同作動信号を
出力し続けていれば、ステップ３０４にて「ＮＯ」すな
わち信号発生開始時でないと判定し、ステップ３０４，
３１２〜３１８からなる循環処理を実行し続ける。この
場合、ステップ３１２〜３１８の処理は上記実施例の図
１０のステップ２０４〜２１０の処理と同じであり、こ
れらの処理により左右後輪ＲＷ１，ＲＷ２は摩擦係数μ
に応じて操舵制御される。

【００３９】一方、アンチスキッド電気制御回路５１が
各車輪ＦＷ１，ＦＷ２，ＲＷ１，ＲＷ２に対するいずれ
かの作動信号を出力し始めると、前記ステップ３０４に
て「ＹＥＳ」すなわち信号発生開始時であると判定し、
ステップ３０６〜３１０の処理を実行する。これらのス
テップ３０６〜３１０の処理は上記実施例の図２，３の
ステップ１０４，１３２，１３４の処理と同じであり、
これらの処理により、車輪と路面との間の摩擦係数μ
が、上記実施例の場合と同様に、前後加速度Ｇ_X及び横
加速度Ｇ_Y に基づいて計算されると共に、表示装置３９
のランプ３９ａ〜３９ｄが同計算された摩擦係数μに応
じて点灯制御される。そして、これらのステップ３０６
〜３１０の処理後、ステップ３１２〜３１８の処理によ
り、左右後輪ＲＷ１，ＲＷ２が前記計算した摩擦係数μ
に応じて操舵制御される。なお、ブレーキ装置の作動に
関しては、公知のことであると共に本発明に直接関係し
ないので、説明は省略する。また、この変形例において
も、２輪駆動車の場合には、上記第１変形例の場合と同
様、駆動時のスリップ開始時と制動時のスリップ開始時
とを分けて摩擦係数μを計算するようにする必要があ
る。

【００４０】さらに、上記実施例においては、本発明に
係る摩擦係数検出装置を後輪操舵装置２０に適用した例
についてのみ説明したが、本発明はサスペンション装
置、トラクション制御装置、前後駆動力分配制御装置な
どの車両の各種制御にも利用できることは明かである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例を示す車両の全体概略図で
ある。

【図２】 図１の一方のマイクロコンピュータにて実行
されるプログラムに対応したフローチャートの一部であ
る。

【図３】 前記プログラムに対応したフローチャートの
他の部分である。

【図４】 図１の一方のマイクロコンピュータに記憶さ
れていて演算に利用される係数Ｇ_B0の特性グラフであ
る。

【図５】 図１の一方のマイクロコンピュータに記憶さ
れていて演算に利用される係数Ｇ_B1の特性グラフであ
る。

【図６】 図１の一方のマイクロコンピュータに記憶さ
れていて演算に利用される係数Ｔr の特性グラフであ
る。

【図７】 図１の一方のマイクロコンピュータに記憶さ
れていて演算に利用される係数γ₀ の特性グラフであ
る。

【図８】 図１の一方のマイクロコンピュータに記憶さ
れていて演算に利用される係数ａの特性グラフである。

【図９】 図１の一方のマイクロコンピュータに記憶さ
れていて演算に利用される係数ｂの特性グラフである。

【図１０】図１の他方のマイクロコンピュータにて実行
されるプログラムに対応したフローチャートである。

【図１１】図１の他方のマイクロコンピュータに記憶さ
れていて演算に利用される係数Ｋ_Y の特性グラフであ
る。

【図１２】車輪回転速度Ｖ_FL,Ｖ_FR,Ｖ_RL,Ｖ_RR、補正車
輪回転速度Ｖ₁〜Ｖ₄ 、ヨーレートγ及びスリップ角β
の関係を示す説明図である。

【図１３】 本発明の第１変形例に係り図３のフローチ
ャートの一部を変形したフローチャートである。

【図１４】 本発明の第４変形例を示す車両の全体概略
図である。

【図１５】 図１４のマイクロコンピュータにて実行さ
れるプログラムに対応したフローチャートの一部であ
る。

【符号の説明】

ＦＷ１，ＦＷ２…前輪、ＲＷ１，ＲＷ２…後輪、１０…
前輪操舵装置、２０…後輪操舵装置、３０…電気制御装
置、３１，３２，５６…マイクロコンピュータ、３３…
前輪操舵角センサ、３４ａ〜３４ｄ…車輪速センサ、３
５…ヨーレートセンサ、３６…前後加速度センサ、３７
…横加速度センサ、３９…表示装置、４１…後輪操舵角
センサ、４３…ブレーキスイッチ、５１…アンチスキッ
ド電気制御回路、５２…アンチスキッド油圧制御回路、
５５…オア回路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｂ６２Ｄ 113:00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車輪のスリップ開始時点を検出するスリッ
   プ開始検出手段と、 車両の前後加速度を検出する前後加速度検出手段と、 車両の横加速度を検出する横加速度検出手段と、 前記スリップ開始検出手段による車輪のスリップ開始時
   点の検出に応答して前記前後加速度検出手段及び横加速
   度検出手段によりそれぞれ検出され車輪のスリップ開始
   時点における車両の前後加速度及び横加速度に基づいて
   車輪と路面との間の摩擦係数を計算する計算手段とを備
   えた路面摩擦係数検出装置。
2. 【請求項２】前記請求項１に記載の計算手段を、前記前
   後加速度検出手段及び横加速度検出手段によりそれぞれ
   検出され車輪のスリップ開始時点における車両の前後加
   速度と横加速度とのベクトル和に対応した値を車輪と路
   面との間の摩擦係数として計算するベクトル和計算手段
   で構成した路面摩擦係数検出装置。