JP3535347B2 - Apparatus and method for estimating road friction coefficient - Google Patents

Apparatus and method for estimating road friction coefficient

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JP3535347B2 JP17213997A JP17213997A JP3535347B2 JP 3535347 B2 JP3535347 B2 JP 3535347B2 JP 17213997 A JP17213997 A JP 17213997A JP 17213997 A JP17213997 A JP 17213997A JP 3535347 B2 JP3535347 B2 JP 3535347B2
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、自動車に搭載して利用
する。本発明は、自動車が現時点に走行する路面の摩擦
係数(μ)を車輪の挙動を入力として、プログラム制御
回路の演算により、リアルタイムで推定する装置に関す
る。本発明は、自動制動制御装置や、姿勢安定制御装置
などに、入力パラメタとして与える路面の摩擦係数の演
算推定その他に利用する。本発明は、車両をエンジン駆
動力により加速するときに、駆動輪にスリップが発生す
ると、駆動輪が空転したときの回転加速度と実際の車両
の加速状態とを対応させることにより路面の摩擦係数
(μ)を推定するものである(駆動時)。また本発明
は、車両をブレーキ操作により減速するために、ブレー
キ圧力を与えるとき車輪の少なくとも一つについてAB
Sが作動したとき、その車輪の回転加速度(マイナス
値)と車両の加速度(マイナス値)とを対応させること
により路面の摩擦係数(μ)を推定するものである(制
動時)。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention is mounted on an automobile for use. The present invention relates to an apparatus for estimating a friction coefficient (μ) of a road surface on which an automobile is traveling at present in real time by a calculation of a program control circuit by inputting behavior of wheels. INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is used for calculation and estimation of a friction coefficient of a road surface given as an input parameter to an automatic braking control device, a posture stabilization control device and the like. The present invention relates to a friction coefficient of a road surface by associating a rotational acceleration when the drive wheel spins with an actual acceleration state of the vehicle when slip occurs on the drive wheel when accelerating the vehicle with an engine drive force. μ) is estimated (at the time of driving). The present invention also relates to at least one of the wheels when applying brake pressure in order to decelerate the vehicle by braking.
When S operates, the friction coefficient (μ) of the road surface is estimated by associating the rotational acceleration (negative value) of the wheel with the acceleration (negative value) of the vehicle (during braking).

【0002】[0002]

【従来の技術】車両の自動制動制御装置では、車輪の一
部にスリップが発生したときに、車輪に与える制動圧力
を自動的に断続的に制御して、車両の操舵性が損なわれ
ることがないように制御する。車両の姿勢安定制御装置
などでは、操舵などの操作入力があったときに、車両が
横すべり、スピン、ドリフトアウトなどを起こさないよ
うに、一部の車両の制動圧力を高くするあるいは低くす
るなどの制御を行い、車体を安定化させるとともに、横
転を防止させる。
2. Description of the Related Art In an automatic braking control system for a vehicle, when a slip occurs on a part of the wheel, the braking pressure applied to the wheel is automatically and intermittently controlled to impair the steerability of the vehicle. Control not to. Vehicle attitude stabilization control devices, for example, increase or decrease the braking pressure of some vehicles so that the vehicle does not skid, spin, or drift out when an operation input such as steering is applied. Control is performed to stabilize the vehicle body and prevent rollover.

【0003】これらの装置では、車両に搭載した各種セ
ンサ(操舵角、車速、ヨーレイト、横すべり角など)の
出力を入力として、プログラム制御回路によるリアルタ
イム演算制御が行われる。これらの演算制御に際して、
現在その車両が走行している路面の摩擦係数を推定する
ことが重要である。一方、現在走行中の路面の摩擦係数
を正しく推定することは簡単ではない。このため従来は
運転者のスイッチ操作により、現在走行中の路面の摩擦
係数を「滑りにくい」「滑りやすい」「きわめて滑りや
すい」の3段階に設定するものなどが知られている。
In these devices, the outputs of various sensors (steering angle, vehicle speed, yaw rate, sideslip angle, etc.) mounted on the vehicle are used as inputs, and real-time arithmetic control is performed by a program control circuit. In controlling these calculations,
It is important to estimate the friction coefficient of the road on which the vehicle is currently traveling. On the other hand, it is not easy to correctly estimate the friction coefficient of the road surface on which the vehicle is currently traveling. Therefore, conventionally, it is known that a driver operates a switch to set the friction coefficient of a road surface on which the vehicle is currently traveling to three levels of "slip-resistant", "slippery", and "extremely slippery".

【0004】従来、車両に搭載され、同じく車両に搭載
されているセンサ類の出力を取込み、プログラム制御回
路により演算を行って路面の摩擦係数(μ)をリアルタ
イムに推定する装置としては次のようなものがある。 (A)特開平6−286630号公報(出願人:日産自
動車)には、センサ出力として得られる操舵角、車速、
ヨーレイト、横すべり角などが、路面の摩擦係数(μ)
の影響を受けることを利用して、ニューラルネットワー
クを用いて路面摩擦係数(μ)を推定する方法が開示さ
れている。 (B)特開平7−174689号公報(出願人:日本電
装)には、路面の摩擦係数(μ)が低くなるほど、車両
の旋回中心が前輪側に移動する性質を利用して、各車輪
の回転速度の大小関係から、路面の摩擦係数(μ)を推
定する方法が開示されている。 (C)特開平6−3257号公報(出願人:本田技研)
には、駆動輪にエンジン駆動力を与えたときにその駆動
輪に生じるスリップの大きさが、路面の摩擦係数(μ)
の影響を受けることを利用して、路面の摩擦係数(μ)
を推定する方法が開示されている。
Conventionally, the following is a device for estimating the friction coefficient (μ) of the road surface in real time by taking in the outputs of the sensors mounted in the vehicle and also in the vehicle and performing the calculation by the program control circuit. There is something like this. (A) Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-286630 (Applicant: Nissan Motor Co., Ltd.) discloses a steering angle, a vehicle speed, which are obtained as sensor outputs,
Yaw rate, sideslip angle, etc. are the friction coefficient of road surface (μ)
A method of estimating a road surface friction coefficient (μ) by using a neural network by utilizing the influence of the above is disclosed. (B) Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-174689 (Applicant: Nippon Denso Co., Ltd.) uses the property that the turning center of a vehicle moves to the front wheel side as the friction coefficient (μ) of the road surface decreases, and A method of estimating the friction coefficient (μ) of the road surface from the magnitude relation of the rotation speed is disclosed. (C) JP-A-6-3257 (Applicant: Honda Motor Co., Ltd.)
Is the magnitude of the slip that occurs on the driving wheel when the engine driving force is applied to the driving wheel.
The coefficient of friction of the road surface (μ)
A method of estimating is disclosed.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上記(A)に開示され
ているものは、ニューラルネットワークを利用して、繰
り返し演算を行うものである。長い時間をかけるにした
がって、推定される摩擦係数(μ)の精度を高くするも
のであるが、走行状態によって目まぐるしく変化する路
面状態を短時間である適当な精度をもって推定するもの
ではない。
What is disclosed in the above (A) is to perform a repetitive operation using a neural network. The accuracy of the estimated friction coefficient (μ) is increased with the lapse of a long time, but the road surface condition that changes rapidly depending on the running condition is not estimated with appropriate accuracy in a short time.

【0006】上記(B)に開示されたものは、原理的に
は優れた方法であるが、複数の車輪の回転角度の小さい
差分を検出することが必要であり、どこまで実用的に実
施できるかがまだ不明である。
Although the method disclosed in (B) above is an excellent method in principle, it is necessary to detect a small difference in the rotation angles of a plurality of wheels, and to what extent can it be practically implemented. Is still unknown.

【0007】上記(C)に開示されたものは、路面が滑
りやすいか否かについて、運転者の感覚に一致する優れ
た方法であるが、二輪車について検討されたものであ
り、複数の駆動輪が差動歯車により連結されている四輪
あるいはそれ以上の車にはそのまま適用することができ
ない。
The method disclosed in (C) above is an excellent method that matches the driver's feeling as to whether or not the road surface is slippery. It cannot be applied as it is to vehicles with four wheels or more, which are connected by differential gears.

【0008】上述のように姿勢安定制御装置や制動制御
装置の入力に与える路面摩擦係数(μ)の値は、それほ
ど精度を必要とすることなく、たとえば3段階程度、す
なわち「滑りにくい」「滑りやすい」「きわめて滑りや
すい」を区分することができるなら、ほとんどの場合に
有効である。むしろ、きわめて短い時間に路面摩擦係数
(μ)をリアルタイムに演算することの方が重要であ
る。
As described above, the value of the road surface friction coefficient (μ) given to the input of the posture stabilization control device or the braking control device does not require so much accuracy, for example, in about three stages, that is, "slip resistant" and "slip". If it can be divided into “easy” and “very slippery”, it is effective in most cases. Rather, it is more important to calculate the road surface friction coefficient (μ) in real time in a very short time.

【0009】本発明は、このような背景に行われたもの
であって、姿勢安定制御装置や制動制御装置の入力パラ
メタとして与える路面摩擦係数(μ)の値として、十分
な程度の精度をもち、四輪車両またはそれ以上の車輪数
を有する車両に適用可能であり、リアルタイムに演算可
能な路面摩擦係数(μ)の推定装置を提供することを目
的とする。
The present invention has been made against such a background, and has a sufficient degree of accuracy as the value of the road surface friction coefficient (μ) given as an input parameter of the posture stabilization control device and the braking control device. It is an object of the present invention to provide a road surface friction coefficient (μ) estimating device that can be applied to a four-wheel vehicle or a vehicle having more than four wheels and can be calculated in real time.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明は、車両をエンジ
ン駆動力により加速したときに生じる駆動輪の空転時の
回転速度と実際の車両の加速状態とを対応させることに
より、または車両をブレーキ操作により減速するために
ブレーキ圧力を与え車輪の少くとも一つについてABS
(自動制動制御装置)が作動したときにその車輪の回転
加速度(マイナス値)と車両の加速度(マイナス値)と
を対応させることにより、路面の摩擦係数(μ)を推定
することを特徴とする。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention relates to a method in which a vehicle is braked by associating the idling rotational speed of the drive wheels generated when the vehicle is accelerated by an engine driving force with the actual acceleration state of the vehicle. Apply braking pressure to slow down by operation ABS on at least one of the wheels
When the (automatic braking control device) operates, the road surface friction coefficient (μ) is estimated by associating the rotational acceleration (negative value) of the wheel with the acceleration (negative value) of the vehicle. .

【0011】すなわち、本発明の第一の観点は、車両加
速時における路面摩擦係数の推定であって、加速時の左
右駆動輪の回転速度および従動輪の回転速度(ωf)を
それぞれ検出し記録する手段と、前記左右駆動輪の回転
速度差分を演算する手段と、この差分の時間微分値を
算する手段と、エンジン駆動力による加速が行われてい
る時間内の着目する時間区間で前記時間微分値が最大値
(a)を示す時刻(ts)を求める手段と、この時刻
(ts)のわずかに前の時刻(ts−Δt)における従
動輪の回転加速度(dωf/dt)を演算する手段と、
この従動輪の回転加速度(dωf/dt)に対する前記
最大値(a)の大きさに対応して路面摩擦係数(μ)の
値を推定する手段とを備えたことを特徴とする。
[0011] That is, a first aspect of the present invention is the estimation of the road surface friction coefficient when the vehicle acceleration, the detected rotation speed of the rotating speed you and the driven wheels of the left and right drive wheels during acceleration a (.omega.f) respectively means for recording, and means for calculating a rotational speed difference component of the left and right drive wheels, and means for Starring <br/> calculate the time differential value of the difference, the time acceleration by the engine driving force is performed And a means for obtaining a time (ts) at which the time differential value shows the maximum value (a) in the time section of interest, and a rotational acceleration ((t-Δt)) of the driven wheel at a time (ts-Δt) slightly before this time (ts). means for computing dωf / dt),
Means for estimating the value of the road surface friction coefficient (μ) corresponding to the magnitude of the maximum value (a) with respect to the rotational acceleration (dωf / dt) of the driven wheel.

【0012】前記従動輪の回転加速度(dωf/dt)
に対する前記最大値(a)の大きさに対応して路面摩擦
係数(μ)の値を推定する手段は、その車両の特性にし
たがって路面摩擦係数(μ)の段階的に区分された値に
対応して従動輪の回転加速度(dωf/dt)に対する
前記最大値(a)の大きさについてあらかじめ記憶され
たマップと、このマップを参照して前記従動輪の回転加
速度(dωf/dt)および前記最大値(a)の大きさ
から路面摩擦係数(μ)を求める手段とを含むことが望
ましい。
Rotational acceleration of the driven wheel (dωf / dt)
Means for estimating the value of the road surface friction coefficient (μ) corresponding to the magnitude of the maximum value (a) corresponds to the stepwise divided value of the road surface friction coefficient (μ) according to the characteristics of the vehicle. Then, a map stored in advance about the magnitude of the maximum value (a) with respect to the rotational acceleration (dωf / dt) of the driven wheel and the rotational acceleration (dωf / dt) of the driven wheel and the maximum value are referred to with reference to this map. It is desirable to include means for obtaining the road surface friction coefficient (μ) from the magnitude of the value (a).

【0013】車両をエンジン駆動力により加速すると、
駆動輪には路面が滑りやすいときにスリップが発生す
る。従動輪にはスリップの発生はない。駆動輪および従
動輪それぞれに備えられた車輪回転速度センサから左右
駆動輪の回転速度および従動輪の回転速度(ωf)を取
込み記録し、左右駆動輪に生じた回転速度の差分を
め、この回転速度差分の時間微分値を演算する。この値
は左右駆動輪の回転速度差分についての加速時における
回転加速度、すなわち空転の立上り速さを示す。
When the vehicle is accelerated by the engine driving force,
Slip occurs on the drive wheels when the road surface is slippery. The driven wheel does not slip. Rotational speed of the rotating speed you and the driven wheels of the right and left drive wheels from the wheel speed sensor provided in each drive wheel and the driven wheels (.omega.f) and acquisition record, the difference component of the rotational speed occurring in the left and right drive wheels determined First, the time differential value of this rotational speed difference is calculated. This value indicates the rotational acceleration at the time of acceleration for the rotational speed difference between the left and right drive wheels, that is, the rising speed of idling.

【0014】一方、この時間微分値の中で最大値(a)
がエンジン駆動力による加速が行われている時間内の着
目する時間区間のどこで検出されたかを示す時刻(t
s)を求め、検出記録した従動輪の回転速度(ωf)か
らこの時刻(ts)のわずかに前の時刻(ts−Δ
t)、すなわち駆動輪の空転直前の時刻における従動輪
の回転加速度(dωf/dt)を演算する。この値が加
速操作により生じた車体の加速度を示す。この従動輪の
回転加速度(dωf/dt)に対する左右駆動輪の回転
速度差分の時間微分値の最大値(a)の大きさ(駆動輪
空転の立上り速さ)に対応して路面摩擦係数(μ)の値
を推定する。
On the other hand, the maximum value (a) among the time differential values
Is a time (t) that indicates where is detected in the time section of interest within the time during which the acceleration by the engine driving force is being performed.
s), and the time (ts-Δ) slightly before this time (ts) from the detected and recorded rotational speed (ωf) of the driven wheel.
t), that is, the rotational acceleration (dωf / dt) of the driven wheels immediately before the idling of the driving wheels is calculated. This value indicates the acceleration of the vehicle body caused by the acceleration operation. Corresponding to the magnitude of the maximum value (a) of the time derivative of the rotational speed difference between the left and right drive wheels with respect to the rotational acceleration (dωf / dt) of the driven wheels (the rising speed of the drive wheel idling), the road surface friction coefficient (μ ) Value is estimated.

【0015】この路面摩擦係数(μ)の値は、その車両
固有の特性にしたがって路面摩擦係数(μ)の段階的に
区分された値、例えば、路面摩擦係数(μ)が0.1ま
での値(きわめて滑りやすい)、0.1から0.4まで
の値(滑りやすい)、0.4〜0.8までの値(滑りに
くい)のような区分に対応させて従動輪の回転加速度
(dωf/dt)に対する前記最大値(a)の大きさに
ついてあらかじめマップとして記憶しておき、このマッ
プを参照して従動輪の回転加速度(dωf/dt)およ
び前記最大値(a)の大きさから求めることができる。
The value of the road surface friction coefficient (μ) is a value obtained by stepwise dividing the road surface friction coefficient (μ) according to the characteristics peculiar to the vehicle, for example, the road surface friction coefficient (μ) is up to 0.1. The rotational acceleration of the driven wheel (corresponding to a value (very slippery), a value from 0.1 to 0.4 (slippery), and a value from 0.4 to 0.8 (slippery) ( The magnitude of the maximum value (a) with respect to dωf / dt) is stored in advance as a map, and with reference to this map, the rotational acceleration (dωf / dt) of the driven wheel and the magnitude of the maximum value (a) are calculated. You can ask.

【0016】本発明の第二の観点は、制動時における路
面摩擦係数の推定であって、制動時の車輪回転速度(ω
p,ωq)を複数の車輪について検出し記録する手段
と、制動操作入力に対してABS(Antilock Break Sys
tem,自動制動制御装置)が作動した車輪(Q)について
回転速度(ωq)の時間微分値(dωq/dt)を演算
する手段と、前記ABSが作動した時点でABSが作動
しない車輪(P)の回転速度(ωp,車体速度(V)に
比例)の時間微分値(dωp/dt,車体の加速度に比
例)に対する前記ABSが作動した車輪(Q)の回転速
度(ωq)の時間微分値(dωq/dt)のマイナス側
振幅値(a′,減速時の加速度最大値)に対応して路面
摩擦係数(μ)の値を推定する手段とを備えたことを特
徴とする。
A second aspect of the present invention is the estimation of the road surface friction coefficient during braking, which is the wheel rotation speed (ω) during braking.
(p, ωq) is detected and recorded for a plurality of wheels, and ABS (Antilock Break Sys
tem, automatic braking control device), means for calculating the time differential value (dωq / dt) of the rotational speed (ωq) for the wheel (Q) on which the ABS is not activated (P) Of the rotational speed (ωq) of the wheel (Q) operated by the ABS with respect to the time differential value (dωp / dt, which is proportional to the acceleration of the vehicle body) of the rotational speed (ωp, which is proportional to the vehicle body speed (V)) of and a means for estimating the value of the road surface friction coefficient (μ) corresponding to the negative amplitude value (a ′, maximum acceleration value during deceleration) of dωq / dt).

【0017】前記ABSが作動しない車輪(P)の回転
速度(ωp)の時間微分値(dωp/dt)に対する前
記ABSが作動した車輪(Q)の回転速度(ωq)の時
間微分値(dωq/dt)のマイナス側振幅値(a′)
に対応して路面摩擦係数(μ)の値を推定する手段は、
その車両の特性にしたがって路面摩擦係数(μ)の段階
的に区分された値に対応してABSが作動しない車輪
(P)の回転速度(ωp)の時間微分値(dωp/d
t)に対する前記ABSが作動した車輪(Q)の回転速
度(ωq)の時間微分値(dωq/dt)のマイナス側
振幅値(a′)の大きさについてあらかじめ記憶された
マップと、このマップを参照して前記ABSが作動しな
い車輪(P)の回転速度(ωp)の時間微分値(dωp
/dt)および前記マイナス側振幅値(a′)から路面
摩擦係数(μ)を求める手段を含むことが望ましい。
The time differential value (dωq / of the rotational speed (ωq) of the wheel (Q) where the ABS is operated with respect to the time differential value (dωp / dt) of the rotational speed (ωp) of the wheel (P) where the ABS is not operated. dt) negative amplitude value (a ')
The means for estimating the value of road surface friction coefficient (μ) corresponding to
The time differential value (dωp / d) of the rotational speed (ωp) of the wheel (P) in which the ABS does not operate corresponding to the value of the road surface friction coefficient (μ) divided stepwise according to the characteristics of the vehicle.
The map stored in advance for the magnitude of the negative side amplitude value (a ′) of the time differential value (dωq / dt) of the rotational speed (ωq) of the wheel (Q) where the ABS is operated with respect to t), and this map Referring to the time differential value (dωp) of the rotational speed (ωp) of the wheel (P) in which the ABS does not operate.
/ Dt) and the negative side amplitude value (a '), it is desirable to include means for obtaining the road surface friction coefficient (μ).

【0018】車両に制動がかけられたときに、複数の車
輪それぞれに設けられた車輪回転速度センサから車輪回
転速度(ωp、ωq)を取込み記録し、制動操作入力に
対してABSが作動した車輪(Q)についてその回転速
度(ωq)の時間微分値(dωq/dt)を演算すると
ともに、ABSが作動しない車輪(P)の回転速度(ω
p)の時間微分値(dωp/dt)を演算する。ABS
が作動しない車輪(P)の回転速度(ωp)は車体速度
(V)に比例し、その時間微分値(dωp/dt)は車
体の加速度に比例する。
When the vehicle is braked, the wheel rotation speeds (ωp, ωq) are captured and recorded from the wheel rotation speed sensors provided on each of the plurality of wheels, and the ABS actuated in response to the braking operation input. The time differential value (dωq / dt) of the rotational speed (ωq) of (Q) is calculated, and the rotational speed (ω) of the wheel (P) in which the ABS does not operate is calculated.
The time differential value (dωp / dt) of p) is calculated. ABS
The rotational speed (ωp) of the wheel (P) that does not operate is proportional to the vehicle body speed (V), and its time derivative (dωp / dt) is proportional to the vehicle body acceleration.

【0019】このABSが作動しない車輪(P)の回転
速度(ωp)の時間微分値(dωp/dt)に対するA
BSが作動した車輪(Q)の回転速度(ωq)の時間微
分値(dωq/dt)のマイナス側振幅値(a′)に対
応して路面摩擦係数(μ)を推定する。ABSが作動し
ない車輪(P)の回転速度(ωp)は車体速度(V)に
比例し、その時間微分値(dωp/dt)は車体加速度
に比例する。また、ABSが作動した車輪(Q)の回転
速度の時間微分値(dωq/dt)のマイナス側振幅値
a′は減速時の加速度最大値を示す。
A with respect to the time differential value (dωp / dt) of the rotational speed (ωp) of the wheel (P) in which the ABS does not operate
The road surface friction coefficient (μ) is estimated corresponding to the negative side amplitude value (a ′) of the time differential value (dωq / dt) of the rotational speed (ωq) of the wheel (Q) where the BS has operated. The rotation speed (ωp) of the wheel (P) where the ABS does not operate is proportional to the vehicle body speed (V), and its time differential value (dωp / dt) is proportional to the vehicle body acceleration. Further, the negative side amplitude value a ′ of the time differential value (dωq / dt) of the rotational speed of the wheel (Q) in which the ABS has operated represents the maximum acceleration value during deceleration.

【0020】この制動時に路面摩擦係数(μ)を推定す
る場合も、その車両固有の特性にしたがって、前述した
ように路面摩擦係数(μ)の段階的に区分された値に対
応して、ABSが作動しない車輪(P)の回転速度(ω
p)の時間微分値(dωp/dt)に対するABSが作
動した車輪(Q)の回転速度(ωq)の時間微分値(d
ωq/dt)のマイナス側振幅値(a′)の大きさにつ
いてあらかじめマップとして記憶しておき、このマップ
を参照してABSが作動しない車輪(P)の回転速度
(ωp)の時間微分値(dωp/dt)およびマイナス
側振幅値(a′)から求めることができる。
Also when estimating the road surface friction coefficient (μ) at the time of braking, according to the characteristics peculiar to the vehicle, as described above, the ABS corresponds to the stepwise divided value of the road surface friction coefficient (μ). Does not work The rotation speed of the wheel (P) (ω
p) with respect to the time differential value (dωp / dt) of the rotational speed (ωq) of the wheel (Q) on which the ABS is operated.
The magnitude of the negative side amplitude value (a ′) of ωq / dt) is stored in advance as a map, and the time differential value (ωp) of the rotation speed (ωp) of the wheel (P) in which the ABS does not operate is stored with reference to this map. It can be obtained from dωp / dt) and the negative amplitude value (a ′).

【0021】これにより、姿勢安定制御装置や制動制御
装置の入力パラメタとして与える路面摩擦係数(μ)の
値として、十分な程度の精度、すなわち、「滑りにく
い」、「滑りやすい」、「きわめて滑りやすい」のよう
な精度区分で、四輪車両またはそれ以上の車輪数を有す
る車両に適用できる値をリアルタイムに演算推定するこ
とができ、精度の高い姿勢安定制御や制動制御を行うこ
とができる。
Thus, as the value of the road surface friction coefficient (μ) given as an input parameter of the posture stabilization control device or the braking control device, there is a sufficient degree of accuracy, that is, "difficult to slip", "slippery", "very slippery". In a precision classification such as “easy”, a value applicable to a four-wheel vehicle or a vehicle having more wheels can be calculated and estimated in real time, and highly accurate posture stabilization control and braking control can be performed.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0023】[0023]

【実施例】次に、本発明実施例を図面に基づいて説明す
る。図1は本発明実施例にかかわる姿勢安定制御装置の
システム構成を示すブロック図、図2は本発明実施例に
かかわる姿勢安定制御装置の車両への実装例を示す斜視
図である。
Embodiments of the present invention will now be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a system configuration of a posture stabilization control device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a perspective view showing an example of mounting the posture stabilization control device according to the embodiment of the present invention on a vehicle.

【0024】本発明実施例路面摩擦係数推定装置1は、
ABS(自動制動制御装置)2が設けられ自動制動制御
を行うとともに各種制御情報を入力として車両の姿勢安
定化制御を行う姿勢安定制御装置3に備えられる。
The road surface friction coefficient estimating apparatus 1 according to the embodiment of the present invention is
An ABS (automatic braking control device) 2 is provided and is provided in a posture stabilization control device 3 that performs automatic braking control and also performs posture stabilization control of a vehicle by inputting various control information.

【0025】この路面摩擦係数推定装置1には、加速時
において路面摩擦係数(μ)を推定する手段として、加
速時の左右駆動輪の回転速度および従動輪の回転速度
(ωf)をそれぞれ検出し記録する手段と、前記左右駆
動輪の回転速度差分を演算する手段と、この差分の時間
微分値を演算する手段と、エンジン駆動力による加速が
行われている時間内の着目する時間区間で前記時間微分
値が最大値(a)を示す時刻(ts)を求める手段と、
この時刻(ts)のわずかに前の時刻(ts−Δt)に
おける従動輪の回転加速度(dωf/dt)を演算する
手段と、この従動輪の回転加速度(dωf/dt)に対
する前記最大値(a)の大きさに対応して路面摩擦係数
(μ)の値を推定する手段とが備えられる。
[0025] The road surface friction coefficient estimating device 1, as means for estimating a road surface friction coefficient (mu) at the time of acceleration, the rotational speed of the rotating speed you and the driven wheels of the left and right drive wheels during acceleration a (.omega.f) respectively means for detecting and recording, the means for calculating the rotational speed difference component of the left and right drive wheels, and means for calculating a time differential value of the difference, the time of interest in time of acceleration by the engine driving force is performed Means for obtaining a time (ts) at which the time differential value shows the maximum value (a) in the section;
Means for calculating the rotational acceleration (dωf / dt) of the driven wheel at a time (ts-Δt) slightly before this time (ts) and the maximum value (a) for the rotational acceleration (dωf / dt) of the driven wheel. ), And means for estimating the value of the road surface friction coefficient (μ) corresponding to the magnitude of

【0026】従動輪の回転加速度(dωf/dt)に対
する前記最大値(a)の大きさに対応して路面摩擦係数
(μ)の値を推定する手段には、その車両の特性にした
がって路面摩擦係数(μ)の段階的に区分された値に対
応して従動輪の回転加速度(dωf/dt)に対する前
記最大値(a)の大きさについてあらかじめ記憶された
マップ4と、このマップ4を参照して従動輪の回転加速
度(dωf/dt)および前記最大値(a)の大きさか
ら路面摩擦係数(μ)を求める手段とが含まれる。
The means for estimating the value of the road surface friction coefficient (μ) corresponding to the magnitude of the maximum value (a) with respect to the rotational acceleration (dωf / dt) of the driven wheel includes road surface friction according to the characteristics of the vehicle. Refer to this map 4 and the map 4 stored in advance for the magnitude of the maximum value (a) with respect to the rotational acceleration (dωf / dt) of the driven wheel corresponding to the stepwise divided values of the coefficient (μ). And means for obtaining the road surface friction coefficient (μ) from the rotational acceleration (dωf / dt) of the driven wheel and the magnitude of the maximum value (a).

【0027】さらに、制動時において路面摩擦係数を推
定する手段として、制動時の車輪回転速度(ωp,ω
q)を複数の車輪について検出し記録する手段と、制動
操作入力に対してABS(Antilock Break System,自動
制動制御装置)2が作動した車輪(Q)について回転速
度(ωq)の時間微分値(dωq/dt)を演算する手
段と、ABS2が作動した時点でABS2が作動しない
車輪(P)の回転速度(ωp,車体速度(V)に比例)
の時間微分値(dωp/dt,車体の加速度に比例)に
対するABS2が作動した車輪(Q)の回転速度(ω
q)の時間微分値(dωq/dt)のマイナス側振幅値
(a′,減速時の加速度最大値)に対応して路面摩擦係
数(μ)の値を推定する手段とが備えられる。
Further, as a means for estimating the road surface friction coefficient during braking, the wheel rotational speeds during braking (ωp, ω)
q) for a plurality of wheels for detection and recording, and a time differential value (ωq) of the rotational speed (ωq) for the wheel (Q) on which the ABS (Antilock Break System, automatic braking control device) 2 has operated in response to the braking operation input. dωq / dt) and a rotation speed (ωp, proportional to the vehicle body speed (V) of the wheel (P) where the ABS2 does not operate when the ABS2 operates.
The rotational speed (ω) of the wheel (Q) on which the ABS 2 is operated with respect to the time differential value (dωp / dt, which is proportional to the acceleration of the vehicle body) of
and a means for estimating the value of the road surface friction coefficient (μ) corresponding to the negative side amplitude value (a ′, maximum acceleration value during deceleration) of the time differential value (dωq / dt) of q).

【0028】ABS2が作動しない車輪(P)の回転速
度(ωp)の時間微分値(dωp/dt)に対するAB
S2が作動した車輪(Q)の回転速度(ωq)の時間微
分値(dωq/dt)のマイナス側振幅値(a′)に対
応して路面摩擦係数(μ)の値を推定する手段には、そ
の車両の特性にしたがって路面摩擦係数(μ)の段階的
に区分された値に対応してABS2が作動しない車輪
(P)の回転速度(ωp)の時間微分値(dωp/d
t)に対するABS2が作動した車輪(Q)の回転速度
(ωq)の時間微分値(dωq/dt)のマイナス側振
幅値(a′)の大きさについてあらかじめ記憶されたマ
ップ4と、このマップ4を参照してABS2が作動しな
い車輪(P)の回転速度(ωp)の時間微分値(dωp
/dt)およびマイナス側振幅値(a′)から路面摩擦
係数(μ)を求める手段が含まれる。
AB with respect to the time differential value (dωp / dt) of the rotational speed (ωp) of the wheel (P) in which the ABS 2 does not operate
The means for estimating the value of the road surface friction coefficient (μ) corresponding to the negative side amplitude value (a ′) of the time differential value (dωq / dt) of the rotational speed (ωq) of the wheel (Q) in which S2 has operated is , The time differential value (dωp / d) of the rotational speed (ωp) of the wheel (P) in which the ABS 2 does not operate corresponding to the value of the road surface friction coefficient (μ) divided stepwise according to the characteristics of the vehicle.
Map 4 stored in advance with respect to the magnitude of the negative side amplitude value (a ′) of the time differential value (dωq / dt) of the rotational speed (ωq) of the wheel (Q) at which the ABS 2 has operated with respect to t), and this map 4 Referring to, the time differential value (dωp) of the rotation speed (ωp) of the wheel (P) in which the ABS 2 does not operate
/ Dt) and the amplitude value (a ') on the negative side, a means for obtaining the road surface friction coefficient (μ) is included.

【0029】本実施例の構成として図1に示す2軸構造
の車両を例に示したが、大型車両の場合には3軸あるい
は4軸構造が用いられる。このような3軸あるいは4軸
構造の場合も同様に実施できる。すなわち、それぞれの
車輪の回転速度およびその他必要とする制御情報が取込
まれ、路面摩擦係数(μ)が同様に推定され、推定され
た路面摩擦係数(μ)を制御情報として自動制動制御、
姿勢安定制御、その他の制御が同様に行われる。
The configuration of this embodiment has been described by taking the two-axis structure vehicle shown in FIG. 1 as an example, but in the case of a large vehicle, a three-axis or four-axis structure is used. The same can be applied to such a three-axis or four-axis structure. That is, the rotational speed of each wheel and other necessary control information are taken in, the road surface friction coefficient (μ) is similarly estimated, and the estimated road surface friction coefficient (μ) is used as control information for automatic braking control,
Posture stabilization control and other controls are similarly performed.

【0030】次に、このように構成された本発明実施例
路面摩擦係数推定装置1の路面摩擦係数推定動作につい
て説明する。図3は本発明実施例路面摩擦係数推定装置
による加速時における路面摩擦係数推定動作の流れを示
すフローチャート、図4は本発明実施例路面摩擦係数推
定装置による加速時における路面摩擦係数の推定方法を
説明する図である。
Next, the operation of estimating the road surface friction coefficient of the road surface friction coefficient estimating apparatus 1 of the embodiment of the present invention thus constructed will be described. FIG. 3 is a flow chart showing the flow of the road surface friction coefficient estimating operation during acceleration by the road surface friction coefficient estimating apparatus of the present invention, and FIG. 4 shows the method of estimating the road surface friction coefficient during acceleration by the road surface friction coefficient estimating apparatus of the present embodiment. It is a figure explaining.

【0031】路面摩擦係数推定装置1は、車両の加速操
作が行われたときに、図4(A)に示すよう、左右駆動
輪(左右後輪)および従動輪の各車輪6それぞれの車輪
回転速度センサ5から左駆動輪の回転速度(ωrl)、
右駆動輪の回転速度(ωrr)および従動輪の回転速度
(ωf)を取込みその値を時間の経過にしたがって継続
的に記録する。
When the vehicle is accelerated, the road friction coefficient estimating apparatus 1 rotates the wheels 6 of the left and right driving wheels (left and right rear wheels) and the driven wheels as shown in FIG. 4 (A). From the speed sensor 5 to the rotational speed (ωrl) of the left driving wheel,
The rotation speed (ωrr) of the right drive wheel and the rotation speed (ωf) of the driven wheel are taken and the values are continuously recorded as time passes.

【0032】次いで、ある時刻の記録について、左右駆
動輪の回転速度差分を演算し、この回転速度差分の時間
微分値を演算する。これを時間の経過にしたがって継続
的に繰り返す。さらに、このエンジン駆動力により加速
が行われている時間内の着目する時間区間において、上
で演算した時間微分値の最大値(a)を示す時刻(t
s)を求め、図4(B)に示すように、この時刻(t
s)のわずかに前の時刻(ts−Δt)における従動輪
の回転加速度(dωf/dt)を演算する。
[0032] Next, the recording of a certain time, calculates the rotational speed difference component of the left and right driving wheels, and calculates a time differential value of the rotational speed difference. This is continuously repeated as time passes. Further, in the time section of interest within the time during which the engine driving force is accelerating, the time (t) indicating the maximum value (a) of the time differential value calculated above is displayed.
s), and as shown in FIG.
The rotational acceleration (dωf / dt) of the driven wheel at a time (ts-Δt) slightly before s) is calculated.

【0033】ここで、図4(c)に示すマップ4、すな
わち、その車両の固有の特性にしたがって路面摩擦係数
(μ)の段階的に区分された値、例えば、路面がきわめ
て滑りやすいとされるμ=0.1までの値、路面が滑り
やすいとされるμ=0.4までの値、および路面が滑り
にくいとされるμ=0.8までの値に対応して、従動輪
の回転加速度(dωf/dt)最大値(a)の大きさ
の関係(従動輪の回転加速度が大きくなるにしたがっ
て最大値は小さくなる関係)表したマップ4を参照し
て、従動輪の回転加速度(dωf/dt:車体の加速
度)および最大値(a)の大きさから路面摩擦係数
(μ)を求める。
Here, the map 4 shown in FIG. 4 (c), that is, the value of the road surface friction coefficient (μ) divided stepwise according to the peculiar characteristics of the vehicle, for example, the road surface is extremely slippery. Corresponding to values up to μ = 0.1, values up to μ = 0.4 where the road surface is considered slippery, and values up to μ = 0.8 where the road surface is considered slippery. Rotational acceleration (dωf / dt) and maximum value (a)
According to the relationship (rotational acceleration of the driven wheels is increased with
Then, the road surface friction coefficient (μ) is obtained from the rotational acceleration (dωf / dt: vehicle body acceleration) of the driven wheel and the maximum value (a) by referring to the map 4 representing the relationship that the maximum value becomes smaller. .

【0034】この路面摩擦係数(μ)は姿勢安定制御装
置3に出力され、この値を制御情報として姿勢安定制御
およびABS2による自動制動制御が行われる。
This road surface friction coefficient (μ) is output to the posture stabilization control device 3, and the posture stabilization control and the automatic braking control by the ABS 2 are performed using this value as control information.

【0035】次に、制動時における路面摩擦係数推定動
作について説明する。図5は本発明実施例路面摩擦係数
推定装置による制動時における路面摩擦係数推定動作の
流れを示すフローチャート、図6は本発明実施例路面摩
擦係数推定装置による制動時における路面摩擦係数の推
定方法を説明する図である。
Next, the operation of estimating the road surface friction coefficient during braking will be described. FIG. 5 is a flowchart showing the flow of the road surface friction coefficient estimating operation during braking by the road surface friction coefficient estimating apparatus of the present invention, and FIG. 6 shows the road surface friction coefficient estimating method during braking by the road surface friction coefficient estimating apparatus of the present embodiment. It is a figure explaining.

【0036】路面摩擦係数推定装置1は、車両の制動操
作が行われたときに、駆動輪(左右後輪)および従動輪
(左右前輪)の各車輪6それぞれの車輪回転速度センサ
5から車輪回転速度(ωp、ωq)を取込みその値を記
録する。
The road surface friction coefficient estimation device 1 uses the wheel rotation speed sensors 5 of the respective wheels 6 of the driving wheels (left and right rear wheels) and the driven wheels (left and right front wheels) to rotate the wheels when the vehicle is braked. Take the velocity (ωp, ωq) and record the value.

【0037】次いで、図6(A)に示すように、制動操
作入力に対してABS2が作動した車輪(Q)について
の回転速度(ωq)の時間微分値(dωq/dt)を演
算するとともに、ABS2が作動した時点でABS2が
作動しない車輪(P)の回転速度(ωp)の時間微分値
(dωp/dt)を演算する。路面摩擦係数(μ)が低
いほど車輪回転速度の減速が速く現れる。
Next, as shown in FIG. 6 (A), the time differential value (dωq / dt) of the rotational speed (ωq) of the wheel (Q) on which the ABS 2 is operated in response to the braking operation input is calculated, and at the same time, When the ABS 2 operates, the time differential value (dωp / dt) of the rotation speed (ωp) of the wheel (P) where the ABS 2 does not operate is calculated. The lower the road friction coefficient (μ), the faster the wheel rotation speed decelerates.

【0038】続いて、図6(B)に示すように、ABS
2が作動した時点で、ABS2が作動しない車輪(P)
の回転速度(ωp)の時間微分値(dωp/dt)
BS2が作動した車輪(Q)の回転速度(ωq)の時間
微分値(dωq/dt)のマイナス側振幅値(a′)
を求める。このマイナス側振幅値(a′)は大きいほど
路面摩擦係数(μ)は低い値を示す。回転速度(ωp)
の時間微分値(dωp/dt)の値は車体の加速度(減
速度)に比例し、車輪(Q)の回転速度(ωq)の時間
微分値(dωq/dt)のマイナス側振幅値(a′)は
減速時の加速最大値を示す。
Then, as shown in FIG.
When ABS2 is activated, ABS2 is not activated (P)
Time differential value (dωp / dt) of the rotation speed (ωp) of A and A
BS2 seeks <br/> the rotational speed of the wheel (Q) which operated negative amplitude value of the time differential value of (ωq) (dωq / dt) (a '). The larger the negative amplitude value (a ′), the lower the road friction coefficient (μ). Rotational speed (ωp)
Of the time differential value (dωp / dt) of the vehicle body is proportional to the acceleration (deceleration) of the vehicle body, and the negative side amplitude value (a ′) of the time differential value (dωq / dt) of the rotational speed (ωq) of the wheel (Q). ) Indicates the maximum acceleration value during deceleration.

【0039】このABS2が作動しない車輪(P)の回
転速度(ωp)の時間微分値dωp/dt)に対するA
BS2が作動した車輪(Q)の回転速度(ωq)の時間
微分値(dωq/dt)のマイナス側振幅値(a′)の
大きさについてあらかじめ記憶された図6(c)に示す
マップ4、すなわち、その車両固有の特性にしたがって
路面摩擦係数(μ)の段階的に区分された値、例えば加
速時にける推定と同様の三段階に区分された値を示すマ
ップ4を参照し、ABS2が作動しない車輪(P)の回
転速度(ωp)の時間微分値(dωp/dt)およびマ
イナス側振幅(a′)から路面摩擦係数を求める。
A with respect to the time differential value dωp / dt of the rotational speed (ωp) of the wheel (P) in which the ABS 2 does not operate
A map 4 shown in FIG. 6 (c) in which the magnitude of the negative-side amplitude value (a ') of the time differential value (dωq / dt) of the rotational speed (ωq) of the wheel (Q) on which the BS2 is operated is stored in advance, That is, referring to the map 4 showing the values of the road surface friction coefficient (μ) divided in stages according to the characteristics peculiar to the vehicle, for example, the values divided in three stages similar to the estimation during acceleration, the ABS 2 operates. The road surface friction coefficient is obtained from the time differential value (dωp / dt) of the rotational speed (ωp) of the wheel (P) and the negative side amplitude (a ′).

【0040】ここで、図1を参照して本発明実施例にか
かわる姿勢安定制御装置3について説明する。姿勢安定
制御装置3はプログラム制御されるコンピュータ回路を
含む電子装置であり、車両の運転操作入力およびその車
両の挙動データを入力としその車両の運動状態を演算出
力し、この演算出力にしたがって運転操作入力および外
乱入力を安全側に修正する修正入力をその車両に与える
姿勢の安定制御を行う。すなわち、その車両の物理特性
を数値として保持する数値モデルと、その車両の運転操
作入力をデータとして取込み数値モデルを参照して伝達
関数によりその車両の応答を推測演算するオブザーバと
が含まれ、伝達関数に与えるデータは、k時点のデータ
X(k)がそのM時点前までの過去のデータに各時点毎
に重み係数A(m)を乗じた値で表される自己回帰法
(AR法) により応答を演算する。
Now, with reference to FIG. 1, the posture stabilization control device 3 according to the embodiment of the present invention will be described. The posture stabilization control device 3 is an electronic device including a computer circuit that is program-controlled, and receives a driving operation input of a vehicle and behavior data of the vehicle as input, and outputs a motion state of the vehicle, and outputs a driving operation according to this output. It performs stable control of the posture that gives a corrective input that corrects the input and disturbance input to the safe side. That is, it includes a numerical model that holds the physical characteristics of the vehicle as a numerical value, and an observer that takes in the driving operation input of the vehicle as data and refers to the numerical model to estimate the response of the vehicle by a transfer function. The data given to the function is an autoregressive method (AR method) in which the data X (k) at the time point k is represented by a value obtained by multiplying the past data up to the time point before the time point M by the weighting coefficient A (m) at each time point. Calculate the response by.

【0041】例えば積載重量が変化したとき、積載荷姿
が変化したとき、搭乗者数が変化したとき、搭乗者の着
座位置が変化したときなどに、その車両の特徴を表示す
るパラメタが実際の挙動と一致しなくなる。このとき
に、車両の数値モデルにあらかじめ保持されているパラ
メタを自動的にその挙動に一致するように変更する。こ
の更新は、運転操作入力あるいは外乱入力に対する車両
の挙動が危険な程度より十分小さい安全な走行が行われ
ているときに実行される。
For example, when the loaded weight is changed, the loaded load is changed, the number of passengers is changed, the seating position of the passengers is changed, etc., the parameters for displaying the characteristics of the vehicle are the actual parameters. Inconsistent with behavior. At this time, the parameters held in advance in the numerical model of the vehicle are automatically changed to match their behavior. This update is executed when the vehicle is safely traveling with the behavior of the vehicle with respect to the driving operation input or the disturbance input being sufficiently smaller than the dangerous degree.

【0042】この装置にはヨーレイトセンサ7、ロール
レイトセンサ8、横方向加速度センサ9および前後方向
加速度センサ10が実装され、これらの各検出出力は姿
勢安定制御装置3に接続されている。4個の車輪6には
それぞれ車輪回転速度センサ5が取付けられ、これらの
検出出力も姿勢安定制御装置3に接続される。ブレーキ
・ブースタ・アクチュエータ11にはブレーキ圧センサ
12が取付けられ、この検出出力は同じく姿勢安定制御
装置3に接続される。操舵ハンドル13には操舵角セン
サ14が取付けられ、その出力は姿勢安定制御装置3に
接続される。内燃機関を制御するガバナ15にはガバナ
センサ16が組み込まれ、ガバナ15の状態を検出しそ
の検出出力は姿勢安定制御装置3に接続される。
A yaw rate sensor 7, a roll rate sensor 8, a lateral acceleration sensor 9 and a longitudinal acceleration sensor 10 are mounted on this apparatus, and their respective detection outputs are connected to the posture stabilization control apparatus 3. Wheel rotation speed sensors 5 are attached to the four wheels 6, respectively, and their detection outputs are also connected to the posture stabilization control device 3. A brake pressure sensor 12 is attached to the brake booster actuator 11, and its detection output is also connected to the posture stabilization control device 3. A steering angle sensor 14 is attached to the steering wheel 13, and its output is connected to the posture stabilization control device 3. A governor sensor 16 is incorporated in the governor 15 for controlling the internal combustion engine, detects the state of the governor 15, and outputs the detection output thereof to the posture stabilization control device 3.

【0043】姿勢安定制御装置3の制御フローの一例
は、通常制御について図7に示すとおりである。この挙
動データの取込みは自己回帰法(AR法)により実行さ
れる。すなわち、過去M時点前までのデータに逆上り、
過去のデータに各時点毎の重み係数A(m)を乗じた値
で表される。
An example of the control flow of the posture stabilization control device 3 is as shown in FIG. 7 for normal control. The acquisition of this behavior data is executed by the autoregressive method (AR method). That is, it goes backward to the data up to the point M in the past,
It is represented by a value obtained by multiplying the past data by the weighting factor A (m) at each time point.

【0044】また、積荷の状態が変わり、あるいは搭乗
者の数や搭乗者の位置が変わると、図8に例示する制御
が行われて、車両モデルのパラメタが更新される。この
更新は常に修正の要否を監視することにより自動的に実
行される。この挙動データの取込みについても自己回帰
法(AR法)により実行される。図8に示す更新モード
のプロセスは図7に示すステップS9の中で実行され
る。
When the state of the cargo changes, or the number of passengers or the positions of passengers changes, the control illustrated in FIG. 8 is performed and the parameters of the vehicle model are updated. This update is automatically performed by constantly monitoring the need for correction. The acquisition of this behavior data is also executed by the autoregressive method (AR method). The update mode process shown in FIG. 8 is executed in step S9 shown in FIG.

【0045】図9は本発明実施例にかかわる入力データ
の一例を示したもので、(a)には操舵角、(b)には
ヨーレイト、(c)には横すべり角が示されている。横
軸は時間(秒)である。横軸は(a),(b),(c)
に共通である。操舵ハンドル13が操作されると、操舵
角センサ14がこれを検出し(a)に示す入力データを
姿勢安定制御装置3に送出する。この操舵操作にともな
ってヨーレイトセンサ7がヨーレイトを検出し(b)に
示す入力データを姿勢安定制御装置3に送出する。同時
に横方向加速度センサ9が横すべり角を検出し(c)に
示す入力データを姿勢安定制御装置3に送出する。すな
わち図9に示す(a)は入力であり、同(b)および
(c)は車両の振る舞い(ビヘービア)を表す応答であ
る。
FIG. 9 shows an example of input data according to the embodiment of the present invention, in which steering angle is shown in (a), yaw rate is shown in (b), and side slip angle is shown in (c). The horizontal axis is time (seconds). The horizontal axis is (a), (b), (c)
Is common to. When the steering wheel 13 is operated, the steering angle sensor 14 detects it and sends the input data shown in (a) to the posture stabilization control device 3. Along with this steering operation, the yaw rate sensor 7 detects the yaw rate and sends the input data shown in (b) to the posture stabilization control device 3. At the same time, the lateral acceleration sensor 9 detects the side slip angle and sends the input data shown in (c) to the posture stabilization control device 3. That is, (a) shown in FIG. 9 is an input, and (b) and (c) are responses representing the behavior (behavior) of the vehicle.

【0046】姿勢安定制御装置3はこれらのデータに基
づいてこの車両の伝達関数を演算する。伝達関数は複素
関数であり、現実的な一例を示すと、横軸に周波数をと
り縦軸に振幅および位相を表示することにより表示する
ことができる。比較的単純なモデルで考えると、振幅特
性は周波数に対してなだらかな右下がりの曲線になり、
位相特性は対応して右下がりの曲線になる。図10
(a)および(b)はヨーレートについて振幅および位
相の周波数特性を例示する図である。図11(a)およ
び(b)は横すべり角について振幅および位相の周波数
特性を例示する図である。これらは実際のデータに基づ
いて演算された伝達関数を示す図である。
The attitude stabilization control device 3 calculates the transfer function of this vehicle based on these data. The transfer function is a complex function, and as a practical example, it can be displayed by displaying frequency on the horizontal axis and amplitude and phase on the vertical axis. Considering with a relatively simple model, the amplitude characteristic will be a gentle downward-sloping curve with respect to frequency,
The phase characteristic has a corresponding downward sloping curve. Figure 10
(A) And (b) is a figure which illustrates the frequency characteristic of an amplitude and a phase about a yaw rate. 11 (a) and 11 (b) are diagrams illustrating the frequency characteristics of the amplitude and the phase with respect to the sideslip angle. These are diagrams showing transfer functions calculated based on actual data.

【0047】ここで車両の姿勢制御および更新について
述べる。このようにして伝達関数が定まると、この伝達
関数を用いて車両の動特性を演算し、あらかじめ設定し
た一定の基準を越える異常な動きが予測される場合に、
各車輪に異なるブレーキ圧力を与えて、車両の異常な動
きを抑圧するような姿勢制御が行われる。これは従来か
ら乗用車で実用化されている手法と同様であるので、こ
こでは詳しい説明を省略する。この技術は商用車(トラ
ック・バス)に実施するものであり、商用車では、積み
荷の状況、乗客の人数配置などにより、車両の応答を表
す伝達関数そのものが変動するので伝達関数の更新を行
う。
Now, the attitude control and updating of the vehicle will be described. When the transfer function is determined in this way, the dynamic characteristics of the vehicle are calculated using this transfer function, and when an abnormal motion exceeding a preset standard is predicted,
Attitude control is performed such that different brake pressures are applied to the wheels to suppress abnormal movement of the vehicle. Since this is the same as the method that has been put to practical use in passenger cars, a detailed description thereof will be omitted here. This technology is applied to commercial vehicles (trucks and buses). In commercial vehicles, the transfer function itself, which represents the vehicle's response, fluctuates depending on the loading situation and the number of passengers, so the transfer function is updated. .

【0048】図10はこれを説明する図であり、すでに
数値モデルに伝達関数として破線で示す特性の関数が蓄
積されているものとする。これは積み荷が最大積載量の
約3分の1程度の標準的な形態の場合のモデルである。
これに対して新たに追加の積み荷が積載されたとしよ
う。そうすると、総重量も重心位置も変化する。これに
より当然に同じ操舵に対する車両の応答はちがってく
る。すなわちすでに蓄積されている伝達関数は変更しな
ければならない。そこで、センサに現れる車両の振る舞
いにしたがって伝達関数を改めて演算すると実線で示す
ように、すでに蓄積されている伝達関数とは異なる特性
が現れる。この演算は図8で説明したように自動的に実
行される。そしてその差分つまり図10に斜線を施す領
域があらかじめ設定された限界値より大きいときには、
蓄積されているモデルそのものを実線で示すように、現
在の状態を示す新たな演算値に更新する。これは図8で
説明したとおり自動的に実行される。このような自動的
な蓄積されている伝達関数の数値モデルを更新すること
により、積み荷が変動したときや搭乗人員が変動したと
きなどにも、適正な姿勢制御を実行することができるよ
うになる。
FIG. 10 is a diagram for explaining this, and it is assumed that a function having a characteristic indicated by a broken line is already accumulated as a transfer function in the numerical model. This is a model in the case where the load is in a standard form of about one third of the maximum load.
Suppose that a new additional load is loaded in response to this. Then, the total weight and the position of the center of gravity change. This naturally results in different vehicle responses to the same steering. That is, the transfer function already stored must be changed. Therefore, when the transfer function is calculated again according to the behavior of the vehicle appearing in the sensor, a characteristic different from the already accumulated transfer function appears as shown by the solid line. This calculation is automatically executed as described in FIG. When the difference, that is, the area shaded in FIG. 10 is larger than the preset limit value,
As shown by the solid line, the accumulated model itself is updated to a new calculated value indicating the current state. This is done automatically as described in FIG. By updating such a numerical model of the automatically accumulated transfer functions, it becomes possible to execute proper attitude control even when the load changes or when the crew changes. .

【0049】[0049]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、四
輪車両またはそれ以上の車輪数を有する車両に適用可能
な姿勢安定制御装置や制動制御装置の入力パラメタとし
て与える路面摩擦係数(μ)の値を利用できる程度の精
度をもって、きわめて短い時間にリアルタイムに演算す
ることができる。
As described above, according to the present invention, the road surface friction coefficient (μ) given as an input parameter of the posture stabilization control device and the braking control device applicable to a four-wheel vehicle or a vehicle having more than four wheels is provided. ) Can be calculated in real time in a very short time with a degree of accuracy that can be used.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明実施例にかかわる姿勢安定制御装置のシ
ステム構成を示すブロック図。
FIG. 1 is a block diagram showing a system configuration of a posture stability control device according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明実施例にかかわる姿勢安定制御装置の車
両への実装例を示す斜視図。
FIG. 2 is a perspective view showing an example of mounting an attitude stabilization control device according to an embodiment of the present invention on a vehicle.

【図3】本発明実施例路面摩擦係数推定装置による加速
時における路面摩擦係数推定動作の流れを示すフローチ
ャート。
FIG. 3 is a flowchart showing a flow of a road surface friction coefficient estimating operation at the time of acceleration by the road surface friction coefficient estimating apparatus of the embodiment of the present invention.

【図4】本発明実施例路面摩擦係数推定装置による加速
時における路面摩擦係数の推定方法を説明する図。
FIG. 4 is a diagram illustrating a method of estimating a road surface friction coefficient at the time of acceleration by the road surface friction coefficient estimating apparatus according to the embodiment of the present invention.

【図5】本発明実施例路面摩擦係数推定装置による制動
時における路面摩擦係数推定動作の流れを示すフローチ
ャート。
FIG. 5 is a flowchart showing a flow of a road surface friction coefficient estimating operation during braking by the road surface friction coefficient estimating apparatus according to the embodiment of the present invention.

【図6】本発明実施例路面摩擦係数推定装置による制動
時における路面摩擦係数の推定方法を説明する図。
FIG. 6 is a diagram illustrating a method of estimating a road surface friction coefficient during braking by the road surface friction coefficient estimation device according to the embodiment of the present invention.

【図7】本発明実施例にかかわる姿勢安定制御装置によ
る通常制御を説明するフローチャート。
FIG. 7 is a flowchart illustrating normal control by the posture stabilization control device according to the embodiment of the present invention.

【図8】本発明実施例にかかわる姿勢安定制御装置によ
る車両モデルのパラメタ更新を説明するフローチャー
ト。
FIG. 8 is a flowchart for explaining parameter updating of the vehicle model by the posture stabilization control device according to the embodiment of the present invention.

【図9】(a)、(b)および(c)は本発明実施例に
かかわる姿勢安定制御装置の制御における操舵角、ヨー
レイトおよび横すべり角の入力データを示す図。
9A, 9B, and 9C are diagrams showing input data of a steering angle, a yaw rate, and a sideslip angle in the control of the attitude stabilization control apparatus according to the embodiment of the present invention.

【図10】(a)および(b)は本発明実施例にかかわ
る姿勢安定制御装置の制御における利得および位相によ
って表された伝達関数の一例を示す図。
10A and 10B are diagrams showing an example of a transfer function represented by a gain and a phase in the control of the attitude stabilization control apparatus according to the embodiment of the present invention.

【図11】(a)および(b)は本発明実施例にかかわ
る姿勢安定制御装置の制御における利得および位置によ
って表された伝達関数の別の例を示す図。
11A and 11B are diagrams showing another example of a transfer function represented by a gain and a position in the control of the attitude stabilization control apparatus according to the embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 路面摩擦係数推定装置 2 ABS(自動制動制御装置) 3 姿勢安定制御装置 4 マップ 5 車輪回転速度センサ 6 車輪 7 ヨーレイトセンサ 8 ロールレイトセンサ 9 横方向加速度センサ 10 前後方向加速度センサ 11 ブレーキ・ブースタ・アクチュエータ 12 ブレーキ圧センサ 13 操舵ハンドル 14 操舵角センサ 15 ガバナ 16 ガバナセンサ 1 Road surface friction coefficient estimation device 2 ABS (Automatic braking control device) 3 Posture stability control device 4 maps 5 Wheel rotation speed sensor 6 wheels 7 Yaw rate sensor 8 Roll rate sensor 9 Lateral acceleration sensor 10 Front-back acceleration sensor 11 Brake booster actuator 12 Brake pressure sensor 13 steering wheel 14 Steering angle sensor 15 Governor 16 governor sensor

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮崎 清明 東京都日野市日野台3丁目1番地1 日 野自動車工業株式会社内 (56)参考文献 特開 平4−55156(JP,A) 特開 平7−159308(JP,A) 特開 平6−3257(JP,A) 特開 平7−323753(JP,A) 特開 昭64−44369(JP,A) 特開 平6−286630(JP,A) 特開 平7−267067(JP,A) 特開 平5−170087(JP,A) 特開 平7−174689(JP,A) 特開 平3−159862(JP,A) 特開 平3−26089(JP,A) 特開 平7−172278(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B60T 8/58 B62D 6/00 G01N 19/02 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Kiyoaki Miyazaki 3-1-1 Hinodai, Hino-shi, Tokyo Inside Hino Motor Co., Ltd. (56) Reference JP-A-4-55156 (JP, A) JP 7-159308 (JP, A) JP 6-3257 (JP, A) JP 7-323753 (JP, A) JP 64-44369 (JP, A) JP 6-286630 (JP , A) JP 7-267067 (JP, A) JP 5-170087 (JP, A) JP 7-174689 (JP, A) JP 3-159862 (JP, A) JP 3-26089 (JP, A) JP-A-7-172278 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) B60T 8/58 B62D 6/00 G01N 19/02

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 加速時の左右駆動輪の回転速度および従
動輪の回転速度(ωf)をそれぞれ検出し記録する手段
と、 前記左右駆動輪の回転速度差分を演算する手段と、この
差分の時間微分値を演算する手段と、 エンジン駆動力による加速が行われている時間内の着目
する時間区間で前記時間微分値が最大値(a)を示す時
刻(ts)を求める手段と、 この時刻(ts)のわずかに前の時刻(ts−Δt)に
おける従動輪の回転加速度(dωf/dt)を演算する
手段と、路面摩擦係数(μ)の値が大きくなるにしたがって、前
記従動輪の回転加速度(dωf/dt)に対する前記最
大値(a)の大きさが小さくなるという関係に基づい
て、前記従動輪の回転加速度の値と前記最大値(a)の
大きさとから 路面摩擦係数(μ)の値を推定する手段と
を備えたことを特徴とする路面摩擦係数推定装置。
1. A means for detecting and recording the rotational speeds of the left and right driving wheels and a rotational speed (ωf) of the driven wheels at the time of acceleration, a means for calculating a rotational speed difference between the left and right driving wheels, and a time of the difference. A means for calculating a differential value, a means for obtaining a time (ts) at which the time differential value shows the maximum value (a) in a time section of interest within a time period during which the engine driving force is being accelerated, ts), a means for calculating the rotational acceleration (dωf / dt) of the driven wheel at a time (ts-Δt) slightly before ts), and as the value of the road surface friction coefficient (μ) increases,
The maximum value for the rotational acceleration (dωf / dt) of the driven wheel
Based on the relationship that the size of the large value (a) becomes smaller
Of the value of the rotational acceleration of the driven wheel and the maximum value (a)
A road surface friction coefficient estimating device comprising means for estimating a value of a road surface friction coefficient (μ) from the size .
【請求項2】 前記従動輪の回転加速度(dωf/d
t)の値前記最大値(a)の大きさとから路面摩擦係
数(μ)の値を推定する手段は、 その車両の特性にしたがって路面摩擦係数(μ)の段階
的に区分された値に対応する従動輪の回転加速度(dω
f/dt)前記最大値(a)の大きさとの関係を表す
マップと、このマップを参照して前記従動輪の回転加速
度(dωf/dt)および前記最大値(a)の大きさか
ら路面摩擦係数(μ)を求める手段とを含む請求項1記
載の路面摩擦係数推定装置。
2. The rotational acceleration (dωf / d) of the driven wheel
The means for estimating the value of the road surface friction coefficient (μ) from the value of t) and the maximum value (a) is a stepwise divided value of the road surface friction coefficient (μ) according to the characteristics of the vehicle. The rotational acceleration (dω) of the driven wheel corresponding to
f / dt) and a map showing the relationship between the magnitude of the maximum value (a), and referring to this map, the rotational acceleration (dωf / dt) of the driven wheel and the maximum value (a) The road surface friction coefficient estimating device according to claim 1, further comprising means for obtaining a road surface friction coefficient (μ) from the magnitude of
【請求項3】 制動時の車輪回転速度(ωp,ωq)を
複数の車輪について検出し記録する手段と、 制動操作入力に対してABS(Antilock Break System,
自動制動制御装置)が作動した車輪(Q)について回
転速度(ωq)の時間微分値(dωq/dt)を演算す
る手段と、路面摩擦係数(μ)の値が大きくなるにしたがって、
記ABSが作動した時点でABSが作動しない車輪
(P)の回転速度(ωp,車体速度(V)に比例)の時
間微分値(dωp/dt,車体の加速度に比例)に対す
る前記ABSが作動した車輪(Q)の回転速度(ωq)
の時間微分値(dωq/dt)のマイナス側振幅値
(a′,減速時の加速度の最大値)が小さくなるという
関係に基づいて、前記ABSが作動しない車輪(P)の
回転速度の時間微分値と前記ABSが作動した車輪
(Q)の回転速度の時間微分値のマイナス側振幅値との
値から路面摩擦係数(μ)の値を推定する手段とを備え
たことを特徴とする路面摩擦係数推定装置。
3. A means for detecting and recording wheel rotational speeds (ωp, ωq) during braking for a plurality of wheels, and ABS (Antilock Break System, for the braking operation input).
The automatic braking control device) operates means for calculating a time differential value (dωq / dt) of the rotational speed (ωq) for the wheel (Q) and the ABS increases as the road friction coefficient (μ) increases. Wheels where ABS does not work when activated
At the rotation speed of (P) (ωp, proportional to vehicle speed (V))
To the differential value (dωp / dt, proportional to the vehicle body acceleration)
The rotation speed (ωq) of the wheel (Q) on which the ABS is operated
-Side amplitude value of the time derivative (dωq / dt) of
(A ', the maximum value of acceleration during deceleration) becomes smaller
On the basis of the relationship, the ABS of the wheel (P) not operating
Time derivative of rotation speed and wheel on which the ABS is operated
(Q) with the negative side amplitude value of the time differential value of the rotation speed
And a means for estimating the value of the road surface friction coefficient (μ) from the value .
【請求項4】 前記ABSが作動しない車輪(P)の回
転速度(ωp)の時間微分値前記ABSが作動した車
輪(Q)の回転速度の時間微分値のマイナス側振幅値
の値から路面摩擦係数(μ)の値を推定する手段は、 その車両の特性にしたがって路面摩擦係数(μ)の段階
的に区分された値に対応するABSが作動しない車輪
(P)の回転速度(ωp)の時間微分値(dωp/d
t)と前記ABSが作動した車輪(Q)の回転速度(ω
q)の時間微分値(dωq/dt)のマイナス側振幅値
(a′)の大きさとの関係を表すマップと、このマップ
を参照して前記ABSが作動しない車輪(P)の回転速
度(ωp)の時間微分値(dωp/dt)と前記ABS
が作動した車輪(Q)の回転速度(ωq)の時間微分値
から路面摩擦係数(μ)を求める手段とを含む請求項
3記載の路面摩擦係数推定装置。
Negative amplitude value of the time differential value of the rotational speed of the time differential value and said wheel ABS is actuated in rotational speed (ωp) (Q) of 4. A wheel the ABS does not operate (P) and
The means for estimating the value of the road surface friction coefficient (μ) from the value of the wheel is a wheel whose ABS does not operate corresponding to the stepwise divided value of the road surface friction coefficient (μ) according to the characteristics of the vehicle.
(P) rotational speed (ωp) time derivative (dωp / d
t) and the rotation speed (ω) of the wheel (Q) on which the ABS is operated.
q) a time differential value (dωq / dt) of the negative side amplitude value (a ′), and a map showing the relationship between the ABS and the wheel (P) rotation speed at which the ABS does not operate.
Degree (ωp) time derivative (dωp / dt) and the ABS
Differential value of the rotational speed (ωq) of the wheel (Q) that operated
Road friction coefficient estimating apparatus according to claim 3, further comprising a means for obtaining a road surface friction coefficient (mu) and a.
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