JPH03258650A - 路面摩擦係数検出装置 - Google Patents

路面摩擦係数検出装置

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JPH03258650A
JPH03258650A JP2059415A JP5941590A JPH03258650A JP H03258650 A JPH03258650 A JP H03258650A JP 2059415 A JP2059415 A JP 2059415A JP 5941590 A JP5941590 A JP 5941590A JP H03258650 A JPH03258650 A JP H03258650A
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JP
Japan
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road surface
friction coefficient
surface friction
vehicle
circuit
Prior art date
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Application number
JP2059415A
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English (en)
Inventor
Masaaki Nishiwaki
正明 西脇
Hiroshi Harada
宏 原田
Hisanori Kaneko
金子　久教
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
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    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S706/00—Data processing: artificial intelligence
    • Y10S706/90—Fuzzy logic

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】
本発明は車両の走行路面の摩擦係数を検出する路面摩擦
係数検出装置に関する。
【従来技術】
従来、この種の装置は、例えば特開昭６３−６４８７９
号公報に示されるように、ステアリングシャフトに作用
するトルクを検出するトルクセンサと、ハンドル舵角を
検出するハンドル舵角センサとを備え、路面摩擦係数が
大きくなるに従って前記シャフトに発生する歪が大きく
なるとともに、タイヤの抵抗（路面摩擦係数）が同じ場
合にはハンドル舵角が大きくなるに従って前記シャフト
に作用するトルクが大きくなる性質に基づく２次元マツ
プを利用して、前記両センサ出力から走行路面の摩擦係
数を推定するようにしている。
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記路面摩擦係数とトルクとの関係、及び路面
摩擦係数とハンドル舵角との関係は一義的に定まるもの
でない、すなわち同各関係は車両の種々の走行状態に応
じて変動するものであるので、上記従来の検出装置にあ
っては、路面摩擦係数を精度よく推定できないという問
題があった。 本発明は上記問題に対処するためになされたもので、そ
の目的は走行路面の摩擦係数を精度よく検出可能な路面
摩擦係数検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
上記目的を遠戚するために、本発明は、車両の旋回に伴
い変化する車両各部の状態、車両の制駆動に伴い変化す
る車両各部の状態又は車両走行中における各種気象状態
に関係した複数の状態量をそれぞれ検出する複数の状態
検出手段と、前記複数の状態検出手段により検出された
各状態量をそれぞれ入力して同各状態量に対応した路面
摩擦係数に関する複数のファジィ推論データを導出する
複数のファジィ推論手段と、前記複数のファジィ推論手
段によりそれぞれ導出された複数のファジィ推論データ
を合成してデフアジィ化した路面摩擦係数の確定値を導
出するデフアジィ手段とにより、路面摩擦係数検出装置
を構成したことにある。
【作用】
上記のように構成した本発明においては、複数の状態検
出手段が、車両の旋回に伴い変化する車両各部の状態、
車両の制駆動に伴い変化する車両各部の状態又は車両走
行中における各種気象状態に関係した複数の状態量をそ
れぞれ検出する。この場合、前記車両旋回に伴い変化す
る車両各部の状態に関係した状態量とは、例えば、車両
旋回時にステアリングシャフトに作用するトルク、同旋
回時にタイロッドに作用する軸力、同旋回時におけるパ
ワーステアリング装置のパワーシリンダ内の油圧、同旋
回時に車体に作用するヨーレート、同旋回時に車体に作
用する横加速度などである。 また、車両の制駆動に伴い変化する車両各部の状態に関
係した状態量とは、例えば、車両の制廃動時に車体に作
用する前後加速度、車両の制動時にアンチロックブレー
キ装置が作動する頻度、前後輪の制邸動力差に起因した
前後車輪速差なとである。また、車両走行中における各
種気象状態に関係した複数の状態量とは、例えば、ワイ
パの作動頻度、湿度、気温などである。この場合、前記
各状態量は、曖昧ではあるが、路面摩擦係数との間にそ
れぞれ所定の関係を有している。 一方、複数のファジィ推論手段及びデフアジィ手段は前
記のようにして検出された複数の状態量を利用して、フ
ァジィ理論に基づく路面摩擦係数の確定値を導出する。
【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
、路面摩擦係数と所定の関係を有する複数の状態量を利
用するとともに、ファジィ理論に基づいて路面摩擦係数
を推定するようにしたので、曖昧な状態量からでも路面
摩擦係数を精度よく検出できるようになる。
【実施例】
以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明すると、第
１図は本発明に係る路面摩擦係数検出装置を適用した車
両全体を概略的に示している。 この車両は、公知のアンチロックブレーキ装置、アクテ
ィブサスペンション装置、パワーステアリング装置及び
後輪操舵装置を備えており、各装置の従来の動作が前記
検出装置により検出した路面摩擦係数により補正制御さ
れるようになっている。 アンチロックブレーキ装置はアンチロック制御回路１１
及びブレーキ油圧装置１２を備えている。 アンチロック制御回路１１には各輪１３ａ〜１３ｄの車
輪速ωａ〜ωｄをそれぞれ検出する車輪速センサ１４ａ
〜１４ｄが接続されており、同制御回路１１は前記車輪
速ωａ〜ωｄを入力して、各輪１３ａ〜１３ｄのロック
を避けるための制御信号をブレーキ油圧装置１２に供給
する。また、このアンチロック制御回路１１は、各輪１
３ａ〜１３ｄのロックを回避するためにアンチロック制
御（ブレーキ油圧を下げるための制御）する毎に、アン
チロック作動信号ＡＬ○を出力する。ブレーキ油圧装置
１２には各輪１３　ａ　”　１３　ｄをそれぞれ制動す
るホイールシリンダ１５ａ〜１５ｄが接続されており、
同油圧装置１２は、アンチロック制御回路１１からの前
記制御信号に応じて、ブレーキペダル操作時の各シリン
ダ１５ａ〜１５ｄに対するブレーキ油圧の増圧、減圧及
び保持を制御する。 アクティブサスペンション装置はサスペンション制御回
路１６とサスペンション油圧装置１７とを備えている。 サスペンション制御回路１６には、各輪１３ａ〜１３ｄ
に付与される荷重Ｗ　ａ　−Ｗ　ｄをそれぞれ検出する
荷重センサ１８　ａ　＝　１８　ｄと、各輪１３ａ〜１
３ｄ部における車高Ｈａ−Ｈｄをそれぞれ検出する車高
センサ２１ａ〜２１ｄと、車速Ｖを検出する車速センサ
２２と、ハンドル舵角δｆを検出するハンドル舵角セン
サ２３とが接続されており、同制御回路１６は前記荷重
Ｗａ＝Ｗｄ、車高Ｈａ”Ｈｄ、車速Ｖ及びハンドル舵角
δｆを入力して車両の姿勢を制御するための制御信号を
サスペンション油圧装置１７に供給する。サスペンショ
ン油圧装置１７には各輪１３　ａ　＝　１３　ｄ部毎に
車体を支承する油圧シリンダ２４ａ〜２４ｄが接続され
ており、同油圧装置１７は、サスペンション制御回路１
６からの前記制御信号に応じて、各シリンダ２４ａ〜２
４ｄに対する供給油圧を制御する。 パワーステアリング装置はパワーステアリング制御回路
２５と制御バルブ２６とを備えている。 パワーステアリング制御回路２５には車速センサ２２が
接続されており、同制御回路２５は車速Ｖに応じて操舵
反力を制御するための制御信号を制御バルブ２６に供給
する。制御バルブ２６は、上端にて操舵ハンドル２７に
接続されかつ下端にてラックパー２８に噛合したステア
リングシャフト３１の下端部近傍に組み付けられており
、同シャフト３１に作用する操舵トルクに応じてパワー
シリンダ３２に対する作動油の給排を制御することを主
な機能とするとともに、前記パワーステアリング制御回
路２５からの制御信号に応じて操舵ハンドル２７の操舵
操作に対して適当な反力を付与するものである。パワー
シリンダ３２は前記作動油の給排に応じてラックパー２
８を軸方向に駆動して、操舵ハンドル２７による前輪１
３ａ、１３ｂの操舵操作をアシストするものである。ラ
ックパー２８は、その両端にてタイロッド３３ａ、３３
ｂ及びナックルアーム３４　ａ、　　３４　ｂを介して
前輪工３ａ、１３ｂを操舵可能に連結している。 後輪操舵装置は後輪操舵制御回路３５と後輪操舵アクチ
ュエータ３６とを備えている。後輪操舵制御回路３５に
は車速センサ２２及びハンドル舵角センサ２３が接続さ
れており、同制御回路３５は車速■及びハンドル舵角δ
ｆに応じて目標後輪操舵角を算出して、後輪１３ｃ、１
３ｄを同操舵角に制御するための制御信号を後輪操舵ア
クチュエータ３６に供給する。後輪操舵アクチュエータ
３６は前記供給制御信号に応じてリレーロッド３７を軸
方向に駆動することにより、後輪１３ｃ、１３ｄを操舵
制御する。リレーロッド３７は、その両端にてタイロッ
ド３８ａ、３８ｂ及びナックルアーム４１ａ、４１ｂを
介して後輪１３ｃ、１３ｄを操舵可能に連結している。 次に、路面摩擦係数検出装置について説明する。 この検出装置は前述した複数のセンサの一部を共用する
とともに、さらに、トルクセンサ４２、歪センサ４３、
油圧センサ４４、ヨーレートセンサ４５、加速度センサ
４６，４７、ワイパ作動センサ４８、湿度センサ５１、
気温センサ５２、ブレーキセンサ５３及びアクセルセン
サ５４を備えている。 トルクセンサ４２はステアリングシャフト３１に組み付
けられ、同シャフト３１の捩れ歪を測定することによっ
て、同シャフト３１に作用するトルクＴｍを表す検出信
号を出力する。歪センサ４３はラックパー２８又はタイ
ロッド３３　ａ、　　３３　ｂに組み付けられ、同バー
２８又は同ロッド３３ａ。 ３３ｂの軸方向歪を測定することによって、同バー２８
又は同ロッド３３ａ、３３ｂに作用する軸力Ｆを表す検
出信号を出力する。油圧センサ４４はパワーステアリン
グ装置の制御バルブ２６内に組み込まれ、パワーシリン
ダ３２に対する供給油圧Ｐを検出して同油圧Ｐを表す検
出信号を出力する。ヨーレートセンサ４５は車体に組み
付けられ、車体に作用するヨーレート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。加速度センサ４
６は車体に組み付けられ、車体に作用する横加速度Ｇｙ
を検出して同横加速度Ｇｙを表す検出信号を出力する。 加速度センサ４７は車体に組み付けられ、車体に作用す
る前後加速度ＧＸを検出して同９− １０− 前後加速度Ｇｘを表す検出信号を出力する。ワイパ作動
センサ４８はワイパ廓動機構に組み付けられ、ワイパの
作動を検出することにより、ワイパの往復動−回に付き
１パルスからなるワイパ作動信号ＷＰ○を出力する。湿
度センサ５１は車体に組み付けられ、外気の湿度を検出
して同温度Ｒを表す検出信号を出力する。気温センサ５
２は車体に組み付けられ、外気温度を検出して同温度Ｔ
を表す検出信号を出力する。ブレーキセンサ５３はブレ
ーキペダル近傍に組み付けられて同ペダルの踏み込み操
作時に閉成する検出スイッチで構成され、ブレーキペダ
ルの踏み込み操作を表すブレーキ信号ＢＳを出力する。 アクセルセンサ５４はアクセルペダル近傍に組み付けら
れて同ペダルの踏み込み操作時に閉成する検出スイッチ
で構成され、アクセルペダルの踏み込み操作を表すアク
セル信号Ａｓを出力する。 これらの各センサ出力は路面摩擦係数推定装置６０に接
続されており、同推定装置６ｏには、さらに、回転数演
算回路５５が接続されている。回１１− 転数演算回路５５は車輪速センサ１４ａ〜１４ｄからの
各車輪速ωａ〜ωｄを入力するとともに、同車輪速ωａ
〜ωｄに基づいて前輪１３ａ、１３ｂと後輪１３ｃ、１
３ｄとの平均速度の差Δω＝１　（ωａ＋ωｂ−ＣＬＩ
Ｃ−ωｄ）　　ｌ／２、及び全車輪１３ａ−１３ｄの平
均速度ω＝（ωａ＋ωｂ＋ωｃ＋ωｄ）／４を算出して
、両算出結果Δω、ωを路面摩擦係数推定装置６０に出
力する。また、この路面摩擦係数推定装置６０には、ア
ンチロック制御回路１１からのアンチロック作動信号Ａ
ＬＯも供給されている。 路面摩擦係数推定装置６０は、第２図に示すように、前
記検出したトルクＴｍ、　　軸力Ｆ、油圧Ｐ、ヨーレー
トγ、横加速度ａｙ、前後加速度Ｇｘ、アンチロック作
動信号ＡＬＯ１前後輪車輪速差Δω、ワイパ作動信号ｗ
ｐｏ、　　湿度Ｒ及び温度Ｔに対応した路面摩擦係数に
関するファジィ推論データをそれぞれ導出するファジィ
推論回路部６１〜７１を備えている。 推論回路部６１は演算回路６１ａ及び推論回路２− ６１ｂ〜６１ｄからなり、演算回路６１ａはトルクＴｍ
、車速Ｖ及びハンドル舵角δｆをスカするとともに値Ｔ
ｍ／（Ｖ＊δｆ）を算出して、推論回路６１ｂ〜６１ｄ
に出力する。なお、この場合、値■＊δｆは車両旋回時
における遠心力に略比例するものであって、値Ｔｍ／（
Ｖ零δｆ）は遠心力に対するステアリングシャフト３１
のトルクＴｍの比を表すので、以降の説明では単にトル
ク比Ｔｍ／（Ｖ＊δｆ）という。 また、後述する軸力Ｆ、油圧Ｐ、ヨーレートγ及び横加
速度Ｇｙについても、この表現方法を適用する。推論回
路６１ｂ〜６１ｄは、第３Ａ図〜第３Ｃ図に示すメンバ
シップ関数のような下記（１）〜（３）の各ファジィ制
御規則に基づいて、入力トルク比Ｔｍ／（Ｖｌδｆ）に
対する路面摩擦係数μの適合度を表すファジィ推論デー
タ（ハンチングの部分を表すデータ）をそれぞれ形成す
るものである。 （１）入力トルク比Ｔ　ｍ／　（Ｖ　＊δｆ）が小さけ
れば、路面摩擦係数μは小さい。 （２）入力トルク比Ｔ　ｍ／　（Ｖ　＊δｆ）が中程度
あれば、路面摩擦係数μは中程度ある。 （３）入力トルク比Ｔｍ／（Ｖ）δｆ）が大きければ、
路面摩擦係数μは大きい。 推論回路部６２は演算回路６２ａ及び推論回路６２ｂ〜
６２ｄからなり、演算回路６２ａは軸力Ｆ、車速Ｖ及び
ハンドル舵角δｆを入力するとともに入力軸力比Ｆ／（
Ｖ）δｆ）を算出して、推論回路６２ｂ〜６２ｄに出力
する。推論回路６２ｂ〜６２ｄは、第４Ａ図〜第４Ｃ図
に示すメンバシップ関数のような下記（４）〜（６）の
各ファジィ制御規則に基づいて、入力軸力比Ｆ／（Ｖｌ
δｆ）に対する路面摩擦係数μの適合度を表すファジィ
推論データ（ハツチングの部分を表すデータ）をそれぞ
れ形成するものである。 （４）入力軸力比Ｆ　／　（Ｖ　＊δｆ）が小さければ
、路面摩擦係数μは小さい。 （５）入力軸力比Ｆ　／　（Ｖ　＊δｆ）が中程度あれ
ば、路面摩擦係数μは中程度ある。 （６）入力軸力比Ｆ／（ｖ＊δｆ）が大きければ、路面
摩擦係数μは大きい。 推論回路部６３は演算回路６３ａ及び推論回路１３− １４− ６３ｂ〜６３ｄからなり、演算回路６３ａは油圧Ｐ、車
速Ｖ及びハンドル舵角δｆを入力するとともに入力油圧
比Ｐ／（Ｖｌδｆ）を算出して、推論回路６３ｂ〜６３
ｄに出力する。推論回路６３ｂ〜６３ｄは、第５Ａ図〜
第５Ｃ図に示すメンバシップ関数のような下記（７）〜
（９）の各ファジィ制御規則に基づいて、入力油圧比Ｐ
／ＣＶ＊δｆ）に対する路面摩擦係数μの適合度を表す
ファジィ推論データ（ハツチングの部分を表すデータ）
をそれぞれ形成するものである。 （７）入力油圧比Ｐ／（Ｖ＊δｆ）が小さければ、路面
摩擦係数μは小さい。 （８）入力油圧比Ｐ　／　（Ｖ　＊δｆ）が中程度あれ
ば、路面摩擦係数μは中程度ある。 （９）入力油圧比Ｐ　／　（Ｖ　＊δｆ）が大きければ
、路面摩擦係数μは大きい。 推論回路部６４は演算回路６４ａ及び推論回路６４　ｂ
　〜、６４　ｄからなり、演算回路６４ａはヨーレート
γ、車速Ｖ及びハンドル舵角δｆを入力するとともに入
力ヨーレート比γ／（■＊δｆ）を算出し１５− て、推論回路６４ｂ〜６４ｄに出力する。推論回路６４
ｂ〜６４ｄは、第６Ａ図〜第６Ｃ図に示すメンバシップ
関数のような下記（１０）〜（１２）の各ファジィ制御
規則に基づいて、入力ヨーレート比γ／（Ｖ＊δｆ）に
対する路面摩擦係数μの適合度を表すファジィ推論デー
タ（ハンチングの部分を表すデータ）をそれぞれ形成す
るものである。 （１０）入力ヨーレート比γ／（Ｖ＊δｆ）が小さけれ
ば、路面摩擦係数μは小さい。 （１１）入力ヨーレート比γ／（■＊δｆ）が中程度あ
れば、路面摩擦係数μは中程度ある。 （１２）入力ヨーレート比γ／（Ｖ＊δｆ）が大きけれ
ば、路面摩擦係数μは大きい。 推論回路部６５は演算回路６５ａ及び推論回路６５ｂ〜
６５ｄからなり、演算回路６５ａは横加速度Ｇｙ、車速
Ｖ及びハンドル舵角δｆを入力するとともに入力横加速
度比Ｇ　ｙ／　（Ｖ　＊δｆ）を算出して、推論回路６
５ｂ〜６５ｄに出力する。推論回路６５ｂ〜６５ｄは、
第７Ａ図〜第７Ｃ図に示すメンバシップ関数のような下
記（１３）〜（１５）の各ファジー１６− イ制御規則に基づいて、入力横加速度比Ｇｙ／（Ｖ＊δ
ｆ）に対する路面摩擦係数μの適合度を表すファジィ推
論データ（ハツチングの部分を表すデータ）をそれぞれ
形成するものである。 （１３）入力横加速度比Ｇｙ／（Ｖ＊δｆ）が小さけれ
ば、路面摩擦係数μは小さい。 （１４）入力横加速度比Ｇｙ／（Ｖ＊δｆ）が中程度あ
れば、路面摩擦係数μは中程度ある。 （１５）入力横加速度比Ｇｙ／（Ｖｌδｆ）が大きけれ
ば、路面摩擦係数μは大きい。 推論回路部６６は論理和回路６６ａ及び推論回路６６ｂ
〜６６ｄからなり、論理和回路６６ａはブレーキペダル
の踏み込み操作を表すブレーキ信号ＢＳとアクセルペダ
ルの踏み込み操作を表すアクセル信号Ａｓとを入力して
、両信号ＢＳ、、、ＡＳの論理和出力を推論回路６６ｂ
〜６６、ｄに出力する。推論回路６６ｂ〜６６ｄは前記
論理和出力により制御されて、ブレーキペダル又はアク
セルペダルの操作時にのみ前後加速度Ｇｘを入力し、第
８Ａ図〜第８Ｃ図に示すメンバシップ関数のような下記
（１６）〜（１８）の各ファジィ制御規則に基づいて、
入力前後速度Ｇｘに対する路面摩擦係数μの適合度を表
すファジィ推□論データ（ハツチングの部分を表すデー
タ）をそれぞれ形成するものである。 （１６）車両の制動時又は駆動時に、入力前後加速度Ｇ
ｘが小さければ、路面摩擦係数μは小さい。 （１７）車両の制動時又は駆動時に、入力前後加速度Ｇ
ｘが中程度あれば、路面摩擦係数μは中程度ある。 （１８）車両の制動時又は駆動時に、入力前後加速度Ｇ
ｘが大きければ、路面摩擦係数μは大きい。 推論回路部６７は演算回路６７ａ及び推論回路６７ｂ〜
８７ｄからなり、演算回路６７ａはアンチロック作動信
号ＡＬ○及び車速■を入力するとともに、内蔵の計時回
路を利用して単位走行距離当りのアンチロック信号の発
生回数すなわち単位走行距離当りのアンチロック作動頻
度Ｎを算出して、推論回路６７ｂ〜６７ｄに出力する。 推論回路６７ｂ〜６７ｄは、第９Ａ図〜第９Ｃ図に示す
メンバシップ関数のような下記（１９）〜（２１）の各
フ１７− １８ アジイ制御規則に基づいて、アンチロック作動頻度Ｎに
対する路面摩擦係数μの適合度を表すファジィ推論デー
タ（ハンチングの部分を表すデータ）をそれぞれ形成す
るものである。 （１９）アンチロック作動頻度Ｎが高ければ、路面摩擦
係数μは小さい。 （２０）アンチロック作動頻度Ｎが中程度あれば、路面
摩擦係数μは中程度ある。 （２１）アンチロック作動頻度Ｎが低ければ、路面摩擦
係数μは大きい。 推論回路部６８は演算回路６８ａ及び推論回路６８ｂ〜
６８ｄからなり、演算回路６８ａは前後車輪速差Δω及
び平均車輪速ωを入力するとともに、前後車輪速差率Δ
ω／ω（通常の車両は前後輪の一方にて駆動されるとと
もに、制動時の制動力に差があり、これらにより各輪１
３　ａ　”　１３　ｄに路面摩擦係数μに関係したスリ
ップが発生して前後車輪速差Δωが生じる）を算出して
、推論回路６８ｂ〜６８ｄに出力する。推論回路６８ｂ
〜６８ｄは、第１０Ａ図〜第１０Ｃ図に示すメンバ１９
− シップ関数のような下記（２２）〜（２４）の各ファジ
ィ制御規則に基づいて、前後車輪速差Δω／ωに対する
路面摩擦係数μの適合度を表すファジィ推論データ（ハ
ツチングの部分を表すデータ）をそれぞれ形成するもの
である。 （２２）前後車輪速差率Δω／ωが大きければ、路面摩
擦係数μは小さい。 （２３）前後車輪速差率△ω／ωが中程度あれば、路面
摩擦係数μは中程度ある。 （２４）前後車輪速差率Δω／ωが小さければ、路面摩
擦係数μは大きい。 推論回路部６９は演算回路６９ａ及び推論回路６９ｂ〜
６９ｄからなり、演算回路６９ａはワイパ作動信号ＷＰ
Ｏを入力するとともに、内蔵の計時回路を利用して単位
時間当りのワイパ作動信号の発生回数すなわち単位時間
当りのワイパ作動頻度Ｍ（南量が多くなるに従って大き
くなる）を算出して、推論回路６９ｂ〜６９ｄに出力す
る。推論回路６９ｂ〜６９ｄは、第１１Ａ図〜第１１Ｃ
図に示すメンバシップ関数のような下記（２５）〜（２
２Ｏ− ７）の各ファジィ制御規則に基づいて、ワイパ作動頻度
Ｍに対する路面摩擦係数μの適合度を表すファジィ推論
データ（ハツチングの部分を表すデータ）をそれぞれ形
成するものである。 （２５）ワイパ作動頻度Ｍが高ければ、路面摩擦係数μ
は小さい。 （２６）ワイパ作動頻度Ｍが中程度あれば、路面摩擦係
数μは中程度ある。 （２７）ワイパ作動頻度Ｍが低ければ、路面摩擦係数μ
は大きい。 推論回路部７０は推論回路７０ａ〜７０ｃからなり、同
回路７０ａ〜７０ｃは湿度Ｒを入力して、第１２Ａ図〜
第１２Ｃ図に示すメンバシップ関数のような下記（２８
）〜（３０）の各ファジィ制御規則に基づき、湿度Ｒに
対する路面摩擦係数μの適合度を表すファジィ推論デー
タ（ハツチングの部分を表すデータ）をそれぞれ形成す
るものである。 （２８）湿度Ｒが高ければ、路面摩擦係数μは小さい。 （２９）湿度Ｒが中程度あれば、路面摩擦係数μは中程
度ある。 （３０）湿度Ｒが低ければ、路面摩擦係数μは大きい。 推論回路部７１は推論回路７１ａ〜７１ｃからなり、同
回路７１ａ〜７１ｃは外気の温度Ｔを入力して、第１３
Ａ図〜第１３Ｃ図に示すメンバシップ関数のような下記
（３１）〜（３３）の各ファジィ制御規則に基づき、温
度Ｔに対する路面摩擦係数μの適合度を表すファジィ推
論データ（ハツチングの部分を表すデータ）をそれぞれ
形成するものである。 （３１）温度Ｔが零度より低ければ、路面摩擦係数μは
小さい。 （３２）温度Ｔが零度付近にあれば、路面摩擦係数μは
中程度ある。 （３３）温度Ｔが零度より高ければ、路面摩擦係数μは
大きい。 なお、前述したファジィ制御規則のうち、（１）〜（１
５）は車両の旋回に伴い変化する車両各部の状態に関す
るもので、（１６）〜（２４）は車両の制廂動に伴い変
化する車両各部の状態に関するもので、（２５）〜（３
３）は車両走行中における各種気象状態に関す２１− ２２− るもので、共に路面摩擦係数に関係した状態量である。 そして、これらの制御規則は理論的に考えられると同時
に、過去の経験及び実験により確認されたものである。 このような各推論回路部６１〜７１にて導出された各フ
ァジィ推論データは、論理和回路７２に供給されるよう
になっている。論理和回路７２は確定値演算回路７３と
共に重心法に基づくデフアジィ手段を構成するもので、
同図、１７２は各ファジィ推論データを順次論理和脅威
していって、最終的に、第３Ａ図〜第１３Ｃ図のハンチ
ング部分の論理和を表す第１４図のような図形を表すデ
ータを形成する。確定値演算回路７３は、前記第１４図
の図形を表すデータに基づいて、同図形の重心位置に対
応した路面摩擦係数μの値を算出するものである。そし
て、この算出した路面摩擦係数μは、アンチロック制御
回路１１、サスペンション制御回路１６、パワーステア
リング制御回路２５及び後輪操舵制御回路３５に供給さ
れて、各回路１１，１６，２５，３５にて制御要素の一
つと−お− して利用されるようになっている。 上記のように構成した実施例においては、当該車両の走
行中、車速■、ハンドル舵角δｆ、　トルクＴ＋ｎ、　
　軸力Ｆ、油圧Ｐ、ヨーレートγ、横加速度Ｇｙ、前後
加速度Ｇｘ、ワイパの作動、湿度Ｒ１外気温度Ｔ、ブレ
ーキペダル操作、アクセルペダル操作、前後車輪速差Δ
ω及び平均車輪速ωが各センサ２２，２３，４２〜４８
，５１，５２，１４ａ〜１４ｄ及び回転数演算回路５５
により検出されて、前記各検出値Ｖ、δｆ、Ｔｍ、Ｆ　
ｌｐ　、γｓＧ’１ｖＧＫｅＲ，Ｔ、Δω、ωを表す信
号と、ワイパの作動、ブレーキペダルの操作及びアクセ
ルペダルの操作を表す各作動信号ＷＰ○、Ｂ　Ｓ　、Ａ
　Ｓとが路面摩擦係数推定装置６０に供給されるととも
に、アンチロック制御回路１１からのアンチロック作動
信号ＡＬＯが同推定装置６０に供給される。 路面摩擦係数推定装置６０においては、推論回路部６１
〜７１が前記各供給信号を利用するとともに上述したフ
ァジィ制御規則（１）〜（３３）に従ってファジィ推論
データをそれぞれ形成して、同各デ２４− 一夕を論理和回路７２及び確定値演算回路７３へ供給す
る。論理和回路７２及び確定値演算回路７３は重心法に
基づいて各ファジィ推論データをデフアジィ化して路面
摩擦係数μの確定値を導出する。 その結果、上記路面摩擦係数μの確定にあたっては、路
面摩擦係数μに関係して車両の旋回に伴い変化する車両
各部の状態（各検出値Ｖ、δｆ、Ｔｍ、Ｆ　、Ｐ　、γ
、Ｇｙに対応）に関するファジィ制御規則（１）〜（１
５）、路面摩擦係数μに関係して車両の制弊動に伴い変
化する車両各部の状態（各検出値Ｇｘ。 Δω、ω及び各作動信号ＡＬＯ，ＢＳ、ＡＳに対応）に
関するファジィ制御規則（１６）〜（２４）、及び路面
摩擦係数μに関係する車両走行中における各種気象状態
（各検出値Ｒ，Ｔ及び作動信号ＷＰ○に対応）に関する
ファジィ制御規則（２５）〜（３３）に基づいて路面摩
擦係数μをファジィ推論するとともに、同ファジィ推論
データをデフアジィ化するようにしたので、曖昧な状態
量からでも路面摩擦係数μを精度よく検出できるように
なる。 そして、確定値としての路面摩擦係数μは、アンチロッ
ク制御回路１１、サスペンション制御回路１６、パワー
ステアリング制御回路２５及び後輪操舵制御回路３５に
供給される。 アンチロック制御回路１１は、上述のように、車輪速セ
ンサ１４ａ〜１４ｄからの車輪速ωａ〜ωｄに基づいて
ブレーキ油圧装置１２を制御することにより、ブレーキ
ペダル操作時にホイールシリンダ１５　ａ　”　１５　
ｄに供給されるブレーキ油圧を制御して、各輪１３　ａ
　”　１３　ｄのロックを避けるようにするものである
が、前記路面摩擦係数μの確定値により次のような補正
制御が付加される。すなわち、路面摩擦係数μの確定値
が小さければ、ブレーキペダルの操作時に各ホイールシ
リンダ１５ａ〜１５ｄに供給されるブレーキ油圧がゆっ
くりと増加し、かつ同確定値が大きくなるに従って前記
ブレーキ油圧の増加速度が大きくなるように、アンチロ
ック制御回路１１がブレーキ油圧装置を制御する。これ
により、各輪１３　ａ　”　１３　ｄのロック状態をよ
り良く回避でき、ブレーキペダル操２５− ２６− 作時の車両の停止距離を短くすることができる。 サスペンション制御回路１６は、上述のように、荷重セ
ンサ１８ａ〜１８ｄ、車高センサ２１ａ〜２１ｄ、車速
センサ２２及びハンドル舵角センサ２３からの荷重Ｗａ
”Ｗｄ、車高Ｈａ＝Ｈｄ、車速Ｖ及びハンドル舵角δｆ
に基づいてサスペンション油圧装置１７を制御すること
により、油圧シリンダ２４ａ〜２４ｄに供給される油圧
を制御して車両の姿勢を制御するものであるが、前記路
面摩擦係数μの確定値により次のような補正制御が付加
される。すなわち、前記姿勢制御においては、ハンドル
舵角δｆに応じて車両の旋回半径が推定されて旋回時の
逆ロールが抑制されるようになっているが、路面摩擦係
数μの確定値が小さくなるに従って、前記推定旋回半径
が大きくなるように補正される。これにより、車両の旋
回半径の推定が良好となり、車両旋回時に逆ロールがよ
り良く防止される。 パワーステアリング制御回路２５は、上述のように、車
速センサ２２からの車速■に基づいて制２７− 御バルブ２６を制御することにより、操舵ハンドル２７
の操舵操作に適当な反力（例えば、車速Ｖの増加に従っ
て増加する反力）が付与されるようになっているが、前
記路面摩擦係数μの確定値により次のような補正制御が
付加される。すなわち、路面摩擦係数μの確定値が小さ
ければ前記反力を大きくシ、かつ同確定値が大きければ
前記反力を小さくする。これにより、路面摩擦係数μの
小さな路面を走行中に、前記反力が小さいために操舵ハ
゛ンドル２７の操舵量が大きくなり過ぎるような事態を
未然に防止できる。 後輪操舵制御回路３５は、上述のように、車速センサ２
２及びハンドル舵角センサ２３からの車速Ｖ及びハンド
ル舵角δｆに基づいて後輪制御回路３５を制御すること
により、後輪操舵アクチュエータ３６が後輪１３　ｃ、
　　１３　ｄを目標後輪操舵角（低車速時には前輪に対
して逆相、高車速時には前輪に対して同相）に操舵する
ようになっているが、前記路面摩擦係数μの確定値によ
り次のような補正制御が付加される。すなわち、路面摩
擦傷８− 数μの確定値が小さいときには、後輪１３ｃ、１３ｄの
前記操舵量を同相方向へ所定量だけ若干変更し、または
同確定値の値が小さくなるに従って前記同相方向への修
正操舵量を大きくする。これにより、路面摩擦係数μの
小さな路面を走行中の車両の走行安定性が良好となる。 なお、上記実施例においては、路面摩擦係数μの制御利
用例について４種類程説明したが、さらに他の装置への
適用も可能である。 また、上記実施例においては、論理和回路７２及び確定
値演算回路７３によるデフアジィ化の方法として重心法
を採用したが、同デフアジィ化の方法として面積法（荷
重平均法）を採用して、各ファジィ推論データから確定
値を算出するようにしてもよい。この場合、各ファジィ
推論データにより表される図形の重心位置に対応した各
路面摩擦係数μを同各図形の面積により重み付けして総
和を算出した後、同総和を前記各重心位置に対応した各
路面摩擦係数μの総和で除算するようにするとよい。 また、上記実施例においては、３３個のファジィ制御規
則を用いて摩擦係数μの確定値を算出するようにしたが
、これらの制御規則のうち、計算速度、回路規模などの
問題により、いくつかのものを省略することも可能であ
る。
【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の一実施例に係る路面摩擦係数検出装置
を適用した車両の全体概略図、第２図は第１図の路面摩
擦係数推定装置のブロック図、第３Ａ図〜第３Ｃ図、第
４Ａ図〜第４Ｃ図、第５Ａ図〜第５Ｃ図、第６Ａ図〜第
６Ｃ図、第７Ａ図〜第７Ｃ図、第８Ａ図〜第８Ｃ図、第
９Ａ図〜第９Ｃ図、第１ｏＡ図〜第１０Ｃ図、第１１Ａ
図〜第１１Ｃ図、第１２Ａ図〜第１２Ｃ図及び第１３Ａ
図〜第１３Ｃ図は前件命題及び後件命題からなるファジ
ィ制御規則のメンバシップ関数を表すグラフ、第１４図
は各ファジィ推論データの合成状態の一例を示すグラフ
である。 符　　号　　の　　説　　明 工１・・・アンチロック制御回路、１４ａ〜１４９− ３０− ｄ・・・車輪速センサ、　１６・・・サスペンション制
御回路、１８　ａ　＝　１８　ｄ・・・荷重センサ、２
１ａ〜２１ｄ・・・車高センサ、２２・・・車速センサ
、２３・・・ハンドル舵角センサ、２５・・・パワース
テアリング制御回路、３５・・・後輪操舵制御回路、４
２・・・トルクセンサ、４３・・・歪センサ、４４・・
・油圧センサ、４５・・・ヨーレートセンサ、４６．４
７・・・加速度センサ、４８・・・ワイパ作動センサ、
５１・・・湿度センサ、５２・・・気温センサ、５３・
・・ブレーキセンサ、５４・・・アクセルセンサ、６０
・・・路面摩擦係数推定装置、６１〜７１・・・推論回
路部、７２・・・論理和回路、７３・・・確定値演算回
路。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 車両の旋回に伴い変化する車両各部の状態、車両の制駆
    動に伴い変化する車両各部の状態又は車両走行中におけ
    る各種気象状態に関係した複数の状態量をそれぞれ検出
    する複数の状態検出手段と、前記複数の状態検出手段に
    より検出された各状態量をそれぞれ入力して同各状態量
    に対応した路面摩擦係数に関する複数のファジィ推論デ
    ータを導出する複数のファジィ推論手段と、 前記複数のファジィ推論手段によりそれぞれ導出された
    複数のファジィ推論データを合成してデフアジィ化した
    路面摩擦係数の確定値を導出するデフアジイ手段と を備えたことを特徴とする路面摩擦係数検出装置。
JP2059415A 1990-03-09 1990-03-09 路面摩擦係数検出装置 Pending JPH03258650A (ja)

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