JPH03258652A - 路面摩擦係数検出装置 - Google Patents

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】

従来から、この種の装置としては、例えば特開昭６３−
６４８７９号公報に示されるように、ハンドル操舵に対
する路面反力は路面摩擦係数が大きくなるに従って大き
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路面反
力が大きくなる性質に着目して、前記路面反力及びハン
ドル舵角を検出することにより、同検出路面反力及びハ
ンドル舵角に応じて路面摩擦係数を推定するようにした
ものがある。

【発明が解決しようとする課！ａ】

しかし、前記路面反力は車両に作用する遠心力に対抗す
るもので、車速にも関係して変化するものであるので、
上記従来装置のように、車速を無視した路面摩擦係数の
推定では、路面摩擦係数を精度よく検出できないという
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】

上記目的を達成するために、本発明は、車両の旋回に伴
って発生するヨーレート、横加速度などの車体の運動物
理量が路面摩擦係数の影響を受けることに着目してなさ
れたもので、その構成としては、車速を検出する車速検
出手段と、ハンドル舵角を検出する舵角検出手段と、車
両の旋回に伴って発生する車体の運動物理量を検出する
運動物理量検出手段と、前記車速、ハンドル舵角及び運
動物理量を変数として走行路面の摩擦係数の大きさを表
す基準データを予め記憶した基準データ記憶手段と、前
記車速検出手段により検出された車速、前記舵角検出手
段により検出されたハンドル舵角及び前記運動物理量検
出手段により検出された運動物理量に基づいて前記基準
データ記憶手段内の基準データを参照することにより走
行路面の摩擦係数の大きさを判定する判定手段とを備え
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、基準データ記
憶手段は、車速、ハンドル舵角、及び車両の旋回に伴っ
て発生する車体の運動物理量を変数として走行路面の摩
擦係数の大きさを表す基準データを予め記憶している。 この場合、前記基準データは車両の走行実験などにより
予め設定されるものであるが、路面摩擦係数がヨーレー
ト、横加速度などの前記車体の運動物理量の大きさに影
響する（ハンドル舵角及び車速が同一の状態では、路面
摩擦係数が小さくなる程、ヨーレート及び横加速度は小
さくなる）とともに、車速及びハンドル舵角が前記車体
の運動物理量の大きさに影響する（車速及びハンドル舵
角が大きくなる程、ヨーレート及び横加速度は大きくな
る）ことを考えれば、前記基準データには、路面摩擦係
数に直接的又は間接的に関係する車速、ハンドル舵角及
び前記車体の運動物理量が考慮されることになる。 一方、判定手段は、車速検出手段により検出された車速
、舵角検出手段により検出されたハンドル舵角及び運動
物理量検出手段により検出された車両の旋回に伴って発
生する車体の運動物理量に基づいて、基準データ記憶手
段内の前記基準データを参照して、走行路面の摩擦係数
の大きさを判定する。

【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
、路面摩擦係数が関係するハンドル舵角及び車両旋回に
伴って発生する車体の運動物理量のみならず、車速をも
考慮して、路面摩擦係数が判定されるので、路面摩擦係
数の検出精度が良好となる。

【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ｌ工には各輪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。ブレーキ油圧装置１２には各輪１３ａ〜１３ｄ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１５　ａ　”　１５　ｄ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Ｗ１７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　−１８ｄと、各輪１３ａ〜１３ｄ
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■を検出する車速センサ２
２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Ｗ
　ａ　”　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１３ａ〜１３ｄ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１６か
らの前記制御信号に応じて、各シリンダ２４ａ〜２４ｄ
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１３　ａ、　　１３　ｂ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うちの車速セン
サ２２及びハンドル舵角センサ２３を共用するとともに
、車体の重心近傍に配設されたヨーレートセンサ４２を
備えている。このヨーレートセンサ４２は、車両の旋回
に伴って発生する車体の運動物理量として、同車体に発
生しているヨーレートγを検出するとともに、同検出ヨ
ーレートγを表す検出信号を出力する。 車速センサ２２及びハンドル舵角センサ２３には乗算器
４３が接続されており、同乗算器４３は両センサ２２，
２３からの車速Ｖとハンドル舵角δｆとを乗算するとと
もに乗算結果としての値■＊δｆを出力する。ヨーレー
トセンサ４２及び乗算器４３には比較回路４４が接続さ
れている。この比較回路４４は、前記乗算結果■＊δｆ
とヨーレートγとに基づいて、路面摩擦係数μの大きさ
を表す基準データを参照することにより、各館■、δｆ
、γに応じて定まる路面摩擦係数μを判定するもので、
判定結果として「路面摩擦係数μは大きい」　「路面摩
擦係数μは小さい」　「路面摩擦係数μは不明」を表す
３種類の信号を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へそれぞれ出力する。 比較回路４４には前記基準データを記憶した基準データ
テーブル４５が接続されている。この基準データテーブ
ル４５は、第２図に示すように、値■＊δｆを横軸とし
かつヨーレートγを縦軸とした２次元マトリクスで構成
されており、同テープＱ− １０− ル４５に記憶されている基準データは「路面摩擦係数μ
は大きい」　「路面摩擦係数μは小さい」　「路面摩擦
係数μは不明」からなる３種類の状態を表している。こ
の場合、　ｒ路面摩擦係数μが大きい」という状態は第
２図にて領域μＨ（白領域）で示され、　「路面摩擦係
数μが小さい」という状態は同図にて領域μＬ（白領域
）で示され、また「路面摩擦係数μが不明」という状態
は同図にてハツチング領域で示されている。これらの領
域は、アスファルトドライ路面（以下、乾燥路面という
）と、サンセラウェット低μ路面（以下、水を撒いた路
面という）とにおける走行実験によるもので、同図にお
いて、○印が乾燥路面における走行実験結果をプロット
したものであり、ム印が水を撒いた路面における走行実
験結果をプロットしたものである。なお、前記ハツチン
グ部分は、実験結果にＯ印及びム印が混在して路面摩擦
係数μが判定不能な場合（領域Ａ）と、各センサ２２，
２３゜４２などのフェイルにより車両走行上あり得ない
データを示す場合（領域Ａ以外）とがある。 １ 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、車速センサ２２、ハンドル舵角センサ２３及びヨ
ーレートセンサ４２により車速Ｖ、ハンドル舵角δｆ及
びヨーレートγが検出されると、比較回路４４には乗算
器４３及びヨーレートセンサ４２からの値■＊δｆ、γ
が供給される。比較回路４４は、前記各館Ｖ＊δｆ、γ
に基づいて、基準データテーブル４５内の基準データを
参照することにより、　「路面摩擦係数μは大きい」　
「路面摩擦係数μは小さい」　「路面摩擦係数μは不明
」のいずれかを判定して、該判定結果を表す判定信号を
出力する。 このように、上記実施例による路面摩擦係数μの検出に
おいては、路面摩擦係数μが大きくなるに従って大きく
なる関係を有してなる車両旋回時のヨーレートγが考慮
されるとともに、大きくなるに従ってヨーレートγを増
大させる関係にあるハンドル舵角δｆ及び車速■が考慮
されることになるので、路面摩擦係数μの検出精度が良
好となる。 そして、上記のようにして検出された路面摩擦１２− 係数μを表す信号は、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１５ａ〜１５ｄに供給
されるブレーキ油圧を制御して、各輪１３ａ”１３’ｄ
のロックを避けるようにするものであるが、同ブレーキ
油圧制御に対して前記検出した路面摩擦係数μによる次
のような補正制御が付加される。すなわち、比較回路４
４から「路面摩擦係数μは小さい」との信号が供給され
た場合には、他の場合に比べ　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するように、アンチロック制
御回路１１がブレーキ油圧装置を補正制御する。これに
より、各輪１３ａ〜１３ｄのロック状態をより良く回避
でき、ブレーキペダル操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１８　ａ　−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、同
姿勢制御に対して前記検出した路面摩擦係数μによる次
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、比較回路４４から「路面摩擦係数μは小さ
い」との信号が供給された場合には、他の場合に比べ　
前記推定旋回半径が大きくなるように補正する。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。 １３− ４４ 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Ｖに基づいて制御バルブ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、同反力制御に対し
て前記検出した路面摩擦係数μによる次のような補正制
御が付加される。すなわち、比較回路４４から「路面摩
擦係数μは小さい」との信号が供給された場合には、他
の場合に比べ、前記反力を若干大きくする。 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
きくなりす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に基づいて後輪操舵アクチュエータ３６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１５− 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、同操舵制御に対して前記検出した路面摩擦係数
μによる次のような補正制御が付加される。すなわち、
比較回路４４から「路面摩擦係数μは小さい」との信号
が供給された場合には、他の場合に比べ、後輪１３ｃ、
１３ｄの操舵量を同相方向へ所定量だけ若干変更する。 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、さらに他への適用も
可能である。 また、上記実施例の摩擦係数検出装置を次のように変更
することも可能である。 （１）上記実施例においては、車両の旋回に伴って発生
する車体の運動物理量としてヨーレートγを検出するよ
うにしたが、同物理量として車体に作用する横加速度Ｇ
を検出するようにしてもよい。 この場合、前記ヨーレートセンサ４２に代えて車体に固
定した横加速度センサを用いるとともに、−■６− 基準データテーブル４５に車速■、ハンドル舵角δｆ及
び横加速Ｇに関係した基準データを記憶させるようにす
ればよい。すなわち、同テーブル４５は、第３図に示す
ように、値■＊δｆを横軸としかつ横加速度Ｇを縦軸と
した２次元マトリクスで構成され、同テーブル４５に記
憶されている基準データは、上記実施例と同様に、　「
路面摩擦係数μは大きい」　「路面摩擦係数μは小さい
」　「路面摩擦係数μは不明」からなる３種類の状態を
表すようにする。なお、前記各状態と図面上の領域表示
に関しては、上記実施例の場合と同じである。 そして、比較回路４４は上記実施例の場合と同様に動作
し、前記検出された横加速度Ｇ、車速■及びハンドル舵
角δｆに応じて路面摩擦係数μの「犬」　「小」　「不
明」を表す信号を出力するので、この変形例においても
、上記実施例と同様に、精度よく路面摩擦係数μを検出
できる。 また、前記ヨーレートγ又は横加速度を利用する代わり
に、車両の旋回に伴って発生する車体の運動物理量とし
て、ヨーレートγの変化率又は横速度（横加速度の積分
値）を利用するようにしてもよい。 （２）上記実施例及び変形例においては、車速Ｖとハン
ドル舵角δｆとを乗算することにより、前記運動物理量
（ヨーレートγ、横加速度Ｇ）、車速■及びハンドル舵
角δｆの３者を変数としながらも基準データテーブル４
５を２次元マトリクス構成にしたが、これらの変数を全
て独立に扱って、基準データテーブル４５を同各変数を
３軸とする３次元マトリクス構成にすることも可能であ
る。この場合、基準データテーブル４５内の基準データ
量は増すが、上記実施例及び変形例の乗算器４３が不要
となり、車速センサ２２及びハンドル舵角センサ２３の
検出出力を比較回路４４に直接供給するようにすればよ
い。 （３）上記実施例及び変形例においては、比較回路４４
の一つの判定結果に基づき路面摩擦係数μを決定するよ
うにしたが、上記実施例及び変形例に係る各検出装置を
、検出した複数の路面摩擦係数μｍ、μ２・・・の各結
果を合成して最終的な路面７− 摩擦係数μを決定するようにした装置内に組み込んで、
前記各検出装置を前記各路面摩擦係数μｍμ２・・・を
それぞれ検出する各手段として利用するようにしてもよ
い。この場合、複数の検出結果を合成する手段として、
各検出出力の論理和又は論理積をとるようにすればよい
。また、同合戒する手段として、ファジィ理論を利用し
た推定装置第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図は同実
施例にて利用される基準データの特性図、第３図は本発
明の変形例に係る基準データの特性図である。 符　　号　　の　　説　　明 １１・・・アンチロック制御回路、１４ａ〜１４ｄ・・
・車輪速センサ、１６・・・サスペンション制御回路、
１８ａ〜１８ｄ・・・荷重センサ、２１ａ〜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、４２・・・ヨーレー
トセンサ、４３・・・乗算器、４４・・・比較回路、４
５・・・基準データテーブル。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 車速を検出する車速検出手段と、 ハンドル舵角を検出する舵角検出手段と、 車両の旋回に伴って発生する車体の運動物理量を検出す
   る運動物理量検出手段と、 前記車速、ハンドル舵角及び運動物理量を変数として走
   行路面の摩擦係数の大きさを表す基準データを予め記憶
   した基準データ記憶手段と、前記車速検出手段により検
   出された車速、前記舵角検出手段により検出されたハン
   ドル舵角及び前記運動物理量検出手段により検出された
   運動物理量に基づいて前記基準データ記憶手段内の基準
   データを参照することにより走行路面の摩擦係数の大き
   さを判定する判定手段と を備えたことを特徴とする路面摩擦係数検出装置。