JPH03295445A - 路面最大摩擦係数算出方法 - 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、車両のスリップ制御に用いる路面とタイヤ間
の最大摩擦係数（以下これを路面μ−ａＫと略記する）
を直接算出する方法に関する。

〔従来の技術〕

一般に車両においては、加減速時に車輪がスリップする
と、エンジン出力を低下してトラクション制御したり、
ブレーキ油圧を減少してアンチロック−ブレーキ・シス
テム（ＡＢＳ）を制御したり、４輪駆動車の場合は前後
輪のトルク配分を可変にしてトルクスプリット制御する
ことが提案されている。この場合にスリップ発生の有無
は、車体と車輪の速度の関係、車輪加・減速度等により
容易に検出することができ、スリップ発生時には上述の
制御でスリップを防止するようにフィードバック制御さ
れる。ここで、現状ではスリップ発生の有無だけ検出し
ζスリップの大きさ、状態等は検出されないため、上述
のような制御の場合も最適化に欠け、繰返してスリップ
が生じたり、過大にスリップ防止対策を施す不都合が生
じ得る。

スリップの発生状態は、既に周知のように路面μＷａＸ
に関係するものである。従って路面μｌａＸを検出すれ
ばスリップの実体がわかり、これに基づき上述の制御を
最適化し得るのであり、このことから路面μｌａＸを直
接的に求めることが考えられている。

そこで従来、路面μの検出に関しては、例えば特開昭６
１−２５６２４０号公報の先行技術がある。ここで、所
定のブレーキトルクでの車輪速の差を車輪速で除算して
スリップ率Ｓを算出し、このスリップ率から路面μを１
ｌ−８線図により求めることが示されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、上記先行技術のものにあっては、車輪速の値
を用いるものであり、この車輪速は車輪が数回転しない
と正確に検出できないため、路面μの検出が遅れる。従
って、スリップ発生の初期に路面μを正確に検出するこ
とが難しく、有効な利用に欠ける。また、２つの車輪の
速度関係から算出する方法であるから、２つの車輪のタ
イヤ有効径、駆動トルクが異なる場合の誤差が大きく影
響し、路面μの値の信頼性に欠ける等の問題がある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたもので、その目的
とするところは、スリップ発生時に路面μＩａＸを迅速
に算出し、更にスリップ車輪のみの駆動状態から路面μ
ｍａｘの値の正確性、信頼性を向上することが可能な路
面最大摩擦係数算出方法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、本発明の路面最大摩擦係数算
出方法は、車輪スリップの有無を検出し、車輪スリップ
時には、スリップ車輪に伝達する駆動トルク、スリップ
車輪の荷重を算出し、これらとタイヤ径とにより路面最
大摩擦係数を算出するものである。

〔作　　　用〕

」１紀算出方法により、車輪スリップ時には、スリップ
車輪の駆動トルクに対し、路面最大摩擦係数とタイヤ径
とスリップ車輪に作用する荷重とからなるグリップ力の
関係で路面最大摩擦係数が算出される。

〔実　施　例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図において、前後輪のトルク配分制御が可能な４輪
駆動車に適用【、た場合について述べる。

先ず、駆動系の概略について述べると、符号Ｉはエンジ
ンであり、このエンジン■がクラッチ２を介して変速機
３に連結している。変速機３の出力軸４は一対のりダク
ションギャ５．６を介してフロントドライブ軸７に連結
し、このフロントドライブ軸７からフロントディファレ
ンシャル装Ｗ８゜車軸９を介して前輪ＩＯに伝動構成さ
れる。また、変速機出力軸４は湿式多板のトランスファ
クラッチ１１を介してリヤドライブ軸Ｉ２にも連結し、
このリヤドライブ軸Ｉ２からプロペラ軸１３．　　リヤ
ディファレンシャル装置１４．車軸１５等を介して後輪
１６に伝動構成され、前後輪トルク配分をトランスファ
クラッチ１１により可変に制御することが可能になって
いる。

一方、トルク配分制御ユニット２０を有して、加減速、
旋回等の運転条件、スリップ発生状態に応じ前後輪のト
ルク配分比（Ｋｆ、Ｋｒ）を定め、このトルク配分比信
号をトランスファ油圧制御回路２１に出力して、トラン
スファクラッチ１１のトランスファ圧Ｐ７を制御するよ
うになっている。

次いで、路面μＩａＸの算出制御系について述べる。

先ず、基本原理について述べると、例えば前輪のタイヤ
には車重に基づく荷重Ｗｒが垂直にかがっており、タイ
ヤと路面には両者の関係による路面μが存在し、これら
の荷重ｗ「、路面μとタイヤ径「とによりグリップトル
クＦ　（Ｆ−μ・「・Ｗｒ）が生じる。また、前輪には
駆動トルクＴ「が伝達しており、これらの駆動トルクＴ
ｒとグリップトルクＦとの関係で車両が走行する。ここ
でノンスリップの走行時には、荷重ｗｒが初期荷重に対
して荷重移動骨だけ減じる。一方、スリップ時には、ス
リップ状態に応じて荷重移動が減じて荷重Ｗｒの値は大
きくなる。このことがら前輪荷重Ｗｆを荷重移動を加味
して算出し、路面μを前輪駆動トルクＴｒ、前輪荷重Ｗ
ｒ、タイヤ径「でμｍＴｒ／ｒ中Ｗｒ により算出する。従って、スリップ時に、前後輪の駆動
トルクＴｆ’またはＴ「、荷重ｗｒまたはＷ「を求め、
上述により路面μＳａＷを算出するのである。

そこで、４つの車輪に設けられる車輪速センサ２２、車
体加速度センサ２３．エンジン回転数センサ２４、スロ
ットル開度センサ２５を有し、これらのセンサ信号が制
御ユニット３０に入力する。制御ユニット３０は、車輪
速センサ２２の各車輪速Ｎｆ’　、　。

ＮＩ’Ｒ，Ｎｒｔ、ＮｒＲが人力する前後輪角加速度算
出部３１を有し、車輪速を時間微分して前輪角加速度β
「、後輪角加速度β「を算出する。これらの前、後輪角
加速度βｒ、β「は前後輪荷重算出部３２に入力し、前
輪角加速度β「に基づく前輪荷重Ｗｒ、後輪角加速度β
ｒに基づく後輪荷重Ｗｒを、初期荷重に対しノンスリッ
プ車輪の回転の荷重移動を加味して算出する。

即ち、車重Ｗ、初期の前後輪荷重配分ｍｒまたはｍｒ、
重心高さり、ホイールベース長１１重力加速度ｇ、車体
加速度ｒ・β「またはｒ・β「（ｒはタイヤ径）を用い
て、前輪荷重Ｗ「、後輪荷重Ｗ「は以下のように算出さ
れる。

Ｗｆ　＝Ｗ　（ｍｆ　−（ｒ　・βｆ’　−ｈ／ｊ！　
・ｇ）ＩＷｒ　−Ｗ　ｉｍｒ　＋　（ｒ　・βｒ−ｈ／
、ｉ！・ｇ））また、エンジン回転数センサ２４のエン
ジン回転数Ｎｅ、　スロットル開度センサ２５のスロッ
トル開度θはエンジントルク算出部Ｓ３に入力し、エン
ジン回転数Ｎｅとスロットル開度θとの関係によりエン
ジントルクＴｅを推定する。エンジントルクＴｅとトル
ク配分制御ユニット２０からのトルク配分比（Ｋｒ５．
：Ｋｒ）は前後輪トルク算出部３４に入力し、前輪トル
クＴｒ、後輪トルクＴ「を以下のように算出する。

ＴＩ’　−Ｔｅ　−Ｋｆ／　（Ｋｆ＋Ｋｒ）Ｔｒ　−Ｔ
ｅ　・Ｋｒ／　（Ｋｌ’　＋Ｋｒ）一方、車体加速度セ
ンサ２３の車体加速度Ｇと前。

後輪角加速度βｒ、βｒが入力するスリップ検出部３５
を有し、Ｇ（βｒ”ｒの場合は後輪スリップを判断する
。そしてこれらのスリップ信号、前。

後輪荷重Ｗｒ　、Ｗｒおよび前、後輪トルクＴｆ。

Ｔ「は路面μ■ａＸ算出部３６に入力し、前輪スリップ
時には前輪荷重Ｗ「、前輪トルクＴ「を用い、後輪スリ
ップ時には後輪荷重Ｗ「・、後輪トルクＴ「を用いて路
面μＷａＸを算出するように構成される。

また、路面μ−ａｘ算出部３Ｂの路面μ■ａＸの値はト
ルク配分制御ユニット２０に入力し、路面μ−ａＸに応
じてトルク配分比（Ｋｆ：Ｋｒ）を所定量可変するよう
になっている。

次いで、かかる構成の４輪駆動車と制御系の作用につい
て述べる。

先ず、変速機３からの変速動力がリダクションギヤ５，
６．フロントドライブ軸７等により前輪ＩＯ側に伝達す
る。また、通常走行時にトルク配分制御ユニット２０で
車両の重量配分等によりトルク配分比がＫｒ　＞Ｋｒに
設定され、これに応じトランスファ油圧制御回路２１で
トランスファクラッチ１１に所定のトランスファ圧Ｐ丁
が生じる。そしてトランスファ圧ＰＴに応じたトルクが
リヤドライブ軸１２以降の後輪１６にも伝達するのであ
り、こうして前輪偏重の状態で４輪駆動走行する。

このとき、制御ユニット３０の前後輪角加速度算出部３
１では前、後輪角加速度βｒ、βｒが、前後輪荷重算出
部３２では前、後輪荷重Ｗｒ、Ｗｒが、それぞれ算出さ
れる。また、前後輪トルク算出部３４ではエンジントル
クＴｅ、）ルク配分比（Ｋ「。

Ｋｒ）により前後輪トルクＴｆ’、Ｔｒが算出されてい
る。

そこで、急加速時には第２図のフローチャートが実行さ
れ、スリップ検出部３５で車体加速度Ｇと前、後輪角加
速度βｒ、βｒとを比較してスリップの有無が検出され
る。この場合に、前輪偏重のトルク配分のためＧ（βｒ
−ｒにより前輪スリップが検出されると、路面μＷａＸ
検出部３６で前輪荷重Ｗｒ、前輪トルクＴｆ、　タイヤ
径ｒにより路面最大摩擦係数ｐ　ｍａＫが、μ＊ａｘ　
−Ｔｒ／ｒ−Ｗｒで算出される。

なお、上述のように算出された路面μ−ａＸの値はトル
ク配分制御ユニット２ｏに入力し、この路面μＳａＷに
応じたトルク配分比に設定される。そしてトランスファ
クラッチ１１のトランスファ圧ＰＴと共に、伝達トルク
をＴｆ’≦μＩａｘ−ｒ−ｗ「が成り立つように、後輪
に所定量多くトルク配分して前輪スリップを確実に防止
する。

以上、前輪スリップの場合について述べたが、後輪スリ
ップ時にも同様に路面μＷａＸが算出されることは勿論
である。

以上、本発明の実施例と【７てトルク配分制御について
述べたが、路面μＩＩａＸの値をトラクション制御、Ａ
ＢＳ制御にも用いて最適制御し得る。また、２輪駆動車
にも適用できる。

また、スリップの検出には前後輪の速度比等を用いるこ
とも可能である。

〔発明の効果〕

以上述べてきたように、本発明によれば、路面最大摩擦
係数の算出方法において、スリップしている車輪の駆動
トルクとグリップ力との関係で算出するので、迅速に算
出でき、他の車輪の回転の影響が少ないので誤差が減じ
て確実性、信頼性も向上する。

さらに、スリップ車輪の駆動状態を重視するので、タイ
ヤ摩耗等の検出にも有効である。

さらにまた、車輪の荷重のスリップ状態に応じた反比例
的移動を利用するので、加減速のいずれの場合も路面最
大摩擦係数をリニアに算出し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の路面が大摩擦係数算出方法の実施例を
示す構成図、 第２図は路面最大摩擦係数算出時の作用を示すフロチャ
ート図である。 ３０・・・制御ユニット、３２・・・前後輪荷重算出部
、３４・・・前後輪トルク算出部、３５・・・スリップ
検出部、３Ｇ・・・路面μ■ａＸ算出部

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 車輪スリップの有無を検出し、 車輪スリップ時には、スリップ車輪に伝達する駆動トル
   ク、スリップ車輪の荷重を算出し、これらとタイヤ径と
   により路面とタイヤ間の最大摩擦係数を算出することを
   特徴とする路面最大摩擦係数算出方法。