JPH0585339A

JPH0585339A - 路面摩擦係数検出装置

Info

Publication number: JPH0585339A
Application number: JP3243837A
Authority: JP
Inventors: Haruki Okazaki; 晴樹岡崎
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1991-09-24
Filing date: 1991-09-24
Publication date: 1993-04-06

Abstract

(57)【要約】【目的】車両の車輪と路面との間の路面摩擦係数μを
高精度で簡単に推定できるようにする。【構成】ハンドルを操作して車両が旋回する場合に、
舵角センサ１１４により検出した操舵角θの変化から、
従動内外輪の回転速度に基いて検出される横加速度Ｇが
発生するまでの遅れ時間ｔd を求め、その遅れ時間ｔd
を基に路面摩擦係数μを検出する。また、そのとき、車
速ｖが高くなるのに伴い、中程度の路面摩擦係数μと低
い路面摩擦係数μとを区別するための閾値ｔd2を長時間
側に補正する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両のスリップ制御等
のためにタイヤと路面と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】従来より、車両のスリップ制御装置とし
て、例えばアンチスキッドブレーキ装置やトラクション
制御装置等が知られている。上記アンチスキッドブレー
キ装置は、車両のブレーキ油圧を制御して各車輪の制動
力を調節することにより、制動時における車輪のロック
ないしはスキッド状態の発生を防止するようにしたもの
である。一方、トラクション制御装置は、車両の加速時
等に駆動輪が過大駆動トルクによりスリップして駆動ロ
スが生じ、加速性が低下することを防止するために、駆
動輪のスリップ量を検出し、この駆動輪のスリップ量が
路面の摩擦係数に対応する目標スリップ量となるよう
に、駆動輪に付与するブレーキ液圧やエンジン出力を制
御する（駆動輪に制動力を付与したり、エンジン出力を
低下させる）ものである。

【０００３】例えば、特開昭６０―１０６１号公報に
は、アンチスキッドブレーキ装置において、前輪（操舵
輪）の操舵角を検出し、その操舵角に応じてアンチスキ
ッドブレーキ制御の閾値を変更することで、直進制動時
の操舵輪の制動油圧を高めに制御して、制動距離を短縮
するようにしたものが提案されている。

【０００４】このようなスリップ制御装置や、パワース
テアリング装置、後輪転舵装置等を含む運転制御装置で
は、その制御因子の１つとして、車両のタイヤと路面と
の摩擦係数、すなわち路面摩擦係数も利用されている。
この路面摩擦係数は、従来、駆動力の変化に伴う従動輪
の車輪速の変化から推定する方法が一般に採用されてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の方法で
は、路面摩擦係数の検出精度が低く、しかも推定のため
の演算が複雑であるという難がある。

【０００６】本発明は斯かる点に鑑みてなされたもので
あり、その目的とするところは、基本的に、車両の旋回
走行時に横方向にかかる重力加速度である横加速度を基
に路面摩擦係数を推定するようにして、路面摩擦係数を
高精度で簡単に検出できるようにすることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成すべ
く、請求項１の発明では、ハンドルを操作して車両が旋
回する場合において、その操舵角の変化に対し、車輪の
滑りにより車両に実際に横加速度が発生するまでに時間
差があることに着目し、その時間差を基に路面摩擦係数
を検出するようにした。

【０００８】すなわち、この発明では、図１に示す如
く、車両の従動内外輪７ＦＬ，７ＦＲの回転速度に基い
て、車両に発生している横加速度Ｇを検出する横加速度
検出手段１３１と、操舵輪の操舵角θを検出する操舵角
検出手段１１４と、この操舵角検出手段１１４により検
出される操舵角θが変化した時点から横加速度検出手段
１３１により横加速度Ｇが検出されるまでの遅れ時間ｔ
d を求める遅れ時間演算手段１３２と、この遅れ時間演
算手段１３２により求められた遅れ時間ｔd に基づいて
路面摩擦係数を演算する摩擦係数演算手段１３３とを備
えている。

【０００９】具体的に、上記横加速度検出手段１３１で
車両の横加速度Ｇを検出するとき、従動内輪の回転速度
をＶｉ、従動外輪の回転速度をＶｏ、車両のトレッドを
Ｔ、重力加速度をｇとして横加速度Ｇを、Ｇ＝（Ｖｏ²−Ｖｉ²）／２・Ｔ・ｇの式で求める。

【００１０】請求項２の発明では、操舵角θの変化から
車輪の横滑りによる横加速度Ｇの発生までの遅れ時間ｔ
d を基に路面摩擦係数を検出するに当り、同じ路面摩擦
係数であっても、車速ｖが高いほど遅れ時間ｔd が長く
なることに基づき、上記摩擦係数演算手段１３３は、車
速ｖが高くなるのに伴い、中程度の路面摩擦係数と低い
路面摩擦係数とを区別するための閾値を長時間側に補正
するように構成する。

【００１１】

【作用】車両の旋回走行状態では、操舵輪の操舵角θが
変化して車両に横加速度Ｇが発生するが、操舵角θが直
ちに変化するのに対し、実際に横加速度Ｇが発生する時
点は遅れ、その遅れ時間ｔd は路面摩擦係数が低いほど
長くなる。従って、請求項１の発明では、操舵角検出手
段１１４により操舵輪の操舵角θを検出するとともに、
横加速度検出手段１３１により車両の従動内外輪の回転
速度に基いて横加速度Ｇを検出し、遅れ時間演算手段１
３２により、上記操舵角θが変化した時点から横加速度
Ｇが検出されるまでの遅れ時間ｔd を求め、摩擦係数演
算手段１３３で、その遅れ時間ｔd に基づいて路面摩擦
係数を演算することで、路面摩擦係数を高い精度で簡単
に検出することができる。

【００１２】請求項２の発明では、摩擦係数演算手段１
３３において路面摩擦係数を演算するとき、車速ｖが高
くなるのに伴い、中程度の路面摩擦係数と低い路面摩擦
係数とを区別するための閾値が長時間側に補正されるの
で、同じ路面摩擦係数であっても車速ｖが高いほど遅れ
時間ｔd が長くなることを補償し、路面摩擦係数を車速
ｖの変化に拘らず高精度で検出できる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図２以下の図面に基
づいて説明する。この実施例は、車両のアンチスキッド
ブレーキ装置やトラクション制御装置等のスリップ制御
装置に適用したものである。図５に示す車両において、
１はエンジン、３はエンジン１にトルクコンバータ２を
介して連結される自動変速機である。７ＦＬ，７ＦＲは
左右の前輪、７ＲＬ，７ＲＲは左右の後輪であり、この
車両では左右の後輪７ＲＬ，７ＲＲが上記エンジン１に
自動変速機３、プロペラシャフト４、デファレンシャル
装置５及び左右の車軸６Ｌ，６Ｒを介して駆動される駆
動輪とされ、左右の前輪７ＦＬ，７ＦＲが従動輪でかつ
操舵輪とされている。

【００１４】上記自動変速機３は多段変速歯車機構３ａ
を備えている。この変速歯車機構３ａは既知のように油
圧作動式とされており、例えば実施例では前進４段、後
進１段用とされている。すなわち、その油圧回路に組み
込まれた複数のソレノイド３９ａ，３９ａ，…の励磁と
消磁との組合せを変更することで変速が行われる。ま
た、トルクコンバータ２は、油圧作動式のロックアップ
クラッチ２ａを有し、その油圧回路に組み込まれたソレ
ノイド３９ｂの励磁と消磁とを切り換えることにより、
締結と締結解除とが行われる。

【００１５】上記ソレノイド３９ａ，３９ｂは、自動変
速機３の変速制御用のＡＴコントローラ１０１によって
制御される。このＡＴコントローラ１０１は、変速特性
とロックアップ特性とを予め記憶しており、これに基い
て変速制御とロックアップ制御とを行う。このため、Ａ
Ｔコントローラ１０１には、吸気通路８におけるメイン
スロットル弁１０の開度を検出するメインスロットル開
度センサ１０２及びサブスロットル弁１２の開度を検出
するサブスロットル開度センサ１０３からの各スロット
ル開度信号と、車速を検出する車速センサ１０４からの
車速信号（実施例ではプロペラシャフト４の回転数信
号）とが入力される。

【００１６】上記各車輪７ＦＬ〜７ＲＲにはそれぞれブ
レーキ２１ＦＬ〜２１ＲＲが設けられている。該各ブレ
ーキ２１ＦＬ〜２１ＲＲのキャリパ２２ＦＬ〜２２ＲＲ
（ホイールシリンダ）にはそれぞれブレーキ配管２３Ｆ
Ｌ〜２３ＲＲを介してブレーキ液圧が供給されている。
このブレーキ液圧の供給のための構成は次のようになっ
ている。まず、ブレーキペダル２５の踏込力が、液圧倍
力式の倍力装置２６によって倍力されて、タンデム型の
マスタシリンダ２７に伝達される。該マスタシリンダ２
７の第１吐出口２７ａには左前輪用のブレーキ配管２３
ＦＬが、また第２吐出口２７ｂには右前輪用のブレーキ
配管２３ＦＲがそれぞれ接続されている。

【００１７】左前輪用のブレーキ配管２３ＦＬ及び右前
輪用のブレーキ配管２３ＦＲにはそれぞれ電磁式の開閉
弁４０Ａ，４１Ａが介設されているとともに、該開閉弁
４０Ａ，４１Ａの下流に接続されたリリーフ通路４２
Ｌ，４２Ｒにはそれぞれ電磁式の開閉弁４０Ｂ，４１Ｂ
が介設されている。

【００１８】上記倍力装置２６には配管２８を介してポ
ンプ２９からの液圧が供給され、余剰液圧はリターン用
配管３０を介してリザーバタンク３１へ戻される。上記
配管２８から分岐した分岐管２８ａは合流部ａに連なっ
ており、この分岐管２８ａには電磁式の開閉弁３２が介
設されている。また、倍力装置２６で発生される倍力用
液圧は配管３３を介して上記合流部ａへと供給されるよ
うになっており、この配管３３にも電磁式の開閉弁３４
が介設されている。そして、上記配管３３には、合流部
ａへ向けての流れのみを許容する一方向弁３５が開閉弁
３４と並列に設けられている。

【００１９】上記合流部ａには左右後輪用のブレーキ配
管２３ＲＬ，２３ＲＲが接続されている。この配管２３
ＲＬ，２３ＲＲにはそれぞれ電磁式の開閉弁３６Ａ，３
７Ａが介設されているとともに、該開閉弁３６Ａ，３７
Ａの下流に接続されたリリーフ通路３８Ｌ，３８Ｒには
それぞれ電磁式の開閉弁３６Ｂ，３７Ｂが接続されてい
る。

【００２０】上記各開閉弁３２，３４，３６Ａ，３６
Ｂ，３７Ａ，３７Ｂ，４０Ａ，４０Ｂ，４１Ａ，４１Ｂ
はコントローラ１１１によって制御される。このコント
ローラ１１１は、マイクロコンピュータを内蔵してい
て、アンチスキッドブレーキ制御及びトラクション制御
を行うためのものである。尚、同図には、コントローラ
１１１をアンチスキッドブレーキ制御用とトラクション
制御用とで分けずに記載しているが、制御内容はそれぞ
れで異なる。

【００２１】この場合、トラクション制御（ブレーキ制
御）を行わないときには、図示のように開閉弁３２が閉
じ、開閉弁３４が開かれ、かつ開閉弁３６Ｂ，３７Ｂが
閉じ、開閉弁３６Ａ，３７Ａが開かれる。これにより、
ブレーキペダル２５が踏み込まれると、前輪用ブレーキ
２１ＦＬ，２１ＦＲに対してはマスタシリンダ２７を介
してブレーキ液圧が供給される。また、後輪用ブレーキ
２１ＲＬ，２１ＲＲに対しては、液圧倍力装置２６から
のブレーキペダル２５の踏込力に応じた倍力用液圧がブ
レーキ液圧として配管３３を介して供給される。

【００２２】また、後述するように、トラクション制御
を行うときには開閉弁３４が閉じられ、開閉弁３２が開
かれる。また、開閉弁３６Ａ，３６Ｂ，３７Ａ，３７
Ｂ，４０Ａ，４１Ａ，４０Ｂ，４１Ｂはデューティ制御
に開閉制御されるようになっている。また、分岐管２８
ａを経たブレーキ液圧は、一方向弁３５の作用によっ
て、ブレーキペダル２５に対する反力として作用しない
ようになっている。

【００２３】トラクション制御の場合、駆動輪７ＲＬ，
７ＲＲの駆動トルクを低減するために、駆動輪７ＲＬ、
７ＲＲに対するブレーキ制御を行うとともに、駆動輪７
ＲＬ，７ＲＲに伝達される駆動力、つまりエンジン１の
発生トルクの低減をも行う。このため、エンジン１の吸
気通路８には、アクセルペダル９に連結された上記メイ
ンスロットル弁１０と、スロットル開度調節用アクチュ
エータ１１に連結された上記サブスロットル弁１２とが
配設され、サブスロットル弁１２を上記トラクション制
御用としてのコントローラ１１１により上記アクチュエ
ータ１１を介して制御するようになっている。

【００２４】次に、アンチスキッドブレーキ制御及びト
ラクション制御について詳細に説明する。まず、アンチ
スキッドブレーキ制御について説明すると、本実施例で
は、開閉弁４０Ａ，４０Ｂの作動によって左前輪７ＦＬ
のブレーキ２１ＦＬの制動圧を調節する第１チャンネル
と、開閉弁４１Ａ，４１Ｂの作動によって右前輪７ＦＲ
のブレーキ２１ＦＲ制動圧を調節する第２チャンネル
と、開閉弁３６Ａ，３６Ｂ，３７Ａ，３７Ｂの作動によ
って左右の後輪７ＲＬ，７ＲＲのブレーキ２１ＲＬ，２
１ＲＲの制動圧を調節する第３チャンネルとを備え、こ
れら各チャンネルは互いに独立して制御されるようにな
っている。

【００２５】上記第１〜第３のチャンネルを制御するコ
ントローラ１１１は、ブレーキペダル２５が踏まれてい
るか否かを検出するブレーキセンサ１１５からのブレー
キ信号と、各車輪７ＦＬ〜７ＲＲの回転速度を検出する
車輪速センサ１１２ＦＬ〜１１２ＲＲからの車輪速信号
と、舵角センサ１１４からの操舵角信号とが入力され、
アンチスキッドブレーキ制御を各チャンネル毎に並行し
て行うようになっている。

【００２６】その制御内容について具体的に説明する
と、コントローラ１１１は、疑似車体速設定部と制御閾
値設定部とを備え、制御閾値と車輪加減速度やスリップ
率との比較によってフェーズ０（アンチスキッドブレー
キ非制御状態）、フェーズＩ（アンチスキッドブレーキ
制御時における制動圧の減圧状態）、フェーズII（減圧
後の保持状態）、フェーズIII （減圧保持後の急増圧状
態）及びフェーズIV（急増圧後の緩増圧状態）からフェ
ーズを選択し、各フェーズに応じた制動圧制御信号を開
閉弁３６Ａ，３６Ｂ，３７Ａ，３７Ｂ，４０Ａ，４０
Ｂ，４１Ａ，４１Ｂに出力するようになっている。

【００２７】上記疑似車体速Ｖr は、上記車輪速に基い
て便宜上の車体速度として設定されるものであり、４輪
７ＦＬ〜７ＲＲのうちの最高車輪速が疑似車体速Ｖr と
設定される。一方、速度変化量を路面の摩擦係数に応じ
て高摩擦係数における1.2 Ｇ・Δｔから低摩擦係数の0.
3 Ｇ・Δｔまでの間で設定して次のように補正される。
尚、Δｔはサンプリング周期（例えば７ms）である。

【００２８】Ｖr ←Ｖr −（1.2 Ｇ・Δｔ〜0.3 Ｇ・Δｔ）制御閾値の設定は各チャンネル毎に独立して行われるも
のであり、制御閾値としては、本実施例の場合、上記フ
ェーズ０（アンチスキッドブレーキ非制御時）からフェ
ーズＩ（減圧）への移行判定用の第１車輪減速度閾値G1
と、フェーズＩからフェーズII（保持）への移行判定用
の第２車輪減速度閾値G2と、フェーズIIからフェーズII
I （急増圧）への移行判定用の第１スリップ率閾値S1
と、フェーズIII からフェーズIV（緩増圧）への移行判
定用の車輪加速度閾値G3と、フェーズIVからフェーズＩ
への移行判定用の第２スリップ率閾値S2とがある。上記
制御閾値は疑似車体速Ｖr 及び路面の摩擦係数に応じて
適宜設定される。

【００２９】後輪７ＲＬ，７ＲＲの車輪速に関しては、
両車輪速のうちの小さい方の車輪速が後輪車輪速として
選択される。また、スリップ率は次式に従って算出され
る。

【００３０】スリップ率＝（１−車輪速÷疑似車体速）×１００上記制御閾値の設定は、図６に示すように、路面に対す
る車輪の横抗力係数μL を過度に低くすることなく、路
面と車輪との間の摩擦係数μを高くできるように、つま
りＳs の範囲の特性が得られるように設定される。

【００３１】車輪の減速度及び加速度は、車輪速の前回
値と今回値との差を上記サンプリング周期Δｔで除算
し、その結果を重力加速度に換算して求められる。従っ
て、通常は図７に示すような制動圧の増減制御が行われ
ることになる。すなわち、定速走行状態からブレーキペダル２５が踏み込まれ
ると、制動圧が増加していき、それに伴って車輪速が減
少していく。

【００３２】車輪減速度が第１車輪減速度閾値G1よ
りも大きくなると、アンチスキッドブレーキ制御に移行
してフェーズＩが選択され、制動圧は所定の減圧態様に
従って減少される。

【００３３】車輪減速度が第２車輪減速度閾値G2よ
りも小さくなると、フェーズIIが選択され、制動圧は減
圧状態で保持される。

【００３４】上記減圧保持に伴ってスリップ率が減
少し、第１スリップ率閾値S1を越えると、フェーズIII
が選択され、制動圧の急増加が行われる。

【００３５】上記急増圧により、車輪加速度が減少
し車輪加速度閾値G3以下になると、フェーズIVが選択さ
れ、制動圧の緩増加が行われる。

【００３６】上記緩増圧により、スリップ率が第２
スリップ率閾値S2を越えると、フェーズＩが選択され
る。

【００３７】以上の如くして、第１〜第３の各チャンネ
ルにつき、互いに独立して制動圧が増減制御されること
により、各車輪のロックないしはスキッド状態の発生を
防止し、方向安定性を失わせずに車両を短い制動距離で
停止させることになる。

【００３８】トラクション制御に際しては、ブレーキ制
御と、上記スロットル開度調節用アクチュエータ１１を
制御することによるエンジン制御と、変速制御用のＡＴ
コントローラ１０１を介したロックアップ制御とを行
う。コントローラ１１１には、スロットル開度センサ１
０２，１０３及び車速センサ１０４からの信号が入力さ
れる他、各車輪７ＦＬ〜７ＲＲの速度を検出する車輪速
センサ１１２ＦＬ〜１１２ＲＲからの車輪速信号と、ア
クセル開度を検出するアクセル開度センサ１１３からの
アクセル開度信号と、ハンドル舵角θを検出する舵角セ
ンサ１１４からの操舵角信号と、マニュアル操作される
スイッチ１１６からのモード信号とが入力される。

【００３９】上記コントローラ１１１によるトラクショ
ン制御の内容をエンジン制御とブレーキ制御とに着目し
て示したのが図８である。同図において、エンジン用の
目標値（駆動輪の目標スリップ値）はＳＥＴで示し、ブ
レーキ用の目標値はＳＥＴで示している（ＳＢＴ＞ＳＥ
Ｔ）。

【００４０】ｔ_１時点前までは、駆動輪に大きなスリッ
プが生じていないので、エンジン制御は行われておら
ず、従ってサブスロットル弁１２は全開であって、スロ
ットル開度Ｔｎ（両スロットル弁１０，１２の合成開度
であって、開度の小さな方のスロットル弁の開度に一致
する）は、アクセル開度に対応したメインスロットル開
度ＴＨ・Ｍである。

【００４１】ｔ_１時点では、駆動輪のスリップ値が、エ
ンジン用目標値ＳＥＴとなった大きなスリップ発生時と
なる。実施例では、この駆動輪のスリップ値がＳＥＴ以
上となったときにトラクション制御を開始するようにな
っており、このｔ_１時点で、スロットル開度が下限制御
値ＳＭにまで一挙に低下される（フィードフォワード制
御）。そして、一旦ＳＭとした後は、駆動輪のスリップ
値がエンジン用目標値ＳＥＴとなるように、サブスロッ
トル弁１２の開度がフィードバック制御される。このと
き、スロットル開度Ｔｎはサブスロットル弁開度ＴＨ・
Ｓとなる。

【００４２】ｔ_２時点では、駆動輪のスリップ値がブレ
ーキ目標値ＳＢＴ以上となったときであり、このとき
は、駆動輪のブレーキ２１ＲＬ，２１ＲＲに対してブレ
ーキ液圧が供給され、エンジン制御とブレーキ制御との
両方によるトラクション制御の開始される。ブレーキ液
圧は、駆動輪のスリップ値がブレーキ用目標値ＳＢＴと
なるようにフィードバック制御される。

【００４３】ｔ_３時点では、駆動輪のスリップ値がブレ
ーキ用目標値ＳＢＴ未満となったときであり、これによ
ってブレーキ液圧が徐々に低下され、やがてブレーキ液
圧は零となる。但し、エンジンによるスリップ制御は依
然として継続される。

【００４４】尚、トラクション制御の終了条件は、実施
例ではアクセル開度が全閉となったときとしている。

【００４５】駆動輪のスリップ値は、車輪速センサ１１
２ＦＲ〜１１２ＲＬからの検出信号に基いて検出され
る。すなわち、駆動輪の回転速度から従動輪の回転速度
を差し引くことでスリップ値を算出するものである。
尚、このスリップ値の算出にあたっては、エンジン制御
用の場合、駆動輪の回転速度は左右駆動輪のうちの大き
い方が選択され、従動輪の回転速度は左右従動輪の平均
値が用いられる。ブレーキ制御用の場合、従動輪の回転
速度はエンジン制御用と同じであるが、駆動輪の回転速
度は左右駆動輪への制動力を互いに独立して制御する場
合には左右駆動輪の回転速度がそれぞれ用いられる。

【００４６】図９は上記目標値ＳＥＴ及びＳＢＴを決定
する回路をブロック図的に示したものであり、決定パラ
メータとしては、車速、アクセル開度、ハンドル舵角、
モードスイッチ１１６の操作状態及び路面の最大摩擦係
数μmax とがある。

【００４７】すなわち、同図において、ＳＥＴの基本値
ＳＴＡ０とＳＢＴの基本値ＳＴＢ０とが、最大摩擦係数
をパラメータとしてマップ１２１に記憶されている（Ｓ
ＴＢ０＞ＳＴＡ０）。そして、この基本値ＳＴＢ０，Ｓ
ＴＡ０にそれぞれ補正ゲイン係数ＫＤを掛け合わせるこ
とでＳＥＴ，ＳＢＴが得られる。

【００４８】上記補正ゲイン係数ＫＤは、各ゲイン係数
ＶＧ，ＡＣＰＧ，ＳＴＲＧ，ＭＯＤＥＧを掛け合わせる
ことにより得られる。上記ゲイン係数ＶＧは、車速をパ
ラメータとするもので、マップ１２２として記憶されて
いる。ゲイン係数ＡＣＰＧは、アクセル開度をパラメー
タとするもので、マップ１２３として記憶されている。
ゲイン係数ＳＴＲＧは、ハンドル舵角をパラメータとす
るもので、マップ１２４として記憶されている。ゲイン
係数ＭＯＤＥＧは、運転者にマニュアル選択されるもの
で、テーブル１２５に記憶されている。このテーブル１
２５ではスポーツモード、ノーマルモード及びセーフテ
ィモードの３種類が設けられている。

【００４９】この実施例では、上記アンチスキッドブレ
ーキ制御及びトラクション制御における制御特性を変更
するために、車輪７ＦＬ〜７ＲＲと地面との摩擦係数、
つまり路面摩擦係数μを検出する。こうすることで、路
面摩擦係数μに適した制御を行う。このとき、コントロ
ーラ１１１において行われる信号処理手順について図２
により説明する。まず、ステップＳ1 で車速センサ１０
４、舵角センサ１１４及び従動輪たる左右前輪７ＦＬ，
７ＦＲでの車輪速センサ１１２ＦＬ，１１２ＦＲの各出
力信号を読み込み、ステップＳ2 で、左右前輪７ＦＬ，
７ＦＲの回転速度に基いて車両に発生している横加速度
Ｇを次の式（１）により演算して検出する。

【００５０】Ｇ＝（Ｖｏ²−Ｖｉ²）／２・Ｔ・ｇ …（１）但し、Ｖｏ：従動外輪の回転速度Ｖｉ：従動内輪の回転速度Ｔ：トレッドｇ：重力加速度上記式（１）について具体的に説明すると、今、仮に、
左方向に操舵して右前輪７ＦＲを従動外輪、左前輪７Ｆ
Ｌを従動内輪とすれば、Ｖｏは右前輪７ＦＲの回転速
度、Ｖｉは左前輪７ＦＬの回転速度となる。そして、左
前輪７ＦＬの旋回半径をｒ、角速度をωとすれば、上記
回転速度Ｖｉ，Ｖｏは次のようになる。

【００５１】Ｖｉ＝ｒω …（２）Ｖｏ＝（ｒ＋Ｔ）ω …（３）（３）式から（２）式を差し引いて変形すると、 ω＝（Ｖｏ−Ｖｉ）／Ｔ …（４）また、トレッド中心の旋回半径Ｒは次のとおりになる。

【００５２】Ｒ＝（Ｖｏ＋Ｖｉ）／２・ω これに（４）式を代入して整理すると、Ｒ＝［Ｔ・（Ｖｏ＋Ｖｉ）／｛２・（Ｖｏ−Ｖｉ）｝］…（５）等速円運動しているトレッド中心位置に関し、直交座標
（ｒ，０）からｔ秒後の位置を直交座標（ｘ，ｙ）とす
ると、ｘ，ｙは次のとおりである。

【００５３】ｘ＝Ｒ・cos(ωｔ） …（６）ｙ＝Ｒ・sin(ωｔ） …（７）そして、上記（ｘ，ｙ）点の横加速度Ｇは次式で与えら
れる。

【００５４】Ｇ＝ｘ″²＋ｙ″² …（８）上記（５）式及び（６）式から、ｘ″＝ω²・Ｒ｛−cos(ωｔ）｝ｙ″＝ω²・Ｒ｛−sin(ωｔ）｝従って、上記（８）式は、Ｇ＝ω²・Ｒ …（９）（９）式に（４）式と（５）式とを代入して整理する
と、Ｇ＝（Ｖｏ²−Ｖｉ²）／２・Ｔ重力加速度ｇを用いて表わすことで、上記（１）式が得
られる。そして、この（１）式に含まれる変数である内
外の従動輪の回転速度Ｖｉ，Ｖｏは、実際に発生してい
る横加速度の大きさに依存するから、得られる横加速度
Ｇも実際に発生している横加速度に対応したものにな
る。

【００５５】上記ステップＳ2 の後はステップＳ3 に進
み、舵角センサ１１４により検出される操舵角θが変化
した時点から上記（１）式により横加速度Ｇが検出され
るまでの遅れ時間ｔd を求める。次いで、ステップＳ4
で上記求められた遅れ時間ｔd に基づいて路面摩擦係数
μを演算した後、ステップＳ5 で上記路面摩擦係数μを
基にアンチスキッドブレーキ制御及びトラクション制御
での制御特性を変更し、路面摩擦係数μに適した制御を
行う。

【００５６】上記遅れ時間ｔd による路面摩擦係数μの
演算は、遅れ時間ｔd を所定の閾値ｔd1，ｔd2と比較す
ることで行う。すなわち、ハンドルを操舵して旋回する
場合において、操舵角θは直ちに変化するが、上記ステ
ップＳ2 で従動内外輪の回転速度により求められる横加
速度Ｇは、ハンドルを切って車輪７ＦＬ〜７ＲＲが横滑
りすることで車両が旋回を開始した後に発生する。この
横加速度Ｇの発生の遅れ時間ｔd は図３に示すように路
面摩擦係数μに応じて変化し、路面摩擦係数μが低いほ
ど長くなる。従って、上記特性に基づき路面摩擦係数μ
を「高」、「中」及び「低」に判定識別するための閾値
ｔd1，ｔd2を設定しておき、この閾値ｔd1，ｔd2と上記
求められた遅れ時間ｔd とを大小比較することで、路面
摩擦係数μを検出する。

【００５７】そのとき、具体的には、図３に示す如く、
上記横加速度Ｇが立上り後に一定となる値は路面摩擦係
数μが低いほど下がり、路面摩擦係数μが低い場合での
横加速度Ｇは高い路面摩擦係数μの場合に比べて誤差が
大きい。このため、操舵角θと車速ｖとを基に、車両の
ホイールベースをＬとして、Ｇｏ＝ｖ²・θ／Ｌ・ｇの式により求められる規範横加速度Ｇｏ（この規範横加
速度Ｇｏは、操舵角θ及び車速ｖを入力要素としている
ので、ハンドル操作と同時に直ちに検出できる）に対
し、上記横加速度Ｇが規範横加速度Ｇｏの例えば１／２
の大きさになったときの時間で閾値ｔd1，ｔd2を設定す
る。こうすることで、上記のように従動内外輪の速度に
より検出される横加速度Ｇに誤差があっても、路面摩擦
係数μを精度よく検出できる。

【００５８】また、上記横加速度Ｇの発生の遅れ時間ｔ
d は、路面摩擦係数μが高いときには、車速ｖによって
さほど変化しないが、路面摩擦係数μが「中」及び
「低」のときには、図３（ａ），（ｂ）に示す如く如く
車速ｖが上昇するほど長くなり、上記閾値ｔd2を低速時
に合わせて固定しておくと、路面摩擦係数μが実際には
「中」であるのに「低」と検出される虞れがある。それ
故、図４に示すように、上記路面摩擦係数μの「中」と
「低」とを区別するための閾値ｔd2を車速ｖが高くなる
のに応じて長時間側に補正している。

【００５９】この実施例では、上記フローのステップＳ
2 により、車両の従動内輪の回転速度Ｖｉと従動外輪の
回転速度Ｖｏとに基いて、車両に発生している横加速度
Ｇを検出する横加速度検出手段１３１が構成される。

【００６０】また、ステップＳ3 により、上記舵角セン
サ１１４により検出される操舵角θが変化した時点から
横加速度検出手段１３１により横加速度Ｇが検出される
までの遅れ時間ｔd を求める遅れ時間演算手段１３２が
構成される。

【００６１】さらに、ステップＳ4 により、上記遅れ時
間演算手段１３２により求められた遅れ時間ｔd に基づ
いて路面摩擦係数μを演算し、そのとき、車速ｖが高く
なるのに伴い、中程度の路面摩擦係数μと低い路面摩擦
係数μとを区別するための閾値ｔd2を長時間側に補正す
る摩擦係数演算手段１３３が構成される。

【００６２】したがって、この実施例では、上記のよう
に、舵角センサ１１４により検出された操舵角θが変化
した時点から、車両の左右前輪７ＦＬ，７ＦＲの回転速
度に基いて検出される横加速度Ｇが発生するまでの遅れ
時間ｔd を求め、その遅れ時間ｔd に基づいて路面摩擦
係数μを検出するので、路面摩擦係数μを高い精度で簡
単に検出することができる。

【００６３】また、その場合、路面摩擦係数μの
「中」、「低」を区別するための閾値ｔd2が車速ｖの上
昇に応じて長時間側に補正されるので、同じ路面摩擦係
数μであっても車速ｖが高いほど上記遅れ時間ｔd が長
くなることを補償でき、路面摩擦係数μを車速ｖの変化
に拘らず高精度で検出できる。

【００６４】尚、本発明は、上記実施例の如きスリップ
制御装置の他、パワーステアリング装置や後輪転舵装置
等を含む運転制御装置にも適用できる。

【００６５】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よると、ハンドルを操作して車両が旋回する場合に、そ
の操舵角の変化から、車輪の横滑りにより車両に実際に
横加速度が発生するまでの遅れ時間を求め、その遅れ時
間を基に路面摩擦係数を検出するようにしたので、路面
摩擦係数を高い精度で簡単に検出することができる。

【００６６】請求項２の発明によると、操舵角の変化か
ら実際の横加速度の発生までの遅れ時間を基に路面摩擦
係数を演算するとき、車速が高くなるのに伴い中程度の
路面摩擦係数と低い路面摩擦係数とを区別するための閾
値を長時間側に補正するようにしたので、路面摩擦係数
を車速の変化に拘らず高精度で検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の構成図である。

【図２】本発明の実施例においてコントローラでの信号
処理手順を示すフローチャート図である。

【図３】横加速度が路面摩擦係数に応じて変化する特性
を示す特性図である。

【図４】車速に応じた閾値の変更特性を示す特性図であ
る。

【図５】本発明の実施例に係るスリップ制御装置の構成
図である。

【図６】スリップ率と摩擦係数、横抗力係数との関係を
示す特性図である。

【図７】アンチスキッドブレーキ制御でのタイムチャー
ト図である。

【図８】トラクション制御でのタイムチャート図であ
る。

【図９】エンジン用及びブレーキ用の各スリップ目標値
を決定するための回路図である。

【符号の説明】

１…エンジン３…自動変速機７ＦＬ，７ＦＲ…前輪（従動輪）７ＲＬ，７ＲＲ…後輪２１ＦＬ〜２１ＲＲ…ブレーキ１０１…ＡＴコントローラ１１１…コントローラ１０４…車速センサ１１４…舵角センサ（操舵角検出手段）１３１…横加速度検出手段１３２…遅れ時間演算手段１３３…摩擦係数演算手段ｖ…車速 θ…操舵角ｔd …遅れ時間ｔd1，ｔd2…閾値 μ…路面摩擦係数

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車両の従動内輪及び従動外輪の各回転速
度に基いて、車両に発生している横加速度を検出する横
加速度検出手段と、操舵輪の操舵角を検出する操舵角検出手段と、上記操舵角検出手段により検出される操舵角が変化した
時点から上記横加速度検出手段により横加速度が検出さ
れるまでの遅れ時間を求める遅れ時間演算手段と、上記遅れ時間演算手段により求められた遅れ時間に基づ
いて路面摩擦係数を演算する摩擦係数演算手段とを備え
ていることを特徴とする路面摩擦係数検出装置。
【請求項２】摩擦係数演算手段は、車速が高くなるの
に伴い、中程度の路面摩擦係数と低い路面摩擦係数とを
区別するための閾値を長時間側に補正するように構成さ
れていることを特徴とする請求項１記載の路面摩擦係数
検出装置。