JPH1120654A - 路面摩擦係数推定装置および方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 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）の値を十分な
程度の精度でリアルタイムに演算できるようにする。 【解決手段】 加速時の左右駆動輪の回転速度および従
動輪の回転速度を検出記録し、左右駆動輪の回転速度差
分およびこの差分の時間微分値を演算する。また、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
時間区間で演算した時間微分値が最大値を示す時刻を求
め、この時刻のわずかに前の時刻における従動輪の回転
加速度を演算して、この回転加速度に対する最大値の大
きさに対応して路面摩擦係数（μ）の値を推定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【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）。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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（ωｒｌ，ωｒｒ）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（ωｒｌ−ωｒｒ）を演算
する手段と、この差分の時間微分値（ｄ（ωｒｌ−ωｒ
ｒ）／ｄｔ）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−Δ
ｔ）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／ｄ
ｔ）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。

【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。

【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（ωｒｌ、ωｒｒ）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（ωｒｌ−ωｒｒ）を求め、この回転速度
差分の時間微分値（ｄ（ωｒｌ−ωｒｒ）／ｄｔ）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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【００２２】

【発明の実施の形態】

【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。

【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。

【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（ωｒｌ，ωｒｒ）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（ωｒｌ−ωｒ
ｒ）を演算する手段と、この差分の時間微分値（ｄ（ω
ｒｌ−ωｒｒ）／ｄｔ）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（ｄ
ωｆ／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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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（ωｒｌ−ωｒｒ）を演算し、この
回転速度差分の時間微分値〔ｄ（ωｒｌ−ωｒｒ）／ｄ
ｔ〕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（ｔｓ）
を求め、図４（Ｂ）に示すように、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。

【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）に対する最大値（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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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）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′）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（ω
ｑ）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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【図面の簡単な説明】

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【符号の説明】

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

───────────────────────────────────────────────────── 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

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加速時の左右駆動輪の回転速度（ωｒ
   ｌ，ωｒｒ）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（ωｒｌ−ωｒｒ）を演
   算する手段と、 この差分の時間微分値（ｄ（ωｒｌ−ωｒｒ）／ｄｔ）
   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を備えたことを特徴とする路面摩擦
   係数推定装置。
2. 【請求項２】 前記従動輪の回転加速度（ｄωｆ／ｄ
   ｔ）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（ｄω
   ｆ／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
   段とを含む請求項１記載の路面摩擦係数推定装置。
3. 【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、 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
   る路面摩擦係数推定装置。
4. 【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（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請求項３記載の路面
   摩擦係数推定装置。