JPH11287749A - 路面摩擦係数推定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 車両挙動が限界に達する前に、車両走行路面
の摩擦係数を良好な精度で容易に推定し得る路面摩擦係
数推定装置を提供する。 【解決手段】 操舵角検出手段ＳＡにて、少くとも一つ
のタイヤＷＬの操舵角を検出すると共に、操舵トルク検
出手段ＳＴにて、タイヤＷＬに対する操舵トルクを検出
する。これらの検出出力に基づき、特性演算手段ＣＨに
て、操舵角に対する操舵トルクの特性を演算する。この
演算結果に基づき、摩擦係数推定手段ＥＳにて、タイヤ
ＷＬが接地する路面の摩擦係数を推定する。更に、補正
手段ＡＤにより操舵トルクを補正し、操舵トルクのニュ
ーマチックトレール成分を抽出し、操舵角に対する操舵
トルクのニューマチックトレール成分の特性を演算する
こととすれば、精度が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、路面摩擦係数推定
装置に関し、特に、車両走行路面の摩擦係数を推定する
路面摩擦係数推定装置に係る。

【０００２】

【従来の技術】近時の車両に搭載され、アンチスキッド
制御、トラクション制御、車両安定性制御等を行なう制
御装置においては、車両走行路面の摩擦係数（路面μ）
を推定し、推定結果の路面μに応じて制御量を調整する
ように構成されている。この路面μを推定する方法とし
ては、車両の減速度や横加速度に基づき推定演算する方
法が一般的である。これらの方法によれば、例えば車輪
速度の急激な低下が生ずるまでは路面μを推定すること
ができず、車両が限界状態に近づいて初めて路面μを推
定することができる。

【０００３】これに対し、特開平６−２２１９６８号公
報においては、車両が限界状態に近い状態にあるか否か
を問わず路面μを検出し得るようにすることを課題と
し、車輪の横スリップ角を減らす方向に作用する復元モ
ーメントとコーナリングフォースとの関係に基づき路面
μを推定する路面摩擦係数検出装置が提案されている。
同公報においては、操舵トルクセンサによって検出した
操舵トルクと、圧力センサによって検出した油圧パワー
ステアリングの左右油圧室の圧力差とから復元モーメン
トを演算し、横加速度センサ及びヨーレートセンサの検
出信号を用いて車両運動方程式に基づき所定の関係から
コーナリングフォースを求めることとしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記の特開平６−２２
１９６８号公報に記載の路面摩擦係数検出装置において
は、コーナリングフォースと復元モーメントの関係で摩
擦係数が推定されるものであるため、摩擦係数の推定に
はある程度以上の旋回状態が前提となる。また、コーナ
リングフォースの推定演算には横加速度及びヨーレート
が必須であり、横加速度センサ及びヨーレートセンサを
設けることが必要となる。このような車両挙動センサは
高価であり、しかもこれが複数個必要とされるのでコス
トアップとなる。更に、各センサのゼロ点ドリフトなど
の精度調整も重要であるため、調整作業に時間を要し、
組付け性が問題となる。

【０００５】そこで、本発明は、車両挙動が限界に達す
る前に、車両走行路面の摩擦係数を良好な精度で容易に
推定し得る路面摩擦係数推定装置を提供することを課題
とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明は請求項１に記載のように、車両の少くとも
一つの車輪の操舵角を検出する操舵角検出手段と、前記
少くとも一つの車輪に対する操舵トルクを検出する操舵
トルク検出手段と、前記操舵角検出手段が検出した操舵
角に対する前記操舵トルク検出手段が検出した操舵トル
クの特性を演算する特性演算手段と、該特性演算手段の
演算結果に基づき前記車輪が接地する路面の摩擦係数を
推定する摩擦係数推定手段を具備することとしたもので
ある。尚、操舵角に対する操舵トルクの特性としたが、
これに限定するものではなく、操舵トルクに対する操舵
角の特性としてもよい。

【０００７】更に、請求項２に記載のように、前記操舵
トルク検出手段が検出した操舵トルクを補正し操舵トル
クのニューマチックトレール成分を抽出する補正手段を
備えたものとし、前記特性演算手段が、前記操舵角に対
する前記操舵トルクのニューマチックトレール成分の特
性を演算するように構成するとよい。

【０００８】特に、請求項３に記載のように、前記操舵
角検出手段を、操舵ハンドルによる操舵角を直接検出す
るハンドル角センサを備えたものとし、前記操舵トルク
検出手段を、前記車輪に対する操舵トルクを直接検出す
る操舵トルクセンサを備えたものとし、前記補正手段
が、前記操舵トルクセンサの出力信号を補正して前記操
舵トルクのニューマチックトレール成分を抽出し、前記
特性演算手段が、前記ハンドル角センサの出力に対する
前記操舵トルクのニューマチックトレール成分の特性を
演算するように構成するとよい。

【０００９】また、請求項４に記載のように、前記摩擦
係数推定手段による前記路面の摩擦係数の推定は、前記
操舵ハンドルの中立位置から操舵角が増大する側に前記
操舵ハンドルが操作されたときにのみ行うように構成す
るとよい。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の望ましい実施形態
を図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施形態
に係る路面摩擦係数推定装置の概要を示すもので、車両
の操舵ハンドルＳＷによる操舵角を検出する操舵角検出
手段ＳＡと、操舵ハンドルＳＷの操作に応じて、車両の
少くとも一つの車輪であるタイヤＷＬに対する操舵トル
クを検出する操舵トルク検出手段ＳＴが設けられてい
る。これらの検出出力に基づき、特性演算手段ＣＨによ
り操舵角に対する操舵トルクの特性が演算される。そし
て、摩擦係数推定手段ＥＳにおいて、特性演算手段ＣＨ
の演算結果に基づきタイヤＷＬが接地する路面の摩擦係
数が推定される。

【００１１】更に、図１に破線で示すように、操舵トル
ク検出手段ＳＴが検出した操舵トルクを補正し操舵トル
クのニューマチックトレール成分を抽出する補正手段Ａ
Ｄを備えることとすれば、特性演算手段ＣＨでは、操舵
角に対する操舵トルクのニューマチックトレール成分の
特性を演算することができ、精度が向上する。尚、補正
手段ＡＤにおいて操舵トルクのニューマチックトレール
成分を抽出するには、操舵トルク検出手段ＳＴの検出出
力からメカニカルトレール成分を除去すればよい。この
メカニカルトレール成分は、例えば、所定値のメカニカ
ルトレールと前輪のコーナリングフォースに基づいて求
めることができ、前輪のコーナリングフォースは横加速
度及び／又はヨーレイトから求めることができる。

【００１２】上記の構成に成る路面摩擦係数推定装置に
おいては、例えば車両が旋回状態にあるときにタイヤＷ
Ｌに付与される操舵トルクＴswは、このときのタイヤＷ
Ｌに対するコーナリングフォースＦｙとトレール量Ｄtr
によって定まる。このトレール量Ｄtrは、サスペンショ
ンジオメトリで幾何学的に設定されるメカニカルトレー
ル成分Ｄmeと、タイヤＷＬの接地面でのコーナリングフ
ォースＦｙの分布に基づくニューマチックトレール成分
Ｄpnとを合成したものとなる。この点について、図２を
参照して以下に説明する。

【００１３】図２において、ＫＰは前輪のタイヤＷＬを
支持するキングピン、ＲＳは路面を表し、白抜矢印はタ
イヤＷＬの前進方向を表す。通常、タイヤＷＬはキング
ピンＫＰの軸ＣＬ（キングピン軸、あるいはステアリン
グアクシスと呼ばれる）と路面ＲＳとの交点ｂがタイヤ
接地中心ａより前方に位置するように傾斜した状態で支
持されている。このタイヤ接地中心ａからキングピン軸
ＣＬの交点ｂまでの距離がキャスタトレールと呼ばれ
る。これは、幾何学的に設定されるので、前述のように
メカニカルトレール（図２にＤmeで示す）ということが
できる。このメカニカルトレールＤmeによって、タイヤ
ＷＬが直進方向からずれると、キングピン軸ＣＬ回り
に、直進方向へ戻ろうとする復元モーメントが働くの
で、車両に対し常に直進性が与えられることになる。

【００１４】更に、車両が旋回中で、図１に実線で示す
ようにタイヤＷＬがタイヤスリップ角αで回転している
ときには、このタイヤスリップ角αを小さくする方向に
トルクが発生する。このトルクはセルフアライニングト
ルクと呼ばれ、タイヤＷＬの接地面での変形によって、
コーリングフォースＦｙが働く作用点（図２にｃで示
す）がタイヤ接地中心ａより後方にずれることによって
発生する。このタイヤ接地中心ａとコーリングフォース
Ｆｙの作用点ｃとの間の距離がニューマチックトレール
（図２にＤpnで示す）と呼ばれる。而して、前述のよう
に、タイヤＷＬに対するトレール量Ｄtrは、メカニカル
トレール成分Ｄmeとニューマチックトレール成分Ｄpnと
を合成したものとなる。

【００１５】ところで、図３はタイヤ特性（Gough プロ
ット）の一例を示すもので、トレール量Ｄtrのニューマ
チックトレール成分Ｄpnにより発生するセルフアライニ
ングトルク、即ち復元トルク（−Ｍｚ）とコーナリング
フォースＦｙの関係が、路面μを変数としてどのように
変化するかを示している。また、このときのタイヤスリ
ップ角αも変数とされている。例えば、タイヤスリップ
角α＝４deg を示す一点鎖線に着目すると、路面μの変
化に対するコーナリングフォースＦｙの変化は然程大き
くないのに対し、復元トルク（−Ｍｚ）は路面μの変化
に対して大きく変化している。このことは、復元トルク
（−Ｍｚ）がコーナリングフォースＦｙとニューマチッ
クトレール成分Ｄpnの関数であることからすれば、結
局、トレール量Ｄtrのニューマチックトレール成分Ｄpn
が路面μに依存して変化することを表している。

【００１６】而して、ハンドル角θswに対するステアリ
ングシャフトＳＳでの操舵トルクＴswの特性は、図４に
示す特性となる。即ち、路面μが高い場合には、ハンド
ル角θswに対する操舵トルクＴswの変化量が大きく、反
対に、路面μが低い場合にはハンドル角θswに対する操
舵トルクＴswの傾きは小さくなる。しかも、この傾きの
差はハンドル角θsw＝０付近でも顕著に現れる。このよ
うに、本実施形態によれば、一定速度以上で走行中の車
両において若干ハンドル操作を行なうだけで、ハンドル
角θswという入力と操舵トルクＴswという出力の相対関
係により車両挙動が限界に達しなくても路面μを適切に
推定することができる。そして、操舵トルクのニューマ
チックトレール成分を抽出することとすれば、操舵角に
対する操舵トルクのニューマチックトレール成分の特性
を演算することができ、良好な精度で路面μを推定する
ことができる。

【００１７】尚、上記図１に示す路面摩擦係数推定装置
において、摩擦係数推定手段ＥＳによる路面の摩擦係数
の推定は、操舵ハンドルＳＷの中立位置から操舵角が増
大する側に操舵ハンドルＳＷが操作されたときと、操舵
角が減少する側に操舵ハンドルＳＷが操作されたときと
で区別して行なうことが望ましく、特に操舵角が増大す
る側に操舵ハンドルＳＷが操作されたときにのみ行うこ
ととすれば良好な精度を容易に確保することができる。
この点については、後述の実施形態の説明において詳述
する。

【００１８】図５は、アンチスキッド制御装置（ＡＢ
Ｓ）を備えた車両に本発明の一実施形態を適用したもの
である。本実施形態では、本発明の操舵角検出手段とし
てハンドル角センサＳ１が設けられ、操舵トルク検出手
段として操舵トルクセンサＳ２が設けられている。そし
て、本発明の特性演算手段、摩擦係数推定手段及び補正
手段は電子制御装置ＥＣＵ内に構成されている。各車輪
ＦＲ，ＦＬ，ＲＲ，ＲＬには車輪速度センサＷＳ１乃至
ＷＳ４が配設され、これらが電子制御装置ＥＣＵに接続
されており、各車輪の回転速度に比例するパルス信号が
電子制御装置ＥＣＵに入力されるように構成されてい
る。尚、車輪ＦＲは運転席からみて前方右側のタイヤを
示し、以下、車輪ＦＬは前方左側、車輪ＲＲは後方右
側、車輪ＲＬは後方左側のタイヤを示す。

【００１９】ハンドル角センサＳ１は、操舵ハンドルＳ
Ｗの回転角を検出するもので、操舵トルクセンサＳ２は
車両前方の車輪ＦＲ，ＦＬが転舵されているときの復元
トルクを検出するものである。尚、直接的に操舵トルク
を検出するために、操舵トルクセンサＳ２に代えて、図
５に破線で示すようにステアリングラック端に荷重セン
サＳ３を設けることとしてもよい。あるいは、キングピ
ン等のサスペンション部材にトルクセンサ（図示せず）
又は荷重センサを設けることとしてもよい。

【００２０】更に、油圧式パワーステアリング（図示せ
ず）や電気式パワーステアリング（図示せず）を装着し
た車両においては、操舵トルクセンサＳ２の検出出力に
対し各パワーステアリングによるアシスト量を補正する
ことによって操舵トルクの検出精度が向上する。例え
ば、油圧式パワーステアリングを装着した車両の場合に
は、左右油圧室の圧力を検出し、左右油圧室の圧力差に
基づき油圧式パワーステアリングによる操舵トルク成分
（アシスト量）を求めることができる。また、電気式パ
ワーステアリングを装着した車両の場合には、モータに
供給される電流量でアシスト量を推定することができ
る。更に、図５に破線で示すように後輪操舵アクチュエ
ータＲＳＡを設け、これを電子制御装置ＥＣＵによって
制御するように構成されている場合には、車両後方の車
輪ＲＲ，ＲＬに夫々トルクセンサＳ４を設け、これらの
出力に基づき路面摩擦係数を推定することもできるが、
これについては後述する。

【００２１】本発明の路面摩擦係数推定装置は上記実施
形態のアンチスキッド制御装置（ＡＢＳ）に限らず、ト
ラクション制御をはじめ、車両安定性制御、後輪操舵制
御、前輪操舵制御、サスペンション制御、パワーステア
リング制御、トランスミッション制御等の、車両の運動
制御システムに適用することができる。これらの運動制
御システムにおいては、車輪速度センサＷＳ１乃至ＷＳ
４のほか、図５に破線で示すようにヨーレイトセンサＹ
Ｗ、横加速度センサＹＧ等が設けられるので、これらの
センサを前述の路面摩擦係数推定装置に利用することと
してもよい。また、上記制御システムだけでなく、車両
の運転者に対し路面状況を報知する警報装置（図５にＷ
Ａで示す）にも利用することができる。

【００２２】本実施形態の電子制御装置ＥＣＵは、二つ
のプロセシングユニットＣＰＵ１，ＣＰＵ２を有し、前
者はアンチスキッド制御用のアクチュエータＡＡに接続
されてアンチスキッド制御における液圧制御に供され、
後者は路面摩擦係数推定に供されるほか必要に応じ種々
の制御に供されるが、これらは相互の入出力信号を利用
し得るように接続されている。尚、各プロセシングユニ
ットは、図示は省略するが、バスを介してメモリ（ＲＯ
Ｍ，ＲＡＭ）、入力ポート、出力ポート等と相互に接続
され、各センサの出力信号は増幅回路を介して入力ポー
トから各プロセシングユニットに入力するように構成さ
れている。そして、メモリ（ＲＯＭ）は図６等に示した
フローチャートを含む種々の処理に供するプログラムを
記憶し、各プロセシングユニットは図示しないイグニッ
ションスイッチが閉成されている間当該プログラムを実
行し、メモリ（ＲＡＭ）は当該プログラムの実行に必要
な変数データを一時的に記憶するように構成されてい
る。

【００２３】図６は図５の実施形態における路面摩擦係
数推定の処理を示すもので、先ずステップ５０１におい
て、ハンドル角θswと操舵トルクＴsw、車両速度Ｖｓが
読み込まれる。ハンドル角θsw及び操舵トルクＴswは、
ハンドル角センサＳ１及び操舵トルクセンサＳ２によっ
て直接検出されるが、車両速度Ｖｓは、本実施形態では
車輪速度センサＷＳ１乃至ＷＳ４の出力信号に基づいて
推定演算される。続いてステップ５０２において、ハン
ドル角θswが時間微分されてハンドル角速度ｄθswが求
められる。

【００２４】次に、ステップ５０３において、ハンドル
角θswに対する操舵トルクＴswの特性におけるヒステリ
シスが補正される。即ち、この特性は図４に示すように
ヒステリシスを有するが、これは、ステアリング系の摩
擦やコーナリングフォースの動特性に起因する。このた
め、ハンドル角θswに対する操舵トルクＴswの特性の演
算に際しては、ハンドル角θsw、ハンドル角速度ｄθs
w、車両速度Ｖｓ及び予め測定された所定値（ステアリ
ング系の摩擦力など）に基づき、ヒステリシスが補正さ
れる。このようにして補正された後に、ステップ５０４
にてハンドル角θswに対する操舵トルクＴswの特性が演
算される。そして、ステップ５０５に進み、ハンドル角
θswに対する操舵トルクＴswの特性に基づき、予め定め
られた演算式、又はマップに従って路面μが推定され
る。この場合において、ハンドル角θswの変化量に対す
る操舵トルクＴswの変化量に基づいて路面μを推定する
こととしてもよい。このようにして推定された路面μ
は、ステップ５０６にて、所定の装置に出力される。

【００２５】図７は、図１の補正手段ＡＤを備えた実施
形態における処理を示すもので、路面μに依存する操舵
トルクＴswのニューマチックトレール成分Ｔpnを抽出し
てハンドル角θswに対するニューマチィックトレール成
分Ｔpnの特性を演算し、一層正確に路面μを推定するも
のである。先ず、以下にその概要を説明した後、図７の
フローチャートに沿って説明する。図８はハンドル角θ
swに対する操舵トルクＴswの特性を示す図であるが、こ
の操舵トルクＴswは、メカニカルトレール成分Ｔmeとニ
ューマチックトレール成分Ｔpnとに分離することができ
る。操舵トルクＴswのメカニカルトレール成分Ｔmeは、
幾何学的に定まるメカニカルトレールと前輪サイドフォ
ースＦｙf の関係から、ハンドル角θswに対する特性は
図９に示した特性となる。

【００２６】上記前輪サイドフォースＦｙf は車両旋回
状態量（横加速度Ｇｙ及び／又はヨーレイトγ）に基づ
いて、以下のように求めることができる。即ち、 Ｆｙf ＝ｍｖ・Ｇｙ・Ｄｂ／Ｌｗ ここで、ｍｖは車両質量、Ｇｙは横加速度、Ｄａは重心
から前輪軸までの距離、Ｄｂは重心から後輪軸までの距
離、Ｌｗはホイールベースである。

【００２７】更に、上記の式にヨーレイト項を加え、 Ｆｙf ＝（ｍｖ・Ｇｙ・Ｄｂ＋Ｉｚ・ｄγ／ｄｔ）／Ｌ
ｗ としてもよい。ここで、Ｉｚはヨー慣性モーメントであ
る。

【００２８】あるいは、全体のサイドフォースを各輪の
垂直荷重に応じて前二輪に割り振り、下記のように求め
ることもできる。 Ｆｙf ＝ｍｖ・Ｇｙ・（Ｆzr＋Ｆzl）／（ｍｖ・Ａｇ） ここで、Ｆzrは右前輪垂直荷重、Ｆzlは左前輪垂直荷
重、Ａｇは重力加速度を表す。この場合において、右前
輪垂直荷重Ｆzr及び左前輪垂直荷重Ｆzlは前後加速度Ｇ
ｘと横加速度Ｇｙの関数として推定することができる。

【００２９】図１０は、図８に示すハンドル角θswに対
する操舵トルクＴswの特性（θsw−Ｔsw特性）を、図９
に示すハンドル角θswに対する操舵トルクのメカニカル
トレール成分Ｔmeの特性（θsw−Ｔme特性）によって補
正し、ハンドル角θswに対する操舵トルクのニューマチ
ックトレール成分Ｔpnの特性（θsw−Ｔpn特性）を求め
たもので、この図１０に示すθsw−Ｔpn特性に基づき摩
擦係数を推定すれば一層良好な精度を得ることができ
る。特に、図１０のθsw−Ｔpn特性から明らかなよう
に、操舵ハンドルＳＷによってハンドル角を増大させ
る、即ち切り増す場合と、ハンドル角を減少させる、切
り戻す場合とでその関係が大きく異なる。具体的には、
操舵ハンドルＳＷを切り増す場合の傾きは大で、切り戻
す場合の傾きが小となるので、両者を区別した方がよ
く、操舵ハンドルＳＷを切り増す場合のみに路面の摩擦
係数を推定することが望ましい。

【００３０】而して、図７においては、ステップ６０１
でハンドル角θsw、操舵トルクＴsw、車両速度Ｖｓ、横
加速度Ｇｙが読み込まれる。続いてステップ６０２にお
いて、ハンドル角θswが時間微分されてハンドル角速度
ｄθswが求められ、ステップ６０３にてヒステリシスが
補正される。更に、ステップ６０４において、操舵トル
クＴswのメカニカルトレール成分Ｔmeが除去される。こ
の結果、ステップ６０５では、ハンドル角θswに対する
ニューマチックトレール成分Ｔpnの特性が演算される。
そして、ハンドル角θswの値に対するニューマチックト
レール成分Ｔpnの値が求められ、あるいはハンドル角θ
swの変化量に対するニューマチックトレール成分Ｔpnの
変化量が求められ、ステップ６０６にて所定の演算式、
又はマップに従い、路面μが推定される。そして、ステ
ップ６０７に進み路面μの推定値が所定の装置に出力さ
れる。

【００３１】上記図６及び図７に記載の実施形態におい
ては、操舵ハンドルＳＷを切り増す場合には、ハンドル
角θswに対するニューマチックトレール成分Ｔpnの特性
（θsw−Ｔpn）の路面μに依存する関係がより顕著に現
れるため、図６及び図７に示す実施形態では、ハンドル
切り増し時と切り戻し時を区別して判別することが望ま
しい。また、操舵ハンドルＳＷの切り増し時のみ路面μ
推定を行うようにしてもよい。

【００３２】以上のように、前述の実施形態において
は、前輪の操舵角に対する操舵トルクの特性に基づき路
面μを推定するものであるが、後輪においても同様に路
面μを推定することができる。即ち、図５に破線で示す
ように後輪操舵アクチュエータＲＳＡを設け、これを電
子制御装置ＥＣＵによって制御し後輪側の舵角制御を行
なう場合にも、図１１のフローチャートに基づき前述と
同様に路面の摩擦係数を推定することができる。具体的
には、図１１のステップ１００１にて、先ずハンドル角
θsw、後輪操舵トルクＴrw、車両速度Ｖｓが読み込まれ
る。ここで、後輪操舵トルクＴrwは、サスペンション部
材に装着されるトルクセンサや荷重センサによって検出
される。次に、前述と同様に、ステップ１００２にてハ
ンドル角θswが時間微分されてハンドル角速度ｄθswが
求められた後、ステップ１００３に進みヒステリシスが
補正され、ステップ１００４においてハンドル角θswに
対する後輪操舵トルクＴrwの特性が演算され、後輪が接
地する路面の摩擦係数μが推定される。尚、メカニカル
トレールが付与されていない場合には、後輪操舵トルク
Ｔrwは後輪コーナリングフォースとニューマチックトレ
ールによって決定される。そして、ステップ１００５，
１００６にて図６のステップ５０５，５０６と同様に処
理される。

【００３３】図１２は、後輪操舵トルクＴrwを用いた別
の実施態様に係るものである。この場合には、ハンドル
角θswの代わりに横すべり角βが用いられ、横すべり角
βに対する後輪操舵トルクＴrwの特性に基づき路面μが
推定される。先ず、ステップ１１０１において後輪操舵
トルクＴrw、車両速度Ｖｓ、横加速度Ｇｙ及びヨーレイ
トγが読み込まれる。横加速度Ｇｙ及びヨーレイトγ
は、前述の車両の運動制御システムが搭載されている場
合には、図５に破線で示すように横加速度センサＹＧ及
びヨーレイトセンサＹＷが装着されているので、これら
の出力信号を利用することができる。次に、ステップ１
１０２にて横すべり角βが演算される。

【００３４】この横すべり角βは、ヨーレイトγ、横加
速度Ｇｙ及び車両速度Ｖｓに基づき、下記のように求め
ることができる。 β＝∫（Ｇｙ／Ｖｓ−γ）ｄｔ あるいは、光学式速度計等によって車両横方向速度Ｖｙ
を検出し、この車両横方向速度Ｖｙと車両前後方向速度
Ｖｘ（＝車両速度Ｖｓ）に基づき下記のように求めるこ
ともできる。 β＝ arctan(Ｖｙ／Ｖｘ）

【００３５】そして、ステップ１１０３にてヒステリシ
スが補正され、ステップ１１０４において横すべり角β
に対する後輪操舵トルクＴrwの特性が演算される。この
β−Ｔrw特性に基づき、ステップ１１０５にて路面の摩
擦係数μが推定され、ステップ１１０６に進み摩擦係数
μが出力される。

【００３６】図１３は、操舵ハンドルＳＷが被操舵車輪
（ＦＲ，ＦＬ）と分離されているシステムに供される場
合の実施態様である。このような場合には、ハンドル角
θswとタイヤの操舵角度は１対１に対応しない場合もあ
り得るため、少くとも一つのタイヤの操舵角度と当該タ
イヤに対する復元トルクが直接検出され、これらの関係
により路面の摩擦係数μが推定される。例えば、図１３
に示すように前輪操舵アクチュエータＦＳＡ及び後輪操
舵アクチュエータＲＳＡを備え、これらが電子制御装置
ＥＣＵによって制御されるように構成されている場合に
は、舵角センサＳ５，Ｓ６によって少くとも一つのタイ
ヤの操舵角度が検出され、荷重センサＳ３，Ｓ４によっ
てタイヤに対する復元トルクが検出される。尚、その他
の構成は図５と同様であるので説明は省略する。

【００３７】

【発明の効果】本発明は上述のように構成されているの
で以下に記載の効果を奏する。即ち、請求項１に記載の
路面摩擦係数推定装置においては、操舵角検出手段が検
出した操舵角に対する操舵トルク検出手段が検出した操
舵トルクの特性を演算し、その演算結果に基づき車輪が
接地する路面の摩擦係数を推定するように構成されてい
るので、路面の摩擦係数を良好な精度で容易に推定する
ことができ、安価で組付け性に優れた装置を提供するこ
とができる。

【００３８】更に、請求項２に記載の路面摩擦係数推定
装置においては、操舵トルク検出手段が検出した操舵ト
ルクを補正し操舵トルクのニューマチックトレール成分
を抽出する補正手段が具備されており、特性演算手段で
は、操舵角に対する操舵トルクのニューマチックトレー
ル成分の特性を演算することができるので、摩擦係数の
推定精度が一層良好なものとなる。

【００３９】特に、請求項３に記載のように、操舵角検
出手段がハンドル角センサを備え、操舵トルク検出手段
が操舵トルクセンサを備えたものとした場合には、操舵
角及び操舵トルクを直接検出することができるので、操
舵トルクセンサの出力信号を補正して操舵トルクのニュ
ーマチックトレール成分を抽出し、ハンドル角センサの
出力に対する操舵トルクのニューマチックトレール成分
の特性を演算することにより、安価な構成で路面の摩擦
係数を精度良く推定することができる。

【００４０】また、請求項４に記載のように、操舵ハン
ドルの中立位置から操舵角が増大する側に操舵ハンドル
が操作されたときにのみ路面の摩擦係数の推定を行うよ
うに構成すれば、一層確実に路面の摩擦係数を推定する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る路面摩擦係数推定装
置を示す構成図である。

【図２】本発明の一実施形態におけるタイヤの幾何学的
関係を示す側面図である。

【図３】本発明の一実施形態におけるタイヤ特性の一例
を示すグラフである。

【図４】本発明の一実施形態におけるハンドル角に対す
る操舵トルクの特性を示すグラフである。

【図５】アンチスキッド制御装置（ＡＢＳ）を備えた車
両に本発明の一実施形態を適用した状態を示す全体構成
図である。

【図６】本発明の一実施形態における路面摩擦係数推定
の処理を示すフローチャートである。

【図７】本発明の他の実施形態における路面摩擦係数推
定の処理を示すフローチャートである。

【図８】本発明の一実施形態におけるハンドル角に対す
る操舵トルクの特性を示すグラフである。

【図９】本発明の他の実施形態におけるハンドル角に対
する操舵トルクのメカニカルトレール成分の特性を示す
グラフである。

【図１０】本発明の他の実施形態におけるハンドル角に
対する操舵トルクのニューマチックトレール成分の特性
を示すグラフである。

【図１１】本発明の更に他の実施形態において、後輪の
操舵角に対する操舵トルクの特性に基づく路面摩擦係数
推定の処理を示すフローチャートである。

【図１２】本発明の別の実施態様において、操舵トルク
として後輪操舵トルクを用いた場合の路面摩擦係数推定
の処理を示すフローチャートである。

【図１３】操舵ハンドルが被操舵車輪と分離されている
システムに供される場合の実施態様を示す全体構成図で
ある。

【符号の説明】

ＳＷ 操舵ハンドル ＷＬ タイヤ Ｓ１ ハンドル角センサ Ｓ２ 操舵トルクセンサ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両の少くとも一つの車輪の操舵角を検
   出する操舵角検出手段と、前記少くとも一つの車輪に対
   する操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、前記
   操舵角検出手段が検出した操舵角に対する前記操舵トル
   ク検出手段が検出した操舵トルクの特性を演算する特性
   演算手段と、該特性演算手段の演算結果に基づき前記車
   輪が接地する路面の摩擦係数を推定する摩擦係数推定手
   段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】 前記操舵トルク検出手段が検出した操舵
   トルクを補正し操舵トルクのニューマチックトレール成
   分を抽出する補正手段を備え、前記特性演算手段が、前
   記操舵角に対する前記操舵トルクのニューマチックトレ
   ール成分の特性を演算することを特徴とする請求項１記
   載の路面摩擦係数推定装置。
3. 【請求項３】 前記操舵角検出手段が、操舵ハンドルに
   よる操舵角を直接検出するハンドル角センサを備え、前
   記操舵トルク検出手段が、前記車輪に対する操舵トルク
   を直接検出する操舵トルクセンサを備え、前記補正手段
   が、前記操舵トルクセンサの出力信号を補正して前記操
   舵トルクのニューマチックトレール成分を抽出し、前記
   特性演算手段が、前記ハンドル角センサの出力に対する
   前記操舵トルクのニューマチックトレール成分の特性を
   演算することを特徴とする請求項２記載の路面摩擦係数
   推定装置。
4. 【請求項４】 前記摩擦係数推定手段による前記路面の
   摩擦係数の推定は、前記操舵ハンドルの中立位置から操
   舵角が増大する側に前記操舵ハンドルが操作されたとき
   にのみ行うことを特徴とする請求項１又は２記載の路面
   摩擦係数推定装置。