JPS62255283A - 走行路面状態判別装置 - 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、走行路面状態判別装置、特に車両走行中の路
面の摩擦係数の高低を判別する装置に関するものである
。

（従来の技術） 従来より、前輪の転舵に応じて後輪をも転舵するように
した車両の４輪操舵装置として、例えば特開昭５５−９
１４５７号公報に開示されるように、前輪を転舵する前
輪転舵機構と、後輪を転舵する後輪転舵機構とを備え、
前輪の転舵角および車速に応じて後輪の転舵角を変化ざ
ぜ、低速時では前輪と後輪とを逆位相に、高速時では同
位相にすることにより、車両の横すべりを防止して走行
安定性を向上させるとともに、低速時での小廻り性の向
上を図り得るようにしたものが知られている。

しかるに、雪道や凍結した道路などの低μ路走行時の如
くタイヤのグリップ力が低い状態では、通常走行時と同
様（後輪が転舵されると、前輪と後輪とが逆位相となる
低速時においては車両が横すベリを生じ易くなり、走行
安定性が損われるという問題がある。

このような問題に対して、車両走行中の路面の摩擦係数
の状況に応じて前輪に対する後輪の転舵比を適宜変更す
ることにより、通常定行時は勿論のこと、低μ路走行時
においても車輪の横すべりを最小限に押え、走行安定性
の向上を図ることが可能でおる。

（発明が解決しようとする問題点） 上記のような方法により車輪の横すべり防止を図るため
には、路面の摩擦係数を随時的確に判定できるようにす
ることが重要な前提条件となる。

本発明は、このような事情に鑑みなされたものであって
、車両走行中の路面の摩擦係数の高低を判別することの
できる走行路面状態判別装置を提供しようとするもので
ある。

（問題点を解決するための手段） 本発明による走行路面状態判別装置は、所定条件下にお
いて検出された車両減速度を、予め準備された路面の摩
擦係数に応じたＭ準となる車両減速度と比較することに
より、路面の摩擦係数の高低の判別を行うようにしたも
のである。すなわら、車両走行中の路面の状態を判別す
る走行路面状態判別装置であって、路面と制動輪との間
にスリップが生じる車両の所定以上の減速状態を検出す
る減速状態検出手段と、車両の対地減速腐を検出する対
地減速度検出手段と、予め実験等により得られる少なく
とも１つの路面の摩擦係数の値に応じた車両の基準対地
減速度の値が記憶されている配憶手段と、前記減速状態
検出手段が所定以上の減速状態を検出したとき、前記減
速度検出手段の検出信号により得られる車両の対地減速
度の値を、前記記憶手段に記憶されている基準対地減速
度の値と比較して、重両走行中の路面の摩擦係数の高低
を判別する判別手段とを備えていることを特徴とするも
のである。

（実　施　例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明すか 第１図は本発明の第１実施例に係る走行路面状態判別装
置が設けられた車両の４輪操舵装置の全体構成を示し、
１は左右の前輪２Ｌ、２Ｒを転舵する前輪転舵機構であ
って、該前輪転舵機構１は、ステアリングハンドル３と
、該ステアリングハンドル３の回転運動を直線運動に変
換するラック＆ピニオン機構４と、該ラック＆ピニオン
機構４の作動を前輪２Ｌ、２Ｒに伝達して、これらを左
右に転舵させる左右のタイロッド５，５およびナックル
アーム６．６とからなる。

７は左右の後輪８Ｌ、８Ｒを転舵する後輪転舵機構であ
って、該後輪転舵機構７は、両端が左右の後輪８Ｌ、８
Ｒにタイロッド９．９およびナックルアーム１０．１０
を介して連結された車幅方向に延びる後輪操作ロッド１
１を備えている。該後輪操作ロッド１１にはラック１２
が形成され、該ラック１２に噛合するビニオン１３がパ
ルスモータ１４により一対の傘歯車１５．１６およびピ
ニオン軸１７を介して回転されることにより、上記パル
スモータ１４の回転方向および回転量に対応して後輪８
Ｌ、８Ｒが左右に転舵されるように構成されている。

また、上記後輪操作ロッド１１には、該ロッド１１を操
作ロッドとするパワーシリンダ１８が接続されている。

該パワーシリンダ１８は、後輪操作ロッド１１に固着し
たピストン１８ａにより車幅方向に仕切られた左転用油
圧１１８ｂ　ｉよび右転用油圧室１８Ｃを有していると
ともに、該各油圧空１８ｂ　、　１８ｃはそれぞ゛れ油
圧通路１９ａ　、　１９ｂを介して、パワーシリンダ１
８への油供給方向および油圧を制御するコントロールバ
ルブ２０に連通し、該コントロールバルブ２０には油供
給通路２１および油戻し路２２を介して油圧ポンプ２３
が接続されており、該油圧ポンプ２３はモータ２４によ
って回転駆動される。上記コントロールバルブ２０は、
ピニオン軸１１の回転方向を検出して後輪８Ｌ、８Ｒの
左方向転舵（図中反時計方向への転舵）時には油供給通
路２１を左転用油圧ｚ１ａｂに連通しかつ右転用油圧室
１８ｃを油戻し路２２に連通する一方、後輪８Ｌ、８Ｒ
の右方向転舵（図中時計方向への転舵）時には上記とは
逆の連通状態とし、同時に油圧ポンプ２３からの油圧を
ピニオン軸１７の回転力に応じた圧力に減圧するもので
あり、パルスモータ１４により傘歯車１５．１６、ビニ
オン軸１７．ビニオン１３およびラック１２を介して後
輪操作ロッド１１が軸方向（車幅方向）に移動されると
きには、パワーシリンダ１８への圧油供給により上記後
輪操作ロッド１１の移動を助勢するようにしている。

そして、上記パルスモータ１４および油圧ポンプ２３の
駆動用モータ２４は、後輪転舵機構７の制御部たるコン
トローラ２５から出力される制御信号によって作動制御
される。上記コントローラ２５には、前輪転舵機構１に
あけるステアリングハンドル３の操舵量等から前輪転舵
角を検出する舵角センサ２６からの舵角信号と、車速を
検出する車速センサ２７からの車速信号と、車両走行中
の路面の摩擦係数の高低を判別する走行路面状態判別装
置２８からの路面摩擦係数判別信号とがそれぞれ入力さ
れているとともに、バッテリ電源２９が接続されている
。

上記コントローラ２５の内部には、第２図に示すように
、車速に対する前輪と後輪の転舵比特性を第３図に示す
如く２種類記憶する特性記憶部３０と、舵角センサ２６
からの舵角信号および車通センサ２７からの車速信号を
受け、上記特性記憶部３０に記憶された転舵比特性から
、前輪転舵角と車速とに対応する後輪の目標転舵角を貴
算する目標転舵角演算部３１と、該目標転舵角演算部３
１で演算された目標転舵角に対応するパルス信号を出力
するパルスジェネレータ３２と、該パルスジェネレータ
３２からのパルス信号を受けてパルスモータ１４および
油圧ポンプ２３の駆動用モータ２４を駆動する駆動パル
ス信号に変換するドライバ３３とを備え、これらによっ
て前輪転舵角に対する後輪転舵角の比（転舵比）を所定
の転舵比特性に従って可変として後輪転舵角が目標転舵
角となるようにパルスモータ１４および油圧ポンプ２３
の駆動用モータ２４を制御する転舵比可変手段３４が構
成されている。

ここに、上記特性記憶部３０に予め記憶されている転舵
比特性は、第３図に示すように、晴天時などの路面の摩
擦係数が高い状態の通常走行時用の転舵比特性Ａと、雨
天時や未舗装路などの低μ路走行時用の転舵比特性Ｂの
２種類であって、この両転舵比特性Ａ、Ｂは、基本的に
は、車速が低速から高速に上昇するに従って転舵比ｋが
負方向の逆位相（前後輪が逆方向に転舵される状態）で
大きな値から零に近づくように移行し、中速域にて転舵
比ｋが正方向の同位相（前後輪が同方向に転舵される状
態）に変わり、高速域では同位相で転舵比ｋが大きくな
るように設定されている。そして、上記両転舵比特性Ａ
、Ｂのうち、低μ路走行時用の転舵比特性Ｂは、通常走
行時の転舵比特性Ａに比べて低速から高速までの全車速
域に亘って同位相側にずれた傾向にあり、転舵比ｋが負
方向の逆位相の値となる低速域ではその転舵比ｋが零に
近づきあるいは正方向の同位相に変化し、転舵比ｋが正
方向の同位相の値となる中速域ないし高速域ではその転
舵比ｋがより大きな値に設定されている。

そして、上記コントローラ２５の内部には、ざらに、走
行路面状態判別装置２８からの路面摩擦係数判別信号を
受ける特性選択部３５が備えられている。

該特性選択部３５は、上記走行路面状態判別装置２８か
らの判別信号により、路面が設定値以上の摩擦係数を有
する高μ路であるとの判別結果を得たときには、上記特
性記憶部３０から通常走行時用の転舵比特性Ａを選択す
る一方、路面が設定値未満のＩ４係数を有する低μ路で
あるとの判別結果を得たときには低μ路走行時用の転舵
比特性Ｂを選択するものであって、該特性選択部３５で
選択された特性記憶部３０の転舵比特性に従って上記目
標転舵角演算部３１における目標転舵角の演算が行われ
るようになっている。

第１図に示すように、走行路面状態判別装置２８は、Ａ
　Ｂ　Ｓコンピュータ３７に接続されていて、該ＡＢＳ
コンピュータ３７には、墾動輪たる前輪２１゜２Ｒおよ
び従動輪たる後輪８Ｌ、８Ｒの回転速度が各車輪回転セ
ンサ３８から入力されるようになっている。そして、Ａ
　Ｂ　Ｓコンピュータ３７に入力された後輪８Ｌ、８Ｒ
の回転速度が、通常走行時における車速信号として走行
路面状態判別装Ｍ２８に入力されるようになっている。

また、Ａ　Ｂ　Ｓコンピュータ３７は、車速センサ２１
およびＡＢＳモジュレータ３９にも接続されていて、後
輪８Ｌ、８Ｒの車輪回転センサ３８からの入力信号に基
づいて車速センサ２７に車速信号を出力し、Ａ　Ｂ　Ｓ
モジュレータ３９に、各車輪２Ｌ、２Ｒ，８Ｌ、８Ｒの
制動装置に供給するブレーキ液圧の制御信号を出力する
ようになっている。

車両制動時においては、上記制動装置により各車輪２Ｌ
、２Ｒ，８Ｌ、８Ｒの制動がなされるが、この制動によ
り、車両が、路面と制動輪との間にスリップを生ずる所
定以上の減速状態になると、ＡＢＳコンピュータ３７か
らＡＢＳモジュレータ３９へ制御信号が出力され、これ
によりスキッド状態を回避するための所定のブレーキ液
圧制御がなされることとなる。このＡ’ＢＳコンピュー
タ３７からＡ　Ｂ　Ｓモジュレータ３９への制御信号の
出力がなされると、その制御信号の出力を知らせるＡＢ
Ｓ作動信号が走行路面状態判別装置２８に入力されるよ
うになっている。すでに述べたように走行路面状態判別
装置２８には車速信号も入力されるが、車両制動時にお
いては後輪８ｍ、８Ｒも制動がなされるので、後輪８Ｌ
、８Ｒの回転速度が必ずしも車速に対ｒ２６Ｖるとは限
らない。このため、より車速に近いと考えられる、４輪
のうちで最も回転速度の大きい車輪の回転速度を車速と
みなす操作が、ＡＢＳコンピュータ３７によってなされ
るユこうして得られた擬似車速が、走行路面状態判別装
置２８および車速センサ２７に入力されるようになって
いる。

第４図は、走行路面状態判別装置２８の構成を示すブロ
ック図である。

走行路面状態判別装置２８は、減速状態検出部４０゜対
地減速度検出部４１、記憶部４２および判別部４３を備
えてなるものであって、第５図に示すフローに従って車
両走行中の路面の摩擦係数の高低の判別をするようにな
っている。

すなわち、減速状態検出部４０には、ＡＢＳコンピュー
タ３７から出力されるＡＢＳモジュレータ３９への制御
信号がＡＢＳ作動信号として入力されるようになってい
て、該ＡＢＳ作動信号が入力されると、車両が所定以上
の減速状態にあるとして、対地減速度検出部４１に検出
信号を出力するようになっている。該検出信号が対地減
速度検出部４１に入力されると、この対地減速度検出部
４１において、ＡＢＳコンピュータ３７から入力信号と
して得られる擬似車速ＶＲに基づき車両の対地減速度ｄ
ＶＲ／ｄｔが検出される。こうして検出されたｄＶＲ／
ｄｔの値は、判別部４３に入力され、該判別部４３にお
いて、記憶部４２に記憶されている基準対地減速度の値
αとの比較がなされる。

記憶部４２には、第６図に実線で示すように、少なくと
も１つの路面の摩擦係数の値に応じた車両の基準対地減
速度が記憶されている。これら基準対地減速度は、実験
等により得ることができるものである。図には、路面の
摩擦係数μが０．２゜０．４．　０．６のときの基準対
地減速度の値α１゜α２．α３が示されている。

第４および５図において、対地減速度検出部４１から判
別部４３に入力された対地減速度ｄ　ＶＲ／ｄｔの値は
、上記基準対地減速度の値α１．α２゜α３との比較に
より、α１．α２．α３のそれぞれに対して大小いずれ
に属するかの判別がなされる。例えば第６図において１
点鎖線で示すｄＶＩ２、／ｄｊの値は、α２より小でα
３より大の領域に属することが判別されることとなる。

ここにα２はμｍ０．４、α３はμｍ０．６に対応する
基準対地減速度の値でめるから、ｄＶＲ／ｄｔは、０．
４＜μく０．６に対応する車両の対地減速度であること
がわかる。これを逆に見れば、車両の対地減速度ｄ■Ｒ
，／ｄｉの値から路面の摩擦係数μの高低を判別するこ
とができることとなる。

第６図においては、記憶部４２に記憶されている基準対
地減速度αをα！、α２．α３の３種類の値で示しであ
るが、基準対地減速度αの値を１種類のみとして、これ
に対する車両の対地減速度ｄＶ！２／ｄｔの大小により
車両走行中の路面が設定値に対して低μ路か高μ路かの
判別をするようにしてもよいし、基準対地減速度αの値
の種類をざらに増ヤして路面の摩擦係数の高低を木目細
かく判別するようにしてもよい。

このようにして判別部４３にて車両走行中の路面の摩擦
係数μの高低が判別されると、該判別信号が４輪操舵用
のコントローラ２５に入力され、転舵比特性の可変制御
がなされることとなる。

次に、上記第１実施例の作用・効果について説明するに
、路面の摩擦係数が設定値以上の通常走行時の場合には
、後輪転舵機構７のコントローラ２５においては、特性
選択部３５で特性記憶部３０に記憶された２種類の転舵
比特性Ａ、Ｂの中から通常走行時用の転舵比特性Ａが選
択され、この選択された転舵比特性Ａ　１．：　ｉｔづ
いて転舵比可変手段３４の目標転舵角演算部３１で目標
転舵角が演算されることにより、前輪転舵角に対する後
輪転舵角の転舵比が上記通常走行時用の転舵比特性Ａに
従って可変制御され、その結果、後輪８１．８Ｒは、低
車速時では前輪２Ｌ、２Ｒと逆位相に転舵され、中・高
車速時では前輪２ｍ、２Ｒと同位相に転舵される。

一方、路面の摩擦係数が設定値未満になる雨天時や未舗
装路、雪路走行時の場合には、上記特性選択部３５は、
走行路面状態判別装置２８からの路面摩擦係数判別信号
を受けて上述の通常走行時用の転舵比特性Ａに代って低
μ路走行時用の転舵比特性Ｂを特性記憶部３０から選択
し、この選択された低μ路走（テ時用の転舵比特性Ｂに
従って転舵比が転舵比可変手段３４によって可変制御さ
れる。

この場合、上記低μ路走行時用の転舵比特性Ｂは、通常
走行時用の転舵比特性Ａに比べて同位相側にずれている
ので、後輪８Ｌ、８Ｒが通常走行時よりも前輪２Ｌ、２
Ｒと同位相方向に転舵されて車輪の横方向グリップ力が
増大し、その結果、低μ路走行時においても車輪（前輪
２Ｌ、２Ｒおよび後輪８Ｌ、８Ｒ＞の横すべりが可及的
に防止されることになる。よって、走行安定性の向上を
図ることができる。

第７図は上記第１実施例における後輪転舵機構７のコン
トローラ２５の変形例を示したものである。

このコントローラ２５は、目標転舵角演算部３１′　と
パルスジェネレータ３２′　とドライバ３３′　とによ
って構成され、前輪転舵角に対する後輪転舵角の転舵比
を特性記憶部３０’に記憶された所定の転舵比特性（第
１実施例における特性記憶部３０に記憶された通常走行
時用の転舵比特性Ａに相当）に従って可変制御する転舵
比可変手段３４′　を備えているとともに、走行路面状
態判別装置２８からの路面摩擦係数判別信号を受け、路
面ＩＩ係数の低下に応じて上記転舵比可変手段３４′の
目標転舵角演算部３１′で演算された目標転舵角に対し
て漸次正方向の補正転舵角を加算して、転舵比を漸次同
位相方向に大きく補正する補正手段としての補正部３６
を備えてなるものである。すなわち、この変形例におい
ては、走行路面状態判別装置２８における路面の摩擦係
数の高低の判別は、複数の基憔対地減速度を設定して、
これらと車両の対地減速度との比較を行うことによりな
されることとなる。

したがって、上記変形例の場合には、通常走行時用の転
舵比特性が路面の摩擦係数の低下に応じて同位相方向に
漸次大きく補正されるので、上記第１実施例の如く路面
摩擦係数が設定値未満となった時点で転舵比特性を通常
走行時用から低μ路走行時用のものに切換え選択する場
合に比べて転舵ｔヒの制御精４度が細かくなり、走行安
定性の向上をより一層図ることができる。

また、第８図は上記第１実施例の変形例として前輪転舵
角θＦの大きさに応じて後輪転舵角θＲを演算して転舵
比を制御する場合の転舵比特性を示したものである。こ
の舵角による転舵比制御は、前輪転舵角θＦが高車速時
では小ざく、低車速時では大きくなるという実情に基づ
いて前輪転舵角θＦに対する後輪転舵角θＲの転舵比を
制御するものであり、その転舵比特性は、基本的には車
速による転舵比制御の場合と同様、低車速時では前輪と
後輪とを逆位相に、高車速時では同位相にするように設
定されている。

そして、上記舵角による転舵比制御の場合においても、
その転舵比特性としては、通常走行時用の転舵比特性Ｃ
と低μ路走行時用の転舵比特性りの２種類がある。低μ
路走行時用の転舵比特性りは、通常走行時用の転舵比特
性Ｃに比へて前輪転舵角θＦの全範囲に亘って１多輪転
舵角θＲの正方向の同位相側にずれた傾向にあり、路面
摩擦係数が設定値未満の状態において、この転舵比特性
りに従って後輪が第１実施例の場合と同様に通常走行時
よりも前輪と同位相方向に転舵される。尚、舵角による
転舵比制御の場合には、第１実施例の如き車速を検出す
る車速センサ２７は不要である。

ざらに、第９図は本発明の第２実施例に係る車両の４輪
操舵装置の全体構成を示し、この４輪操舵装置における
後輪転舵機構７′は、第１実施例の４情操Ｉｒ２装置に
おける後輪転舵機構７の如くパルスモータ１４の作動に
より後輪８ｍ、８Ｒｔｉ−電気的に転舵する代わりに、
前輪転舵機構１の操舵力を利用して後輪８Ｌ、８Ｒを機
械的に転舵するようにしたものである。

すなわち、上記後輪転舵機構７′は、ギヤ等からなる転
舵比変更装置４４を備え、該転舵比変更装置４４には車
体前後方向に延びる伝達ロッド４５の後端が連結され、
該伝達ロッド４５の前端部には、前輪転舵機構１のラッ
ク＆ピニオン機構４のラック軸４ａに形成されたうツク
４６と噛合するピニオン４７が設けられている。また、
上記転舵比変更装置４４からは摺動部材４８が延出され
、該摺動部材４８に形成されたラック４９に対しては、
後輪操作ロッド１１にラック１？およびピニオン１３を
介して連結されたピニオン軸１７の前端部に設けたピニ
オン５０が噛合しているよしかして、前輪転舵機構１の
操舵力がラック＆ピニオン薇構４のラック軸４ａから伝
達ロッド４５を介して転舵比変更装置４４に伝達され、
該転舵比変更装置４４においてコントローラ２５の制御
に従って転舵比が変更された後に操舵力が摺動部材４８
６よびピニオン軸１７を介して後輪操作ロッド１１に伝
達されることにより、後輪８Ｌ、８Ｒが左右に転舵され
るように構成されている。尚、４輪操舵装置のその伯の
構成は、第１実施例の４輪操舵装置と同じであり、同一
部材には同一符号を付してその説明は省略する。

そして、上記転舵比変更装置４４を制御するコントロー
ラ２５自体は、第１実施例の場合と同じでのり、また、
それにより同様の作用・効果を奏することができるのは
勿論である。

（発明の効果） 以上詳述したように、本発明による走行路面状態判別装
置は、所定条件下において検出された車両の対地減速度
を、予め実験等により得られる少なくとも１つの路面の
摩擦係数に応じた車両の基準対地減速度と比較すること
により、路面の摩擦係数の高低の判別を行うようになっ
ているので、簡単に路面状態の判別を行うことができる
。また、上記所定条件として、例えばＡＢＳ作動信号等
により得られる、路面と制動輪との間にスリップが生じ
る車両の所定以上の減速状態を採用しているので、例え
ばブレーキペダルを弱く徐々に踏み込んだ場合等には高
μ路を走行しているのにもかかわらず車両の対地減速度
が小ざい値となるために低μ路であると誤って判別され
てしまうというようなおそれがなく、したがって路面の
摩擦係数の高低の判別結果を信頼性の高いものとするこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による走行路面状態判別装置が設けられ
た車両の４輪操舵装置の一例を示す概要図、 第２図は４輪操舵装置のコントローラのブロック図、 第３図はコントローラが車速による転舵比制御を行う場
合における転舵比特性を示す図、第４図は走行路面状態
判別装置の構成を示すブロック図、 第５図は走行路面状態別すｒ装置の作用を示すフローチ
ャート、 第６図は走行路面状態判別装置の作用を示すグラフ、 第７図は４輪操舵装置のコントローラの変形例のブロッ
ク図、 第８図はコントローラが舵角による転舵比制御を行う場
合における転舵比特性を示す図、第９図は本発明による
走行路面状態判別装置が股ｔブられた車両の４輪操舵装
置の他の例を示す概要図である。 ２８・・・走行路面状態判別装置 ＬＯ・・・減速状態検出部　　４１・・・対地減速度検
出部４２・・・記憶部　　４３・・・判別部第２図 第７図 第８図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 車両走行中の路面の状態を判別する走行路面状態判別装
   置であって、 路面と制動輪との間にスリップが生じる車両の所定以上
   の減速状態を検出する減速状態検出手段と、 車両の対地減速度を検出する対地減速度検出手段と、 予め実験等により得られる少なくとも１つの路面の摩擦
   係数の値に応じた車両の基準対地減速度の値が記憶され
   ている記憶手段と、 前記減速状態検出手段が所定以上の減速状態を検出した
   とき、前記減速度検出手段の検出信号により得られる車
   両の対地減速度の値を、前記記憶手段に記憶されている
   基準対地減速度の値と比較して、車両走行中の路面の摩
   擦係数の高低を判別する判別手段とを備えていることを
   特徴とする走行路面状態判別装置。