JPH07159308A

JPH07159308A - 路面摩擦係数推定装置

Info

Publication number: JPH07159308A
Application number: JP5310457A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Matsuura; 正裕松浦; Shoichi Masaki; 彰一正木
Original assignee: NipponDenso Co Ltd
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1993-12-10
Filing date: 1993-12-10
Publication date: 1995-06-23
Anticipated expiration: 2019-10-06
Also published as: JP3572647B2

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、車両の走行路面と車輪との摩擦結
合が弱まる直前の路面摩擦係数を高精度に推定すること
が可能な路面摩擦係数推定装置を提供することを目的と
している。【構成】車両の各車輪の車輪速度を出力し、前輪と後
輪の速度差を演算する。この速度差を順次所定間隔ごと
に積算する。また、前記のように積算された積算値の所
定時間内平均勾配を演算する。この、所定時間内平均勾
配より路面摩擦係数の推定時期に相応しいか判断し、相
応しいと判断された場合車輪速度変化が微小な車輪速度
の所定時間内の変化勾配より路面摩擦係数を推定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両におけるタイヤと
路面との間の摩擦結合の状態を推定する装置に関するも
のであって、例えば、アンチスキッド制御装置（以下Ａ
ＢＳと言う）に応用できるものである。

【０００２】

【従来の技術】車両におけるタイヤと路面との間の摩擦
結合は車両の走行安全性のために重要である。なぜなら
ば、車両におけるどんな動的過程も（アクセルペダルを
操作して車両を加速することやブレーキペダルを操作し
て車両を減速すること等）タイヤと路面との間にそれに
相当する力の伝達が必要であるからである。この場合、
タイヤと路面との摩擦結合は車輪の滑り率に依存し、滑
り率が所定範囲以上となると、摩擦結合が弱まり、車両
走行が不安定になる。

【０００３】そこで、車両減速時や車両加速時に車両の
滑り率が所定範囲以上となることを防止するための制御
装置が既に知られている。これらの装置では車輪センサ
によって車輪の車輪速度および車輪回転の加減速が検出
され、この値から他の測定値とともに電子評価制御装置
において車輪滑り等が計算される。車輪滑りが所定範囲
以上となる恐れがある場合、適当な駆動装置等によって
ブレーキ圧を減じるとか、エンジントルクを減少させる
というように制御する制御方法が考え出されている。

【０００４】上述したような制御方法において、制御開
始以前にあらかじめ、車輪のタイヤと路面との摩擦結合
の程度が分かっていると、制御開始当初からその結合の
１度に適した制御を行うことが可能となる。このため、
例えば、特開平４−３４５５６２号公報のごとく、車両
の前輪と後輪の車輪速度差を求め、その車輪速度差と車
輪速度の差を有している状態が継続した時間との関係に
より路面摩擦状況が低摩擦路面か高摩擦路面かを推定す
ることが提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術は、路面摩擦係数値を具体的に判断しているわけ
ではなく、前輪と後輪の車輪速度差と車輪速度差を有し
ている状態が継続した時間との関係から、走行路面が高
摩擦路面か低摩擦路面かの２値に決定するものにすぎな
い。

【０００６】例えば、車両の走行路面を高摩擦路面か低
摩擦路面化の２値に判別してしまうため、ウェット路や
圧雪路等の、極端に低摩擦路面でも高摩擦路面でもない
中摩擦路面では、路面状態の判断が２値のどちらかに偏
ることになりかねない。そして、このように判断された
高摩擦路面か低摩擦路面かの判定に基づいて車両を制御
した場合、車両挙動は不安定になることも考えられる。

【０００７】そこで本発明は、車両の走行路面と車輪と
の摩擦結合をより細分化して推定することにより、推定
精度を向上した路面摩擦係数推定装置を提供することを
目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】そこで、上記問題を解決
するために、本発明による路面摩擦係数推定装置は、車
両の前輪と後輪とにおける車輪速度の所定時間内での速
度変化が微小である一方の車輪速度の平均変化勾配を演
算する演算手段と、前記後輪の車輪速度と前記前輪の車
輪速度との差の所定時間内における変化率が所定値以上
になったか否かを判別する判別手段と、前記判別手段に
よって、前記変化率が所定値以上になったと判断された
場合には、この直前の前記平均変化勾配により前記車両
の走行路面と車輪との間の摩擦係数を推定する推定手段
とを有することを特徴とする。

【０００９】また、本発明による路面摩擦係数推定装置
は、車両の車体速度の所定時間内における平均変化勾配
を演算する演算手段と、前記後輪の車輪速度と前記車体
速度との速度差および前記前輪の車輪速度と前記車体速
度との速度差の所定時間内における変化率が所定値以上
になったか否かを判別する判別手段と、前記判別手段に
よって、前記変化率が所定値以上になったと判断された
場合には、この直前の前記平均変化勾配により前記車両
の走行路面と車輪との間の摩擦係数を推定する推定手段
とを有することを特徴としてもよい。

【００１０】また、本発明による、前記判別手段は、前
記車両の前輪と後輪の車輪速度の速度差を周期的に順次
積算した積算値の所定時間内における変化率が所定値以
上になったか否かを判断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を採用してもよい。また、
本発明による、前記判別手段は、前記車両の前輪の車輪
速度と前記車体速度との速度差および前記車両の後輪の
車輪速度と前記車体速度との速度差の、所定時間内にお
ける変化率が所定値以上になったか否かを判断すること
を特徴とする請求項２記載の路面摩擦係数推定装置を採
用してもよい。

【００１１】

【作用】上記構成によれば、本発明の請求項１記載の路
面摩擦係数推定装置は、車両走行時に、車両の前輪と後
輪との車輪速度の速度変化が、所定時間内において微小
な方の車輪速度の変化勾配の所定時間における平均を演
算する。また、車両の前後輪の車輪速度差の所定時間内
の変化率があらかじめ定められた所定値以上になったか
否かを判断する。ここで、前記変化率が所定値以上にな
ったと判断された直前の車輪速度の平均変化勾配より車
両の走行路面と車輪との間の摩擦係数を推定する。

【００１２】また、本発明の請求項２記載の路面摩擦係
数推定装置は、車両走行時に、前記車両における車体速
度の所定時間内の変化勾配の平均を演算する。また、車
両の前輪の車輪速度と車体速度との速度差および後輪の
車輪速度と車体速度との速度差の所定時間内の変化率
が、あらかじめ定められた所定値以上になったか否かを
判断する。ここで、前記判別手段によって、変化率が所
定値以上になったと判断された直前の車体速度の平均変
化勾配より車両の走行路面と車輪との間の摩擦係数を推
定する。

【００１３】また、請求項３記載によれば、車両の前後
輪の速度差を、周期的に順次積算して積算値を求め、そ
の積算値の所定時間内における変化率を求める。そして
前記判別手段によって変化率が所定値以上になったかど
うか判断する。また、請求項４記載によれば、前記車両
の前輪の速度と車体速度との速度差、および、後輪の速
度と車体速度との速度差を周期的に順次積算して積算値
を求め、その積算値の所定時間内における変化率を求め
る。そして、前記判別手段によって変化率が所定値以上
になったかどうか判断する。

【００１４】

【実施例】以上説明した本発明の構成および作用を一層
明らかにするために、本発明を図に示す実施例に基づい
て説明する。以下、実施例においては、本発明の路面摩
擦係数推定装置をＡＢＳ制御装置に適用する場合を例に
挙げて説明する。図１は、本発明の一実施例としてのＡ
ＢＳ制御装置の構成を示す構成図である。図１におい
て、ブレーキペダル２０は、真空ブースタ２１を介して
マスタシリンダ２８に連結されている。したがって、ブ
レーキペダル２０を踏むことによりマスタシリンダ２８
に油圧が発生し、この油圧は、各車輪（左前輪ＦＬ、右
前輪ＦＲ、左後輪ＲＬ、右後輪ＲＲ）に設けられたホイ
ールシリンダ３１、３２、３３、３４に供給され、ブレ
ーキ力が発生する。

【００１５】マスタシリンダ２８は互いに同じ圧力のブ
レーキ油圧を発生する２つの圧力室（図示せず）を有
し、各圧力室にはそれぞれ供給管４０、５０が接続され
ている。供給管４０は連通管４１、４２に分岐してい
る。連通管４１は、電磁弁６０ａを介して、ホイールシ
リンダ３１に連通するブレーキ管４３と接続されてい
る。同様に、連通管４２は、電磁弁６０ｃを介して、ホ
イールシリンダ３４に連通するブレーキ管４４と接続さ
れている。

【００１６】供給管５０も供給管４０と同様な接続関係
にあり、連通管５１、５２に分岐している。連通管５１
は、電磁弁６０ｂを介して、ホイールシリンダ３２に連
通するブレーキ管５３と接続されている。同様に、連通
管５２は、電磁弁６０ｄを介して、ホイールシリンダ３
３に連通するブレーキ管５４と接続されている。また、
ホイールシリンダ３３、３４に接続されるブレーキ管５
４、４４中には公知のプロポーショニングバルブ５９、
４９が設置されている。このプロポーショニングバルブ
５９、４９は、後輪ＲＬ、ＲＲに供給されるブレーキ油
圧を制御して前後輪ＦＬ〜ＲＲの制動力の分配を理想に
近づけるものである。

【００１７】各車輪ＦＬ〜ＲＲには、電磁ピックアップ
式の車輪速度センサ７１、７２、７３、７４が設置さ
れ、電子制御回路ＥＣＵにその信号が入力される。電子
制御回路ＥＣＵは、入力された各車輪ＦＬ〜ＲＲの車輪
速度に基づいて各ホイールシリンダ３１〜３４のブレー
キ油圧を制御すべく、電磁弁６０ａ〜６０ｄに対して駆
動信号を出力する。

【００１８】電磁弁６０ａ、６０ｂ、６０ｃ、６０ｄ
は、３ポート３位置型の電磁弁で図１のＡ位置において
は、連通管４１、４２、５１、５２とブレーキ管４３、
４４、５３、５４とをそれぞれ連通し、Ｂ位置において
は、連通管４１、４２、５１、５２、ブレーキ管４３、
４４、５３、５４、枝管４７、４８、５７、５８間を全
て遮断する。また、Ｃ位置においては、ブレーキ管４
３、４４、５３、５４と、枝管４７、４８、５７、５８
とをそれぞれ連通する。

【００１９】枝管４７、４８はともに排出管８１に接続
され、枝管５７、５８はともに排出管９１に接続され
る。これら排出管８１、９１は、それぞれリザーバ９３
ａ、９３ｂに接続されている。リザーバ９３ａ、９３ｂ
は、各電磁弁６０ａ〜６０ｄがＣ位置のとき、各ホイー
ルシリンダ３１〜３４から排出されるブレーキ液を一時
的に蓄えるものである。このため電磁弁６０ａ〜６０ｄ
では、Ａ位置においてはホイールシリンダ３１〜３４の
ブレーキ油圧を増圧し、Ｂ位置においてはそのブレーキ
油圧を保持し、Ｃ位置においてはそのブレーキ油圧を減
圧することができる。すなわち、電磁弁６０ａ、６０ｂ
は、ブレーキ力調整手段に相当する。

【００２０】ポンプ９９ａ、９９ｂは、リザーバ９３
ａ、９３ｂに蓄積されたブレーキ液を汲み上げてマスタ
シリンダ２８側に還流させる。また、チェック弁９７
ａ、９８ａ、９７ｂ、９８ｂは、リザーバ９３ａ、９３
ｂから汲み上げられたブレーキ液が、再びリザーバ９３
ａ、９３ｂ側に逆流するのを防ぐためのものである。な
お、ストップスイッチ１０は、運転者がブレーキペダル
２０を踏んでいるか否かを検出するものである。

【００２１】次に、このように構成された本実施例にお
いて実行されるＡＢＳ制御について図２〜７に基づき説
明する。まず図２は本発明による路面摩擦係数推定装置
をＡＢＳ制御装置に適用した場合のメインルーチンを表
すフローチャートである。なお、この処理は図示しない
イグニッションスイッチがオンされたとき、ステップ１
００より開始される。

【００２２】処理を開始すると、まずステップ１１０に
て、各種フラグや各種カウンタの初期設定を行う。続く
ステップ１２０では、車輪速度センサ７１〜７４から車
輪速度信号を、中央演算処理装置ＥＣＵ１００に入力す
る。ステップ１３０では、車輪速度センサ７１〜７４か
ら入力される信号に基づき、制御対象の車輪（ＦＬ〜Ｒ
Ｒのいずれか）の車輪速度および加速度を演算する。次
に、ステップ１４０では、前後輪における速度差を演算
する。この前後輪速度差演算は、ＦＲ輪−ＲＲ輪、ＦＬ
輪−ＲＬ輪といった右側、左側独立に演算する方法を用
いる。また、（ＦＲ輪＋ＦＬ輪）／２−（ＲＲ輪＋ＲＬ
輪）／２といった平均値を演算する方法を用いてもよ
い。

【００２３】ここで、車輪の落ち込み現象について考え
ると、図３に示すように車輪の運動方程式（数１）から
各車輪の車輪速度の落ち込み状態ωは制動力ＴＢに依存
することが分かる。

【００２４】

【数１】ω＝（μ＊ｒ＊Ｗ−ＴＢ）／Ｉただし、それぞれ、ω ・車輪の落ち込み状態（車輪角
速度） μ ・路面摩擦係数ｒ・車輪半径Ｗ・車輪荷重ＴＢ・制動力Ｉ・車輪の慣性モーメント、を表す。

【００２５】また、図４に示すように、Ｐバルブによる
制動力配分線から実制動力は後輪より前輪の方が高いと
いうことが分かる。これより、一般的に数１より前輪の
落ち込みタイミングは後輪より速くなると考えられる。
続くステップ１５０では、ステップ１４０で求めた前後
輪速度差を周期的に順次積算する積算演算を行う。ここ
では、図５に示すように、前後輪速度差の絶対値を積算
する。この、積算演算を行うことで、前後輪の車輪速度
に含まれるノイズ成分の影響を低減することができる。
例えば、図５のＡポイントに示すように、前輪の落ち込
みが後輪より早い状態において、後輪がノイズ的に落ち
込んだ場合には、この時点で、前後輪速度差が一時的に
通常走行状態に戻ってしまい、落ち込みが収まったと判
断されてしまう危険性がある。しかし、前後輪速度差を
周期的に順次積算することによって、このノイズ誤差成
分の影響を低下することができ、連続的な前後輪速度差
状態を表すことを可能にしている。

【００２６】ステップ１６０では、ステップ１５０にて
演算された積算値が、積算周期内においてある所定値以
上か以下かを判断する。すなわち、その積算周期内にお
いて前輪と後輪との速度差が、実際発生している状態か
否かを判定する。ここで、積算値が所定値以上、すなわ
ち前輪と後輪との速度差が存在している状態であると判
断された場合にはステップ１７０に進む。また、積算値
が所定値以下、すなわち前輪と後輪とが同じ車輪速度状
態であると判断された場合には、ステップ３００に進
む。

【００２７】ステップ１７０では、ステップ１８０で行
われる車輪速度差の積算値の平均変化率の演算を行うタ
イミングを判定する。具体的には、あらかじめ定められ
た所定時間を経過したかを判定する。この所定時間は、
ステップ１５０において車輪速度差の積算を行う周期よ
りも長い時間に設定されている。ステップ１７０におい
て、所定時間経過したと判断された場合、ステップ１８
０に進む。また、あらかじめ定められた所定時間経過前
ではステップ２２０に進み、従来のＡＢＳ制御開始判定
を行い、路面摩擦係数推定処理は行わない。

【００２８】ここで、車輪速度の積算値の変化率演算を
行うタイミングを判定する方法として、前回の演算タイ
ミングからの経過時間によらないで、前後輪の速度差の
積算値が所定量以上になったかによって判断する方法を
採用するようにしてもよい。ステップ１８０では、ステ
ップ１５０で演算された積算値の所定時間内の平均変化
率を演算する。ここで、例えば積分演算は５ｍｓごとに
行い、この積算値の変化率演算は５０ｍｓごとに行う。
これは、車輪速度差の積算を行う周期よりも短い時間ま
たは同じ時間を用いて平均変化率を演算すると、平均変
化率は前後輪の速度差になるからである。

【００２９】ステップ１９０においては、ステップ１８
０で求めた車輪速度差の積算値の平均変化率の大きさに
よって、ＡＢＳ制御開始前に路面摩擦係数を推定するか
どうかの判断を行う。この平均変化率があらかじめ定め
られた所定値以下の場合は、図６に示すように、前後輪
の落ち込み状態が路面とタイヤとによる摩擦結合の最大
になるμ−ｐｅａｋ以前の車輪挙動安定領域にあると判
断される。この場合には、路面摩擦係数の正確な推定が
可能であり、ステップ２００に進む。一方、平均変化率
が所定値以上の場合、前輪（または後輪）の落ち込みが
急激に大きくなって、前後輪が路面とタイヤとによる摩
擦結合が最大になるμ−ｐｅａｋを越えた車輪挙動不安
定領域に入っている状態であると判断される。この正確
な路面摩擦係数の推定は行えない不安定領域に入ってい
る場合には、ステップ２２０へ進みＡＢＳ制御開始判定
処理を行う。また、ここでステップ２２０に進む場合に
は、後述する、ステップ２００にて前回演算された路面
摩擦係数が、車輪と走行路面とのμ−ｐｅａｋ直前の摩
擦係数に対応したものとなっている。

【００３０】ステップ２００では、ステップ１９０で変
化率が所定値以下の場合に、路面摩擦係数を正確に推定
できると判断され、路面摩擦係数を推定するために演算
を行う。ここで、路面摩擦係数推定値の演算を行う方法
としては、前述したように、車輪速度が落ち込んだ前後
輪において、車輪速度変化が微小な方の車輪速度の平均
変化勾配、すなわち、ステップ２００では、平均減速度
勾配を推定路面摩擦係数とする方法を採用する。

【００３１】すなわち、ステップ１７０、および１８０
において用いられた、あらかじめ定められた所定時間内
において、前後輪において車輪速度変化が微小な方の車
輪速度の平均減速度勾配を算出する。具体的には、例え
ば、所定時間内において、ステップ１４０にて車輪速度
差を演算した周期を用いて、その周期における前後輪の
車輪速度変化が微小な方の車輪の車輪速度をピックアッ
プする。その後、このピックアップした点を近似的に通
過する１次方程式を演算し、その方程式の傾きを上記平
均減速度勾配とする。

【００３２】また、ＤＲＹ路面では車輪に制動力が加わ
る場合に高い車体減速度を発生する。この場合には、こ
の車体減速度により、前輪への荷重移動分が増え、後輪
が先行して落ち込むことがある。しかし、この場合は車
体の荷重移動と、路面と車輪との高摩擦結合によって車
輪速度の落ち込みが少ない前輪速度が、前述した周期に
おける前後輪の車輪速度変化が微小な方の車輪の車輪速
度に相当する。よって、この前輪速度を用いて平均減速
度勾配を演算する。

【００３３】なお、平均減速度勾配の算出については、
単に、前回ステップ１３０において、車輪速度を演算し
た際の所定時間経過時の値と、今回車輪速度を演算した
際の所定時間経過時の値との差を所定時間で割った値
を、平均減速度勾配として採用してもよい。ここで、路
面摩擦係数推定の考え方について説明する。図６に示
す、μ−ｐｅａｋ近辺の特徴を表すグラフとμ−ｓ特性
グラフを用いることで路面摩擦係数を推定することがで
きる。つまり、前後輪の速度差の状態が急激に大きくな
った瞬間、すなわち、前後輪の速度差の所定時間内にお
ける積算値の変化率が、所定値を越えた直前には、先行
して落ち込んだ輪の方は、すでに路面とタイヤとによる
摩擦結合が最大になるμ−ｐｅａｋを越えており、急激
な落ち込みが発生している領域である。これに対し、残
った輪の方は、μ−ｐｅａｋ寸前の領域に存在している
と言える。よって、このときの残った輪の方、すなわち
車輪速度変化が微小な方の車輪速度の減速度勾配が車体
減速度ＶＢに対応するものとなる。

【００３４】ここで、路面摩擦係数を推定する方法は、
路面摩擦係数μと車体減速度ＶＢとを用いて数２のよう
に表される。

【００３５】

【数２】 μＦ＊ＷＦ＋μＲ＊ＷＲ＝−（ＶＢ／ｇ）＊ＷＢ

【００３６】

【数３】μ（ＷＦ＋ＷＲ）＝−（ＶＢ／ｇ）＊ＷＢただし、それぞれ、μＦ・前輪における路面摩擦係数ＷＦ・前輪荷重 μＲ・後輪における路面摩擦係数ＷＲ・後輪荷重ＶＢ・車体減速度ＷＢ・車両重量ｇ・重力加速度、を表す。

【００３７】一般的には前輪と後輪のμが等しいと見な
せるので（μＦ＝μＲ＝μ）、数２は数３として表され
て路面摩擦係数μ∝車体減速度ＶＢの関係が成立し、路
面摩擦係数≒車体減速度として考えることができる。こ
のような考え方によって、路面摩擦係数を正確に推定す
ることを可能にしている。ここで、ステップ１６０にお
いてステップ１５０で演算された積算値が、積算周期
内において所定範囲内にあると判定された場合、すなわ
ち、前輪と後輪とが同じ車輪速度状態であると判断され
た場合について説明する。

【００３８】この場合は、車両が一定速度走行をしてい
るか、制動力がかかっている際には４輪の車輪速度が揃
って落ち込んでいる状態であると考えられる。ここで、
車両制動時に４輪速度が揃って落ち込む現象は、車輪と
路面との摩擦結合が強い、車輪の落ち込みがゆるやかな
高μ路では、荷重移動が生じて実際には起こりえないも
のと思われる。しかし、低μ路では、車輪と路面との摩
擦結合が弱いため、４輪が揃って落ち込むことが考えら
れる。この場合には、以下ステップ３００、３１０に示
すように、車両に制動力が加えられている状態で、所定
時間以上、前後輪速度差がほとんど発生しない現象を捉
えた場合に、低μ路と判別する。

【００３９】すなわち、ステップ３００では、所定時間
内において、前後輪の車輪速度差の積算値があらかじめ
定められた所定値以上の値を取るかどうかを判定する。
すなわち、所定時間前後輪の速度差がほとんど生じない
状態が継続したかどうか判断する。ここで、所定時間内
に積算値が所定値以上にならなかったと判断された場合
にはステップ３１０に進み、所定値以上になったと判断
された場合にはステップ２２０に進む。

【００４０】ステップ３１０では、所定時間内における
車輪速度の平均速度勾配を判定する。すなわち、実際車
輪速度が低下しているかどうかを判定して、ある所定値
以上の平均速度勾配を検出した場合は、車輪に制動力が
加えられていると判断する。ここで、平均速度勾配が所
定値以上の値である場合にはステップ３２０に進み、以
下の値を取る場合には、低摩擦係数路面と判断されずス
テップ２２０に進む。

【００４１】ステップ３２０では、車輪速度全輪同時に
落ち込んでいる状態で所定時間以上前後輪速度差が発生
しない現象を捉えたということで、現在の走行路面は低
摩擦係数路面であると断定する。そして、この情報をス
テップ２１０に、ＡＢＳ制御基準の情報として送る。次
の、ステップ２１０ではステップ２００によって推定さ
れた路面摩擦係数によってＡＢＳ制御前の状態から各種
のＡＢＳ制御基準（推定車体速度の減速度勾配、各輪の
制御開始スリップ基準値、ＡＢＳ制御開始後の減圧・増
圧勾配等）を切り換える。

【００４２】ステップ２２０では、ステップ２１０で各
種のＡＢＳ制御基準を切り換えた状態を踏まえてＡＢＳ
制御を開始するか否かを判断する。ステップ２３０で
は、ステップ２２０のＡＢＳ制御開始判定結果に応じて
ソレノイド駆動を行っていく。このようにして、ＡＢＳ
制御開始前に路面摩擦係数を推定することで、従来まで
は行えなかった、路面摩擦係数に応じた、すなわち路面
状況に応じた適切な制御を、ＡＢＳ制御開始初回サイク
ルから行える。さらに、ＡＢＳが制御開始されずに車体
が非常に不安定になったり、制動力の低下が著しくなる
といった状況（特に氷上などの低摩擦係数路面におい
て）を未然に防止することができる。

【００４３】例えば、図７に示すように、従来では、実
際の車体速度から掛け離れた推定車体速度を用いていた
ため、制御基準が実際の車輪および路面の状況とは大き
く異なってしまい、ＡＢＳ制御が開始される時期が不安
定であった。これについて、次に示す一般的な車体速度
の推定式に基づいて説明する。

【００４４】

【数４】ＶSB(n) ＝ＭＥＤ( Ｖw0, ＶSB(n-1)-αdown*t, ＶSB(n-1)-αup*t）ただし、ＶSB・推定車体速度ＭＥＤ・中間値採用Ｖw0・選択車輪速度 αdown・車輪減速度上限定数 αup・車輪加速度上限定数 t ・演算周期 n ・演算回数、を採用する。

【００４５】上記数４を採用して、例えばステップ２２
０においてＡＢＳ開始時期を判定するための基準となる
推定車体速度を演算する。この際、車輪加速度上限定数
αup、および車輪減速度上限定数αdownがあらかじめ定
められた一定の値を取っている場合、現在走行中の路面
の摩擦係数は全く考慮されることなく推定車体速度が決
定される。しかし、今回の技術により、あらかじめ路面
の摩擦係数を推定できることから、この路面摩擦係数に
よって、推定車体速度をより現実に近づけることが可能
となった。というのは、今回では推定路面摩擦係数が演
算され、車輪加速度上限定数αup、および車輪減速度上
限定数αdownの設定を変えることによって、推定車体速
度をより正確に求めることができる。これにより、車輪
と走行路面との間の摩擦結合の状態、すなわち、車輪と
路面との間のスリップ状況を正確に把握することができ
る。これによって、車輪の最適なスリップ状況において
ＡＢＳ制御が開始され、安定した車両挙動を得ることが
可能となった。

【００４６】本発明は、上記実施例に限定されるもので
はなく、以下のように種々変形可能である。例えば、図
２のフローチャートのステップ２００において、車両の
前輪および後輪における車輪速度変化が微小な方の車輪
速度を用いて路面摩擦係数を推定していたが、例えば、
数４を用いて、各車輪速度から車両の車体速度を演算
し、この車体速度の所定時間内における平均減速度勾配
から路面摩擦係数を推定することができる。すなわち、
ステップ１４０においては、車体速度と前輪の車輪速度
との差、および、車体速度と後輪の車輪速度との差を演
算する。ステップ１５０においては、車体速度と前輪の
車輪速度との差の値と、車体速度と後輪の車輪速度との
差の値との差の絶対値を求め、これを周期的に順次所定
時間積算する。この積算値を用いて、ステップ１８０、
１９０の積算値変化率の演算、および路面摩擦係数を推
定するかどうかの判断を行う。ステップ２００において
は、ステップ１９０にて路面摩擦係数を正確に推定でき
ると判断した場合に、路面摩擦係数を推定する。この
際、所定時間内における車体速度の平均減速度勾配は、
数２における車体減速度ＶＢに相当する。よって路面摩
擦係数μ∝ＶＢの関係より、所定時間内における車体速
度の平均変化減速度勾配によって、車両の走行路面と車
輪との間の路面摩擦係数を正確に推定することができ
る。また、この車両速度は、随時、路面摩擦係数が推定
されるごとに数４の車輪減速度下限定数αdownおよび車
輪加速度上限定数αupを補正していくことによって、常
に現実に即した値となっている。

【００４７】また、図２のフローチャートの、ステップ
１８０において、前後輪の車輪速度差の積算値の、所定
時間内における平均変化率を算出していたが、前後輪の
車輪速度差の積算値があらかじめ定められた所定量にな
るごとの時間を求め、この間の平均減速度勾配を変化率
とする方法を採用してもよい。さらに、図２のフローチ
ャートのステップ２００において、高い車体減速度を発
生するＤＲＹ路で、前輪への荷重移動分が増え、後輪が
先行して落ち込む場合のことについて述べた。この場
合、この荷重移動分を各車輪速度の落ち込み状態を推定
する数１の車輪荷重Ｗに、補正された前輪および後輪の
荷重ＷＦ’、ＷＲ’を用いるようにしてもよい。車体減
速度による荷重移動分ΔＷは数５に示すようになり、制
動時の、前輪および後輪の荷重ＷＦ’、ＷＲ’は数５お
よび数６に示される。

【００４８】

【数５】ΔＷ＝｛ＷＢ＊（Ｈ／Ｌ）＊（−ＶＢ）｝／ｇ

【００４９】

【数６】ＷＦ’＝ＷＦ０＋ΔＷ

【００５０】

【数７】ＷＲ’＝ＷＲ０−ΔＷただし、それぞれ、ΔＷ・車両の荷重移動分Ｈ・車両の重心高Ｌ・ホイールベースＷＦ０・前輪の静的荷重ＷＲ０・後輪の静的荷重、を表す。

【００５１】上記、数５〜７により、制動時の荷重移動
分は車体減速度ＶＢに依存することが分かる。これか
ら、実際の制動時の車輪の落ち込み状態は、制動力と制
動によって生じる車体速度（荷重移動分）の釣り合いに
よって決定されていることが分かる。なお、上記実施例
においては、本発明を説明するために、一例としてＡＢ
Ｓ制御装置を挙げたが、本発明は、トラクション・コン
トロール制御装置（ＴＲＣ）等にも幅広く活用できる。

【００５２】

【発明の効果】以上述べたように、本発明においては、
車両の走行路面と車輪との摩擦結合が弱まる直前の路面
摩擦係数を推定することによって、車両挙動を安定に保
つことが可能な路面摩擦係数推定装置を提供することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のブロック構成を表す構成図である。

【図２】本発明の第一実施例を表すフローチャート図で
ある。

【図３】車輪の運動方程式について説明する説明図であ
る。

【図４】車両における車輪の制動力配分線を表すグラフ
図である。

【図５】車両における後輪と前輪との車輪速度差を積分
した積分値を表すグラフ図である。

【図６】本発明における路面摩擦係数の推定の考え方を
説明する説明図である。

【図７】本発明におけるＡＢＳ制御の作動の様子を表す
タイミングチャートである。

【符号の説明】

７１車輪速度センサ７２車輪速度センサ７３車輪速度センサ７４車輪速度センサ１００中央演算処理装置（ＥＣＵ）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車両の前輪と後輪とにおける車輪速度の
所定時間内での速度変化が微小である一方の車輪速度の
平均変化勾配を演算する演算手段と、前記後輪の車輪速度と前記前輪の車輪速度との差の所定
時間内における変化率が所定値以上になったか否かを判
別する判別手段と、前記判別手段によって、前記変化率が所定値以上になっ
たと判断された場合には、この直前の前記平均変化勾配
により前記車両の走行路面と車輪との間の摩擦係数を推
定する推定手段とを有することを特徴とする路面摩擦係
数推定装置。
【請求項２】車両の車体速度の所定時間内における平
均変化勾配を演算する演算手段と、前記後輪の車輪速
度と前記車体速度との速度差および前記前輪の車輪速度
と前記車体速度との速度差の所定時間内における変化率
が所定値以上になったか否かを判別する判別手段と、前記判別手段によって、前記変化率が所定値以上になっ
たと判断された場合には、この直前の前記平均変化勾配
により前記車両の走行路面と車輪との間の摩擦係数を推
定する推定手段とを有することを特徴とする路面摩擦係
数推定装置。
【請求項３】前記判別手段は、前記車両の前輪と後輪
の車輪速度の速度差を周期的に順次積算した積算値の所
定時間内における変化率が所定値以上になったか否かを
判断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。
【請求項４】前記判別手段は、前記車両の前輪の車輪
速度と前記車体速度との速度差および前記車両の後輪の
車輪速度と前記車体速度との速度差の、所定時間内にお
ける変化率が所定値以上になったか否かを判断すること
を特徴とする請求項２記載の路面摩擦係数推定装置。