JP2004276710A

JP2004276710A - 路面の摩擦係数の変化判定方法

Info

Publication number: JP2004276710A
Application number: JP2003069780A
Authority: JP
Inventors: Hisahiro Yokota; 尚大横田; Takeshi Koibuchi; 健鯉渕
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2003-03-14
Filing date: 2003-03-14
Publication date: 2004-10-07

Abstract

【課題】セルフアライニングトルク若しくはサイドフォースの変化に基づいて路面の摩擦係数の変化を高精度に且つ早期に推定する。
【解決手段】前輪のセルフアライニングトルクＳＡＴ及びサイドフォースＳＦが演算され（Ｓ２０）、単位時間当りのセルフアライニングトルクの変化量ΔＳＡＴが演算され（Ｓ５０）、セルフアライニングトルクの予測変化量ΔＳＡＴに基づいて基準値ＳＡＴｃが演算され（Ｓ６０、７０）、現在のセルフアライニングトルクＳＡＴ（ｎ）とセルフアライニングトルクの変化量ΔＳＡＴとの積の符号に応じて（Ｓ８０）、セルフアライニングトルクの変化量ΔＳＡＴの絶対値が基準値ＳＡＴｃよりも大きい状況が３サイクルに亘り連続的に継続したか否かの判別（Ｓ９０〜１２０、Ｓ１４０〜１７０）により、路面の摩擦係数μが増加変化した（Ｓ１３０）又は低下変化した（Ｓ１８０）と判定される。
【選択図】図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車等の車輌に於ける路面の摩擦係数の判定に係り、更に詳細には路面の摩擦係数の変化を判定する方法に係る。
【０００２】
【従来の技術】
自動車等の車輌に於いて車輪のグリップ状態を判定する装置の一つとして、例えば本願出願人の出願にかかる下記の特許文献１に記載されている如く、サイドフォースに基づいて演算されたセルフアライニングトルクに対する基準値と実際のセルフアライニングトルクとを比較し、車輌の旋回限界度合を判定するグリップ状態判定装置が従来より知られている。
【０００３】
尚下記の特許文献２には、操舵輪の復元モーメント（セルフアライニングトルク）とコーナリングフォースとに基づき路面の摩擦係数を推定する技術が記載されている。
【特許文献１】
特開平７−１３７６４７号公報
【特許文献２】
特開平６−２２１９６８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
セルフアライニングトルク及びサイドフォースはタイヤのグリップ状態に関するパラメータであり、上述の如き従来のグリップ状態判定装置によれば、操舵輪のグリップ状態を判定し車輌の旋回限界度合を判定することができるが、上記従来技術に於いては両者の動的な変化を見ていないため、操舵輪のグリップ状態や路面の摩擦係数の変化を高精度に判定することができない。
【０００５】
また車輌の走行状態に基づき路面の摩擦係数を推定し、その変化を求めることにより路面の摩擦係数の変化を判定することができるが、路面の摩擦係数を高精度に推定することが困難であるため、推定された路面の摩擦係数に基づきその変化を高精度に判定することは困難であり、また路面の摩擦係数の変化を遅れなく早期に判定することが困難である。
【０００６】
本発明は、サイドフォースに基づいて演算されたセルフアライニングトルクに対する基準値と実際のセルフアライニングトルクとを比較し、車輌の旋回限界度合を判定したり、推定された路面の摩擦係数に基づきその変化を判定する場合に於ける上述の如き問題に鑑みてなされたものであり、本発明の主要な課題は、路面の摩擦係数に変化がなければセルフアライニングトルク及びサイドフォースは漸次変化するが、路面の摩擦係数が変化すればセルフアライニングトルクが急激に変化し又はセルフアライニングトルク及びサイドフォースが急激に変化することに着目するにより、セルフアライニングトルクの変化又はセルフアライニングトルク及びサイドフォースの変化に基づいて路面の摩擦係数の変化を高精度に且つ早期に推定することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述の主要な課題は、本発明によれば、操舵輪のセルフアライニングトルクの単位時間当りの変化量を演算し、前記変化量に基づき運転者の操舵操作の影響を排除して路面の摩擦係数の変化を判定することを特徴とする路面の摩擦係数の変化判定方法（請求項１の構成）、又は操舵輪のセルフアライニングトルク及びサイドフォースの単位時間当りの変化量を演算し、前記変化量に基づき運転者の操舵操作の影響を排除して路面の摩擦係数の変化を判定することを特徴とする路面の摩擦係数の変化判定方法。（請求項４の構成）によって達成される。
【０００８】
また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項１の構成に於いて、運転者の操舵操作若しくは車輌状態量に基づき基準値を可変設定し、前記変化量の大きさが前記基準値よりも大きいときに路面の摩擦係数が変化したと判定することにより、運転者の操舵操作の影響を排除して路面の摩擦係数の変化を判定するよう構成される（請求項２の構成）。
【０００９】
また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項２の構成に於いて、運転者の操舵操作若しくは車輌状態量に基づき操舵輪のサイドフォースを求め、サイドフォースの単位時間当りの変化量を演算し、前記サイドフォースの単位時間当りの変化量及び車輌モデルに基づきセルフアライニングトルクの単位時間当りの予測変化量を演算し、前記予測変化量に基づき前記基準値を演算するよう構成される（請求項３の構成）。
【００１０】
また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項４の構成に於いて、操舵輪のセルフアライニングトルク及びサイドフォースを求め、操舵輪のセルフアライニングトルク及びサイドフォースの単位時間当りの変化量を演算し、求められたセルフアライニングトルク及びサイドフォースに基づきサイドフォース−セルフアライニングトルク線図上のモデル曲線を推定し、推定後に求められたセルフアライニングトルク及びサイドフォースと前記モデル曲線との乖離度合を求め、前記セルフアライニングトルク及びサイドフォースの単位時間当りの変化量の大きさがその基準値よりも大きく且つ前記乖離度合がその基準値よりも大きいときに路面の摩擦係数が変化したと判定することにより、運転者の操舵操作の影響を排除して路面の摩擦係数の変化を判定するよう構成される（請求項５の構成）。
【００１１】
また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項５の構成に於いて、サイドフォース−セルフアライニングトルク線図上で見て、前記推定後に求められたセルフアライニングトルク及びサイドフォースと前記モデル曲線との距離と、前記求められたセルフアライニングトルク及びサイドフォースの変化の傾きと前記モデル曲線に沿うセルフアライニングトルク及びサイドフォースの変化の傾きとの偏差の大きさと、に基づいて前記乖離度合を判定するよう構成される（請求項６の構成）。
【００１２】
【発明の作用及び効果】
一般に、操舵輪のサイドフォースＳＦとセルフアライニングトルクＳＡＴとの間には路面の摩擦係数μに応じて図８及び図９に示されている如き関係があり、路面の摩擦係数μに変化がなければ、セルフアライニングトルク及びサイドフォースは運転者の操舵操作に伴いそのときの路面の摩擦係数μに対応する曲線に沿って漸次変化する。
【００１３】
これに対し路面の摩擦係数μが変化すると、セルフアライニングトルクＳＡＴが急激に変化し又はセルフアライニングトルクＳＡＴ及びサイドフォースＳＦが急激に変化する。特に路面の摩擦係数μが増加しサイドフォースＳＦが変化しないときには、セルフアライニングトルクＳＡＴは図８に於いて実線の矢印にて示されている如く変化し、路面の摩擦係数μが低下しサイドフォースＳＦが変化しないときには、セルフアライニングトルクＳＡＴは図８に於いて破線の矢印にて示されている如く変化する。
【００１４】
上記何れの変化の場合にも、セルフアライニングトルクＳＡＴの単位時間当たりの変化量は一般に路面の摩擦係数μが変化しない場合よりも大きいが、運転者の操舵操作によってもセルフアライニングトルクＳＡＴが変化するので、運転者の操舵操作の影響を排除してセルフアライニングトルクＳＡＴの単位時間当たりの変化を判定することにより、路面の摩擦係数μの増加変化及び低下変化を判定することができる。
【００１５】
上記請求項１の構成によれば、操舵輪のセルフアライニングトルクの単位時間当りの変化量が演算され、該変化量に基づき運転者の操舵操作の影響を排除して路面の摩擦係数の変化が判定されるので、路面の摩擦係数を推定することなくその増減変化を高精度に判定することができ、また路面の摩擦係数を推定しその変化を判定する場合に比して早期に且つ高精度に路面の摩擦係数の変化を判定することができる。
【００１６】
また上記請求項２の構成によれば、運転者の操舵操作若しくは車輌状態量に基づき基準値が可変設定され、前記変化量の大きさが基準値よりも大きいときに路面の摩擦係数が変化したと判定することにより、運転者の操舵操作の影響を排除して路面の摩擦係数の変化が判定されるので、運転者の操舵操作の影響を確実に排除して路面の摩擦係数の変化を判定することができる。
【００１７】
また上記請求項３の構成によれば、運転者の操舵操作若しくは車輌状態量に基づき操舵輪のサイドフォースが求められ、サイドフォースの単位時間当りの変化量が演算され、サイドフォースの単位時間当りの変化量及び車輌モデルに基づきセルフアライニングトルクの単位時間当りの予測変化量が演算され、予測変化量に基づき前記基準値が演算されるので、運転者の操舵操作の影響が確実に排除されるよう運転者の操舵操作若しくは操舵操作により変化する車輌状態量に応じて基準値を可変設定することができる。
【００１８】
また路面の摩擦係数μが増加し、これに伴ってサイドフォースＳＦも増加するときには、セルフアライニングトルクＳＡＴは図９に於いて実線の矢印にて示されている如く変化し、逆に路面の摩擦係数μが低下し、これに伴ってサイドフォースＳＦも低下するときには、セルフアライニングトルクＳＡＴは図９に於いて破線の矢印にて示されている如く変化する。
【００１９】
上記何れの変化の場合にも、セルフアライニングトルクＳＡＴ及びサイドフォースＳＦの単位時間当たりの変化量は一般に路面の摩擦係数μが変化しない場合よりも大きいが、運転者の操舵操作によってもセルフアライニングトルクＳＡＴ及びサイドフォースＳＦが変化するので、運転者の操舵操作の影響を排除してセルフアライニングトルクＳＡＴ及びサイドフォースＳＦの単位時間当たりの変化を判定することにより、路面の摩擦係数μの変化を判定することができる。
【００２０】
上記請求項４の構成によれば、操舵輪のセルフアライニングトルク及びサイドフォースの単位時間当りの変化量が演算され、前記変化量に基づき運転者の操舵操作の影響を排除して路面の摩擦係数の変化が判定されるので、路面の摩擦係数を推定することなくその変化を高精度に判定することができ、また路面の摩擦係数を推定しその変化を判定する場合に比して早期に且つ高精度に路面の摩擦係数の変化を判定することができる。
【００２１】
また上記請求項５の構成によれば、操舵輪のセルフアライニングトルク及びサイドフォースが求められ、操舵輪のセルフアライニングトルク及びサイドフォースの単位時間当りの変化量が演算され、求められたセルフアライニングトルク及びサイドフォースに基づきサイドフォース−セルフアライニングトルク線図上のモデル曲線が推定され、推定後に求められたセルフアライニングトルク及びサイドフォースと前記モデル曲線との乖離度合が求められ、前記セルフアライニングトルク及びサイドフォースの単位時間当りの変化量の大きさがその基準値よりも大きく且つ前記乖離度合がその基準値よりも大きいときに路面の摩擦係数が変化したと判定することにより、運転者の操舵操作の影響を排除して路面の摩擦係数の変化が判定されるので、運転者の操舵操作の影響を確実に排除して路面の摩擦係数の変化を判定することができると共に、モデル曲線との乖離度合が判定されない場合に比して路面の摩擦係数の変化を高精度に判定することができる。
【００２２】
また上記請求項６の構成によれば、サイドフォース−セルフアライニングトルク線図上で見て、モデル曲線推定後に求められたセルフアライニングトルク及びサイドフォースとモデル曲線との距離と、求められたセルフアライニングトルク及びサイドフォースの変化の傾きとモデル曲線に沿うセルフアライニングトルク及びサイドフォースの変化の傾きとの偏差の大きさと、に基づいて乖離度合が判定されるので、モデル曲線との乖離度合を高精度に判定することができる。
【００２３】
【課題解決手段の好ましい態様】
本発明の一つの好ましい態様によれば、上記請求項１の構成に於いて、操舵輪のセルフアライニングトルクの大きさが判定許可基準値よりも大きいときにセルフアライニングトルクの単位時間当りの変化量を演算するよう構成される（好ましい態様１）。
【００２４】
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項１の構成に於いて、前記単位時間よりも小さい所定の時間毎に操舵輪のセルフアライニングトルクを求めると共に、前記所定の時間毎にセルフアライニングトルクの単位時間当りの変化量を求めるよう構成される（好ましい態様２）。
【００２５】
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項２の構成に於いて、前記変化量の大きさが前記基準値よりも大きいと所定の回数連続して判定したときに路面の摩擦係数が変化したと判定するよう構成される（好ましい態様３）。
【００２６】
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項２の構成に於いて、左右何れかの旋回方向を正として現在のセルフアライニングトルクの符号と前記変化量の符号との関係に基づき路面の摩擦係数の変化が増加変化であるか低下変化であるかを判定するよう構成される（好ましい態様４）。
【００２７】
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項３の構成に於いて、車速及び操舵角に基づき操舵輪のサイドフォースを演算すると共にその変化量を演算し、路面の摩擦係数を推定し、サイドフォースの単位時間当りの変化量、路面の摩擦係数及び車輌モデルに基づきセルフアライニングトルクの単位時間当りの予測変化量を演算するよう構成される（好ましい態様５）。
【００２８】
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項３の構成に於いて、車輌状態量に基づき操舵輪のサイドフォースを演算すると共にその変化量を演算し、路面の摩擦係数を推定し、サイドフォースの単位時間当りの変化量、路面の摩擦係数及び車輌モデルに基づきセルフアライニングトルクの単位時間当りの予測変化量を演算するよう構成される（好ましい態様６）。
【００２９】
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項４の構成に於いて、操舵輪のセルフアライニングトルクの大きさがその判定許可基準値よりも大きく且つサイドフォースの大きさがその判定許可基準値よりも大きいときにセルフアライニングトルク及びサイドフォースの単位時間当りの変化量を演算するよう構成される（好ましい態様７）。
【００３０】
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項４の構成に於いて、セルフアライニングトルクに基づきタイロッド軸力を演算し、タイロッド軸力及びサイドフォースの二乗和平方根がその判定許可基準値よりも大きいときにセルフアライニングトルク及びサイドフォースの単位時間当りの変化量を演算するよう構成される（好ましい態様８）。
【００３１】
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項４の構成に於いて、セルフアライニングトルクに基づき演算される単位時間当りのタイロッド軸力の変化量及びサイドフォースの変化量の二乗和平方根をセルフアライニングトルク及びサイドフォースの単位時間当りの変化量として演算するよう構成される（好ましい態様９）。
【００３２】
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項４の構成に於いて、前記単位時間よりも小さい所定の時間毎に操舵輪のセルフアライニングトルク及びサイドフォースを求めると共に、前記所定の時間毎にセルフアライニングトルク及びサイドフォースの単位時間当りの変化量を演算するよう構成される（好ましい態様１０）。
【００３３】
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項５の構成に於いて、セルフアライニングトルク及びサイドフォースの単位時間当りの変化量の大きさが前記基準値よりも大きいと所定の回数連続して判定し且つ前記乖離度合がその基準値よりも大きいと判定したときに路面の摩擦係数が変化したと判定するよう構成される（好ましい態様１１）。
【００３４】
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項５の構成に於いて、路面の摩擦係数を推定し、セルフアライニングトルク及びサイドフォースの単位時間当りの変化量の大きさがその基準値よりも大きく且つ乖離度合がその基準値よりも大きいことにより路面の摩擦係数が変化したと判定したときには、推定された路面の摩擦係数の変化に基づき路面の摩擦係数の変化が増加変化であるか低下変化であるかを判定するよう構成される（好ましい態様１２）。
【００３５】
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記好ましい態様５又は６又は１２の構成に於いて、車輌モデルに於ける路面の摩擦係数、セルフアライニングトルク、サイドフォースの関係と、求められたセルフアライニングトルク及びサイドフォースとに基づき路面の摩擦係数を推定するよう構成される（好ましい態様１３）。
【００３６】
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項６の構成に於いて、前記距離がその基準値よりも大きく且つ前記傾きの偏差の大きさがその基準値よりも大きいときに、前記乖離度合がその基準値よりも大きいと判定するよう構成される（好ましい態様１４）。
【００３７】
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項６の構成に於いて、モデル曲線を近似直線に近似し、モデル曲線の推定後に求められたセルフアライニングトルク及びサイドフォースと近似直線との距離を前記距離として演算するよう構成される（好ましい態様１５）。
【００３８】
【発明の実施の形態】
以下に添付の図を参照しつつ、本発明を幾つかの好ましい実施の形態（以下単に実施形態という）について詳細に説明する。
【００３９】
第一の実施形態
図１は電動式パワーステアリング装置を備えた後輪駆動車の車輌運動制御装置に適用された本発明による路面の摩擦係数の変化判定方法の第一の実施形態を示す概略構成図である。
【００４０】
図１に於いて、１０ＦＬ及び１０ＦＲはそれぞれ車輌１２の左右の前輪を示し、１０ＲＬ及び１０ＲＲはそれぞれ車輌１２の左右の後輪を示している。従動輪であり操舵輪でもある左右の前輪１０ＦＬ及び１０ＦＲは運転者によるステアリングホイール１４の転舵に応答して駆動されるラック・アンド・ピニオン式の電動式パワーステアリング装置１６によりタイロッド１８Ｌ及び１８Ｒを介して操舵され、駆動輪であり非操舵輪でもある左右の後輪１０ＲＬ及び１０ＲＲは図１には示されていないエンジンにより駆動される。
【００４１】
図示の実施形態に於いては、電動式パワーステアリング装置１６はラック同軸型の電動式パワーステアリング装置であり、操舵用電子制御装置２０により制御される。電動式パワーステアリング装置１６は電動機２２と、電動機２２の回転トルクをラックバー２４の往復動方向の力に変換する例えばボールねじ式の変換機構２６とを有し、ハウジング２８に対し相対的にラックバー２４を駆動する補助転舵力を発生することにより、運転者の操舵負担を軽減する操舵アシストトルクを発生する。
【００４２】
各車輪の制動力は制動装置３０の油圧回路３２によりホイールシリンダ３４ＦＬ、３４ＦＲ、３４ＲＬ、３４ＲＲの制動圧が制御されることによって制御されるようになっている。図には示されていないが、油圧回路３２はリザーバ、オイルポンプ、種々の弁装置等を含み、各ホイールシリンダの制動圧は通常時には運転者によるブレーキペダル３６の踏み込み操作に応じて駆動されるマスタシリンダ３８により制御され、また必要に応じて後に詳細に説明する如く制動用電子制御装置４０により制御される。
【００４３】
車輪１０ＦＬ〜１０ＲＲのホイールシリンダ３４ＦＬ〜３４ＲＲにはそれぞれ対応するホイールシリンダ内の圧力Ｐｉ（ｉ＝ｆｌ、ｆｒ、ｒｌ、ｒｒ）を検出する圧力センサ４２ＦＬ〜４２ＲＲが設けられ、マスタシリンダ３８にはマスタシリンダ圧力Ｐｍを検出する圧力センサ４４が設けられている。またステアリングシャフト４６にはそれぞれ操舵角θ及び操舵トルクＴｓを検出する操舵角センサ４８及びトルクセンサ５０が設けられ、車輌１２にはそれぞれ車速Ｖ、車輌の前後加速度Ｇｘ、車輌の横加速度Ｇｙ、車輌のヨーレートγを検出する車速センサ５２、前後加速度センサ５４、横加速度センサ５６、ヨーレートセンサ５８が設けられている。尚操舵角センサ４８、トルクセンサ５０、横加速度センサ５６、ヨーレートセンサ５８は車輌の左旋回方向を正としてそれぞれ操舵角θ、操舵トルクＴｓ、横加速度Ｇｙ、ヨーレートγを検出する。
【００４４】
図２に示されている如く、圧力センサ４２ＦＬ〜４２ＲＲにより検出されたホイールシリンダ３４ＦＬ〜３４ＲＲ内の圧力Ｐｉを示す信号及び圧力センサ４４により検出されたマスタシリンダ圧力Ｐｍを示す信号は制動用電子制御装置４０に入力される。また操舵角センサ４８により検出された操舵角θを示す信号、車速センサ５２により検出された車速Ｖを示す信号、前後加速度センサ５４により検出された前後加速度Ｇｘを示す信号、横加速度センサ５６により検出された横加速度Ｇｙを示す信号、ヨーレートセンサ５８により検出されたヨーレートγを示す信号は運動制御用電子制御装置６０に入力される。
【００４５】
トルクセンサ５０により検出された操舵トルクＴｓを示す信号は操舵用電子制御装置２０に入力され、操舵用電子制御装置２０には運動制御用電子制御装置６０より車速Ｖを示す信号も入力される。操舵用電子制御装置２０は操舵トルクＴｓを示す信号と共に電動式パワーステアリング装置１６に対するトルクアシスト指令電流Ｉｔａを示す信号を運動制御用電子制御装置６０へ出力する。
【００４６】
尚図には詳細に示されていないが、電子制御装置２０、４０及び６０はそれぞれ例えばＣＰＵとＲＯＭとＲＡＭと入出力ポート装置とを有し、これらが双方向性のコモンバスにより互いに接続された一般的な構成のマイクロコンピュータを含んでいる。
【００４７】
操舵用電子制御装置２０は、操舵トルクＴｓの大きさが大きいほどアシストトルクＴａｂの大きさが大きくなり、車速Ｖが高いほどアシストトルクＴａｂの大きさが小さくなるよう、操舵トルクＴｓ及び車速Ｖに基づき図７に示されたグラフに対応するマップよりアシストトルクＴａｂを演算し、少なくともアシストトルクＴａｂに基づき操舵用電子制御装置２０を介して電動式パワーステアリング装置１６によるアシストトルクを制御し、これにより運転者の操舵負担を軽減する。尚電動式パワーステアリング装置１６によるアシストトルクの制御自体は本発明の要旨をなすものではなく、当技術分野に於いて公知の任意の要領にて実行されてよい。
【００４８】
制動用電子制御装置４０は、マスタシリンダ圧力Ｐｍに基づき油圧回路３２を制御することにより、運転者の制動操作量に応じてホイールシリンダ３４ＦＬ〜３４ＲＲ内の圧力Ｐｉを制御し、これにより運転者によるブレーキペダル３６の踏み込み操作に応じて車輌の減速度を制御する。
【００４９】
運動制御用電子制御装置６０は、車輌のヨーレートγ等に基づきスピンの程度を示すスピン状態量の如き車輌の運動制御の必要度合を示す指標値Ｖｖｍを演算し、指標値Ｖｖｍが基準値Ｖｖｍｏ以上であるときには制動用電子制御装置４０を介して各車輪の制動力を制御することにより、車輌の運動を安定化させる車輌運動制御を行う。尚車輌運動制御も本発明の要旨をなすものではなく、当技術分野に於いて公知の任意の要領にて実行されてよい。
【００５０】
更に図示の第一の実施形態に於いては、運動制御用電子制御装置６０は、図３に示されたフローチャートに従い、路面の摩擦係数μの増加又は低下を判定し、路面の摩擦係数μが増加したと判定されたときには、予め設定された上限値Ｖｖｍｏｈを越えないよう基準値Ｖｖｍｏを高くし、これにより車輌運動制御が開始され難くして不必要な車輌運動制御が実行されることを抑制し、逆に路面の摩擦係数μが低下したと判定されたときには、予め設定された下限値Ｖｖｍｏｌよりも小さくならないよう基準値Ｖｖｍｏを低くし、これにより車輌運動制御が早期に開始されるようにして車輌の走行状態に悪化を効果的に抑制する。
【００５１】
特に図示の第一の実施形態に於いては、運動制御用電子制御装置６０は、電動式パワーステアリング装置１６によるアシストトルクＴａｂ及びトルクセンサ５０により検出された操舵トルクＴｓに基づき前輪のセルフアライニングトルクＳＡＴを演算し、前輪のセルフアライニングトルクの単位時間当たりの変化量ΔＳＡＴを演算し、セルフアライニングトルクの変化量ΔＳＡＴの大きさが基準値よりも大きいか否かにより路面の摩擦係数μが変化したか否かを判定する。
【００５２】
この場合運動制御用電子制御装置６０は、セルフアライニングトルクＳＡＴ及びその変化量ΔＳＡＴの符号の関係に基づき路面の摩擦係数μの変化が増加であるか低下であるかを判別し、またサイドフォースの単位時間当たりの変化量ΔＳＦに基づきセルフアライニングトルクの予測変化量ΔＳＡＴｍを演算すると共に、セルフアライニングトルクの変化量ΔＳＡＴの大小判定の基準値をセルフアライニングトルクの予測変化量ΔＳＡＴｍに基づいて演算し、これにより運転者による操舵操作に起因するセルフアライニングトルクＳＡＴの変化の影響を排除して路面の摩擦係数μの増減変化の判定を行う。
【００５３】
一般に、セルフアライニングトルクＳＡＴは路面の摩擦係数μ及びサイドフォースＳＦによって変化し、これらの間には車輌モデルとして下記の式１の関係がある。尚下記の式１に於けるα、β、ｄ、ｅはそれぞれ正の定数である。
【数１】

【００５４】
上記式１をサイドフォースＳＦにて偏微分することにより、下記の式２の通りサイドフォースＳＦの変化に対するセルフアライニングトルクＳＡＴの変化の割合を求めることができる。
【数２】

【００５５】
従って路面の摩擦係数μ及びサイドフォースＳＦを推定することにより、サイドフォースの変化量ΔＳＦに基づき下記の式３に従って車輌モデルに基づくセルフアライニングトルクの予測変化量ΔＳＡＴｍを演算することができる。
【数３】

【００５６】
尚サイドフォースＳＦは、ヨーレートγの時間微分値γｄを演算すると共に、Ｉｚを車輌のヨー慣性モーメントとし、Ｌｆ及びＬｒをそれぞれ重心と前輪車軸及び後輪車軸との間の距離とし、Ｍを車輌の重量として、車輌の横加速度Ｇｙ及びヨーレートの時間微分値γｄに基づき下記の式４に従って演算可能である。また路面の摩擦係数μは演算されたセルフアライニングトルクＳＡＴ及びサイドフォースＳＦを上記式１に代入し、それを路面の摩擦係数μについて解くことにより演算可能である。
【数４】

【００５７】
次に図３を参照して、第一の実施形態に於ける路面の摩擦係数の変化判定ルーチンについて説明する。尚図３に示されたフローチャートによる制御は図には示されていないイグニッションスイッチの閉成により開始され、所定の時間毎に繰返し実行される。
【００５８】
まずステップ１０に於いてはトルクセンサ５０により検出された操舵トルクＴｓを示す信号等の読み込みが行われ、ステップ２０に於いてはトルクアシスト指令電流Ｉｔａにトルク定数（正の定数）との積として電動式パワーステアリング装置１６によるアシストトルクＴａｂが演算され、トルクセンサ５０により検出された操舵トルクＴｓとアシストトルクＴａｂとの和より操舵系の摩擦力に対応する値を減算することにより、前輪のセルフアライニングトルクＳＡＴが演算され、また上記式４に従ってサイドフォースＳＦが演算される。
【００５９】
尚前輪のセルフアライニングトルクＳＡＴは当技術分野に於いて公知の他の要領にて演算されてもよく、またタイロッド１８Ｌ及び１８Ｒの軸力が検出され、タイロッド軸力より演算されてもよく、更には車輪に組み込まれたセンサにより検出されてもよい。
【００６０】
ステップ３０に於いてはセルフアライニングトルクＳＡＴが小さい領域に於ける路面の摩擦係数の変化の誤判定を防止するための基準値をＳＡＴｏ（正の定数）として、現在のセルフアライニングトルクＳＡＴ（ｎ）の絶対値が基準値ＳＡＴｏよりも大きいか否かの判別が行われ、肯定判別が行われたときにはステップ５０へ進み、否定判別が行われたときにはステップ４０へ進む。
【００６１】
ステップ４０に於いては路面の摩擦係数μが増加した旨の判定の回数を示す後述のフラグＦｍｉが０にリセットされると共に、路面の摩擦係数μが低下した旨の判定の回数を示す後述のフラグＦｍｄが０にリセットされ、しかる後ステップ１０へ戻る。
【００６２】
ステップ５０に於いては現在のセルフアライニングトルクＳＡＴ（ｎ）と３サイクル前のステップ２０に於いて演算されたセルフアライニングトルクＳＡＴ（ｎ−３）との偏差として、下記の式５に従って単位時間（図３に示されたフローチャートのサイクルタイムの３倍）当りのセルフアライニングトルクの変化量ΔＳＡＴが演算される。
ΔＳＡＴ＝ＳＡＴ（ｎ）−ＳＡＴ（ｎ−３） ……（５）
【００６３】
ステップ６０に於いては現在及び３サイクル前のサイドフォースをそれぞれＳＦ（ｎ）、ＳＦ（ｎ−３）とし、後述の図４に示されたルーチンに従って演算された現在及び３サイクル前の路面の摩擦係数をそれぞれμ（ｎ）、μ（ｎ−３）として、上記式３に対応する下記の式６に従ってセルフアライニングトルクの予測変化量ΔＳＡＴｍが演算される。
【数５】

【００６４】
ステップ７０に於いてはＣ１及びＣ２をそれぞれ安全係数に相当する一定の正の係数及びセルフアライニングトルクの計測誤差に相当する正の定数とし、ｓｉｇｎΔＳＡＴをセルフアライニングトルクの変化量ΔＳＡＴの符号として、セルフアライニングトルクの予測変化量ΔＳＡＴｍに基づき下記の式７に従って路面の摩擦係数の増減判定のための基準値ＳＡＴｃが演算される。
ＳＡＴｃ＝Ｃ１・ΔＳＡＴｍ＋Ｃ２・ｓｉｇｎΔＳＡＴ ……（７）
【００６５】
ステップ８０に於いては上記ステップ２０に於いて演算された現在のセルフアライニングトルクＳＡＴ（ｎ）とステップ５０に於いて演算されたセルフアライニングトルクの変化量ΔＳＡＴとの積が正であるか否かの判別が行われ、否定判別、即ちＳＡＴ（ｎ）及びΔＳＡＴの一方が正であり他方が負である旨の判別が行われたときにはステップ１４０へ進み、肯定判別、即ちＳＡＴ（ｎ）及びΔＳＡＴの両方が正又は負である旨の判別が行われたときにはステップ９０へ進む。
【００６６】
ステップ９０に於いてはｓｉｇｎΔＳＡＴ（ｎ）を現在のセルフアライニングトルクの変化量ΔＳＡＴ（ｎ）の符号として、ｓｉｇｎΔＳＡＴ（ｎ）とセルフアライニングトルクの変化量ΔＳＡＴとの積がｓｉｇｎΔＳＡＴ（ｎ）と基準値ＳＡＴｃとの積よりも大きいか否かの判別が行われ、肯定判別が行われたときにはステップ１００に於いてフラグＦｍｉが１インクリメントされ、否定判別が行われたときにはステップ１１０に於いてフラグＦｍｉが０にリセットされた後ステップ１０へ戻る。
【００６７】
ステップ１２０に於いてはフラグＦｍｉが３であるか否かの判別、即ちステップ９０に於ける肯定判別が３回連続して行われたか否かの判別が行われ、否定判別が行われたときにはそのままステップ１０へ戻り、肯定判別が行われたときにはステップ１３０に於いて路面の摩擦係数μが増加変化したと判定される。
【００６８】
同様に、ステップ１４０に於いてはｓｉｇｎΔＳＡＴ（ｎ）とセルフアライニングトルクの変化量ΔＳＡＴとの積がｓｉｇｎΔＳＡＴ（ｎ）と基準値ＳＡＴｃとの積よりも小さいか否かの判別が行われ、肯定判別が行われたときにはステップ１５０に於いてフラグＦｍｄが１インクリメントされ、否定判別が行われたときにはステップ１６０に於いてフラグＦｍｄが０にリセットされた後ステップ１０へ戻る。
【００６９】
ステップ１７０に於いてはフラグＦｍｄが３であるか否かの判別、即ちステップ１４０に於ける肯定判別が３回連続して行われたか否かの判別が行われ、否定判別が行われたときにはそのままステップ１０へ戻り、肯定判別が行われたときにはステップ１８０に於いて路面の摩擦係数μが低下変化したと判定される。
【００７０】
次に図４を参照して、路面の摩擦係数μの演算ルーチンについて説明する。尚図４に示されたフローチャートによる制御も図には示されていないイグニッションスイッチの閉成により開始され、図３に示されたフローチャートのサイクルタイム毎に繰り返し実行される。
【００７１】
まずステップ２１０に於いては路面の摩擦係数μを推定するための路面の摩擦係数の暫定値μ_ｉが０．１に設定されると共にμ_ｉ＋１が０．２に設定され、ステップ２２０に於いては現在のサイドフォースＳＦに基づきそれぞれ下記の式８及び９に従ってμがμ_ｉ及びμ_ｉ＋１であるときの前輪のセルフアライニングトルクＳＡＴ（μ_ｉ，ＳＦ）及びＳＡＴ（μ_ｉ＋１，ＳＦ）が演算される。
【数６】

【００７２】
ステップ２３０に於いては現在のセルフアライニングトルクＳＡＴがＳＡＴ（μ_ｉ，ＳＦ）よりも大きいか否かの判別が行われ、否定判別が行われたときにはそのままステップ２５０へ進み、肯定判別が行われたときにはステップ２４０へ進む。
【００７３】
ステップ２４０に於いては現在のセルフアライニングトルクＳＡＴがＳＡＴ（μ_ｉ＋１，ＳＦ）よりも小さいか否かの判別が行われ、肯定判別が行われたときにはステップ２６０へ進み、否定判別が行われたときにはステップ２５０に於いてμ_ｉ及びμ_ｉ＋１がそれぞれ０．１インクリメントされる。
【００７４】
ステップ２６０に於いては下記の式１０に従って路面の摩擦係数μが演算され、しかる後図４に示されたルーチンによる制御を一旦終了する。
【数７】

【００７５】
ステップ２７０に於いてはμ_ｉが１．０であるか否かの判別が行われ、否定判別が行われたときにはステップ２２０へ戻り、肯定判別が行われたときにはステップ２８０へ進む。
【００７６】
ステップ２８０に於いては現在のサイドフォースＳＦに基づき暫定値μ_ｉが１．０であるときのセルフアライニングトルクＳＡＴ（１．０，ＳＦ）がμ_ｉ＝１．０として上記式８に従って演算されると共に、現在のセルフアライニングトルクＳＡＴがＳＡＴ（１．０，ＳＦ）よりも大きいか否かの判別が行われ、肯定判別が行われたときにはステップ２９０に於いて路面の摩擦係数μが１．０に設定され、否定判別が行われたときにはステップ３００に於いて路面の摩擦係数μが０．１に設定される。
【００７７】
かくして図示の第一の実施形態によれば、ステップ２０に於いて電動式パワーステアリング装置１６によるアシストトルクＴａｂ及びトルクセンサ５０により検出された操舵トルクＴｓに基づき前輪のセルフアライニングトルクＳＡＴが演算されると共に、車輌の横加速度Ｇｙ及びヨーレートの時間微分値γｄに基づきサイドフォースＳＦが演算され、ステップ５０に於いて現在のセルフアライニングトルクＳＡＴ（ｎ）と３サイクル前のセルフアライニングトルクＳＡＴ（ｎ−３）との偏差として単位時間当りのセルフアライニングトルクの変化量ΔＳＡＴが演算される。
【００７８】
またステップ６０に於いてセルフアライニングトルクの予測変化量ΔＳＡＴｍが演算され、ステップ７０に於いてセルフアライニングトルクの変化量ΔＳＡＴの大きさの大小判定による路面の摩擦係数の増減判定のための基準値ＳＡＴｃがセルフアライニングトルクの予測変化量ΔＳＡＴｍに基づいて演算される。
【００７９】
そしてステップ８０に於いて現在のセルフアライニングトルクＳＡＴ（ｎ）とセルフアライニングトルクの変化量ΔＳＡＴとの積が正であると判別されたときには、ステップ９０〜１２０に於いてｓｉｇｎΔＳＡＴ（ｎ）とセルフアライニングトルクの変化量ΔＳＡＴとの積がｓｉｇｎΔＳＡＴ（ｎ）と基準値ＳＡＴｃとの積よりも大きい状況が３サイクルに亘り連続的に継続したか否かの判別が行われ、肯定判別が行われたときにはステップ１３０に於いて路面の摩擦係数μが増加変化したと判定される。
【００８０】
またステップ８０に於いて現在のセルフアライニングトルクＳＡＴ（ｎ）とセルフアライニングトルクの変化量ΔＳＡＴとの積が正ではないと判別されたときには、ステップ１４０〜１７０に於いてｓｉｇｎΔＳＡＴ（ｎ）とセルフアライニングトルクの変化量ΔＳＡＴとの積がｓｉｇｎΔＳＡＴ（ｎ）と基準値ＳＡＴｃとの積よりも小さい状況が３サイクルに亘り連続的に継続したか否かの判別が行われ、肯定判別が行われたときにはステップ１８０に於いて路面の摩擦係数μが低下変化したと判定される。
【００８１】
従ってセルフアライニングトルクＳＡＴ及びその変化量ΔＳＡＴの符号の関係に基づき路面の摩擦係数μの変化が増加する状況であるか低下する状況であるかを判別し、単位時間当りのセルフアライニングトルクの変化量ΔＳＡＴの大きさに基づき、路面の摩擦係数μ自体の変化を求めることなく、路面の摩擦係数μの増加変化及び低下変化を判定することができ、また路面の摩擦係数μの増減変化に応じて運動制御の基準値Ｖｖｍｏを増減し、これにより車輌の運動制御を最適に実行することができる。
【００８２】
特に図示の第一の実施形態によれば、ステップ６０に於いてサイドフォースＳＦ及び路面の摩擦係数μの変化量に基づきセルフアライニングトルクの予測変化量ΔＳＡＴｍが演算され、ステップ７０に於いて路面の摩擦係数の増減判定のための基準値ＳＡＴｃがセルフアライニングトルクの予測変化量ΔＳＡＴｍに基づいて演算される。
【００８３】
従ってステップ９０及び１４０に於いて運転者による操舵操作に応じて設定された基準値に基づきセルフアライニングトルクの変化量ΔＳＡＴの大きさが大きいか否かを判定することができ、これにより運転者による操舵操作に起因するセルフアライニングトルクＳＡＴの変化の影響を排除して路面の摩擦係数μの増減変化を判定することができる。
【００８４】
また図示の第一の実施形態によれば、ステップ９０〜１２０に於いてｓｉｇｎΔＳＡＴ（ｎ）とセルフアライニングトルクの変化量ΔＳＡＴとの積がｓｉｇｎΔＳＡＴ（ｎ）と基準値ＳＡＴｃとの積よりも大きい状況が３サイクルに亘り連続的に継続したと判定されたときにステップ１３０に於いて路面の摩擦係数μが増加変化したと判定され、ステップ１４０〜１７０に於いてｓｉｇｎΔＳＡＴ（ｎ）とセルフアライニングトルクの変化量ΔＳＡＴとの積がｓｉｇｎΔＳＡＴ（ｎ）と基準値ＳＡＴｃとの積よりも小さい状況が３サイクルに亘り連続的に継続したと判定されたときにステップ１８０に於いて路面の摩擦係数μが低下変化したと判定されるので、ステップ９０及び１４０に於いて肯定判別が行われた場合にそれぞれ路面の摩擦係数μが増加変化し低下変化したと判定される場合に比して、路面の摩擦係数μの増減変化を正確に判定することができる。
【００８５】
また図示の第一の実施形態によれば、ステップ３０に於いて現在のセルフアライニングトルクＳＡＴ（ｎ）の絶対値が基準値ＳＡＴｏよりも大きいか否かの判別が行われ、肯定判別が行われたときにステップ５０以降が実行されるので、セルフアライニングトルクＳＡＴの大きさが小さい状況に於いてステップ５０以降が実行され路面の摩擦係数μの増減変化の判定が行われることに起因して路面の摩擦係数の変化が誤判定されることを確実に防止することができる。
【００８６】
第二の実施形態
この第二の実施形態に於いては、運動制御用電子制御装置６０は、前輪のセルフアライニングトルクＳＡＴ及びサイドフォースＳＦを演算し、セルフアライニングトルクＳＡＴ及びサイドフォースＳＦの単位時間当たりの変化量ＳＲＳを演算し、セルフアライニングトルク及びサイドフォースの単位時間当たりの変化量ＳＲＳが基準値ＳＲＳｏ（正の定数）よりも大きいか否かを判定する。
【００８７】
また運動制御用電子制御装置６０は、図１０に示されている如く、前輪のセルフアライニングトルクＳＡＴ及びサイドフォースＳＦに基づきサイドフォース−セルフアライニングトルク（タイロッド軸力）線図上のモデル曲線として静的近似曲線Ｃｒｎを演算し、静的近似曲線を近似直線Ｌｒｎに近似し、静的近似曲線演算後の検出値に基づいて演算されたセルフアライニングトルクＳＡＴ及びサイドフォースＳＦと近似直線Ｌｒｎとの間の距離Ｄを演算する。
【００８８】
更に運動制御用電子制御装置６０は、実際のセルフアライニングトルクＳＡＴ及びサイドフォースＳＦの変化の傾きＩＮＣａと、静的近似曲線に沿うセルフアライニングトルク及びサイドフォースの変化の傾きＩＮＣｍとを演算し、セルフアライニングトルク及びサイドフォースの単位時間当たりの変化量ＳＲＳが基準値ＳＲＳｏよりも大きく、距離Ｄが基準値Ｄｏ（正の定数）よりも大きく、変化の傾きＩＮＣａと変化の傾きＩＮＣｍとの偏差の大きさが基準値よりも大きいときに路面の摩擦係数μが変化したと判定する。
【００８９】
尚運動制御用電子制御装置６０は、セルフアライニングトルクＳＡＴ及びサイドフォースＳＦに基づき路面の摩擦係数μを所定の時間毎に推定し、上記判定により路面の摩擦係数μが変化したと判定されたときには、推定された路面の摩擦係数μの変化に基づき路面の摩擦係数の変化が増加変化であるか低下変化であるかを判定する。
【００９０】
次に図５及び図６を参照して、第二の実施形態に於ける路面の摩擦係数の変化判定ルーチンについて説明する。尚図５及び図６に示されたフローチャートによる制御も図には示されていないイグニッションスイッチの閉成により開始され、所定の時間毎に繰返し実行される。
【００９１】
まずステップ３１０〜３３０はそれぞれ上述の第一の実施形態に於けるステップ１０〜３０と同様に実行され、ステップ３３０に於いて否定判別が行われたときにはそのままステップ３９０へ進み、肯定判別が行われたときにはステップ３４０へ進む。
【００９２】
ステップ３４０に於いては路面の摩擦係数の変化の誤判定を防止するための基準値をＳＦｏ（正の定数）として、現在のサイドフォースＳＦ（ｎ）の絶対値が基準値ＳＦｏよりも大きいか否かの判別が行われ、肯定判別が行われたときにはステップ３５０へ進み、否定判別が行われたときにはそのままステップ３９０へ進む。
【００９３】
尚現在のセルフアライニングトルクＳＡＴ（ｎ）の大きさ及び現在のサイドフォースＳＦ（ｎ）の大きさが路面の摩擦係数の変化の誤判定を防止するための基準値よりも大きいか否かの判別は、例えばセルフアライニングトルクＳＡＴをタイロッド軸力に変換するための係数をＫｔとして、下記の式１１に従って現在のセルフアライニングトルクＳＡＴ（ｎ）に基づくタイロッド軸力及び現在のサイドフォースＳＦ（ｎ）の二乗和の平方根ＳＱＲが求められ、平方根ＳＱＲが基準値ＳＱＲｏ（正の定数）よりも大きいか否かの判別により行われてもよい。
【数８】

【００９４】
ステップ３５０に於いては現在のセルフアライニングトルクＳＡＴ（ｎ）と３サイクル前のステップ３２０に於いて演算されたセルフアライニングトルクＳＡＴ（ｎ−３）との偏差として、下記の式１２に従って単位時間（図５及び図６に示されたフローチャートのサイクルタイムの３倍）当りのセルフアライニングトルクの変化量ΔＳＡＴが演算され、また現在のサイドフォースＳＦ（ｎ）と３サイクル前のステップ３２０に於いて演算されたサイドフォースＳＦ（ｎ−３）との偏差として、下記の式１３に従って単位時間当りのサイドフォースの変化量ΔＳＦが演算される。
ΔＳＡＴ＝ＳＡＴ（ｎ）−ＳＡＴ（ｎ−３） ……（１２）
ΔＳＦ＝ＳＦ（ｎ）−ＳＦ（ｎ−３） ……（１３）
【００９５】
ステップ３６０に於いては下記の式１４に従ってセルフアライニングトルクＳＡＴ及びサイドフォースＳＦの変化量ＳＲＳが演算される。
【数９】

【００９６】
ステップ３７０に於いてはセルフアライニングトルク及びサイドフォースの変化量ＳＲＳが基準値ＳＲＳｏ（正の定数）よりも大きいか否かの判別が行われ、肯定判別が行われたときにはステップ３８０に於いて路面の摩擦係数が変化した旨の判定の回数を示すフラグＦｓが１インクリメントされ、否定判別が行われたときにはステップ３９０に於いてフラグＦｓが０にリセットされ、しかる後ステップ３１０へ戻る。
【００９７】
ステップ４００に於いてはフラグＦｓが３であるか否かの判別、即ちステップ３７０に於ける肯定判別が連続して３回行われたか否かの判別が行われ、否定判別が行われたときにはそのままステップ３１０へ戻り、肯定判別が行われたときにはステップ４１０へ進む。
【００９８】
ステップ４１０に於いては上述のステップ３７０に於ける瞬間的判定３回目の終点データを（ＳＦ（ｎ），ＳＡＴ（ｎ））とすると、瞬間的判定１回目の始点データは（ＳＦ（ｎ−５），ＳＡＴ（ｎ−５））であるので、瞬間的判定１回目の始点データに於ける路面の摩擦係数μ（μ（ｎ−５））について静的近似曲線Ｃｒｎが演算される。
【００９９】
例えば図１０に示されている如くサイドフォースＳＦを横軸としタイロッド軸力（セルフアライニングトルクＳＡＴをナックルアーム長さにて除算した値）を縦軸とする直交座標に於ける瞬間的判定１回目の始点データに於ける路面の摩擦係数μについての静的近似曲線Ｃｒｎを下記の式１５にて表わされる近似直線Ｌｒｎに直線近似し、下記の式１５に於けるａ、ｂ、ｃを演算する。
ａ・ＳＦ（ｎ）＋ｂ・ＳＡＴ（ｎ）・Ｋｔ＋ｃ＝０ ……（１５）
【０１００】
尚図１０に於いて、＊は各サイクルタイム毎に演算されたサイドフォースＳＦ及びセルフアライニングトルクＳＡＴを示し、○は図１０の上から順に瞬間的判定１回目、２回目、３回目の始点データを示し、□は瞬間的判定３回目の終点データを示している。
【０１０１】
ステップ４２０に於いては現在のサイドフォースＳＦ（ｎ）及びセルフアライニングトルクＳＡＴ（ｎ）の点より近似直線Ｌｒｎまでの距離Ｄが下記の式１６に従って演算される。
【数１０】

【０１０２】
ステップ４３０に於いては距離Ｄが基準値Ｄｏ（正の定数）よりも大きいか否かの判別、即ち現在のサイドフォースＳＦ（ｎ）及びセルフアライニングトルクＳＡＴ（ｎ）と静的近似曲線Ｃｒｎとの距離の点で見た乖離度合が大きいか否かの判別が行われ、否定判別が行われたときにはそのまステップ３１０へ戻り、肯定判別が行われたときにはステップ４４０へ進む。
【０１０３】
ステップ４４０に於いては瞬間的判１回目の始点データ（ＳＦ（ｎ−５），ＳＡＴ（ｎ−５））の点と瞬間的判定３回目の終点データ（ＳＦ（ｎ），ＳＡＴ（ｎ））の点とを結ぶ直線Ｌｉｎの傾きとしてＳＦ−ＳＡＴ曲線の傾きＩＮＣａが下記の１７に従って演算される。
【数１１】

【０１０４】
ステップ４５０に於いてはサイドフォースＳＦが瞬間的判定１回目の始点データ（ＳＦ（ｎ−５），ＳＡＴ（ｎ−５））の値ＳＦ（ｎ−５）であるときの静的近似曲線Ｃｒｎの傾きＩＮＣｍ（図１０の接線Ｌｔの傾き）が下記の式１８に従って演算される。
【数１２】

【０１０５】
ステップ４６０に於いてはＣｏを正の定数として実際のＳＦ−ＳＡＴ曲線の傾きＩＮＣａの絶対値が「静的近似曲線Ｃｒｎの傾きＩＮＣｍの絶対値−Ｃｏ」よりも大きいか否かの判別が行われ、否定判別が行われたときにはそのままステップ３１０へ戻り、肯定判別が行われたときにはステップ４７０へ進む。
【０１０６】
ステップ４７０に於いては実際のＳＦ−ＳＡＴ曲線の傾きＩＮＣａの絶対値が「静的近似曲線Ｃｒｎの傾きＩＮＣｍの絶対値＋Ｃｏ」よりも小さいか否かの判別が行われ、否定判別が行われたときにはそのままステップ３１０へ戻り、肯定判別が行われステップ４８０へ進む。
【０１０７】
かくしてステップ４６０及び４７０に於いては、実際のサイドフォースＳＦ及びセルフアライニングトルクＳＡＴの変化の傾きと、静的近似曲線Ｃｒｎに沿うサイドフォースＳＦ及びセルフアライニングトルクＳＡＴの変化の傾きとの偏差の点で見た場合の乖離度合が基準値よりも大きいか否かの判別が行われる。
【０１０８】
ステップ４８０に於いては前述の図４に示されたルーチンに従って演算された現在の路面の摩擦係数μ（ｎ）と該ルーチンの１サイクル前の路面の摩擦係数μ（ｎ−１）との偏差Δμが正であるか否かの判別により、路面の摩擦係数の変化が増加であるか否かの判別が行われ、肯定判別が行われたときにはステップ４９０に於いて路面の摩擦係数μが増加変化したと判定され、否定判別が行われたときにはステップ５１０に於いて路面の摩擦係数μが低下変化したと判定される。
【０１０９】
かくして図示の第二の実施形態によれば、ステップ３２０に於いて前輪のセルフアライニングトルクＳＡＴ及びサイドフォースＳＦが演算され、ステップ３５０に於いて単位時間当りのセルフアライニングトルクの変化量ΔＳＡＴ及び単位時間当りのサイドフォースの変化量ΔＳＦが演算され、ステップ３６０に於いてセルフアライニングトルクＳＡＴ及びサイドフォースＳＦの変化量ＳＲＳが演算される。
【０１１０】
そしてステップ３７０〜４００に於いてセルフアライニングトルク及びサイドフォースの変化量ＳＲＳが基準値ＳＲＳｏ（正の定数）よりも大きい旨の判別が３回連続して行われると、ステップ４１０以降のステップに於いて実際のセルフアライニングトルク及びサイドフォースとモデル曲線としての静的近似曲線との乖離度合の判定が行われ、乖離度合が基準値よりも大きいと判定されると、路面の摩擦係数μが変化したと判定され、図４に示されたルーチンに従って推定された路面の摩擦係数μの変化に基づきステップ４８０〜５００に於いて路面の摩擦係数μの変化が増加変化であるか低下変化であるかが判定される。
【０１１１】
従ってセルフアライニングトルク及びサイドフォースの両者の変化に着目しそれらの変化に基づいて路面の摩擦係数μの増加変化及び低下変化を早期に且つ運転者の操舵操作の影響を排除して判定することができ、また路面の摩擦係数μの増減変化に応じて運動制御の基準値Ｖｖｍｏを増減し、これにより車輌の運動制御を最適に実行することができる。
【０１１２】
特に図示の第二の実施形態によれば、実際のセルフアライニングトルク及びサイドフォースとモデル曲線としての静的近似曲線との乖離度合の判定は、実際のセルフアライニングトルク及びサイドフォースと静的近似曲線（厳密にはその近似直線）までの距離Ｄの大きさと、実際のセルフアライニングトルク及びサイドフォースの変化の傾きＩＮＣａと静的近似曲線Ｃｒｎの傾きＩＮＣｍとの偏差の大きさについて行われるので、例えば乖離度合の判定が距離Ｄの大きさ又は傾きの偏差の大きさの一方についてのみ行われる場合に比して、乖離度合を正確に判定し、これにより路面の摩擦係数μが変化したか否かを正確に判定することができる。
【０１１３】
また図示の第二の実施形態によれば、路面の摩擦係数μは図４に示されたルーチンに従ってセルフアライニングトルクＳＡＴ及びサイドフォースＳＦに基づいて推定されるので、他の態様にて路面の摩擦係数μが推定される場合に比して、路面の摩擦係数μが増加変化したか低下変化したかを正確に判定することができる。
【０１１４】
また図示の第二の実施形態によれば、ステップ３７０〜４００に於いてセルフアライニングトルク及びサイドフォースの変化量ＳＲＳが基準値ＳＲＳｏよりも大きい状況が３サイクルに亘り連続的に継続したと判定されたときにステップ４１０以降が実行されるので、ステップ３７０に於いて肯定判別が行われた場合に直ぐにステップ４１０以降が実行される場合に比して、路面の摩擦係数μの変化を正確に判定することができる。
【０１１５】
また図示の第二の実施形態によれば、ステップ３３０に於いて現在のセルフアライニングトルクＳＡＴ（ｎ）の絶対値が基準値ＳＡＴｏよりも大きいか否かの判別が行われ、ステップ３４０に於いて現在のサイドフォースＳＦ（ｎ）の絶対値が基準値ＳＦｏよりも大きいか否かの判別が行われ、これらのステップに於いて肯定判別が行われたときにステップ３５０以降が実行されるので、セルフアライニングトルクＳＡＴ及びサイドフォースＳＦの大きさが小さい状況に於いてステップ３５０以降が実行され路面の摩擦係数μの変化の判定が行われることに起因して路面の摩擦係数の変化が誤判定されることを確実に防止することができる。
【０１１６】
尚上述の第一及び第二の実施形態に於いては、セルフアライニングトルクの単位時間当たりの変化量ΔＳＡＴ、サイドフォースＳＦの単位時間当たりの変化量ΔＳＦ、セルフアライニングトルク及びサイドフォースの単位時間当たりの変化量ＳＲＳは現在の値と３サイクル前の値との偏差として演算されるので、各判定ルーチンのサイクルタイムを長くすることなく、換言すれば路面の摩擦係数μの変化の判定頻度を低下させることなく、各変化量を大きい値に演算し、検出誤差の影響等に起因する誤判定の虞れを低減することができる。
【０１１７】
以上に於いては本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかであろう。
【０１１８】
例えば上述の各実施形態に於いては、セルフアライニングトルクの単位時間当たりの変化量ΔＳＡＴ等は現在の値と３サイクル前の値との偏差として演算されるようになっているが、サイクルの差は３以外であってもよい。
【０１１９】
また上述の第一の実施形態に於いては、サイドフォースＳＦは横加速度センサ５６により検出された車輌の横加速度Ｇｙ及びヨーレートセンサ５８により検出されたヨーレートγの時間微分値γｄに基づき上記式４に従って演算されるようになっているが、横加速度Ｇｙ及びヨーレートγの時間微分値γｄはそれぞれ例えば下記の式１９及び２０に従って演算される推定値であってもよい。
【数１３】

【０１２０】
また上述の第一の実施形態に於いては、ステップ９０〜１２０に於いてｓｉｇｎΔＳＡＴ（ｎ）とセルフアライニングトルクの変化量ΔＳＡＴとの積がｓｉｇｎΔＳＡＴ（ｎ）と基準値ＳＡＴｃとの積よりも大きい状況が３サイクルに亘り連続的に継続したと判定されたときにステップ１３０に於いて路面の摩擦係数μが増加変化したと判定され、ステップ１４０〜１７０に於いてｓｉｇｎΔＳＡＴ（ｎ）とセルフアライニングトルクの変化量ΔＳＡＴとの積がｓｉｇｎΔＳＡＴ（ｎ）と基準値ＳＡＴｃとの積よりも小さい状況が３サイクルに亘り連続的に継続したと判定されたときにステップ１８０に於いて路面の摩擦係数μが低下変化したと判定され、また上述の第二の実施形態に於いては、ステップ３７０〜４００に於いてセルフアライニングトルク及びサイドフォースの変化量ＳＲＳが基準値ＳＲＳｏよりも大きい状況が３サイクルに亘り連続的に継続したと判定されたときにステップ４１０以降が実行されるようになっているが、連続判定の回数は３に限定されるものではない。
【０１２１】
また上述の各実施形態に於いては、路面の摩擦係数μの変化の判定が運動制御に適用され、路面の摩擦係数μの増減変化に対応させて運動制御の開始基準値が増減されるようになっているが、本発明による路面の摩擦係数の変化判定方法は例えばトラクション制御や四輪操舵制御の如く、車輌の任意の制御に使用されてよい。
【０１２２】
更に上述の各実施形態に於いては、車輌は後輪駆動車であるが、本発明の方法は前輪駆動車や四輪駆動車に適用されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】電動式パワーステアリング装置を備えた後輪駆動車の車輌運動制御装置に適用された本発明による路面の摩擦係数の変化判定方法の第一の実施形態を示す概略構成図である。
【図２】第一の実施形態に於ける制御系を示すブロック図である。
【図３】第一の実施形態に於ける路面の摩擦係数の変化判定ルーチンを示すフローチャートである。
【図４】路面の摩擦係数演算ルーチンを示すフローチャートである。
【図５】本発明による路面の摩擦係数の変化判定方法の第二の実施形態に於ける路面の摩擦係数の変化判定ルーチンの前半を示すフローチャートである。
【図６】第二の実施形態に於ける路面の摩擦係数の変化判定ルーチンの後半を示すフローチャートである。
【図７】操舵トルクＴｓ及び車速ＶとアシストトルクＴａｂとの間の関係を示すグラフである。
【図８】前輪のサイドフォースＳＦとセルフアライニングトルクＳＡＴとの間の関係としてサイドフォースＳＦが一定での路面の摩擦係数の増加変化（実線の矢印）及び低下変化（破線の矢印）を示すグラフである。
【図９】前輪のサイドフォースＳＦとセルフアライニングトルクＳＡＴとの間の関係として路面の摩擦係数の増加変化（実線の矢印）及び低下変化（破線の矢印）を示すグラフである。
【図１０】サイドフォースＳＦ−タイロツド軸力線図で見たモデル曲線としての静的近似曲線Ｃｒｎ、実際のサイドフォースＳＦと及びセルフアライニングトルクＳＡＴの変化、実際のサイドフォースＳＦと及びセルフアライニングトルクＳＡＴと静的近似曲線Ｃｒｎの近似直線Ｌｒｎとの距離Ｄ等を示す説明図である。
【符号の説明】
１６…電動式パワーステアリング装置
２０…操舵用電子制御装置
３０…制動装置
３８…マスタシリンダ
４０…制動用電子制御装置
４８…操舵角センサ
５０…トルクセンサ
５２…車速センサ
５４…前後加速度センサ
５６…横加速度センサ
５８…ヨーレートセンサ
６０…運動制御用電子制御装置

Claims

操舵輪のセルフアライニングトルクの単位時間当りの変化量を演算し、前記変化量に基づき運転者の操舵操作の影響を排除して路面の摩擦係数の変化を判定することを特徴とする路面の摩擦係数の変化判定方法。
運転者の操舵操作若しくは車輌状態量に基づき基準値を可変設定し、前記変化量の大きさが前記基準値よりも大きいときに路面の摩擦係数が変化したと判定することにより、運転者の操舵操作の影響を排除して路面の摩擦係数の変化を判定することを特徴とする請求項１に記載の路面の摩擦係数の変化判定方法。
運転者の操舵操作若しくは車輌状態量に基づき操舵輪のサイドフォースを求め、サイドフォースの単位時間当りの変化量を演算し、前記サイドフォースの単位時間当りの変化量及び車輌モデルに基づきセルフアライニングトルクの単位時間当りの予測変化量を演算し、前記予測変化量に基づき前記基準値を演算することを特徴とする請求項２に記載の路面の摩擦係数の変化判定方法。
操舵輪のセルフアライニングトルク及びサイドフォースの単位時間当りの変化量を演算し、前記変化量に基づき運転者の操舵操作の影響を排除して路面の摩擦係数の変化を判定することを特徴とする路面の摩擦係数の変化判定方法。
操舵輪のセルフアライニングトルク及びサイドフォースを求め、操舵輪のセルフアライニングトルク及びサイドフォースの単位時間当りの変化量を演算し、求められたセルフアライニングトルク及びサイドフォースに基づきサイドフォース−セルフアライニングトルク線図上のモデル曲線を推定し、推定後に求められたセルフアライニングトルク及びサイドフォースと前記モデル曲線との乖離度合を求め、前記セルフアライニングトルク及びサイドフォースの単位時間当りの変化量の大きさがその基準値よりも大きく且つ前記乖離度合がその基準値よりも大きいときに路面の摩擦係数が変化したと判定することにより、運転者の操舵操作の影響を排除して路面の摩擦係数の変化を判定することを特徴とする請求項４に記載の路面の摩擦係数の変化判定方法。
サイドフォース−セルフアライニングトルク線図上で見て、前記推定後に求められたセルフアライニングトルク及びサイドフォースと前記モデル曲線との距離と、前記求められたセルフアライニングトルク及びサイドフォースの変化の傾きと前記モデル曲線に沿うセルフアライニングトルク及びサイドフォースの変化の傾きとの偏差の大きさと、に基づいて前記乖離度合を判定することを特徴とする請求項５に記載の路面の摩擦係数の変化判定方法。