JP3196686B2

JP3196686B2 - 路面摩擦係数推定装置

Info

Publication number: JP3196686B2
Application number: JP11133597A
Authority: JP
Inventors: 克彦横島
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1997-04-28
Filing date: 1997-04-28
Publication date: 2001-08-06
Anticipated expiration: 2017-04-28
Also published as: JPH10299529A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、車両が走行する
路面の摩擦係数を推定して、路面の状況を的確に把握す
ることができる路面摩擦係数推定装置に関する。

【０００２】

【関連する背景技術】この種の路面摩擦係数推定装置に
関連する一例として、特開平４−５５１５８号公報に
は、車両の発進時、路面摩擦係数を推定して駆動輪のス
リップを防止する車両のトラクション制御装置が開示さ
れている。この公知のトラクション制御装置にあって
は、車両の発進時、駆動輪にスリップが生じた際、検出
した駆動輪の加速度が所定値以上となると、エンジンの
出力状態に基づいて路面摩擦係数を推定するものとなっ
ている。また、このトラクション制御装置では、推定し
た路面摩擦係数からトラクション制御のための目標スリ
ップ値が設定され、この目標スリップ値に基づいて駆動
輪のスリップが制御される。

【０００３】従って、このトラクション制御装置によれ
ば、車両の発進時、駆動力に対する車輪のスリップ量か
ら、路面と車輪の間における摩擦係数を正しく算出する
ことができるものと考えられる。また、このトラクショ
ン制御装置によれば、算出した路面の摩擦係数に応じて
エンジンの出力及び制動力が適切に制御され、車両の駆
動力が過大とならないように考慮されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た公知のトラクション制御装置にあっては、駆動輪の加
速度が所定値以上にならなければ路面摩擦係数の推定が
行われないため、比較的小さい駆動力で車両が発進する
場合、駆動輪に発生するスリップ量もまた小さく、この
ような状況では、路面摩擦係数の推定が確実に行われる
とはいえない。

【０００５】この発明は上述した事情に基づいてなされ
たもので、その目的とするところは、車輪のスリップ量
にかかわらず確実に路面摩擦係数を推定することがで
き、しかも、推定した路面摩擦係数の信頼性を確保でき
る路面摩擦係数推定装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、請求項１の路面摩擦係数推定装置は、車輪速を検出
して出力する車輪速検出手段と、車輪速から車輪加速度
を演算する車輪加速度演算手段と、車輪加速度演算手段
にて演算した車輪加速度の最大値を検出して出力する車
輪加速度最大値出力手段と、車両のスロットル開度を検
出して出力するスロットル開度検出手段と、車両が発進
時を含む発進状態にあって、車輪加速度最大値出力手段
から車輪加速度の最大値が出力されたとき、この出力時
点にて、スロットル開度検出手段にて検出したスロット
ル開度に最大値が既に存在する場合にはその最大値を、
その最大値が存在しない場合には出力時点にて検出した
スロットル開度を最大スロットル開度として出力する最
大スロットル開度検出手段と、車輪加速度の最大値及び
前記最大スロットル開度に基づき路面摩擦係数を推定す
る推定手段とを備えている。

【０００７】請求項１の路面摩擦係数推定装置によれ
ば、車両が発進時を含む実質的な発進状態にあるとき、
車輪加速度の最大値及び最大スロットル開度がそれぞれ
検出される。これら車輪加速度の最大値と最大スロット
ル開度とは車両の発進状態において、その路面摩擦係数
に応じた特有の関係を有し、従って、車輪加速度の最大
値及び最大スロットル開度に基づき、路面摩擦係数の推
定が可能となる。

【０００８】また、請求項２における路面摩擦係数推定
装置の推定手段は、前記車輪加速度の最大値と前記最大
スロットル開度が前記路面摩擦係数を推定する上で曖昧
な領域にあるときには、その推定を複数回繰り返し、最
終的に路面摩擦係数を推定するものとなっている。この
場合、推定された路面摩擦係数の信頼性が向上する。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して路面摩擦係
数推定装置の実施例について詳細に説明する。図１を参
照すると、車輪加速度及びスロットル開度を出力するま
での処理手順がブロック図で示されている。この路面摩
擦係数推定装置は、例えば自動車に適用されており、車
両の駆動輪には車輪の回転数、即ち、車輪速を検出する
車輪速センサ２が設けられ、また、アクセルペダルには
ペダルストロークからスロットル開度を検出するスロッ
トル開度センサ４が設けられている。

【００１０】これら車輪速センサ２及びスロットル開度
センサ４からのセンサ信号は、先ず、入力処理ブロック
６にてそれぞれ入力処理される。より詳しくは、車輪速
センサ２からの回転数信号は、各駆動輪毎にその回転数
から移動速度、つまり、車輪速への変換がなされ、各駆
動輪の車輪速信号として出力される。また、スロットル
開度センサ４からのスロットル開度信号は、Ａ／Ｄ変換
されて出力される。

【００１１】次のフィルタ８では、入力処理済みの各セ
ンサ信号がフィルタ処理される。なお、ここでは再帰型
の１次ローパスフィルタが使用されている。演算ブロッ
ク１０では、各駆動輪の車輪速ＶWを微分演算処理する
ことで、車輪加速度Ａfwが算出される。演算ブロック１
０から出力された車輪加速度Ａfwは、フィルタ１２にて
再びフィルタ処理が施される。

【００１２】そして、フィルタ１２にてフィルタ処理さ
れた車輪加速度Ａwは、フィルタ処理済みのスロットル
開度Ａsと共に出力される。図２を参照すると、車輪加
速度の最大値及び最大スロットル開度をそれぞれ検出し
て出力する検出回路の構成がブロック図で示されてい
る。この検出回路では、入力される車輪加速度及びスロ
ットル開度のうち、車輪加速度は、演算ブロック１３に
て全駆動輪の車輪加速度の平均値が算出された後、その
平均値が車輪加速度Ａwとして判定ブロック１４に供給
されるようになっている。なお、スロットル開度Ａs
は、そのまま判定ブロック１６に供給される。そして、
車輪加速度Ａw及びスロットル開度Ａsは、これら判定ブ
ロック１４，１６での処理が施された後、２つのスイッ
チ１８ａ，２０ａ及びスイッチ１８ｂ，２０ｂをそれぞ
れ経て、後述する車輪加速度最大値及び最大スロットル
開度としてそれぞれ出力されるものとなっている。

【００１３】より詳しくは、検出された車輪加速度Ａw
及びスロットル開度Ａsは、共に一定の時間間隔をおい
て検出回路に順次入力される。それ故、この検出回路
は、これら車輪加速度Ａw及びスロットル開度Ａsの入力
周期に同期して作動するようになっており、演算ブロッ
ク１３、判定ブロック１４，１６、スイッチ１８ａ，１
８ｂ及びスイッチ２０ａ，２０ｂは、いずれも検出回路
の１作動周期にそれぞれ１回ずつ作動するようになって
いる。つまり、演算ブロック１３は、検出回路の作動周
期毎に演算処理を行い、車輪加速度の平均値を判定ブロ
ック１４に毎回供給する。各判定ブロック１４，１６
は、検出回路の作動周期毎に判定処理を行って、その結
果を毎回出力する。また、スイッチ１８ａ，１８ｂ及び
スイッチ２０ａ，２０ｂでは、検出回路の作動周期毎に
何れか一方の切換位置が毎回選択される。なお、各スイ
ッチ１８ａ，１８ｂ及びスイッチ２０ａ，２０ｂは、そ
れぞれオン又はオフ位置に切り換え可能となっている。

【００１４】各サンプリングオペレータ２２は、毎回の
作動周期でのスイッチ１８ａ，１８ｂからの出力を読み
込み、その出力を１作動周期の間保持する一方、次回の
作動周期の開始時、判定ブロック１４，１６に供給する
ようになっている。従って、判定ブロック１４，１６に
は、このようなサンプリングオペレータ２２を介して前
回のスイッチ１８ａ，１８ｂからの出力、つまり、判定
ブロック１４，１６自身から出力された前回値が供給可
能となっている。

【００１５】車両の停車時、車輪加速度及びスロットル
開度は共に検出されず、この場合、検出回路が作動中で
あっても、判定ブロック１４，１６には車輪加速度Ａw
(n)及びスロットル開度Ａs(n)は入力されない。従っ
て、各判定ブロック１４，１６における判定処理は実行
されず、これら判定ブロック１４，１６から判定結果と
しての車輪加速度Ａwp(n)及びスロットル開度Ａsp(n)は
出力されない。

【００１６】判定ブロック１４，１６から出力がない場
合、スイッチ１８ａ，１８ｂは図示の切換位置、つま
り、オフの状態にある。従って、車両の停車時、スイッ
チ１８ａ，１８ｂから出力される初期値（＝０）が、サ
ンプリングオペレータ２２に保持される。なお、この時
点ではサンプリングオペレータ２２に前回値が保持され
ていないので、サンプリングオペレータ２２から判定ブ
ロック１４，１６にその前回値が供給されることはな
い。

【００１７】車両の停止状態にて、検出回路での次回の
作動周期では、サンプリングオペレータ２２にて保持さ
れていた前回値（＝初期値）が前回車輪加速度Ａwp(n-
1)及び前回スロットル開度Ａsp(n-1)として判定ブロッ
ク１４，１６にそれぞれ与えられる。この後、車両が発
進して車輪加速度及びスロットル開度が検出されると、
判定ブロック１４，１６には、車輪加速度Ａw(n)及びス
ロットル開度Ａs(n)がそれぞれ入力される。

【００１８】このとき、判定ブロック１４では、今回の
車輪加速度Ａw(n)と、前回車輪加速度Ａwp(n-1)（＝初
期値）とが比較される。この時点では、今回の車輪加速
度Ａw(n)は前回車輪加速度Ａwp(n-1)よりも大であるか
ら、Ａw(n)≧Ａwp(n-1)の判定条件が成立し、判定ブロ
ック１４での判定結果として出力される今回車輪加速度
Ａwp(n)には、今回検出した車輪加速度Ａw(n)の値が代
入されている。

【００１９】判定ブロック１４からの判定結果、つま
り、今回車輪加速度Ａwp(n)が出力されると、スイッチ
１８ａの今回の切換位置にはオンの状態が選択され、ス
イッチ１８ａは図示の位置から切り換わることで、今回
車輪加速度Ａw(n)をスイッチ２０ａに出力する。また、
スイッチ１８ａから出力される今回車輪加速度Ａwp(n)
の値は、次回の作動周期までサンプリングオペレータ２
２に保持される。なお、判定ブロック１８ａから毎回の
出力があるうちは、スイッチ１８ａは常にオン状態に維
持される。

【００２０】この後、検出された車輪加速度Ａw(n)がサ
ンプリングオペレータ２２の出力である前回車輪加速度
Ａwp(n-1)と同じであるか又は前回車輪加速度Ａwp(n-1)
よりも大であると、判定ブロック１４ではＡw(n)≧Ａwp
(n-1)の判定条件が常時成立するので、判定ブロック１
４からはその検出した車輪加速度Ａw(n)の値が今回車輪
加速度Ａwp(n)として出力される。従って、スイッチ２
０ａには、この間検出した車輪加速度Ａw(n)がスイッチ
１８ａを経て新たに供給されることになる。

【００２１】これに対し、この後、検出した車輪加速度
Ａw(n)が減少すると、判定ブロック１４ではＡw(n)＜Ａ
wp(n-1)の判定条件が成立するので、判定ブロック１４
の出力である今回車輪加速度Ａwp(n)には前回車輪加速
度Ａwp(n-1)の値が代入されることになる。つまり、判
定ブロック１４は、今回検出した車輪加速度Ａw(n)の値
が、前回出力した車輪加速度Ａwp(n-1)の値以上であれ
ば、その検出した車輪加速度Ａw(n)の値を判定結果とし
て出力し、今回検出した車輪加速度Ａw(n)の値が前回出
力した車輪加速度Ａwp(n-1)よりも小であれば、前回出
力した車輪加速度Ａwp(n-1)の値をそのまま出力する。

【００２２】この間、スイッチ１８ａは常時オンの状態
であるので、スイッチ２０ａには、車両の発進後におけ
る車輪加速度Ａw(n)の最初の最大値が保持となってい
る。一方、判定ブロック１６でも同様に、今回のスロッ
トル開度Ａs(n)が入力されると、今回のスロットル開度
Ａs(n)と前回スロットル開度Ａsp(n-1)とが比較され、
Ａs(n)≧Ａsp(n-1)の判定条件が成立したとき、判定ブ
ロック１６から今回スロットル開度Ａsp(n)として今回
検出したスロットル開度Ａs(n)の値が出力される。これ
に対し、Ａs(n)＜Ａsp(n-1)の判定条件が成立すれば、
判定ブロック１６から出力される今回スロットル開度Ａ
sp(n)の値は、前回スロットル開度Ａsp(n-1)となる。こ
のように判定ブロック１６から判定結果としてスロット
ル開度Ａsp(n)が出力される状況にあっては、スイッチ
１８ｂは前述したスイッチ１８ａの場合と同様に図示の
位置から切り換えられ、常にオンの状態に維持される結
果、判定ブロック１６からのスロットル開度Ａsp(n)は
スイッチ１８ｂを経てスイッチ２０ｂに供給され、この
スイッチ２０ｂには、車両の発進後における検出したス
ロットル開度Ａs(n)の最初の最大値が保持可能となって
いる。

【００２３】また、スイッチ１８ａ，１８ｂは、車両の
停車時、つまり、判定ブロック１４，１６から判定結果
の出力がないときのみならず、リセット信号の供給を受
けて図示のオフ位置にそれぞれ強制的に戻されるように
なっており、そのリセット信号は、ＯＲ回路２４から出
力される。ＯＲ回路はその入力条件の何れかが満たされ
たときにリセット信号をスイッチ１８ａ，１８ｂにそれ
ぞれ供給するようになっている。ここで、ＯＲ回路２４
の入力条件とは、ハンドル角Ｔaの絶対値が５゜を超え
ているか否か、車両に発生する横加速度ＧYの絶対値が
重力加速度の0.15倍を超えているか否か、そして、車両
の駆動力Ｆxが０以下であるか否かの３つの条件であ
る。上述した入力条件の何れかが満たされる状況にあっ
ては、後述する路面摩擦係数の推定が不能であるため、
その状況にあっては、その間スイッチ１８ａ，１８ｂを
図示の切換位置に戻すことで、路面摩擦係数の推定に使
用される車輪加速度の最大値及び最大スロットル開度の
検出自体を中止する。なお、このような状況から上述し
たＯＲ回路２４の入力条件がいずれも満たされなくなれ
ば、スイッチ１８ａ，１８ｂは前述した判定ブロック１
４，１６からの出力の有無に基づいて切り換えられる。

【００２４】一方、スイッチ２０ａ，２０ｂは、判定ブ
ロック２６からの切換信号の供給を受けて図示の位置か
ら切り換えられ、この切換時点にて、現在保持している
車輪加速度Ａwp(n)及びスロットル開度Ａsp(n)を車輪加
速度最大値及び最大スロットル開度としてそれぞれ出力
する。より詳しくは、判定ブロック２６には、今回検出
した車輪加速度Ａw(n)及び前回車輪加速度Ａwp(n-1)が
供給されており、ここでは、今回の車輪加速度Ａw(n)
と、前回車輪加速度Ａwp(n-1)とが比較され、今回の車
輪加速度Ａw(n)が前回車輪加速度Ａwp(n-1)から０．５
％以上低下したとき、つまり、Ａw(n)≦Ａwp(n-1)・（1
−5／1000）の判定条件が成立したとき、判定ブロック
２６からスイッチ２０ａ，２０ｂに切換信号がそれぞれ
出力される。スイッチ２０ａ，２０ｂは、判定ブロック
２６から切換信号を受け取ったとき、図示の位置から切
り換えられる。

【００２５】次に、図３から図５を参照すると、車両の
発進時、アクセルペダルの種々の踏み込み形態に対する
スロットル開度の時間変化がそれぞれ示されている。先
ず、図３には、アクセルペダルが一定の割合で踏み込ま
れている状況での、車輪加速度における時間変化の一例
が示されており、ここでは、時刻Ｔ1にて車輪加速度の
ピークが発生している。なお、図３に示されるようなア
クセルペダルの踏み込みに対する車輪加速度の上昇は、
発進時における車輪の空転による見かけ上の車輪加速度
の上昇、つまり、車輪のスリップ量の増加を示してい
る。この後、スロットル開度が更に上昇しても車輪加速
度は次第に減少しており、これは、タイヤがグリップを
徐々に回復し、車輪のスリップもまた徐々に減少してい
ることを示している。図３の車輪加速度変化特性での場
合、図２に示される判定回路２６からは時刻Ｔ1と略同
時刻に切換信号が出力され、スイッチ２０ａ，２０ｂが
それぞれ切り換えられる。この結果、スイッチ２０ａか
らは保持している車輪加速度Ａwp(n)が車輪加速度最大
値Ａw1として出力され、一方、スイッチ２０ｂからはそ
の時点でのスロットル開度Ａsp(n)が最大スロットル開
度Ａs1として出力される。

【００２６】次に、図４を参照すると、アクセルペダル
が一定の割合で踏み込まれた後、その踏み込みに維持さ
れる状況での、車輪加速度における時間変化の一例が示
されている。ここでは、スロットル開度がピークを迎え
た時刻Ｔ2と、略同時刻に車輪加速度にもピークが発生
している。このような車輪加速度の変化特性にあって
は、車輪加速度がピークに達した後、スロットル開度は
一定に保持されるため、タイヤのスリップが抑えられ
て、そのグリップが回復していることを示している。こ
の場合、図２の判定回路２６からは時刻Ｔ2と略同時刻
に切換信号が出力され、スイッチ２０ａ，２０ｂが切り
換えられる。従って、この場合にも、スイッチ２０ａ，
ｂからは保持している車輪加速度Ａwp(n)が車輪加速度
最大値Ａw2として出力され、一方、スイッチ２０ｂから
はその時点でのスロットル開度Ａsp(n)が最大スロット
ル開度Ａs2として出力される。

【００２７】そして、図５を参照すると、アクセルペダ
ルが一旦踏み込まれてから、その踏み込みがある程度戻
された状況での、車輪加速度における時間変化の一例が
示されている。ここでは、スロットル開度のピーク時刻
と車輪加速度のピーク時刻との間にずれ、つまり、時間
差が生じている。これは、アクセルペダルの踏み込みに
対して駆動力の立ち上がりが遅れており、このため、車
輪加速度のピークもまた遅れて発生することを示してい
る。この場合、図２に示される判定ブロック２６は時刻
Ｔ3と略同時刻にて切換信号を出力し、スイッチ２０
ａ，２０ｂをそれぞれ切り換える。この場合、スイッチ
２０ａは保持していた車輪加速度Ａwp(n)を車輪加速度
最大値Ａw3として出力し、一方、スイッチ２０ｂは、そ
の時点でのスロットル開度Ａs3ではなく、時刻Ｔ3以前
の時刻Ｔ4にて得られたスロットル開度Ａsp(n)を最大ス
ロットル開度Ａs4として出力する。

【００２８】以上のように図２に示される検出回路は、
アクセルペダルの踏み込み形態に拘わらず、車両の発進
後、車輪加速度の最大値が検出された時点にて車輪加速
度最大値が出力されると同時に、この時点にてスロット
ル開度に最大値が既に存在する場合にはその最大値が出
力され、スロットル開度に最大値が存在しない場合には
この時点でのスロットル開度が出力される。つまり、最
大スロットル開度の出力では、車両の発進から車輪加速
度最大値の出力時点までの期間におけるスロットル開度
の最大値が最大スロットル開度として出力されることに
なる。

【００２９】図６を参照すると、検出回路から出力され
た車輪加速度最大値及び最大スロットル開度に基づい
て、路面摩擦係数を推定する推定回路の構成がブロック
図で示されている。先ず、車輪加速度最大値及び最大ス
ロットル開度はそれぞれ判定ブロック３０に入力され
る。判定ブロック３０では、車輪加速度最大値及び最大
スロットル開度が図７に示されるμ判定マップに照会さ
れて、このμ判定マップに基づき、路面摩擦係数の高低
（高μ又は低μ）が判定される。

【００３０】より詳しくは、例えば車両の発進時などの
状況にあっては、スロットル開度と車輪加速度とはタイ
ヤの摩擦特性との関係から路面μに固有の特性を示す。
即ち、アスファルト路などの高μ路にあっては、図８中
の実線で示すようにスロットル開度の増加にほぼ追従す
るようにして車輪加速度も増加する傾向にあるが、しか
しながら、圧雪路などの低μ路にあっては、スロットル
開度がある程度以上に増加すると、図８中破線で示すよ
うにスロットル開度に対して車輪加速度は急激に増加す
る傾向を示す。それ故、本発明の発明者は上述したスロ
ットル開度と車輪加速度との関係から路面摩擦係数の推
定が可能となることに着目する一方、その推定には車輪
加速度の最大値と、アクセルペダルの踏み込みの状況を
正確に示す最大スロットル開度とを使用することが有効
であることを確認している。それ故、図２の検出回路で
は、車輪加速度の最大値が出力される時点でのスロット
ル開度ではなく、前述した最大スロットル開度を検出す
るようにしている。

【００３１】具体的には、図７のμ判定マップは図８の
路面μに応じたスロットル開度−車輪加速度特性をベー
スにして作成され、最大スロットル開度と車輪加速度最
大値に基づき高μ領域及び低μ領域を区分している。図
７中、高μ領域及び低μ領域はハッチングを施して示さ
れている。高μ領域は、最大スロットル開度が大きくて
も車輪加速度の最大値が比較的小さい領域を示してしお
り、逆に、低μ領域は、最大スロットル開度が比較的小
さいにも拘わらず、車輪加速度の最大値が高い領域を示
している。従って、最大スロットル開度と車輪加速度の
最大値にて特定される点が高μ領域に入れば、その路面
摩擦係数は高いと判定でき、これに対し、その特定点が
低μ領域に入ればその路面摩擦係数は低いと判定するこ
とができる。

【００３２】しかしながら、図７のμ判定マップに示さ
れているように高μ領域にて最大スロットル開度が所定
値Ａmよりも小さい領域部分や、また、低μ領域にて車
輪加速度の最大値が所定値Ａwmよりも小さい領域部分、
つまり、図８でみて高μ路（アス中ファルト路）特性と
低μ路（圧雪路）特性との間に顕著な相違が発生しない
領域部分は曖昧領域としてそれぞれ設定されている。

【００３３】判定ブロック３０にて、入力された車輪加
速度最大値及び最大スロットル開度から特定されるμ判
定マップ上の点が高μ領域、曖昧高μ領域、低μ領域、
曖昧低μ領域の何れかにあると判定された場合、その領
域を示すμ判定値が判定ブロック３０から出力される。
一方、車輪加速度最大値と最大スロットル開度から決定
される点が上記の領域の何れにも入っていない場合、即
ち、その領域が特定されない場合、判定ブロック３０か
らのμ判定値の出力はない。

【００３４】なお、図７の各領域の境界を定める基準
値、つまり、Ａw1〜Ａw5及びＡ1〜Ａ4は、実際の車両の
発進時、既知の高μ路及び低μ路にてそれぞれ測定した
車輪加速度最大値及び最大スロットル開度のデータに基
づいてそれぞれ適切に設定されていることはいうまでも
ない。また、各曖昧領域の境界値であるＡm，Ａwmの値
は、車両の発進時、最大スロットル開度と車輪加速度最
大値との関係のみからはその路面が高μ路であるか、又
は、低μ路であるかの判定が困難となる最大スロットル
開度及び車輪加速度最大値の上限値にそれぞれ設定され
ている。

【００３５】判定ブロック３０から出力されたμ判定値
は、スイッチ３２を介して車速フィルタ３４に供給可能
となっている。スイッチ３２は、判定ブロック３０から
μ判定値が出力されると、図示の位置から切り換えら
れ、そのμ判定値の通過を許容する。これに対し、上述
のように判定ブロック３０からμ判定値が出力されなけ
れば、スイッチ３２は図示の切換位置にあり、この場
合、スイッチ３２からはμ判定値としての「不明」が車
速フィルタ３４に供給される。

【００３６】車速フィルタ３４では、車両の車速が一定
値（例えば７ｋｍ／ｈ）より大きいか否かが判別され、
この条件が満たされた場合のみ、車速フィルタ３４はμ
判定値を有効なものとし、その通過を許容する。一方、
条件が満たされない場合、μ判定値が車速フィルタ３４
を通過することはなく、この場合、車速フィルタからは
μ判定値として「不明」が出力される。

【００３７】次のＡＢＳフィルタ３６でも同様に、車両
のＡＢＳ（アンチスキッドブレーキシステム）が作動し
ている場合、ＡＢＳフィルタ３６はμ判定値の通過を許
容せず、μ判定値として「不明」を出力する。上述した
各フィルタ３４，３６を通過した後、μ判定値は次のμ
判定カウンタ３８に供給される。

【００３８】図６に示される推定回路は、路面摩擦係数
の高μ度合い及び低μ度合いから最終的に推定路面μを
確定して出力する。すなわち、車両の発進後、判定ブロ
ック３０から出力されたμ判定値は、μ判定カウンタ３
８に供給される。μ判定カウンタ３８では、車両が発進
する毎にその供給を受けるμ判定値（高μ，曖昧高μ，
曖昧低μ，低μの何れか）に基づいて、走行路面の摩擦
係数の高低度、つまり、高μ度合及び低μ度合が決定又
は増減され、その結果をリミッタ４２に出力する。

【００３９】より詳しくは、μ判定カウンタ３８では、
μ判定値の種別に応じて高μ度合及び低μ度合がそれぞ
れ決定されるか、又は、その高μ度合及び低μ度合毎に
増減値がそれぞれ増減カウントされるようになってい
る。次のリミッタ４２には、高μ度合及び低μ度合の上
限値及び下限値がそれぞれ設定されており、リミッタ４
２は、μ判定カウンタ４２にて増減された高μ度合及び
低μ度合をその上限値及び下限値の範囲内にてそれぞれ
制限するようになっている。

【００４０】また、μ判定カウンタ３８からリミッタ４
２を経て出力された高μ度合及び低μ度合は、それぞれ
サンプリングオペレータ４４に保持される一方、後述す
る推定ブロック４６に供給されるようになっている。こ
こで、サンプリングオペレータ４４は、次回車両が発進
して、その後に新たなμ判定値がμ判定カウンタ３８に
入力されると、保持していた高μ度合及び低μ度合、即
ち、それらの前回値をμ判定カウンタ３８に供給する。
従って、μ判定カウンタ３８にて高μ度合及び低μ度合
毎の増減値がそれぞれ増減カウントされるときには、高
μ度合及び低μ度合の前回値に対して増減値がそれぞれ
加算又は減算されることになる。

【００４１】以下の表１には、μ判定値の種別毎に設定
された高μ度合及び低μ度合の決定値と、高μ度合及び
低μ度合の前回値に対する増減値がそれぞれ示されてい
る。

【００４２】

【表１】

【００４３】表１から明らかなように、μ判定カウンタ
３８では、μ判定値として「高μ」が入力されると、高
μ度合の前回値がリセットされ、そして、高μ度合は新
たに５に決定される。一方、低μ度合の前回値は単にリ
セットされ、その低μ度合は０に決定される。従って、
この場合、高μ度合の決定値は５となり、また、低μ度
合の決定値は０となる。

【００４４】μ判定値が「曖昧高μ」の場合、高μ度合
はその前回値に加算値１が加えられる。これに対し、低
μ度合はその前回値から減算値１が減算される。μ判定
値「曖昧低μ」についても同様に、表１に示される増減
値だけ高μ度合及び低μ度合が増減される。また、μ判
定値「低μ」についても、高μ度合及び低μ度合がそれ
ぞれ決定される。なお、μ判定値が「不明」のときは、
高μ度合、低μ度合共に決定又は増減されず、高μ度合
及び低μ度合はそれぞれの前回値に維持される。

【００４５】このようにしてμ判定カウンタ３８にて高
μ度合及び低μ度合が算出されると、これら高μ度合及
び低μ度合は、次のリミッタ４２を経て確定ブロック４
６に供給される。このときリミッタ４２では、μ判定カ
ウンタ３８から出力された高μ度合及び低μ度合がそれ
ぞれ０より小さい場合、リミッタ４２は高μ度合及び低
μ度合を最小値０に制限して出力する。

【００４６】図９を参照すると、車両の発進毎のμ判定
値と、μ判定カウンタ３８からリミッタ４２を経て出力
される高μ度合及び低μ度合の時間推移を表したタイム
チャートが示されている。いま、車両が最初に発進した
とき（１回目）、路面摩擦係数推定装置は、図１及び図
２に示されるように、車輪加速度及びスロットル開度、
そして、車輪加速度最大値及び最大スロットル開度の検
出を開始する。

【００４７】図６に示される推定回路の判定ブロック３
０では、車輪加速度最大値及び最大スロットル開度に基
づきμ判定値がマップにより決定される。このとき、発
進１回目のμ判定値が図９に示されるように「不明」と
なっているとき、μ判定カウンタ３８では、高μ度合、
低μ度合は共に前回値、この場合、初期値０のまま維持
されている。

【００４８】次回車両が発進して（２回目）、μ判定値
が「曖昧高μ」となると、この場合、高μ度合は加算値
１だけ増加される結果、高μ度合の値は１となる。これ
に対し、低μ度合は減算値１だけ減算されて０より小さ
くなる。しかしながら、前述のようにリミッタ４２は低
μ度合の値を最小値０に制限するので、この場合、リミ
ッタ４２から出力される高μ度合及び低μ度合はそれぞ
れ１，０となる。

【００４９】そして、この後、車両が発進を繰り返し、
この間、図９に示されるようにμ判定値がいずれも「曖
昧高μ」であると、μ判定カウンタ３８にて、高μ度合
はその値が＋１ずつ増加されていき、発進６回目で高μ
度合の値は５に達する。確定ブロック４６では、供給さ
れた高μ度合の値が５に達すると、推定μを「高μ」に
確定して出力する。なお、低μ度合についても同様に、
その値が５に達したとき、推定μを「低μ」に確定して
出力する。このように、μ判定値が「曖昧高μ」または
「曖昧低μ」となる状況にあっては、そのμ判定値を繰
り返して求めることで、推定μを「高μ」又は「低μ」
に確定するようにしており、その路面μを正確に推定す
ることができる。

【００５０】これに対して、車輪加速度最大値及び最大
スロットル開度にて決定される点が図７の高μ領域又は
低μ領域に完全に入っており、そのμ判定値が「高μ」
又は「低μ」であると、高μ度合及び低μ度合は共に５
に決定されることから、この場合、確定ブロック４６で
は直ちに推定μを「高μ」又は「低μ」として確定す
る。このように、確定ブロック４６にて確定された結果
が、路面摩擦係数推定装置による最終的な路面摩擦係数
の推定結果となる。

【００５１】なお、上述のように確定ブロック４６にて
推定μが「高μ」又は「低μ」として一旦確定される
と、次回の発進時にサンプリングオペレータ４４から供
給される高μ度合及び低μ度合の前回値はそれぞれ０に
リセットされる。そして、μ判定カウンタ３８は、上述
した手順で次回の発進時から新たに高μ度合及び低μ度
合をそれぞれカウントする。

【００５２】この後、車両がある程度の距離を走行して
路面状況が変化し、発進Ｎ1回目にμ判定値が「曖昧低
μ」となると、低μ度合の値は０から加算値＋１だけ増
加されて１となる。なお、高μ度合は０から減算値−１
だけ減算されるが、リミッタ４２によりその値は最小値
０に制限される。この場合、確定ブロック４６では推定
μが「高μ」又は「低μ」の何れにも確定されない。

【００５３】次の発進Ｎ2回目にμ判定値が「低μ」と
なり、低μ度合が５に決定されると、この場合、確定ブ
ロック４４では推定μを「低μ」として確定する。上述
した実施例の路面摩擦係数推定装置によれば、車両の発
進時などの場合、スロットル開度と車輪加速度との間の
特性は路面μに応じて顕著に現れることから、発進時の
車輪加速度最大値と最大スロットル開度とに基づき路面
摩擦係数を容易且つ正確に判定できる。従って、車両が
走行を開始したときから早期に路面摩擦係数を推定する
ことができる。

【００５４】また、車輪加速度最大値及び最大スロット
ル開度が共に小さく、これらに基づき路面摩擦係数を正
確に推定できないような曖昧な状況にあるときには、複
数回（例えば５回以上）の推定結果から推定μを確定し
ているので、この場合にも、正確に路面摩擦係数を推定
することができる。この発明は上述した実施例に制約さ
れることなく、種々に変形して実施可能である。上述し
た車輪加速度最大値及び最大スロットル開度の検出は車
両の発進時のみに制約されるものではなく、車両の極低
速走行（例えば２〜３ｋｍ／ｈ程度の渋滞走行）状態か
ら加速するような発進に相当する発進状態にて、車輪加
速度最大値及び最大スロットル開度をそれぞれ検出し、
これらに基づき路面摩擦係数を推定するようにしてもよ
い。この場合でも、これら車輪加速度最大値及び最大ス
ロットル開度が共に小さいとき、複数回の推定結果から
路面μを確定することができることはもちろんである。

【００５５】なお、この路面摩擦係数推定装置によれ
ば、車両の発進直後に路面μを推定することができるた
め、得られた路面μの推定結果を単に車室内に設けられ
たディスプレイ上に表示して運転者に知らせるだけでな
く、車両に別途設けられたその他の装置、例えば、公知
の車両のヨーモーメント制御や自動減速制御を実行する
旋回制御装置、又はＡＢＳ装置やトラクション制御装置
等、その制御に路面μを使用する車両挙動制御装置に推
定した路面μを早期に供給することで、これら車両挙動
制御装置による制御の実効を更に高めることも可能であ
る。従って、車両の走行時、路面摩擦係数に依存して変
化する車両の挙動に関する情報、例えば、駆動時の車輪
のスリップや旋回時のスリップ角、また、制動時の車輪
のロック傾向等については、これらを検出することなく
予測することが可能となり、予測したこれら情報に基づ
いて、公知の車両挙動制御装置により、駆動時に車輪の
スリップが発生する前にトラクション制御を行ったり、
旋回時に車両のアンダステア又はオーバステアが発生す
る前にヨーモーメント制御を行ったり、また、制動時に
車輪がロック傾向となる前にＡＢＳ制御を行うことが可
能となる。

【００５６】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の路面摩
擦係数推定装置によれば、路面摩擦係数の推定基準とな
る車輪加速度とスロットル開度をそれぞれ最大値に特定
することで、これら車輪加速度及びスロットル開度の最
大値から特性が決定される路面摩擦係数を確実に推定す
ることができる。従って、車両の発進時のように車両の
駆動力が小さくても、路面摩擦係数を誤判定する虞がな
い。

【００５７】また、車両の発進時や低速走行からの加速
時に検出される瞬間最大値を用いるので、車両が走行を
開始したときから路面摩擦係数を推定することができ、
早期に路面摩擦係数の情報を得ることができる点で車両
の姿勢制御技術への応用に非常に有利である。また、請
求項２の路面摩擦係数推定装置によれば、車輪加速度及
びスロットル開度の最大値の関係が顕著に現れない路面
であっても、その路面摩擦係数を推定することができ、
しかも、推定した路面摩擦係数の信頼性を更に向上させ
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】車輪加速度及びスロットル開度を検出する手順
を説明するためのブロック図である。

【図２】車輪加速度最大値及び最大スロットル開度を出
力する検出回路の構成を表すブロック図である。

【図３】車輪加速度最大値及び最大スロットル開度の検
出時期を説明するためのグラフである。

【図４】車輪加速度最大値及び最大スロットル開度の検
出時期を説明するためのグラフである。

【図５】車輪加速度最大値及び最大スロットル開度の検
出時期を説明するためのグラフである。

【図６】路面摩擦係数を推定する推定回路の構成を表す
ブロック図である。

【図７】車輪加速度最大値及び最大スロットル開度から
路面摩擦係数を判定するためのマップ図である。

【図８】スロットル開度と車輪加速度との関係を示した
図である。

【図９】μ判定値の種別に応じて変化する高μ度合及び
低μ度合の値を説明するためのタイムチャートである。

【符号の説明】

２車輪速センサ４スロットル開度センサ１０検出ブロック１２演算ブロック１４判定ブロック１６判定ブロック１８ａ，１８ｂスイッチ２０ａ，２０ｂスイッチ３０判定ブロック３８ μ判定カウンタ４４確定ブロック

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F02D 29/00 - 29/06

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】車輪速を検出して出力する車輪速検出手
段と、前記車輪速から車輪加速度を演算する車輪加速度演算手
段と、前記車輪加速度演算手段にて演算した車輪加速度の最大
値を検出して出力する車輪加速度最大値出力手段と、車両のスロットル開度を検出して出力するスロットル開
度検出手段と、前記車両が発進時を含む発進状態にあって、前記車輪加
速度最大値出力手段から前記車輪加速度の最大値が出力
されたとき、この出力時点にて、前記スロットル開度検
出手段にて検出したスロットル開度に最大値が既に存在
する場合にはその最大値を、前記最大値が存在しない場
合には前記出力時点にて検出したスロットル開度を最大
スロットル開度として出力する最大スロットル開度検出
手段と、前記車輪加速度の最大値及び前記最大スロットル開度に
基づき路面摩擦係数を推定する推定手段とを具備したこ
とを特徴とする路面摩擦係数推定装置。
【請求項２】前記推定手段は、前記車輪加速度の最大
値と前記最大スロットル開度が前記路面摩擦係数を推定
する上で曖昧な領域にあるときには、その推定を複数回
繰り返し、最終的に路面摩擦係数を推定することを特徴
とする請求項１に記載の路面摩擦係数推定装置。