JP3515040B2 - 路面摩擦係数判定方法 - Google Patents
路面摩擦係数判定方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は路面摩擦係数判定方
法に関する。さらに詳しくは、４つのタイヤ車輪の回転
情報を用いて路面とタイヤとのあいだの摩擦係数（路面
摩擦係数）を判定することにより、車両の性能および安
全性を高めることができる路面摩擦係数判定方法に関す
る。
法に関する。さらに詳しくは、４つのタイヤ車輪の回転
情報を用いて路面とタイヤとのあいだの摩擦係数（路面
摩擦係数）を判定することにより、車両の性能および安
全性を高めることができる路面摩擦係数判定方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】車両は、滑りやすい路面で急加速や急制
動を行なうと、タイヤがスリップを起こしスピンなどす
る危険性がある。また急な操舵を行なうと車両が横すべ
りやスピンを起こす惧れがある。
動を行なうと、タイヤがスリップを起こしスピンなどす
る危険性がある。また急な操舵を行なうと車両が横すべ
りやスピンを起こす惧れがある。
【０００３】そこで、従来より、タイヤと路面とのあい
だの制動力が最大値をこえてタイヤがロック状態になる
前に、車輪に作用するブレーキトルクを低下させて車輪
のロック状態を防止し、最大制動力が得られる車輪の回
転数を制御するアンチロックブレーキ装置などが提案さ
れている（特開昭６０−９９７５７号公報、特開平１−
２４９５５９号公報など参照）。
だの制動力が最大値をこえてタイヤがロック状態になる
前に、車輪に作用するブレーキトルクを低下させて車輪
のロック状態を防止し、最大制動力が得られる車輪の回
転数を制御するアンチロックブレーキ装置などが提案さ
れている（特開昭６０−９９７５７号公報、特開平１−
２４９５５９号公報など参照）。
【０００４】たとえば、アンチロックブレーキ装置の制
御では、車両の判定速度および検出した車輪速度（回転
速度）からスリップ率を演算したのち、該演算したスリ
ップ率が予め設定してある基準スリップ率に一致するよ
うにブレーキ力を制御することにより、最大制動力に追
従するように構成されている。
御では、車両の判定速度および検出した車輪速度（回転
速度）からスリップ率を演算したのち、該演算したスリ
ップ率が予め設定してある基準スリップ率に一致するよ
うにブレーキ力を制御することにより、最大制動力に追
従するように構成されている。
【０００５】このようなＡＢＳ装置などの制御では、路
面の摩擦係数μが利用されている。すなわち路面摩擦係
数μ（路面μ）に応じて、たとえば高μの場合と低μの
場合とで制御内容を変更して最適な制御を行なうように
している。
面の摩擦係数μが利用されている。すなわち路面摩擦係
数μ（路面μ）に応じて、たとえば高μの場合と低μの
場合とで制御内容を変更して最適な制御を行なうように
している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】前記特開昭６０−９９
７５９号公報の装置では、スリップ発生時の従動輪から
車両加速度を求め、この加速度を用いて路面μを判定し
ている。
７５９号公報の装置では、スリップ発生時の従動輪から
車両加速度を求め、この加速度を用いて路面μを判定し
ている。
【０００７】すなわち、この公報によれば、スリップ時
には車両加速度をＡとし、車両重量をＷとした場合、車
両の加速に要する駆動力Ｆは、 Ｆ＝Ｗ・Ａ／ｇ で求められる（ｇは重力加速度である）。一方、この駆
動力Ｆは、駆動輪と路面とのあいだの摩擦力により決ま
り、駆動輪に加わる荷重Ｗｒと路面μを用いてＦ＝μ・
Ｗｒと表わすことができる。これら２つの式から路面μ
は、μ＝Ｗ／Ｗｒ・ｇ×Ａとして求められる。
には車両加速度をＡとし、車両重量をＷとした場合、車
両の加速に要する駆動力Ｆは、 Ｆ＝Ｗ・Ａ／ｇ で求められる（ｇは重力加速度である）。一方、この駆
動力Ｆは、駆動輪と路面とのあいだの摩擦力により決ま
り、駆動輪に加わる荷重Ｗｒと路面μを用いてＦ＝μ・
Ｗｒと表わすことができる。これら２つの式から路面μ
は、μ＝Ｗ／Ｗｒ・ｇ×Ａとして求められる。
【０００８】しかし、この式によって求められた路面μ
は、単に従動輪の回転速度を微分して求めた従動輪の加
速度を車両加速度Ａに置き換え、この車両加速度Ａを算
出した時点での路面μであり、実際の路面とタイヤとの
あいだの路面μであるかどうかわからず、確率的にもそ
うでない場合の可能性が圧倒的に高い。
は、単に従動輪の回転速度を微分して求めた従動輪の加
速度を車両加速度Ａに置き換え、この車両加速度Ａを算
出した時点での路面μであり、実際の路面とタイヤとの
あいだの路面μであるかどうかわからず、確率的にもそ
うでない場合の可能性が圧倒的に高い。
【０００９】したがって、そのような路面μに基づいて
ＡＢＳなどの各種車両運動制御を行なうと、実際の路面
μに対応した制御ではないため、不適当な制御を実行す
る惧れがある。また、運転手に滑りやすい路面であるこ
とを警告する場合においても、前記判定した路面μで
は、誤報を発する惧れがある。さらに、路面μによって
最大制動力が得られるスリップ率が異なるため、固定さ
れた基準スリップ率で追従制御を行なった場合、逆に制
動距離が長くなったり、タイヤがロックしてしまう惧れ
がある。
ＡＢＳなどの各種車両運動制御を行なうと、実際の路面
μに対応した制御ではないため、不適当な制御を実行す
る惧れがある。また、運転手に滑りやすい路面であるこ
とを警告する場合においても、前記判定した路面μで
は、誤報を発する惧れがある。さらに、路面μによって
最大制動力が得られるスリップ率が異なるため、固定さ
れた基準スリップ率で追従制御を行なった場合、逆に制
動距離が長くなったり、タイヤがロックしてしまう惧れ
がある。
【００１０】この対策として、路面状態を判定し、判定
した路面μに応じて基準スリップ率を変化させる必要が
あるが、路面μを精度良く判定する技術はない。
した路面μに応じて基準スリップ率を変化させる必要が
あるが、路面μを精度良く判定する技術はない。
【００１１】本発明は、４つのタイヤ車輪の回転情報を
用いて路面とタイヤとのあいだの摩擦係数を判定するこ
とにより、車両の性能および安全性を高めることができ
る路面摩擦係数判定方法を提供することを目的とする。
用いて路面とタイヤとのあいだの摩擦係数を判定するこ
とにより、車両の性能および安全性を高めることができ
る路面摩擦係数判定方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明の路面摩擦係数判
定方法は、車両の４輪のタイヤの回転速度を定期的に検
出する工程と、該測定された回転速度から、スリップ比
を演算する工程と、該スリップ比と車両の加減速度との
関係式を求める工程と、該関係式の傾きと予め設定され
たしきい値を比較する工程と、当該比較の結果から路面
とタイヤとのあいだの摩擦係数を判定する工程とを備え
ており、前記スリップ比および車両の加減速度を一定時
間分のデータの平均値として、サンプリング時間ごとに
移動平均化して求め、当該移動平均されたスリップ比お
よび車両の加減速度のデータを用いて、スリップ比と車
両の加減速度との互いの１次の回帰係数と相関係数を求
め、該相関係数の値が設定値以上の場合、該回帰係数を
更新および保持し、該回帰係数の値と予め設定されたし
きい値とを比較することによりタイヤと路面との摩擦係
数を判定することを特徴とする。
定方法は、車両の４輪のタイヤの回転速度を定期的に検
出する工程と、該測定された回転速度から、スリップ比
を演算する工程と、該スリップ比と車両の加減速度との
関係式を求める工程と、該関係式の傾きと予め設定され
たしきい値を比較する工程と、当該比較の結果から路面
とタイヤとのあいだの摩擦係数を判定する工程とを備え
ており、前記スリップ比および車両の加減速度を一定時
間分のデータの平均値として、サンプリング時間ごとに
移動平均化して求め、当該移動平均されたスリップ比お
よび車両の加減速度のデータを用いて、スリップ比と車
両の加減速度との互いの１次の回帰係数と相関係数を求
め、該相関係数の値が設定値以上の場合、該回帰係数を
更新および保持し、該回帰係数の値と予め設定されたし
きい値とを比較することによりタイヤと路面との摩擦係
数を判定することを特徴とする。
【００１３】
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づいて、本発
明の路面摩擦係数判定方法を説明する。
明の路面摩擦係数判定方法を説明する。
【００１５】図１は本発明の一実施の形態にかかわる路
面摩擦係数判定装置を示すブロック図、図２は図１にお
ける路面摩擦係数判定装置の電気的構成を示すブロック
図、図３は路面μとスリップ比との関係を示す模式図、
図４は本実施の形態にかかわるフローチャート、図５は
路面状態が異なる場合の回帰係数の経時変化を示す図で
ある。
面摩擦係数判定装置を示すブロック図、図２は図１にお
ける路面摩擦係数判定装置の電気的構成を示すブロック
図、図３は路面μとスリップ比との関係を示す模式図、
図４は本実施の形態にかかわるフローチャート、図５は
路面状態が異なる場合の回帰係数の経時変化を示す図で
ある。
【００１６】図１に示すように、本発明の一実施の形態
にかかわる路面摩擦係数判定装置は、４輪車両のタイヤ
ＦＬＷ、ＦＲＷ、ＲＬＷおよびＲＲＷにそれぞれ設けら
れた車輪タイヤの回転速度を定期的に検出する回転速度
検出手段Ｓを備えており、この回転速度検出手段Ｓの出
力は、ＡＢＳなどの制御ユニット１に伝達される。また
この制御ユニット１には、図２に示されるように、液晶
表示素子、プラズマ表示素子またはＣＲＴなどの構成さ
れた表示手段である警報表示器２が接続されている。３
は運転者によって、操作される初期化スイッチである。
にかかわる路面摩擦係数判定装置は、４輪車両のタイヤ
ＦＬＷ、ＦＲＷ、ＲＬＷおよびＲＲＷにそれぞれ設けら
れた車輪タイヤの回転速度を定期的に検出する回転速度
検出手段Ｓを備えており、この回転速度検出手段Ｓの出
力は、ＡＢＳなどの制御ユニット１に伝達される。また
この制御ユニット１には、図２に示されるように、液晶
表示素子、プラズマ表示素子またはＣＲＴなどの構成さ
れた表示手段である警報表示器２が接続されている。３
は運転者によって、操作される初期化スイッチである。
【００１７】前記回転速度検出手段Ｓとしては、電磁ピ
ックアップなどを用いて回転パルスを発生させてパルス
の数から回転速度を測定する車輪速センサまたはダイナ
モのように回転を利用して発電を行ない、この電圧から
回転速度を測定するものを含む角速度センサなどを用い
ることができる。
ックアップなどを用いて回転パルスを発生させてパルス
の数から回転速度を測定する車輪速センサまたはダイナ
モのように回転を利用して発電を行ない、この電圧から
回転速度を測定するものを含む角速度センサなどを用い
ることができる。
【００１８】前記制御ユニット１は、図２に示されるよ
うに、外部装置との信号の受け渡しに必要なＩ／Ｏイン
ターフェイス１ａと、演算処理の中枢として機能するＣ
ＰＵ１ｂと、該ＣＰＵ１ｂの制御動作プログラムが格納
されたＲＯＭ１ｃと、前記ＣＰＵ１ｂが制御動作を行な
う際にデータなどが一時的に書き込まれたり、その書き
込まれたデータなどが読み出されるＲＡＭ１ｄとから構
成されている。
うに、外部装置との信号の受け渡しに必要なＩ／Ｏイン
ターフェイス１ａと、演算処理の中枢として機能するＣ
ＰＵ１ｂと、該ＣＰＵ１ｂの制御動作プログラムが格納
されたＲＯＭ１ｃと、前記ＣＰＵ１ｂが制御動作を行な
う際にデータなどが一時的に書き込まれたり、その書き
込まれたデータなどが読み出されるＲＡＭ１ｄとから構
成されている。
【００１９】本実施の形態では、前記制御ユニット１
に、第１の解決手段として、前記回転速度検出手段Ｓに
よる測定値から、スリップ比（前輪タイヤの車輪速度と
後輪タイヤとの車輪速度の比）を演算する第１演算手段
と、該スリップ比と車両の加減速度との関係式を求める
第２演算手段と、該第２演算手段により求められる関係
式の傾きに基づいて、路面とタイヤとのあいだの摩擦係
数μを判定する摩擦係数判定手段とを備えている。該摩
擦係数判定手段には、前記該第２演算手段により求めら
れる関係式の傾きと予め設定されたしきい値とを比較す
る比較手段を含んでいる。
に、第１の解決手段として、前記回転速度検出手段Ｓに
よる測定値から、スリップ比（前輪タイヤの車輪速度と
後輪タイヤとの車輪速度の比）を演算する第１演算手段
と、該スリップ比と車両の加減速度との関係式を求める
第２演算手段と、該第２演算手段により求められる関係
式の傾きに基づいて、路面とタイヤとのあいだの摩擦係
数μを判定する摩擦係数判定手段とを備えている。該摩
擦係数判定手段には、前記該第２演算手段により求めら
れる関係式の傾きと予め設定されたしきい値とを比較す
る比較手段を含んでいる。
【００２０】本実施の形態では、前記４輪のタイヤの回
転速度を０．１秒以下、好ましくは０．０５秒以下で検
出する。前記車両の加減速度はＧセンサで測定すること
もできるが、４輪または従動輪の平均車輪速度から演算
するのがコスト面から好ましい。
転速度を０．１秒以下、好ましくは０．０５秒以下で検
出する。前記車両の加減速度はＧセンサで測定すること
もできるが、４輪または従動輪の平均車輪速度から演算
するのがコスト面から好ましい。
【００２１】ついで前記スリップ比および車両の加減速
度を一定時間分のデータ、たとえば少なくとも０．１秒
分以上のデータの平均値として、サンプリング時間ごと
に移動平均化して求め、この移動平均された値（一定個
数のスリップ比と車両の加減速度）を元に、該スリップ
比と該車両の加減速度との関係式を求める。
度を一定時間分のデータ、たとえば少なくとも０．１秒
分以上のデータの平均値として、サンプリング時間ごと
に移動平均化して求め、この移動平均された値（一定個
数のスリップ比と車両の加減速度）を元に、該スリップ
比と該車両の加減速度との関係式を求める。
【００２２】さらに前記移動平均されたスリップ比およ
び車両の加減速度のデータ、たとえば少なくとも５個以
上のデータを用いて、スリップ比と車両の加減速度との
互いの１次の回帰係数と相関係数を求める。ここで、移
動平均して求められたスリップ比がある一定値以上の場
合または一定値以下の場合（たとえば０．０７以上また
は−０．０７以下の場合）は、回帰係数の演算には使用
せず、スリップ警報として警報を発してもよい。
び車両の加減速度のデータ、たとえば少なくとも５個以
上のデータを用いて、スリップ比と車両の加減速度との
互いの１次の回帰係数と相関係数を求める。ここで、移
動平均して求められたスリップ比がある一定値以上の場
合または一定値以下の場合（たとえば０．０７以上また
は−０．０７以下の場合）は、回帰係数の演算には使用
せず、スリップ警報として警報を発してもよい。
【００２３】ついで前記相関係数の値が設定値以上の場
合、該回帰係数を更新および保持し、該回帰係数の値と
予め設定されたしきい値とを比較することによりタイヤ
と路面との摩擦係数を判定する。
合、該回帰係数を更新および保持し、該回帰係数の値と
予め設定されたしきい値とを比較することによりタイヤ
と路面との摩擦係数を判定する。
【００２４】本実施の形態では、前記路面摩擦係数判定
手段により、路面が低μであると判定された場合は、前
記警報表示器２により警報を発する。
手段により、路面が低μであると判定された場合は、前
記警報表示器２により警報を発する。
【００２５】以下、本実施の形態の路面摩擦係数判定装
置の動作を手順〜に沿って説明する。
置の動作を手順〜に沿って説明する。
【００２６】車両の４輪タイヤＦＬＷ、ＦＲＷ、ＲＬ
ＷおよびＲＲＷのそれぞれの回転速度から車輪速度（Ｖ
１n、Ｖ２n、Ｖ３n、Ｖ４n）を算出する。
ＷおよびＲＲＷのそれぞれの回転速度から車輪速度（Ｖ
１n、Ｖ２n、Ｖ３n、Ｖ４n）を算出する。
【００２７】たとえば、ＡＢＳセンサなどのセンサから
得られた車両の各車輪タイヤＦＬＷ、ＦＲＷ、ＲＬＷ、
ＲＲＷのある時点の車輪速データを車輪速度Ｖ１n、Ｖ
２n、Ｖ３n、Ｖ４nとする。
得られた車両の各車輪タイヤＦＬＷ、ＦＲＷ、ＲＬＷ、
ＲＲＷのある時点の車輪速データを車輪速度Ｖ１n、Ｖ
２n、Ｖ３n、Ｖ４nとする。
【００２８】ついで従動輪および駆動輪の平均車輪速
度（Ｖｆ n 、Ｖｄn）を演算する。
度（Ｖｆ n 、Ｖｄn）を演算する。
【００２９】前輪駆動の場合、ある時点の従動輪および
駆動輪の平均車輪速度Ｖｆ n 、Ｖｄnをつぎの式（１）、
（２）により求められる。 Ｖｆn＝（Ｖ３n＋Ｖ４n）／２ ・・・（１） Ｖｄn＝（Ｖ１n＋Ｖ２n）／２ ・・・（２）
駆動輪の平均車輪速度Ｖｆ n 、Ｖｄnをつぎの式（１）、
（２）により求められる。 Ｖｆn＝（Ｖ３n＋Ｖ４n）／２ ・・・（１） Ｖｄn＝（Ｖ１n＋Ｖ２n）／２ ・・・（２）
【００３０】ついで前記従動輪の平均車輪加減速度
（すなわち車両の加減速度）Ａｆnを演算する。
（すなわち車両の加減速度）Ａｆnを演算する。
【００３１】前記従動輪の平均車輪速度Ｖｆｎより１つ
前の車輪速データから、平均車輪速度Ｖｆｎ−１とする
と、従動輪の平均車輪加減速度Ａｆｎはそれぞれつぎの
式（３）で求められる。 Ａｆｎ＝ａ・（Ｖｆｎ−Ｖｆｎ−１）／Δｔ／ｇ ・・・（３）
前の車輪速データから、平均車輪速度Ｖｆｎ−１とする
と、従動輪の平均車輪加減速度Ａｆｎはそれぞれつぎの
式（３）で求められる。 Ａｆｎ＝ａ・（Ｖｆｎ−Ｖｆｎ−１）／Δｔ／ｇ ・・・（３）
【００３２】ここで、Δｔは車輪速データから算出され
る車輪速度ＶｆnとＶｆn-1の時間間隔（サンプリング時
間）であり、ｇは重力加速度であり、ａは車輪速度（ｋ
ｍ／ｈ）の単位と加速度（ｍ／ｓ）の単位を合わせるた
めの定数（１／３．６）である。前記サンプルング時間
としては、データのばらつきを小さくし、かつ短時間で
判別するためには、０．１秒以下である必要がある。よ
り好ましくは、０．０５秒以下である。
る車輪速度ＶｆnとＶｆn-1の時間間隔（サンプリング時
間）であり、ｇは重力加速度であり、ａは車輪速度（ｋ
ｍ／ｈ）の単位と加速度（ｍ／ｓ）の単位を合わせるた
めの定数（１／３．６）である。前記サンプルング時間
としては、データのばらつきを小さくし、かつ短時間で
判別するためには、０．１秒以下である必要がある。よ
り好ましくは、０．０５秒以下である。
【００３３】ついで前記車両の加減速度Ａｆnの値に
応じて、スリップ比を演算する。
応じて、スリップ比を演算する。
【００３４】まず、加速状態で、駆動輪がロック状態で
車両が滑っているとき（Ｖｄn＝０、Ｖｆn≠０）や、減
速状態で、車両が停止状態で駆動輪がホイールスピンを
起こしているとき（Ｖｆn＝０、Ｖｄn≠０）は、起こり
得ないものとして、スリップ比Ｓnをつぎの式（４）、
（５）から演算する。 Ａｆn≧０およびＶｄn≠０である場合、Ｓn＝（Ｖｆn−Ｖｄn）／Ｖｄn ・・・（４） Ａｆn＜０およびＶｆn≠０である場合、Ｓn＝（Ｖｆn−Ｖｄn）／Ｖｆn ・・・（５） 前記以外の場合は、Ｓn＝１とする。
車両が滑っているとき（Ｖｄn＝０、Ｖｆn≠０）や、減
速状態で、車両が停止状態で駆動輪がホイールスピンを
起こしているとき（Ｖｆn＝０、Ｖｄn≠０）は、起こり
得ないものとして、スリップ比Ｓnをつぎの式（４）、
（５）から演算する。 Ａｆn≧０およびＶｄn≠０である場合、Ｓn＝（Ｖｆn−Ｖｄn）／Ｖｄn ・・・（４） Ａｆn＜０およびＶｆn≠０である場合、Ｓn＝（Ｖｆn−Ｖｄn）／Ｖｆn ・・・（５） 前記以外の場合は、Ｓn＝１とする。
【００３５】ついでスリップ比および車両の加減速度
のデータをサンプリング時間ごとに移動平均化処理す
る。
のデータをサンプリング時間ごとに移動平均化処理す
る。
【００３６】実際の走行中の路面μは一定ではなく、刻
々と変化するため、短時間で路面μを推定する必要があ
る。また直線回帰をする場合、一定以上のデータ数がな
ければ、得られた回帰係数の信頼性が劣る。そこで、短
時間のサンプリング時間、たとえば数十ｍｓごとにデー
タをサンプリングし、このサンプリング時間で得られた
ばらつきの大きいデータを移動平均することにより、デ
ータの数を減らさずに、データのばらつきを小さくする
ことができる。
々と変化するため、短時間で路面μを推定する必要があ
る。また直線回帰をする場合、一定以上のデータ数がな
ければ、得られた回帰係数の信頼性が劣る。そこで、短
時間のサンプリング時間、たとえば数十ｍｓごとにデー
タをサンプリングし、このサンプリング時間で得られた
ばらつきの大きいデータを移動平均することにより、デ
ータの数を減らさずに、データのばらつきを小さくする
ことができる。
【００３７】スリップ比については、
ＭＳn＝（Ｓ1＋Ｓ2＋・・・＋Ｓn）／Ｎ ・・・（６）
ＭＳn+1＝（Ｓ2＋Ｓ3＋・・・＋Ｓn+1）／Ｎ ・・・（７）
ＭＳn+2＝（Ｓ3＋Ｓ4＋・・・＋Ｓn+2）／Ｎ ・・・（８）
【００３８】車両の加減速度については、
ＭＡｆn＝（Ａｆ1＋Ａｆ2＋・・・＋Ａｆn）／Ｎ ・・・（９）
ＭＡｆn+1＝（Ａｆ2＋Ａｆ3＋・・・＋Ａｆn+1）／Ｎ ・・・（１０）
ＭＡｆn+2＝（Ａｆ3＋Ａｆ4＋・・・＋Ａｆn+2）／Ｎ ・・・（１１）
【００３９】ついでスリップ比と車両の加減速度との
互いの1次の回帰係数、すなわちスリップ比の車両の加
減速度に対する回帰係数Ｋ１と車両の加減速度のスリッ
プ比に対する回帰係数Ｋ２をそれぞれつぎの式（１
２）、（１３）から求める。
互いの1次の回帰係数、すなわちスリップ比の車両の加
減速度に対する回帰係数Ｋ１と車両の加減速度のスリッ
プ比に対する回帰係数Ｋ２をそれぞれつぎの式（１
２）、（１３）から求める。
【００４０】
【００４１】
【００４２】また相関係数Ｒは、
Ｒ＝Ｋ１×Ｋ２ ・・・（１４）
となる。
【００４３】この相関係数は、設定値、たとえば０．６
以上であれば、回帰係数Ｋ１の値を更新する。
以上であれば、回帰係数Ｋ１の値を更新する。
【００４４】ここで、スリップ比と車両の加減速度との
関係というのは、一般的なタイヤと路面のμ−ｓ曲線と
同じことで、路面μの違い（高μ路Ｒ１、中μ路Ｒ２、
低μ路Ｒ３）により図３のようになる。そして、前記回
帰係数Ｋ１、Ｋ２とは、μ−ｓ曲線の勾配を求めたもの
である。このμ−ｓ曲線は、本来曲線であるが、実際の
走行時に発生するスリップ比の範囲では、ほぼ直線とな
っている。すなわち、μ−ｓ曲線は、ｙ＝ａＸ＋ｂとい
う方程式で表わすことができる。このときの係数ａが回
帰係数（Ｋ１、Ｋ２）で、直線の勾配を意味している。
ここで、ｙをスリップ比とするか、加速度とするかで、
ａ＝Ｋ１であったりａ＝Ｋ２であったりする。本実施の
形態では、ｙをスリップ比としてＫ１の値で路面μを判
定している。もちろん回帰係数Ｋ２からも路面μを判定
することもできる。
関係というのは、一般的なタイヤと路面のμ−ｓ曲線と
同じことで、路面μの違い（高μ路Ｒ１、中μ路Ｒ２、
低μ路Ｒ３）により図３のようになる。そして、前記回
帰係数Ｋ１、Ｋ２とは、μ−ｓ曲線の勾配を求めたもの
である。このμ−ｓ曲線は、本来曲線であるが、実際の
走行時に発生するスリップ比の範囲では、ほぼ直線とな
っている。すなわち、μ−ｓ曲線は、ｙ＝ａＸ＋ｂとい
う方程式で表わすことができる。このときの係数ａが回
帰係数（Ｋ１、Ｋ２）で、直線の勾配を意味している。
ここで、ｙをスリップ比とするか、加速度とするかで、
ａ＝Ｋ１であったりａ＝Ｋ２であったりする。本実施の
形態では、ｙをスリップ比としてＫ１の値で路面μを判
定している。もちろん回帰係数Ｋ２からも路面μを判定
することもできる。
【００４５】また相関係数Ｒを求めている理由は、得ら
れた回帰係数の値が適切であるか否かを判断するためで
ある。すなわち、相関係数Ｒの値が大きい場合は、スリ
ップ比と加速度のあいだに相関があり、得られた回帰係
数は適切であるが、相関係数Ｒの値が小さい場合は、両
者のあいだに相関がなく得られた回帰係数は不適切であ
るために、その値で路面μを判定しないようにする。
れた回帰係数の値が適切であるか否かを判断するためで
ある。すなわち、相関係数Ｒの値が大きい場合は、スリ
ップ比と加速度のあいだに相関があり、得られた回帰係
数は適切であるが、相関係数Ｒの値が小さい場合は、両
者のあいだに相関がなく得られた回帰係数は不適切であ
るために、その値で路面μを判定しないようにする。
【００４６】ついで回帰係数Ｋ１の値により、路面μ
を推定する。
を推定する。
【００４７】たとえば、
Ｋ１≦０．１ 高μ路（μ＝０．７以上）
０．１＜Ｋ１≦０．１６ 中μ路（μ＝０．３〜０．７）
０．１６＜Ｋ１ 低μ路（μ＝０．３以下）
【００４８】この回帰係数Ｋ１のしきい値は、たとえば
今までの実験データから得ることができる。
今までの実験データから得ることができる。
【００４９】つぎに路面の情報（滑りやすいなど）を
運転手に警報する。
運転手に警報する。
【００５０】さらには、路面の状態をＡＢＳ装置やＴＲ
Ｃ装置などの制御に使用する。
Ｃ装置などの制御に使用する。
【００５１】つぎに本発明を実施例に基づいて説明する
が、本発明はかかる実施例のみに限定されるものではな
い。
が、本発明はかかる実施例のみに限定されるものではな
い。
【００５２】
【実施例】まず前輪駆動車の４輪タイヤとして、スタッ
ドレスタイヤ（住友ゴム工業（株）製 グラスピックＤ
Ｓ−１）を使用し、車両をドライアスファルト路Ｒ１、
圧雪路Ｒ２および凍結アスフャルト路Ｒ３を走行させ
た。このときの走行条件は、各路面とも５０ｋｍ／ｈ前
後の走行である。車輪の車輪速度のサンプリング時間に
関し、データ数を多く、かつばらつきや測定誤差を排除
するために、たとえば１秒ではサンプリング時間が長す
ぎるため、４０ｍｓとした。
ドレスタイヤ（住友ゴム工業（株）製 グラスピックＤ
Ｓ−１）を使用し、車両をドライアスファルト路Ｒ１、
圧雪路Ｒ２および凍結アスフャルト路Ｒ３を走行させ
た。このときの走行条件は、各路面とも５０ｋｍ／ｈ前
後の走行である。車輪の車輪速度のサンプリング時間に
関し、データ数を多く、かつばらつきや測定誤差を排除
するために、たとえば１秒ではサンプリング時間が長す
ぎるため、４０ｍｓとした。
【００５３】そして図４に示されるように、回転速度検
出手段から出力される車輪速パルスに基づいて、車輪速
度を取り込み、４０ｍｓごとの従動輪の平均車輪加減速
度（車両の加減速度）および前後輪のスリップ比を計算
した（スッテプＳ１、Ｓ２、Ｓ３）。
出手段から出力される車輪速パルスに基づいて、車輪速
度を取り込み、４０ｍｓごとの従動輪の平均車輪加減速
度（車両の加減速度）および前後輪のスリップ比を計算
した（スッテプＳ１、Ｓ２、Ｓ３）。
【００５４】ついで、従動輪の平均車輪加減速度および
前後輪のスリップ比について、１秒分の２５個のデータ
を平均化し、サンプリング時間（４０ｍｓ）ごとに移動
平均値として求めた（スッテプＳ４、Ｓ５）。ここで、
スリップ比が０．０５以上または−０．０５以下となっ
た場合は、その時点でスリップ警報を発することとした
（ステップ６）。それ以外の場合は、移動平均された従
動輪の平均車輪加減速度とスリップ比の５０個分のデー
タでスリップ比に対する従動輪の平均車輪加減速度の１
次の回帰係数Ｋ１を求めた（スッテプＳ７）。
前後輪のスリップ比について、１秒分の２５個のデータ
を平均化し、サンプリング時間（４０ｍｓ）ごとに移動
平均値として求めた（スッテプＳ４、Ｓ５）。ここで、
スリップ比が０．０５以上または−０．０５以下となっ
た場合は、その時点でスリップ警報を発することとした
（ステップ６）。それ以外の場合は、移動平均された従
動輪の平均車輪加減速度とスリップ比の５０個分のデー
タでスリップ比に対する従動輪の平均車輪加減速度の１
次の回帰係数Ｋ１を求めた（スッテプＳ７）。
【００５５】さらに、このときの相関係数Ｒを求め（ス
テップ８）、この相関係数Ｒが０．６以上であれば回帰
係数Ｋ１の値を更新し、保持した（ステップ９）。 こ
のときのそれぞれの路面で得られた回帰係数の経時変化
を図５に示す。ドライアスファルトＲ１の場合、回帰係
数Ｋ１は絶えず０．１２以下で推移しているのに対し、
圧雪路Ｒ２では、約０．１〜０．２のあいだで推移して
いる。また凍結アスファルト路Ｒ３では、回帰係数Ｋ１
の値が大きく変動しているのがわかる。これは、路面の
状態が一定でないためである。事実、評価を行なった路
面は、一見黒くアスファルトと思われたが、実際に車か
ら降りると、いたるところで凍結しており、非常に滑り
やすい状態であった。
テップ８）、この相関係数Ｒが０．６以上であれば回帰
係数Ｋ１の値を更新し、保持した（ステップ９）。 こ
のときのそれぞれの路面で得られた回帰係数の経時変化
を図５に示す。ドライアスファルトＲ１の場合、回帰係
数Ｋ１は絶えず０．１２以下で推移しているのに対し、
圧雪路Ｒ２では、約０．１〜０．２のあいだで推移して
いる。また凍結アスファルト路Ｒ３では、回帰係数Ｋ１
の値が大きく変動しているのがわかる。これは、路面の
状態が一定でないためである。事実、評価を行なった路
面は、一見黒くアスファルトと思われたが、実際に車か
ら降りると、いたるところで凍結しており、非常に滑り
やすい状態であった。
【００５６】そして、回帰係数Ｋ１の値と予め設定され
たしきい値（０．１２と０．１８）を比較し、タイヤと
路面との摩擦係数μを判定する。前記回帰係数Ｋ１およ
び相関係数Ｒの演算は、サンプリング時間（４０ｍｓ）
ごとに行ない、以下のしきい値により路面μを判定した
（ステップ１０、１１、１２）。
たしきい値（０．１２と０．１８）を比較し、タイヤと
路面との摩擦係数μを判定する。前記回帰係数Ｋ１およ
び相関係数Ｒの演算は、サンプリング時間（４０ｍｓ）
ごとに行ない、以下のしきい値により路面μを判定した
（ステップ１０、１１、１２）。
【００５７】
Ｋ１≦０．１２ 高μ路（警報、注意報とも発しない）
０．１２＜Ｋ１≦０．１８ 中μ路（スリップ注意報を発する）
０．１８＜Ｋ１ 低μ路（スリップ警報を発する）
【００５８】その結果、ドライアスファルトの場合、ス
リップ注意報およびスリップ警報とも全く発生しなかっ
た。圧雪路の場合は、ほとんど絶えずスリップ注意報が
発せられ、まれにスリップ警報も発せられた。凍結アス
ファルトでは、スリップ注意報のみならず、スリップ警
報も頻繁に発せられた。
リップ注意報およびスリップ警報とも全く発生しなかっ
た。圧雪路の場合は、ほとんど絶えずスリップ注意報が
発せられ、まれにスリップ警報も発せられた。凍結アス
ファルトでは、スリップ注意報のみならず、スリップ警
報も頻繁に発せられた。
【００５９】なお、本実施例では、回帰直線を求めるデ
ータ数を５０個としたが、本発明においては、これに限
られるものではない。ただ、データ数が少なすぎると信
頼性の高い結果が得られなくなるために、最低５個以上
は必要であるが、逆にデータ数を多くしすぎると、それ
だけサンプリング時間がかかり、路面の状態が次々に変
化する場合は、データがばらついてしまい相関係数が逆
に低くなって路面μを判別できない場合が増える結果と
なるので、サンプリング時間とのかねあいで決定するの
が望ましい。
ータ数を５０個としたが、本発明においては、これに限
られるものではない。ただ、データ数が少なすぎると信
頼性の高い結果が得られなくなるために、最低５個以上
は必要であるが、逆にデータ数を多くしすぎると、それ
だけサンプリング時間がかかり、路面の状態が次々に変
化する場合は、データがばらついてしまい相関係数が逆
に低くなって路面μを判別できない場合が増える結果と
なるので、サンプリング時間とのかねあいで決定するの
が望ましい。
【００６０】以上のように、本システムを用いることに
より、路面μを精度よく、かつ短時間で判別することが
可能となり、運転手に滑りやすい危険な状態であること
を伝えることができた。
より、路面μを精度よく、かつ短時間で判別することが
可能となり、運転手に滑りやすい危険な状態であること
を伝えることができた。
【００６１】そして、この判定された路面μの情報をＡ
ＢＳ装置やＴＲＣ装置などに用いることにより、路面μ
に応じた最適な制御を行なうことができる。また、低μ
路と判定された場合、運転手に滑りやすい路面であると
注意を促すことができる。
ＢＳ装置やＴＲＣ装置などに用いることにより、路面μ
に応じた最適な制御を行なうことができる。また、低μ
路と判定された場合、運転手に滑りやすい路面であると
注意を促すことができる。
【００６２】
【発明の効果】以上説明したとおり、本発明によれば、
４輪の車輪回転速度情報のみで路面μを精度よく、かつ
短時間で判別できるため、車両の性能および安全性を高
めることができる。
４輪の車輪回転速度情報のみで路面μを精度よく、かつ
短時間で判別できるため、車両の性能および安全性を高
めることができる。
【図１】本発明の一実施の形態にかかわる路面摩擦係数
判定装置を示すブロック図である。
判定装置を示すブロック図である。
【図２】図１における路面摩擦係数判定装置の電気的構
成を示すブロック図である。
成を示すブロック図である。
【図３】路面μとスリップ比との関係を示す模式図であ
る。
る。
【図４】本実施の形態にかかわるフローチャートであ
る。
る。
【図５】路面状態が異なる場合の回帰係数の経時変化を
示す図である。
示す図である。
１ 制御ユニット
２ 警報表示器
３ 初期化スイッチ
ＦＬＷ、ＦＲＷ、ＲＬＷ、ＲＲＷ タイヤ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平７−112659（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−298069（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−216862（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−192086（ＪＰ，Ａ)
特開 平11−20649（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B60T 8/58
G01N 19/02
Claims (3)
- 【請求項１】 車両の４輪のタイヤの回転速度を定期的
に検出する工程と、該測定された回転速度から、スリッ
プ比を演算する工程と、該スリップ比と車両の加減速度
との関係式を求める工程と、該関係式の傾きと予め設定
されたしきい値を比較する工程と、当該比較の結果から
路面とタイヤとのあいだの摩擦係数を判定する工程とを
備えており、前記スリップ比および車両の加減速度を一
定時間分のデータの平均値として、サンプリング時間ご
とに移動平均化して求め、当該移動平均されたスリップ
比および車両の加減速度のデータを用いて、スリップ比
と車両の加減速度との互いの１次の回帰係数と相関係数
を求め、該相関係数の値が設定値以上の場合、該回帰係
数を更新および保持し、該回帰係数の値と予め設定され
たしきい値とを比較することによりタイヤと路面との摩
擦係数を判定する路面摩擦係数判定方法。 - 【請求項２】 前記回転速度の検出を少なくとも０．１
秒以下で行なう請求項１記載の路面摩擦係数判定方法。 - 【請求項３】 前記車両の加減速度を前記４輪のタイヤ
の回転速度検出手段の測定値から演算する請求項１また
は２記載の路面摩擦係数判定方法。
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|---|---|---|---|
| JP2000064963A JP3515040B2 (ja) | 2000-03-09 | 2000-03-09 | 路面摩擦係数判定方法 |
| TW090103519A TW486438B (en) | 2000-03-09 | 2001-02-16 | Device and method for determining coefficient of road surface friction |
| KR1020010009154A KR100600466B1 (ko) | 2000-03-09 | 2001-02-23 | 노면마찰계수 판정장치 및 방법 |
| EP01302137A EP1132271A3 (en) | 2000-03-09 | 2001-03-08 | Apparatus and method for assessing condition of road surface |
| US09/801,643 US6577941B2 (en) | 2000-03-09 | 2001-03-09 | Apparatus and method for determining condition of road surface |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000064963A JP3515040B2 (ja) | 2000-03-09 | 2000-03-09 | 路面摩擦係数判定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001253334A JP2001253334A (ja) | 2001-09-18 |
| JP3515040B2 true JP3515040B2 (ja) | 2004-04-05 |
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|---|---|---|---|
| JP2000064963A Expired - Fee Related JP3515040B2 (ja) | 2000-03-09 | 2000-03-09 | 路面摩擦係数判定方法 |
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| JP3923808B2 (ja) | 2002-01-23 | 2007-06-06 | 住友ゴム工業株式会社 | タイヤ空気圧低下警報方法および装置、ならびにタイヤ減圧判定のプログラム |
| DE60300521T2 (de) * | 2002-06-13 | 2006-02-23 | Société de Technologie Michelin | Stabilitätsregelungssystem eines Fahrzeuges unter Verwendung einer für alle Reifen charakteristischen Invarianzfunktion |
| EP1372049A1 (fr) * | 2002-06-13 | 2003-12-17 | Société de Technologie Michelin | Méthode d'asservissement, utilisable notamment pour maintenir le glissement d'un pneu à un niveau optimal pour qu'il fonctionne à un niveau de coefficient d'adhérence maximal |
| DE60317290T2 (de) | 2002-11-13 | 2008-08-28 | Sumitomo Rubber Industries Ltd., Kobe | Verfahren, Vorrichtung und Programm zur Ermittlung von Strassenzuständen |
| JP2005138702A (ja) | 2003-11-06 | 2005-06-02 | Sumitomo Rubber Ind Ltd | 路面状態判定方法および装置、ならびに路面状態判定のプログラム |
| JP2006035928A (ja) * | 2004-07-23 | 2006-02-09 | Sumitomo Rubber Ind Ltd | 路面状態判定方法および装置ならびに路面状態判定プログラム |
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| FR2909946B1 (fr) * | 2006-12-13 | 2010-09-17 | Soc Tech Michelin | Procede d'estimation d'un risque de defaut de liaison au sol d'un vehicule automobile |
| US10974705B2 (en) | 2016-06-15 | 2021-04-13 | Volvo Truck Corporation | Wheel controller for a vehicle |
| DE102020113937A1 (de) * | 2019-05-27 | 2020-12-03 | Jtekt Corporation | System zur Bestimmung eines Reifenzustands |
| JP7396053B2 (ja) | 2020-01-10 | 2023-12-12 | 住友ゴム工業株式会社 | タイヤのスリップ比の判定装置、判定方法及び判定プログラムならびに路面の状態の判定装置、判定方法及び判定プログラム |
| JP7396054B2 (ja) | 2020-01-10 | 2023-12-12 | 住友ゴム工業株式会社 | タイヤのスリップ比の判定装置、判定方法及び判定プログラム |
| JP7434909B2 (ja) | 2020-01-10 | 2024-02-21 | 住友ゴム工業株式会社 | 路面の状態の判定装置、判定方法及び判定プログラム |
| WO2021144010A1 (en) * | 2020-01-15 | 2021-07-22 | Volvo Truck Corporation | Methods for setting a heavy duty vehicle in motion |
| CN113788022B (zh) * | 2020-11-19 | 2023-08-11 | 北京京东乾石科技有限公司 | 车辆控制方法、装置、计算机可读存储介质及电子设备 |
| JP2024077834A (ja) | 2022-11-29 | 2024-06-10 | 住友ゴム工業株式会社 | 路面の水膜厚さの推定装置、推定方法及び推定プログラム |
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|---|---|---|---|---|
| JP3352497B2 (ja) * | 1993-04-14 | 2002-12-03 | マツダ株式会社 | 車両のアンチスキッドブレーキ装置 |
| JP3409389B2 (ja) * | 1993-10-18 | 2003-05-26 | 株式会社デンソー | 路面摩擦係数推定装置 |
| JP3338537B2 (ja) * | 1993-12-27 | 2002-10-28 | 株式会社リコー | 画像傾き検出装置 |
| JPH08216862A (ja) * | 1995-02-09 | 1996-08-27 | Nissan Motor Co Ltd | アンチスキッド制御装置 |
| JP3435625B2 (ja) * | 1997-06-27 | 2003-08-11 | 株式会社豊田中央研究所 | 路面状態演算装置 |
-
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- 2000-03-09 JP JP2000064963A patent/JP3515040B2/ja not_active Expired - Fee Related
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