JPH09170916A - 路面状態推定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 路面摩擦係数の推定を精度良く行う。 【解決手段】 路面摩擦係数を推定する手段により推定
された路面摩擦係数の前回推定値と今回推定値とを比較
した結果、今回推定値の方が低い場合でも、駆動輪スリ
ップが所定値以下のときには、路面摩擦係数の推定値の
低い側への更新は行わず、前回推定値を維持する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両が走行してい
る路面の状態を推定する路面状態推定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、発進時あるいは加速時において、
駆動輪にスリップが発生した場合に、この駆動スリップ
を収束させるために駆動力を制御してスリップの発生し
ている駆動輪のトラクションを減少させ、これにより駆
動スリップを抑制する加速スリップ制御装置が開発され
ている。

【０００３】このような制御にあたり、駆動輪を制御す
るための目標回転数を算出するために、車両が走行して
いる路面の状態、特に路面摩擦係数μを推定することが
重要である。例えば、特開平２−３７７６号公報に開示
されている制御装置においては、単位時間当りの従動輪
速度の増加量に基づいて路面摩擦係数μを推定するよう
にしている。

【０００４】

【解決が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術においては、加速状態であっても変速時において
従動輪の加速度が０となるため、これに基づいて路面状
態を推定すると路面摩擦係数μが誤って０と推定されて
しまうという問題がある。

【０００５】これを図を用いて説明する。図５は、車輪
速度と路面摩擦係数μの時間変化を定性的に示したもの
である。図５において、横軸は時間であり、上側の実線
のグラフは従動輪速度、一点鎖線のグラフは駆動輪速度
を表わし、下側のグラフは路面摩擦係数μの推定値を表
わしている。

【０００６】実線のグラフより一点鎖線のグラフの方が
上にある部分は、従動輪速度より駆動輪速度の方が大き
く、駆動輪の方が速く回転し、加速スリップを生じてい
ることを表わしている。図の符号Ａの部分では、従動輪
は一定速度で回転しているのに対し、加速スリップが増
加している。これは路面反力が減少したため、車輪スピ
ンが発生したものであり、路面摩擦係数がほぼ０と考え
られる。

【０００７】これに対して、図の符号Ｂの部分では、変
速中のため、駆動輪に動力が伝わらず、いわば４輪とも
従動輪となり、一定速度で定常走行を行う。従って、従
動輪速度の増加量は０となる。

【０００８】よって、従動輪速度の増加量に基づいて路
面摩擦係数μを推定しようとすると、図のＢの部分にお
いては路面摩擦係数μが０でないにも拘らず、図のＡの
部分と同様にＢの部分においても、路面摩擦係数μを０
と推定してしまう。

【０００９】このように従来の推定方法では、たとえ路
面摩擦係数μが高い路面を走行していても、手動変速機
付きの車両での変速時には、クラッチ操作によりエンジ
ン出力トルクが伝達されないため、一時的に定常走行状
態等となって路面摩擦係数μの誤った推定をする恐れが
ある。

【００１０】本発明は、このような従来の問題に鑑みて
なされたものであり、路面摩擦係数の推定を精度良く行
うことのできる路面状態推定装置を提供することを課題
とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、その要旨を図
１に示すように、車両が走行している路面の状態を推定
する路面状態推定装置において、駆動輪のスリップが所
定値以下か否かを判定する手段と、路面摩擦係数を推定
する手段と、今回推定された路面摩擦係数と前回推定さ
れた路面摩擦係数を比較する手段と、駆動輪のスリップ
が所定値以下のときは、前記比較結果に基づいて、前記
前回推定された路面摩擦係数の、より低い側への更新を
制限する手段とを備えたことにより、前記課題を解決し
たものである。

【００１２】即ち、本発明によれば、駆動輪のスリップ
が所定値以下と判定された場合、即ち摩擦係数μがある
程度高い路面を走行していると判断されたときは、前回
推定された路面摩擦係数と今回推定された路面摩擦係数
とを比較し、今回推定された路面摩擦係数の方が低い場
合には、前回推定された路面摩擦係数の更新は行わず、
前回値を維持するようにした。その結果変速時等におい
ても、精度の高い路面摩擦係数の推定が可能となった。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態の例を詳細に説明する。

【００１４】図２は、本発明に係る路面状態推定装置を
含む、加速スリップ制御装置を備えた車両の概略構成図
である。

【００１５】図２において、符号１０、１２は従動輪と
しての左右の前輪を、１４、１６は駆動輪としての左右
の後輪を各々示している。左右の後輪１４と１６にはエ
ンジン１８の出力トルクが、変速装置２０、プロペラ軸
２２、デファレンシャル装置２４及び左右の駆動車軸２
６、２８を経て伝達される。エンジン１８は、吸気通路
３０、サージタンク３２より吸気を吸入し、燃料噴射弁
３４より燃料を噴射供給され、吸気通路３０には吸入空
気量の制御を行うメインスロットルバルブ３６が設けら
れている。メインスロットルバルブ３６は、アクセルペ
ダル３８と連結され、アクセルペダル３８の踏み込みに
応じて開閉する。

【００１６】燃料噴射弁３４は、エンジン制御装置４０
からの制御信号によって開弁時期及び開弁時間が制御さ
れ、開弁時間に応じた量の燃料をエンジン１８に対して
噴射供給する。エンジン制御装置４０による燃料噴射量
制御は、基本的には吸入空気量あるいは吸気管圧力とエ
ンジン回転数により決定される１行程当りの吸入空気量
に応じて行われる。

【００１７】吸気通路３０のメインスロットルバルブ３
６より吸気流で見て上流側にはサブスロットルバルブ４
２が設けられている。サブスロットルバルブ４２は、ス
テップモータ４４により開閉駆動され、ステップモータ
４４は加速スリップ制御用の電子制御装置４６よりの制
御信号に応じてサブスロットルバルブ４２の開度を制御
するようになっている。

【００１８】電子制御装置４６は、一般的なマイクロコ
ンピュータを含むもので、駆動輪速度センサ４８、５０
の回転数を駆動輪速度ＶWRとして取込み、左右の従動輪
速度センサ５２、５４より左右の前輪１０、１２の回転
数を左右の従動輪速度ＶWFとして取込み、変速装置２０
からギヤシフト位置に関する情報を取込み、スロットル
開度センサ５６よりメインスロットルバルブ３６の開度
に関する情報を取込み、エンジン制御装置４０で算出さ
れたエンジン１８の回転数に関する情報を取込み、これ
らの情報に従って加速スリップが発生したか否かを判別
し、加速スリップ発生時にはサブスロットルバルブ４２
を加速スリップ制御に適した所定開度に開閉駆動させる
制御信号をステップモータ４４へ出力する。

【００１９】又、電子制御装置４６は、駆動輪速度セン
サ４８、５０及び従動輪速度センサ５２、５４から取り
込んだ駆動輪速度ＶWR及び従動輪速度ＶWFを基に、駆動
輪スリップが所定値以下か否かを判定すると共に、路面
摩擦係数μの推定演算を行う。更に、電子制御装置４６
は、路面摩擦係数の前回推定値と今回推定値を比較し、
駆動輪スリップが所定値以下の場合には、路面摩擦係数
の、より低い側への更新を制限する。

【００２０】以下、図３のフローチャートを参照して本
実施形態の作用を詳しく説明する。

【００２１】図３のステップ１００において、従動輪速
度ＶWF及び駆動輪速度ＶWRを駆動輪速度センサ４８、５
０及び従動輪速度センサ５２、５４より電子制御装置４
６へ入力する。

【００２２】次のステップ１１０では、Ｋを定数、Ｔを
演算周期とし、前回演算時の従動輪速度ＶWF（ｎ−１）
と今回の従動輪速度ＶWF（ｎ）とから、路面摩擦係数μ
（ｎ）が次の（１）式により演算される。

【００２３】 μ（ｎ）＝Ｋ×（ＶWF（ｎ）−ＶWF（ｎ−１））／Ｔ …（１）

【００２４】路面摩擦係数μが（１）式のように演算し
得る理由を簡単に説明する。今、車体重量をｍ、車体加
速度をａ、車体に働く力をＦとすると、（２）式で示さ
れるようないわゆるニュートンの運動方程式が成り立
つ。

【００２５】ｍａ＝Ｆ …（２）

【００２６】ここで、従動輪速度ＶWFを車体速度Ｖと見
做すと、車体加速度ａは、上の記号を用いて、ほぼ
（３）式で示すように見做すことができる。

【００２７】 ａ＝（ＶWF（ｎ）−ＶWF（ｎ−１））／Ｔ …（３）

【００２８】又、車体に働く力Ｆは車輪にかかる荷重を
Ｗとすると、路面摩擦係数μを用いて、（４）のように
表わすことができる。

【００２９】Ｆ＝μＷ …（４）

【００３０】よって、上記運動方程式は次の（５）式の
ようになる。

【００３１】 ｍ（ＶWF（ｎ）−ＶWF（ｎ−１））／Ｔ＝μＷ …（５）

【００３２】これをμについて解くと、次の（６）式の
ようになる。

【００３３】 μ＝（ｍ／Ｗ）×（ＶWF（ｎ）−ＶWF（ｎ−１））／Ｔ …（６）

【００３４】従って、ｍ／Ｗを定数Ｋとすれば、上記
（１）式が得られる。

【００３５】次のステップ１２０では、今回演算された
路面摩擦係数μ（ｎ）を前回の演算値μ（ｎ−１）と比
較する。

【００３６】その結果、今回の演算値μ（ｎ）の方が前
回の演算値より大きいか又は等しい場合には、ステップ
１５０へ進み、今回の演算値μ（ｎ）で路面摩擦係数μ
を更新し、μ＝μ（ｎ）とする。

【００３７】又、今回の演算値μ（ｎ）の方が前回の演
算値μ（ｎ−１）より小さい場合には、次のステップ１
３０で駆動輪１４、１６のスリップが所定値Ｓより小か
否か判定する。これは、駆動輪速度ＶWRと従動輪速度Ｖ
WFの差が所定値Ｓ以上か否かで判定される。この差が所
定値Ｓ以上の場合には、図５の符号Ａの部分のように、
実際に路面摩擦係数μが低くなったことによりスリップ
が増大しているものと考えられ、ステップ１５０へ進
み、今回の推定値μ（ｎ）で路面摩擦係数μを更新す
る。

【００３８】前記差が所定値Ｓより小のときには、次の
ステップ１４０で前回推定値μ（ｎ−１）を今回推定値
μ（ｎ）とし、ステップ１５０においてこれを路面摩擦
係数μとすることで、前回の推定値μ（ｎ−１）を維持
するようにする。

【００３９】以上説明した路面摩擦係数推定値の制御の
効果を図４に示す。

【００４０】図４は、前記図５と同様に、上側に実線で
従動輪速度ＶWF、一点鎖線で駆動輪速度ＶWR、下側に路
面摩擦係数μの推定値を示すと共に、更に上側に破線で
スリップ判定を示している。

【００４１】スリップのほとんど発生していない符号Ｃ
の部分では、路面摩擦係数μの前回の推定値が維持され
ており、従来のように誤って０と推定するようなことは
ない。

【００４２】結局、Ｃの部分のように破線に示すスリッ
プ判定値より駆動輪速度ＶWRが小さいときは、路面摩擦
係数μが低下している可能性が極めて小さいため、路面
摩擦係数μの（より低い側への）更新は行わない。一
方、Ｄの部分のようにスリップ判定値より駆動輪速度Ｖ
WRが大きく、スリップが出ている場合には路面摩擦係数
μの更新をするものである。

【００４３】従って、本実施形態によれば、例えば手動
変速機付き車両での変速による一時的な定常走行や、限
界加速でない状態での路面摩擦係数の誤った推定を防ぐ
ことができる。

【００４４】なお、本実施形態では、車速センサによっ
て検出された車輪速度に基づいて路面摩擦係数を推定す
るようにしているが、本発明はこれに限定されるもので
はなく、例えば、加速度センサ等を用いるものでもよ
い。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明によれば、
路面摩擦係数推定時に、駆動輪スリップが生じていない
場合には、この状態で推定した値による更新は行わず、
前回値を維持するようにしたため、より精度の高い路面
摩擦係数の推定が可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の要旨を示すブロック図

【図２】本発明に係る路面状態判定装置を含む、加速ス
リップ制御装置を備えた車両の概略構成図

【図３】本実施形態の制御を示すフローチャート

【図４】本実施形態の効果を示す車輪速度、路面摩擦係
数の時間変化を表わす線図

【図５】従来の問題を示す車輪速度、路面摩擦係数の時
間変化を表わす線図

【符号の説明】

１０、１２…従動輪 １４、１６…駆動輪 １８…エンジン ４６…電子制御装置 ４８、５０…駆動輪速度センサ ５２、５４…従動輪速度センサ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車両が走行している路面の状態を推定する
   路面状態推定装置において、 駆動輪のスリップが所定値以下か否かを判定する手段
   と、 路面摩擦係数を推定する手段と、 今回推定された路面摩擦係数と前回推定された路面摩擦
   係数を比較する手段と、 駆動輪のスリップが所定値以下のときは、前記比較結果
   に基づいて、前記前回推定された路面摩擦係数の、より
   低い側への更新を制限する手段と、 を備えたことを特徴とする路面状態推定装置。