JP3022038B2 - 路面摩擦係数検出装置 - Google Patents
路面摩擦係数検出装置Info
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- JP3022038B2 JP3022038B2 JP5069233A JP6923393A JP3022038B2 JP 3022038 B2 JP3022038 B2 JP 3022038B2 JP 5069233 A JP5069233 A JP 5069233A JP 6923393 A JP6923393 A JP 6923393A JP 3022038 B2 JP3022038 B2 JP 3022038B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は車両が走行している路面
の摩擦係数を検出する装置に関するものである。
の摩擦係数を検出する装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】路面の摩擦係数（以下、「路面μ」とい
う）を検出する方式が既にいくつか提案されている。そ
れは例えば、実開昭５８−１３４７５８号公報に記載さ
れているように、駆動車輪と遊動車輪との車輪速差に基
づいて路面μを検出する方式や、運転者が操舵中にステ
アリングホイールから受ける操舵反力に基づいて路面μ
を検出する方式や、ロック限界付近にある車輪の車輪加
速度に基づいて路面μを検出する方式などである。
う）を検出する方式が既にいくつか提案されている。そ
れは例えば、実開昭５８−１３４７５８号公報に記載さ
れているように、駆動車輪と遊動車輪との車輪速差に基
づいて路面μを検出する方式や、運転者が操舵中にステ
アリングホイールから受ける操舵反力に基づいて路面μ
を検出する方式や、ロック限界付近にある車輪の車輪加
速度に基づいて路面μを検出する方式などである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、それら従来の
方式はいずれも、路面μを検出する際の時期的な制約が
厳しいという問題がある。例えば、駆動車輪と遊動車輪
との車輪速差に基づいて路面μを検出する方式には、車
両駆動中でなければ路面μを検出することができないと
いう制約があり、また、操舵反力に基づいて路面μを検
出する方式には、操舵中でなければ路面μを検出するこ
とができないという制約があり、また、ロック限界付近
にある車輪の車輪加速度に基づいて路面μを検出する方
式には、強い制動が行われて車輪がロック限界付近に至
らない限り路面μを検出することができないという制約
がある。
方式はいずれも、路面μを検出する際の時期的な制約が
厳しいという問題がある。例えば、駆動車輪と遊動車輪
との車輪速差に基づいて路面μを検出する方式には、車
両駆動中でなければ路面μを検出することができないと
いう制約があり、また、操舵反力に基づいて路面μを検
出する方式には、操舵中でなければ路面μを検出するこ
とができないという制約があり、また、ロック限界付近
にある車輪の車輪加速度に基づいて路面μを検出する方
式には、強い制動が行われて車輪がロック限界付近に至
らない限り路面μを検出することができないという制約
がある。
【０００４】このように従来の方式には路面μを検出す
るための制約が厳しく、容易に路面μを検出することが
できないという問題があったのである。
るための制約が厳しく、容易に路面μを検出することが
できないという問題があったのである。
【０００５】本発明はこの問題を解決することを課題と
してなされたものである。
してなされたものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明は、路面摩擦係数検出装置を、図１に示されて
いるように、(a) 車両走行中に横スリップ角が０でない
状態で回転している車輪の振動のうち、少なくとも車輪
が接している路面の摩擦係数が一方向に変化するのに対
応して振動レベルが一方向に変化する特定の関係が成立
する周波数範囲の振動レベルを検出する車輪振動レベル
検出手段１と、(b) 検出された特定周波数範囲の振動レ
ベルに基づいて前記路面の摩擦係数を推定する路面摩擦
係数推定手段２とを含む構成としたことを特徴とする。
に本発明は、路面摩擦係数検出装置を、図１に示されて
いるように、(a) 車両走行中に横スリップ角が０でない
状態で回転している車輪の振動のうち、少なくとも車輪
が接している路面の摩擦係数が一方向に変化するのに対
応して振動レベルが一方向に変化する特定の関係が成立
する周波数範囲の振動レベルを検出する車輪振動レベル
検出手段１と、(b) 検出された特定周波数範囲の振動レ
ベルに基づいて前記路面の摩擦係数を推定する路面摩擦
係数推定手段２とを含む構成としたことを特徴とする。
【０００７】
【作用】横スリップ角が０でない状態で回転している車
輪においては、良く知られているように、それのタイヤ
のトレッド接地部の周方向における各部分（以下、「ト
レッド各部分」という）が、横方向に変位することを繰
り返す。具体的には、トレッド各部分は、路面に接し始
めると、路面との摩擦力により引っ張られて次第にタイ
ヤ中心から離れる。その後、トレッド各部分は、タイヤ
中心に引き戻そうとするタイヤの弾性力に打ち勝って横
変位が増大していくが、やがて摩擦力よりも弾性力が大
きくなったとき、路面を横にすべってタイヤ中心の方に
戻っていく。
輪においては、良く知られているように、それのタイヤ
のトレッド接地部の周方向における各部分（以下、「ト
レッド各部分」という）が、横方向に変位することを繰
り返す。具体的には、トレッド各部分は、路面に接し始
めると、路面との摩擦力により引っ張られて次第にタイ
ヤ中心から離れる。その後、トレッド各部分は、タイヤ
中心に引き戻そうとするタイヤの弾性力に打ち勝って横
変位が増大していくが、やがて摩擦力よりも弾性力が大
きくなったとき、路面を横にすべってタイヤ中心の方に
戻っていく。
【０００８】本出願人はこのトレッドの横変位と路面μ
との関係について研究し、その結果、次のような現象を
発見した。すなわち、車両走行中に横スリップ角が０で
ない状態で回転している車輪の振動レベルを検出すれ
ば、その検出された振動レベルのうち特定の周波数範囲
内においては、車輪が接している路面の摩擦係数が一方
向に変化するのに対応して振動レベルが一方向に変化す
るという特定の関係が成立するという現象を発見したの
である。なお、この現象の発生メカニズムについては実
施例において詳述する。
との関係について研究し、その結果、次のような現象を
発見した。すなわち、車両走行中に横スリップ角が０で
ない状態で回転している車輪の振動レベルを検出すれ
ば、その検出された振動レベルのうち特定の周波数範囲
内においては、車輪が接している路面の摩擦係数が一方
向に変化するのに対応して振動レベルが一方向に変化す
るという特定の関係が成立するという現象を発見したの
である。なお、この現象の発生メカニズムについては実
施例において詳述する。
【０００９】したがって、この現象を利用すれば、その
周波数範囲における振動レベルさえ判明すれば、振動レ
ベルと路面μとの間の予め判明している一定の相関関係
に基づき、路面μを検出することができる。また、タイ
ヤトレッドの横変位は、車両旋回中に発生するのはもち
ろんであるが、車両直進中であっても発生する。すなわ
ち、車両においては、車両の直進安定性を向上させる等
のため、操舵車輪である左右前輪にトー角をつけたり、
キャンバ角をつけたりするのが一般的であり、その結
果、車両直進状態でも、タイヤトレッドに横変位が発生
しているのである。このように、路面μの検出に必要な
現象であるトレッド横変位は、ほとんど常時発生してい
る現象なのである。
周波数範囲における振動レベルさえ判明すれば、振動レ
ベルと路面μとの間の予め判明している一定の相関関係
に基づき、路面μを検出することができる。また、タイ
ヤトレッドの横変位は、車両旋回中に発生するのはもち
ろんであるが、車両直進中であっても発生する。すなわ
ち、車両においては、車両の直進安定性を向上させる等
のため、操舵車輪である左右前輪にトー角をつけたり、
キャンバ角をつけたりするのが一般的であり、その結
果、車両直進状態でも、タイヤトレッドに横変位が発生
しているのである。このように、路面μの検出に必要な
現象であるトレッド横変位は、ほとんど常時発生してい
る現象なのである。
【００１０】このような知見に基づき、本発明に係る路
面摩擦係数検出装置においては、車輪振動レベル検出手
段１により、車両走行中に横スリップ角が０でない状態
で回転している車輪の振動のうち、少なくとも車輪が接
している路面の摩擦係数が一方向に変化するのに対応し
て振動レベルが一方向に変化する特定の関係が成立する
周波数範囲の振動レベルが検出され、路面摩擦係数推定
手段２により、検出された特定周波数範囲の振動レベル
に基づいて路面の摩擦係数が推定される。
面摩擦係数検出装置においては、車輪振動レベル検出手
段１により、車両走行中に横スリップ角が０でない状態
で回転している車輪の振動のうち、少なくとも車輪が接
している路面の摩擦係数が一方向に変化するのに対応し
て振動レベルが一方向に変化する特定の関係が成立する
周波数範囲の振動レベルが検出され、路面摩擦係数推定
手段２により、検出された特定周波数範囲の振動レベル
に基づいて路面の摩擦係数が推定される。
【００１１】
【発明の効果】このように、本発明によれば、ほとんど
常時発生している現象であるトレッド横変位を利用する
ことにより、路面μを検出することができるため、路面
μを比較的容易に検出することができるという効果が得
られる。
常時発生している現象であるトレッド横変位を利用する
ことにより、路面μを検出することができるため、路面
μを比較的容易に検出することができるという効果が得
られる。
【００１２】ただし、車両直進中には横スリップ角が０
であるために横変位が発生しない車輪につき、車両旋回
中に振動レベルを検出して路面μを検出するようにして
本発明を実施することは可能である。
であるために横変位が発生しない車輪につき、車両旋回
中に振動レベルを検出して路面μを検出するようにして
本発明を実施することは可能である。
【００１３】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳
細に説明する。
細に説明する。
【００１４】図２において符号１０は、操舵車輪である
左右前輪の一方を代表的に示している。この前輪１０は
図示しないベアリングを介してキャリア１２に回転可能
に支持され、そのキャリア１２はアッパアーム１４およ
びロアアーム１６を介して車体１８に連結されている。
アッパアーム１４は車体１８とキャリア１２とを、ロア
アーム１６は車体１８とキャリア１２とをそれぞれ、垂
直面内における相対変位が可能な状態で連結している。
なお、左右の前輪１０にはトー角がつけられていて、車
両直進状態でも前輪１０のタイヤのトレッド接地部に横
変位が生じるようになっている。
左右前輪の一方を代表的に示している。この前輪１０は
図示しないベアリングを介してキャリア１２に回転可能
に支持され、そのキャリア１２はアッパアーム１４およ
びロアアーム１６を介して車体１８に連結されている。
アッパアーム１４は車体１８とキャリア１２とを、ロア
アーム１６は車体１８とキャリア１２とをそれぞれ、垂
直面内における相対変位が可能な状態で連結している。
なお、左右の前輪１０にはトー角がつけられていて、車
両直進状態でも前輪１０のタイヤのトレッド接地部に横
変位が生じるようになっている。
【００１５】ロアアーム１６には加速度センサ２０が取
り付けられている。この加速度センサ２０は重りと圧電
素子を主体として構成されていて、前輪１０の横方向の
振動をロアアーム１６の加速度Ｇとして間接に検出する
ものである。
り付けられている。この加速度センサ２０は重りと圧電
素子を主体として構成されていて、前輪１０の横方向の
振動をロアアーム１６の加速度Ｇとして間接に検出する
ものである。
【００１６】この加速度センサ２０は、車体１８に取り
付けられた路面摩擦係数推定装置２４に接続されてい
る。この路面摩擦係数推定装置２４は、図３に示されて
いるように、ＣＰＵ３０，ＲＯＭ３２，ＲＡＭ３４，入
力インターフェース３８および出力インターフェース４
０を含むコンピュータを主体として構成されており、そ
の入力インターフェース３８に加速度センサ２０が接続
されているのである。この入力インターフェース３８に
はまた、ステアリングホイールの操舵角θを検出する操
舵角センサ４２と、外気温度ｔを検出する温度センサ４
４が接続されている。一方、出力インターフェース４０
には、路面摩擦係数表示器４６が接続されている。この
路面摩擦係数表示器４６は、車室内の、運転者から見え
易い位置に装着されている。
付けられた路面摩擦係数推定装置２４に接続されてい
る。この路面摩擦係数推定装置２４は、図３に示されて
いるように、ＣＰＵ３０，ＲＯＭ３２，ＲＡＭ３４，入
力インターフェース３８および出力インターフェース４
０を含むコンピュータを主体として構成されており、そ
の入力インターフェース３８に加速度センサ２０が接続
されているのである。この入力インターフェース３８に
はまた、ステアリングホイールの操舵角θを検出する操
舵角センサ４２と、外気温度ｔを検出する温度センサ４
４が接続されている。一方、出力インターフェース４０
には、路面摩擦係数表示器４６が接続されている。この
路面摩擦係数表示器４６は、車室内の、運転者から見え
易い位置に装着されている。
【００１７】路面摩擦係数推定装置２４は、ＲＯＭ３２
に予め記憶されている路面摩擦係数推定ルーチン（図４
にフローチャートで表されている）がＣＰＵ３０により
ＲＡＭ３４等を使用されつつ実行されることにより、加
速度センサ２０等からの出力信号に基づいて路面μを検
出し、その結果を路面摩擦係数表示器４６を介して運転
者に告知する。
に予め記憶されている路面摩擦係数推定ルーチン（図４
にフローチャートで表されている）がＣＰＵ３０により
ＲＡＭ３４等を使用されつつ実行されることにより、加
速度センサ２０等からの出力信号に基づいて路面μを検
出し、その結果を路面摩擦係数表示器４６を介して運転
者に告知する。
【００１８】ここで、図４の路面摩擦係数推定ルーチン
の内容を詳細に説明する。まず、路面μ検出の原理につ
いて説明する。
の内容を詳細に説明する。まず、路面μ検出の原理につ
いて説明する。
【００１９】本出願人は本発明に先立ち、前記車両を用
いて次のような実験を行った。それは、外気温度ｔが２
０℃である状況下において、路面μが０．８，０．５，
０．２および０．１というように異なる４種類の路面上
でそれぞれ直進定常走行をし、その際、加速度センサ２
０により加速度Ｇを測定するという実験である。なお、
ここに、路面μが０．８である路面とは、乾燥アスファ
ルト路であり、路面μが０．５である路面とは、乾燥低
μアスファルト路であり、路面μが０．２である路面と
は、湿潤低μアスファルト路であり、路面μが０．１で
ある路面とは、湿潤磁器タイル路である。
いて次のような実験を行った。それは、外気温度ｔが２
０℃である状況下において、路面μが０．８，０．５，
０．２および０．１というように異なる４種類の路面上
でそれぞれ直進定常走行をし、その際、加速度センサ２
０により加速度Ｇを測定するという実験である。なお、
ここに、路面μが０．８である路面とは、乾燥アスファ
ルト路であり、路面μが０．５である路面とは、乾燥低
μアスファルト路であり、路面μが０．２である路面と
は、湿潤低μアスファルト路であり、路面μが０．１で
ある路面とは、湿潤磁器タイル路である。
【００２０】加速度Ｇの測定結果を周波数分析した結果
の一例が図５にグラフで表されている。このグラフは、
横軸に加速度Ｇの周波数ｆ、縦軸に加速度ＧのＰＳＤ値
（パワースペクトル密度）がとられたものである。すな
わち、本実施例においては、加速度ＧのＰＳＤ値が、本
発明における「振動レベル」の一態様なのである。この
グラフから次のような事実が判る。すなわち、周波数ｆ
が約６ｋＨｚ近傍では、タイヤが共振する傾向があり、
しかも、その共振のレベル、すなわち、共振周波数ｆ0
におけるＰＳＤ値が、路面μが大きいほど減少する関係
（これが本発明における「路面の摩擦係数が一方向に変
化するのに対応して振動レベルが一方向に変化する特定
の関係」の一態様である）があるという事実が判るので
ある。
の一例が図５にグラフで表されている。このグラフは、
横軸に加速度Ｇの周波数ｆ、縦軸に加速度ＧのＰＳＤ値
（パワースペクトル密度）がとられたものである。すな
わち、本実施例においては、加速度ＧのＰＳＤ値が、本
発明における「振動レベル」の一態様なのである。この
グラフから次のような事実が判る。すなわち、周波数ｆ
が約６ｋＨｚ近傍では、タイヤが共振する傾向があり、
しかも、その共振のレベル、すなわち、共振周波数ｆ0
におけるＰＳＤ値が、路面μが大きいほど減少する関係
（これが本発明における「路面の摩擦係数が一方向に変
化するのに対応して振動レベルが一方向に変化する特定
の関係」の一態様である）があるという事実が判るので
ある。
【００２１】路面μが大きいほど共振周波数ｆ0 におけ
るＰＳＤ値が減少するという現象の発生メカニズムは次
のように推定される。
るＰＳＤ値が減少するという現象の発生メカニズムは次
のように推定される。
【００２２】図６に示されているように、高μ路上で
は、トレッド接地部の周方向における各部分は路面に接
し始めると、路面との摩擦力が大きいため、タイヤ中心
から離れる向きに弾性変形し、路面に対しては相対的に
横方向に変位せず、すなわち、相対的な横スリップは発
生しない。その後、トレッドが路面を離れる直前近傍ま
で、トレッド各部分に相対的な横スリップは発生せず、
トレッドが路面を離れる直前近傍において、トレッド各
部分はそれの弾性力によってタイヤ中心の方に戻され、
このとき始めて、相対的な横スリップが発生する。これ
に対し、低μ路上では、トレッド各部分は路面に接し始
めると、路面との摩擦力が小さいため、タイヤ中心から
離れる向きに弾性変形はするが直ちにタイヤ中心の方に
戻り、その後、トレッドが路面から離れるまで、路面に
対する相対的な横スリップを発生し続ける。このよう
に、高μ路上では、トレッドの粘着域が長く、横スリッ
プ域が短いのに対して、低μ路上では、粘着域が短く、
横スリップ域が長くなる。
は、トレッド接地部の周方向における各部分は路面に接
し始めると、路面との摩擦力が大きいため、タイヤ中心
から離れる向きに弾性変形し、路面に対しては相対的に
横方向に変位せず、すなわち、相対的な横スリップは発
生しない。その後、トレッドが路面を離れる直前近傍ま
で、トレッド各部分に相対的な横スリップは発生せず、
トレッドが路面を離れる直前近傍において、トレッド各
部分はそれの弾性力によってタイヤ中心の方に戻され、
このとき始めて、相対的な横スリップが発生する。これ
に対し、低μ路上では、トレッド各部分は路面に接し始
めると、路面との摩擦力が小さいため、タイヤ中心から
離れる向きに弾性変形はするが直ちにタイヤ中心の方に
戻り、その後、トレッドが路面から離れるまで、路面に
対する相対的な横スリップを発生し続ける。このよう
に、高μ路上では、トレッドの粘着域が長く、横スリッ
プ域が短いのに対して、低μ路上では、粘着域が短く、
横スリップ域が長くなる。
【００２３】一方、トレッドは、それが路面に対して横
スリップする際に、図７に模型的に示されているよう
に、路面の凹凸（これは、路面μの大小とはほぼ無関係
に、同じ高さで同じ間隔で存在する微視的な凹凸を意味
する）により、上下方向にも横方向にも振動させられ
る。なお、図においてばねと減衰器は、タイヤがばねと
減衰器とからなる無数の弾性体が周方向に互いに独立し
て並んでいるモデルで近似できることを示している。
スリップする際に、図７に模型的に示されているよう
に、路面の凹凸（これは、路面μの大小とはほぼ無関係
に、同じ高さで同じ間隔で存在する微視的な凹凸を意味
する）により、上下方向にも横方向にも振動させられ
る。なお、図においてばねと減衰器は、タイヤがばねと
減衰器とからなる無数の弾性体が周方向に互いに独立し
て並んでいるモデルで近似できることを示している。
【００２４】したがって、トレッドは、路面に対して横
スリップする際に、路面の凹凸を加振源として振動させ
られ、その共振点が前記加速度Ｇの共振周波数ｆ0 であ
ると推定される。そして、トレッドの横スリップ域が長
いほど、トレッドが路面の凹凸による加振を強く受け、
その結果、前輪１０が強く振動させられることになると
推定される。すなわち、路面μが小さいほど、トレッド
の横スリップ域が長くなり、トレッドが路面の凹凸によ
る加振を強く受け、前輪１０が強く振動させられ、その
結果、共振周波数ｆ0 における加速度ＧのＰＳＤ値が大
きくなったものと推定されるのである。
スリップする際に、路面の凹凸を加振源として振動させ
られ、その共振点が前記加速度Ｇの共振周波数ｆ0 であ
ると推定される。そして、トレッドの横スリップ域が長
いほど、トレッドが路面の凹凸による加振を強く受け、
その結果、前輪１０が強く振動させられることになると
推定される。すなわち、路面μが小さいほど、トレッド
の横スリップ域が長くなり、トレッドが路面の凹凸によ
る加振を強く受け、前輪１０が強く振動させられ、その
結果、共振周波数ｆ0 における加速度ＧのＰＳＤ値が大
きくなったものと推定されるのである。
【００２５】なお、タイヤの共振周波数ｆ0 は、タイヤ
の物性，サイズ，表面温度等によって変化し、それらの
うち物性，サイズ等は、車両走行中ほとんど不変である
が、表面温度は比較的顕著に変化することが予想され
る。また、タイヤの共振周波数ｆ0 は一般に、タイヤの
表面温度が高いほど、高くなると予想される。そこで、
本実施例においては、タイヤの表面温度を外気温度ｔと
して間接に検出し、それにも基づいて路面μを検出する
こととされている。
の物性，サイズ，表面温度等によって変化し、それらの
うち物性，サイズ等は、車両走行中ほとんど不変である
が、表面温度は比較的顕著に変化することが予想され
る。また、タイヤの共振周波数ｆ0 は一般に、タイヤの
表面温度が高いほど、高くなると予想される。そこで、
本実施例においては、タイヤの表面温度を外気温度ｔと
して間接に検出し、それにも基づいて路面μを検出する
こととされている。
【００２６】次に、路面摩擦係数推定ルーチンを図４に
基づいて具体的に説明する。本ルーチンは一定時間ごと
に実行される。各回の実行時にはまず、ステップＳ１
（以下、「Ｓ１」という。他のステップについても同じ
とする）において、操舵角センサ４２から現在の操舵角
θが読み込まれ、この操舵角θが実質的に０であるか否
か、すなわち、車両が現在、実質的に直進走行状態にあ
るか否かが判定される。直進状態になければ判定がＮＯ
となり、本ルーチンの一回の実行が直ちに終了するが、
直進状態にあれば判定がＹＥＳとなり、Ｓ２以下のステ
ップに移行する。
基づいて具体的に説明する。本ルーチンは一定時間ごと
に実行される。各回の実行時にはまず、ステップＳ１
（以下、「Ｓ１」という。他のステップについても同じ
とする）において、操舵角センサ４２から現在の操舵角
θが読み込まれ、この操舵角θが実質的に０であるか否
か、すなわち、車両が現在、実質的に直進走行状態にあ
るか否かが判定される。直進状態になければ判定がＮＯ
となり、本ルーチンの一回の実行が直ちに終了するが、
直進状態にあれば判定がＹＥＳとなり、Ｓ２以下のステ
ップに移行する。
【００２７】Ｓ２においては、温度センサ４４から現在
の外気温度ｔが読み込まれる。続いて、Ｓ３において、
その現在の外気温度ｔに対応するタイヤの共振周波数ｆ
0 が決定される。前記ＲＯＭ３２に、外気温度ｔと共振
周波数ｆ0 との関係であって例えば図８にグラフで表さ
れるものが予め記憶されており、その関係を用いること
により、現在の外気温度ｔに対応する共振周波数ｆ0 が
決定されるのである。なお、その関係は実験的に取得さ
れたものである。
の外気温度ｔが読み込まれる。続いて、Ｓ３において、
その現在の外気温度ｔに対応するタイヤの共振周波数ｆ
0 が決定される。前記ＲＯＭ３２に、外気温度ｔと共振
周波数ｆ0 との関係であって例えば図８にグラフで表さ
れるものが予め記憶されており、その関係を用いること
により、現在の外気温度ｔに対応する共振周波数ｆ0 が
決定されるのである。なお、その関係は実験的に取得さ
れたものである。
【００２８】次に、Ｓ４において、加速度センサ２０か
ら加速度Ｇが一定短時間（例えば５秒程度）読み込ま
れ、その間に入力された複数の加速度Ｇに対して周波数
分析が行われ、これにより、周波数ｆとＰＳＤ値との関
係が取得される。さらに、本ステップにおいては、ＰＳ
Ｄ値のうち、前記共振周波数ｆ0 に一致する周波数ｆに
おけるものが検索され、これが今回のＰＳＤ値とされ
る。
ら加速度Ｇが一定短時間（例えば５秒程度）読み込ま
れ、その間に入力された複数の加速度Ｇに対して周波数
分析が行われ、これにより、周波数ｆとＰＳＤ値との関
係が取得される。さらに、本ステップにおいては、ＰＳ
Ｄ値のうち、前記共振周波数ｆ0 に一致する周波数ｆに
おけるものが検索され、これが今回のＰＳＤ値とされ
る。
【００２９】その後、Ｓ５において、今回の共振周波数
ｆ0 とＰＳＤ値とに対応する路面μが決定される。共振
周波数ｆ0 とＰＳＤ値と路面μとの関係であって例えば
図９にグラフで表されているものが予めＲＯＭ３２に記
憶されており、この関係を用いることにより、現在の路
面μが決定されるのである。なお、この関係も実験的に
取得されたものである。
ｆ0 とＰＳＤ値とに対応する路面μが決定される。共振
周波数ｆ0 とＰＳＤ値と路面μとの関係であって例えば
図９にグラフで表されているものが予めＲＯＭ３２に記
憶されており、この関係を用いることにより、現在の路
面μが決定されるのである。なお、この関係も実験的に
取得されたものである。
【００３０】続いて、Ｓ６において、決定された路面μ
が前記路面摩擦係数表示器４６に数字表示，絵表示，グ
ラフ表示等により表示される。以上で本ルーチンの一回
の実行が終了する。
が前記路面摩擦係数表示器４６に数字表示，絵表示，グ
ラフ表示等により表示される。以上で本ルーチンの一回
の実行が終了する。
【００３１】以上の説明から明らかなように、本実施例
においては、タイヤの共振周波数ｆ0 における振動レベ
ルと路面μとの関係を用いることにより現在の路面μが
検出され、そのタイヤの振動は車両直進中におけるタイ
ヤの横変位に基づくものであって、その横変位は、車両
駆動中であるか否かを問わず、また、タイヤがロック限
界付近にあるか否かを問わず、発生する現象である。し
たがって、本実施例においては、車両が実質的に直進走
行状態にあれば、車両駆動中であるか否かを問わず、ま
た、タイヤがロック限界付近にあるか否かを問わず、路
面μを検出することができるという効果が得られる。
においては、タイヤの共振周波数ｆ0 における振動レベ
ルと路面μとの関係を用いることにより現在の路面μが
検出され、そのタイヤの振動は車両直進中におけるタイ
ヤの横変位に基づくものであって、その横変位は、車両
駆動中であるか否かを問わず、また、タイヤがロック限
界付近にあるか否かを問わず、発生する現象である。し
たがって、本実施例においては、車両が実質的に直進走
行状態にあれば、車両駆動中であるか否かを問わず、ま
た、タイヤがロック限界付近にあるか否かを問わず、路
面μを検出することができるという効果が得られる。
【００３２】以上の説明から明らかなように、本実施例
においては、加速度センサ２０が本発明における「車輪
振動レベル検出手段１」の一態様を構成し、路面摩擦係
数推定装置２４が操舵角センサ４２および温度センサ４
４と共同して、本発明における「路面摩擦係数推定手段
２」の一態様を構成しているのである。
においては、加速度センサ２０が本発明における「車輪
振動レベル検出手段１」の一態様を構成し、路面摩擦係
数推定装置２４が操舵角センサ４２および温度センサ４
４と共同して、本発明における「路面摩擦係数推定手段
２」の一態様を構成しているのである。
【００３３】以上、本発明の一実施例を図面に基づいて
詳細に説明したが、本発明はその他の態様で実施するこ
とができる。
詳細に説明したが、本発明はその他の態様で実施するこ
とができる。
【００３４】例えば、前記実施例においては、外気温度
ｔに応じて共振周波数ｆ0 が可変に設定されるようにな
っていたが、固定値として本発明を実施することも可能
である。
ｔに応じて共振周波数ｆ0 が可変に設定されるようにな
っていたが、固定値として本発明を実施することも可能
である。
【００３５】また、前記実施例においては、加速度Ｇの
ＰＳＤ値が本発明における「振動レベル」の一態様とし
て用いられていたが、例えば、加速度Ｇの振幅を用いる
こともできる。
ＰＳＤ値が本発明における「振動レベル」の一態様とし
て用いられていたが、例えば、加速度Ｇの振幅を用いる
こともできる。
【００３６】また、前記実施例においては、車両が実質
的に直進走行状態にあるときに限って路面μの検出が行
われるようになっていたが、これは、前輪１０の横スリ
ップ角が通常値である状況とそれより大きい状況との間
では、前輪１０の振動レベルが異なるという推定に基づ
くものである。したがって、例えば、横スリップ角の複
数の値、すなわち操舵角θの複数の値の各々につき、振
動レベルと路面μとの関係を実験的に取得し、その取得
した関係をＲＯＭ３２に記憶しておけば、車両旋回中で
も路面μを検出し得るようにして本発明を実施すること
もできる。
的に直進走行状態にあるときに限って路面μの検出が行
われるようになっていたが、これは、前輪１０の横スリ
ップ角が通常値である状況とそれより大きい状況との間
では、前輪１０の振動レベルが異なるという推定に基づ
くものである。したがって、例えば、横スリップ角の複
数の値、すなわち操舵角θの複数の値の各々につき、振
動レベルと路面μとの関係を実験的に取得し、その取得
した関係をＲＯＭ３２に記憶しておけば、車両旋回中で
も路面μを検出し得るようにして本発明を実施すること
もできる。
【００３７】また、前記実施例においては、加速度セン
サ２０により検出された加速度Ｇに対して周波数分析が
行われ、それにより取得された複数の周波数ｆにおける
ＰＳＤ値から今回の共振周波数ｆ0 に対応するもののみ
が抽出されるようになっていたが、例えば、加速度セン
サ２０の出力信号がバンドパスフィルタを経て路面摩擦
係数推定装置２４に供給されるようにし、かつ、そのバ
ンドパスフィルタを今回の共振周波数ｆ0 と一致する周
波数ｆの加速度Ｇのみを通過させるものとして本発明を
実施することもできる。
サ２０により検出された加速度Ｇに対して周波数分析が
行われ、それにより取得された複数の周波数ｆにおける
ＰＳＤ値から今回の共振周波数ｆ0 に対応するもののみ
が抽出されるようになっていたが、例えば、加速度セン
サ２０の出力信号がバンドパスフィルタを経て路面摩擦
係数推定装置２４に供給されるようにし、かつ、そのバ
ンドパスフィルタを今回の共振周波数ｆ0 と一致する周
波数ｆの加速度Ｇのみを通過させるものとして本発明を
実施することもできる。
【００３８】また、前記実施例においては、検出された
路面μが運転者に対して出力されるようになっていた
が、検出された路面μを用いてアンチロック制御，後輪
舵角制御，駆動・制動力配分制御等の車両運動制御を行
うようにして本発明を実施することもできる。
路面μが運転者に対して出力されるようになっていた
が、検出された路面μを用いてアンチロック制御，後輪
舵角制御，駆動・制動力配分制御等の車両運動制御を行
うようにして本発明を実施することもできる。
【００３９】これらの他にも特許請求の範囲を逸脱する
ことなく、当業者の知識に基づいて種々の変形，改良を
施した態様で本発明を実施することができる。
ことなく、当業者の知識に基づいて種々の変形，改良を
施した態様で本発明を実施することができる。
【図１】本発明の構成を概念的に示す図である。
【図２】本発明の一実施例である路面摩擦係数検出装置
が搭載される車両の前輪周辺を示す正面図である。
が搭載される車両の前輪周辺を示す正面図である。
【図３】その路面摩擦係数検出装置の構成を示す図であ
る。
る。
【図４】図３におけるＲＯＭに記憶されている路面摩擦
係数推定ルーチンを示すフローチャートである。
係数推定ルーチンを示すフローチャートである。
【図５】図４のルーチンにより路面摩擦係数が検出され
る原理を説明するための実験データを示すグラフであ
る。
る原理を説明するための実験データを示すグラフであ
る。
【図６】タイヤの振動のパワースペクトル密度ＰＳＤ
の、共振周波数ｆ0 における値が路面の摩擦係数によっ
て変化するメカニズムを説明するための図である。
の、共振周波数ｆ0 における値が路面の摩擦係数によっ
て変化するメカニズムを説明するための図である。
【図７】タイヤの振動のパワースペクトル密度ＰＳＤ
の、共振周波数ｆ0 における値が路面の摩擦係数によっ
て変化するメカニズムを説明するための図である。
の、共振周波数ｆ0 における値が路面の摩擦係数によっ
て変化するメカニズムを説明するための図である。
【図８】図４のルーチンにおける外気温度ｔと共振周波
数ｆ0 との関係を示すグラフである。
数ｆ0 との関係を示すグラフである。
【図９】図４のルーチンにおける共振周波数ｆ0 とタイ
ヤの振動のパワースペクトル密度ＰＳＤと路面摩擦係数
との関係を示すグラフである。
ヤの振動のパワースペクトル密度ＰＳＤと路面摩擦係数
との関係を示すグラフである。
１０ 前輪 ２０ 加速度センサ ２４ 路面摩擦係数推定装置 ４２ 操舵角センサ ４４ 温度センサ ４６ 路面摩擦係数表示器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01M 17/00 - 17/06 G01N 19/02 B60T 8/00 B60T 8/32 - 8/96
Claims (1)
- 【請求項１】 車両走行中に横スリップ角が０でない状
態で回転している車輪の振動のうち、少なくとも前記車
輪が接している路面の摩擦係数が一方向に変化するのに
対応して振動レベルが一方向に変化する特定の関係が成
立する周波数範囲の振動レベルを検出する車輪振動レベ
ル検出手段と、 検出された特定周波数範囲の振動レベルに基づいて前記
路面の摩擦係数を推定する路面摩擦係数推定手段とを含
むことを特徴とする路面摩擦係数検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5069233A JP3022038B2 (ja) | 1993-03-04 | 1993-03-04 | 路面摩擦係数検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5069233A JP3022038B2 (ja) | 1993-03-04 | 1993-03-04 | 路面摩擦係数検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06258196A JPH06258196A (ja) | 1994-09-16 |
| JP3022038B2 true JP3022038B2 (ja) | 2000-03-15 |
Family
ID=13396819
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5069233A Expired - Lifetime JP3022038B2 (ja) | 1993-03-04 | 1993-03-04 | 路面摩擦係数検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3022038B2 (ja) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4629246B2 (ja) * | 2001-02-13 | 2011-02-09 | 株式会社ブリヂストン | タイヤ走行状態の検出方法とタイヤ走行状態検出装置、及び路面状態の推定方法と路面状態推定装置 |
| US7203579B2 (en) * | 2001-12-21 | 2007-04-10 | Kabushiki Kaisha Bridgestone | Method and apparatus for estimating road surface state and tire running state, ABS and vehicle control using the same |
| JP2005035523A (ja) * | 2003-06-26 | 2005-02-10 | Yokohama Rubber Co Ltd:The | 車両駆動制御システム及びそのセンサユニット |
| WO2006135090A1 (ja) * | 2005-06-17 | 2006-12-21 | Kabushiki Kaisha Bridgestone | 路面状態推定方法、路面状態推定用タイヤ、路面状態推定装置、及び、車両制御装置 |
| JP4813154B2 (ja) * | 2005-11-15 | 2011-11-09 | 富士重工業株式会社 | 車両の路面摩擦係数推定装置 |
| JP4270259B2 (ja) * | 2006-10-05 | 2009-05-27 | 日産自動車株式会社 | 障害物回避制御装置 |
| JP4629756B2 (ja) * | 2008-07-14 | 2011-02-09 | 株式会社ブリヂストン | 路面状態推定方法と路面状態推定装置 |
| JP5187261B2 (ja) * | 2009-04-08 | 2013-04-24 | 三菱電機株式会社 | 路面状況判定装置及び路面状況判定方法 |
| JP5284868B2 (ja) * | 2009-05-15 | 2013-09-11 | 株式会社ブリヂストン | 路面状態推定方法とその装置、及び、車両制御方法 |
| JP7239238B2 (ja) * | 2020-03-23 | 2023-03-14 | 株式会社Soken | 自動車用転舵装置 |
| CN115723742A (zh) * | 2021-08-26 | 2023-03-03 | 比亚迪股份有限公司 | 车辆行驶控制方法、车辆行驶控制装置和车辆 |
-
1993
- 1993-03-04 JP JP5069233A patent/JP3022038B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06258196A (ja) | 1994-09-16 |
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