(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
運転操作入力データおよび車両の挙動データから走行路面の摩擦係数（μ）を推定演算する手段と、
前記推定演算する手段の出力摩擦係数の値が所定値（μｓ）より小さいときに駆動輪の回転速度が従動輪の回転速度と等しくなるように機関回転速度を制御する制御手段と
を備えたことを特徴とする車両の姿勢制御装置。
【請求項２】
前記制御手段は、内燃機関回転速度が低下したときに急激に燃料供給量を増大させるアイソクロナス制御モードに対応する制御マップが用意され、前記出力摩擦係数の値が前記所定値（μｓ）より小さいときに制御モードを通常制御モードからアイソクロナス制御モードに転換させる手段を備えた請求項１記載の車両の姿勢制御装置。
【請求項３】
前記出力摩擦係数の値が前記所定値（μｓ）より大きいときに駆動輪に対して制動を行う手段を含む請求項１または２記載の車両の姿勢制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は自動車の姿勢安定制御に関する。本発明は、ヨーあるいはロールなど走行中の車両の挙動に基づいて、車両の姿勢を安定な方向に自動的に制御する装置に利用する。本発明は、例えば、車両が走行中に横すべり状態になる可能性があることを自動的に検知演算して、全部または一部の車輪のブレーキ圧力を自動的に制御することにより、その車両を横すべりが生じる可能性の小さい状態に回復させる自動制御装置に利用する。本発明は、例えば高速走行中の大きいハンドル操作など、車両の特性を越える運転操作により車両が運転者の意図しない挙動に達したときに自動的に安定な状態を回復させる姿勢制御に関する。本発明は、バス・トラックなど商業車両の横転防止に利用することができる。
【０００２】
【従来の技術】
従来からブレーキの電子制御装置や車両安定化制御装置（ＶＳＣ、Ｖｅｈｉｃｌｅ  Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  ）などが知られている。ブレーキにかかわる電子制御装置の代表的なシステムはＡＢＳ（Ａｎｔｉｌｏｃｋ  Ｂｒａｋｅ  Ｓｙｓｔｅｍ）である。これは車輪に回転センサを設けて車輪回転を検出し、ブレーキ圧力が大きいときに車輪回転が停止すると、車輪と路面との間にスリップがあったものとして、ブレーキ圧力を断続制御するものである。ＡＢＳは乗用車あるいは貨物車に広く普及し、ブレーキをかけながらもハンドルがきく装置として広く知られるところとなった。
【０００３】
車両安定化制御装置（ＶＳＣ）の代表的な装置としては、横すべり防止装置が知られている。これは、運転者が操作入力する操舵角（ハンドル角度）から、運転者が進もうとしている針路を読取り、その針路に対して車速が大きすぎると、運転者がブレーキペダルを踏まなくとも自動的に減速のための制御がなされ、さらに針路から外れないように左右のブレーキ圧力を配分するなどの制御が行われる装置である。
【０００４】
すでに知られている車両姿勢安定化装置（ＶＳＣ）（特開昭６３−２７９９７６号公報、特開平２−１１２７５５号公報など）をさらに説明すると、車両の走行中に運転者が操舵を行うと、車両の向きが変化し車両にロールが生じる。このとき操舵による旋回内輪のタイヤが路面のグリップ限界を越えると、内輪がいわゆるホイール・リフト傾向となり、車両が横すべりをはじめる。例えば、直線走行状態から運転者が左に操舵を行うと車両は右に傾斜する。このとき、正常な状態ではその操舵に応じて車両が旋回するが、走行速度に対して操舵の速さが大きすぎると、車両は右に傾斜しながら左車輪が浮きぎみな状態となり、運転者の意図する方向より右寄りに進行することになる。このような車両の挙動は、走行レーンの逸脱や、極端な場合には車両の横転を招く原因となる。
【０００５】
通常走行状態において、操舵の大きさと速さ、車両の速度、車両の横移動の速さ、および車両の向きの変化の速さ（ヨーレイト、垂直軸まわりの車両の回転加速度）を検出して演算することにより、車輪の横すべり開始点または内輪のホイールリフト開始点を予測し、横すべりあるいはホイールリフトが始まる前に車輪のブレーキ圧力を制御する装置が開発された。この車輪のブレーキ圧力制御は、必ずしも全輪同一のブレーキ圧力ではなく、一つの車輪について大きいあるいは小さいブレーキ圧力を印加して、車両の横すべりを防止するものである。
【０００６】
上記例について説明すると、運転者が左に操舵を行うと、その操舵の速さが大きすぎると車両は右に傾斜しながら、運転者の意図する方向より右よりに横すべりしやすい状態となる。このとき、左後輪のブレーキ圧力を大きくすると、右方向への横すべりを防止することができる。このような装置は、原理的な構造や設計のみならず、経済性および耐久性などもよく検討され、乗用車については市販品に実装される段階に達した。
【０００７】
一方、本願発明者らは走行中の路面の摩擦係数（μ）を自動的に検出する装置を開発し特許出願した（特願平９−１７２１３９号、特願平９−２８２１７２号、特願平９−２８２２０１、いずれも本願出願時において未公開）。この装置は、車両に与える操作入力およびその操作入力に対する車両の挙動から路面の摩擦係数（μ）を推定演算するものである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本願発明者らは、上に説明したような車両の姿勢制御装置について試験を繰り返したところ、その車両が走行している路面の摩擦係数（μ）がきわめて小さいときには、必ずしも所望のとおり動作しない場合があることに気付いた。これは、駆動輪である後輪が滑りやすい状態にあるときに、路面から駆動輪に対して受ける力のうち車軸に平行な成分が小さいことに起因することがわかった。
【０００９】
すなわち、路面の摩擦係数（μ）がきわめて小さい、すなわち滑りやすい状態にあるときに、特定の１個の車輪、例えば左後輪にブレーキをかけることはかえって滑りを誘発することになる。むしろ、路面の摩擦係数（μ）がきわめて小さいときには、滑りが発生しないように制御して、路面から車輪が力を受けつづけるように制御することが望ましい。特に、大型車両では荷重のきわめて大きい割合が、例えば６０〜８０％が駆動輪である後輪に分担されていて、後輪が滑ることは姿勢制御の上から望ましいことではない。また駆動輪を滑らないように制御して、駆動輪に発生する摩擦力をコーナリング・フォースとして利用することが望ましい。
【００１０】
本発明はこのような背景に行われたものであって、路面が滑り易い状態にあるときに、駆動輪を滑らないように制御する装置を提供することを目的とする。本発明は、駆動輪に対して路面から車軸と平行方向に受ける力により車両が滑らないように姿勢を制御することができる装置を提供することを目的とする。本発明は、特に大型自動車の横転防止効果の高い制御装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、路面摩擦係数（μ）が大きいときには車輪に与える制動力を制御して車両の姿勢を安定させ、路面摩擦係数（μ）が小さいときには内燃機関の回転速度を制御して駆動輪にすべりが発生しないようにし車両の姿勢を安定させることを特徴とする。
【００１２】
すなわち、本発明は、運転操作入力データおよび車両の挙動データから走行路面の摩擦係数（μ）を推定演算する手段と、前記推定演算する手段の出力摩擦係数の値が所定値（μｓ）より小さいときに駆動輪の回転速度が従動輪の回転速度と等しくなるように機関回転速度を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。
【００１３】
前記制御手段は、内燃機関回転速度が低下したときに急激に燃料供給量を増大させるアイソクロナス制御モードに対応する制御マップが用意され、前記出力摩擦係数の値が前記所定値（μｓ）より小さいときに制御モードを通常制御モードからアイソクロナス制御モードに転換させる手段と、前記出力摩擦係数の値が前記所定値（μｓ）より大きいときに駆動輪に対して制動を行う手段とを含むことが望ましい。
【００１４】
運転操作入力データおよび車両の挙動データを取込み走行路面の摩擦係数（μ）を推定演算し、その路面摩擦係数（μ）の値が所定値（μｓ）より小さいときに、燃料噴射量を調節して駆動輪（後輪）の回転速度が従動輪（前輪）の回転速度と等しくなるように機関回転速度を制御する。
【００１５】
路面摩擦係数（μ）は前後方向の加速度（Ｇ）および横方向の加速度（ｇ）を利用して推定演算する。前後方向の加速度（Ｇ）を利用する場合には加速時または制動時のいずれかで演算を行う。前後方向の加速度（Ｇ）を利用する場合の加速時または制動時における推定演算は駆動輪および従動輪の回転速度を制御情報とする。
【００１６】
加速時における路面摩擦係数（μ）の演算は、車両をエンジン駆動力により加速すると、駆動輪には路面が滑りやすいときにスリップが発生する。従動輪にはスリップの発生はない。駆動輪および従動輪それぞれに備えられた車輪回転速度センサから左右駆動輪の回転速度（ωｒｌ、ωｒｒ）および従動輪の回転速度（ωｆ）を取込み記録し、左右駆動輪に生じた回転速度の差分（ωｒｌ−ωｒｒ）を求め、この回転速度差分の時間微分値（ｄ（ωｒｌ−ωｒｒ）／ｄｔ）を演算する。この値は左右駆動輪の回転速度差分についての加速時における回転加速度、すなわち空転の立上り速さを示す。
【００１７】
一方、この時間微分値の中で最大値（ａ）がエンジン駆動力による加速が行われている時間内の着目する時間区間のどこで検出されたかを示す時刻（ｔｓ）を求め、検出記録した従動輪の回転速度（ωｆ）からこの時刻（ｔｓ）のわずかに前の時刻（ｔｓ−Δｔ）、すなわち駆動輪の空転直前の時刻における従動輪の回転加速度（ｄωｆ／ｄｔ）を演算する。この値が加速操作により生じた車体の加速度を示す。この従動輪の回転加速度（ｄωｆ／ｄｔ）に対する左右駆動輪の回転速度差分の時間微分値の最大値（ａ）の大きさ（駆動輪空転の立上り速さ）に対応して路面摩擦係数（μ）の値を推定する。
【００１８】
この路面摩擦係数（μ）の値は、その車両固有の特性にしたがって路面摩擦係数（μ）の段階的に区分された値、例えば、路面摩擦係数（μ）が０．１までの値（きわめて滑りやすい）、０．１から０．４までの値（滑りやすい）、０．４〜０．８までの値（滑りにくい）のような区分に対応させて従動輪の回転加速度（ｄωｆ／ｄｔ）に対する前記最大値（ａ）の大きさについてあらかじめマップとして記憶しておき、このマップを参照して従動輪の回転加速度（ｄωｆ／ｄｔ）および前記最大値（ａ）の大きさから求めることができる。
【００１９】
制動時における路面摩擦係数（μ）の演算は、車両に制動がかけられたときに、複数の車輪それぞれに設けられた車輪回転速度センサから車輪回転速度（ωｐ、ωｑ）を取込み記録し、制動操作入力に対してＡＢＳ（Ａｎｔｉｌｏｃｋ  Ｂｒａｋｅ  Ｓｙｓｔｅｍ）が作動した車輪（Ｑ）についてその回転速度（ωｑ）の時間微分値（ｄωｑ／ｄｔ）を演算するとともに、ＡＢＳが作動しない車輪（Ｐ）の回転速度（ωｐ）の時間微分値（ｄωｐ／ｄｔ）を演算する。ＡＢＳが作動しない車輪（Ｐ）の回転速度（ωｐ）は車体速度（Ｖ）に比例し、その時間微分値（ｄωｐ／ｄｔ）は車体の加速度に比例する。
【００２０】
このＡＢＳが作動しない車輪（Ｐ）の回転速度（ωｐ）の時間微分値（ｄωｐ／ｄｔ）に対するＡＢＳが作動した車輪（Ｑ）の回転速度（ωｑ）の時間微分値（ｄωｑ／ｄｔ）のマイナス側振幅値（ａ′）に対応して路面摩擦係数（μ）を推定する。ＡＢＳが作動しない車輪（Ｐ）の回転速度（ωｐ）は車体速度（Ｖ）に比例し、その時間微分値（ｄωｐ／ｄｔ）は車体加速度に比例する。また、ＡＢＳが作動した車輪（Ｑ）の回転速度の時間微分値（ｄωｑ／ｄｔ）のマイナス側振幅値ａ′は減速時の加速度最大値を示す。
【００２１】
この制動時に路面摩擦係数（μ）を推定する場合も、その車両固有の特性にしたがって、前述したように路面摩擦係数（μ）の段階的に区分された値に対応して、ＡＢＳが作動しない車輪（Ｐ）の回転速度（ωｐ）の時間微分値（ｄωｐ／ｄｔ）に対するＡＢＳが作動した車輪（Ｑ）の回転速度（ωｑ）の時間微分値（ｄωｑ／ｄｔ）のマイナス側振幅値（ａ′）の大きさについてあらかじめマップとして記憶しておき、このマップを参照してＡＢＳが作動しない車輪（Ｐ）の回転速度（ωｐ）の時間微分値（ｄωｐ／ｄｔ）およびマイナス側振幅値（ａ′）から求めることができる。
【００２２】
これにより、姿勢安定制御装置や制動制御装置の入力パラメタとして与える路面摩擦係数（μ）の値として、十分な程度の精度、すなわち、「滑りにくい」、「滑りやすい」、「きわめて滑りやすい」のような精度区分で、四輪車両またはそれ以上の車輪数を有する車両に適用できる値をリアルタイムに演算推定することができる。
【００２３】
横方向の加速度（ｇ）を利用して路面摩擦係数（μ）を演算する場合は、まず、その車両に関する物理的な定数として、車両の質量（ｍ）、重心から前輪軸までの距離（Ｌｆ）、重心から後輪軸までの距離（Ｌｒ）、および重心まわりの慣性モーメント（Ｉ）の値をあらかじめ記憶手段に記憶する。
【００２４】
走行中の車両に生じる横方向加速度（ｇ）は数式
ｇ＝Ｖ（（ｄβ／ｄｔ）＋ω）
Ｖ：車両速度
β：車両の横すべり角
ｄβ／ｄｔ：横すべり角βの時間微分値
ω：ヨーレイト
により求められるので、横方向加速度センサ、車速センサおよびヨーレイトセンサから横方向加速度（ｇ）、車両速度（Ｖ）およびヨーレイト（ω）を電気信号として取込み、この数式により車両の横すべり角βの時間微分値
ｄβ／ｄｔ  ＝  （ｇ／Ｖ）−ω
を求め、この横すべり角（β）の時間微分値（ｄβ／ｄｔ）を時間積分して横すべり角（β）を演算する。
【００２５】
前輪に生じる横力を（Ｆｆ）、後輪に生じる横力（Ｆｒ）とすると、回転方向について、
Ｉ（ｄβ／ｄｔ）＝２Ｆｆ・Ｌｆ−２Ｆｒ・Ｌｒ
前進方向について、
ｍ・ｇ＝２Ｆｆ＋２Ｆｒ
の関係があるので、この両式から前輪の横力（Ｆｆ）を数式
Ｆｆ＝（Ｉ（ｄω／ｄｔ）＋ｍ・ｇ・Ｌｒ）／２（Ｌｆ＋Ｌｒ）
により演算する。
【００２６】
これにより、車両が駆動状態または制動状態になくとも、車両の横方向加速度、車両速度およびヨーレイトの計測値を用いて走行中の路面の摩擦係数をリアルタイムに推定演算することができる。
【００２７】
推定演算された路面摩擦係数（μ）の値が所定値（μｓ）より小さいときに駆動輪の回転速度を従動輪の回転速度と等しくなるようする機関回転速度の制御は、内燃機関の回転速度が低下したときに制御マップに対応させて急激に燃料供給を増大させるアイソクロナス制御モードによって行う。
【００２８】
このアイソクロナス制御モードでは、滑り易い路面上でブレーキがかけられたことにより、内燃機関に負荷がかかり機関回転速度が低下して駆動輪の回転速度が目標回転速度とする従動輪の回転速度を下回ったときに、燃料供給量を急速に増大させてその目標回転速度を維持し、車輪が路面からの力を受け続けるようにする。
【００２９】
推定演算された路面摩擦係数（μ）の値が所定値（μｓ）より大きいとき、すなわち滑りにくい状態にあるときにはＡＢＳにより駆動輪に対する制動制御を行う。
【００３０】
これにより、路面が滑り易い状態にあるときに、大きいハンドル操作あるいは大きいブレーキ操作のような車両の特性を越える運転操作が行われるようなことがあっても、駆動輪に対し車軸と平行方向に受ける力を有効に利用し、駆動輪を滑らないように安定に制御することができ、横転するような事故の発生を未然に防止することができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
【００３２】
【実施例】
次に、本発明実施例を図面に基づいて説明する。図１は本発明実施例の要部の構成を示すブロック図、図２は本発明実施例のハードウェア・システム構成を示す図、図３は本発明実施例における各センサの車両への実装例を示す斜視図である。
【００３３】
本発明実施例姿勢制御装置１には、運転操作入力データおよび車両の挙動データから走行路面の摩擦係数（μ）を推定演算する手段としての路面摩擦係数推定装置２と、この路面摩擦係数推定装置２の出力摩擦係数の値が所定値（μｓ）より小さいときに駆動輪（本実施例では後輪）の回転速度が従動輪（本実施例では前輪）の回転速度と等しくなるように機関回転速度を制御する制御手段３と、車両の運転操作入力および車両の挙動データを入力とし車両の運動状態を演算出力し安定制御を行う車両安定化制御装置（ＶＳＣ）４とが備えられる。
【００３４】
制御手段３には、内燃機関回転速度が低下したときに急激に燃料供給量を増大させるアイソクロナス制御モードに対応する制御マップが用意され、出力摩擦係数の値が所定値（μｓ）より小さいときに制御モードを通常制御モードからアイソクロナス制御モードに転換させる手段と、出力摩擦係数の値が所定値（μｓ）より大きいときに駆動輪に対して制動を行う手段とが含まれる。
【００３５】
車両安定化制御装置４には、挙動データとして車輪回転速度を取込むとともに、運転操作入力としてブレーキ圧力を取込み、ブレーキ圧力を断続的に印加させるＡＢＳ（Ａｎｔｉｌｏｃｋ  Ｂｒａｋｅ  Ｓｙｓｔｅｍ）手段５が含まれる。
【００３６】
姿勢制御装置１には、制御情報として内燃機関１１の回転速度を検出する回転速度センサ５０、変速機１２のギヤ位置を検出するギヤ位置センサ５１、車両のヨーレイトを検出するヨーレイトセンサ５２、車両の横方向の加速度を検出する横方向加速度センサ５３、車輪５４の回転速度を検出する車輪回転センサ５５、ブレーキ圧を検出するブレーキ圧センサ５７、操舵ハンドル５８の操舵角を検出する操舵角センサ５９、車両のロールレイトを検出するロールレイトセンサ６０、車両の前後方向の加速度を検出する前後方向加速度センサ６１、内燃機関１１を制御する電子ガバナ６２の状態を検出するガバナセンサ６３、およびアクセルセンサ６４の出力が接続される。
【００３７】
また、姿勢制御装置１からはブレーキ・ブースタ・アクチュエータ５６および電子ガバナ６２に制御信号が出力される。
【００３８】
本発明実施例の構成として図２に示す２軸構造の車両を例示したが、大型車両の場合には３軸あるいは４軸構造が用いられる。このような３軸あるいは４軸構造の車両の場合も同様に実施することができる。
【００３９】
次に、このように構成された本発明実施例の動作について説明する。図４は本発明実施例における路面摩擦係数の値による機関回転速度制御動作の流れを示すフローチャートである。
【００４０】
姿勢制御装置１に備えられた路面摩擦係数推定装置２は、前後方向の加速度（Ｇ）または横方向の加速度（ｇ）を利用した路面摩擦係数（μ）の推定演算を行う。この前後方向の加速度（Ｇ）または横方向の加速度（ｇ）を利用した演算の選択動作は図５に示すフローチャートに従って行われる。
【００４１】
すなわち、路面摩擦係数推定装置２は、操舵角センサ５９から操舵ハンドル５８の操舵角（δ）を電気信号として取込み、その値が所定値（δｓ  ）より小さいかあるいは大きいかを判定する。取込んだ操舵角（δ）が所定値（δｓ  ）より小さければ、前後方向の加速度（Ｇ）を利用して路面摩擦係数（μ）を推定演算する。所定値（δｓ  ）より大きければ横方向の加速度（ｇ）を利用して路面摩擦係数（μ）を推定演算する。
【００４２】
ここで、前後方向の加速度（Ｇ）を利用した路面摩擦係数（μ）の推定演算動作について説明する。図６は本発明実施例における路面摩擦係数推定装置による前後方向の加速度を利用した加速時の路面摩擦係数の推定演算動作の流れを示すフローチャート、図７は本発明実施例における路面摩擦係数推定装置による前後方向の加速度を利用した加速時の路面摩擦係数の推定方法を説明する図である。
【００４３】
路面摩擦係数推定装置２は、車両の加速操作が行われたときに、図７（Ａ）に示すように、左右駆動輪（左右後輪）および従動輪の各車輪５４それぞれの車輪回転センサ５５から左駆動輪の回転速度（ωｒｌ）、右駆動輪の回転速度（ωｒｒ）および従動輪の回転速度（ωｆ）を取込みその値を時間の経過にしたがって継続的に記録する。
【００４４】
次いで、ある時刻の記録について、左右駆動輪の回転速度差分（ωｒｌ−ωｒｒ）を演算し、この回転速度差分の時間微分値〔ｄ（ωｒｌ−ωｒｒ）／ｄｔ〕を演算する。これを時間の経過にしたがって継続的に繰り返す。さらに、内燃機関１１の駆動力により加速が行われている時間内の着目する時間区間において、上で演算した時間微分値の最大値（ａ）を示す時刻（ｔｓ）を求め、図７（Ｂ）に示すように、この時刻（ｔｓ）のわずかに前の時刻（ｔｓ−Δｔ）における従動輪の回転加速度（ｄωｆ／ｄｔ）を演算する。
【００４５】
ここで、図７（ｃ）に示すマップ、すなわち、その車両の固有の特性にしたがって路面摩擦係数（μ）の段階的に区分された値、例えば、路面がきわめて滑りやすいとされるμ＝０．１までの値、路面が滑りやすいとされるμ＝０．４までの値、および路面が滑りにくいとされるμ＝０．８までの値に対応して、従動輪の回転加速度（ｄωｆ／ｄｔ）に対する最大値（ａ）の大きさについてあらかじめ記憶されたマップを参照して、従動輪の回転加速度（ｄωｆ／ｄｔ：車体の加速度）および最大値（ａ）の大きさから路面摩擦係数（μ）を求める。このようにして推定演算された路面摩擦係数（μ）は車両安定化制御装置４に出力される。
【００４６】
次に、前後方向の加速度（Ｇ）を利用した制動時における路面摩擦係数推定動作について説明する。図８は本発明実施例における路面摩擦係数推定装置による前後方向の加速度を利用した制動時の路面摩擦係数推定演算動作の流れを示すフローチャート、図９は本発明実施例における路面摩擦係数推定装置による前後方向の加速度を利用した制動時の路面摩擦係数の推定方法を説明する図である。
【００４７】
路面摩擦係数推定装置２は、車両の制動操作が行われたときに、駆動輪（左右後輪）および従動輪（左右前輪）の各車輪５４それぞれの車輪回転センサ５５から車輪回転速度（ωｐ、ωｑ）を取込みその値を記録する。
【００４８】
次いで、図９（Ａ）に示すように、制動操作入力に対してＡＢＳ手段５が作動した車輪（Ｑ）についての回転速度（ωｑ）の時間微分値（ｄωｑ／ｄｔ）を演算するとともに、ＡＢＳ手段５が作動した時点でＡＢＳ手段５が作動しない車輪（Ｐ）の回転速度（ωｐ）の時間微分値（ｄωｐ／ｄｔ）を演算する。路面摩擦係数（μ）が低いほど車輪回転速度の減速が速く現れる。
【００４９】
続いて、図９（Ｂ）に示すように、ＡＢＳ手段５が作動した時点で、ＡＢＳ手段５が作動しない車輪（Ｐ）の回転速度（ωｐ）の時間微分値（ｄωｐ／ｄｔ）に対するＡＢＳ手段５が作動した車輪（Ｑ）の回転速度（ωｑ）の時間微分値（ｄωｑ／ｄｔ）のマイナス側振幅値（ａ′）を求める。このマイナス側振幅値（ａ′）は大きいほど路面摩擦係数（μ）は低い値を示す。回転速度（ωｐ）の時間微分値（ｄωｐ／ｄｔ）の値は車体の加速度（減速度）に比例し、車輪（Ｑ）の回転速度（ωｑ）の時間微分値（ｄωｑ／ｄｔ）のマイナス側振幅値（ａ′）は減速時の加速最大値を示す。
【００５０】
このＡＢＳ手段５が作動しない車輪（Ｐ）の回転速度（ωｐ）の時間微分値ｄωｐ／ｄｔ）に対するＡＢＳ手段５が作動した車輪（Ｑ）の回転速度（ωｑ）の時間微分値（ｄωｑ／ｄｔ）のマイナス側振幅値（ａ′）の大きさについてあらかじめ記憶された図９（ｃ）に示すマップ、すなわち、その車両固有の特性にしたがって路面摩擦係数（μ）の段階的に区分された値、例えば加速時における推定と同様の三段階に区分された値を示すマップを参照し、ＡＢＳ手段５が作動しない車輪（Ｐ）の回転速度（ωｐ）の時間微分値（ｄωｐ／ｄｔ）およびマイナス側振幅（ａ′）から路面摩擦係数を求める。このようにして推定演算された路面摩擦係数は車両安定化制御装置４に出力される。
【００５１】
次に、横方向の加速度（ｇ）を利用した路面摩擦係数（μ）の推定演算動作について説明する。図１０は本発明実施例における摩擦係数推定装置による横方向の加速度を利用した路面摩擦係数推定演算動作の流れを示すフローチャートである。
【００５２】
路面摩擦係数推定装置２の記憶手段には、その車両に関する物理的な定数として、その車両の質量（ｍ）、その車両の重心から前輪軸までの距離（Ｌｆ）、その車両の重心から後輪軸までの距離（Ｌｒ）、およびその車両の重心まわりの慣性モーメント（Ｉ）があらかじめ操作入力により記憶される。
【００５３】
路面摩擦係数推定装置２は、操舵角（δ）が所定値（δｓ  ）を越えているときには、横方向加速度センサ５３、従動輪の車輪回転センサ５５およびヨーレイトセンサ５２からの検出出力を電気信号として取込み、車両の横方向加速度（ｇ）、車両速度（Ｖ）および車両のヨーレイト（ω）を計測する。
【００５４】
車両の横すべり角を（β）、この横すべり角（β）の時間微分値を（ｄβ／ｄｔ）とすると、横方向の加速度は、
ｇ＝Ｖ（（ｄβ／ｄｔ）＋ω）
の関係があるので、この数式により計測値を用いて横すべり角（β）の時間微分値
ｄβ／ｄｔ＝（ｇ／Ｖ）−ω
を演算し、この横すべり角（β）の時間微分値を時間積分して横すべり角（β）を算出する。
【００５５】
その車両の重心軸まわりの慣性モーメント（Ｉ）、ヨーレイト（ω）の時間微分値（ｄω／ｄｔ）、前輪の横力（Ｆｆ）、重心から前輪軸までの距離（Ｌｆ）、後輪の横力（Ｆｒ）、重心から後輪軸までの距離（Ｌｒ）、車両の質量（ｍ）、および車両の横方向加速度（ｇ）は、車両の回転方向について、
Ｉ（ｄω／ｄｔ）＝２Ｆｆ・Ｌｆ−２Ｆｒ・Ｌｒ
の関係があり、また、車両の前進方向について、
ｍ・ｇ＝２Ｆｆ＋２Ｆｒ
の関係がある。
【００５６】
この二つの関係式から前輪に生じる横力（Ｆｆ）は、
Ｆｆ＝（Ｉ（ｄω／ｄｔ）＋ｍ・ｇ・Ｌｒ）／２（Ｌｆ＋Ｌｒ）
により求められるので、記憶された軸まわりの慣性モーメント（Ｉ）、車両の質量（ｍ）、重心から後輪軸までの距離（Ｌｒ）および重心から前輪軸までの距離（Ｌｆ）を読み出し、演算により求めた横すべり角（β）の時間微分値（ｄω／ｄｔ）および計測した車両の横方向加速度（ｇ）を用いて前輪に生じる横力（Ｆｆ）を演算する。
【００５７】
また、前輪の横すべり角（βｆ）は、
βｆ＝β＋（Ｌｆ／Ｖ）ω
の関係式で示されるので、演算した横すべり角（β）、読み出した重心から前輪軸までの距離（Ｌｆ）、計測した車両速度（Ｖ）およびヨーレイト（ω）を用いて前輪の横すべり角（βｆ）を演算する。
【００５８】
タイヤの諸元から求められるコーナリングパワーの定数（Ｋｆ）とすると、前輪の路面摩擦係数（μ）は数式
μ＝Ｆｆ／（Ｋｆ・βｆ）
で求められるので、演算された前輪に生じる横力（Ｆｆ）および前輪の横すべり角（βｆ）を用いて前輪の路面摩擦係数（μ）を算出する。
【００５９】
このようにして図４に示すフローにおける路面摩擦係数（μ）の推定演算が行われると、制御手段３はその推定演算された路面摩擦係数（μ）が０．３以下であるか否かを判定する。０．３を越えていれば車両安定化制御装置４による通常制御を行う。路面摩擦係数（μ）が０．３以下の滑り易い状態にあれば、後輪の制動を禁止しアイソクロナス制御モードを設定する。
【００６０】
制御手段３はアイソクロナス制御モードを設定すると、従動輪の回転速度（ωｆ）を取込み車速（Ｖ）を演算する。次いで、ギヤ位置センサ５１および回転速度センサ５０からギヤ位置および機関回転速度を取込み、ぞのギヤ位置におけるトータルレシオ
（ＴＧ）＝（車輪回転速度）／（機関回転速度）
を演算する。
【００６１】
このトータルレシオ（ＴＧ）および車速（Ｖ）から目標回転速度（Ｎｅ）を演算する。次いで、車速回転センサ５５から駆動輪の回転速度（ωｒ）を取込み、従動輪の回転速度（ωｆ）と駆動輪の回転速度（ωｒ）との差を演算する。その差から目標回転速度（Ｎｅ）を維持する補正燃料噴射量を求め電子ガバナ６２に指示信号を送出し、アイソクロナス制御曲線にしたがった燃料噴射制御を行い、駆動輪の回転速度が従動輪の回転速度と等しくなるように機関回転速度を制御する。
【００６２】
このアイソクロナス制御モード設定中にブレーキが踏まれたときには、アイソクロナス制御モードを解除し、通常のアクセルマップ制御を行う。
【００６３】
このように、路面摩擦係数（μ）が所定値（μｓ＝０．３）より小さいときに、駆動輪の回転速度が従動輪の回転速度に等しくなるように機関回転速度を制御することによって、駆動輪への制動が制限され、路面からの力を後輪が受け続けて車両を安定化させる。
【００６４】
図１１は路面摩擦係数μが低い路面での制動制御を説明する図である。路面摩擦係数μが低い路面ではその車両についての摩擦円が小さくなるので、駆動輪には制動をかけないようにして摩擦円をコーナリングフォース（路面上で車輪に作用する進行方向に対し直角の力）として最大限に利用し、従動輪の最大縦力Ｆｘｍａｘによるモーメントでスピンの発生を防止することができる。
【００６５】
図１２は路面摩擦係数μが高い路面での制動制御を説明する図である。この例は右に操舵されたときの状態を示したもので、この操舵により横力Ｆｙが発生する。この横力Ｆｙが摩擦円半径Ｒ＝μＷを越えるとスピンが生じる。そこで制動力を与えて車輪５４に縦力Ｆｘを発生させると横力Ｆｙは減少し摩擦円内に入る。これによりスピンの発生は防止される。このように路面摩擦係数μが高い路面ではその車両についての摩擦円は大きくなるので、通常の制動制御によって従動輪および駆動輪の車輪に対し制動力を分担印加して、横力Ｆｙが摩擦円内に入るような最大縦力Ｆｘｍａｘを生じる制御を行うことによりスピンの発生は防止される。
【００６６】
ここで、図２を参照して本発明実施例にかかわる姿勢制御装置１について説明する。姿勢制御装置１はプログラム制御されるコンピュータ回路を含む電子装置であり、車両の運転操作入力およびその車両の挙動データを入力としてその車両の運動状態を演算出力し、この演算出力にしたがって運転操作入力および外乱入力を安全側に修正する修正入力をその車両に与え姿勢の安定制御を行う。すなわち、その車両の物理特性を数値として保持する数値モデルと、その車両の運転操作入力をデータとして取込み数値モデルを参照して伝達関数によりその車両の応答を推測演算するオブザーバとが含まれ、伝達関数に与えるデータは、ｋ時点のデータＸ（ｋ）がそのＭ時点前までの過去のデータに各時点毎に重み係数Ａ（ｍ）を乗じた値で表される自己回帰法（ＡＲ法）  により応答を演算する。
【００６７】
例えば積載重量が変化したとき、積載荷姿が変化したとき、搭乗者数が変化したとき、搭乗者の着座位置が変化したときなどに、その車両の特徴を表示するパラメタが実際の挙動と一致しなくなる。このときに、車両の数値モデルにあらかじめ保持されているパラメタを自動的にその挙動に一致するように変更する。この更新は、運転操作入力あるいは外乱入力に対する車両の挙動が危険な程度より十分小さい安全な走行が行われているときに実行される。
【００６８】
姿勢制御装置１の制御フローの一例は、通常制御について図１３に示すとおりである。この挙動データの取込みは自己回帰法（ＡＲ法）により実行される。すなわち、過去Ｍ時点前までのデータに逆上り、過去のデータに各時点毎の重み係数Ａ（ｍ）を乗じた値で表される。
【００６９】
また、積荷の状態が変わり、あるいは搭乗者の数や搭乗者の位置が変わると、図１４に例示する制御が行われて、車両モデルのパラメタが更新される。この更新は常に修正の要否を監視することにより自動的に実行される。この挙動データの取込みについても自己回帰法（ＡＲ法）により実行される。図１４に示す更新モードのプロセスは図１３に示すステップＳ４の中で実行される。
【００７０】
図１５は本発明実施例にかかわる入力データの一例を示したもので、（ａ）には操舵角、（ｂ）にはヨーレイト、（ｃ）には横すべり角が示されている。横軸は時間（秒）である。横軸は（ａ），（ｂ），（ｃ）に共通である。操舵ハンドル５８が操作されると、操舵角センサ５９がこれを検出し（ａ）に示す入力データを姿勢制御装置１に送出する。この操舵操作にともなってヨーレイトセンサ５２がヨーレイトを検出し（ｂ）に示す入力データを姿勢制御装置１に送出する。同時に横方向加速度センサ５３が横すべり角を検出し（ｃ）に示す入力データを姿勢制御装置１に送出する。すなわち図１５に示す（ａ）は入力であり、同（ｂ）および（ｃ）は車両の振る舞い（ビヘービア）を表す応答である。
【００７１】
姿勢制御装置１はこれらのデータに基づいてこの車両の伝達関数を演算する。伝達関数は複素関数であり、現実的な一例を示すと、横軸に周波数をとり縦軸に振幅および位相を表示することにより表示することができる。比較的単純なモデルで考えると、振幅特性は周波数に対してなだらかな右下がりの曲線になり、位相特性は対応して右下がりの曲線になる。図１６（ａ）および（ｂ）はヨーレートについて振幅および位相の周波数特性を例示する図である。図１７（ａ）および（ｂ）は横すべり角について振幅および位相の周波数特性を例示する図である。これらは実際のデータに基づいて演算された伝達関数を示す図である。
【００７２】
ここで車両の姿勢制御および更新について述べる。このようにして伝達関数が定まると、この伝達関数を用いて車両の動特性を演算し、あらかじめ設定した一定の基準を越える異常な動きが予測される場合に、各車輪に異なるブレーキ圧力を与えて、車両の異常な動きを抑圧するような姿勢制御が行われる。これは従来から乗用車で実用化されている手法と同様であるので、ここでは詳しい説明を省略する。この技術は商用車（トラック・バス）に実施するものであり、商用車では、積み荷の状況、乗客の人数配置などにより、車両の応答を表す伝達関数そのものが変動するので伝達関数の更新を行う。
【００７３】
図１６はこれを説明する図であり、すでに数値モデルに伝達関数として破線で示す特性の関数が蓄積されているものとする。これは積み荷が最大積載量の約３分の１程度の標準的な形態の場合のモデルである。これに対して新たに追加の積み荷が積載されたとしよう。そうすると、総重量も重心位置も変化する。これにより当然に同じ操舵に対する車両の応答はちがってくる。すなわちすでに蓄積されている伝達関数は変更しなければならない。そこで、センサに現れる車両の振る舞いにしたがって伝達関数を改めて演算すると実線で示すように、すでに蓄積されている伝達関数とは異なる特性が現れる。この演算は図１４で説明したように自動的に実行される。そしてその差分つまり図１６に斜線を施す領域があらかじめ設定された限界値より大きいときには、蓄積されているモデルそのものを実線で示すように、現在の状態を示す新たな演算値に更新する。これは図１４で説明したとおり自動的に実行される。このような自動的な蓄積されている伝達関数の数値モデルを更新することにより、積み荷が変動したときや搭乗人員が変動したときなどにも、適正な姿勢制御を実行することができるようになる。
【００７４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、路面が滑り易い状態にあるときに、駆動輪に対して路面から車軸と平行方向に受ける力を利用して、駆動輪を滑らないようにし車両の姿勢を安定に制御することができ、横転するような事故の発生を未然に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明実施例の要部の構成を示すブロック図。
【図２】本発明実施例のハードウェア・システム構成を示す図。
【図３】本発明実施例における各センサの車両への実装例を示す斜視図。
【図４】本発明実施例における路面摩擦係数の値による機関回転速度制御動作の流れを示すフローチャート。
【図５】本発明実施例における路面摩擦係数推定装置による加速度の選択動作の流れを示すフローチャート。
【図６】本発明実施例における路面摩擦係数推定装置による前後方向の加速度を利用した加速時の路面摩擦係数の推定演算動作の流れを示すフローチャート。
【図７】本発明実施例における路面摩擦係数推定装置による前後方向の加速度を利用した加速時の路面摩擦係数の推定方法を説明する図。
【図８】本発明実施例における路面摩擦係数推定装置による前後方向の加速度を利用した制動時の路面摩擦係数推定演算動作の流れを示すフローチャート。
【図９】本発明実施例における路面摩擦係数推定装置による前後方向の加速度を利用した制動時の路面摩擦係数の推定方法を説明する図。
【図１０】本発明実施例における路面摩擦係数推定装置による横方向の加速度を利用した路面摩擦係数推定演算動作の流れを示すフローチャート。
【図１１】路面摩擦係数（μ）が低い路面での制動制御を説明する図。
【図１２】路面摩擦係数（μ）が高い路面での制動制御を説明する図。
【図１３】本発明実施例による通常制御を説明するフローチャート。
【図１４】本発明実施例による車両モデルのパラメタ更新を説明するフローチャート。
【図１５】（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は本発明実施例の制御における操舵角、ヨーレイトおよび横すべり角の入力データを示す図。
【図１６】（ａ）および（ｂ）は本発明実施例の制御における利得および位相によって表された伝達関数の一例を示す図。
【図１７】（ａ）および（ｂ）は本発明実施例の制御における利得および位相によって表された伝達関数の別の例を示す図。
【符号の説明】
１  姿勢制御装置
２  路面摩擦係数推定装置
３  制御手段
４  車両安定化制御装置（ＶＳＣ）
５  ＡＢＳ手段
１１  内燃機関
１２  変速機
５０  回転速度センサ
５１  ギヤ位置センサ
５２  ヨーレイトセンサ
５３  横方向加速度センサ
５４  車輪
５５  車輪回転センサ
５６  ブレーキ・ブースタ・アクチュエータ
５７  ブレーキ圧センサ
５８  操舵ハンドル
５９  操舵角センサ
６０  ロールレイトセンサ
６１  前後方向加速度センサ
６２  電子ガバナ
６３  ガバナセンサ
６４  アクセルセンサ
【図１】
0003547956.tif 000002
【図２】
0003547956.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
0003547956.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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