JP2000313327A - Road surface condition estimation device - Google Patents

Road surface condition estimation device

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JP2000313327A
JP2000313327A JP11123087A JP12308799A JP2000313327A JP 2000313327 A JP2000313327 A JP 2000313327A JP 11123087 A JP11123087 A JP 11123087A JP 12308799 A JP12308799 A JP 12308799A JP 2000313327 A JP2000313327 A JP 2000313327A
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JP
Japan
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wheel speed
road surface
amplitude
speed signal
wheel
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Pending
Application number
JP11123087A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masaru Sugai
賢 菅井
Hidekazu Ono
英一 小野
Katsuhiro Asano
勝宏 浅野
Masanori Miyashita
政則 宮下
Masanori Yamamoto
真規 山本
Shoji Ito
祥司 伊藤
Yoshiyuki Yasui
由行 安井
Satoshi Onozawa
智 小野沢
Shiyuusaku Fujimoto
周策 藤本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Toyota Motor Corp
Toyota Central R&D Labs Inc
Aisin Corp
Original Assignee
Aisin Seiki Co Ltd
Denso Corp
Toyota Motor Corp
Toyota Central R&D Labs Inc
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Filing date
Publication date
Application filed by Aisin Seiki Co Ltd, Denso Corp, Toyota Motor Corp, Toyota Central R&D Labs Inc filed Critical Aisin Seiki Co Ltd
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Publication of JP2000313327A publication Critical patent/JP2000313327A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a road surface condition estimation device hard to be influenced by a noise. SOLUTION: A vehicle speed signal which is computed in a wheel speed calculating circuit 35 from a signal output from a wheel speed sensor 10 and which includes a vibration component at the time of impulse-excited wheel cylinder hydraulic pressure in an appointed cycle is input in a frequency computing circuit 30 and an amplitude computing circuit 32 for computing a frequency which is highly correlated with several wave form data, and an amplitude which corresponds to the frequency. An attenuation rate computing circuit 34 computes an attenuation rate, and a road surface μ estimation device 14 judges a road surface μ gradient to be small when the attenuation rate is large and large when that is small on the basis of the attenuation rate computed in the attenuation rate computing circuit 34.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、路面状態推定装置
に係り、特に、路面状態、例えば、路面μ勾配を推定す
る際に複数の検出振動数を用いることによって、タイヤ
変更等による振動周波数変化に対してロバストな路面状
態推定装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a road surface condition estimating apparatus, and more particularly to a method of estimating a road surface condition, for example, a vibration frequency change due to a tire change or the like by using a plurality of detected frequencies when estimating a road surface μ gradient. To a road surface state estimation device that is robust to

【0002】[0002]

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】車輪速
度の振動は、路面μ勾配に対して変化し、車輪が路面を
グリップしている状態、すなわち路面μ勾配が大きい状
態では、車輪速度の振動は比較的長く継続する。これに
対し、車輪のグリップ限界付近、すなわち路面μ勾配が
小さい状態では、車輪速度の振動は比較的速く収束す
る。
2. Description of the Related Art The vibration of the wheel speed changes with respect to the road surface .mu. Gradient, and when the wheel is gripping the road surface, that is, when the road surface .mu. The vibration lasts relatively long. On the other hand, near the wheel grip limit, that is, when the road surface μ gradient is small, the vibration of the wheel speed converges relatively quickly.

【0003】したがって、車輪速度信号から車輪速度振
動の減衰の度合いを計測すれば、路面状態、例えば路面
μ勾配を検出することができる。
Therefore, if the degree of attenuation of the wheel speed vibration is measured from the wheel speed signal, the road surface condition, for example, the road surface μ gradient can be detected.

【0004】車輪速度振動の減衰の度合いは、車輪速度
信号の振幅値から求めることができる。しかしながら、
振幅値を車輪速度信号の波形データの瞬時値より直接求
めると、波形データには突発的なノイズが含まれている
ため、瞬時値のみでは減衰の度合いを検出するのは困難
である。
[0004] The degree of attenuation of wheel speed vibration can be obtained from the amplitude value of the wheel speed signal. However,
If the amplitude value is directly obtained from the instantaneous value of the waveform data of the wheel speed signal, it is difficult to detect the degree of attenuation using only the instantaneous value because the waveform data contains sudden noise.

【0005】本発明は上記問題点を解消するためになさ
れたもので、相関演算の手法を用いて、振幅を波形の特
徴パラメータとして検出することにり、ノイズの影響を
受け難い路面状態推定装置を提供することを目的とす
る。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an apparatus for estimating a road surface state which is hardly affected by noise by detecting an amplitude as a characteristic parameter of a waveform by using a correlation calculation technique. The purpose is to provide.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、車輪速度を検出して車輪速度信号を出力
する車輪速度検出手段と、第1の周期で車輪速度信号に
振動成分が含まれている状態での車輪速度信号の時系列
データと振動数が異なる複数の所定振動数の波形データ
との相関を求め、相関が高い波形データから車輪速度信
号の共振振動数を演算する共振振動数演算手段と、前記
共振振動数演算手段で演算された共振振動数において、
前記第1の周期より短い第2の周期で車輪速度信号に振
動成分が含まれている状態での車輪速度信号の時系列デ
ータと前記共振振動数演算により求められた振動数の波
形データとの相関係数を求め、求めた相関係数から前記
車輪速度信号の振幅を演算する振幅演算手段と、前記振
幅演算手段で演算された車輪速度信号の振幅の減衰の度
合いに基づいて路面状態を推定する路面状態推定手段
と、を含んで構成したのである。
SUMMARY OF THE INVENTION To achieve the above object, the present invention provides a wheel speed detecting means for detecting a wheel speed and outputting a wheel speed signal; Calculates the correlation between the time-series data of the wheel speed signal and the waveform data of a plurality of predetermined frequencies having different frequencies, and calculates the resonance frequency of the wheel speed signal from the waveform data having a high correlation. In the resonance frequency calculation means, the resonance frequency calculated by the resonance frequency calculation means,
The time series data of the wheel speed signal in the state where the wheel speed signal includes the vibration component in the second cycle shorter than the first cycle and the waveform data of the frequency obtained by the resonance frequency calculation. An amplitude calculating means for calculating a correlation coefficient and calculating the amplitude of the wheel speed signal from the obtained correlation coefficient; and estimating a road surface state based on a degree of attenuation of the amplitude of the wheel speed signal calculated by the amplitude calculating means. Road surface state estimating means.

【0007】本発明の振動数演算手段は、第1の周期で
車輪速度信号に振動成分が含まれている状態での車輪速
度信号の時系列データと振動数が異なる複数の波形デー
タとの相関を求め、相関が高い波形データから車輪速度
信号の共振振動数を演算する。この波形データとして
は、正弦波及び余弦波のデータを用いることができる。
振幅演算手段は、第1の周期より短い第2の周期で、振
動数演算手段で演算された振動数において、車輪速度信
号に振動成分が含まれている状態での車輪速度信号の振
幅を演算する。この振幅は、車輪速度信号の時系列デー
タと前記振動数演算手段により求められた振動数の波形
データとの相関係数を求め、求めた相関係数から演算す
ることができる。振幅演算手段の波形データとしては、
上記の正弦波及び余弦波と異なる正弦波及び余弦波のデ
ータを用いることができる。
The frequency calculating means of the present invention calculates the correlation between time-series data of the wheel speed signal and a plurality of waveform data having different frequencies in a state where the wheel speed signal contains a vibration component in the first cycle. Is calculated, and the resonance frequency of the wheel speed signal is calculated from the waveform data having a high correlation. As the waveform data, sine wave and cosine wave data can be used.
The amplitude calculating means calculates, in a second cycle shorter than the first cycle, the amplitude of the wheel speed signal in a state where the wheel speed signal includes a vibration component at the frequency calculated by the frequency calculating means. I do. This amplitude can be calculated from the correlation coefficient between the time series data of the wheel speed signal and the waveform data of the vibration frequency calculated by the vibration frequency calculation means, and from the calculated correlation coefficient. As the waveform data of the amplitude calculation means,
Sine wave and cosine wave data different from the above sine wave and cosine wave can be used.

【0008】路面状態推定手段は、振幅演算手段で演算
された振幅の減衰の度合い、例えば、減衰率または減衰
割合に基づいて路面状態を推定する。上記で説明したよ
うに、車輪振動は、車輪が路面をグリップしている状態
では比較的長く継続し、車輪のグリップ限界付近では振
動は比較的速く収束するので、減衰の度合いが速い場合
には、路面状態が滑りやすく、減衰の度合いが遅い場合
には、路面状態が滑り難いと判断することができる。
The road surface state estimating means estimates the road surface state based on the degree of attenuation of the amplitude calculated by the amplitude calculating means, for example, the attenuation rate or the attenuation ratio. As described above, the wheel vibration continues for a relatively long time when the wheel is gripping the road surface, and the vibration converges relatively quickly near the grip limit of the wheel. If the road surface condition is slippery and the degree of attenuation is slow, it can be determined that the road surface condition is not slippery.

【0009】本発明では、車輪速度信号の振幅が小さい
ときにホイールシリンダ油圧を励振するホイールシリン
ダ油圧励振手段を更に設け、車輪振動を励振させると効
果的である。これにより、車輪速度信号に振動成分が含
まれるようになる。なお、本発明においては、ホイール
シリンダ油圧励振手段を用いることなく、路面からの外
乱を利用して車輪振動を生じさせてもよい。
In the present invention, it is effective to further provide a wheel cylinder oil pressure exciting means for exciting the wheel cylinder oil pressure when the amplitude of the wheel speed signal is small, and to excite the wheel vibration. As a result, a vibration component is included in the wheel speed signal. In the present invention, wheel vibration may be generated by using disturbance from the road surface without using the wheel cylinder hydraulic excitation unit.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の路
面状態推定装置の実施の形態について詳細に説明する。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a road surface condition estimating apparatus according to the present invention.

【0011】本実施の形態は、図1に示すように、車輪
に固定された回転歯車の歯に対向するように取り付けら
れ、車輪速度に比例して振動数が変化する電気信号を出
力する車輪速度センサ10を備えている。この車輪速度
センサ10は、車両の4輪の各々に取り付けられている
が、代表して1つのみ図示した。
In this embodiment, as shown in FIG. 1, a wheel is mounted so as to face a tooth of a rotating gear fixed to the wheel, and outputs an electric signal whose frequency changes in proportion to the wheel speed. A speed sensor 10 is provided. This wheel speed sensor 10 is attached to each of the four wheels of the vehicle, but only one is shown as a representative.

【0012】車輪速度センサ10の出力端には、振動す
る電気信号の振動周期または振動頻度より車輪速度を演
算する車輪速度演算回路35が接続され、車輪速度に比
例した電気信号または数値信号等を出力する。車輪速度
演算回路35の出力端には、長い周期で振動数が異なる
複数の所定振動数の波形データを用いて車輪速度信号の
振動数を演算する振動数演算回路30、及び短い周期で
振動数演算回路30で演算された振動数に対する車輪速
度信号の振幅を演算する振幅演算回路32が接続されて
いる。この振動数演算回路30は、演算した振動数のデ
ータを振幅演算回路32に入力するように接続されてい
る。
An output terminal of the wheel speed sensor 10 is connected to a wheel speed calculating circuit 35 for calculating a wheel speed from a vibration cycle or a vibration frequency of a vibrating electric signal, and outputs an electric signal or a numerical signal proportional to the wheel speed. Output. The output terminal of the wheel speed calculating circuit 35 includes a frequency calculating circuit 30 for calculating the frequency of the wheel speed signal using waveform data of a plurality of predetermined frequencies having different frequencies in a long cycle, and a frequency in a short cycle. An amplitude calculation circuit 32 for calculating the amplitude of the wheel speed signal with respect to the frequency calculated by the calculation circuit 30 is connected. The frequency calculation circuit 30 is connected to input the data of the calculated frequency to the amplitude calculation circuit 32.

【0013】振幅演算回路32は、振幅の減衰率を演算
する減衰率演算回路34を介して、減衰率から路面μ勾
配を推定する路面μ勾配推定装置14に接続されてい
る。
The amplitude calculation circuit 32 is connected to a road μ gradient estimating device 14 for estimating a road μ gradient from the attenuation rate via an attenuation rate calculation circuit 34 for calculating an amplitude attenuation rate.

【0014】さらに振幅演算回路32の出力は、共振振
動数における振動振幅が所定以下の振幅になった時に油
圧ユニット18への制御指令を出力するブレーキ油圧制
御装置16に入力される。ブレーキ油圧制御装置16の
出力端には、この操作量に基づいて、ブレーキペダル2
4の踏力に応じたマスタシリンダ26の油圧と踏力に無
関係の図示しない高圧源とを切り換えてホイールシリン
ダ20の油圧(ホイールシリンダ油圧)を制御するAB
S制御弁を備えた油圧ユニット18が接続されている。
ABS制御弁は、ホイールシリンダ油圧を増圧する増圧
バルブ、及びホイールシリンダ油圧を減圧する減圧バル
ブから構成されている。
Further, the output of the amplitude calculation circuit 32 is input to the brake hydraulic control device 16 which outputs a control command to the hydraulic unit 18 when the vibration amplitude at the resonance frequency becomes equal to or less than a predetermined value. The output end of the brake hydraulic control device 16 is provided with the brake pedal 2 based on this operation amount.
AB for controlling the oil pressure of the wheel cylinder 20 (wheel cylinder oil pressure) by switching between the oil pressure of the master cylinder 26 corresponding to the pedal force and the high pressure source (not shown) irrelevant to the pedal force.
A hydraulic unit 18 having an S control valve is connected.
The ABS control valve includes a pressure increasing valve that increases the wheel cylinder oil pressure and a pressure reducing valve that reduces the wheel cylinder oil pressure.

【0015】ホイ−ルシリンダ20にホイールシリンダ
油圧を検出するための半導体圧力センサ等で構成された
圧力センサ22を取り付けることができれば、減衰率−
平均ホイールシリンダ油圧の特性を、路面状態の推定に
利用することもできる。この場合、圧力センサ22の出
力は、路面μ勾配推定装置14に接続される。
If a pressure sensor 22 composed of a semiconductor pressure sensor for detecting wheel cylinder oil pressure can be attached to the wheel cylinder 20, the damping rate will be reduced.
The characteristics of the average wheel cylinder oil pressure can also be used for estimating the road surface condition. In this case, the output of the pressure sensor 22 is connected to the road surface μ gradient estimating device 14.

【0016】本実施の形態によれば、車輪速度演算回路
35から出力されると共に、ホイールシリンダ油圧を所
定周期でインパルス励振させた時の振動成分を含む車輪
速度信号は、振動数演算回路30及び振幅演算回路32
に入力され、車輪速度信号の振動数及び振幅が以下のよ
うにして演算される。なお、以下では、計測のサンプリ
ング周期を1(ms)、インパルス励振の周期を512
サンプル点、すなわち0.512(s)とした例につい
て説明する。
According to the present embodiment, the wheel speed signal output from the wheel speed calculating circuit 35 and including the vibration component when the wheel cylinder oil pressure is excited by the impulse at a predetermined cycle is calculated by the frequency calculating circuit 30 and the Amplitude calculation circuit 32
And the frequency and amplitude of the wheel speed signal are calculated as follows. In the following, the sampling cycle of measurement is 1 (ms), and the cycle of impulse excitation is 512
An example in which the sampling point is 0.512 (s) will be described.

【0017】まず、ブレーキ油圧制御装置16によって
ABS制御弁を制御し、ホイールシリンダ油圧を所定周
期でインパルス励振する。このインパルス励振は、以下
のようにして演算された車輪速度信号の振幅が所定値以
下のときのみ行われる。図2は、平均ホイールシリンダ
油圧指令を4(MPa)として励振周期0.512
(s)でインパルス励振したときのホイールシリンダ油
圧及び車輪速度の変化を示すものである。
First, the ABS control valve is controlled by the brake oil pressure control device 16 to excite the wheel cylinder oil pressure in a predetermined cycle. This impulse excitation is performed only when the amplitude of the wheel speed signal calculated as described below is equal to or less than a predetermined value. FIG. 2 shows an excitation cycle of 0.512 with an average wheel cylinder oil pressure command of 4 (MPa).
FIG. 7 (s) shows changes in wheel cylinder oil pressure and wheel speed when the impulse is excited.

【0018】なお、平均ホイールシリンダ油圧指令を
2、4、6、8、10、12(MPa)としてインパル
ス励振したときの車輪速度振動成分及び平均振動成分の
変化を図3及び図4に示す。
FIGS. 3 and 4 show changes in the wheel speed vibration component and the average vibration component when the impulse excitation is performed with the average wheel cylinder oil pressure command being 2, 4, 6, 8, 10, 12 (MPa).

【0019】振動数演算回路30による車輪速度信号の
共振振動数の演算について説明する。共振振動数は、予
め定められた振動数が異なる複数の正弦波及び余弦波と
車輪速度信号の時系列データとの相関を演算し、車輪速
度信号の時系列データと相関が最も高い正弦波または余
弦波を選択して求める。
The calculation of the resonance frequency of the wheel speed signal by the frequency calculation circuit 30 will be described. The resonance frequency calculates a correlation between a plurality of sine waves and cosine waves having different predetermined frequencies and the time-series data of the wheel speed signal, and a sine wave or a sine wave having the highest correlation with the time-series data of the wheel speed signal. Select and find the cosine wave.

【0020】まず、励振周期0.512(s)の時系列
データと、6,7,8,9,10の波数の正弦波及び余
弦波との相関を各々計算する。波数mの正弦波C j m
び余弦波S j m は、以下のように表わされる。なお、波
数に代えて振動数を用いて正弦波及び余弦波を表しても
よい。
First, the correlation between the time-series data having an excitation cycle of 0.512 (s) and the sine and cosine waves having wave numbers of 6, 7, 8, 9, and 10 is calculated. Sinusoidal C j m and the cosine wave S j m of wave number m is expressed as follows. Note that the sine wave and the cosine wave may be represented by using the frequency instead of the wave number.

【0021】[0021]

【数1】 Cj m =(1/256)cos(2πm(2j+1)/1024) ・・・(1) Sj m =(1/256)sin(2πm(2j+1)/1024) ・・・(2) ただし、j=0,1,2・・・,511 i時点での時系列データをxn (n=i−511,i−
510,・・・,i)とすると、i時点での相関係数の
実数部 Ri m 及び虚数部 Ii m は次式で与えられる。
C j m = (1/256) cos (2πm (2j + 1) / 1024) (1) S j m = (1/256) sin (2πm (2j + 1) / 1024) (2) where j = 0, 1, 2,..., 511, the time series data at the time point i is represented by x n (n = i−511, i−
510, ..., when i), the real part R i m and an imaginary part I i m of the correlation coefficient at the i point is given by the following equation.

【0022】[0022]

【数2】 ただし、n’=n mod512である。(Equation 2) Here, n ′ = n mod 512.

【0023】上記より、相関係数の自乗和(振幅の自
乗)は、次の式で求められる。
From the above, the sum of squares of the correlation coefficient (square of the amplitude) is obtained by the following equation.

【0024】 P i m =(R i m 2 +(I i m 2 ・・・(5) 上記(3)、(4)式は、次のように変形することがで
きる。
[0024] P i m = (R i m ) 2 + (I i m) 2 ··· (5) above (3), (4) can be modified as follows.

【0025】[0025]

【数3】 (Equation 3)

【0026】上記(6)、(7)式から理解されるよう
に、相関係数の自乗和は、第2項における乗算と、第1
項と第2項との加算によって求めることができるので、
演算回数を大幅に減少させることができる。
As understood from the above equations (6) and (7), the sum of squares of the correlation coefficient is obtained by multiplying the second term by the first
Since it can be obtained by adding the term and the second term,
The number of operations can be greatly reduced.

【0027】i時点で検出された相関係数の自乗和P i
m (m=6,7,8,9,10)のうち最大の自乗和P
i m を選択し、最大の自乗和P i m の波数から以下の式
に従って車輪速度信号の共振振動数fm を決定する。
The sum of squares P i of the correlation coefficients detected at the time point i
m (m = 6, 7, 8, 9, 10) the largest sum of squares P
Select i m, determines the resonance frequency f m of the wheel speed signal according to the following equation from the wave number of the largest square sum P i m.

【0028】 fm =m/0.512 ・・・(8) 例えば、m=8のときのP i m が最大であれば、f8
8/0.512=15.625(Hz)として、共振振
動数を決定することができる。
[0028] f m = m / 0.512 ··· ( 8) For example, if the P i m is the maximum in the case of m = 8, f 8 =
Assuming that 8 / 0.512 = 15.625 (Hz), the resonance frequency can be determined.

【0029】上記のように、1つの波数に対して512
サンプル点の時系列データの相関係数を演算するため、
長い周期で共振振動数が演算されることになる。
As described above, 512 for one wave number
To calculate the correlation coefficient of the time series data at the sample points,
The resonance frequency is calculated in a long cycle.

【0030】なお、共振振動数は、P i m (m=6,
7,8,9,10)の重み付け平均として以下の式で決
定することもできる。
[0030] The resonance frequency is, P i m (m = 6 ,
7, 8, 9, 10) can be determined by the following equation.

【0031】[0031]

【数4】 次に、上記のようにして長い周期で検出された車輪速度
信号の共振振動数において、振幅演算回路32で短い周
期で車輪速度信号の振幅を演算する。この振幅は、上記
振動数演算回路より求められた振動数の正弦波及び余弦
波との相関係数から演算する。
(Equation 4) Next, at the resonance frequency of the wheel speed signal detected at a long cycle as described above, the amplitude calculation circuit 32 calculates the amplitude of the wheel speed signal at a short cycle. This amplitude is calculated from the correlation coefficient between the sine wave and cosine wave of the frequency calculated by the frequency calculation circuit.

【0032】励振周期0.512(s)の時系列データ
に対し、波数が6,7,8,9,10の振動数は、各々
1周期が85,73,64,57,51のサンプル点に
対応する。
With respect to the time-series data having an excitation cycle of 0.512 (s), the frequencies having wave numbers of 6, 7, 8, 9, and 10 correspond to the sample points having one cycle of 85, 73, 64, 57, and 51, respectively. Corresponding to

【0033】上記で説明した長い周期での振動数の検出
と同様に、波数mの正弦波c j m 及び余弦波s j m を以
下のように表す。
[0033] Similar to the frequency of detection of a long period as described above, it represents the sine wave c j m and cosine wave s j m of wave number m as follows.

【0034】[0034]

【数5】 cj m =(2/Nm )cos (π(2j+1)/Nm ) ・・・(9) sj m =(2/Nm )sin (π(2j+1)/Nm ) ・・・(10) ただし、j=0,1,2・・・, Nm −1, Nm =8
5,73,64,57,51である。
C j m = (2 / N m ) cos (π (2j + 1) / N m ) (9) s j m = (2 / N m ) sin (π (2j + 1) / N m ) (10) where j = 0, 1, 2,..., N m −1, N m = 8
5, 73, 64, 57, 51.

【0035】このように、1つの波数に対して Nm サン
プル点の相関係数を演算するため、短い周期で振幅が演
算されることになる。
As described above, since the correlation coefficient of N m sample points is calculated for one wave number, the amplitude is calculated in a short cycle.

【0036】そして、i時点での相関係数の実数部 Ri
m 及び虚数部 Ii m を次式より計算する。
Then, the real part R i of the correlation coefficient at the time point i
calculating by the following formula m and an imaginary part I i m.

【0037】[0037]

【数6】 ただし、n’=n mod Nm である。(Equation 6) Here, n ′ = n mod N m .

【0038】上記より、振幅は、次の式で求められる。From the above, the amplitude is obtained by the following equation.

【0039】 ai m ={(r i m 2 +(i i m 2 2 ・・・(13) 上記(11)、(12)式は、次のように変形すること
ができる。
[0039] a i m = {(r i m) 2 + (i i m) 2} 2 ··· (13) (11), (12) can be modified as follows.

【0040】[0040]

【数7】 ただし、i’=(i-N m ) mod Nm =i mod Nm
ある。
(Equation 7) Here, i ′ = (iN m ) mod N m = i mod N m .

【0041】上記のように式を変形することにより、長
い周期で振動数を演算する場合について説明したよう
に、演算回数を大幅に減少させることができる。
By modifying the equation as described above, it is possible to greatly reduce the number of calculations as described in the case where the frequency is calculated in a long cycle.

【0042】減衰率演算回路34では、1周期前の振幅
と今回の振幅とを比較することにより、振幅が増加して
いるか否かを判断し、振幅が増加しているとき、すなわ
ちa i m >ai-Nm m の場合には、車輪−サスペンション
振動が比較的長く継続していることから、路面入力やブ
レーキ油圧制御によって振動が加えられたと判断し、減
衰量は無視する。
In the attenuation factor calculation circuit 34, the amplitude one cycle before
By comparing with the current amplitude, the amplitude increases
Judge whether the amplitude is increasing or not.
Chia i m> Ai-Nm mIn the case of wheels-suspension
Since the vibration continues for a relatively long time,
Judging that vibration was applied by the rake hydraulic control,
Ignore decay.

【0043】一方、振幅が減少しているときは、車輪−
サスペンション振動が比較的速く収束しているため、路
面状態としての路面μ勾配を推定するために、減衰率 k
i mを以下の通り演算する。
On the other hand, when the amplitude is decreasing,
Since the suspension vibration converges relatively quickly, the damping rate k
Calculate i m as follows.

【0044】振幅ai m ,ai-1 m ,・・・ai-Nm m
含む減衰特性は、図6(A)に示す曲線のように、以下
の指数関数で近似することができる。
The damping properties including amplitude a i m, a i-1 m, the ··· a i-Nm m, as the curve shown in FIG. 6 (A), can be approximated by an exponential function of the following .

【0045】 y=exp(−ki m t)sin(ωt+φ) この指数関数の包絡線Yは、振幅変動を表し、次の式で
表される。
[0045] y = exp (-k i m t ) sin (ωt + φ) envelope Y of the exponential function represents the amplitude variation is expressed by the following equation.

【0046】Y=exp(−ki m t) 上記式の対数をとると、logY=−ki m tとなり、
図6(B)に示すように、logYのtに対する勾配を
求めることにより、減衰率ki m を求めることができ
る。
[0046] Y = exp Taking (-k i m t) logarithm of the above expression, logY = -k i m t, and the
As shown in FIG. 6 (B), by determining the slope for the t of logy, it is possible to obtain an attenuation factor k i m.

【0047】路面μ推定装置14では、減衰率演算回路
34で演算された減衰率に基づいて、路面状態を判定す
る。減衰率が大きな場合、すなわち振動が速やかに減衰
する場合には、路面は滑り易い、すなわち路面μ勾配が
小さい、または路面μ勾配が小さいことから路面μが限
界値に接近していると判断する。
The road surface μ estimating device 14 determines the road surface condition based on the attenuation factor calculated by the attenuation factor calculation circuit 34. When the damping rate is large, that is, when the vibration is rapidly damped, the road surface is slippery, that is, it is determined that the road surface μ is approaching the limit value because the road surface μ gradient is small or the road surface μ gradient is small. .

【0048】逆に、減衰率が小さい場合、すなわち振動
が長く継続する場合には、路面は滑り難い、すなわち路
面μ勾配が大きい、または路面μ勾配が大きいことから
路面μの限界値に対して余裕があると判断する。
Conversely, when the damping rate is small, that is, when the vibration continues for a long time, the road surface is hard to slip, that is, the road surface μ gradient is large, or the road surface μ gradient is large, so Judge that there is enough time.

【0049】さらに、圧力センサ20を取り付けること
ができれば、計測されるホイールシリンダ油圧から平均
ホイールシリンダ油圧を演算し、平均ホイールシリンダ
油圧と上記のように演算された減衰率との関係を示す図
5のサスペンション振動の減衰特性を示すテーブルを作
成することができ、このテーブルと現時点のホイールシ
リンダ油圧及び減衰率とを比較することにより、走行路
面が低μ路、高μ路のいずれであるのかを判定すること
ができる。
Further, if the pressure sensor 20 can be mounted, the average wheel cylinder oil pressure is calculated from the measured wheel cylinder oil pressure, and the relationship between the average wheel cylinder oil pressure and the damping rate calculated as described above is shown in FIG. A table showing the damping characteristics of suspension vibration can be created. By comparing this table with the current wheel cylinder oil pressure and damping rate, it is possible to determine whether the traveling road surface is a low μ road or a high μ road. Can be determined.

【0050】上記では、ABS制御弁によってホイール
シリンダ油圧を励振する例について説明したが、TRC
またはVSC用のアクチュエータを用いて、ホイールシ
リンダ油圧にインパルス的な変動を発生させ、車輪−サ
スペンション励振を起こさせてもよい。
In the above description, the example in which the wheel cylinder oil pressure is excited by the ABS control valve has been described.
Alternatively, an impulse-like fluctuation may be generated in the wheel cylinder oil pressure by using a VSC actuator to cause wheel-suspension excitation.

【0051】また、車輪速度信号から平均減速度を除去
して振動成分のみを抽出し、励振の周期毎に波形を切り
出し、速度域(例えば、10(rad/s)刻み)で波
形を平均化し、上記で説明した正弦波及び余弦波との相
関を求めることにより、振幅を抽出してもよい。
Further, only the vibration component is extracted by removing the average deceleration from the wheel speed signal, and the waveform is cut out at each cycle of the excitation, and the waveform is averaged in a speed range (for example, every 10 (rad / s)). The amplitude may be extracted by calculating the correlation with the sine wave and cosine wave described above.

【0052】以上説明したように、本実施の形態によれ
ば、ブレーキ油圧を常時励振することなく、振動の振幅
が小さくなったときのみ励振しているので、アクチュエ
ータのノイズを低下することができると共に、アクチュ
エータの耐久性を向上することができる。また、所定帯
域から対象とする振動数を検出しているため、車輪−サ
スペンション系の振動特性が不明、またはタイヤの交換
等によって振動特性が変化した場合にも対応することが
でき、またトライバがブレーキを操作したか否かに関係
なく路面μ勾配を推定することができる。
As described above, according to the present embodiment, since the brake hydraulic pressure is not always excited but is excited only when the amplitude of the vibration is reduced, the noise of the actuator can be reduced. At the same time, the durability of the actuator can be improved. Further, since the target frequency is detected from a predetermined band, it is possible to cope with a case where the vibration characteristics of the wheel-suspension system are unknown or the vibration characteristics change due to tire replacement or the like. The road μ gradient can be estimated regardless of whether or not the brake is operated.

【0053】なお、平滑路以外では、外乱によって車輪
−サスペンション励振を起こさせることができるので、
上記実施の形態で説明したホイールシリンダ油圧励振手
段を省略してもよい。
It is to be noted that, other than on a smooth road, a wheel-suspension excitation can be caused by disturbance.
The wheel cylinder oil pressure exciting means described in the above embodiment may be omitted.

【0054】また、本実施の形態では車輪−サスペンシ
ョン振動(共振周波数20Hz近傍)を例として説明し
たが、これに限らず車輪−車体振動(共振振動数40H
z近傍)にも適用可能である。
Further, in the present embodiment, the description has been made of the wheel-suspension vibration (resonance frequency of about 20 Hz) as an example.
(near z).

【0055】[0055]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
路面状態、例えば、路面のμ勾配を推定する際に複数の
検出振動数を用いているため、タイヤ変更等による振動
周波数変化に対してロバストな路面状態推定装置を提供
することができる、という効果が得られる。
As described above, according to the present invention,
Since a plurality of detected frequencies are used when estimating the road surface state, for example, the μ gradient of the road surface, an effect of providing a road surface state estimation device that is robust against vibration frequency changes due to tire changes or the like can be provided. Is obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の形態のブロック図である。FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of the present invention.

【図2】平均ホイールシリンダ油圧指令を4(MPa)
としてインパルス励振したときのホイールシリンダ油圧
及び車輪速度の変化を示す線図である。
FIG. 2 shows an average wheel cylinder oil pressure command of 4 (MPa).
FIG. 7 is a diagram showing changes in wheel cylinder oil pressure and wheel speed when impulse excitation is performed.

【図3】平均ホイールシリンダ油圧指令を2、4、6、
8(MPa)としてインパルス励振したときの車輪速度
振動成分及び平均振動成分の変化を示す線図である。
FIG. 3 shows an average wheel cylinder oil pressure command of 2, 4, 6,
FIG. 8 is a diagram illustrating changes in a wheel speed vibration component and an average vibration component when an impulse excitation is performed at 8 (MPa).

【図4】平均ホイールシリンダ油圧指令を10、12
(MPa)としてインパルス励振したときの車輪速度振
動成分及び平均振動成分の変化を示す線図である。
FIG. 4 shows an average wheel cylinder oil pressure command of 10, 12
FIG. 9 is a diagram illustrating changes in a wheel speed vibration component and an average vibration component when an impulse excitation is performed as (MPa).

【図5】減衰率とサスペンション振動との減衰特性を示
すテーブルを示す線図である。
FIG. 5 is a diagram showing a table showing a damping characteristic between a damping rate and suspension vibration.

【図6】指数関数を用いて振幅を演算する方法を説明す
るための線図である。
FIG. 6 is a diagram for explaining a method of calculating an amplitude using an exponential function.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 車輪速度センサ 14 路面μ勾配推定装置 18 油圧ユニット 34 減衰率演算回路 Reference Signs List 10 Wheel speed sensor 14 Road surface μ gradient estimating device 18 Hydraulic unit 34 Damping rate calculation circuit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 000004260 株式会社デンソー 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 (72)発明者 菅井 賢 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の1 株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 小野 英一 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の1 株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 浅野 勝宏 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の1 株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 宮下 政則 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の1 株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 山本 真規 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 伊藤 祥司 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 安井 由行 愛知県刈谷市朝日町2丁目1番地 アイシ ン精機株式会社内 (72)発明者 小野沢 智 愛知県刈谷市朝日町2丁目1番地 アイシ ン精機株式会社内 (72)発明者 藤本 周策 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 株式会 社デンソー内 Fターム(参考) 3D046 BB21 BB23 BB28 BB29 HH16 HH36 HH46 KK06  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (71) Applicant 000004260 DENSO Corporation 1-1, Showa-cho, Kariya-shi, Aichi Prefecture (72) Inventor Ken Sugai 41-Cho, Yukumichi, Okumachi, Nagakute-cho, Aichi-gun, Aichi Prefecture, Ltd. Inside Toyota Central Research Laboratory (72) Inventor Eiichi Ono 41-cho, Chuchu-Yokomichi, Nagakute-cho, Aichi-gun, Aichi Prefecture 1 in Toyota Central Research Laboratory Co., Ltd. 41 No. 1 Inside Toyota Central Research Laboratory Co., Ltd. (72) Inventor Masanori Miyashita 41-Chome Toyoda Central Research Laboratories Co., Ltd. (72) Inventor Makoto Yamamoto Toyota City, Aichi Prefecture 1st Toyota Town Inside Toyota Motor Co., Ltd. (72) Inventor Shoji Ito 1st Toyota Town Toyota City, Aichi Prefecture Toyota Motor (72) Inventor Yoshiyuki Yasui 2-1-1 Asahi-cho, Kariya-shi, Aichi Aisin Seiki Co., Ltd. (72) Inventor Satoshi 2-1-1 Asahi-cho, Kariya-shi, Aichi Aisin Seiki Co., Ltd. (72) Inventor Shusaku Fujimoto 1-1-1 Showa-cho, Kariya-shi, Aichi F-term in DENSO Corporation (reference) 3D046 BB21 BB23 BB28 BB29 HH16 HH36 HH46 KK06

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】車輪速度を検出して車輪速度信号を出力す
る車輪速度検出手段と、 第1の周期で車輪速度信号に振動成分が含まれている状
態での車輪速度信号の時系列データと振動数が異なる複
数の所定振動数の波形データとの相関を求め、相関が高
い波形データから車輪速度信号の共振振動数を演算する
共振振動数演算手段と、 前記共振振動数演算手段で演算された共振振動数におい
て、前記第1の周期より短い第2の周期で車輪速度信号
に振動成分が含まれている状態での車輪速度信号の時系
列データと前記共振振動数演算により求められた振動数
の波形データとの相関係数を求め、求めた相関係数から
前記車輪速度信号の振幅を演算する振幅演算手段と、 前記振幅演算手段で演算された車輪速度信号の振幅の減
衰の度合いに基づいて路面状態を推定する路面状態推定
手段と、 を含む路面状態推定装置。
A wheel speed detecting means for detecting a wheel speed and outputting a wheel speed signal; and time-series data of the wheel speed signal in a state where the wheel speed signal includes a vibration component in a first cycle. A resonance frequency calculating means for calculating a correlation with waveform data of a plurality of predetermined frequencies having different frequencies and calculating a resonance frequency of a wheel speed signal from the waveform data having a high correlation, At the resonance frequency, the time series data of the wheel speed signal and the vibration obtained by the resonance frequency calculation in a state where the wheel speed signal includes the vibration component in the second cycle shorter than the first cycle. Amplitude calculation means for calculating the correlation coefficient with the number of waveform data, calculating the amplitude of the wheel speed signal from the obtained correlation coefficient, and the degree of attenuation of the amplitude of the wheel speed signal calculated by the amplitude calculation means Road based Road surface condition estimating apparatus comprising a road surface state estimating means for estimating a state, the.
【請求項2】前記車輪速度信号の振幅が小さいときにホ
イールシリンダ油圧を励振するホイールシリンダ油圧励
振手段を更に含む路面状態推定装置。
2. A road surface state estimating apparatus further comprising a wheel cylinder oil pressure exciting means for exciting wheel cylinder oil pressure when the amplitude of the wheel speed signal is small.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE10393181B4 (en) * 2002-08-29 2007-06-28 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha, Toyota Device for estimating a road surface state change, corresponding method and motor vehicle with this device
JP2011225040A (en) * 2010-04-16 2011-11-10 Nissan Motor Co Ltd Suspension control device

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JP2007093221A (en) * 2005-09-27 2007-04-12 Meidensha Corp Waveform analytical method for signal and program therefor, and analytical method for vehicle operation characteristic using waveform analytical method for signal and program therefor
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