JP2001073317A - Road surface state detector - Google Patents

Road surface state detector

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JP2001073317A
JP2001073317A JP25154299A JP25154299A JP2001073317A JP 2001073317 A JP2001073317 A JP 2001073317A JP 25154299 A JP25154299 A JP 25154299A JP 25154299 A JP25154299 A JP 25154299A JP 2001073317 A JP2001073317 A JP 2001073317A
Authority
JP
Japan
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road surface
value
road
frequency
tire
Prior art date
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Pending
Application number
JP25154299A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroaki Kawai
浩明 河合
Seiichi Shin
誠一 新
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Aisin Corp
Original Assignee
Aisin Seiki Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Aisin Seiki Co Ltd filed Critical Aisin Seiki Co Ltd
Priority to JP25154299A priority Critical patent/JP2001073317A/en
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  • Control Of Driving Devices And Active Controlling Of Vehicle (AREA)
  • Regulating Braking Force (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a road surface state detector capable of simply detecting the coefficient of friction of a road surface without increasing operating load of a micro-computer or costs. SOLUTION: A wheel speed sensor 2 is provided at each of tires TR of a vehicle 1. The oscillation component of a wheel speed caused by oscillation of each of the tire is extracted from a wheel speed signal of the wheel speed sensor 2 to estimate Q factor of frequency of the tire. In a specific period of time, large or small coefficient of friction of a road can be decided in accordance with frequency when the Q factor is larger than specific value.

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、車両のタイヤの振
動周波数成分を含む振動電気信号に基づき路面の摩擦係
数を判定する路面状態検出装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a road condition detecting device for determining a friction coefficient of a road surface based on a vibration electric signal including a vibration frequency component of a tire of a vehicle.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、路面状態検出装置としては、車両
の操作量と運動量との比較により路面状態を検出する装
置が知られている。このような装置においては、車両の
操作(例えば、操舵、制動、加速等)と、同操作に伴う
車両運動量(ヨーレイト、前後G、横G等)とを比較す
ることで路面の摩擦係数(以下、「路面μ」という)を
検出している。
2. Description of the Related Art Heretofore, as a road surface condition detecting device, there has been known a device for detecting a road surface condition by comparing an operation amount and a momentum of a vehicle. In such an apparatus, a road surface friction coefficient (hereinafter, referred to as a “glide rate”) is compared with a vehicle operation (eg, steering, braking, acceleration, etc.) and a vehicle momentum (yaw rate, front / rear G, lateral G, etc.) associated with the operation. , “Road surface μ”).

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
路面状態検出装置においては、車両の操作を前提として
いるため、車両が定速で走行している場合には、例えば
アスファルト路のような摩擦係数の大きい路面(以下、
「高μ路」という)から凍結路のような摩擦係数の小さ
い路面(以下、「低μ路」という)に進入しても路面μ
の状態(変化)は検出することができなかった。
However, in such a road surface state detecting device, since the operation of the vehicle is premised, when the vehicle is running at a constant speed, for example, friction such as asphalt road is generated. Road surface with a large coefficient (hereinafter,
Even if the vehicle enters a low friction coefficient road surface (hereinafter referred to as a “low μ road”) such as a frozen road from a “high μ road”, the road surface μ
Could not be detected.

【0004】そこで、このような問題に対処するため
に、例えば特開平11−78843号公報に記載された
ものが知られている。同公報記載の装置においては、車
輪共振系の振動モデルに基づいてその伝達関数を同定
し、いわゆるS−μ特性(スリップ率Sに対する摩擦係
数μの変化曲線)においてスリップ率Sに対する摩擦係
数μの勾配(以下、「μ勾配」という)を高精度に推定
して路面状態を検出している。
[0004] To cope with such a problem, for example, one described in Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-78843 is known. In the device described in the publication, a transfer function is identified based on a vibration model of a wheel resonance system, and a so-called S-μ characteristic (a change curve of the friction coefficient μ with respect to the slip rate S) indicates a change in the friction coefficient μ with respect to the slip rate S. The road surface condition is detected by estimating the gradient (hereinafter, referred to as “μ gradient”) with high accuracy.

【0005】しかしながら、このような路面状態の検出
においては、複雑な式を解く必要があり、マイクロコン
ピュータの演算負荷の増大を余儀なくされていた。ま
た、同様の問題に対処するために、例えば特開平11−
94661号公報に記載されたものも知られている。同
公報記載の装置においては、車輪の上下方向の加速度で
あるバネ下加速度と、車体の上下方向の加速度であるバ
ネ上加速度とを検出し、これらバネ上、バネ下両加速度
間の伝達関数の比を求めてその周波数特性から路面μを
検出している。
However, in detecting such a road surface condition, it is necessary to solve a complicated equation, and the calculation load on the microcomputer must be increased. Further, in order to deal with similar problems, for example,
No. 94661 is also known. In the device described in the publication, unsprung acceleration that is the vertical acceleration of the wheel and sprung acceleration that is the vertical acceleration of the vehicle body are detected, and the transfer function between these sprung and unsprung accelerations is detected. The road surface μ is detected from the frequency characteristic by obtaining the ratio.

【0006】しかしながら、このような路面状態の検出
においては、バネ上、バネ下両加速度センサの配設を前
提としており、コストの増大を余儀なくされていた。本
発明の目的は、マイクロコンピュータの演算負荷やコス
トを増大することなく路面の摩擦係数を簡易に検出する
ことができる路面状態検出装置を提供することにある。
However, the detection of such a road surface condition is premised on the provision of both sprung and unsprung acceleration sensors, which has necessitated an increase in cost. An object of the present invention is to provide a road surface state detecting device capable of easily detecting a friction coefficient of a road surface without increasing a calculation load and cost of a microcomputer.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、請求項1に記載の発明は、車両のタイヤの振動周
波数成分を含む振動電気信号に基づきタイヤの周波数特
性のQファクターを推定するQファクター推定手段と、
前記推定されたQファクターの統計値を算出する統計値
算出手段と、前記算出された統計値に基づき路面の摩擦
係数が大きいか小さいかを判定する路面摩擦係数判定手
段とを備えたことを要旨とする。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to claim 1 estimates a Q factor of a tire frequency characteristic based on a vibration electric signal including a vibration frequency component of a vehicle tire. Q factor estimating means to perform
A statistical value calculating unit that calculates a statistical value of the estimated Q factor; and a road surface friction coefficient determining unit that determines whether a road surface friction coefficient is large or small based on the calculated statistical value. And

【0008】請求項2に記載の発明は、車両のタイヤの
振動周波数成分を含む振動電気信号に基づきタイヤの周
波数特性のピーク値を推定するピーク値推定手段と、前
記推定されたピーク値の統計値を算出する統計値算出手
段と、前記算出された統計値に基づき路面の摩擦係数が
大きいか小さいかを判定する路面摩擦係数判定手段とを
備えたことを要旨とする。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a peak value estimating means for estimating a peak value of a frequency characteristic of a tire based on a vibration electric signal including a vibration frequency component of a tire of a vehicle, and a statistic of the estimated peak value. The gist of the present invention is to include statistical value calculating means for calculating a value and road surface friction coefficient determining means for determining whether the road surface friction coefficient is large or small based on the calculated statistical value.

【0009】請求項3に記載の発明は、請求項1又は2
に記載の路面状態検出装置において、前記統計値は、頻
度、標準偏差、分散、及び平均値の少なくとも1つであ
ることを要旨とする。
The invention described in claim 3 is the first or second invention.
Wherein the statistic is at least one of a frequency, a standard deviation, a variance, and an average value.

【0010】(作用)請求項1に記載の発明によれば、
マイクロコンピュータの演算負荷やコストを増大するこ
となく、タイヤの周波数特性のQファクターの統計値に
基づき路面の摩擦係数が大きいか小さいかが極めて簡易
に判定されて、路面状態が検出される。
(Operation) According to the first aspect of the present invention,
Whether the friction coefficient of the road surface is large or small is determined very simply based on the statistical value of the Q factor of the frequency characteristics of the tire without increasing the calculation load and cost of the microcomputer, and the road surface state is detected.

【0011】請求項2に記載の発明によれば、マイクロ
コンピュータの演算負荷やコストを増大することなく、
タイヤの周波数特性のピーク値の統計値に基づき路面の
摩擦係数が大きいか小さいかが極めて簡易に判定され
て、路面状態が検出される。
According to the second aspect of the present invention, without increasing the computational load and cost of the microcomputer,
Whether the friction coefficient of the road surface is large or small is determined very easily based on the statistical value of the peak value of the tire frequency characteristic, and the road surface state is detected.

【0012】請求項3に記載の発明によれば、タイヤの
周波数特性のQファクター若しくはピーク値の統計値は
頻度、標準偏差、分散、及び平均値の少なくとも1つに
より極めて簡易に算出される。
According to the third aspect of the present invention, the statistical value of the Q factor or the peak value of the frequency characteristic of the tire can be calculated very easily based on at least one of the frequency, the standard deviation, the variance, and the average value.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】(第1実施形態)以下、この出願
の発明の第1実施形態に係る路面状態検出装置について
図を参照しながら説明する。図1において、車両1の各
タイヤTRには、その回転速度を検出する車輪速度検出
器として、車輪速度センサ(代表して2で表す)が配設
されている。この車輪速度センサ2としては、例えば各
車輪の回転に伴って回転する歯付ロータと、このロータ
の歯部に対向して設けられたピックアップから成る周知
の電磁誘導式のセンサで、各車輪の回転速度に対応した
デジタル信号を出力するように構成されたものが用いら
れるが、他の方式のものでもよい。図2は車輪速度の変
化の一例を示すもので、振動成分を抽出すると図3に示
す状態となる。各車輪速度センサ2は電子制御ユニット
3に接続されており、車輪速度センサ2の出力信号が電
子制御ユニット3のマイクロコンピュータ20に供給さ
れ、このマイクロコンピュータ20にて、後述する態様
で路面状態が検出されるように構成されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (First Embodiment) Hereinafter, a road surface condition detecting apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In FIG. 1, each tire TR of the vehicle 1 is provided with a wheel speed sensor (represented by 2) as a wheel speed detector for detecting a rotation speed thereof. The wheel speed sensor 2 is, for example, a well-known electromagnetic induction type sensor including a toothed rotor that rotates with the rotation of each wheel and a pickup provided to face the tooth portion of the rotor. Although a device configured to output a digital signal corresponding to the rotation speed is used, another system may be used. FIG. 2 shows an example of a change in wheel speed. When a vibration component is extracted, the state shown in FIG. 3 is obtained. Each wheel speed sensor 2 is connected to an electronic control unit 3, and an output signal of the wheel speed sensor 2 is supplied to a microcomputer 20 of the electronic control unit 3. It is configured to be detected.

【0014】マイクロコンピュータ20は一般的な構成
で、入力ポート21、CPU22、ROM23、RAM
24、及び出力ポート25等がコモンバスを介して相互
に接続されて成り、車輪速度センサ2の出力信号が入力
ポート21から入力され、CPU22にて処理されて、
出力ポート25からアクチュエータ4に出力されるよう
に構成されている。また、マイクロコンピュータ20に
対しウェーブレット関数(例えばガボール関数)11が
設定されている。マイクロコンピュータ20において
は、ROM23は図4に示したフローチャートに対応し
たプログラムを記憶し、CPU22は図示しないイグニ
ッションスイッチが閉成されている間当該プログラムを
実行し、RAM24は当該プログラムの実行に必要な変
数データを一時的に記憶する。
The microcomputer 20 has a general configuration including an input port 21, a CPU 22, a ROM 23, and a RAM.
24, an output port 25, and the like are connected to each other via a common bus, and an output signal of the wheel speed sensor 2 is input from the input port 21 and processed by the CPU 22,
The output port 25 is configured to output to the actuator 4. In addition, a wavelet function (for example, Gabor function) 11 is set for the microcomputer 20. In the microcomputer 20, the ROM 23 stores a program corresponding to the flowchart shown in FIG. 4, the CPU 22 executes the program while an ignition switch (not shown) is closed, and the RAM 24 executes a program necessary for executing the program. Temporarily store variable data.

【0015】ここで、この出願の発明の前提となるウェ
ーブレット変換及びこの出願で使用する用語について定
義を明らかにする。先ず、ウェーブレット変換の基底と
なる関数を基本ウェーブレット関数h(t)といい、二
乗可積分関数でそのノルムは正規化されているとし、少
なくとも時間領域で局在する。この基本ウェーブレット
関数h(t)は、アドミシブル条件と呼ばれる下記数1
式が成立するものとして表すことができる。この数1式
は信号の直流分(平均値)が零であることを表してい
る。
Here, the definition of the wavelet transform as a premise of the invention of this application and the terms used in this application will be clarified. First, a function serving as a basis of the wavelet transform is called a basic wavelet function h (t), whose norm is normalized by a square integrable function, and is localized at least in the time domain. This basic wavelet function h (t) is represented by the following equation 1 called an admissible condition.
It can be expressed that the equation holds. Equation 1 indicates that the DC component (average value) of the signal is zero.

【0016】[0016]

【数1】 そして、下記の数2式に示すように基本ウェーブレット
関数をa倍のスケール変換した後、原点をbだけシフト
することによってウェーブレット関数が設定される。
(Equation 1) Then, as shown in the following equation 2, the basic wavelet function is scale-converted by a times, and the origin is shifted by b to set the wavelet function.

【0017】[0017]

【数2】 そして、解析対象の関数をf(t)としたときのウェー
ブレット関数は下記の数3式に示すように定義される。
この式で、F(a,b)はウェーブレット係数、<>は
内積、*は復素共役を表す。
(Equation 2) When the function to be analyzed is f (t), the wavelet function is defined as shown in the following equation (3).
In this equation, F (a, b) represents a wavelet coefficient, <> represents an inner product, and * represents a complex conjugate.

【0018】[0018]

【数3】 尚、解析に用いるウェーブレット関数はアナライジング
ウェーブレット(基本ウェーブレット関数)と呼ばれ、
ガボール関数等種々の関数が用いられている。例えば、
下記数4式に示すガボール関数の一種であるMorle
tのウェーブレットは、微分係数が不連続となるような
特異点を有する信号の解析に好適なアナライジングウェ
ーブレットとして知られている。
(Equation 3) The wavelet function used for analysis is called an analyzing wavelet (basic wavelet function).
Various functions such as a Gabor function are used. For example,
Morle which is a kind of Gabor function shown in the following equation (4)
The t wavelet is known as an analyzing wavelet suitable for analyzing a signal having a singular point whose derivative is discontinuous.

【0019】[0019]

【数4】 マイクロコンピュータ20においては、後述するように
路面μ(高μ路か、低μ路か)が判定され、判定結果が
アクチュエータ4に出力される。このアクチュエータ4
は、例えばABS装置の制御値を判定された路面μに応
じて設定するように構成されている。
(Equation 4) In the microcomputer 20, the road surface μ (high μ road or low μ road) is determined as described later, and the determination result is output to the actuator 4. This actuator 4
Is configured to set, for example, the control value of the ABS device according to the determined road surface μ.

【0020】上記のように構成された本実施形態の路面
状態検出装置においては、電子制御ユニット3により路
面状態の検出に係る一連の処理が行われる。即ち、イグ
ニッションスイッチ(図示せず)が閉成されると図4の
フローチャートに対応したプログラムの実行が開始し、
所定のサイクル時間(例えば5ミリ秒)で繰り返され
る。
In the road surface condition detecting device of the present embodiment configured as described above, a series of processes relating to the detection of the road surface condition are performed by the electronic control unit 3. That is, when an ignition switch (not shown) is closed, execution of a program corresponding to the flowchart of FIG.
It is repeated at a predetermined cycle time (for example, 5 milliseconds).

【0021】図4に示されるように、処理がこのルーチ
ンに移行すると、まずステップ101においてCPU2
2は、RAM24内の期間カウント値jを「1」に設定
する。この期間カウント値jは、所定の時間(例えば1
秒間)毎に区分されたある期間Tjに対応して設定され
るカウント値であり、本実施形態では「1」〜「12
0」までカウントされる。
As shown in FIG. 4, when the processing shifts to this routine, first in step 101, the CPU 2
2 sets the period count value j in the RAM 24 to “1”. This period count value j is a predetermined time (for example, 1
This is a count value set corresponding to a certain period Tj divided for each second), and in the present embodiment, “1” to “12”.
It counts up to "0".

【0022】期間カウント値jを「1」に設定したCP
U22は、ステップ102に移行し、各種データをRA
M24から読み込んだ後、ステップ103に移行する。
ステップ103に移行したCPU22は、車輪速度セン
サ2の出力信号に基づき車輪速度を演算する。この車輪
速度は、タイヤTRの振動周波数成分を含む振動電気信
号として路面状態の検出に供される。
CP in which period count value j is set to "1"
U22 proceeds to step 102, and stores various data in RA
After reading from M24, the process proceeds to step 103.
The CPU 22 that has proceeded to step 103 calculates the wheel speed based on the output signal of the wheel speed sensor 2. The wheel speed is used for detecting a road surface state as a vibration electric signal including a vibration frequency component of the tire TR.

【0023】車輪速度を演算したCPU22は、ステッ
プ104に移行し、フィルタ出力を演算する。このフィ
ルタ出力の演算においては、車輪速度センサ2の出力の
振動電気信号が、例えば前述の解析対象の関数f(t)
としてマイクロコンピュータ20に入力し、このマイク
ロコンピュータ20にて、周波数のスケールパラメータ
a(スケール(a))に対して、シフトパラメータb
(時間位置(b))に従ってウェーブレット変換が行わ
れ、ウェーブレット係数F(a,b)が演算される。即
ち、関数f(t)に対する基本ウェーブレット関数の畳
み込み積分が行われる。
After calculating the wheel speed, the CPU 22 proceeds to step 104 to calculate the filter output. In the calculation of the filter output, the oscillating electric signal output from the wheel speed sensor 2 is converted into, for example, the above-described function f (t) to be analyzed.
Is input to the microcomputer 20, and the microcomputer 20 converts the frequency scale parameter a (scale (a)) into the shift parameter b.
Wavelet transform is performed according to (time position (b)), and wavelet coefficients F (a, b) are calculated. That is, the convolution of the basic wavelet function with respect to the function f (t) is performed.

【0024】図5は、ウェーブレット解析によるウェー
ブレット係数F(a,b)の態様を示すもので、ウェー
ブレット係数F(a,b)の大きさを同図に示すように
等高線模様で区別している。尚、これを三次元表示する
と図6に例示したようになる(何れの図においてもスケ
ールパラメータaは対数表示したものであるが、図5と
図6は直接対応するものではない)。ウェーブレット関
数としては、例えばガボール関数、メキシカンハット関
数、フレンチ関数、ハール関数等がある。
FIG. 5 shows the form of the wavelet coefficient F (a, b) obtained by the wavelet analysis. The magnitude of the wavelet coefficient F (a, b) is distinguished by a contour pattern as shown in FIG. Note that, when this is three-dimensionally displayed, it is as illustrated in FIG. 6 (in each of the figures, the scale parameter a is displayed in a logarithmic manner, but FIGS. 5 and 6 do not directly correspond to each other). Examples of the wavelet function include a Gabor function, a Mexican hat function, a French function, and a Haar function.

【0025】ステップ104におけるフィルタ出力演算
は、タイヤ共振周波数付近の5つの所定周波数、例えば
35Hz、37.5Hz、40Hz、42.5Hz、4
5Hzにおいて実施され、周波数35Hzでのウェーブ
レット係数F(a,b)35、周波数37.5Hzでのウ
ェーブレット係数F(a,b)37.5、周波数40Hzで
のウェーブレット係数F(a,b)40、周波数42.5
Hzでのウェーブレット係数F(a,b)42.5、及び周
波数45Hzでのウェーブレット係数F(a,b)45
求められる。尚、フィルタ出力演算を実施する所定周波
数は5つに限定されるものではなく、少なくとも3つ以
上の所定周波数で実施することとしてもよい。また、選
択される周波数と対応するウェーブレット係数も上記以
外に組み合わせることとしてもよい。
The filter output calculation in step 104 is performed at five predetermined frequencies near the tire resonance frequency, for example, 35 Hz, 37.5 Hz, 40 Hz, 42.5 Hz,
Implemented at 5 Hz, wavelet coefficient F (a, b) 35 at frequency 35 Hz, wavelet coefficient F (a, b) 37.5 at frequency 37.5 Hz, wavelet coefficient F (a, b) 40 at frequency 40 Hz, frequency 42.5
The wavelet coefficient F (a, b) 42.5 at Hz and the wavelet coefficient F (a, b) 45 at 45 Hz are obtained. The predetermined frequency at which the filter output operation is performed is not limited to five, and may be performed at least three or more predetermined frequencies. Further, the wavelet coefficient corresponding to the selected frequency may be combined in addition to the above.

【0026】フィルタ出力を演算したCPU22は、ス
テップ105に移行し、加算値演算を実行する。この加
算値演算においては、ステップ104で求められたウェ
ーブレット係数F(a,b)35、F(a,b)37.5、F
(a,b)40、F(a,b) 42.5、及びF(a,b)45
の各々について、期間Tjでの200個(1秒/5ミリ
秒)の加算値(ウェーブレット係数加算値)SFj
(a,b)35、SFj(a,b)37.5、SFj(a,
b)40、SFj(a,b)42.5、及びSFj(a,b)
45が演算される。
After calculating the filter output, the CPU 22
The process proceeds to step 105 to perform an addition value calculation. This addition
In the arithmetic operation, the weight calculated in step 104 is calculated.
Bullet coefficient F (a, b)35, F (a, b)37.5, F
(A, b)40, F (a, b) 42.5, And F (a, b)45
, 200 pieces (1 second / 5 mm) in the period Tj
Second) addition value (wavelet coefficient addition value) SFj
(A, b)35, SFj (a, b)37.5, SFj (a,
b)40, SFj (a, b)42.5, And SFj (a, b)
45Is calculated.

【0027】加算値を演算したCPU22は、ステップ
106に移行し、最大値処理を実行する。この最大値処
理においては、これらウェーブレット係数加算値SFj
(a,b)35、SFj(a,b)37.5、SFj(a,
b)40、SFj(a,b)42.5、及びSFj(a,b)
45のうち、最大値となるウェーブレット係数加算値に対
応する周波数fji及びその前後に隣接する周波数fj
i-1,fji+1の3つの周波数と、各周波数fji-1,f
i,fji+1に対応するウェーブレット係数加算値SF
j(a,b)i-1、SFj(a,b)i、及びSFj
(a,b)i+1を抽出する。例えば、図7に示される例
においては、周波数40Hzにおけるウェーブレット係
数加算値SFj(a,b)40が最大値となっているた
め、周波数37.5H、40Hz、及び42.5Hzを
それぞれ周波数fji-1,fji,fji+1とし、同周波
数に対応するウェーブレット係数加算値SFj(a,
b)37.5、SFj(a,b)40、及びSFj(a,b)
42.5をウェーブレット係数加算値SFj(a,
b)i-1、SFj(a,b)i、及びSFj(a,b)
i+1とする。
After calculating the added value, the CPU 22 proceeds to step 106 to execute a maximum value process. In this maximum value processing, these wavelet coefficient added values SFj
(A, b) 35 , SFj (a, b) 37.5 , SFj (a,
b) 40 , SFj (a, b) 42.5 and SFj (a, b)
Of 45, the frequency fj i and frequency fj that is adjacent to the back and forth corresponding to the wavelet coefficients addition value becomes the maximum value
i-1 and fj i + 1 and three frequencies fj i-1 and f
wavelet coefficient addition value SF corresponding to j i , fj i + 1
j (a, b) i-1 , SFj (a, b) i , and SFj
(A, b) Extract i + 1 . For example, in the example shown in FIG. 7, since the wavelet coefficient addition value SFj (a, b) 40 at the frequency of 40 Hz is the maximum value, the frequencies 37.5H, 40 Hz, and 42.5 Hz are respectively changed to the frequencies fj i. -1 , fj i , fj i + 1 and the wavelet coefficient sum SFj (a,
b) 37.5 , SFj (a, b) 40 and SFj (a, b)
42.5 is calculated by adding the wavelet coefficient sum SFj (a,
b) i-1 , SFj (a, b) i and SFj (a, b)
i + 1 .

【0028】最大値処理を実行したCPU22は、ステ
ップ107に移行し、2次近似処理を実行する。この2
次近似処理においては、ウェーブレット係数加算値SF
j(a,b)i-1、SFj(a,b)i、及びSFj
(a,b)i+1を通る2次近似曲線を求める波形近似処
理が行われる。つまり、ウェーブレット係数加算値SF
j(a,b)i-1、SFj(a,b)i、及びSFj
(a,b)i+1を用いて、下記の式における定数k1
j、k2j、k3jが最小二乗法で算出される。 SFj(a,b)n=k1j×fjn^2+k2j×fj
n+k3j (n=i−1,i,i+1) これら定数k1j、k2j、k3jは、下記数5式によ
り算出される。
After executing the maximum value processing, the CPU 22 proceeds to step 107 to execute the second approximation processing. This 2
In the next approximation processing, the wavelet coefficient added value SF
j (a, b) i-1 , SFj (a, b) i , and SFj
(A, b) Waveform approximation processing for obtaining a quadratic approximation curve passing through i + 1 is performed. That is, the wavelet coefficient sum SF
j (a, b) i-1 , SFj (a, b) i , and SFj
(A, b) Using i + 1 , a constant k1 in the following equation
j, k2j, and k3j are calculated by the least square method. SFj (a, b) n = k1j × fj n ^ 2 + k2j × fj
n + k3j (n = i-1, i, i + 1) These constants k1j, k2j, and k3j are calculated by the following equation (5).

【0029】[0029]

【数5】 なお、上記数5式における逆行列の値は、予め選択され
た周波数に基づき算出される定数であり、従って、RO
M23内に予め記憶された値となっている。
(Equation 5) The value of the inverse matrix in the above equation (5) is a constant calculated based on a preselected frequency.
It is a value stored in advance in M23.

【0030】2次近似処理を実行したCPU22は、ス
テップ108に移行し、上記算出された定数k1j、k
2j、k3jにより路面特徴量K1j、K2j、K3j
を求める。これら路面特徴量K1j、K2j、K3j
は、上記定数k1j、k2j、k3jに基づく式を、 SFj(a,b)n=K1j(fjn−K2j)^2+K
3j (n=i−1,i,i+1) と変形する際の値であり、 K1j=k1j K2j=−k2j/(2k1j) K3j=k3j−k2j^2/(4k1j) となる。
After executing the quadratic approximation processing, the CPU 22 proceeds to step 108, where the calculated constants k1j, k1
The road surface feature amounts K1j, K2j, and K3j are calculated using 2j and k3j.
Ask for. These road surface features K1j, K2j, K3j
Is the constant k1j, k2j, an expression based on k3j, SFj (a, b) n = K1j (fj n -K2j) ^ 2 + K
3j (n = i-1, i, i + 1), which is the value when deformed, and K1j = k1j K2j = -k2j / (2k1j) K3j = k3j-k2j22 / (4k1j).

【0031】ここで、路面特徴量K3jは期間Tjでの
ウェーブレット係数加算値SFj(a,b)の最大値
(ピーク)を表す。また、路面特徴量K2jは同ウェー
ブレット係数加算値SFj(a,b)の最大値における
周波数を表し、共振周波数に相当する。さらに、路面特
徴量K1jは、振動系の共振の鋭さを表すQファクター
に対応する特徴量を表し、その逆数(1/−K1j)は
周波数幅の特徴量を表す。
Here, the road surface feature K3j represents the maximum value (peak) of the wavelet coefficient addition value SFj (a, b) in the period Tj. The road surface feature K2j represents the frequency at the maximum value of the wavelet coefficient addition value SFj (a, b), and corresponds to the resonance frequency. Further, the road surface feature K1j represents a feature corresponding to a Q factor indicating the sharpness of resonance of the vibration system, and the reciprocal thereof (1 / −K1j) represents a feature of a frequency width.

【0032】CPU22は、これら算出された路面特徴
量K1j、K2j、K3jを設定してステップ109に
移行し、期間カウント値jが「120」か否かを判断す
る。ここで、期間カウント値jが「120」ではないと
判定されると、CPU22はステップ110に移行し、
同期間カウント値jを「1」、インクリメントした後、
上記ステップ102〜109の処理を繰り返す。このよ
うな処理は、期間Tjが期間T1〜T120となる各場
合において、それぞれ路面特徴量K1j,K2j,K3
j(j=1〜120)を算出するための処理である。
The CPU 22 sets the calculated road surface feature values K1j, K2j, and K3j and proceeds to step 109 to determine whether or not the period count value j is "120". Here, if it is determined that the period count value j is not “120”, the CPU 22 proceeds to step 110,
After incrementing the count value j for the same period by “1”,
Steps 102 to 109 are repeated. Such processing is performed in each case in which the period Tj becomes the period T1 to T120, respectively, where the road surface feature amounts K1j, K2j, and K3
This is a process for calculating j (j = 1 to 120).

【0033】ステップ109において、期間カウント値
jが「120」と判定されると、CPU22はステップ
111に移行する。ステップ111に移行したCPU2
2は、路面μを検出する。この路面μの検出は、図8の
フローチャートに示されるように、ステップ201にお
いて、頻度カウンタcK1を初期化(零に設定)する。
この頻度カウンタcK1は、当該期間(T1〜T12
0)において上記各路面特徴量K1j(j=1〜12
0)の大きさ(絶対値)が所定値K以上であるときに
「1」ずつ、インクリメントされる。なお、この所定値
Kは、路面状態が高μ路であるか、低μ路であるかを区
分する好適な値として、ROM23内に予め記憶された
値であるが、例えば学習値として算出される値としても
よい。
If it is determined in step 109 that the period count value j is "120", the CPU 22 proceeds to step 111. CPU2 shifted to step 111
2 detects the road surface μ. In the detection of the road surface μ, as shown in the flowchart of FIG. 8, in step 201, the frequency counter cK1 is initialized (set to zero).
This frequency counter cK1 indicates the period (T1 to T12).
0), each of the road surface feature values K1j (j = 1 to 12)
When the magnitude (absolute value) of (0) is equal to or larger than the predetermined value K, the value is incremented by “1”. The predetermined value K is a value previously stored in the ROM 23 as a suitable value for classifying whether the road surface state is a high μ road or a low μ road, but is calculated as a learning value, for example. Value.

【0034】さて、このような路面特徴量K1j(j=
1〜120)の大きさに基づく路面μの判定は、以下の
理由によって行われている。すなわち、図9(a)に示
されるように、特に車両が定常走行(定速走行)してい
る原点付近の動作点においては、S−μ特性はスリップ
率Sの増加に略比例して摩擦係数は増加している。そし
て、図9(b)にμ勾配D0が示されるように、高μ路
のμ勾配は低μ路のμ勾配に比べて著しく大きくなる傾
向を有している。なお、μ勾配D0は一般に、 D0∽∂μ/∂S の関係を有している。
Now, such a road surface feature K1j (j =
The determination of the road surface μ based on the size of 1 to 120) is performed for the following reason. That is, as shown in FIG. 9A, especially at the operating point near the origin where the vehicle is traveling steadily (constant speed traveling), the S-μ characteristic shows that the friction is almost in proportion to the increase of the slip ratio S. The coefficient is increasing. As shown in FIG. 9B, the μ gradient on the high μ road has a tendency to be significantly larger than the μ gradient on the low μ road, as indicated by the μ gradient D0 in FIG. Note that the μ gradient D0 generally has a relation of D0∽∂μ / ∂S.

【0035】一方、特開平11−78843号公報に記
載された車輪共振系の振動モデルに基づく車両の定常走
行(定速走行)時の伝達関数の周波数特性は、図10に
示される態様に解析されている。従って、この周波数特
性により、タイヤの共振周波数において上記μ勾配D0
が大きくなるほどQファクター、すなわち路面特徴量K
1jの大きさが大きくなっていることが確認できる。以
上により、Qファクターに対応する路面特徴量K1jの
大きさが大きいときにはμ勾配D0は大きく、従って高
μ路に区分することができ、一方、路面特徴量K1jの
大きさが小さいときにはμ勾配D0は小さく、従って低
μ路に区分することができる。
On the other hand, the frequency characteristic of the transfer function during steady running (constant speed running) of the vehicle based on the vibration model of the wheel resonance system described in JP-A-11-78843 is analyzed in the form shown in FIG. Have been. Therefore, according to this frequency characteristic, the μ gradient D0 at the tire resonance frequency is obtained.
Becomes larger, the Q factor, that is, the road surface feature K
It can be confirmed that the size of 1j has increased. As described above, when the road surface characteristic amount K1j corresponding to the Q factor is large, the μ gradient D0 is large, so that the road can be divided into high μ roads. On the other hand, when the road surface characteristic amount K1j is small, the μ gradient D0 is used. Is small and can therefore be divided into low μ roads.

【0036】頻度カウンタcK1を初期化したCPU2
2は、ステップ202に移行し、カウント値mを「1」
に設定する。このカウント値mは、上記路面特徴量K1
j(j=1〜120)の全てについて、上記区分をして
いくためのカウント値である。
CPU 2 that has initialized frequency counter cK1
In step 2, the process proceeds to step 202, where the count value m is set to "1".
Set to. This count value m is determined by the road surface characteristic amount K1.
This is a count value for performing the above classification for all j (j = 1 to 120).

【0037】カウント値mを設定したCPU22は、ス
テップ203に移行し、路面特徴量K1mが所定値K以
上か否かを判断する。ここで、路面特徴量K1mが所定
値K以上と判定されるとCPU22は、ステップ204
に移行し、上記頻度カウンタcK1を「1」、インクリ
メントしてステップ205に移行する。一方、路面特徴
量K1mが所定値K未満と判定されるとCPU22は、
上記頻度カウンタcK1をインクリメントすることな
く、そのままステップ205に移行する。
The CPU 22 having set the count value m proceeds to step 203, and determines whether or not the road surface characteristic amount K1m is equal to or larger than a predetermined value K. Here, if the road surface characteristic amount K1m is determined to be equal to or larger than the predetermined value K, the CPU 22 proceeds to step 204.
Then, the frequency counter cK1 is incremented by "1", and the routine goes to Step 205. On the other hand, if it is determined that the road surface feature K1m is less than the predetermined value K, the CPU 22
The process directly proceeds to step 205 without incrementing the frequency counter cK1.

【0038】ステップ205に移行したCPU22は、
カウント値mが「120」か否かを判断する。ここで、
カウント値mが「120」ではないと判定されるとCP
U22は、ステップ206に移行し、カウント値mを
「1」、インクリメントして上記ステップ203〜20
5の処理を繰り返し実行する。
The CPU 22, which has proceeded to step 205,
It is determined whether or not the count value m is “120”. here,
If it is determined that the count value m is not “120”, the CP
U22 proceeds to step 206, increments the count value m by "1" and increments the count value m in steps 203 to 20 described above.
Step 5 is repeatedly executed.

【0039】一方、ステップ205において、カウント
値mが「120」と判定されるとCPU22は、全ての
路面特徴量K1mについて路面状態に応じたカウントが
終了したものとして、ステップ207に移行する。
On the other hand, if it is determined in step 205 that the count value m is “120”, the CPU 22 determines that the counting according to the road surface state has been completed for all the road surface characteristic amounts K1m, and proceeds to step 207.

【0040】ステップ207に移行したCPU22は、
上記カウントされた頻度カウンタcK1が所定値C以上
か否かを判断する。なお、この所定値Cは、路面状態が
高μ路であることを確認するうえで十分な信頼性を有す
る値(頻度)として、ROM23内に予め記憶された値
であるが、例えば学習値として算出される値としてもよ
い。
The CPU 22, which has proceeded to step 207,
It is determined whether or not the counted frequency counter cK1 is equal to or greater than a predetermined value C. Note that the predetermined value C is a value (frequency) stored in advance in the ROM 23 as a value (frequency) having sufficient reliability for confirming that the road surface state is a high μ road. It may be a calculated value.

【0041】ここで、上記頻度カウンタcK1が所定値
C以上と判定されると、路面状態は高μ路であるとし、
ステップ208に移行して路面状態設定フラグXK1を
「1」に設定し、図4のステップ112に移行する。
If the frequency counter cK1 is determined to be equal to or greater than the predetermined value C, the road surface state is determined to be a high μ road,
The process proceeds to step 208, where the road surface state setting flag XK1 is set to “1”, and then proceeds to step 112 in FIG.

【0042】一方、上記頻度カウンタcK1が所定値C
未満と判定されると、路面状態は低μ路であるとし、ス
テップ209に移行して路面状態設定フラグXK1を
「0」に設定する。そして、図4のステップ112に移
行する。
On the other hand, the frequency counter cK1 has a predetermined value C
If it is determined that the road surface state is less than the road surface, the road surface state is determined to be a low μ road, and the routine proceeds to step 209, where the road surface state setting flag XK1 is set to “0”. Then, the process proceeds to step 112 of FIG.

【0043】ステップ112においてCPU22は、上
記路面状態設定フラグXK1が「1」か否かを判断す
る。ここで、路面状態設定フラグXK1が「1」である
ときには、高μ路であるため、CPU22はステップ1
13に移行して対応する高μ制御を実行する。すなわ
ち、CPU22は、前記アクチュエータ4を駆動し、例
えばABS装置の制御値を高μ側に設定してその後の処
理を一旦終了する。
In step 112, the CPU 22 determines whether or not the road surface state setting flag XK1 is "1". Here, when the road surface state setting flag XK1 is “1”, the road is a high μ road, and thus the CPU 22
Then, the flow goes to 13 to execute the corresponding high μ control. That is, the CPU 22 drives the actuator 4 to set, for example, the control value of the ABS device to the high μ side, and then temporarily ends the subsequent processing.

【0044】一方、路面状態設定フラグXK1が「0」
であるときには、低μ路であるため、CPU22はステ
ップ114に移行して対応する低μ制御を実行する。す
なわち、CPU22は、前記アクチュエータ4を駆動
し、例えばABS装置の制御値を低μ側に設定してその
後の処理を一旦終了する。
On the other hand, the road surface state setting flag XK1 is "0".
If so, the road is a low μ road, and the CPU 22 proceeds to step 114 to execute the corresponding low μ control. That is, the CPU 22 drives the actuator 4 to set, for example, the control value of the ABS device to the low μ side, and temporarily ends the subsequent processing.

【0045】以上詳述したように、本実施形態によれ
ば、以下に示す効果が得られるようになる。 (1)本実施形態では、Qファクターに相当する路面特
徴量K1j(j=1〜120)の大きさと所定値Kとを
比べ、同路面特徴量K1j(j=1〜120)の大きさ
が所定値K以上になるときの頻度を算出するという極め
て簡易な方法によって、マイクロコンピュータの演算負
荷やコストを増大することなく路面状態(高μ路か、低
μ路か)を検出することができる。
As described in detail above, according to this embodiment, the following effects can be obtained. (1) In the present embodiment, the magnitude of the road surface feature K1j (j = 1 to 120) corresponding to the Q factor is compared with the predetermined value K, and the magnitude of the road surface feature K1j (j = 1 to 120) is determined. By a very simple method of calculating the frequency when the value becomes equal to or more than the predetermined value K, the road surface state (high μ road or low μ road) can be detected without increasing the calculation load and cost of the microcomputer. .

【0046】(2)本実施形態では、タイヤの周波数特
性のQファクターの統計値を頻度演算により極めて簡易
に算出することができる。 (3)本実施形態では、2次近似処理における定数k1
j、k2j、k3j、すなわち路面特徴量K1j、k2
j、K3jを、予め選択された周波数に基づき算出され
た、ROM23内に予め記憶された逆行列の値を乗ずる
ことによって容易に算出することができる。
(2) In this embodiment, the statistical value of the Q factor of the tire frequency characteristic can be calculated extremely easily by frequency calculation. (3) In the present embodiment, the constant k1 in the second approximation processing
j, k2j, k3j, that is, road surface feature amounts K1j, k2
j and K3j can be easily calculated by multiplying the values of the inverse matrix stored in advance in the ROM 23 and calculated based on the frequency selected in advance.

【0047】(第2実施形態)以下、この出願の発明の
第2実施形態に係る路面状態検出装置について図を参照
しながら説明する。なお、第1実施形態においては、路
面特徴量K1j(j=1〜120)の大きさが所定値K
以上になるときの頻度に基づいて路面状態を検出した
が、第2実施形態においては、路面特徴量K1j(j=
1〜120)の標準偏差に基づいて路面状態を検出する
ものである。従って、第1実施形態と同様の部分につい
てはその詳細な説明は省略する。
(Second Embodiment) Hereinafter, a road surface condition detecting apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the first embodiment, the magnitude of the road surface feature amount K1j (j = 1 to 120) is equal to the predetermined value K.
Although the road surface state is detected based on the frequency of the above, in the second embodiment, the road surface characteristic amount K1j (j =
1 to 120) to detect the road surface condition based on the standard deviation. Therefore, detailed description of the same parts as those in the first embodiment will be omitted.

【0048】本実施形態においてステップ111に移行
したCPU22は、図11のフローチャートに示される
ように、ステップ301において、上記路面特徴量K1
j(j=1〜120)に基づき、下記数6式に基づきそ
の標準偏差σ(K1)を算出する。
In the present embodiment, the CPU 22 which has proceeded to step 111, as shown in the flowchart of FIG.
Based on j (j = 1 to 120), the standard deviation σ (K1) is calculated based on the following equation (6).

【0049】[0049]

【数6】 そして、標準偏差σ(K1)を算出したCPU22は、
ステップ302に移行し、上記標準偏差σ(K1)が所
定値σ0以上か否かを判断する。なお、この所定値σ0
は、路面状態が高μ路であるか、低μ路であるかを区分
するうえで好適な値として、ROM23内に予め記憶さ
れた値であるが、例えば学習値として算出される値とし
てもよい。
(Equation 6) Then, the CPU 22 that has calculated the standard deviation σ (K1)
The process proceeds to step 302, where it is determined whether the standard deviation σ (K1) is equal to or greater than a predetermined value σ0. Note that this predetermined value σ0
Is a value stored in advance in the ROM 23 as a suitable value for classifying whether the road surface state is a high μ road or a low μ road, but may be a value calculated as a learning value, for example. Good.

【0050】さて、このような路面特徴量K1j(j=
1〜120)の標準偏差σ(K1)に基づく路面μの判
定は、以下の理由によって行われている。すなわち、図
12に示されるように、車両が例えば、30km/h
(キロメートル毎時)、60km/h、80km/hの
各速度にて定常走行(定速走行)している状態において
は、高μ路を走行している場合での各車輪(4輪)での
標準偏差σ(K1)は、低μ路を走行している場合での
標準偏差σ(K1)よりも大きくなることが実験的に確
認されている。従って、標準偏差σ(K1)と、図12
に示される所定値σ0とを比べることにより、高μ路と
低μ路とを好適に区分することができる。
Now, such a road surface feature K1j (j =
The determination of the road surface μ based on the standard deviation σ (K1) of 1 to 120) is performed for the following reason. That is, as shown in FIG. 12, the vehicle is, for example, 30 km / h.
(Km / h), 60 km / h, and 80 km / h, in a steady running state (constant speed running), each wheel (four wheels) on a high μ road It has been experimentally confirmed that the standard deviation σ (K1) is larger than the standard deviation σ (K1) when traveling on a low μ road. Therefore, the standard deviation σ (K1) and FIG.
By comparing with the predetermined value σ0 shown in (1), the high μ road and the low μ road can be appropriately classified.

【0051】ここで、上記標準偏差σ(K1)が所定値
σ0以上と判定されると、路面状態は高μ路であると
し、ステップ303に移行して路面状態設定フラグXK
1を「1」に設定し、図4のステップ112に移行す
る。
If it is determined that the standard deviation σ (K1) is equal to or larger than the predetermined value σ0, the road surface state is determined to be a high μ road, and the routine proceeds to step 303, where the road surface state setting flag XK
1 is set to “1”, and the process proceeds to step 112 in FIG.

【0052】一方、上記標準偏差σ(K1)が所定値σ
0未満と判定されると、路面状態は低μ路であるとし、
ステップ304に移行して路面状態設定フラグXK1を
「0」に設定する。そして、図4のステップ112に移
行する。
On the other hand, the standard deviation σ (K1) is equal to a predetermined value σ
If it is determined to be less than 0, the road surface state is a low μ road,
In step 304, the road surface state setting flag XK1 is set to "0". Then, the process proceeds to step 112 of FIG.

【0053】ステップ112においてCPU22は、上
記路面状態設定フラグXK1の値に応じて、高μ制御若
しくは低μ制御(ステップ113、114)を選択的に
実行することは、前記第1実施形態と同様である。
In the step 112, the CPU 22 selectively executes the high μ control or the low μ control (steps 113 and 114) according to the value of the road surface state setting flag XK1, as in the first embodiment. It is.

【0054】以上詳述したように、本実施形態によれ
ば、前記第1実施形態における(1)〜(3)の効果と
同様の効果が得られるようになる。なお、本発明の実施
の形態は上記実施形態に限定されるものではなく、次の
ように変更してもよい。
As described in detail above, according to the present embodiment, effects similar to the effects (1) to (3) of the first embodiment can be obtained. Note that the embodiment of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and may be modified as follows.

【0055】・前記第2実施形態においては、路面特徴
量K1j(j=1〜120)の標準偏差σ(K1)に基
づき路面状態を検出したが、これは下記数7式により算
出される路面特徴量K1j(j=1〜120)の分散V
(K1)に基づき路面状態を検出してもよい。
In the second embodiment, the road surface state is detected based on the standard deviation σ (K1) of the road surface characteristic amount K1j (j = 1 to 120). The road surface state is calculated by the following equation (7). Variance V of feature K1j (j = 1 to 120)
The road surface condition may be detected based on (K1).

【0056】[0056]

【数7】 ・前記第2実施形態においては、路面特徴量K1j(j
=1〜120)の標準偏差σ(K1)に基づき路面状態
を検出したが、これは下記数8式により算出される路面
特徴量K1j(j=1〜120)の平均値M(K1)に
基づき路面状態を検出してもよい。
(Equation 7) In the second embodiment, the road surface feature K1j (j
= 1 to 120), the road condition is detected based on the standard deviation σ (K1), which is calculated based on the average value M (K1) of the road feature values K1j (j = 1 to 120) calculated by the following equation (8). The road condition may be detected based on the condition.

【0057】[0057]

【数8】 なお、このような路面特徴量K1j(j=1〜120)
の平均値M(K1)に基づく路面μの判定は、以下の理
由によって行われている。すなわち、図13に示される
ように、車両が例えば、30km/h、60km/h、
80km/hの各速度にて定常走行(定速走行)してい
る状態においては、高μ路を走行している場合での各車
輪(4輪)での平均値M(K1)は、低μ路を走行して
いる場合での平均値M(K1)よりも小さくなることが
実験的に確認されている。従って、平均値M(K1)
が、図13に示される所定値M0未満のときは高μ路と
判定し、所定値M0以上のときには低μ路と判定するこ
とで、高μ路と低μ路とを好適に区分することができ
る。
(Equation 8) In addition, such a road surface characteristic amount K1j (j = 1 to 120)
The determination of the road surface μ based on the average value M (K1) is performed for the following reason. That is, as shown in FIG. 13, the vehicle is, for example, 30 km / h, 60 km / h,
In a state where the vehicle is traveling at a constant speed (constant speed traveling) at each speed of 80 km / h, the average value M (K1) of each wheel (four wheels) when traveling on a high μ road is low. It has been experimentally confirmed that the average value M (K1) when traveling on the μ road is smaller than the average value M (K1). Therefore, the average value M (K1)
However, when the value is less than the predetermined value M0 shown in FIG. 13, the road is determined to be a high μ road, and when the value is equal to or more than the predetermined value M0, the road is determined to be a low μ road. Can be.

【0058】・前記第2実施形態においては、路面特徴
量K1j(j=1〜120)の標準偏差σ(K1)に基
づき路面状態を検出したが、これは下記数9式により算
出される路面特徴量K3j(j=1〜120)の標準偏
差σ(K3)に基づき路面状態を検出してもよい。
In the second embodiment, the road surface state is detected based on the standard deviation σ (K1) of the road surface characteristic amount K1j (j = 1 to 120), which is calculated by the following equation (9). The road surface condition may be detected based on the standard deviation σ (K3) of the characteristic amount K3j (j = 1 to 120).

【0059】[0059]

【数9】 なお、このような路面特徴量K3j(j=1〜120)
の標準偏差σ(K3)に基づく路面μの判定は、以下の
理由によって行われている。すなわち、図14に示され
るように、車両が例えば、30km/h、60km/
h、80km/hの各速度にて定常走行(定速走行)し
ている状態においては、高μ路を走行している場合での
各車輪(4輪)での標準偏差σ(K3)は、低μ路を走
行している場合での標準偏差σ(K3)よりも大きくな
ることが実験的に確認されている。従って、標準偏差σ
(K3)が、図14に示される所定値σ1以上のときは
高μ路と判定し、所定値σ1未満のときには低μ路と判
定することで、高μ路と低μ路とを好適に区分すること
ができる。
(Equation 9) In addition, such a road surface characteristic amount K3j (j = 1 to 120)
The determination of the road surface μ based on the standard deviation σ (K3) is performed for the following reason. That is, as shown in FIG. 14, the vehicle is, for example, 30 km / h and 60 km / h.
h, when the vehicle is traveling at a constant speed (constant speed traveling) at each speed of 80 km / h, the standard deviation σ (K3) of each wheel (four wheels) when traveling on a high μ road is It is experimentally confirmed that the standard deviation becomes larger than the standard deviation σ (K3) when traveling on a low μ road. Therefore, the standard deviation σ
When (K3) is equal to or more than the predetermined value σ1 shown in FIG. 14, it is determined that the road is a high μ road, and when it is less than the predetermined value σ1, it is determined that the road is a low μ road. Can be divided.

【0060】なお、同様にして、路面特徴量K3j(j
=1〜120)の分散に基づき路面状態を検出してもよ
い。 ・前記第2実施形態においては、路面特徴量K1j(j
=1〜120)の標準偏差σ(K1)に基づき路面状態
を検出したが、これは下記数10式により算出される路
面特徴量K3j(j=1〜120)の平均値M(K3)
に基づき路面状態を検出してもよい。
Similarly, the road surface feature K3j (j
= 1 to 120), the road surface condition may be detected. In the second embodiment, the road surface feature K1j (j
= 1 to 120), the road surface state is detected. This is the average value M (K3) of the road surface feature K3j (j = 1 to 120) calculated by the following equation (10).
The road surface condition may be detected based on the condition.

【0061】[0061]

【数10】 なお、このような路面特徴量K3j(j=1〜120)
の平均値M(K3)に基づく路面μの判定は、以下の理
由によって行われている。すなわち、図15に示される
ように、車両が例えば、30km/h、60km/h、
80km/hの各速度にて定常走行(定速走行)してい
る状態においては、高μ路を走行している場合での平均
値M(K3)は、低μ路を走行している場合での各車輪
(4輪)での平均値M(K3)よりも大きくなることが
実験的に確認されている。従って、平均値M(K3)
が、図15に示される所定値M1以上のときは高μ路と
判定し、所定値M1未満のときには低μ路と判定するこ
とで、高μ路と低μ路とを好適に区分することができ
る。
(Equation 10) In addition, such a road surface characteristic amount K3j (j = 1 to 120)
The determination of the road surface μ based on the average value M (K3) is performed for the following reason. That is, as shown in FIG. 15, the vehicle is, for example, 30 km / h, 60 km / h,
In a state in which the vehicle is traveling at a constant speed (constant speed traveling) at each speed of 80 km / h, the average value M (K3) when traveling on a high μ road is when traveling on a low μ road. It has been experimentally confirmed that the average value M (K3) of each wheel (four wheels) is larger than the average value M (K3). Therefore, the average value M (K3)
However, when the road is equal to or more than the predetermined value M1 shown in FIG. 15, it is determined that the road is a high μ road, and when the road is less than the predetermined value M1, it is determined that the road is a low μ road. Can be.

【0062】・前記各実施形態においては、Qファクタ
ーに対応する路面特徴量K1jの統計値に基づき路面状
態を検出したが、同様にQファクターに対応するものと
して、値−(K1j/(2×K3j))や、(−(K1
j/(2×K3j)))^0.5や、K1j/K3jを
採用してその統計値に基づき路面状態を検出するように
してもよい。
In each of the above embodiments, the road surface condition is detected based on the statistical value of the road surface feature K1j corresponding to the Q factor. Similarly, the value − (K1j / (2 × K3j)) and (-(K1
j / (2 × K3j))) ^ 0.5 or K1j / K3j, and the road surface state may be detected based on the statistical value.

【0063】・前記各実施形態においては、車両のタイ
ヤの振動周波数成分を含む振動電気信号として、車輪速
度センサ2の出力信号(車輪速度)を用いたが、例えば
車両のバネ下加速度、荷重センサや車高センサ等の変化
速度若しくは加速度等を用いてもよい。
In each of the above embodiments, the output signal (wheel speed) of the wheel speed sensor 2 is used as the vibration electric signal including the vibration frequency component of the tire of the vehicle. The speed of change or acceleration of a vehicle height sensor or the like may be used.

【0064】・前記各実施形態におけるウェーブレット
演算にはFIR(有限インパルス応答)型フィルタで構
成されるウェーブレットフィルタを用いるのが通例であ
るが、マイクロコンピュータの負担を軽減するため、ウ
ェーブレット変換と同じインパルス応答又は周波数応答
を持つIIR(無限インパルス応答)型フィルタを組み
合わせて用いることができる。IIR型フィルタの組合
わせについてば、例えばガボール関数をマザー関数とし
て用いた場合、実部と虚部とに分けられるため、実際に
は((実部)^2+(虚部)^2)^0.5で求める必
要があるが、|実部|+|虚部|と、max(|実部
|、|虚部|)と、ローパス|実部|と、ローパス|虚
部|の何れかで求めることとしてもよく、これによりマ
イクロコンピュータの負担を更に軽減することができ
る。
In the above embodiments, a wavelet filter composed of an FIR (finite impulse response) filter is generally used for the wavelet operation. However, in order to reduce the load on the microcomputer, the same impulse as in the wavelet transform is used. An IIR (infinite impulse response) type filter having a response or a frequency response can be used in combination. Regarding the combination of IIR filters, for example, when a Gabor function is used as a mother function, it is divided into a real part and an imaginary part, so that ((real part) ^ 2 + (imaginary part) ^ 2) ^ 0 .5, one of | real part | + | imaginary part |, max (| real part |, | imaginary part |), low-pass | real part |, or low-pass | imaginary part | The load on the microcomputer can be further reduced.

【0065】・前記各実施形態においては、周波数のフ
ィルタとしてウェーブレットフィルタを採用したが、こ
れは例えば、所定の通過帯域を有する汎用のバンドパス
フィルタで構成してもよい。
In each of the above embodiments, a wavelet filter is employed as a frequency filter. However, this may be a general-purpose band-pass filter having a predetermined pass band.

【0066】・前記各実施形態においては、期間Tjで
の加算値(ウェーブレット係数加算値)に基づき最大値
処理等を行ったが、これは例えば、期間Tjでの平均値
(ウェーブレット係数平均値)に基づき最大値処理等を
行うようにしてもよい。
In the above embodiments, the maximum value processing or the like is performed based on the added value (wavelet coefficient added value) in the period Tj. For example, this is the average value (wavelet coefficient average value) in the period Tj. May be performed based on the maximum value processing.

【0067】次に、以上の実施形態から把握することが
できる請求項以外の技術的思想を、その効果とともに以
下に記載する。 (イ)車両のタイヤの振動周波数成分を含む振動電気信
号を、少なくとも3つの所定周波数について、時間的に
局在する基本ウェーブレット関数を基底とし、スケール
パラメータによって拡大・縮小したウェーブレット関数
にて、時間位置を示すシフトパラメータに従ってウェー
ブレット変換し、該ウェーブレット変換によってウェー
ブレット係数を演算し、各所定周波数でのウェーブレッ
ト係数を用いて近似曲線を二次以上で最小二乗法で求め
てタイヤの周波数特性のQファクターを推定するQファ
クター推定手段と、前記推定されたQファクターの統計
値を算出するQファクター統計値算出手段と、前記算出
された統計値に基づき路面の摩擦係数が大きいか小さい
かを判定する路面摩擦係数判定手段とを備えたことを特
徴とする路面状態検出装置。
Next, technical ideas other than the claims which can be grasped from the above embodiments will be described below together with their effects. (A) A vibration electric signal including a vibration frequency component of a tire of a vehicle is converted into a time by a wavelet function enlarged / reduced by a scale parameter with respect to at least three predetermined frequencies based on a basic wavelet function localized in time. A wavelet transform is performed according to the shift parameter indicating the position, a wavelet coefficient is calculated by the wavelet transform, an approximate curve is obtained by the least square method using the wavelet coefficient at each predetermined frequency, and the Q factor of the tire frequency characteristic is obtained. Factor estimating means for estimating the estimated Q factor, a Q factor statistical value calculating means for calculating a statistical value of the estimated Q factor, and a road surface for determining whether the friction coefficient of the road surface is large or small based on the calculated statistical value Road surface condition comprising friction coefficient determining means Detection device.

【0068】同構成によれば、マイクロコンピュータの
演算負荷やコストを増大することなく、タイヤの周波数
特性のQファクターの統計値に基づき路面の摩擦係数が
大きいか小さいかが極めて簡易に判定されて、路面状態
が検出される。
According to this configuration, it is extremely easy to determine whether the coefficient of friction of the road surface is large or small based on the statistical value of the Q factor of the frequency characteristics of the tire without increasing the computational load and cost of the microcomputer. , A road surface condition is detected.

【0069】(ロ)車両のタイヤの振動周波数成分を含
む振動電気信号を、少なくとも3つの所定周波数につい
て、時間的に局在する基本ウェーブレット関数を基底と
し、スケールパラメータによって拡大・縮小したウェー
ブレット関数にて、時間位置を示すシフトパラメータに
従ってウェーブレット変換し、該ウェーブレット変換に
よってウェーブレット係数を演算し、各所定周波数での
ウェーブレット係数を用いて近似曲線を二次以上で最小
二乗法で求めてタイヤの周波数特性のピーク値を推定す
るピーク値推定手段と、前記推定されたピーク値の統計
値を算出するピーク統計値算出手段と、前記算出された
統計値に基づき路面の摩擦係数が大きいか小さいかを判
定する路面摩擦係数判定手段とを備えたことを特徴とす
る路面状態検出装置。
(B) A vibration electric signal including a vibration frequency component of a tire of a vehicle is converted into a wavelet function enlarged / reduced by a scale parameter with respect to at least three predetermined frequencies based on a time-localized basic wavelet function. A wavelet transform is performed in accordance with a shift parameter indicating a time position, a wavelet coefficient is calculated by the wavelet transform, and an approximate curve is obtained by a least square method using a wavelet coefficient at each predetermined frequency by a least square method, thereby obtaining a tire frequency characteristic. Peak value estimating means for estimating the peak value of, peak statistical value calculating means for calculating a statistical value of the estimated peak value, and determining whether the friction coefficient of the road surface is large or small based on the calculated statistical value Road surface condition detecting device, comprising: .

【0070】同構成によれば、マイクロコンピュータの
演算負荷やコストを増大することなく、タイヤの周波数
特性のピーク値の統計値に基づき路面の摩擦係数が大き
いか小さいかが極めて簡易に判定されて、路面状態が検
出される。
According to this configuration, it is extremely easy to determine whether the coefficient of friction of the road surface is large or small based on the statistical value of the peak value of the tire frequency characteristics without increasing the computational load and cost of the microcomputer. , A road surface condition is detected.

【0071】[0071]

【発明の効果】以上詳述したように、請求項1及び2に
記載の発明によれば、マイクロコンピュータの演算負荷
やコストを増大することなく路面の摩擦係数を簡易に検
出することができる。
As described in detail above, according to the first and second aspects of the present invention, it is possible to easily detect the friction coefficient of the road surface without increasing the operation load and cost of the microcomputer.

【0072】請求項3に記載の発明によれば、タイヤの
周波数特性のQファクター若しくはピーク値の統計値を
頻度、標準偏差、分散、及び平均値の少なくとも1つに
より極めて簡易に算出することができる。
According to the third aspect of the present invention, the statistical value of the Q factor or the peak value of the frequency characteristic of the tire can be calculated extremely easily based on at least one of the frequency, the standard deviation, the variance, and the average value. it can.

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

【図1】本発明の第1実施形態を示す概略図。FIG. 1 is a schematic diagram showing a first embodiment of the present invention.

【図2】車輪速度の変化状況の一例を示すグラフ。FIG. 2 is a graph showing an example of a change state of a wheel speed.

【図3】車輪速度の振動状態の一例を示すグラフ。FIG. 3 is a graph showing an example of a vibration state of a wheel speed.

【図4】同実施形態を示すフローチャート。FIG. 4 is a flowchart showing the embodiment.

【図5】ウェーブレット係数の態様の一例を示すグラ
フ。
FIG. 5 is a graph showing an example of a mode of a wavelet coefficient.

【図6】ウェーブレット係数の態様の一例を3次元で示
すグラフ。
FIG. 6 is a three-dimensional graph showing an example of a mode of a wavelet coefficient.

【図7】定数k1、k2、k3の求め方を説明するグラ
フ。
FIG. 7 is a graph for explaining how to obtain constants k1, k2, and k3.

【図8】同実施形態を示すフローチャート。FIG. 8 is a flowchart showing the embodiment.

【図9】スリップ率と摩擦係数との関係を示すグラフ。FIG. 9 is a graph showing a relationship between a slip ratio and a friction coefficient.

【図10】車両の定常走行(定速走行)時の周波数特性
を示すグラフ。
FIG. 10 is a graph showing frequency characteristics during steady running (constant speed running) of the vehicle.

【図11】本発明の第2実施形態を示すフローチャー
ト。
FIG. 11 is a flowchart showing a second embodiment of the present invention.

【図12】路面μと標準偏差σ(K1)との関係を示す
グラフ。
FIG. 12 is a graph showing a relationship between a road surface μ and a standard deviation σ (K1).

【図13】路面μと平均値M(K1)との関係を示すグ
ラフ。
FIG. 13 is a graph showing a relationship between a road surface μ and an average value M (K1).

【図14】路面μと標準偏差σ(K3)との関係を示す
グラフ。
FIG. 14 is a graph showing a relationship between a road surface μ and a standard deviation σ (K3).

【図15】路面μと平均値M(K3)との関係を示すグ
ラフ。
FIG. 15 is a graph showing a relationship between a road surface μ and an average value M (K3).

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 車両 2 車輪速度センサ 3 電子制御ユニット 20 マイクロコンピュータ TR タイヤ Reference Signs List 1 vehicle 2 wheel speed sensor 3 electronic control unit 20 microcomputer TR tire

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G01B 21/30 102 G01B 21/30 102 G01N 19/02 G01N 19/02 B ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI Theme coat ゛ (Reference) G01B 21/30 102 G01B 21/30 102 G01N 19/02 G01N 19/02 B

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 車両のタイヤの振動周波数成分を含む
振動電気信号に基づきタイヤの周波数特性のQファクタ
ーを推定するQファクター推定手段と、 前記推定されたQファクターの統計値を算出する統計値
算出手段と、 前記算出された統計値に基づき路面の摩擦係数が大きい
か小さいかを判定する路面摩擦係数判定手段とを備えた
ことを特徴とする路面状態検出装置。
1. A Q factor estimating means for estimating a Q factor of a frequency characteristic of a tire based on a vibration electric signal including a vibration frequency component of a tire of a vehicle, and a statistical value calculating for calculating a statistical value of the estimated Q factor. And a road surface friction coefficient determining unit that determines whether the road surface friction coefficient is large or small based on the calculated statistical value.
【請求項2】 車両のタイヤの振動周波数成分を含む
振動電気信号に基づきタイヤの周波数特性のピーク値を
推定するピーク値推定手段と、 前記推定されたピーク値の統計値を算出する統計値算出
手段と、 前記算出された統計値に基づき路面の摩擦係数が大きい
か小さいかを判定する路面摩擦係数判定手段とを備えた
ことを特徴とする路面状態検出装置。
2. A peak value estimating means for estimating a peak value of a frequency characteristic of a tire based on a vibration electric signal including a vibration frequency component of a tire of a vehicle, and a statistical value calculation for calculating a statistical value of the estimated peak value. And a road surface friction coefficient determining unit that determines whether the road surface friction coefficient is large or small based on the calculated statistical value.
【請求項3】 請求項1又は2に記載の路面状態検出
装置において、 前記統計値は、頻度、標準偏差、分散、及び平均値の少
なくとも1つであることを特徴とする路面状態検出装
置。
3. The road condition detecting device according to claim 1, wherein the statistical value is at least one of a frequency, a standard deviation, a variance, and an average value.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007518965A (en) * 2003-10-31 2007-07-12 ピレリ・タイヤ・ソチエタ・ペル・アツィオーニ Method and apparatus for determining roughness of rolling surface of tire
US7248958B2 (en) 2002-11-08 2007-07-24 Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho Road surface state estimating apparatus, road surface friction state estimating apparatus, road surface state physical quantity calculating apparatus, and road surface state announcing apparatus
CN109920247A (en) * 2019-02-28 2019-06-21 广东赛诺科技股份有限公司 A kind of model of Pavement Performance decay

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