JP2002127883A - 路面状態識別装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＡＢＳ制御中等にも正確に路面状態の識別が
行えるようにする。 【解決手段】 車輪速度センサからの検出信号に基づい
て車輪の振動成分を抽出し、該車輪の振動成分に基づい
て走行中の路面状態を識別する路面状態識別装置におい
て、ＡＢＳ制御に起因する車輪の振動成分が車輪速度セ
ンサからの検出信号に混ざった場合には、ＡＢＳ制御に
起因する車輪の振動成分が混ざった領域をマスクし、混
ざる前の検出信号に基づいて該領域における路面状態の
識別を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両が走行中の路
面の状態を識別する路面状態識別装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】車両が走行中の路面の状態が悪い場合
（以下、このような路面を悪路という）、路面の凹凸に
より、車輪のバウンドやリバウンド、シャーシの振動等
が生じる。このことを利用し、従来では、車輪の振動成
分を例えば車輪速度センサの検出信号から抽出すること
で悪路の識別を行っている（特開昭６０−５９６号公報
参照）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ＡＢＳ制御を行う場
合、車体速度に対して車輪速度が落ち込んだ際に制動力
を減少させる減圧制御、制動力を維持する保持制御、減
少させた制動力を再び増加させる増圧制御（パルス増圧
制御）が行われる。

【０００４】このＡＢＳ制御のうち減圧制御が行われる
際、つまり車輪速度の落ち込みによってロック傾向に至
っていた車輪を復帰させる際に、車輪にＡＢＳ制御に起
因する振動が発生する。

【０００５】このため、ＡＢＳ制御中には、車輪の振動
がＡＢＳ制御に起因するものか、もしくは路面の凹凸に
よるものか見分け難く、正確な路面状態の識別を行うこ
とができなかった。

【０００６】なお、ここではＡＢＳ制御を例に挙げた
が、横滑り防止制御の場合にもＡＢＳ制御と同様の動作
が行われるため、この場合にも正確な路面状態の識別が
行えない。

【０００７】本発明は上記点に鑑みて、ＡＢＳ制御中等
においても正確に路面状態の識別が行えるようにするこ
とを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に記載の発明では、車輪速度センサからの
検出信号に基づいて車輪の振動成分を抽出し、該車輪の
振動成分に基づいて走行中の路面状態を識別する路面状
態識別装置において、車輪に制動力を発生させる際に、
その制動力発生に起因する車輪の振動成分が車輪速度セ
ンサからの検出信号に混ざった場合には、制動力発生に
起因する車輪の振動成分が混ざった領域をマスクすると
共に、混ざる前の検出信号に基づいて該領域における路
面状態の識別を行うことを特徴としている。

【０００９】このように、制動力発生に起因する車輪の
振動成分が車輪速度センサからの検出信号に混ざってい
る際には、混ざる前の検出信号に基づいて該領域におけ
る路面状態の識別を行うようにすれば、ＡＢＳ制御中等
においても正確に路面状態の識別を行うことができる。

【００１０】例えば、制動力発生に起因する車輪の振動
成分が混ざる領域として、請求項２に示すように、ＡＢ
Ｓ制御における減圧制御中が挙げられ、この領域をマス
クすることで請求項１に示す効果を得ることができる。

【００１１】請求項３に記載の発明においては、車輪速
度センサからの検出信号に対応した信号を記憶する第１
の記憶手段と、路面状態の識別に用いられる路面識別値
を記憶する第２の記憶手段と、車輪がロック状態にある
か否かを判定するロック状態判定手段とを備え、第２の
記憶手段に記憶される路面識別値に基づいて路面状態の
識別を行うようになっており、ロック状態判定手段によ
り車輪がロック状態でないと判定されたときには、該ロ
ック状態でないと判定されたときにおける車輪速度セン
サからの検出信号に対応した信号を路面識別値として第
２の記憶手段に記憶させ、車輪がロック状態であると判
定されたときには、該ロック状態であると判定される前
に第２の記憶手段に記憶されていた路面識別値を新たな
路面識別値として第２の記憶手段に記憶させるようにな
っていることを特徴としている。

【００１２】このように、車輪がロック状態であると判
定されたときには、該ロック状態であると判定される前
に第２の記憶手段に記憶されていた路面識別値を新たな
路面識別値として第２の記憶手段に記憶させるようにす
ることで、その路面識別値に基づいてＡＢＳ制御中等に
おいても正確に路面状態の識別を行うことができる。

【００１３】請求項４に記載の発明においては、車輪速
度センサからの検出信号に対応した信号と第２の記憶手
段に記憶された路面識別値とを比較する比較手段を有
し、車輪がロック状態であると判定されたときには、比
較手段により、該ロック状態と判定されたときにおける
車輪速度センサからの検出信号に対応した信号と、該ロ
ック状態であると判定される前に第２の記憶手段に記憶
されていた路面識別値とを比較し、これらのうちいずれ
か小さい方を新たな路面識別値として第２の記憶手段に
記憶させるようになっていることを特徴としている。

【００１４】このように、ロック状態と判定されたとき
における車輪速度センサからの検出信号に対応した信号
と、該ロック状態であると判定される前に第２の記憶手
段に記憶されていた路面識別値とを比較し、これらのう
ちいずれか小さい方を新たな路面識別値として第２の記
憶手段に記憶させることで、ＡＢＳ制御等に起因する車
輪の振動成分が混じったときのみをマスクすることがで
き、より正確な路面状態の識別を行うことができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】（第１実施形態）図１に、本発明
の一実施形態が適用される車両用ブレーキ装置の概略構
成を示す。以下、この図に基づきブレーキ装置の構成に
ついての説明を行う。

【００１６】図１に示すように、ブレーキ装置は運転者
によって操作されるブレーキペダル１と、ブレーキペダ
ル１の踏み込み状態としてペダル踏力の検出を行う踏力
センサ２と、バッファやタイマ等が備えられ、踏力セン
サ２からの検出信号が入力される電子制御装置（以下、
ＥＣＵという）３と、各車輪４〜７毎に設けられ、ＥＣ
Ｕ３によって駆動されることで各車輪４〜７に制動力を
発生させる制動力発生部８〜１１とが備えられている。
制動力発生部８〜１１は、例えばモータ及びこのモータ
によって駆動されるディスクブレーキもしくはドラムブ
レーキ等で構成され、モータへの通電量の調整により制
動力の調整が行えるように構成されている。

【００１７】これらの構成により、運転者によるブレー
キペダル１の踏み込みが成されると、踏力センサ２にて
踏力が検出されると共に、この踏力に応じたブレーキ制
御が成されるようにＥＣＵ３で演算が行われ、この演算
結果に応じて制動力発生部８〜１１が発生させる制動力
が制御されて、ブレーキペダル１の踏み込みに応じたブ
レーキ制御が成されるようになっている。

【００１８】さらに、ブレーキ装置には、各車輪４〜７
毎に各車輪速度の検出を行う車輪速度センサ１３〜１６
が備えられている。これらの車輪速度センサ１３〜１６
からの検出信号がＥＣＵ３に入力されるようになってい
る。ＥＣＵ３は、この検出信号に基づいて各種演算を行
い、ＥＣＵ３内に備えられたロック状態判定手段により
車輪４〜７がロック状態にあるか否か、つまりＡＢＳ制
御を行うか否かの判定を行うと共に、その制御状態に応
じた出力を発生して制動力発生部８〜１１の出力の制御
を行うようになっている。

【００１９】具体的には、ＥＣＵ３では車輪速度センサ
１３〜１６からの検出信号に基づいて車輪速度や車体速
度、スリップ率等の演算が行われ、車体速度に対して車
輪速度が落ち込んで目標スリップ率を超えてしまった際
には減圧制御、減圧制御が終了した後に保持制御、そし
て再び制動力を増加させるときには増圧制御を行うよう
になっている。

【００２０】また、ＥＣＵ３では、車輪速度センサ１３
〜１６からの検出信号に基づいて車両が走行中の路面状
態の識別を行っている。上記ＡＢＳ制御の開始条件とな
る目標スリップ率はＥＣＵ３によって識別された路面状
態に応じて設定され、例えば悪路の際には路面状態が良
好な良路よりも目標スリップ率が高くなるように設定さ
れる。

【００２１】図２、図３に、ＥＣＵ３で行われる路面状
態識別処理のフローチャートを示す。以下、この図に基
づいて路面状態識別処理の詳細を説明する。

【００２２】まず、ステップ１００に示すように、各車
輪４〜７における車輪速度の読み込みを行う。つまり、
車輪速度センサ１３〜１６からの検出信号の読み込みを
行う。次に、ステップ１１０に進み、読み込んだ車輪速
度信号に対してバンドパスフィルタ処理を行い、例えば
８〜２０Ｈｚ程度の周波数域のみを抽出する。これによ
り、路面状態に起因する信号成分が抽出される。そし
て、ステップ１２０に進み、フィルタを通過させた車輪
速度信号を絶対値化させる。

【００２３】続いて、ステップ１３０にて絶対値化させ
た車輪速度信号を、例えば１０Ｈｚ以下の周波数域のみ
を通過させるローパスフィルタ（Ｌ．Ｐ．Ｆ）を用いて
平坦化処理し、その後、この平坦化処理した車輪速度信
号をステップ１４０にて路面識別の補正前信号となる路
面識別補正前値、つまり路面状態の識別を行う際に用い
る識別基準値としてＥＣＵ３内に備えられたバッファに
ストア（記憶）する。なお、このバッファが車輪速度セ
ンサ１３〜１６の検出信号に対応する信号を記憶する第
１の記憶手段と、後述する路面識別値を記憶する第２の
記憶手段との役割を果たす。また、本実施形態において
は、このときバッファにストアされる路面識別補正前値
が車輪速度センサ１３〜１６の検出信号に対応した信号
に相当する。

【００２４】続くステップ１５０では、車体速度と車輪
速度との差分が定数Ａよりも大きいか否かを判定する。
この処理により、現在の車輪のスリップ率が高いか否か
判定される。なお、この定数Ａは例えば車体速度によっ
て決定され、スリップ率が過大となった際に肯定判定と
なる。そして、ステップ１５０で否定判定されるとステ
ップ１６０に進み、肯定判定されるとステップ１７０に
進む。

【００２５】ステップ１６０では、ＡＢＳ制御が減圧制
御中であるか否かを判定する。すなわち、減圧制御にお
いて車輪がロック傾向から復帰する際に車輪に振動が発
生するため、この車輪に振動が発生するタイミングであ
るか否かを判定する。そして、ステップ１６０で肯定判
定されるとステップ１７０に進む。

【００２６】ステップ１７０では、ロック判定をオンさ
せると共に、ホールドタイマのタイマ値Ｂをセットす
る。ステップ１５０やステップ１６０で肯定判定された
場合というのは、つまりＡＢＳ制御に起因する車輪の振
動が発生する可能性があることを示していることから、
これらの場合を後述するようにマスクし、路面状態の識
別に用いられないようにするのである。なお、ロック判
定がオンされると、ロック判定用のフラグを立てる等の
処理が行われるようになっている。

【００２７】一方、ステップ１８０では、ホールドタイ
マのタイマ値Ｂをデクリメントし、ステップ１９０に進
む。そして、ステップ１９０ではホールドタイマのタイ
マ値Ｂが０（零）であるか否かを判定し、肯定判定され
ればステップ２００に進んでロック判定をオフにし、否
定判定されればロック判定をオフにすることなくステッ
プ２１０に進む。

【００２８】すなわち、ステップ１８０〜ステップ２０
０での処理により、ＡＢＳ制御に起因する車輪の振動が
発生する可能性がなくなってから、ホールドタイマのタ
イマ値Ｂが０となるまでの間、ロック判定がなされた状
態となる。

【００２９】ステップ２１０では、前回バッファにスト
アされた路面識別値として、Ｃ［ｍｓ］前にバッファに
ストアされた路面識別値をバッファより読み出す。な
お、この路面識別値とは、後述するステップ２５０にお
いてバッファにストアされる実際に路面識別として用い
る値を示している。

【００３０】その後、ステップ２２０に進み、ロック判
定中か否かを判定する。このロック判定は、上述したロ
ック判定用フラグが立てられているか否か等により行わ
れる。

【００３１】このとき、ロック判定中ではなく、ステッ
プ２２０で否定判定がなされれば、ステップ１４０で得
られた路面識別補正前値には、ＡＢＳ制御に起因する車
輪の振動成分が混じっていないことになる。従って、こ
の場合にはステップ２３０に進み、ステップ１４０で得
られた路面識別補正前値を実際に路面識別として用いる
路面識別値に設定すると共に、ステップ２５０にて、そ
の路面識別値をバッファにストアする。

【００３２】逆に、ロック判定中であり、ステップ２２
０で肯定判定がなされれば、ステップ１４０で得られた
路面識別補正前値には、ＡＢＳ制御に起因する車輪の振
動成分が混じっている可能性がある。このため、この場
合にはステップ２４０に進み、ステップ２１０で読み出
したＣ［ｍｓ］前にバッファにストアされた路面識別値
と、ステップ１４０でバッファにストアした路面識別補
正前値とをＥＣＵ３内に備えられた比較手段にて比較
し、これらのうちいずれか小さい方の値を今回の路面識
別値として設定する。

【００３３】この理由について説明する。まず、Ｃ［ｍ
ｓ］前にバッファにストアされた路面判別値の方が、ス
テップ１４０でバッファにストアされた今回の路面識別
補正前値よりも小さい場合について検討してみる。一般
的に、車両が走行している路面の状態が急激に変化する
のはまれであり、ほとんどの場合にはＣ［ｍｓ］前にバ
ッファにストアされた路面判別値と今回の路面識別補正
前値とがほぼ同等の値となる。つまり、Ｃ［ｍｓ］前に
バッファにストアされた路面識別値の方が今回の路面識
別補正前値よりも小さくなる場合というのは、今回の路
面識別補正前値にＡＢＳ制御に起因する車輪の振動成分
が混ざっているがために、その分、今回の路面識別補正
前値がＣ［ｍｓ］前にバッファにストアされた路面識別
値よりも大きくなっている可能性が高いといえる。この
ため、このような場合には、今回得られた路面識別補正
前値は採用せずに、Ｃ［ｍｓ］前にバッファにストアさ
れた路面識別値を採用する。つまり、このような場合に
は、ＡＢＳ制御に起因する車輪の振動成分が混ざってい
るとして、路面識別補正前値をマスクするのである。

【００３４】一方、Ｃ［ｍｓ］前にバッファにストアさ
れた路面判別値よりも、ステップ１４０でバッファにス
トアされた今回の路面識別補正前値の方が小さい場合に
は、路面状態が多少変化していると想定される。すなわ
ち、上述したようにＡＢＳ制御に起因する車輪の振動成
分が混ざっているのであれば、今回の路面識別補正前値
がＣ［ｍｓ］前にバッファにストアされた路面識別値よ
りも大きくなる可能性が高く、そのような結果でないの
であれば、路面状態が変化している可能性が高いといえ
る。このため、このような場合には今回得られた路面識
別補正前値を実際に路面の識別に使用する路面識別値と
して採用する。

【００３５】そして、ステップ２６０にて、設定された
路面識別値を、例えば０．５Ｈｚ以下の周波数域を通過
させるローパスフィルタを用いて平坦化したのち、ステ
ップ２７０において、平坦化した路面識別値を用いて路
面状態の識別を行う。

【００３６】以上説明したように、車輪速度センサ１３
〜１６から得られた検出信号に、ＡＢＳ制御に起因する
車輪の振動成分が混ざっている場合には、その領域をマ
スクし、ＡＢＳ制御に起因する車輪の振動成分が混ざる
前の検出信号を用いて路面状態の識別を行うことで、正
確な路面状態の識別を行うことができる。

【００３７】そして、Ｃ［ｍｓ］前にバッファにストア
された路面判別値と、ステップ１４０でバッファにスト
アされた今回の路面識別補正前値とを大小比較すること
で、ＡＢＳ制御に起因する車輪の振動成分が混ざってい
るときのみをマスクするようにしているため、より正確
に路面状態を識別することができる。

【００３８】なお、このようにして路面状態の識別が行
われたら、その路面状態を所定のしきい値と比較するこ
とにより、悪路と判定されればＡＢＳ制御の開始条件と
なる目標スリップ率を高く設定しても良いし、路面状態
のレベルと目標スリップ率とを関係づけしたマップを用
いて、路面状態のレベルに応じて目標スリップ率をリニ
アに設定するようにしてもよい。そして、このようにし
て設定された目標スリップ率を基準として、周知のＡＢ
Ｓ制御を行うことができる。

【００３９】（他の実施形態）上記実施形態では、ブレ
ーキペダル１の踏み込みに応じたブレーキ力を電気的に
発生させるいわゆる電気ブレーキに本発明の一実施形態
を適用した場合を説明したが、マスタシリンダとホイー
ルシリンダとが油圧配管で接続されているような一般的
な油圧システムに本発明を適用することも可能である。

【００４０】上記実施形態ではＡＢＳ制御に起因する車
輪の振動を例に挙げて説明したが、横滑り防止制御等に
起因する車輪の振動に関しても同様であり、このような
振動成分が混ざった領域をマスクすることにより、上記
実施形態と同様の効果を得ることができる。すなわち、
車輪に制動力を発生させる際に、その制動力発生に起因
する車輪の振動成分が車輪速度センサ１３〜１６からの
検出信号に混ざった場合には、制動力発生に起因する車
輪の振動成分が混ざった領域をマスクすると共に、混ざ
る前の検出信号に基づいて該領域における路面状態の識
別を行うようにすれば、上記実施形態と同様の効果を得
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態における車両用ブレーキ
装置の全体構成を示す図である。

【図２】図１に示す車両用ブレーキ装置で行われる路面
状態識別処理のフローチャートである。

【図３】図２に続く路面状態識別処理のフローチャート
である。

【符号の説明】

１…ブレーキペダル、２…踏力センサ、３…ＥＣＵ、４
〜７…車輪、８〜１１…制動力発生部、１３〜１６…車
輪速度センサ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山口 昌信 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 BB27 BB28 HH36 HH50 KK11 KK12

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車輪速度センサからの検出信号に基づい
   て車輪の振動成分を抽出し、該車輪の振動成分に基づい
   て走行中の路面状態を識別する路面状態識別装置におい
   て、 車輪に制動力を発生させる際に、その制動力発生に起因
   する車輪の振動成分が前記車輪速度センサからの検出信
   号に混ざった場合には、前記制動力発生に起因する車輪
   の振動成分が混ざった領域をマスクすると共に、混ざる
   前の前記検出信号に基づいて該領域における路面状態の
   識別を行うことを特徴とする路面状態識別装置。
2. 【請求項２】 前記領域として、ＡＢＳ制御における減
   圧制御中をマスクすることを特徴とする請求項１に記載
   の路面状態識別装置。
3. 【請求項３】 車輪速度センサからの検出信号に対応し
   た信号を記憶する第１の記憶手段と、 路面状態の識別に用いられる路面識別値を記憶する第２
   の記憶手段と、 車輪がロック状態にあるか否かを判定するロック状態判
   定手段とを備え、前記第２の記憶手段に記憶される路面
   識別値に基づいて路面状態の識別を行うようになってお
   り、 前記ロック状態判定手段により前記車輪がロック状態で
   ないと判定されたときには、該ロック状態でないと判定
   されたときにおける前記車輪速度センサからの検出信号
   に対応した信号を前記路面識別値として前記第２の記憶
   手段に記憶させ、前記車輪がロック状態であると判定さ
   れたときには、該ロック状態であると判定される前に前
   記第２の記憶手段に記憶されていた路面識別値を新たな
   路面識別値として前記第２の記憶手段に記憶させるよう
   になっていることを特徴とする路面状態識別装置。
4. 【請求項４】 前記車輪速度センサからの検出信号に対
   応した信号と前記第２の記憶手段に記憶された前記路面
   識別値とを比較する比較手段を有し、 前記車輪がロック状態であると判定されたときには、前
   記比較手段により、該ロック状態と判定されたときにお
   ける前記車輪速度センサからの検出信号に対応した信号
   と、該ロック状態であると判定される前に前記第２の記
   憶手段に記憶されていた前記路面識別値とを比較し、こ
   れらのうちいずれか小さい方を新たな路面識別値として
   前記第２の記憶手段に記憶させるようになっていること
   を特徴とする請求項３に記載の路面状態判別装置。