JP2002160620A - Physical value estimating device and road surface friction condition estimating device - Google Patents

Physical value estimating device and road surface friction condition estimating device

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JP2002160620A
JP2002160620A JP2000358465A JP2000358465A JP2002160620A JP 2002160620 A JP2002160620 A JP 2002160620A JP 2000358465 A JP2000358465 A JP 2000358465A JP 2000358465 A JP2000358465 A JP 2000358465A JP 2002160620 A JP2002160620 A JP 2002160620A
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孝治 梅野
Katsuhiro Asano
勝宏 浅野
Yutaka Onuma
豊 大沼
Satoshi Onozawa
智 小野沢
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a physical value estimating device capable of estimating a physical value showing the easiness of slippage between a tire and a road surface when a slip ratio is almost zero, without requiring the maximum road surface friction coefficient, and a road surface friction condition estimating device capable of highly precisely estimating a road surface friction condition during braking or driving. SOLUTION: In accordance with a vehicle speed, a road surface μgradient is estimated by road surface μ gradient estimating means 14, and the braking force of a vehicle is estimated by a high pass filter 16 and braking force estimating means 18. In accordance with a model showing a relationship between the road surface μ gradient and the braking force of the vehicle, the estimated road surface μgradient and the braking force, the estimated road surface μgradient is corrected by road surface μgradient correcting means 20 to establish a road surface μ gradient when the slip ratio is almost zero. In accordance with the vehicle speed, the vibration levels of wheels are estimated by a band pass filter 22 and vibration level operating means 24, and in accordance with the corrected road surface μ gradient and the vibration levels, the road surface friction condition is estimated by road surface friction condition estimating means 26.

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、物理量推定装置及
び路面摩擦状態推定装置に係り、より詳しくは、路面μ
勾配等のタイヤと路面との間の滑り易さを示す物理量を
推定する物理量推定装置と、該物理量推定装置によって
推定された物理量に基づいて、タイヤの路面に対する摩
擦状態を推定する路面摩擦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 physical quantity estimating apparatus and a road friction state estimating apparatus.
A physical quantity estimating apparatus for estimating a physical quantity indicating the ease of slip between the tire and the road surface such as a gradient, and a road surface friction state estimating apparatus for estimating a friction state of the tire on the road surface based on the physical quantity estimated by the physical quantity estimating apparatus Related to the device.

【0002】[0002]

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】現在、
ABS(Anti-lock Braking System)、TCS(Tracti
on Control System)、空気圧低下警報システムなど、
車両の性能や安全性を高めるシステムが開発されてい
る。これらのシステムは、駆動時や制動時におけるタイ
ヤと路面との間の滑り易さを示す物理量、例えば路面μ
勾配を推定し、その推定値に基づいて様々な制御を行っ
ている。
2. Description of the Related Art
ABS (Anti-lock Braking System), TCS (Tracti
on Control System), low air pressure warning system, etc.
Systems that improve vehicle performance and safety have been developed. These systems provide a physical quantity that indicates the ease of slip between the tire and the road surface during driving or braking, for example, the road surface μ.
The gradient is estimated, and various controls are performed based on the estimated value.

【0003】この路面μ勾配は、スリップ率に対する路
面摩擦力を示すμ−S特性の勾配であり、走行状態や路
面状態によって変化するものである。そこで、従来よ
り、路面μ勾配に基づいて路面の摩擦状態を判定する技
術があった。
[0003] The road surface μ gradient is a gradient of the μ-S characteristic indicating a road surface frictional force with respect to a slip ratio, and varies depending on a running state or a road surface state. Therefore, conventionally, there has been a technique for determining a friction state of a road surface based on a road surface μ gradient.

【0004】この種の技術として、特願平11−315
258号では、圧雪路やダート路など走行時に路面表層
が崩壊する場合に車輪速の振動レベルが大きくなること
に着目して、路面μ勾配と車輪速の振動レベルとに基づ
いて路面の摩擦状態を推定する技術が提案されている。
[0004] As this kind of technology, Japanese Patent Application No. Hei 11-315 is disclosed.
No. 258 focuses on the fact that the vibration level of the wheel speed increases when the road surface layer collapses during running on snowy roads or dirt roads, and based on the road surface μ gradient and the wheel speed vibration level, the friction state of the road surface is determined. A technique has been proposed for estimating.

【0005】しかしながら、特願平11−315258
号で提案されている技術では、路面μ勾配は、走行する
路面の滑り易さのほか、タイヤに付加される制動力又は
駆動力に応じて変化する状態量であるため、制動時又は
駆動時において当該技術を適用した場合、制動力又は駆
動力に応じて路面μ勾配が小さくなる結果、推定される
路面摩擦状態は、実際の状態に比較して滑り易い路面で
あるものと誤判定される場合がある、という問題点があ
った。
[0005] However, Japanese Patent Application No. Hei 11-315258.
In the technology proposed in No. 5, the road surface μ gradient is a state quantity that changes in accordance with the braking force or the driving force applied to the tires in addition to the slipperiness of the road surface on which the vehicle is traveling. In the case of applying this technology, the road surface μ gradient is reduced according to the braking force or the driving force, and as a result, the estimated road surface friction state is erroneously determined to be a slippery road surface compared to the actual state. There was a problem that sometimes.

【0006】一方、特願2000−314399には、
タイヤの空気圧を推定することを主目的として、ブラッ
シュモデルに基づき制動時又は駆動時の路面μ勾配と制
動力又は駆動力とに基づいて原点付近(スリップ率が略
零)の路面μ勾配を推定する技術が記載されている。
On the other hand, Japanese Patent Application No. 2000-314399 discloses that
Estimating the road μ gradient near the origin (slip ratio is almost zero) based on the braking or driving force and the braking or driving force based on the brush model, with the main purpose of estimating the tire pressure. The technology to do this is described.

【0007】そこで、路面摩擦状態の推定精度を向上す
ることを目的として、特願2000−314399に記
載されている技術によって得られた路面μ勾配を、特願
平11−315258号で提案されている技術に適用し
て路面摩擦状態を推定する技術も考えられるが、この技
術には、次のような問題点があった。
[0007] In order to improve the estimation accuracy of the road surface friction state, a road surface μ gradient obtained by the technique described in Japanese Patent Application No. 2000-314399 has been proposed in Japanese Patent Application No. 11-315258. Although a technology for estimating the road surface friction state by applying the technology to the existing technology is also conceivable, this technology has the following problems.

【0008】上記特願2000−314399に記載さ
れている技術では、原点付近の路面μ勾配を推定する際
のパラメータとして、タイヤと路面との間の最大路面摩
擦係数μを必要としているが、路面の摩擦状態を推定す
ることを目的とする場合には最大路面摩擦係数μは未知
の値として扱う必要があり、単純には当該技術を特願平
11−315258号で提案されている技術に適用する
ことはできない。
In the technique described in Japanese Patent Application No. 2000-314399, the maximum road surface friction coefficient μ between the tire and the road surface is required as a parameter for estimating the road surface μ gradient near the origin. In order to estimate the frictional state of the vehicle, it is necessary to treat the maximum road friction coefficient μ as an unknown value, and simply apply this technology to the technology proposed in Japanese Patent Application No. 11-315258. I can't.

【0009】本発明は、上記事実に鑑み成されたもので
あり、最大路面摩擦係数を要することなくスリップ率が
略零のときのタイヤと路面との間の滑り易さを示す物理
量を推定することができる物理量推定装置と、制動時又
は駆動時における路面摩擦状態を高精度に推定すること
ができる路面摩擦状態推定装置を提供することを目的と
する。
The present invention has been made in view of the above facts, and estimates a physical quantity indicating the ease of slip between a tire and a road surface when the slip ratio is substantially zero without requiring a maximum road surface friction coefficient. It is an object of the present invention to provide a physical quantity estimating device capable of estimating a road surface friction state at the time of braking or driving and a road surface friction state estimating device capable of estimating the road surface friction state at a high accuracy.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】まず、本発明に係る物理
量推定装置における物理量推定の原理について説明す
る。図13には、ブラッシュモデルにおける路面μ勾配
(本発明の物理量に相当)と制駆動力の関係の一例が示
されている。同図に示すように、路面μ勾配と制駆動力
との関係は、路面μ勾配が小さくなる限界付近の領域を
除く他の領域において、ほぼ1次関数で近似できること
がわかる。
First, the principle of physical quantity estimation in the physical quantity estimation apparatus according to the present invention will be described. FIG. 13 shows an example of the relationship between the road surface μ gradient (corresponding to the physical quantity of the present invention) and the braking / driving force in the brush model. As shown in the drawing, the relationship between the road surface μ gradient and the braking / driving force can be approximated by a substantially linear function in other regions except the region near the limit where the road surface μ gradient becomes small.

【0011】従って、一例として図14に示すような、
路面μ勾配が制駆動力の増加に伴って単調に減少する関
数として表わされるモデルを仮定しておくことによっ
て、制動時又は駆動時の路面μ勾配と、このときの制動
力又は駆動力がわかれば、この点を通る上記モデルにお
ける直線(又は曲線)を描くことによって、原点付近の
路面μ勾配を導出することが可能となる。なお、図15
は、図14に示したモデルを用いた場合のスリップ速度
と制駆動力の関係を示したものである。
Therefore, as an example, as shown in FIG.
By assuming a model in which the road surface μ gradient is expressed as a function that monotonically decreases as the braking / driving force increases, the road surface μ gradient during braking or driving and the braking force or driving force at this time are separated. For example, by drawing a straight line (or a curve) in the model passing through this point, it becomes possible to derive a road surface μ gradient near the origin. Note that FIG.
Shows the relationship between the slip speed and the braking / driving force when the model shown in FIG. 14 is used.

【0012】以上の原理に基づき、請求項1記載の物理
量推定装置は、車輪速を検出する車輪速検出手段と、前
記車輪速検出手段によって検出された車輪速に基づい
て、タイヤと路面との間の滑り易さを示す物理量を推定
する物理量推定手段と、車両の制動力又は駆動力を導出
する制駆動力導出手段と、タイヤと路面との間の滑り易
さを示す物理量と車両の制動力又は駆動力との間の関係
を示すモデルと、前記物理量推定手段によって推定され
た物理量と、前記制駆動力導出手段によって導出された
制動力又は駆動力と、に基づいて、前記物理量推定手段
によって推定された物理量をスリップ率が略零のときの
物理量となるように補正する物理量補正手段と、を備え
ている。
[0012] Based on the above principle, the physical quantity estimating apparatus according to the first aspect of the present invention provides a wheel speed detecting means for detecting a wheel speed, and a tire and a road surface detected based on the wheel speed detected by the wheel speed detecting means. Physical quantity estimating means for estimating a physical quantity indicating the slipperiness between the vehicle, braking / driving force deriving means for deriving a braking force or a driving force of the vehicle, and a physical quantity indicating the slipperiness between the tire and the road surface and the vehicle braking / driving force. The physical quantity estimating means based on a model indicating a relationship between power or driving force, a physical quantity estimated by the physical quantity estimating means, and a braking force or driving force derived by the braking / driving force deriving means. Physical quantity correction means for correcting the physical quantity estimated by the above so as to be a physical quantity when the slip ratio is substantially zero.

【0013】請求項1記載の物理量推定装置によれば、
車輪速検出手段によって車輪速が検出され、該検出され
た車輪速に基づき物理量推定手段によってタイヤと路面
との間の滑り易さを示す物理量が推定される。なお、こ
の物理量の推定には、既存のあらゆる推定手法を適用す
ることができる。
According to the physical quantity estimating apparatus of the first aspect,
The wheel speed is detected by the wheel speed detecting means, and the physical quantity indicating the ease of slip between the tire and the road surface is estimated by the physical quantity estimating means based on the detected wheel speed. Note that any existing estimation method can be applied to the estimation of the physical quantity.

【0014】また、本発明では、制駆動力導出手段によ
って車両の制動力又は駆動力が導出(推定又は検出)さ
れ、物理量補正手段により、タイヤと路面との間の滑り
易さを示す物理量と車両の制動力又は駆動力との間の関
係を示すモデルと、上記物理量推定手段によって推定さ
れた物理量と、上記制駆動力導出手段によって導出され
た制動力又は駆動力と、に基づいて、上記物理量推定手
段によって推定された物理量がスリップ率が略零のとき
の物理量となるように補正される。
Further, in the present invention, the braking / driving force of the vehicle is derived (estimated or detected) by the braking / driving force deriving means, and the physical quantity indicating the ease of slip between the tire and the road surface is calculated by the physical quantity correcting means. Based on a model indicating the relationship between the braking force or the driving force of the vehicle, the physical quantity estimated by the physical quantity estimating means, and the braking force or the driving force derived by the braking / driving force deriving means, The physical quantity estimated by the physical quantity estimating means is corrected so as to be the physical quantity when the slip ratio is substantially zero.

【0015】このように、請求項1に記載の物理量推定
装置によれば、車輪速に基づいてタイヤと路面との間の
滑り易さを示す物理量を推定し、車両の制動力又は駆動
力を導出し、タイヤと路面との間の滑り易さを示す物理
量と車両の制動力又は駆動力との間の関係を示すモデル
と、上記推定された物理量と、上記導出された制動力又
は駆動力と、に基づいて、上記推定された物理量をスリ
ップ率が略零のときの物理量となるように補正している
ので、最大路面摩擦係数を要することなくスリップ率が
略零のときのタイヤと路面との間の滑り易さを示す物理
量を推定することができる。
As described above, according to the physical quantity estimating apparatus of the first aspect, the physical quantity indicating the ease of slip between the tire and the road surface is estimated based on the wheel speed, and the braking force or the driving force of the vehicle is calculated. Derived, a model showing the relationship between the physical quantity indicating the ease of slip between the tire and the road surface and the braking force or driving force of the vehicle, the estimated physical quantity, and the derived braking force or driving force Based on the above, since the estimated physical quantity is corrected to be a physical quantity when the slip ratio is substantially zero, the tire and the road surface when the slip ratio is substantially zero without requiring a maximum road surface friction coefficient. It is possible to estimate a physical quantity indicating the ease of slipping between.

【0016】なお、請求項2記載の発明のように、請求
項1記載の発明における前記モデルは、タイヤと路面と
の間の滑り易さを示す物理量が車両の制動力又は駆動力
の増加に伴って単調減少する関数として表わされるモデ
ルとすることが好ましい。これによって、簡易かつ短時
間にスリップ率が略零のときのタイヤと路面との間の滑
り易さを示す物理量を推定することができる。
[0016] As in the second aspect of the present invention, the model according to the first aspect of the invention is characterized in that the physical quantity indicating the ease of slipping between the tire and the road surface is increased by an increase in the braking force or the driving force of the vehicle. It is preferable to use a model represented as a function that monotonically decreases. Thus, it is possible to easily and easily estimate a physical quantity indicating the ease of slip between the tire and the road surface when the slip ratio is substantially zero.

【0017】また、請求項3記載の発明のように、本発
明のタイヤと路面との間の滑り易さを示す物理量は、前
記制駆動力導出手段によって制動力を導出する場合は制
動力勾配又は路面μ勾配であり、駆動力を導出する場合
は駆動力勾配又は路面μ勾配であるものとすることがで
きる。
According to a third aspect of the present invention, when the braking force is derived by the braking / driving force deriving means, the physical quantity indicating the ease of slipping between the tire and the road surface of the present invention is a braking force gradient. Alternatively, when the driving force is derived from the road surface μ gradient, the driving force gradient or the road surface μ gradient may be used.

【0018】一方、上記目的を達成するために、請求項
4記載の路面摩擦状態推定装置は、請求項1乃至請求項
3の何れか1項記載の物理量推定装置と、前記車輪速検
出手段によって検出された車輪速に基づいて車輪の振動
の大きさを示す振動レベルを推定する振動レベル推定手
段と、前記物理量補正手段によって補正された物理量と
前記振動レベル推定手段によって推定された振動レベル
とに基づいて、タイヤの路面に対する摩擦状態を推定す
る路面摩擦状態推定手段と、を備えている。
On the other hand, to achieve the above object, a road surface friction state estimating device according to a fourth aspect of the present invention includes a physical quantity estimating device according to any one of the first to third aspects, and the wheel speed detecting means. Vibration level estimation means for estimating a vibration level indicating the magnitude of vibration of the wheel based on the detected wheel speed, and a physical quantity corrected by the physical quantity correction means and a vibration level estimated by the vibration level estimation means. Road friction state estimating means for estimating a friction state of the tire with respect to the road surface based on the estimated friction state.

【0019】請求項4記載の路面摩擦状態推定装置によ
れば、請求項1乃至請求項3の何れか1項記載の物理量
推定装置によって物理量が推定され、振動レベル推定手
段により、上記物理量推定装置に備えられた車輪速検出
手段によって検出された車輪速に基づいて車輪の振動の
大きさを示す振動レベルが推定され、路面摩擦状態推定
手段により、上記物理量推定装置に備えられた物理量補
正手段によって補正された物理量と上記振動レベル推定
手段によって推定された振動レベルとに基づいて、タイ
ヤの路面に対する摩擦状態が推定される。
According to a fourth aspect of the present invention, the physical quantity is estimated by the physical quantity estimating apparatus according to any one of the first to third aspects, and the physical quantity estimating apparatus is estimated by the vibration level estimating means. The vibration level indicating the magnitude of the vibration of the wheel is estimated based on the wheel speed detected by the wheel speed detection means provided in the, the road surface friction state estimation means, by the physical quantity correction means provided in the physical quantity estimation device The friction state of the tire on the road surface is estimated based on the corrected physical quantity and the vibration level estimated by the vibration level estimating means.

【0020】このように、請求項4に記載の路面摩擦状
態推定装置によれば、本発明に係る物理量推定装置によ
って推定された物理量、すなわちスリップ率が略零のと
きの物理量に基づいてタイヤの路面に対する摩擦状態を
推定しているので、制動時又は駆動時における路面摩擦
状態を高精度に推定することができる。
As described above, according to the road surface friction state estimating apparatus of the fourth aspect, the tire quantity is estimated based on the physical quantity estimated by the physical quantity estimating apparatus according to the present invention, that is, the physical quantity when the slip ratio is substantially zero. Since the friction state on the road surface is estimated, the road surface friction state during braking or driving can be estimated with high accuracy.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施の形態について詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0022】図1に示すように、本実施の形態に係る路
面摩擦状態推定装置10は、車両に設けられている車輪
の回転速度を検出する車輪速センサ12と、車輪と路面
との間の滑り易さを示す物理量である路面μ勾配を推定
する路面μ勾配推定手段14と、車輪速センサ12から
出力された車輪速信号を擬似的に微分するためのハイパ
スフィルタ16と、ハイパスフィルタ16から出力され
た信号に基づいて車両の制動力を推定する制動力推定手
段18と、制動力推定手段18によって推定された制動
力に基づいて路面μ勾配推定手段14により推定された
路面μ勾配をスリップ率が略零であるときの路面μ勾配
とするように補正する路面μ勾配補正手段20と、を備
えている。
As shown in FIG. 1, a road surface friction state estimating apparatus 10 according to the present embodiment includes a wheel speed sensor 12 for detecting a rotation speed of a wheel provided on a vehicle, and a wheel speed sensor 12 for detecting a rotation speed between the wheel and the road surface. Road surface μ gradient estimating means 14 for estimating a road surface μ gradient which is a physical quantity indicating slipperiness, a high-pass filter 16 for pseudo-differentiating a wheel speed signal output from a wheel speed sensor 12, and a high-pass filter 16 The braking force estimating means 18 for estimating the braking force of the vehicle based on the output signal, and the road μ gradient estimated by the road μ gradient estimating means 14 based on the braking force estimated by the braking force estimating means 18 are slipped. Road surface gradient correction means 20 for correcting the road surface μ gradient when the rate is substantially zero.

【0023】車輪速センサ12が本発明の車輪速検出手
段に、路面μ勾配推定手段14が本発明の物理量推定手
段に、制動力推定手段18が本発明の制駆動力導出手段
に、路面μ勾配補正手段20が本発明の物理量補正手段
に、各々相当する。
The wheel speed sensor 12 is used as the wheel speed detecting means of the present invention, the road surface μ gradient estimating means 14 is used as the physical quantity estimating means of the present invention, the braking force estimating means 18 is used as the braking / driving force deriving means of the present invention, and the road surface μ is obtained. The gradient correction means 20 corresponds to the physical quantity correction means of the present invention.

【0024】また、路面摩擦状態推定装置10は、車輪
速センサ12から出力された車輪速信号から、少なくと
も1つの共振点または少なくとも1つの反共振点を含む
周波数が低周波数領域より大きい所定範囲の車輪速信号
を抽出するバンドパスフィルタ22と、バンドパスフィ
ルタ22によって抽出された車輪速信号に基づいて車輪
の振動の大きさを表す物理量、本実施の形態では、振動
レベルを演算する振動レベル演算手段24と、路面μ勾
配補正手段20により導出された路面μ勾配と、振動レ
ベル演算手段24により演算された振動レベルとに基づ
いて車輪の路面に対する摩擦状態を推定する路面摩擦状
態推定手段26と、を備えている。
The road surface friction state estimating apparatus 10 determines, based on the wheel speed signal output from the wheel speed sensor 12, that the frequency including at least one resonance point or at least one anti-resonance point is in a predetermined range larger than the low frequency range. A band-pass filter 22 for extracting a wheel speed signal; a physical quantity representing the magnitude of vibration of the wheel based on the wheel speed signal extracted by the band-pass filter 22; in this embodiment, a vibration level calculation for calculating a vibration level Means 24, a road friction state estimating means 26 for estimating a friction state of the wheel with respect to the road surface based on the road μ gradient derived by the road μ gradient correcting means 20 and the vibration level calculated by the vibration level calculating means 24; , Is provided.

【0025】振動レベル演算手段24が本発明の振動レ
ベル推定手段に、路面摩擦状態推定手段26が本発明の
路面摩擦状態推定手段に、各々相当する。
The vibration level calculating means 24 corresponds to the vibration level estimating means of the present invention, and the road surface friction state estimating means 26 corresponds to the road surface friction state estimating means of the present invention.

【0026】車輪速センサ12は、各車輪の車輪速度に
応じた車輪速信号ω1を生成して路面μ勾配推定手段1
4、ハイパスフィルタ16、及びバンドパスフィルタ2
2に供給する。
The wheel speed sensor 12 generates a wheel speed signal ω 1 corresponding to the wheel speed of each wheel to generate the road surface μ gradient estimating means 1.
4, high-pass filter 16, and band-pass filter 2
Feed to 2.

【0027】路面μ勾配推定手段14は、図2に示すよ
うに、車輪速センサ12により検出された各車輪の車輪
速信号ω1から路面外乱ΔTdを受けた車輪共振系の応答
出力としての各車輪の車輪速振動Δω1を検出する前処
理フィルタ14Aと、検出された車輪速振動Δω1を満
足するような各車輪の伝達関数を最小自乗法によって同
定する伝達関数同定手段14Bと、同定された伝達関数
に基づいてタイヤと路面との間の摩擦係数μの勾配を各
車輪毎に演算するμ勾配演算手段14Cと、を備えてい
る。
As shown in FIG. 2, the road surface μ gradient estimating means 14 receives a road surface disturbance ΔT d from a wheel speed signal ω 1 of each wheel detected by the wheel speed sensor 12 and outputs a response output of a wheel resonance system. a preprocessing filter 14A for detecting a wheel speed vibration [Delta] [omega 1 of the wheels, and the transfer function identifying means 14B for the transfer function of each wheel so as to satisfy the detected wheel speed vibration [Delta] [omega 1 identified by the least square method, identification Μ gradient calculating means 14C for calculating the gradient of the friction coefficient μ between the tire and the road surface for each wheel based on the transfer function thus obtained.

【0028】前処理フィルタ14Aは、本車輪共振系の
共振周波数と予想される周波数を中心として一定の帯域
の周波数成分のみを通過させるバンドパスフィルタや、
該共振周波数成分を含む高帯域の周波数成分のみを通過
させるハイパスフィルタなどで構成されている。ここで
は、このバンドパスフィルタ或いはハイパスフィルタの
周波数特性を規定するパラメータを一定値に固定してい
る。
The pre-processing filter 14A includes a band-pass filter that passes only a frequency component in a certain band around a frequency expected to be the resonance frequency of the wheel resonance system,
It is composed of a high-pass filter or the like that passes only high-band frequency components including the resonance frequency component. Here, a parameter that defines the frequency characteristics of the band-pass filter or the high-pass filter is fixed to a constant value.

【0029】なお、この前処理フィルタ14Aは、直流
成分を除去したもの、すなわち車輪速信号ω1の回りの
車輪速振動Δω1のみを抽出して出力する。
The pre-processing filter 14A extracts and outputs only the signal from which the DC component has been removed, that is, only the wheel speed vibration Δω 1 around the wheel speed signal ω 1 .

【0030】ここで、前処理フィルタ14Aの伝達関数
F(s)を(1)式とする。
Here, the transfer function F (s) of the pre-processing filter 14A is expressed by equation (1).

【0031】[0031]

【数1】 (Equation 1)

【0032】ただし、ciはフィルタ伝達関数の係数、
sはラプラス演算子である。
Where c i is the coefficient of the filter transfer function,
s is a Laplace operator.

【0033】つぎに、伝達関数同定手段14Bが依拠す
る演算式を導出する。なお、前処理フィルタ14Aの演
算を、伝達関数同定手段14Bの演算に含めて実施す
る。
Next, an operation formula on which the transfer function identification means 14B depends is derived. The calculation of the pre-processing filter 14A is included in the calculation of the transfer function identification means 14B and executed.

【0034】同定すべき伝達関数は、路面外乱ΔTd
加振入力として、このとき前処理フィルタ14Aにより
検出された車輪速振動Δω1を応答出力とする2次のモ
デルとする。すなわち、(2)式の振動モデルを仮定す
る。
The transfer function to be identified is a secondary model in which the road surface disturbance ΔT d is used as an excitation input and the wheel speed vibration Δω 1 detected by the pre-processing filter 14A at this time is used as a response output. That is, the vibration model of Expression (2) is assumed.

【0035】[0035]

【数2】 (Equation 2)

【0036】ここに、vは車輪速信号を観測するときに
含まれる観測雑音である。(2)式を変形すると、以下
の(3)式を得る。
Here, v is observation noise included when a wheel speed signal is observed. By transforming equation (2), the following equation (3) is obtained.

【0037】[0037]

【数3】 (Equation 3)

【0038】最初に、(3)式に(1)式の前処理フィ
ルタを掛けて得られた式を離散化する。このとき、Δω
1、ΔTd、vは、サンプリング周期Ts毎にサンプリン
グされた離散化データΔω1(k)、ΔTd(k)、v
(k)(kはサンプリング番号:k=1,2,3,・・
・)として表される。また、ラプラス演算子sは、所定
の離散化手法を用いて離散化することができる。本実施
の形態では、一例として、以下の(4)式の双一次変換
により離散化するものとする。なお、dは1サンプル遅
延演算子である。
First, the equation obtained by multiplying the equation (3) by the preprocessing filter of the equation (1) is discretized. At this time, Δω
1 , ΔT d , v are the discrete data Δω 1 (k), ΔT d (k), v sampled every sampling period T s
(K) (k is a sampling number: k = 1, 2, 3,...)
・). The Laplace operator s can be discretized using a predetermined discretization method. In the present embodiment, as an example, it is assumed that discretization is performed by bilinear transformation of the following equation (4). Note that d is a one-sample delay operator.

【0039】[0039]

【数4】 (Equation 4)

【0040】前処理フィルタの次数mは2以上が望まし
いので、演算時間も考慮してm=2とし、これによって
(5)式(但し、(6)式から(9)式を満たす。)を
得る。
Since the order m of the pre-processing filter is desirably 2 or more, m is set to 2 in consideration of the calculation time, thereby satisfying the expression (5) (however, the expressions (6) to (9) are satisfied). obtain.

【0041】[0041]

【数5】 (Equation 5)

【0042】また、最小自乗法に基づいて、車輪速振動
Δω1の各データから伝達関数を同定するために、
(5)式を同定すべきパラメータに関して一次関数の形
式となるように、(10)式(但し、(11)式を満た
す。)のように変形する。なお、“T”を行列の転置と
する。
Further, in order to identify the transfer function from each data of the wheel speed vibration Δω 1 based on the least square method,
The equation (5) is modified as the equation (10) (however, the equation (11) is satisfied) so that the parameter to be identified is in the form of a linear function. Note that “ T ” is the transpose of the matrix.

【0043】[0043]

【数6】 (Equation 6)

【0044】上式において、θが同定すべき伝達関数の
パラメータとなる。
In the above equation, θ is a parameter of the transfer function to be identified.

【0045】伝達関数同定手段14Bは、検出された車
輪速振動Δω1の離散化データを(10)式に順次当て
はめた各データに対し、最小自乗法を適用することによ
って、未知パラメータθを推定し、これにより伝達関数
を同定する。
The transfer function identification means 14B estimates the unknown parameter θ by applying the least squares method to each data obtained by sequentially applying the discretized data of the detected wheel speed vibration Δω 1 to the equation (10). Then, the transfer function is identified.

【0046】具体的には、検出された車輪速振動Δω1
を離散化データΔω(k)(k=1,2,3,...)
に変換し、該データをN点サンプルし、(12)式の最
小自乗法の演算式を用いて、伝達関数のパラメータθを
推定する。
Specifically, the detected wheel speed vibration Δω 1
To the discrete data Δω (k) (k = 1, 2, 3,...)
, The data is sampled at N points, and the parameter θ of the transfer function is estimated using the least squares method of the equation (12).

【0047】[0047]

【数7】 (Equation 7)

【0048】ここに、記号“^”の冠した量をその推定
値と定義する。上記最小自乗法は、以下の漸化式である
(13)式から(15)式によってパラメータθを求め
る逐次型最小自乗法として演算してもよい。
Here, the crowned amount of the symbol “^” is defined as the estimated value. The least square method may be calculated as a recursive least square method for obtaining the parameter θ by the following recurrence formulas (13) to (15).

【0049】[0049]

【数8】 (Equation 8)

【0050】ここに、ρは、いわゆる忘却係数で、通常
は0.95〜0.99の値に設定する。このとき、初期
値は、以下の(16)式のようにすればよい。
Here, ρ is a so-called forgetting coefficient, which is usually set to a value of 0.95 to 0.99. At this time, the initial value may be set as in the following equation (16).

【0051】[0051]

【数9】 (Equation 9)

【0052】また、上記最小自乗法の推定誤差を低減す
る方法として、種々の修正最小自乗法を用いてもよい。
ここでは、補助変数を導入した最小自乗法である補助変
数法を用いた例を説明する。この方法によれば、(1
0)式の関係が得られた段階でm(k)を補助変数とし
て、以下の(17)式を用いて伝達関数のパラメータを
推定する。
As a method of reducing the estimation error of the above least square method, various modified least square methods may be used.
Here, an example will be described in which an auxiliary variable method, which is a least squares method in which auxiliary variables are introduced, is used. According to this method, (1)
At the stage when the relationship of the expression (0) is obtained, the parameters of the transfer function are estimated using the following expression (17), using m (k) as an auxiliary variable.

【0053】[0053]

【数10】 (Equation 10)

【0054】また、逐次演算は、以下の(18)式から
(20)式のようになる。
The sequential operation is as shown in the following equations (18) to (20).

【0055】[0055]

【数11】 [Equation 11]

【0056】補助変数法の原理は、以下の通りである。
すなわち、(18)式に(17)式を代入すると、(2
1)式のようになる。
The principle of the auxiliary variable method is as follows.
That is, when equation (17) is substituted into equation (18), (2)
Equation 1) is obtained.

【0057】[0057]

【数12】 (Equation 12)

【0058】(21)式の右辺第2項が零となるように
補助変数を選べばθの推定値は、θの真値に一致する。
そこで、補助変数として、ζ(k)=[−ξy1(k)−
ξy2(k)]Tを式誤差r(k)と相関を持たないほど
に遅らせたものを利用する。すなわち、 m(k)=[−ξy1(k−L)−ξy2(k−L)]T とする。ただし、Lは遅延時間である。
If the auxiliary variable is selected such that the second term on the right side of the equation (21) becomes zero, the estimated value of θ matches the true value of θ.
Thus, as an auxiliary variable, ζ (k) = [− ξ y1 (k) −
ξ y2 (k)] T that is delayed so as not to have a correlation with the equation error r (k) is used. That is, m (k) = [− ξ y1 (k−L) −ξ y2 (k−L)] T. Here, L is a delay time.

【0059】上記のようにして伝達関数を同定した後、
μ勾配演算手段14Cは、路面μ勾配D0に関係する物
理量を(22)式を用いて演算する。
After identifying the transfer function as described above,
The μ gradient calculating means 14C calculates a physical quantity related to the road μ gradient D 0 by using the equation (22).

【0060】[0060]

【数13】 (Equation 13)

【0061】このように、路面μ勾配推定手段14は、
(22)式によりμ勾配D0を演算することができる。
As described above, the road surface μ gradient estimating means 14
The μ gradient D 0 can be calculated by the equation (22).

【0062】一方、制動力推定手段18は、ハイパスフ
ィルタ16によって擬似的に微分された車輪速信号ω1
に基づいて、制動状態を示すものとして車輪減速度信号
を演算し、該信号を路面μ勾配補正手段20に供給す
る。
On the other hand, the braking force estimating means 18 calculates the wheel speed signal ω 1 , which is pseudo-differentiated by the high-pass filter 16.
, And calculates a wheel deceleration signal as an indicator of the braking state, and supplies the signal to the road surface μ gradient correction means 20.

【0063】路面μ勾配補正手段20は、図14に示す
ような1次関数で近似した路面μ勾配と制駆動力との関
係を示す直線の傾きSLを予め記憶している。なお、傾
きSLは、一例としてブラッシュモデルにおける路面μ
勾配と制駆動力との関係を示すデータを実験やコンピュ
ータ・シミュレーション等によって得て、図13に示す
ようなグラフを作成し、当該グラフの略直線の部分(図
13では、例えば制駆動力が0〜600(N)の範囲の
部分)の傾きを求めること等によって得ることができ
る。なお、ここで、想定するモデルはブラッシュモデル
に限らず、他の各種モデルを適用することができること
は言うまでもない。
The road μ gradient correcting means 20 stores in advance a slope SL of a straight line indicating the relationship between the road μ gradient and the braking / driving force approximated by a linear function as shown in FIG. Note that the slope SL is, for example, the road surface μ in the brush model.
Data indicating the relationship between the gradient and the braking / driving force is obtained by an experiment, computer simulation, or the like, and a graph as shown in FIG. 13 is created. It can be obtained by, for example, obtaining a slope of 0 to 600 (N). It is needless to say that the model assumed here is not limited to the brush model, and other various models can be applied.

【0064】そして、路面μ勾配補正手段20では、次
の(23)式によって原点におけるスリップ率に対する
制動力の勾配(路面μ勾配)KSを演算する。
Then, the road surface μ gradient correcting means 20 calculates the gradient (road surface μ gradient) K S of the braking force with respect to the slip ratio at the origin by the following equation (23).

【0065】 KS=D0+(SS×SL) ・・・(23) ここで、SSは制動力推定手段18により供給された車
輪減速度信号によって示される車輪減速度である。
K S = D 0 + (SS × SL) (23) where SS is the wheel deceleration indicated by the wheel deceleration signal supplied by the braking force estimating means 18.

【0066】すなわち、本実施の形態に係る路面μ勾配
補正手段20では、車輪減速度SSに傾きSLを乗算し
て得られた値を制動に伴う路面μ勾配の減少分であるも
のとし、当該値を路面μ勾配推定手段14によって推定
された路面μ勾配D0に加算することによって、原点に
おけるスリップ率に対する路面μ勾配KSを導出してい
る。
That is, in the road surface μ gradient correcting means 20 according to the present embodiment, the value obtained by multiplying the wheel deceleration SS by the gradient SL is assumed to be a decrease in the road surface μ gradient due to braking. By adding the value to the road μ gradient D 0 estimated by the road μ gradient estimating means 14, the road μ gradient K S with respect to the slip ratio at the origin is derived.

【0067】このように、車輪減速度SSに傾きSLを
乗算して得られた値を路面μ勾配推定手段14によって
推定された路面μ勾配に加算することは、路面μ勾配と
制動状態量(車輪減速度SS)との関係が図14に示す
ような1次関数で記述されていることを仮定し、制動力
が零であるときの路面μ勾配を推定することを表してい
る。
As described above, adding the value obtained by multiplying the wheel deceleration SS by the gradient SL to the road μ gradient estimated by the road μ gradient estimating means 14 means that the road μ gradient and the braking state amount ( Assuming that the relationship with the wheel deceleration (SS) is described by a linear function as shown in FIG. 14, the road surface μ gradient when the braking force is zero is estimated.

【0068】ところで、車輪速信号ω1は、周波数に応
じて分解すると、図3に示すように、2つの共振点と1
つの反共振点を有する。2つの共振点のうち周波数が小
さい側の共振点は、タイヤ慣性などに基づく前後共振点
であり、周波数はf1(15〜20)Hzである。ま
た、2つの共振点のうち周波数が高い側の共振点は、タ
イヤの空気圧やタイヤゴム弾性に基づく捩れ共振点であ
り、周波数はf3(35〜40)Hzである。そして、
車輪速信号には、色々な信号に対して不感帯の反共振点
を有し、周波数f2(20〜25)Hzである。本実施
の形態に係るバンドパスフィルタ22は、車輪速信号ω
1のうち、捩れ共振点(周波数f3)を含む所定範囲Δf
の車輪速信号を抽出している。なお、バンドパスフィル
タ22は、捩れ共振点以外の、前後共振点や反共振点を
含む所定範囲Δfの車輪速信号を抽出するようにしても
よい。
By the way, when the wheel speed signal ω 1 is decomposed in accordance with the frequency, as shown in FIG.
It has two anti-resonance points. Resonance point of frequency is smaller sides of the two resonance points is a longitudinal resonance point based on such a tire inertia, frequency is f 1 (15~20) Hz. Further, the resonance point of the high frequency side of the two resonance points is a resonance point twisting based on the air pressure and tire rubber elasticity of the tire, the frequency is f 3 (35~40) Hz. And
A wheel speed signal has a anti-resonance point of the dead zone with respect to various signals, the frequency f 2 (20~25) Hz. The band-pass filter 22 according to the present embodiment has a wheel speed signal ω
1 , a predetermined range Δf including the torsional resonance point (frequency f 3 )
The wheel speed signal is extracted. The band-pass filter 22 may extract a wheel speed signal in a predetermined range Δf including a front and rear resonance point and an anti-resonance point other than the torsional resonance point.

【0069】振動レベル演算手段24は次式より定まる
車輪速信号の振動レベルG(N)を演算する。なお、バ
ンドパスフィルタ22の出力はω(k)である。
The vibration level calculating means 24 calculates the vibration level G (N) of the wheel speed signal determined by the following equation. Note that the output of the bandpass filter 22 is ω (k).

【0070】[0070]

【数14】 [Equation 14]

【0071】なお、振動レベル演算手段24は、実際に
は、演算タイミング毎に、
Note that the vibration level calculating means 24 actually calculates the

【0072】[0072]

【数15】 (Equation 15)

【0073】の漸化式を逐次的に演算する。このよう
に、振動レベル演算手段24で振動レベルを演算するの
は次の理由からである。すなわち、図7に示すように、
アスファルト路を走行中に突起を乗り越した場合には車
輪速信号が小さくなり、この時に推定された路面μ勾配
の推定値が小さくなって低μ路における路面μ勾配の推
定値とほぼ同様な値となり、突起乗り越し時に低μ路を
走行していると判定する場合がある。このように、路面
μ勾配は、突起乗り越し等により、適正に推定されない
場合がある。
Are sequentially calculated. The reason why the vibration level is calculated by the vibration level calculating means 24 is as follows. That is, as shown in FIG.
If the vehicle gets over a protrusion while traveling on an asphalt road, the wheel speed signal becomes smaller, and the estimated value of the road surface μ gradient estimated at this time becomes smaller, which is almost the same as the estimated value of the road surface μ gradient on a low μ road. Thus, there is a case where it is determined that the vehicle is traveling on a low μ road when the vehicle goes over a protrusion. As described above, the road surface μ gradient may not be properly estimated due to, for example, riding over a protrusion.

【0074】一方、このようにして得られた振動レベル
と路面μ勾配の推定値とを、アスファルト路面、低μ路
路面においてプロットすると、図4に示すようにアスフ
ァルト路面と低μ路路面とでは明確に区別されて認識さ
れるとともに、アスファルト路面中に突起を乗り越した
としても、低μ路における領域と明確に区別されて認識
される。上記事実に鑑み、種々の路面状態毎に振動レベ
ルと路面μ勾配との推定値との関係を求めたところ、図
5に示すように、振動レベルと路面μ勾配の推定値とは
各路面状態、例えば低μ路、アスファルト路、石畳路、
圧雪路、砂利・非整地路毎に領域毎に明確に区別されて
認識出来ることが実験の結果得られた。すなわち、例え
ば、圧雪路は路面μ勾配の推定値としては高μ路(アス
ファルト路、石畳路)より若干小さい値となっている
が、振動レベルの違いによって領域に差が表れている。
砂利道等は更に振動レベルが高い領域にあるが、路面μ
勾配の推定値は高μ路より低い値となっている。
On the other hand, when the vibration level and the estimated value of the road μ gradient obtained in this way are plotted on an asphalt road surface and a low μ road surface, as shown in FIG. In addition to being clearly distinguished and recognized, even if a protrusion is passed over the asphalt road surface, it is clearly distinguished and recognized from a region on a low μ road. In view of the above fact, when the relationship between the vibration level and the estimated value of the road μ gradient was determined for each of various road surface conditions, as shown in FIG. For example, low μ road, asphalt road, cobblestone road,
The results of the experiment showed that it was possible to clearly distinguish and recognize the compacted snow road, the gravel and irregular roads for each area. That is, for example, a snowy road has a slightly smaller estimated value of the road μ gradient than a high μ road (asphalt road, cobblestone road), but a difference appears in the area due to a difference in vibration level.
Gravel roads are located in areas where the vibration level is even higher.
The estimated value of the gradient is lower than the high μ road.

【0075】そこで、路面摩擦状態推定手段26は、振
動レベル演算手段24により演算された振動レベル及び
路面μ勾配補正手段20により補正された路面μ勾配の
推定値と、上記路面状態毎の両者の関係(図5参照)
と、に基づいて、車輪の路面に対する摩擦状態を推定す
る。
Therefore, the road surface friction state estimating means 26 calculates the vibration level calculated by the vibration level calculating means 24 and the estimated value of the road μ gradient corrected by the road μ gradient correcting means 20 and the estimated value of both of the road surface conditions. Relationship (see Figure 5)
, The friction state of the wheel on the road surface is estimated.

【0076】ところで、本実施の形態では、バンドパス
フィルタ22は、車輪速信号ω1のうち、2つの共振点
の何れか一方の共振点の車輪速信号または、反共振点の
車輪速信号を抽出する。すなわち、図3に示すように、
周波数が低周波数領域より大きい車輪速信号を検出する
ようにしている。このように周波数が低周波数領域より
大きい車輪速信号を検出するようにしているのは、図3
に示すように周波数が低周波数領域より小さい車輪速信
号は誤差が大きいため影響が大きくなり、路面摩擦状態
を精度よく推定することが出来ないためである。
In the present embodiment, the band-pass filter 22 converts the wheel speed signal at one of the two resonance points or the wheel speed signal at the anti-resonance point out of the wheel speed signal ω 1. Extract. That is, as shown in FIG.
A wheel speed signal whose frequency is larger than the low frequency region is detected. The reason why the wheel speed signal whose frequency is higher than the low frequency region is detected as described above is as shown in FIG.
This is because the influence of the wheel speed signal whose frequency is smaller than the low frequency region is large because the error is large, and the road surface friction state cannot be accurately estimated as shown in FIG.

【0077】すなわち、図6には、アスファルト路、低
μ路を走行したときの車輪速信号の周波数特性が示され
ている。なお、低μ路は、アスファルト路に比較して凹
凸が非常に小さくなっている。
That is, FIG. 6 shows the frequency characteristics of the wheel speed signal when traveling on an asphalt road or a low μ road. Note that the low μ road has very small irregularities as compared with the asphalt road.

【0078】40Hz付近にある共振特性を見ると、低
μ路はアスファルト路に比較して振動レベルが小さくな
っており、路面の凹凸をよく反映していることが理解で
きる。また、共振の強さも小さくなっており、本手法に
よって低μ路であることが推定できる。
Looking at the resonance characteristics at around 40 Hz, it can be understood that the vibration level of the low μ road is smaller than that of the asphalt road, and that the low μ road reflects the unevenness of the road surface well. Also, the strength of resonance is small, and it can be estimated that the road is a low μ road by this method.

【0079】低周波数領域(5Hz以下)の振動成分を
みると、この領域では、振動レベルは路面μ勾配の逆数
に比例して大きくなるため、低μ路の低周波数領域の車
輪速信号の振動レベルは、アスファルト路の低周波数領
域の車輪速信号の振動レベルより大きくなっている。
Looking at the vibration components in the low frequency region (5 Hz or less), the vibration level in this region increases in proportion to the reciprocal of the road surface μ gradient, so that the vibration of the wheel speed signal in the low frequency region on the low μ road is reduced. The level is higher than the vibration level of the wheel speed signal in the low frequency region of the asphalt road.

【0080】よって、低周波数領域の車輪速信号に基づ
いて振動レベル及び路面μ勾配を演算して路面状態を推
定すると、次のような問題が生ずる。
Accordingly, when the road surface state is estimated by calculating the vibration level and the road μ gradient based on the wheel speed signal in the low frequency range, the following problem occurs.

【0081】すなわち、低周波数領域の振動成分は、路
面μ勾配に依存し、実路面の凹凸状態を反映していな
い。このため、路面判定用のマップ作成には多くの適合
工数が必要となる。
That is, the vibration component in the low frequency range depends on the road surface μ gradient and does not reflect the unevenness of the actual road surface. For this reason, many adaptation man-hours are needed to create a map for road surface determination.

【0082】また、低周波数領域の車輪速信号には、車
両のロール、ピッチング運動による振動成分も含まれて
いるため、走行条件によっては路面状態を精度よく判定
することができない場合がある。
Further, since the wheel speed signal in the low frequency range includes a vibration component due to the rolling and pitching motion of the vehicle, it may not be possible to accurately determine the road surface condition depending on running conditions.

【0083】更に、上記理由から、判定マップは、タイ
ヤや車両の物理パラメータに応じて用意しなければなら
ないが、タイヤ交換等により車両の緒元を変更したとき
は対応が困難であり、場合によっては路面状態の判定が
できない虞がある。
Further, for the above reason, the judgment map must be prepared according to the physical parameters of the tires and the vehicle. However, it is difficult to cope with the case where the specifications of the vehicle are changed by changing tires or the like. May not be able to determine the road surface condition.

【0084】一方、本実施の形態では、低周波数領域よ
り大きい領域の車輪速信号を対象としているため、上記
問題が発生せず、路面状態を精度よく判定することがで
きる。
On the other hand, in the present embodiment, since the wheel speed signal in a region larger than the low frequency region is targeted, the above-described problem does not occur, and the road surface state can be accurately determined.

【0085】図8には、制動時の高μ路と低μ路におけ
る時間経過に伴う車輪速の変化(図8(A))と、この
ときの高μ路と低μ路における路面μ勾配補正手段20
による補正前の路面μ勾配(すなわち、路面μ勾配推定
手段14によって推定された路面μ勾配)の変化(図8
(B))と、路面μ勾配補正手段20による補正後の路
面μ勾配の変化(図8(C))とが示されている。
FIG. 8 shows changes in the wheel speed with time on the high μ road and the low μ road during braking (FIG. 8 (A)) and the road surface μ gradient on the high μ road and the low μ road at this time. Correction means 20
(I.e., the road μ gradient estimated by the road μ gradient estimating means 14) before the correction (FIG. 8).
(B)) and a change in the road surface μ gradient after the correction by the road surface μ gradient correcting means 20 (FIG. 8C).

【0086】図8(B)に示すように、制動状態に応じ
た補正を行わない場合、制動時には路面μ勾配が小さく
なって、路面状態による違いが小さくなっていることが
わかる。この場合、高μ路における制動時の路面μ勾配
は、低μ路とほぼ同じレベルまで落ち込む結果、路面摩
擦状態推定手段26では低μ路であるものと誤判定され
てしまうことになる。
As shown in FIG. 8B, when the correction according to the braking state is not performed, it can be seen that the road μ gradient becomes small at the time of braking, and the difference due to the road surface state becomes small. In this case, the road μ gradient at the time of braking on the high μ road falls to almost the same level as that of the low μ road, and as a result, the road surface friction state estimating means 26 incorrectly determines that the road is a low μ road.

【0087】これに対して、路面μ勾配補正手段20に
よる路面μ勾配の補正を実施した場合には、図8(C)
に示すように、制動に伴う路面μ勾配の減少が補償さ
れ、ほぼ一定値(定常走行状態の路面μ勾配)が得られ
ている。従って、この場合には、高μ路における制動時
の路面μ勾配は、低μ路と比較して十分大きなレベルと
なっており、路面摩擦状態推定手段26では適切に高μ
路であるものと判定される。
On the other hand, when the road surface μ gradient is corrected by the road surface μ gradient correcting means 20, FIG.
As shown in (1), the decrease in the road surface μ gradient due to braking is compensated, and a substantially constant value (road surface μ gradient in a steady running state) is obtained. Therefore, in this case, the road surface μ gradient during braking on the high μ road is at a sufficiently large level as compared with the low μ road, and the road surface friction state estimating means 26 appropriately sets the high μ road.
It is determined to be a road.

【0088】なお、車輪速センサ12、路面μ勾配推定
手段14、ハイパスフィルタ16、制動力推定手段1
8、路面μ勾配補正手段20によって構成される部分が
本発明の物理量推定装置に相当する。
The wheel speed sensor 12, the road μ gradient estimating means 14, the high-pass filter 16, and the braking force estimating means 1
8. The portion constituted by the road surface μ gradient correction means 20 corresponds to the physical quantity estimation device of the present invention.

【0089】以上詳細に説明したように、本実施の形態
に係る路面摩擦状態推定装置10では、車輪速に基づい
て路面μ勾配を推定し、車両の制動力を導出し、路面μ
勾配と車両の制動力又は駆動力との間の関係を示すモデ
ルと、上記推定された路面μ勾配と、上記導出された制
動力と、に基づいて、上記推定された路面μ勾配をスリ
ップ率が略零のときの物理量となるように補正している
ので、最大路面摩擦係数を要することなくスリップ率が
略零のときの路面μ勾配を推定することができる。
As described above in detail, the road surface friction state estimating apparatus 10 according to the present embodiment estimates the road surface μ gradient based on the wheel speed, derives the braking force of the vehicle, and obtains the road surface μ.
Based on the model indicating the relationship between the gradient and the braking force or the driving force of the vehicle, the estimated road surface μ gradient, and the derived braking force, the estimated road surface μ gradient is calculated based on the slip ratio. Is corrected so as to be a physical quantity when the road surface friction coefficient is substantially zero. Therefore, the road surface μ gradient when the slip ratio is substantially zero can be estimated without requiring a maximum road surface friction coefficient.

【0090】また、本実施の形態に係る路面摩擦状態推
定装置10では、上記モデルとして、路面μ勾配が車両
の制動力又は駆動力の増加に伴って単調減少する関数と
して表わされるモデルを適用しているので、簡易かつ短
時間にスリップ率が略零のときの路面μ勾配を推定する
ことができる。
In the road surface friction state estimating apparatus 10 according to the present embodiment, a model in which the road surface μ gradient is expressed as a function that monotonously decreases with an increase in the braking force or the driving force of the vehicle is applied as the model. Therefore, the road μ gradient when the slip ratio is substantially zero can be easily and quickly estimated.

【0091】また、本実施の形態に係る路面摩擦状態推
定装置10では、スリップ率が略零のときの路面μ勾配
に基づいてタイヤの路面に対する摩擦状態を推定してい
るので、制動時又は駆動時における路面摩擦状態を高精
度に推定することができる。
In the road surface friction state estimating apparatus 10 according to the present embodiment, the friction state of the tire against the road surface is estimated based on the road μ gradient when the slip ratio is substantially zero. The road surface friction state at the time can be estimated with high accuracy.

【0092】なお、本実施の形態では、本発明の物理量
として路面μ勾配推定手段14によって路面μ勾配を推
定する場合について説明したが、本発明はこれに限定さ
れるものではなく、路面μ勾配と等価的に扱うことので
きる物理量として、例えば、スリップ率またはスリップ
速度と制動力との関係を表す曲線の接線の傾きである制
動力勾配、スリップ率またはスリップ速度と駆動力との
関係を表す曲線の接線の傾きである駆動力勾配等を適用
することもできる。
In this embodiment, the case where the road surface μ gradient is estimated by the road surface μ gradient estimating means 14 as the physical quantity of the present invention has been described. However, the present invention is not limited to this. As a physical quantity that can be equivalently treated as, for example, a braking force gradient which is a slope of a tangent of a curve representing a relationship between a slip ratio or a slip speed and a braking force, and a relationship between a slip ratio or a slip speed and a driving force. A driving force gradient or the like, which is a gradient of a tangent to a curve, can also be applied.

【0093】以下、一例として、本発明の物理量として
制動力勾配を適用する場合の、該制動力勾配の推定手順
について説明する。なお、ここで説明する推定手順は、
路面外乱から車輪速までの伝達特性を1次遅れモデルに
近似し、この1次遅れモデルの周波数応答から車輪速の
時系列データに基づいて帯域周波数を推定し、推定した
帯域周波数から制動力勾配を推定するようにしたもので
ある。
Hereinafter, as an example, a procedure for estimating the braking force gradient when the braking force gradient is applied as a physical quantity according to the present invention will be described. Note that the estimation procedure described here is
The transfer characteristic from the road surface disturbance to the wheel speed is approximated to a first-order lag model, the band frequency is estimated from the frequency response of the first-order lag model based on the time-series data of the wheel speed, and the braking force gradient is estimated from the estimated band frequency. Is estimated.

【0094】図9に示すように、この場合の形態の一例
は、車輪速信号ω1が示す車輪速の時系列データに基づ
いて、路面外乱から車輪速までの伝達特性を1次遅れモ
デルに近似したときの該モデルの周波数応答を表すゲイ
ン線図において、ゲインが一定値から変化するときの周
波数を帯域周波数(車輪速周波数特性量)として推定す
る帯域周波数推定手段14A’と、予め記憶された帯域
周波数と制動力勾配との関係を表すマップに基づいて、
推定された帯域周波数に対する制動力勾配を推定する制
動力勾配推定手段14B’と、を含んで構成されてい
る。
[0094] As shown in FIG. 9, an example of embodiment in this case is based on the time-series data of wheel speed indicated by the wheel speed signals omega 1, the transfer characteristics from road surface disturbance to the wheel speed in first-order lag model In a gain diagram representing the frequency response of the model when approximated, a band frequency estimating means 14A 'for estimating a frequency at which the gain changes from a constant value as a band frequency (wheel speed frequency characteristic amount) is stored in advance. Based on the map representing the relationship between the band frequency and the braking force gradient,
And a braking force gradient estimating means 14B 'for estimating a braking force gradient with respect to the estimated band frequency.

【0095】なお、図9では、1つの車輪についての構
成を示したが、例えば4輪自動車等の複数の車輪を持つ
車両の場合には、各々の車輪について図示した構成が設
けられる。
Although FIG. 9 shows the configuration of one wheel, in the case of a vehicle having a plurality of wheels, such as a four-wheel vehicle, the configuration shown for each wheel is provided.

【0096】帯域周波数推定手段14A’では、全ての
周波数を含む外乱である白色外乱が路面からタイヤに入
力したと仮定し、最小自乗法を用いて1次遅れモデルの
帯域周波数を同定した。
In the band frequency estimating means 14A ', it is assumed that a white disturbance, which is a disturbance including all frequencies, is inputted to the tire from the road surface, and the band frequency of the first-order lag model is identified using the least square method.

【0097】図10は、帯域周波数を同定するためのア
ルゴリズム、図11は、車輪フルモデルに白色外乱を加
えたときに図10のアルゴリズムによって同定される帯
域周波数と対応する1次遅れモデルのゲイン線図を示し
たものである。
FIG. 10 is an algorithm for identifying the band frequency, and FIG. 11 is a gain of the first-order lag model corresponding to the band frequency identified by the algorithm of FIG. 10 when a white disturbance is applied to the wheel full model. FIG.

【0098】まず、図10に基づいて帯域周波数を同定
するためのアルゴリズムについて説明する。ステップ3
00において車輪速センサ12で検出された車輪速度の
時系列データに白色外乱を加えたデータを取り込み、ス
テップ302において2次のバタワスフィルタを用い
て、例えば2Hzのハイパスフィルタと例えば20Hz
のローパスフィルタからなるフィルタによる前処理を行
う。車輪速信号をハイパスフィルタに入力してハイパス
フィルタ処理することにより、車輪の加速度の定常成分
が除去され、ローパスフィルタ処理することにより車輪
速信号の平滑化処理を行うことができる。
First, an algorithm for identifying a band frequency will be described with reference to FIG. Step 3
At 00, data obtained by adding white disturbance to the time-series data of the wheel speed detected by the wheel speed sensor 12 is fetched. At step 302, a high-pass filter of, for example, 2 Hz and a 20-Hz
Pre-processing by a filter composed of a low-pass filter. By inputting the wheel speed signal to the high-pass filter and performing high-pass filtering, a steady component of the acceleration of the wheel is removed, and smoothing of the wheel speed signal can be performed by performing low-pass filtering.

【0099】次のステップ304において、オンライン
最小自乗法を用いて前処理された車輪速の時系列データ
から帯域周波数の時系列データを推定する。まず、車輪
速センサ12によって、サンプル時間τ毎に離散化して
検出された車輪速の時系列データをステップ302のフ
ィルタによる前処理後の車輪速の時系列データをω
[k](kはサンプル時間τを単位とするサンプル時刻で
あり、k=1,2,・・・)とし、以下のステップ1及び
ステップ2を繰り返すことにより、検出された車輪速度
の時系列データから制動力勾配の時系列データを推定す
る。ステップ1:
In the next step 304, the time series data of the band frequency is estimated from the time series data of the wheel speed preprocessed by using the online least squares method. First, the time series data of the wheel speed detected by the wheel speed sensor 12 discretized for each sample time τ is converted into the time series data of the wheel speed after the pre-processing by the filter of step 302.
[k] (k is a sample time in units of a sample time τ, k = 1, 2,...), and the following steps 1 and 2 are repeated to obtain a time series of the detected wheel speeds. The time series data of the braking force gradient is estimated from the data. Step 1:

【0100】[0100]

【数16】 (Equation 16)

【0101】なお、(24)式のφ[k]は、1サンプ
ル時間での車輪速度の変化量にサンプル時間τを乗算し
た値(車輪速の変化に関する物理量)であり、(25)
式のy[k]は、1サンプル時間の車輪速度の変化量
(ω[k−1]−ω[k−2]、ω[k]−ω[k−1])の1
サンプル時間での変化量(ω[k−1]−ω[k−2]−
(ω[k]−ω[k−1]))(車輪速度の変化の変化に関
する物理量)である。 ステップ2:
Note that φ [k] in the equation (24) is a value obtained by multiplying the change amount of the wheel speed in one sample time by the sample time τ (physical quantity relating to the change in the wheel speed), and (25)
Y [k] in the equation is 1 of the change amount of the wheel speed (ω [k−1] −ω [k−2], ω [k] −ω [k−1]) during one sample time.
Change in sample time (ω [k-1] -ω [k-2]-
(Ω [k] −ω [k−1])) (physical quantity relating to a change in wheel speed change). Step 2:

【0102】[0102]

【数17】 [Equation 17]

【0103】という漸化式から推定値θ、すなわち、制
動力勾配を推定する。ただし、(27)、(28)式の
λは過去のデータを取り除く度合いを示す忘却係数(例
えばλ=0.98)であり、Tは行列の転置を示す。
From the recurrence formula, the estimated value θ, that is, the braking force gradient is estimated. Here, λ in the expressions (27) and (28) is a forgetting factor (for example, λ = 0.98) indicating the degree of removing past data, and T indicates transposition of a matrix.

【0104】なお、(26)式のθ[k]は、車輪速度
の変化に関する物理量の履歴及び車輪速度の変化の変化
に関する物理量の履歴を表す物理量である。
Note that θ [k] in the equation (26) is a physical quantity representing the history of physical quantities relating to changes in wheel speed and the history of physical quantities relating to changes in wheel speed.

【0105】なお、上記ではオンライン最小自乗法を用
いて帯域周波数を推定する例について説明したが、補助
変数法等他のオンライン同定法を用いて帯域周波数を推
定することもできる。
In the above description, an example in which the band frequency is estimated using the online least squares method has been described. However, the band frequency can be estimated using another online identification method such as the auxiliary variable method.

【0106】上記のようにして推定された1次遅れモデ
ルにおける帯域周波数の推定結果の例を図11に示す。
また、図11のゲイン線図より理解されるように、近似
された1次遅れモデルのゲインは、制動力勾配が300
Ns/m以外では、車輪フルモデルのゲイン線図の定常
ゲインと反共振点(40Hz付近)におけるゲインを通
過する特性として同定されており、低次元化により15
Hz付近のサスペンション前後共振と40Hz付近のタ
イヤ回転振動の共振特性とが無視されている。また、制
動力勾配が300Ns/mと小さいときには、1次遅れ
モデルでは反共振点を通過していないことから共振は表
れず、1次遅れモデルの振動特性と車輪フルモデルの特
性とが良く一致していることが理解できる。これは、制
動力勾配が300Ns/m以下の限界付近の制動領域に
おいては、サスペンション前後共振やタイヤ回転振動に
よる共振の影響が小さく、車輪減速度運動モデルが支配
的になっているためである。したがって、このような限
界付近では、車輪運動は以下の車輪減速度運動モデルで
近似できると考えられる。
FIG. 11 shows an example of band frequency estimation results in the first-order lag model estimated as described above.
Further, as understood from the gain diagram of FIG. 11, the gain of the approximated first-order lag model has a braking force gradient of 300.
At other than Ns / m, it has been identified as a characteristic that passes the steady gain and the gain at the anti-resonance point (around 40 Hz) in the gain diagram of the wheel full model.
The resonance before and after the suspension around 40 Hz and the resonance characteristic of the tire rotational vibration around 40 Hz are neglected. When the braking force gradient is as small as 300 Ns / m, resonance does not appear because the first-order lag model does not pass through the anti-resonance point, and the vibration characteristics of the first-order lag model and the characteristics of the wheel full model are good. I can understand that we are doing. This is because in the braking region near the limit where the braking force gradient is 300 Ns / m or less, the influence of the front-rear suspension resonance and the resonance due to the tire rotational vibration is small, and the wheel deceleration motion model is dominant. Therefore, near such a limit, it is considered that the wheel motion can be approximated by the following wheel deceleration motion model.

【0107】[0107]

【数18】 (Equation 18)

【0108】ただし、νwは車輪速度(m/s)、wは
路面外乱、kは制動力勾配(Ns/m)、RCはタイヤ
有効半径(m)、Jは車両慣性モーメントであり、νw
の係数は帯域周波数を表している。
Where ν w is the wheel speed (m / s), w is the road surface disturbance, k is the braking force gradient (Ns / m), R C is the tire effective radius (m), and J is the vehicle inertia moment. ν w
Represents the band frequency.

【0109】ところで、上記(29)式は、限界領域に
おいて、帯域周波数ω0と制動力勾配との間に、
By the way, the above equation (29) indicates that, in the limit region, the range between the band frequency ω 0 and the braking force gradient is

【0110】[0110]

【数19】 [Equation 19]

【0111】という関係があることを示している。It is shown that there is a relationship as follows.

【0112】また、低スリップ領域においては、最小自
乗法の適用により図12の関係が導き出せる。この図
は、車輪フルモデルにおける制動力勾配と白色外乱を加
えたときの車輪速データから同定された帯域周波数との
関係を示したものである。なお、図12の帯域周波数
は、単位を[rad/s]で表した。制動力勾配は、帯
域周波数が増加するに従って単調増加している。この図
12の帯域周波数と制動力勾配との関係をマップとして
制動力勾配推定手段14B’のメモリに記憶しておき、
マップを用いて車輪速信号に基づいて帯域周波数推定手
段14A’で推定された帯域周波数に対応する制動力勾
配を演算することにより、帯域周波数の推定(同定)結
果から制動力勾配を推定することが可能になる。
In the low slip region, the relationship shown in FIG. 12 can be derived by applying the least squares method. This diagram shows the relationship between the braking force gradient in the wheel full model and the band frequency identified from the wheel speed data when a white disturbance is applied. The unit of the band frequency in FIG. 12 is [rad / s]. The braking force gradient monotonically increases as the band frequency increases. The relationship between the band frequency and the braking force gradient in FIG. 12 is stored as a map in the memory of the braking force gradient estimating means 14B ',
By calculating the braking force gradient corresponding to the band frequency estimated by the band frequency estimating means 14A 'based on the wheel speed signal using the map, the braking force gradient is estimated from the band frequency estimation (identification) result. Becomes possible.

【0113】また、本実施の形態では、路面μ勾配と制
駆動力との関係を図14に示すように、1次関数で近似
した場合について説明したが、本発明はこれに限定され
るものではなく、路面μ勾配が制駆動力の増加に伴って
単調に減少する関係であれば、2次関数以上の多項式や
マップ等によって記述する形態とすることもできる。こ
の場合も本実施の形態と同様の効果を奏することができ
る。
In the present embodiment, the case where the relationship between the road surface μ gradient and the braking / driving force is approximated by a linear function as shown in FIG. 14 has been described. However, the present invention is not limited to this. Instead, if the road surface μ gradient monotonically decreases as the braking / driving force increases, the form may be described by a polynomial or a map of a quadratic function or higher. In this case, the same effect as in the present embodiment can be obtained.

【0114】[0114]

【発明の効果】請求項1乃至請求項3記載の物理量推定
装置によれば、車輪速に基づいてタイヤと路面との間の
滑り易さを示す物理量を推定し、車両の制動力又は駆動
力を導出し、タイヤと路面との間の滑り易さを示す物理
量と車両の制動力又は駆動力との間の関係を示すモデル
と、上記推定された物理量と、上記導出された制動力又
は駆動力と、に基づいて、上記推定された物理量をスリ
ップ率が略零のときの物理量となるように補正している
ので、最大路面摩擦係数を要することなくスリップ率が
略零のときのタイヤと路面との間の滑り易さを示す物理
量を推定することができる、という効果が得られる。
According to the physical quantity estimating device of the present invention, a physical quantity indicating the ease of slipping between the tire and the road surface is estimated based on the wheel speed, and the braking force or the driving force of the vehicle is estimated. Derived, a model showing the relationship between the physical quantity indicating the ease of slipping between the tire and the road surface and the braking force or driving force of the vehicle, the estimated physical quantity, and the derived braking force or driving Based on the force, the estimated physical quantity is corrected to be a physical quantity when the slip ratio is substantially zero, so that the tire when the slip ratio is substantially zero without requiring a maximum road surface friction coefficient. The effect of being able to estimate a physical quantity indicating the ease of slipping with the road surface is obtained.

【0115】また、請求項4記載の路面摩擦状態推定装
置によれば、本発明に係る物理量推定装置によって推定
された物理量、すなわちスリップ率が略零のときの物理
量に基づいてタイヤの路面に対する摩擦状態を推定して
いるので、制動時又は駆動時における路面摩擦状態を高
精度に推定することができる、という効果が得られる。
Further, according to the road surface friction state estimating device of the fourth aspect, the tire friction on the road surface is determined based on the physical amount estimated by the physical amount estimating device according to the present invention, that is, the physical amount when the slip ratio is substantially zero. Since the state is estimated, an effect is obtained that the road surface friction state during braking or driving can be estimated with high accuracy.

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

【図1】実施の形態に係る路面摩擦状態推定装置10の
構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a road friction state estimating apparatus 10 according to an embodiment.

【図2】実施の形態に係る路面μ勾配推定手段の構成を
示すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of a road μ gradient estimating unit according to the embodiment;

【図3】車輪速信号の周波数と振幅との関係を示したグ
ラフである。
FIG. 3 is a graph showing a relationship between a frequency and an amplitude of a wheel speed signal.

【図4】車輪速信号の振動レベルと路面μ勾配との、ア
スファルト路及び低μ路の関係を示したグラフである。
FIG. 4 is a graph showing a relationship between an asphalt road and a low μ road between a vibration level of a wheel speed signal and a road μ gradient.

【図5】車輪速信号の振動レベルと路面μ勾配との路面
状態毎の関係を示したグラフである。
FIG. 5 is a graph showing a relationship between a vibration level of a wheel speed signal and a road μ gradient for each road surface state.

【図6】車輪速信号の周波数特性を示した図である。FIG. 6 is a diagram showing a frequency characteristic of a wheel speed signal.

【図7】低μ路を走行する前に突起を乗り越したときの
路面μ勾配推定値の変化を表すグラフである。
FIG. 7 is a graph showing a change in a road surface μ gradient estimated value when the vehicle gets over a protrusion before traveling on a low μ road.

【図8】(A)は制動時の高μ路と低μ路における時間
経過に伴う車輪速の変化を、(B)はこのときの高μ路
と低μ路における路面μ勾配補正手段20による補正前
の路面μ勾配の変化を、(C)はこのときの路面μ勾配
補正手段20による補正後の路面μ勾配の変化を、各々
示すグラフである。
FIG. 8A shows a change in wheel speed over time on a high μ road and a low μ road during braking, and FIG. 8B shows a road surface μ gradient correcting means 20 on the high μ road and the low μ road at this time. (C) is a graph showing a change in the road surface μ gradient before correction by the road surface gradient correction, and (C) is a graph showing a change in the road surface μ gradient after correction by the road surface μ gradient correction means 20 at this time.

【図9】制動力勾配を推定する場合の構成例を示すブロ
ック図である。
FIG. 9 is a block diagram illustrating a configuration example when a braking force gradient is estimated.

【図10】図9の構成において帯域周波数を推定するア
ルゴリズムを示す流れ図である。
FIG. 10 is a flowchart showing an algorithm for estimating a band frequency in the configuration of FIG. 9;

【図11】1次遅れモデルの路面外乱から車輪速までの
周波数応答を示すゲイン線図である。
FIG. 11 is a gain diagram illustrating a frequency response from a road surface disturbance to a wheel speed of the first-order lag model.

【図12】帯域周波数と制動力勾配との関係を示す線図
である。
FIG. 12 is a diagram showing a relationship between a band frequency and a braking force gradient.

【図13】ブラッシュモデルにおける路面μ勾配と制駆
動力の関係の一例を示すグラフである。
FIG. 13 is a graph showing an example of the relationship between the road surface μ gradient and the braking / driving force in the brush model.

【図14】本発明の原理の説明に供する図であり、路面
μ勾配が制駆動力に応じて単調に減少するモデルの一例
を示すグラフである。
FIG. 14 is a diagram for explaining the principle of the present invention, and is a graph showing an example of a model in which the road surface μ gradient monotonously decreases in accordance with the braking / driving force.

【図15】図14のモデルを用いたときのスリップ速度
と制駆動力の関係を示すグラフである。
FIG. 15 is a graph showing the relationship between the slip speed and the braking / driving force when the model of FIG. 14 is used.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 路面摩擦状態推定装置 12 車輪速センサ(車輪速検出手段) 14 路面μ勾配推定手段(物理量推定手段) 16 ハイパスフィスタ 18 制動力推定手段(制駆動力導出手段) 20 路面μ勾配補正手段(物理量補正手段) 22 バンドパスフィルタ 24 振動レベル演算手段(振動レベル推定手段) 26 路面摩擦状態推定手段 Reference Signs List 10 road surface friction state estimating device 12 wheel speed sensor (wheel speed detecting means) 14 road surface μ gradient estimating means (physical quantity estimating means) 16 high-pass fister 18 braking force estimating means (braking / driving force deriving means) 20 road surface μ gradient correcting means ( Physical quantity correction means) 22 Bandpass filter 24 Vibration level calculation means (Vibration level estimation means) 26 Road surface friction state estimation means

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 梅野 孝治 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 大沼 豊 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 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 Fターム(参考) 3D046 BB28 BB29 HH36 HH46  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Eiichi Ono 41-Cho, Yokomichi, Nagakute-cho, Aichi-gun, Aichi Prefecture Inside of Toyota Central Research Laboratory Co., Ltd. (72) Inventor Koji Umeno Nagakute-machi, Aichi-gun (1) Inside Toyota Toyota Central Research Institute Co., Ltd. (72) Inventor Katsuhiro Asano 41-cho Nagakute-cho, Aichi-gun, Aichi Prefecture Toyota Motor Co., Ltd. 1 Toyota Town, Toyota Prefecture (72) Inventor Satoshi Onozawa 2-1-1 Asahimachi, Kariya City, Aichi Prefecture F-term in Aisin Seiki Co., Ltd. 3D046 BB28 BB29 HH36 HH46

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 車輪速を検出する車輪速検出手段と、 前記車輪速検出手段によって検出された車輪速に基づい
て、タイヤと路面との間の滑り易さを示す物理量を推定
する物理量推定手段と、 車両の制動力又は駆動力を導出する制駆動力導出手段
と、 タイヤと路面との間の滑り易さを示す物理量と車両の制
動力又は駆動力との間の関係を示すモデルと、前記物理
量推定手段によって推定された物理量と、前記制駆動力
導出手段によって導出された制動力又は駆動力と、に基
づいて、前記物理量推定手段によって推定された物理量
をスリップ率が略零のときの物理量となるように補正す
る物理量補正手段と、 を備えた物理量推定装置。
1. A wheel speed detecting means for detecting a wheel speed, and a physical quantity estimating means for estimating a physical quantity indicating the ease of slip between a tire and a road surface based on the wheel speed detected by the wheel speed detecting means. A braking / driving force deriving means for deriving a braking force or a driving force of the vehicle, and a model showing a relationship between a physical quantity indicating the ease of slipping between the tire and the road surface and the braking force or the driving force of the vehicle, Based on the physical quantity estimated by the physical quantity estimating means and the braking force or the driving force derived by the braking / driving force deriving means, the physical quantity estimated by the physical quantity estimating means is calculated when the slip rate is substantially zero. A physical quantity estimating device comprising: physical quantity correcting means for correcting the physical quantity to be a physical quantity.
【請求項2】 前記モデルを、タイヤと路面との間の滑
り易さを示す物理量が車両の制動力又は駆動力の増加に
伴って単調減少する関数として表わされるモデルとした
請求項1記載の物理量推定装置。
2. The model according to claim 1, wherein the model is a model in which a physical quantity indicating slipperiness between a tire and a road surface is monotonously decreased with an increase in a braking force or a driving force of the vehicle. Physical quantity estimation device.
【請求項3】 前記物理量は、前記制駆動力導出手段に
よって制動力を導出する場合は制動力勾配又は路面μ勾
配であり、駆動力を導出する場合は駆動力勾配又は路面
μ勾配である請求項1又は請求項2記載の物理量推定装
置。
3. The physical quantity is a braking force gradient or a road μ gradient when the braking force is derived by the braking / driving force deriving means, and is a driving force gradient or a road μ gradient when the driving force is derived. 3. The physical quantity estimating apparatus according to claim 1 or 2.
【請求項4】 請求項1乃至請求項3の何れか1項記載
の物理量推定装置と、 前記車輪速検出手段によって検出された車輪速に基づい
て車輪の振動の大きさを示す振動レベルを推定する振動
レベル推定手段と、 前記物理量補正手段によって補正された物理量と前記振
動レベル推定手段によって推定された振動レベルとに基
づいて、タイヤの路面に対する摩擦状態を推定する路面
摩擦状態推定手段と、 を備えた路面摩擦状態推定装置。
4. A device for estimating a physical quantity according to claim 1, further comprising: estimating a vibration level indicating a magnitude of vibration of a wheel based on a wheel speed detected by said wheel speed detecting means. A vibration level estimating means, and a road surface friction state estimating means for estimating a friction state of the tire against a road surface based on the physical quantity corrected by the physical quantity correcting means and the vibration level estimated by the vibration level estimating means. Road friction state estimation device provided.
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