JP2013023164A - 路面状態推定方法、及び路面状態推定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】バネ下前後加速度と車輪速のデータとを用いて、走行中の路面の状態を精度よく推定する方法とその装置を提供する。
【解決手段】ナックル２１に取付けられた加速度センサー１１によりバネ下前後加速度を検出するとともに車輪速を検出して車輪速の変化量を算出した後、車輪速の変化量の変動幅とバネ下前後加速度の変動幅とを算出し、車輪速の変化量の変動幅とバネ下前後加速度の変動幅との関係から路面が凹凸のある路面であるか否かを判定し、凹凸のある路面である場合には、バネ下前後加速度を周波数分析して得られた周波数スペクトルの２００Ｈｚ〜２３０Ｈｚ帯域内におけるピーク周波数を抽出し、このピーク周波数と、車輪速と、予め求めておいたピーク周波数と車輪速との関係を示す周波数判定式とを用いて凹凸のある路面が滑り易い路面であるか否かを推定するようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、走行中の路面状態を推定する方法とその装置に関するものである。

自動車の走行安定性を高めるため、路面状態もしくはタイヤの接地状態を精度良く推定し、車両制御へフィードバックすることが求められている。予め路面状態やタイヤの接地状態を推定することができれば、制駆動や操舵といった危険回避の操作を起こす前に、例えば、ＡＢＳブレーキのより高度な制御等が可能になり、安全性が一段と高まることが予想される。

路面状態を推定する方法としては、タイヤのショルダー部にタイヤ周方向に延長するサイプを含む易変形構造領域が特定の周期Ｐで形成された路面状態推定用タイヤを用い、加速度センサーにより、走行中のタイヤトレッドの振動を検出して振動スペクトルを求めるとともに、車輪速センサーにより測定した車輪速と前記周期Ｐとから算出される検出周波数における易変形構造領域に起因する振動レベルの大きさから路面状態を推定する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
また、左右の車輪の車両バネ下部に加速度センサーを取付けて車両が路面突起を乗り越えたときの車両バネ下部の振動を検出するとともに、バネ下振動の最大値と最小値との差Ａ_p-pを算出し、この最大値と最小値との差Ａ_p-pと予め求めておいた路面突起高さＸ₁及び路面突起幅Ｘ₂と最大値と最小値との差Ａ_p-pとの関係を示す重回帰式とを用いて路面突起高さＸ₁と路面突起幅Ｘ₂とを推定する路面形状検出装置が開示されている（例えば、特許文献２参照）。なお、重回帰式は車輪速毎に求められる。

特開２０１０−２７４９０６号公報 特許第３１８６４７４号公報

しかしながら、前記路面状態推定用タイヤを用いた方法では、トレッドパターンが限定されるため、パターン作成の自由度が低いといった問題点があった。
また、車両バネ下部の振動を検出する方法では、車両が路面突起を乗り越えたときに発生する１１〜１２Ｈｚ前後のバネ下共振を利用しているため、一過性の路面突起の形状については推定できるものの、路面の滑り易さに関係する路面性状を推定することは困難である。

本発明は、従来の問題点に鑑みてなされたもので、凹凸のある路面において、路面の滑り易さに関係する路面性状を精度よく推定することのできる方法とその装置を提供することを目的とする。

本発明者は、鋭意検討を重ねた結果、車輪速Ｖ_wの変化量ΔＶ_wの変動幅σ（ΔＶ_w）とバネ下前後加速度Ｇ_xの変動幅σ（Ｇ_x）との関係は路面状態、特に、路面の凹凸による振動ｇの変動幅σ（ｇ）に依存することから、Ｖ_wとＧ_xとを検出してσ（ΔＶ_w）の大きさとσ（Ｇ_x）の大きさとの関係を求めれば、走行中の路面が凹凸のある路面か平滑な路面かを精度よく推定できるとともに、凹凸のある路面では、路面からの入力によりタイヤに励起される振動のピーク周波数ｆ_pの位置が路面の滑り易さに依存することから、車輪速Ｖ_wから求められるピーク周波数ｆ_pの位置と実際に測定したピーク周波数ｆ_pの位置との関係を求めれば、凹凸のある路面が滑り易いか否かを精度よく推定できることができることを見出し本発明に到ったものである。
すなわち、本願発明は、走行中の路面状態を推定する方法であって、車両のバネ下に取付けられた加速度センサーによりバネ下前後加速度を検出するステップと、車輪速を検出するステップと、前記検出された車輪速の変化量を算出するステップと、前記算出された車輪速の変化量の変動幅と前記検出されたバネ下前後加速度の変動幅とをそれぞれ算出するステップと、前記車輪速の変化量の変動幅と前記バネ下前後加速度の変動幅との関係から走行中の路面が凹凸のある路面であるか否かを推定するステップと、前記推定された路面が凹凸のある路面である場合に、前記検出されたバネ下前後加速度を周波数分析して求められる周波数スペクトルの２００Ｈｚ〜２３０Ｈｚ帯域内におけるピーク位置の周波数であるピーク周波数を算出し、前記ピーク周波数と車輪速とから前記凹凸のある路面が滑り易い路面か否かを推定するステップとを備え、前記走行中の路面が凹凸のある路面であるか否かを推定するステップでは、前記算出されたバネ下前後加速度の変動幅が、前記車輪速の変化量の変動幅を予め求めておいたバネ下前後加速度の変動幅と車輪速の変化量の変動幅との関係を示す変動幅判定式に代入して得られたバネ下前後加速度の変動幅の計算値を超えた場合に、走行中の路面が凹凸のある路面であると推定し、前記凹凸のある路面が滑り易い路面か否かを推定するステップでは、予め求めておいたピーク周波数と車輪速との関係を示す周波数判定式に前記検出された車輪速を代入して得られたピーク周波数の計算値よりも前記検出されたピーク周波数が小さい場合に、前記凹凸のある路面が、路面摩擦係数μが０．３よりも小さい滑り易い路面であると推定することを特徴とする。

路面の凹凸が大きいと、σ（Ｇ_x）がσ（ΔＶ_w）から予想されるσ（Ｇ_x）よりも大きくなるので、走行中の路面が排水舗装路などの凹凸のある路面であるか、乾燥舗装路などの凹凸の少ない平滑路であるかを容易に推定することができる。
更に、路面が凹凸のある路面である場合には、バネ下前後加速度を周波数分析して求められる周波数スペクトルの２００Ｈｚ〜２３０Ｈｚ帯域内におけるピーク位置の周波数であるピーク周波数と車輪速とから凹凸のある路面が滑り易い路面か否かを推定するようにしたので、凹凸のある路面が排水性舗装路などの滑りにくい路面なのか雪路などの滑り易い路面なのかを精度よく推定することができる。
なお、変動幅判定式としては、例えば、下記の式に示すような、様々な路面で車両を走行させて求めた、車輪速の変化量の変動幅とバネ下前後加速度の変動幅との関係を示す一次式を挙げることができる。
σ（Ｇ_x）＝Ｋ・σ（ΔＶ_w）＋σ（ｇ）
また、周波数判定式としては、例えば、下記の式に示すような、排水舗装路と雪路とで車両を走行させて求めた、ピーク周波数ｆ_pと車輪速Ｖ_wとの関係を示す一次式を挙げることができる。
ｆ_p＝ａ・Ｖ_w＋ｂ
また、車輪速の変化量の変動幅σ（ΔＶ_w）やバネ下前後加速度Ｇ_xの変動幅σ（Ｇ_x）としては、所定時間（例えば、０．５秒）分のΔＶ_wのデータ、及びＧ_xのデータがガウス分布しているとしたときの標準偏差σや半値幅のような、データのバラつきを表す量を用いることができる。

また、本願発明は、前記路面状態を推定するステップにおいて、前記算出された車輪速の変化量の変動幅が予め設定された最大車輪速変化量変動幅を超えた場合、または、前記バネ下前後加速度の変動幅が予め設定された最大加速度変動幅を超えた場合には、走行中の路面が不整路であると推定することを特徴とする。
ここで、「不整路」は、未舗装路やひび割れが生じている路面、あるいは、シャーベット路などのように、路面の凹凸が大きくかつ不規則な路面であって、通常の接地性が得られない路面を指す。走行中の路面が不整路である場合には、車輪速の変化量の変動幅及びバネ下前後加速度の変動幅のいずれか一方もしくは両方が大きくなる。
そこで、σ（ΔＶ_w）＞σ_AMまたはσ（Ｇ_x）＞σ_GMである場合には、路面が不整路と推定して、排水舗装路や雪路などの凹凸のある路面と区別する。

また、本願発明は、請求項１に記載の路面状態推定方法を実現するための路面状態推定装置であって、車両のバネ下に取付けられてバネ下前後加速度を検出する前後加速度検出手段と、車輪速を検出する車輪速検出手段と、前記検出された車輪速の変化量を算出する車輪速変化量算出手段と、前記車輪速の変化量の変動幅と前記バネ下前後加速度の変動幅とを算出する変動幅算出手段と、予め設定された車輪速の最大動変動幅、バネ下前後加速度の最大変動幅、及び、バネ下前後加速度の変動幅との関係を示す変動幅判定式を記憶する記憶手段と、前記検出されたバネ下前後加速度を周波数分析する周波数分析手段と、前記周波数分析により得られた周波数スペクトルの２００Ｈｚ〜２３０Ｈｚ帯域内におけるピーク位置の周波数であるピーク周波数を算出するピーク周波数算出手段と、前記車輪速の変化量の変動幅と前記バネ下前後加速度の変動幅とを用いて走行中の路面が凹凸のある路面であるか否かを判別する路面状態判別手段と、前記判別された路面が凹凸のある路面である場合に、前記凹凸のある路面が滑り易い路面であるか否かを推定する路面状態推定手段とを備え、前記路面状態判別手段が、前記算出されたバネ下前後加速度の変動幅が、前記車輪速の変化量の変動幅を前記変動幅判定式に代入して得られたバネ下前後加速度の変動幅の計算値より大きく、かつ、前記車輪速の変化量の変動幅と前記バネ下前後加速度の変動幅とがそれぞれ前記車輪速の変化量の最大動変動幅及び前記バネ下前後加速度の最大変動幅以下であるときに、前記路面が凹凸のある路面であると判定し、前記路面状態推定手段が、予め求めておいたピーク周波数と車輪速との関係を示す周波数判定式に前記検出された車輪速を代入して得られたピーク周波数の計算値よりも前記検出されたピーク周波数が小さい場合に、前記凹凸のある路面が、路面摩擦係数μが０．３よりも小さい滑り易い路面であると推定することを特徴とする。
このような構成を採ることにより、走行中の路面が凹凸のある路面か否かを精度よく推定できるとともに、路面が凹凸のある路面である場合には、路面が滑り易い路面であるか否かを容易に推定することのできる路面状態推定装置を得ることができる。

なお、前記発明の概要は、本発明の必要な全ての特徴を列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となり得る。

本発明の実施の形態に係る路面状態推定装置の構成を示す図である。 車輪速の変化量の変動幅とバネ下前後加速度の変動幅との関係を示す図である。 図３の拡大図である。 バネ下前後加速度の周波数スペクトルの一例を示す図である。 車輪速とピーク周波数との関係を示す図である。

以下、実施の形態を通じて本発明を詳説するが、以下の実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものでなく、また、実施の形態の中で説明される特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

図１は、本実施の形態に係る路面状態推定装置１０の機能ブロック図である。
路面状態推定装置１０は、バネ下前後加速度検出手段としての加速度センサー１１と、車輪速検出手段としての車輪速センサー１２と、車輪速変化量算出手段１３と、変動幅算出手段１４と、記憶手段１５と、路面状態判別手段１６と、周波数分析手段１７と、ピーク周波数抽出手段１８と、路面状態推定手段１９とを備える。車輪速変化量算出手段１３、変動幅算出手段１４、及び、路面状態判別手段１６〜路面状態推定手段１９の各手段は、例えば、コンピュータのソフトウェアにより構成される。
加速度センサー１１は、図１に示すように、ナックル２１に取り付けられてバネ下前後加速度Ｇ_xを検出する。ナックル２１は、タイヤＴを装着するホイール２２とともに回転するホイールハブ２３と軸受けを介して連結された車輪部２０の非回転側部品（車両バネ下部品）で、図示しない車体にショックアブゾーバー２４等のサスペンション部材により懸架される。
車輪速センサー１２は車輪の回転速度（以下、車輪速という）Ｖ_wを検出するもので、本例では、外周部に歯車が形成され車輪とともに回転するローターと、このローターと磁気回路を構成するヨークと、磁気回路の磁束変化を検出するコイルとを備え、車輪の回転角度を検出する周知の電磁誘導型の車輪速センサーを用いている。ヨークとコイルとはナックル２１に装着される。
本例では、後述するように、変動幅σ（ΔＶ_w），σ（Ｇ_x）を算出する関係上、バネ下前後加速度Ｇ_xのデータと車輪速Ｖ_wのデータとを、それぞれ、加速度センサー１１及び車輪速センサー１２の出力をサンプリングしてＡ/Ｄ変換した値を用いている。
なお、車両の走行状態を制御する車両制御手段にＣＡＮ（コントローラ・エリア・ネットワーク）などのネットワークが形成されている車両では、車輪速Ｖ_wのデータをネットワークから取得することが好ましい。

車輪速変化量算出手段１３は、車輪速センサー１２で検出された車輪速Ｖ_wの変化量である車輪速の変化量ΔＶ_wを算出する。車輪速の変化量ΔＶ_wとしては、サンプリング点間の差分を用いることができる。
変動幅算出手段１４は、加速度センサー１１で検出したバネ下前後加速度Ｇ_xの変動幅σ（Ｇ_x）と、車輪速変化量算出手段１３で算出した車輪速ΔＶ_wの変化量の変動幅σ（ΔＶ_w）とをそれぞれ算出する。所定時間Ｔ（例えば、Ｔ＝０．５秒）分のバネ下前後加速度Ｇ_xのデータと車輪速の変化量ΔＶ_wのデータとはガウス分布で近似できるので、本例では、変動幅σ（Ｇ_x）をそれぞれのガウス分布の標準偏差σとした。
なお、変動幅σとしては所定時間内のデータバラつきを表す量であればよいので、半値幅や２σなどを用いてもよい。
記憶手段１５は、予め設定されたバネ下前後加速度の変動幅の最大値σ_GMと車輪速の変化量の変動幅の最大値σ_AMと、下記の式（１）に示す、予め求めておいた車輪速の変化量の変動幅σ（ΔＶ_w）とバネ下前後加速度の変動幅σ（Ｇ_x）との関係を示す一次式から成る変動幅判定式とを記憶する。
σ（Ｇ_x）＝Ｋ・σ（ΔＶ_w）＋σ（ｇ） ……（１）
ここで、Ｋは比例係数、σ（ｇ）は一次式の切片である。
変動幅判定式（１）は、様々な路面で車両を走行させて求めたバネ下前後加速度の変動幅σ（Ｇ_x）と車輪速の変化量の変動幅σ（ΔＶ_w）のデータから得られた式で、バネ下前後加速度の変動幅の最大値σ_GMと車輪速の変化量の変動幅の最大値σ_AMも上記データから設定することができる。
路面状態判別手段１６は、変動幅算出手段１４で算出された車輪速の変化量の変動幅σ（ΔＶ_w）とバネ下前後加速度の変動幅σ（Ｇ_x）と、記憶手段１５から取り出したバネ下前後加速度の変動幅の最大値σ_GM、車輪速の変化量の変動幅の最大値σ_AM、及び、前記変動幅判定式とを用いて、走行中の路面が不整路か、凹凸の比較的大きな路面（以下、凹凸のある路面という）か、平滑路かのいずれかであるかを判定する。

ここで、走行中の路面が不整路か、凹凸のある路面か、平滑路かのいずれかであるかを判定する方法について具体的に説明する。
図２は、ナックルに加速度センサーを装着した車両を、平滑路（平滑な舗装路と凍結路）、凹凸のある路面（排水性舗装路）、及び、不整路において一定速度（30km/h〜80km/h）で走行させて算出した車輪速の変化量の変動幅σ（ΔＶ_w）とバネ下前後加速度の変動幅σ（Ｇ_x）との関係を示す図で、図３はその原点付近の拡大図である。なお、使用したタイヤはサイズが225/55R17のスタッドレスタイヤで、変動幅のデータは6.5m走行毎に算出した。
また、左輪の車輪速情報は車両の情報システム（ＣＡＮのライン）から取得した。
図２及び図３の横軸はσ（ΔＶ_w）で縦軸はσ（Ｇ_x）である。また、各図において、色のうすい丸印が平滑な舗装路のデータ、色の濃い丸印が凍結路のデータ、小さい方の四角が排水性舗装路のデータ、大きな四角が不整路のデータで、図３の太い一点鎖線で示す直線がσ（ΔＶ_w）とσ（Ｇ_x）との関係を示す変動幅判定式である。
図３に示すように、平滑路のデータは変動幅判定式のほぼ下側に分布し、凹凸のある路面のデータは変動幅判定式のほぼ上側に分布している。
したがって、車輪速の変化量の変動幅σ（ΔＶ_w）と前後加速度の変動幅σ（Ｇ_x）との関係を調べれば、走行中の路面状態が平滑路であるか凹凸のある路面であるかを判定できることが分かる。

具体的には、σ（Ｇ_x）≦Ｋ・σ（ΔＶ_w）＋σ（ｇ）σ（Ｇ_x）、すなわち、算出されたバネ下前後加速度の変動幅σ（Ｇ_x）が、前記式（２）で示す変動幅判定式に算出された車輪速の変化量の変動幅σ（ΔＶ_w）を代入して計算されるバネ下前後加速度の変動幅の計算値σ_cal（Ｇ_x）以下である場合には路面が乾燥舗装路などの凹凸の少ない平滑路であると推定し、算出値σ（Ｇ_x）が計算値σ_cal（Ｇ_x）を超えたときには走行中の路面が排水舗装路などの凹凸のある路面であると判定する。
更に、バネ下前後加速度の変動幅σ（Ｇ_x）がバネ下前後加速度の変動幅の最大値σ_GMを超えているか、もしくは、車輪速の変化量の変動幅σ（ΔＶ_w）が車輪速の変化量の変動幅の最大値σ_AMを超えている場合には、路面が、未舗装路やひび割れが生じている路面、あるいは、シャーベット路などのように、路面の凹凸が大きくかつ不規則な通常の接地性が得られない路面である不整路であると判定し、排水舗装路や雪路などの凹凸のある路面と区別する。

周波数分析手段１７は、加速度センサー１１で検出したバネ下前後加速度の時系列波形を周波数分析してバネ下前後加速度の周波数スペクトルを求める。
図４はバネ下前後加速度の周波数スペクトルの一例を示す図で、横軸は周波数、縦軸はバネ下前後加速度Ｇ_xである。同図の太い実線が排水性舗装路を走行したときの周波数スペクトルで、細い実線が雪路を走行したときの周波数スペクトルである。
ピーク周波数抽出手段１８は、バネ下前後加速度の周波数スペクトルの２００Ｈｚ〜２３０Ｈｚ帯域内におけるピーク位置の周波数であるピーク周波数ｆ_pを抽出する。
走行中、タイヤには路面からの衝撃で固有の振動が励起されるが、例えば、排水性舗装路や雪路のような、凹凸のある路面では、乾燥アスファルト路のような平滑舗装路に比べてタイヤの振動が大きくなる。この振動のピークの位置、すなわち、ピーク周波数ｆ_pは路面の滑り易さに依存する傾向がある。具体的には、図４に示すように、雪路のような路面摩擦係数μが０．３よりも小さな滑り易い路面では、同図の矢印で示すピーク周波数ｆ_pの位置は低周波側に移動する。その理由としては、路面とタイヤトレッドとの力学的な結合（バネ定数）が滑り易い路面では弱くなったためと考えられる。
なお、乾燥アスファルト路のような平滑舗装路でもピークは観測されるが、排水性舗装路や雪路を走行した場合と比較して振動レベルが低いので、ピーク周波数抽出手段１８では、ピーク周波数ｆ_pにおける振動レベルＧ_x（ｆ_p）が予め設定した閾値Ｋより小さい場合には、ピーク周波数ｆ_pの抽出は行わずに、路面が平滑路であるという信号を路面状態推定手段１９に送る。
路面状態推定手段１９は、ピーク周波数ｆ_pと車輪速Ｖ_wとから、下記の式（２）で示す周波数判定式を用いて走行中の路面状態を推定する。
ｆ_p＝ａ・Ｖ_w＋ｂ ……（２）

次に、路面状態推定装置１０を用いた路面状態を推定する方法について説明する。
まず、加速度センサー１１によりナックル２１に作用する前後方向の加速度であるバネ下前後加速度Ｇ_xを検出して変動幅算出手段１４に送るとともに、車輪速センサー１２により車輪速Ｖ_wを検出して車輪速変化量算出手段１３に送る。
車輪速変化量算出手段１３では、車輪速Ｖ_wの変化量である車輪速の変化量ΔＶ_wを算出して変動幅算出手段１４に送る。
変動幅算出手段１４では、バネ下前後加速度Ｇ_xの変動幅σ（Ｇ_x）と、車輪速変化量算出手段１３で算出した車輪速ΔＶ_wの変化量の変動幅σ（ΔＶ_w）とをそれぞれ算出して路面状態判別手段１６に送る。
路面状態判別手段１６は、バネ下前後加速度の変動幅σ（Ｇ_x）と車輪速の変化量の変動幅σ（ΔＶ_w）と、バネ下前後加速度の変動幅の最大値σ_GM、車輪速の変化量の変動幅の最大値σ_VM、及び、車輪速の変化量の変動幅σ（ΔＶ_w）とバネ下前後加速度の変動幅σ（Ｇ_x）との関係を示す判定式とを用いて、走行中の路面状態が平滑路か、凹凸のある路面か、不整路かのいずれかであるかを推定する。具体的には、
Ａ；σ（ΔＶ_w）＞σ_AMまたはσ（Ｇ_x）＞σ_GM ：不整路
Ｂ；σ（Ｇ_x）＞Ｋ・σ（ΔＶ_w）＋σ（ｇ）σ（Ｇ_x）：凹凸のある路面
Ｃ；σ（Ｇ_x）≦Ｋ・σ（ΔＶ_w）＋σ（ｇ）σ（Ｇ_x）：平滑路
と推定する。

路面状態判別手段１６により、走行中の路面が凹凸のある路面であると判定された場合には、この凹凸のある路面が滑り易い路面か否かを推定する。
具体的には、周波数分析手段１７により、検出されたバネ下前後加速度Ｇ_xの時系列波形を周波数分析し、図４に示すような、バネ下前後加速度の周波数スペクトルを求め、この周波数スペクトルの２００Ｈｚ〜２３０Ｈｚ帯域内におけるピーク位置の周波数であるピーク周波数ｆ_pを抽出する。
そして、抽出されたピーク周波数ｆ_pと、車輪速センサー１２により検出された車輪速Ｖ_wと、周波数判定式（２）とを用いて走行中の路面状態を推定する。
ｆ_p＝ａ・Ｖ_w＋ｂ ……（２）
具体的には、ｆ_p＞ａ・Ｖ_w＋ｂであれば走行中の路面が排水性舗装路面などの路面摩擦係数の高い（μ＞０．７）路面であると推定し、ｆ_p≦ａ・Ｖ_w＋ｂであれば走行中の路面が雪路などの路面摩擦係数の低い（μ＜０．３）滑り易い路面であると推定する。

左前輪のナックルに加速度センサーを装着した車両を、排水性舗装路、及び、雪道において一定速度（40km/h,50km/h及び60km/h）で走行させ、6.5m走行毎に周波数スペクトルを算出し、過去５回の周波数スペクトルの平均を求め、この周波数スペクトルの２００Ｈｚ〜２３０Ｈｚ帯域でのピーク周波数ｆ_pを抽出し、車輪速Ｖ_wとピーク周波数ｆ_pとの関係を調べた。その結果を図５に示す。なお、使用したタイヤはサイズが225/55R17のスタッドレスタイヤである。
また、左輪の車輪速情報は車両の情報システム（ＣＡＮのライン）から取得した。
図５の横軸は車輪速で縦軸は周波数である。また、十字印が排水性舗装路でのデータで、Ｘ印が雪路のデータである。
同図から明らかなように、路面摩擦係数が小さく滑り易い路面である雪路のデータは、同図の直線で示す周波数判別式のほぼ下側に分布し、路面摩擦係数の大きな排水性舗装路のデータは周波数判別式ほぼ上側に分布している。したがって、車輪速Ｖ_wとピーク周波数ｆ_pとの関係を調べれば、走行中の路面が滑り易い状態か否かを確実に推定することができることが確認された。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は前記実施の形態に記載の範囲には限定されない。前記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者にも明らかである。そのような変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲から明らかである。

１０ 路面状態推定装置、１１ 加速度センサー、１２ 車輪速センサー、
１３ 車輪速変化量算出手段、１４ 変動幅算出手段、１５ 記憶手段、
１６ 路面状態判別手段、１７ 周波数分析手段、１８ ピーク周波数抽出手段、
１９ 路面状態推定手段、
２０ 車輪部、２１ ナックル、２２ ホイール、２３ ホイールハブ、
２４ ショックアブゾーバー、Ｔ タイヤ。

Claims (3)

1. 車両のバネ下に取付けられた加速度センサーによりバネ下前後加速度を検出するステップと、
   車輪速を検出するステップと、
   前記検出された車輪速の変化量を算出するステップと、
   前記算出された車輪速の変化量の変動幅と前記検出されたバネ下前後加速度の変動幅とをそれぞれ算出するステップと、
   前記車輪速の変化量の変動幅と前記バネ下前後加速度の変動幅との関係から走行中の路面が凹凸のある路面であるか否かを推定するステップと、
   前記推定された路面が凹凸のある路面である場合に、前記検出されたバネ下前後加速度を周波数分析して求められる周波数スペクトルの２００Ｈｚ〜２３０Ｈｚ帯域内におけるピーク位置の周波数であるピーク周波数を算出し、前記ピーク周波数と車輪速とから前記凹凸のある路面が滑り易い路面か否かを推定するステップとを備え、
   前記走行中の路面が凹凸のある路面であるか否かを推定するステップでは、
   前記算出されたバネ下前後加速度の変動幅が、前記車輪速の変化量の変動幅を予め求めておいたバネ下前後加速度の変動幅と車輪速の変化量の変動幅との関係を示す変動幅判定式に代入して得られたバネ下前後加速度の変動幅の計算値を超えた場合に、走行中の路面が凹凸のある路面であると推定し、
   前記凹凸のある路面が滑り易い路面か否かを推定するステップでは、
   予め求めておいたピーク周波数と車輪速との関係を示す周波数判定式に前記検出された車輪速を代入して得られたピーク周波数の計算値よりも前記検出されたピーク周波数が小さい場合に、前記凹凸のある路面が、路面摩擦係数μが０．３よりも小さい滑り易い路面であると推定する路面状態推定方法。
2. 前記走行中の路面が凹凸のある路面であるか否かを推定するステップにおいて、
   前記算出された車輪速の変化量の変動幅が予め設定された最大車輪速変化量変動幅を超えた場合、または、前記バネ下前後加速度の変動幅が予め設定された最大加速度変動幅を超えた場合には、走行中の路面が不整路であると推定する請求項１に記載の路面状態推定方法。
3. 車両のバネ下に取付けられてバネ下前後加速度を検出する前後加速度検出手段と、
   車輪速を検出する車輪速検出手段と、
   前記検出された車輪速の変化量を算出する車輪速変化量算出手段と、
   前記車輪速の変化量の変動幅と前記バネ下前後加速度の変動幅とを算出する変動幅算出手段と、
   予め設定された車輪速の最大動変動幅、バネ下前後加速度の最大変動幅、及び、バネ下前後加速度の変動幅との関係を示す変動幅判定式を記憶する記憶手段と、
   前記検出されたバネ下前後加速度を周波数分析する周波数分析手段と、
   前記周波数分析により得られた周波数スペクトルの２００Ｈｚ〜２３０Ｈｚ帯域内におけるピーク位置の周波数であるピーク周波数を算出するピーク周波数算出手段と、
   前記車輪速の変化量の変動幅と前記バネ下前後加速度の変動幅とを用いて走行中の路面が凹凸のある路面であるか否かを判別する路面状態判別手段と、
   前記判別された路面が凹凸のある路面である場合に、前記凹凸のある路面が滑り易い路面であるか否かを推定する路面状態推定手段とを備え、
   前記路面状態判別手段は、
   前記算出されたバネ下前後加速度の変動幅が、前記車輪速の変化量の変動幅を前記変動幅判定式に代入して得られたバネ下前後加速度の変動幅の計算値より大きく、かつ、前記車輪速の変化量の変動幅と前記バネ下前後加速度の変動幅とがそれぞれ前記車輪速の変化量の最大動変動幅及び前記バネ下前後加速度の最大変動幅以下であるときに、前記路面が凹凸のある路面であると判定し、
   前記路面状態推定手段は、
   予め求めておいたピーク周波数と車輪速との関係を示す周波数判定式に前記検出された車輪速を代入して得られたピーク周波数の計算値よりも前記検出されたピーク周波数が小さい場合に、前記凹凸のある路面が、路面摩擦係数μが０．３よりも小さい滑り易い路面であると推定する路面状態推定装置。

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