JP3232520B2 - ハイドロプレーニング検出装置 - Google Patents

ハイドロプレーニング検出装置

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    • B60TVEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T8/00Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
    • B60T8/17Using electrical or electronic regulation means to control braking
    • B60T8/172Determining control parameters used in the regulation, e.g. by calculations involving measured or detected parameters
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60TVEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
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  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Regulating Braking Force (AREA)
  • Control Of Driving Devices And Active Controlling Of Vehicle (AREA)
  • Vehicle Body Suspensions (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、水で濡れた路面を高速
で走行するときに発生するハイドロプレーニング現象を
検出するハイドロプレーニング検出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】ハイドロプレーニング現象には、路面上
の水膜に車輪が完全に乗り上げる完全ハイドロプレーニ
ングと、車輪が水膜によって浮き上げられるが車輪の一
部が依然として路面との接触を保っている部分ハイドロ
プレーニングとがある。完全ハイドロプレーニングを生
ずると、車輪が水膜から強い抵抗を受けるようになり、
そこで車輪の回転速度の微分変化に基づいてハイドロプ
レーニング現象の発生を検出するものが知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】部分ハイドロプレーニ
ングにおいて車輪が水膜から受ける抵抗は左程大きくは
なく、そのため従来の方式では部分ハイドロプレーニン
グの検出は困難である。本願発明者は、鋭意努力の結
果、部分ハイドロプレーニングを生ずると、車輪の回転
速度を検出する車輪速センサの出力信号に含まれる高調
波の周波数成分が、水膜による粘性抵抗を受けて低周波
側に数Hz偏移することを知見するに至った。本発明
は、この知見に基づいて部分ハイドロプレーニングの発
生を検出し得るようにした装置を提供することをその目
的としている。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成すべく、
請求項1の発明は、車輪の回転速度を検出する車輪速セ
ンサと、該車輪速センサの出力を複数の周波数帯域で濾
波する複数のバンドパスフィルタと、該複数のバントパ
スフィルタの各周波数帯域に対して設定される、車速に
応じた基準値を記憶する基準値記憶手段と、前記複数の
バンドパスフィルタを通して得られる夫々の周波数帯域
毎の信号出力と前記基準値記憶手段に記憶されている夫
々の周波数帯域毎の基準値との相関性に基づいて車輪の
ハイドロプレーニング状態を検出するハイドロプレーニ
ング検出手段とを備えることを特徴とし、また、請求項
2の発明は、車輪の回転速度を検出する車輪速センサ
と、該車輪速センサの出力を車速に応じて変化する所定
の周波数帯域で濾波するバンドパスフィタルと、該バン
ドパスフィルタの周波数帯域に対して設定される、車速
に応じた基準値を記憶する基準値記憶手段と、前記バン
ドパスフィルタを通して得られる信号出力と前記基準値
記憶手段に記憶されている基準値との相関性に基づいて
車輪のハイドロプレーニング状態を検出するハイドロプ
レーニング検出手段とを備えることを特徴とする。この
場合、請求項3の発明の如く、乾燥路での走行結果に基
づいて前記バンドパスフィルタの周波数帯域と前記基準
値との少なくとも一方を修正する修正手段を備えること
が望ましい。
【0005】
【作用】車輪はタイヤのトレッドパターン等に起因して
微小な回転振動を生じ、車輪速センサの出力信号に高調
波の振動成分が現われる。そして、この出力信号に含ま
れる各周波数成分のスペクトル密度の分布は、乾燥路で
の走行中は図1のa線で示すようになるのに対し、部分
ハイドロプレーニングが発生すると、図1のb線で示す
ように低周波側に数Hz偏移する。また、スペクトル密
度分布は車速に応じて変化し、車速が増加するとスペク
トル密度分布が高周波側に偏移する。
【0006】かくて、乾燥路での走行中における車輪速
センサの出力の各周波数帯域毎の車速に応じたスペクト
ル密度を予め求めて、これを基準値として記憶しておけ
ば、車輪速センサの出力を複数のバンドパスフィルタで
濾波して得られる、各周波数帯域のスペクトル密度を表
わす信号出力と、現時点での車速に対応した各周波数帯
域の基準値との相関性を見ることで、部分ハイドロプレ
ーニングが発生したか否かを判別できる。
【0007】また、乾燥路での走行時にスペクトル密度
分布がピークとなる、車速に応じた所定周波数帯域とそ
のピーク値たる基準値とを記憶しておき、現時点での車
速に対応する所定の周波数帯域で車輪速センサの出力を
濾波して得られる信号出力と基準値との相関性を見るこ
とでも部分ハイドロプレーニングの発生を検出できる。
これによれば、比較すべき周波数帯域の数を減らすこと
ができ、高速処理が可能になる。尚、タイヤの摩耗や交
換、サスペンションのブッシュ劣化等によりスペクトル
密度分布がピークとなる周波数帯域やピーク値が変化す
ることがあるが、乾燥路での走行結果に基づいて車輪速
センサの出力を濾波する周波数帯域や基準値を修正し得
るようにすれば、上記の変化にも対応でき有利である。
【0008】
【実施例】図2を参照して、1は車輪Wの回転速度を検
出する車輪速センサであり、該センサ1の出力信号を複
数のバンドパスフィルタ21、22、…2nにより複数の
周波数帯域で濾波し、これら周波数帯域の濾波信号を車
載コンピュータ3に入力する。
【0009】コンピュータ3には、車輪速センサの出力
信号を上記複数の周波数帯域で濾波したときの各周波数
帯域のスペクトル密度の乾燥路走行に相当する基準値S
1、S2、…Sn(図3(a)参照)が記憶させてある。
尚、スペクトル密度の分布は車速によって変化するた
め、各車速に応じた基準値S1、S2、…Snをマップ化
して記憶させている。
【0010】コンピュータ3は、図4に示すプログラム
に従い、上記バンドパスフィルタ21、22、…2nから
入力される各周波数帯域の濾波信号のスペクトル密度G
1、G2、…Gn(図3(b)参照)を求める処理()
と、車輪速センサ1の信号から割出される現時点の車速
に対応する基準値S1、S2、…Snを検索する処理
()と、G1、G2、…GnとS1、S2、…Snとの相
関性を判別する処理とを順次実行して、部分ハイドロプ
レーニングの発生を検出する。
【0011】G1、G2、…GnとS1、S2、…Snとの
相関性の判別処理に際しては、実際のスペクトル密度分
布と基準となるスペクトル密度分布との全体の相違量A
を、次式、
【0012】
【数1】
【0013】で求めると共に()、基準となるスペク
トル密度分布のピーク値Sm(図3(a)のS7)と、
このピーク値と同じ周波数帯域Fmsの実際のスペクト
ル密度Gm(図3(b)のG7)との相違量Bを、次
式、 B=|Sm−Gm| で求め()、更に、実際のスペクトル密度分布の基準
となるスペクトル密度分布に対する偏移量Cを、夫々の
スペクトル密度分布のピーク周波数帯域Fmg、Fms
から、次式、 C=|Fmg−Fms| で求めて()、実際のスペクトル密度の分布パターン
と基準となるスペクトル密度の分布パターンとの相関性
を表わす、次式で定義される相似量Dを算定する
()。
【0014】D=Ka・A+Kb・B+KcC(Ka・
Kb・Kcは係数) そして、Dについての判定値Dsを設定し、D≧Dsの
状態が所定時間継続したとき()、部分ハイドロプ
レーニングが発生したと判断して、ハイドロプレーニン
グの表示を行う()。
【0015】尚、ウェット路ではグリップ走行中であっ
てもスペクトル密度が減衰される傾向にあり、基準値が
乾燥路でのスペクトル密度に設定されているため、ウェ
ット路走行をワイパースイッチや湿度センサ等で検出し
たときは、各バンドパスフィルタから入力される各周波
数帯域の濾波信号のスペクトル密度に周波数帯域に応じ
た所定の減衰補正係数を乗算して、上記G1、G2…Gn
を求める。
【0016】また、実スペクトル密度G1、G2…Gnと
基準スペクトル密度S1、S2…Snとの相関性の判別
は、実スペクトル密度と基準スペクトル密度とを次式で
積和演算(内積)することにより求められる積和値Eに
基づいて行うこともできる。
【0017】
【数2】
【0018】この場合、乾燥路走行中であればEは所定
範囲に収まり、Eがこの範囲から逸脱したとき部分ハイ
ドロプレーニングが発生したと判断することができる。
【0019】また、上記実施例では、複数の周波数帯域
での実スペクトル密度と基準スペクトル密度との相関性
を判別するようにしたが、現時点での車速に対応する基
準スペクトル密度分布のピーク周波数帯域Fmsにおけ
る実スペクトル密度Gmを求め、この実スペクトル密度
とFmsにおける基準スペクトル密度Smとの比較で部
分ハイドロプレーニングの発生を検出することも可能で
ある。この場合、タイヤの摩耗や交換、サスペンション
のブッシュ劣化等によるFmsやSmの変化に対応でき
るよう、ワイパースイッチや湿度センサ等で乾燥路走行
中と判断したときにFmsやSmを学習し、FmsやS
mの記憶値を修正することが望ましい。
【0020】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、車輪速センサの出力信号に含まれる高調波振
動の周波数数分析を行うことにより、従来は検出が困難
であった部分ハイドロプレーニングの発生も検出でき
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 車輪速センサの出力信号に含まれる振動成分
の周波数特性を示す図
【図2】 本発明装置の一例のシテスム図
【図3】 (a)各周波数帯域の基準スペクトル密度を
示す図、(b)各周波数帯域の実スペクトル密度を示す
【図4】 バンドパスフィルタからの信号出力と基準値
との相関性を判別するプログラムを示すフローチャート
【符号の説明】
1 車輪速センサ、 21、22…2n バンドパ
スフィルタ、 3 車載コンピュータ、 G1、G2…Gn 各周波数帯域のスペクトル密度、 S1、S2…Sn 各周波数帯域の基準スペクトル密度
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平1−114760(JP,A) 特開 昭63−265172(JP,A) 特開 昭60−164252(JP,A) 特開 平5−107257(JP,A) 特開 平5−105059(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01P 3/44 - 3/60 G01M 17/00 - 17/02 G01P 15/00 B60T 8/00 - 8/96

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 車輪の回転速度を検出する車輪速センサ
    と、 該車輪速センサの出力を複数の周波数帯域で濾波する複
    数のバンドパスフィルタと、 該複数のバントパスフィルタの各周波数帯域に対して設
    定される、車速に応じた基準値を記憶する基準値記憶手
    段と、 前記複数のバンドパスフィルタを通して得られる夫々の
    周波数帯域毎の信号出力と前記基準値記憶手段に記憶さ
    れている夫々の周波数帯域毎の基準値との相関性に基づ
    いて車輪のハイドロプレーニング状態を検出するハイド
    ロプレーニング検出手段とを備えることを特徴とするハ
    イドロプレーニング検出装置。
  2. 【請求項2】 車輪の回転速度を検出する車輪速センサ
    と、 該車輪速センサの出力を車速に応じて変化する所定の周
    波数帯域で濾波するバンドパスフィタルと、 該バンドパスフィルタの周波数帯域に対して設定され
    る、車速に応じた基準値を記憶する基準値記憶手段と、 前記バンドパスフィルタを通して得られる信号出力と前
    記基準値記憶手段に記憶されている基準値との相関性に
    基づいて車輪のハイドロプレーニング状態を検出するハ
    イドロプレーニング検出手段とを備えることを特徴とす
    るハイドロプレーニング検出装置。
  3. 【請求項3】 乾燥路での走行結果に基づいて前記バン
    ドパスフィルタの周波数帯域と前記基準値との少なくと
    も一方を修正する修正手段を備えることを特徴とする請
    求項2に記載のハイドロプレーニング検出装置。
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