JP3435625B2 - Road surface condition calculation device - Google Patents

Road surface condition calculation device

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JP3435625B2
JP3435625B2 JP17179097A JP17179097A JP3435625B2 JP 3435625 B2 JP3435625 B2 JP 3435625B2 JP 17179097 A JP17179097 A JP 17179097A JP 17179097 A JP17179097 A JP 17179097A JP 3435625 B2 JP3435625 B2 JP 3435625B2
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braking force
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gradient
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  • Control Of Driving Devices And Active Controlling Of Vehicle (AREA)
  • Regulating Braking Force (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To accurately compute a road surface condition to allow stable vehicle control. SOLUTION: This device is provided with respective tables for respective road surface conditions to give the relation among vehicular speed, braking force and fine gain, and coverters 12, 14, 16 to convert input body speeds and detected values of braking force to fine gains based on the tables. This device is also provided with differencers 18, 20, 22 to calculate respective differences between the fine gains for respective road surface conditions converted by respective converters and detected values of input fine gains, and a minimum value selector 24 selecting minimum value among calculated values by the differencers and outputting information of road surface condition corresponding to the converter giving the minimum value. Since the tables provided in the converters 12, 14, 16 show road surface μ characteristics, road surface condition is accurately computed by comparing mutual relation among the vehicular speed, the braking force and the detected value of fine gain with mutual relation indicated in the tables. As a threshold limit value of wheels becomes clear by the road surface condition, stable vehicle control is conducted.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、車両が走行してい
る路面の状態を演算する路面状態演算装置に係り、より
詳しくは、路面μ特性を表す複数の車輪挙動量の相互関
係を路面状態毎に備え、該相互関係に基づいて路面状態
を演算出力する路面状態演算装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a road surface condition calculating device for calculating a condition of a road surface on which a vehicle is traveling, and more particularly, to a road surface condition calculation method for determining a mutual relationship between a plurality of wheel behavior quantities representing road surface μ characteristics. The present invention relates to a road surface state calculating device which is provided for each of the above and outputs a road surface state based on the mutual relationship.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、車輪と路面との間の摩擦係数
μがピーク値を超えて車輪がロック状態に移行する直前
に、車輪に作用するブレーキトルクを低下させることに
よって、車輪のロックを防止しピークμ値に追従制御す
るアンチロックブレーキ制御装置が提案されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a wheel is locked by reducing the brake torque acting on the wheel immediately before the friction coefficient μ between the wheel and the road surface exceeds a peak value and the wheel enters a locked state. An anti-lock brake control device has been proposed which prevents and follows the peak μ value.

【0003】ところで、車両がある速度で走行している
時、ブレーキをかけていくと車輪と路面との間にスリッ
プが生じるが、車輪と路面との間の摩擦係数μは、下記
の(1)式で表されるスリップ率λに対し、図21のよ
うに変化することが知られている。
By the way, when the vehicle is traveling at a certain speed, slipping occurs between the wheels and the road surface when the brake is applied. The friction coefficient μ between the wheels and the road surface is It is known that the slip ratio λ expressed by the equation) changes as shown in FIG.

【0004】 λ = (V−Vw )/V (1) ただし、Vは車体速度(角速度換算)、Vw は車輪速度
であり、よって、(V−Vw )はスリップ速度Δωとな
る。
Λ = (V−V w ) / V (1) where V is the vehicle body speed (converted to angular velocity), V w is the wheel speed, and therefore (V−V w ) is the slip speed Δω.

【0005】図21に示すように、このμ−λ特性(以
下、路面μ特性という)では、あるスリップ速度(図2
1のA2領域)で摩擦係数μがピーク値をとるようにな
る。
As shown in FIG. 21, this μ-λ characteristic (hereinafter referred to as road surface μ characteristic) has a certain slip speed (see FIG. 2).
The friction coefficient μ takes a peak value in the A2 region 1).

【0006】そこで、特開平1−249559号公報に
は、車体速度の近似値、及び検出された車輪速度から
(1)式よりスリップ率を演算し、演算したスリップ率
が、予め設定してある基準スリップ率(ピークμを与え
るスリップ率)に略一致するように、ブレーキ力を制御
することにより、ピークμに追従するアンチロックブレ
ーキ制御装置が提案されている。
Therefore, in Japanese Unexamined Patent Publication No. 1-249559, the slip ratio is calculated from the approximate value of the vehicle speed and the detected wheel speed by the equation (1), and the calculated slip ratio is set in advance. An anti-lock brake control device has been proposed which follows the peak μ by controlling the braking force so as to substantially match the reference slip ratio (slip ratio giving the peak μ).

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、車両の
走行する路面の種類やその状態(路面状態)によってピ
ークμとなるスリップ率が異なることは、容易に予想さ
れることである。このため、上記公報記載の従来技術の
ように固定された基準スリップ率の追従制御を行った場
合、路面によって制動距離が大きくなり過ぎたり、或い
はピークμを超えてブレーキ制動されることによりタイ
ヤロックが発生するおそれがある。
However, it is easily expected that the slip ratio, which is the peak μ, varies depending on the type of road surface on which the vehicle is traveling and the state thereof (road surface state). Therefore, when the fixed reference slip ratio follow-up control is performed as in the prior art described in the above publication, the braking distance becomes too large depending on the road surface, or the tire is locked due to braking exceeding the peak μ. May occur.

【0008】この対策として路面状態を推定演算し、演
算された路面状態に応じて基準スリップ率を変化させる
必要があるが、従来では、正確に路面状態を演算する技
術がなかった。
As a countermeasure against this, it is necessary to estimate and calculate the road surface state and change the reference slip ratio according to the calculated road surface state. However, conventionally, there is no technique for accurately calculating the road surface state.

【0009】本発明は、上記事実に鑑みて成されたもの
で、路面状態を正確に演算できる路面状態演算装置を提
供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above facts, and an object of the present invention is to provide a road surface state calculating device capable of accurately calculating a road surface state.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】(請求項1の発明) 上記目的を達成するために請求項1の発明は、車輪と路
面との間の摩擦係数μのスリップ速度に対する特性を表
す複数の車輪挙動量の間の相互関係を路面状態毎に備え
た路面状態演算装置において、前記相互関係が示される
車輪挙動量のうちの1つが、スリップ速度に対する摩擦
係数μの勾配又は該勾配に関連した物理量であると共
に、複数の車輪挙動量の間の相互関係を示すテーブルを
スリップ速度毎に備え、かつ前記複数の車輪挙動量のい
ずれかをスリップ速度毎の前記テーブルによりそれぞれ
変換することにより得られたスリップ速度毎の車輪挙動
量の変換値と、該車輪挙動量と同一量の検出値との比較
に基づいてスリップ速度を演算し、演算されたスリップ
速度と入力された複数の車輪挙動量の検出値の少なくと
もいずれかを前記路面状態毎の相互関係によりそれぞ
れ変換することにより得られた路面状態毎の車輪挙動量
の変換値と、該車輪挙動量と同一量の検出値との比較に
基づいて、路面状態を演算出力する路面演算手段、を有
することを特徴とする。
(Invention of Claim 1) In order to achieve the above-mentioned object, the invention of Claim 1 exhibits a plurality of wheels exhibiting a coefficient of friction μ between a wheel and a road surface with respect to a slip speed. In a road surface state calculating device provided with a mutual relation between behavior amounts for each road surface state, one of the wheel behavior amounts in which the mutual relation is shown is a gradient of a friction coefficient μ with respect to a slip speed or a physical quantity related to the gradient. And a table showing the interrelationships between multiple wheel behaviors.
Prepare for each slip speed,
The deviation is determined by the table for each slip speed.
Wheel behavior for each slip speed obtained by conversion
Comparison of the converted value of the quantity and the detected value of the same quantity as the wheel behavior quantity
Slip speed is calculated based on
A conversion value of the wheel motion amount obtained for each road surface state by converting the at least any of the detection values of the plurality of wheel movements amount input to the speed by correlation for each of the road surface condition, the wheel behavior A road surface calculating means for calculating and outputting a road surface state based on a comparison between the amount and the detected value of the same amount.

【0011】ここで、車輪と路面との間の摩擦係数μの
スリップ速度Δωに対する特性とは、図17のように表
されたΔω−μ特性をいい、該特性と等価な他のすべて
の特性(以下、「路面μ特性」という)を含む。このΔ
ω−μ特性と等価な特性として、例えば、スリップ速度
の代わりにスリップ率で表わした図21の特性や、摩擦
係数μの代わりに、μに関連する制動力(μW:Wは車
輪荷重)や制動トルク(μWr:rは車輪の有効半径)
で表した特性などがある。なお、この路面μ特性は、図
2(a)に示すように、乾燥路面(Dry )、雪路面(Sn
ow)、氷路面(Ice )...などの路面状態の相違によ
ってそれぞれ異なる特性を示す。
Here, the characteristic of the friction coefficient μ between the wheel and the road surface with respect to the slip speed Δω means the Δω-μ characteristic shown in FIG. 17, and all other characteristics equivalent to the characteristic. (Hereinafter referred to as “road surface μ characteristic”). This Δ
As a characteristic equivalent to the ω-μ characteristic, for example, the characteristic shown in FIG. 21 expressed by a slip ratio instead of the slip speed, and a braking force (μW: W is a wheel load) related to μ instead of the friction coefficient μ, Braking torque (μWr: r is the effective radius of the wheel)
There is a characteristic expressed in. As shown in FIG. 2 (a), the road surface μ characteristic shows that the dry road surface (Dry) and the snow road surface (Sn) are
ow), ice road (Ice). . . It shows different characteristics depending on the road condition.

【0012】また、車輪挙動量とは、上記路面μ特性を
表すために必要となる、車輪運動に関連した物理量をい
い、例えば、車体速度、車輪速度、車輪減速度(加速
度)、スリップ速度、制動力、制動トルク、スリップ率
に対する路面μの勾配、スリップ速度に対する制動トル
クの勾配、及びブレーキ圧(ホイールシリンダ圧)など
がある。
The wheel behavior quantity is a physical quantity related to the wheel motion, which is necessary for expressing the road surface μ characteristic. For example, vehicle body speed, wheel speed, wheel deceleration (acceleration), slip speed, The braking force, the braking torque, the gradient of the road surface μ with respect to the slip ratio, the gradient of the braking torque with respect to the slip speed, the brake pressure (wheel cylinder pressure), and the like.

【0013】これらの車輪挙動量は、路面状態毎に各々
一定の関係となる路面μ特性を表す上で必要十分なもの
が選ばれ、従って、車輪挙動量の間の相互関係は、路面
状態毎の路面μ特性を直接的又は間接的に表すものとな
る。
These wheel behavior quantities are selected so as to be necessary and sufficient for expressing the road surface μ characteristic which has a constant relationship for each road surface state. Therefore, the mutual relationship between the wheel behavior quantities is determined for each road surface state. It directly or indirectly represents the road surface μ characteristic of

【0014】例えば、図2(a)の路面μ特性を、図2
(b)に示すように、まず、他の車輪挙動量である制動
力Pc と、スリップ率λとの相互関係で路面状態毎に表
すことができる。そして、図2(a)において、μ値の
みならず、スリップ率に対する路面μの勾配Gd もま
た、路面状態によって固有の値を持っていること、及び
図2(b)の関係を用いて、図2(a)の路面μ特性
を、図2(c)に示すように、制動力と車体速度と路面
μ勾配Gd とにより表される路面状態毎の3次元特性で
必要十分に表すことができる。
For example, the road surface μ characteristic of FIG.
As shown in (b), first, it can be expressed for each road surface state by the mutual relationship between the braking force P c which is another wheel behavior amount and the slip ratio λ. Then, in FIG. 2A, not only the μ value but also the gradient G d of the road surface μ with respect to the slip ratio has a unique value depending on the road surface state, and using the relationship of FIG. 2B. , The road surface μ characteristic of FIG. 2A is sufficiently and sufficiently represented by a three-dimensional characteristic for each road surface state represented by the braking force, the vehicle body speed, and the road surface μ gradient G d , as shown in FIG. 2C. be able to.

【0015】なお、スリップ率λは、車体速度と車輪速
度とから表せるので、車輪挙動量の1つとして制動力を
用いた場合、もう1つの他の車輪挙動量が必要となり、
図2(c)の例では、車体速度を用いている。
Since the slip ratio λ can be expressed from the vehicle body speed and the wheel speed, when the braking force is used as one of the wheel behavior amounts, another other wheel behavior amount is required,
In the example of FIG. 2C, the vehicle speed is used.

【0016】図2(c)では、この3次元特性を、車体
速度Vが20km/h,40km/h,60km/hの各場合につい
ての制動力と路面μ勾配Gd との関係で表しており、こ
の図より、これら3つの車輪挙動量の関係が、路面状態
によって異なっていることがわかる。
In FIG. 2C, this three-dimensional characteristic is represented by the relationship between the braking force and the road surface μ gradient G d for each of the vehicle body speeds V of 20 km / h, 40 km / h and 60 km / h. From this figure, it is understood that the relationship between these three wheel behavior amounts differs depending on the road surface condition.

【0017】本発明では、このような路面μ特性を表す
複数の車輪挙動量の間の相互関係をを路面状態毎に備え
ている。なお、この相互関係は、例えば、入出力データ
間の変換テーブル等で表すことができ、図2(c)の特
性の場合、各車速及び各路面状態毎に制動力と路面μ勾
配との関係を検出して得られたデータに基づいて、予め
作成しておく。
In the present invention, such a mutual relationship among a plurality of wheel behavior quantities representing the road surface μ characteristic is provided for each road surface state. Note that this mutual relationship can be represented by, for example, a conversion table between input / output data, and in the case of the characteristic of FIG. 2C, the relationship between the braking force and the road surface μ gradient for each vehicle speed and each road surface state. Is created in advance based on the data obtained by detecting.

【0018】なお、車速などの車輪挙動量が一定の場合
に路面状態を演算する場合には、相互関係が示される車
輪挙動量の数を減らすことも可能である。
When the road surface state is calculated when the wheel behavior amount such as the vehicle speed is constant, it is possible to reduce the number of wheel behavior amounts which show a mutual relationship.

【0019】ここで、本発明の路面演算手段を、複数の
車輪挙動量が入力されるように構成することができる。
例えば、図1に示すように、車速検出手段により検出さ
れた車体速度V、路面μ勾配検出手段により検出された
路面μ勾配Gd 、及び制動力検出手段により検出された
制動力Pc が路面演算手段に入力されるように構成す
る。
Here, the road surface calculating means of the present invention can be configured so that a plurality of wheel behavior quantities are input.
For example, as shown in FIG. 1, the vehicle speed V detected by the vehicle speed detecting means, the road surface μ gradient G d detected by the road surface μ gradient detecting means, and the braking force P c detected by the braking force detecting means are the road surface. It is configured to be input to the calculation means.

【0020】複数の車輪挙動量の検出値が入力される
と、路面演算手段は、入力された複数の車輪挙動量の検
出値の少なくともいずれか(1又は複数)を前記路面状
態毎の相互関係に基づきそれぞれ変換する。その結果、
変換の対象となった車輪挙動量以外の車輪挙動量の変換
値が路面状態毎に得られる。例えば、図1の構成におい
て、車体速度と制動力とを図2(c)の相互関係により
変換する場合、車体速度の検出値V=20km/hと制
動力の検出値Pc0に対応する路面μ勾配の変換値は、乾
燥路面、雪路面、氷路面のそれぞれについて、Gd1、G
d2、Gd3となる。
When the detected values of the plurality of wheel behavior amounts are input, the road surface calculation means determines at least one (one or more) of the input detected values of the plurality of wheel behavior amounts as a mutual relation for each road surface state. Based on each. as a result,
The conversion value of the wheel behavior amount other than the wheel behavior amount that is the conversion target is obtained for each road surface state. For example, in the configuration of FIG. 1, when converting the vehicle body speed and the braking force according to the mutual relationship of FIG. 2C, the road surface corresponding to the detected value V = 20 km / h of the vehicle body speed and the detected value P c0 of the braking force. The converted values of μ gradient are G d1 and G for dry road surface, snow road surface and ice road surface respectively.
It becomes d2 and G d3 .

【0021】そして、路面演算手段は、このようにして
得られた路面状態毎の車輪挙動量の変換値と、該車輪挙
動量と同一量の検出値との比較に基づいて路面状態を演
算する。例えば、上記例の場合、路面状態毎の路面μ勾
配の変換値Gd1、Gd2、Gd3と、路面μ勾配検出手段に
より検出された路面μ勾配の検出値Gd0とを比較し、こ
の比較結果により路面状態を演算出力する。
Then, the road surface calculating means calculates the road surface state based on the comparison between the converted value of the wheel behavior amount for each road surface state thus obtained and the detected value of the same amount as the wheel behavior amount. . For example, in the case of the above example, the conversion values G d1 , G d2 , and G d3 of the road surface μ gradient for each road surface state are compared with the detection value G d0 of the road surface μ gradient detected by the road surface μ gradient detecting means, and this The road condition is calculated and output according to the comparison result.

【0022】この比較では、例えば、検出値Gd0と変換
値Gd1、Gd2、Gd3との差をそれぞれ演算し、最も小さ
い差(絶対値)を与えた路面状態を演算する。例えばG
d2とGd0との差が最も小さい場合、路面状態が「雪路面
(Snow)」であると演算する。
In this comparison, for example, the difference between the detected value G d0 and the converted values G d1 , G d2 , and G d3 is calculated, and the road surface state having the smallest difference (absolute value) is calculated. For example G
When the difference between d2 and Gd0 is the smallest, it is calculated that the road surface state is "snow road surface (Snow)".

【0023】さらに、請求項1の発明は、前記相互関係
が示される複数の車輪挙動量のうちの1つが、スリップ
速度に対する摩擦係数μの勾配又は該勾配に関連した物
理量であることを特徴としている。
Further, the invention of claim 1 is characterized in that one of the plurality of wheel behavior quantities in which the mutual relationship is shown is a gradient of a friction coefficient μ with respect to a slip speed or a physical quantity related to the gradient. There is.

【0024】スリップ速度に対する摩擦係数μの勾配
(路面μ勾配)は、既に述べたように、路面状態によっ
て固有の値を有するので、路面状態を演算する際に、有
効な車輪挙動量となる。また、摩擦係数μを直接検出す
ることは困難であるが、路面μ勾配は、車輪速度の時系
列データからオンラインのシステム同定手法を用いて演
算する有効な方法(特願平8−218828号記載の発
明)を適用することができるので、この路面μ勾配を用
いることによって路面状態をより正確に演算することが
できる。
Since the gradient of the friction coefficient μ with respect to the slip speed (road surface μ gradient) has a unique value depending on the road surface condition as described above, it is an effective wheel behavior amount when calculating the road surface condition. Further, although it is difficult to directly detect the friction coefficient μ, the road surface μ gradient is an effective method for calculating it using time-series data of wheel speed using an online system identification method (Japanese Patent Application No. 8-218828). Since the invention can be applied, the road surface condition can be calculated more accurately by using the road surface μ gradient.

【0025】ここで、スリップ速度に対する摩擦係数μ
の勾配に関連した物理量として、例えば、スリップ速度
(又はスリップ率)に対する制動トルク(又は制動力)
の勾配などがある。 (請求項2の発明)請求項2の発明は、請求項1の発明
において、車体と車輪と路面とから構成される振動系の
共振周波数でブレーキ力を微小励振する微小励振手段
と、をさらに有し、前記摩擦係数μの勾配に関連した物
理量が、前記微小励振手段によりブレーキ力を微小に励
振したときのブレーキ力の微小振幅に対する車輪速度の
共振周波数成分の微小振幅の比であることを特徴とす
る。 (請求項2の発明の原理)重量Wv の車体を備えた車両
が車体速度ωv で走行している時の車輪での振動現象、
すなわち車体と車輪と路面とによって構成される振動系
の振動現象を、車輪回転軸で等価的にモデル化した図1
6に示すモデルを参照して考察する。
Here, the friction coefficient μ with respect to the slip speed
As a physical quantity related to the gradient of, for example, braking torque (or braking force) with respect to slip speed (or slip ratio)
There is a gradient of. (Invention of Claim 2) In the invention of Claim 2, in addition to the invention of Claim 1, a micro-excitation means for micro-exciting the braking force at the resonance frequency of the vibration system composed of the vehicle body, the wheels, and the road surface. And a physical quantity related to the gradient of the friction coefficient μ is a ratio of a minute amplitude of the resonance frequency component of the wheel speed to a minute amplitude of the braking force when the minute excitation means minutely excites the braking force. Characterize. Oscillation of the wheel when the vehicle having a vehicle body (claim principles of the invention 2) weight W v is traveling at a vehicle speed omega v,
That is, the vibration phenomenon of the vibration system constituted by the vehicle body, the wheels, and the road surface is equivalently modeled by the wheel rotation axis in FIG.
Consider the model shown in FIG.

【0026】図16のモデルにおいて、ブレーキ力は、
路面と接するタイヤのトレッド115の表面を介して路
面に作用するが、このブレーキ力は実際には路面からの
反作用(制動力)として車体に作用するため、車体重量
v の回転軸換算の等価モデル117はタイヤのトレッ
ドと路面との間の摩擦要素116(路面μ)を介して車
輪113と反対側に連結したものとなる。これは、シャ
シーダイナモ装置のように、車輪下の大きな慣性、すな
わち車輪と反対側の質量で車体の重量を模擬することが
できることと同様である。
In the model of FIG. 16, the braking force is
Acts on the road surface via the surface of the tread 115 of the tire in contact with the road surface, the equivalent of this for braking force actually acting on the vehicle body as a reaction (braking force) from the road surface, the rotation shaft conversion of vehicle weight W v The model 117 is connected to the side opposite to the wheel 113 via a friction element 116 (road surface μ) between the tread of the tire and the road surface. This is similar to the case where a chassis dynamo device can simulate the weight of a vehicle body with a large inertia under a wheel, that is, a mass on the side opposite to the wheel.

【0027】図16でタイヤリムを含んだ車輪113の
慣性をJw 、リムとトレッド115との間のばね要素1
14のばね定数をK、車輪半径をR、トレッド115の
慣性をJt 、トレッド115と路面との間の摩擦要素1
16の摩擦係数をμ、車体の重量の回転軸換算の等価モ
デル117の慣性をJV とすると、ホイールシリンダ圧
により生じるブレーキトルクTb ’から車輪速ωw まで
の伝達特性は、車輪運動の方程式より、
In FIG. 16, the inertia of the wheel 113 including the tire rim is J w , and the spring element 1 between the rim and the tread 115 is shown.
The spring constant of 14 is K, the wheel radius is R, the inertia of the tread 115 is J t , and the friction element 1 between the tread 115 and the road surface is 1.
Assuming that the friction coefficient of 16 is μ and the inertia of the equivalent model 117 of the weight of the vehicle body in terms of the rotation axis is J V , the transfer characteristic from the brake torque T b 'generated by the wheel cylinder pressure to the wheel speed ω w is From the equation,

【0028】[0028]

【数1】 [Equation 1]

【0029】となる。なお、sはラプラス変換の演算子
である。タイヤが路面にグリップしている時は、トレッ
ド115と車体等価モデル117とが直結されていると
考えると、車体等価モデル117とトレッド115との
和の慣性と、車輪113の慣性とが共振する。すなわ
ち、この振動系は、車輪と車体と路面とから構成された
車輪共振系とみなすことができる。このときの車輪共振
系の共振周波数ω∞は、(2) 式の伝達特性において、 ω∞=√{(Jw +Jt +Jv )K/Jw (Jt +Jv )}/2π (3) となる。この状態は、図17(図21)では、ピークμ
に達する前の領域A1に対応する。
It becomes Note that s is a Laplace transform operator. When the tire grips the road surface, assuming that the tread 115 and the vehicle body equivalent model 117 are directly connected, the sum inertia of the vehicle body equivalent model 117 and the tread 115 and the inertia of the wheel 113 resonate. . That is, this vibration system can be regarded as a wheel resonance system including wheels, a vehicle body, and a road surface. The resonance frequency ω ∞ of the wheel resonance system at this time is expressed by ω ∞ = √ {(J w + J t + J v ) K / J w (J t + J v )} / 2π (3 ). This state is the peak μ in FIG. 17 (FIG. 21).
Corresponding to the area A1 before reaching.

【0030】逆に、タイヤの摩擦係数μがピークμに近
づく場合には、タイヤ表面の摩擦係数μがスリップ率に
対して変化し難くなり、トレッド115の慣性の振動に
伴う成分は車体等価モデル117に影響しなくなる。つ
まり等価的にトレッド115と車体等価モデル117と
が分離され、トレッド115と車輪113とが共振を起
こすことになる。このときの車輪共振系は、車輪と路面
とから構成されているとみなすことができ、その共振周
波数ω∞’は、(3) 式において、車体等価慣性Jv を0
とおいたものと等しくなる。すなわち、 ω∞' =√{(Jw +Jt )K/Jw t )}/2π (4) となる。この状態は、図17(図21)では、ピークμ
近傍の領域A2に対応する。
On the contrary, when the friction coefficient μ of the tire approaches the peak μ, the friction coefficient μ of the tire surface is less likely to change with respect to the slip ratio, and the component accompanying the vibration of the inertia of the tread 115 is the vehicle body equivalent model. 117 is no longer affected. That is, the tread 115 and the vehicle body equivalent model 117 are equivalently separated, and the tread 115 and the wheel 113 resonate. It can be considered that the wheel resonance system at this time is composed of the wheels and the road surface, and the resonance frequency ω ∞ ′ is equal to the vehicle body equivalent inertia J v in Equation (3).
It will be equal to That is, ω ∞ ′ = √ {(J w + J t ) K / J w J t )} / 2π (4). This state is the peak μ in FIG. 17 (FIG. 21).
It corresponds to the area A2 in the vicinity.

【0031】(3) と(4) 式とを比較し、車体等価慣性J
v が車輪慣性Jw 、トレッド慣性J t より大きいと仮定
すると、(4) 式の場合の車輪共振系の共振周波数ω∞’
は(3) 式よりもω∞よりも高周波数側にシフトすること
になる。従って、車輪共振系の共振周波数の変化を反映
する物理量に基づいて、車輪と路面との間の摩擦状態を
判定することが可能となる。
Comparing equations (3) and (4), the equivalent body inertia J
vIs the wheel inertia Jw, Tread inertia J tAssume greater than
Then, the resonance frequency ω ∞ ′ of the wheel resonance system in the case of equation (4)
Is to shift to the higher frequency side than ω∞ than Eq. (3)
become. Therefore, the change in the resonance frequency of the wheel resonance system is reflected.
The frictional state between the wheels and the road surface
It becomes possible to judge.

【0032】そこで、本発明では、このような共振周波
数の変化を反映する物理量として、以下のような微小ゲ
インGd を車輪挙動量として導入する。
Therefore, in the present invention, the following minute gain G d is introduced as a wheel behavior amount as a physical amount that reflects such a change in the resonance frequency.

【0033】まず、微小励振手段が、車輪と車体と路面
とからなる振動系の共振周波数ω∞((3) 式) でブレー
キ力を微小励振すると(ここでは、ブレーキ圧Pb を微
小励振するとする)、車輪速度ωw も平均的な車輪速度
の回りに共振周波数ω∞で微小振動する。ここで、この
ときのブレーキ圧Pb の共振周波数ω∞の微小振幅をP
v 、車輪速度の共振周波数ω∞の微小振幅をωwvとした
場合、微小ゲインGdを Gd =ωwv/Pv (5) とする。なお、この微小ゲインGd を、ブレーキ圧Pb
に対する車輪速ωw の比(ωw /Pb )の共振周波数ω
∞の振動成分とみなし、 Gd =((ωw /Pb )|s=jω∞) (6) と表すこともできる。
First, when the minute excitation means minutely excites the braking force at the resonance frequency ω∞ (equation (3)) of the vibration system composed of the wheel, the vehicle body and the road surface (here, when the braking pressure P b is minutely excited). Yes, the wheel speed ω w also slightly vibrates around the average wheel speed at the resonance frequency ω ∞. Here, the minute amplitude of the resonance frequency ω ∞ of the brake pressure P b at this time is P
Let v be the minute amplitude of the resonance frequency ω∞ of the wheel speed be ω wv, and let the minute gain G d be G d = ω wv / P v (5). It should be noted that this minute gain G d is applied to the brake pressure P b.
Resonance frequency ω of the ratio (ω w / P b ) of wheel speed ω w to
It can also be expressed as G d = ((ω w / P b ) | s = jω∞) (6) by regarding it as a vibration component of ∞.

【0034】この微小ゲインGd は、(6) 式に示すよう
に(ωw /Pb )の共振周波数ω∞の振動成分であるの
で、摩擦状態がピークμ近傍の領域に至ったとき、共振
周波数がω∞’にシフトするため急激に減少する。すな
わち、微小ゲインGd は、路面μ特性を規定する摩擦状
態を敏感に反映する車輪挙動量であるといえる。
Since this minute gain G d is an oscillating component of the resonance frequency ω ∞ of (ω w / P b ) as shown in the equation (6), when the friction state reaches a region near the peak μ, Since the resonance frequency shifts to ω∞ ', it sharply decreases. That is, it can be said that the minute gain G d is a wheel behavior amount that sensitively reflects the frictional state that defines the road surface μ characteristic.

【0035】次に、この微小ゲインGd が、路面μ勾配
の一つの表現である制動トルク勾配(スリップ速度に対
する制動トルクの勾配)と等価な物理量であることを説
明する。
Next, it will be explained that the minute gain G d is a physical quantity equivalent to a braking torque gradient (gradient of braking torque with respect to slip speed), which is one expression of the road surface μ gradient.

【0036】既に述べたように、図17の特性では、ス
リップ速度Δωと、車輪−路面間の摩擦係数μとの間に
は、あるスリップ速度で摩擦係数μがピークをとる関数
関係が成立する。
As described above, in the characteristic of FIG. 17, the slip speed Δω and the friction coefficient μ between the wheel and the road surface have a functional relationship in which the friction coefficient μ peaks at a certain slip speed. .

【0037】ところで、微小励振手段によりブレーキ圧
を微小励振すると、車輪速度が微小励振するので、スリ
ップ速度もあるスリップ速度の回りで微小振動する。こ
こで、図17の特性を有する路面において、あるスリッ
プ速度の回りで微小振動したときの摩擦係数μのスリッ
プ速度Δωに対する変化を考える。
By the way, when the brake pressure is slightly excited by the minute excitation means, the wheel speed is minutely excited, so that the slip speed also vibrates slightly around a certain slip speed. Now, let us consider a change in the friction coefficient μ with respect to the slip speed Δω when the vehicle vibrates slightly around a certain slip speed on the road surface having the characteristics shown in FIG.

【0038】このとき、路面の摩擦係数μは、 μ = μ0 +αRΔω (7) と近似できる。すなわち、微小振動によるスリップ速度
の変化が小さいため、傾きαRの直線で近似できる。
At this time, the friction coefficient μ of the road surface can be approximated as μ = μ 0 + αRΔω (7). That is, since the change of the slip speed due to the minute vibration is small, it can be approximated by the straight line of the inclination αR.

【0039】ここで、タイヤと路面間の摩擦係数μによ
り生じる制動トルクTb =μWRに(7) 式を代入する
と、 Tb = μWR = μ0 WR+αR2 ΔωW (8) となる。ここで、Wは輪荷重である。(8) 式の両辺をΔ
ωで1階微分すると、
Here, by substituting the expression (7) for the braking torque T b = μWR generated by the friction coefficient μ between the tire and the road surface, T b = μWR = μ 0 WR + αR 2 ΔωW (8) Here, W is the wheel load. Δ on both sides of equation (8)
Differentiating the first order with ω,

【0040】[0040]

【数2】 [Equation 2]

【0041】を得る。よって、(9) 式により、制動トル
ク勾配(dTb /Δω)が、αR2 Wに等しいことが示
された。
To obtain Therefore, it was shown from the equation (9) that the braking torque gradient (dT b / Δω) was equal to αR 2 W.

【0042】一方、ブレーキトルクTb ’がブレーキ圧
b と比例関係にあることから、微小ゲインGd は、ブ
レーキトルクTb ’に対する車輪速度ωw の比(ωw
b’)の共振周波数ω∞の振動成分と比例関係にあ
る。従って、(2) 式の伝達特性により、微小ゲインGd
は次式によって表される。
On the other hand, since the brake torque T b 'is proportional to the brake pressure P b , the minute gain G d is the ratio of the wheel speed ω w to the brake torque T b ' (ω w /
It has a proportional relationship with the vibration component of the resonance frequency ω ∞ of T b '). Therefore, due to the transfer characteristics of equation (2), a small gain G d
Is represented by the following equation.

【0043】[0043]

【数3】 [Equation 3]

【0044】一般に、(12)式において、 |A| = 0.012 << |B| = 0.1 (13) となることから、(9) 、(10)式より、Generally, in equation (12),       | A | = 0.012 <<< | B | = 0.1 (13) Therefore, from equations (9) and (10),

【0045】[0045]

【数4】 [Equation 4]

【0046】を得る。すなわち、スリップ速度Δωに対
する制動トルクTb の勾配は微小ゲインGd に比例す
る。
To obtain That is, the gradient of the braking torque T b with respect to the slip speed Δω is proportional to the minute gain G d .

【0047】以上により、微小ゲインGd が路面μ勾配
(制動トルク勾配)と等価な物理量であることが示さ
れ、この微小ゲインGdに基づいて路面状態が精度良く
演算できることがわかる。しかも、この微小ゲインGd
は、振動系の共振特性に基づき摩擦状態を正確に表す車
輪挙動量であるので、本発明によれば、より正確に路面
状態を演算することが可能となる。(請求項3から6の発明) 請求項3の発明は、車速を検出する車速検出演算手段
と、車輪挙動量を検出する車輪挙動量検出手段と、路面
μ勾配を検出する路面μ勾配検出手段と、路面μ勾配、
車速及び車輪挙動量の関係を路面状態毎に示したテーブ
ルに基づいて、前記車速検出手段で検出された車速と、
前記車輪挙動量検出手段で検出された車輪挙動量と、に
対応する路面状態毎の路面μ勾配を出力する路面μ勾配
出力手段と、前記路面μ検出手段で検出された路面μ勾
配と前記路面μ勾配出力手段から出力された路面状態毎
の路面μ勾配との差が最小となるときの当該路面状態を
選択する路面状態選択手段と、を備えている。請求項4
の発明は、請求項3の発明において、前記車輪挙動量検
出手段は、前記車輪挙動量として制動力を検出し、前記
車速検出手段は、路面μ勾配及び制動力の関係をスリッ
プ速度毎に示したテーブルに基づいて、前記車輪挙動量
検出手段で検出された制動力に対応するスリップ速度毎
の路面μ勾配を出力する第2の路面μ勾配出力手段と、
前記路面μ検出手段で検出された路面μ勾配と前記第2
の路面μ勾配出力手段から出力されたスリップ速度毎の
路面μ勾配との差が最小となるときの当該スリップ速度
を選択するスリップ速度選択手段と、前記スリップ選択
手段で選択されたスリップ速度に車輪速度を加算するこ
とで車速を算出する車速算出手段と、を備えたことを特
徴とする。請求項5の発明は、請求項3または4の発明
において、最大制動力及び車速の関係を路面状態毎に示
したテーブルに基づいて、前記車速検出手段で検出され
た車速に対応する路面状態毎の最大制動力を出力する最
大制動力出力手段と、前記最大制動力出力手段から出力
された路面状態毎の最大制動力の中から、前記路面状態
選択手段で選択された路面状態に対応する最大制動力を
選択する最大制動力 選択手段と、を更に備えたことを特
徴とする。請求項6の発明は、請求項5の発明におい
て、前記最大制動力選択手段で選択された所定車輪の最
大制動力と前記車輪挙動量検出手段で検出された所定車
輪の制動力との差に基づいて、前記所定車輪の制動力余
裕度を演算する制動力余裕度演算手段を更に備えたこと
を特徴とする。 (本発明のその他の態様) 本発明のその他の態様1は、車体速度以外の2つの車輪
挙動量の間の相互関係を示す第2テーブルをスリップ速
度毎に備え、かつ前記2つの車輪挙動量のいずれかをス
リップ速度毎の前記第2テーブルによりそれぞれ変換す
ることにより得られたスリップ速度毎の車輪挙動量の変
換値と、該車輪挙動量と同一量の検出値との比較に基づ
いてスリップ速度を演算し、演算されたスリップ速度と
入力された車輪速度の検出値とにより車体速度を演算す
る車速演算手段と、をさらに有し、前記テーブルにより
相互関係が示される複数の車輪挙動量のうちの1つは車
体速度であると共に、前記路面演算手段は、前記車速演
算手段により演算された車体速度を用いて路面状態を演
算することを特徴とする。
[0047] Thus, micro-gain G d is shown to be equivalent to a physical quantity and the road surface μ gradient (the braking torque gradient), it is understood that the road surface condition can be accurately calculated based on the micro-gain G d. Moreover, this minute gain G d
Is a wheel behavior amount that accurately represents the frictional state based on the resonance characteristic of the vibration system, and thus according to the present invention, the road surface state can be calculated more accurately. (Invention of Claims 3 to 6) The invention of Claim 3 is a vehicle speed detection calculation means for detecting a vehicle speed.
And a wheel behavior amount detecting means for detecting a wheel behavior amount, and a road surface.
road surface μ gradient detecting means for detecting μ gradient, road surface μ gradient,
A table showing the relationship between vehicle speed and wheel behavior for each road surface condition.
Based on the vehicle speed detected by the vehicle speed detection means,
With the wheel behavior amount detected by the wheel behavior amount detection means,
Road surface μ gradient that outputs the road surface μ gradient for each corresponding road surface condition
The output means and the road surface μ coefficient detected by the road surface μ detecting means
Distribution and the road surface state output from the road surface μ gradient output means
The road surface condition when the difference between the
And a road surface state selecting means for selecting. Claim 4
According to the invention of claim 3, in the invention of claim 3,
The output means detects the braking force as the wheel behavior amount,
The vehicle speed detection means uses the slip relationship between the road surface μ gradient and the braking force.
Based on the table shown for each wheel speed,
For each slip speed corresponding to the braking force detected by the detection means
Second road surface μ gradient output means for outputting the road surface μ gradient of
The road surface μ gradient detected by the road surface μ detection means and the second
For each slip speed output from the road surface μ gradient output means
The relevant slip speed when the difference from the road surface μ gradient becomes minimum
And a slip speed selecting means for selecting
The wheel speed can be added to the slip speed selected by the means.
And a vehicle speed calculation means for calculating the vehicle speed with
To collect. The invention of claim 5 is the invention of claim 3 or 4.
Shows the relationship between maximum braking force and vehicle speed for each road surface condition.
Detected by the vehicle speed detection means based on the table
Output the maximum braking force for each road surface condition corresponding to the vehicle speed.
Output from the large braking force output means and the maximum braking force output means
From the maximum braking force for each road surface condition
The maximum braking force corresponding to the road surface condition selected by the selection means
And a maximum braking force selecting means for selecting.
To collect. The invention of claim 6 is the same as the invention of claim 5.
The maximum of the predetermined wheels selected by the maximum braking force selection means.
Predetermined vehicle detected by the large braking force and the wheel behavior amount detection means
Based on the difference with the braking force of the wheels,
Further, a braking force allowance calculation means for calculating the allowance is further provided.
Is characterized by. Other aspects 1 (Other embodiments of the present invention) The present invention includes a second table showing the correlation between the two wheel movements of other vehicles velocities for each slip speed, and the two wheel movements Based on a comparison between the converted value of the wheel behavior amount for each slip speed obtained by converting any of the amounts by the second table for each slip speed, and the detected value of the same amount as the wheel behavior amount. A plurality of wheel behavior quantities which further include a vehicle speed calculating means for calculating a slip speed and calculating a vehicle body speed based on the calculated slip speed and the input detected value of the wheel speed. One of them is the vehicle body speed, and the road surface calculating means calculates the road surface state using the vehicle body speed calculated by the vehicle speed calculating means.

【0048】本態様1の車速演算手段は、車体速度以外
の2つの車輪挙動量の間の相互関係を示す第2テーブル
をスリップ速度毎に備えている。この第2テーブルは、
車体速度以外の2つの車輪挙動量を、制動力Pc 及び路
面μ勾配Gd とした場合、以下のような手順によって作
成することができる。
The vehicle speed calculating means of the first aspect includes a second table for each slip speed, which shows a mutual relationship between two wheel behavior amounts other than the vehicle body speed. This second table is
When the two wheel behavior amounts other than the vehicle body speed are the braking force P c and the road surface μ gradient G d , they can be created by the following procedure.

【0049】まず、路面状態及び車体速度(車速)をパ
ラメータとして様々に変えた各々の場合について、制動
力Pc に対するスリップ速度Δvの変化を求めると、図
4のような関係となる。次に、路面状態及び車速をパラ
メータとして様々に変えた各々の場合について、スリッ
プ速度Δvに対する路面μ勾配Gd の変化を求めると、
図5(a)(Dry )、図5(b)(Snow)のような関係
となる。
First, when the change of the slip speed Δv with respect to the braking force P c is obtained in each case where the road surface condition and the vehicle body speed (vehicle speed) are variously changed, the relationship shown in FIG. 4 is obtained. Next, in each case where the road surface state and the vehicle speed are variously changed as parameters, the change in the road surface μ gradient G d with respect to the slip speed Δv is calculated.
5 (a) (Dry) and FIG. 5 (b) (Snow).

【0050】そして、図4、図5の関係より、各車速毎
に同一のスリップ速度Δvに対するPc 、Gd を求める
と、各路面状態毎に、図6(a)、(b)のような関係
となる。この図6により示されたスリップ速度毎のPc
とGd との関係が第2テーブルとなる。なお、図6の各
Δvのラインは、車速、路面によらず固定とする。
From the relationships shown in FIGS. 4 and 5, P c and G d for the same slip speed Δv are obtained for each vehicle speed, and as shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b) for each road surface condition. It becomes a relationship. P c for each slip speed shown in FIG. 6
And the relationship between G d and the second table. The line of each Δv in FIG. 6 is fixed regardless of the vehicle speed and the road surface.

【0051】さらに、図6(a)、(b)を基に、各車
速(20km/h,40km/h,60km/h)毎に、図7(a)〜(c)
のようなPc とGd との関係が路面状態毎に示される。
この図7の関係は、複数の車輪挙動量を車体速度V、P
c 、Gd とした場合の路面状態毎の前記テーブルに相当
している。
Further, based on FIGS. 6 (a) and 6 (b), FIGS. 7 (a) to 7 (c) are shown for each vehicle speed (20 km / h, 40 km / h, 60 km / h).
The relationship between P c and G d is shown for each road surface condition.
The relationship shown in FIG.
It corresponds to the table for each road surface condition when c and G d are set.

【0052】本態様1では、例えば、制動力Pc の検出
値をスリップ速度毎の第2テーブルによりそれぞれ変換
することにより得られたスリップ速度毎の路面μ勾配G
d の変換値と、路面μ勾配Gd の検出値との比較に基づ
いてスリップ速度を演算する。すなわち、検出されたP
c とGd との関係が、図6のどのΔvのラインに最も近
いかを演算し、最も近かったラインのΔv値をスリップ
速度として求める。
In the first aspect, for example, the road surface μ gradient G for each slip speed obtained by converting the detected value of the braking force P c by the second table for each slip speed.
The slip speed is calculated based on the comparison between the converted value of d and the detected value of the road surface μ gradient G d . That is, the detected P
The relationship between c and G d is calculated to which Δv line in FIG. 6 is closest, and the Δv value of the line that is closest is calculated as the slip speed.

【0053】このようにスリップ速度が演算できたの
で、本態様1の車速演算手段は、演算されたスリップ速
度と入力された車輪速度の検出値とにより車体速度を演
算する。そして、路面演算手段は、車速演算手段により
演算された車体速度を用いて、前記テーブルに基づいて
路面状態を演算する。すなわち、図7のテーブルの場
合、検出されたPc とGd との関係が、演算された車体
速度に対応するPc とGdとの関係のうち、どの路面状
態の関係に最も近いかを演算し、最も近かった関係に対
応する路面状態を求める。
Since the slip speed can be calculated in this manner, the vehicle speed calculating means of the first aspect calculates the vehicle speed based on the calculated slip speed and the input detected wheel speed value. Then, the road surface calculating means calculates the road surface state based on the table, using the vehicle body speed calculated by the vehicle speed calculating means. I.e., the case of the table of FIG. 7, the relationship between the detected P c and G d are, of relationship between P c and G d, which corresponds to the vehicle speed which is calculated, closest to the relationship which the road surface condition Is calculated to obtain the road surface state corresponding to the closest relationship.

【0054】以上のように本態様1では、車体速度を車
輪挙動量の1つとするテーブルを有するにも係わらず、
車体速度を検出する必要がなく、その代わりに車輪速度
を検出することとなる。すなわち、本態様1の路面演算
手段を、例えば、図3に示すように、車輪速検出手段に
より検出された車輪速度Vw 、路面μ勾配検出手段によ
り検出された路面μ勾配Gd 、及び制動力検出手段によ
り検出された制動力P c が路面演算手段に入力されるよ
うに構成することができる。
As described above, in the present mode 1, the vehicle speed is set to the vehicle speed.
Despite having a table that is one of the wheel movement quantities,
You don't have to detect body speed, instead wheel speed
Will be detected. That is, the road surface calculation of the first aspect
For example, as shown in FIG.
Detected wheel speed Vw, Road surface μ gradient detection means
Detected road gradient μd, And braking force detection means
Detected braking force P cIs input to the road surface calculation means
Can be configured as

【0055】車体速度の正確な推定は、車輪速度と比較
して困難であるので、本態様1のように第2テーブルと
車輪速度とに基づいて車体速度を推定することにより、
車体速度を検出値として入力する図1の場合と比べてよ
り正確な路面状態の演算が可能となる。
Since it is difficult to accurately estimate the vehicle body speed as compared with the wheel speed, by estimating the vehicle body speed based on the second table and the wheel speed as in the first aspect,
As compared with the case of FIG. 1 in which the vehicle speed is input as the detected value, more accurate calculation of the road surface state becomes possible.

【0056】さらに、本態様1では、正確なスリップ速
度も得ることができるので、スリップ率を基準スリップ
率に一致させるように制御するアンチロックブレーキ制
御装置などに適用することにより、より正確な制御が可
能となる。
Further, in the present mode 1, since an accurate slip speed can also be obtained, by applying it to an anti-lock brake control device for controlling the slip ratio to match the reference slip ratio, a more accurate control can be achieved. Is possible.

【0057】以上の各発明では、路面状態を演算してい
たが、前記路面演算手段が、予めデータとして備えられ
ていた路面状態毎のピークμ値(μmax 値)から、演算
された路面状態に対応するピークμ値を路面状態と共に
さらに求めるようにしても良い。
In each of the above inventions, the road surface condition is calculated. However, the road surface calculating means converts the peak μ value (μmax value) for each road surface condition previously stored as data into the calculated road surface condition. The corresponding peak μ value may be further obtained together with the road surface condition.

【0058】これにより、路面状態やピークμ値がわか
るので、車輪の持つ限界値が明らかとなり、VSC、A
BS(アンチロックブレーキ制御)、TRC(トラクシ
ョンコントロール)等の車両安定化制御における制御ゲ
インの変更、制御目標値の設定、ドライバへの路面状態
の警報等が可能となる。
As a result, the road surface condition and the peak μ value can be known, so that the limit value of the wheel becomes clear, and VSC, A
It is possible to change the control gain in vehicle stabilization control such as BS (anti-lock brake control) and TRC (traction control), set a control target value, and warn the driver of the road surface condition.

【0059】また、予めデータとして備えられていた路
面状態及び車体速度毎の最大制動力から、前記路面演算
手段により演算された路面状態及び車体速度に対応する
最大制動力を求め、該最大制動力と入力された制動力の
検出値との差を演算出力する制動力余裕演算手段と、を
さらに有するように路面状態演算装置を構成することも
できる(本発明のその他の態様2)。
Further, the maximum braking force corresponding to the road surface state and the vehicle body speed calculated by the road surface calculating means is obtained from the road surface state and the maximum braking force for each vehicle body speed which are previously stored as data, and the maximum braking force is calculated. It is also possible to configure the road surface state calculating device so as to further include a braking force margin calculating means for calculating and outputting the difference between the detected braking force and the detected braking force (the other aspect 2 of the present invention).

【0060】ここで、態様2の発明を、例えば図8のよ
うに構成することができる。同図に示すように、路面演
算手段には、車体速度V、路面μ勾配Gd 、制動力Pc
が入力され、既に述べたように、路面演算手段は、これ
らの車輪挙動量及びテーブルに基づいて路面状態を演算
する。そして、本発明の制動力余裕演算手段に路面状態
を伝達する。
Here, the invention of the second aspect can be configured as shown in FIG. 8, for example. As shown in the figure, the road surface calculating means includes a vehicle body speed V, a road surface μ gradient G d , and a braking force P c.
Is input, and as described above, the road surface calculation means calculates the road surface state based on these wheel behavior amounts and the table. Then, the road surface condition is transmitted to the braking force margin calculating means of the present invention.

【0061】この制動力余裕演算手段は、予めデータと
して備えられていた路面状態及び車体速度毎の最大制動
力から、路面演算手段により演算された路面状態及び車
速検出手段により検出された車体速度に対応する最大制
動力を求める最大制動力選択手段と、求められた最大制
動力から制動力検出手段により検出された制動力を減算
する差分手段と、から構成することができる。
The braking force allowance calculation means converts the maximum braking force for each road surface state and vehicle body speed, which is provided in advance as data, to the road surface state calculated by the road surface calculation means and the vehicle body speed detected by the vehicle speed detection means. The maximum braking force selecting means for obtaining the corresponding maximum braking force and the difference means for subtracting the braking force detected by the braking force detecting means from the obtained maximum braking force can be configured.

【0062】ここで、最大制動力は路面状態毎に固有の
値を有し、かつ該固有値は、車速毎にも異なっている。
例えば、路面状態(Dry,Snow,Ice)、車速(40km/h,60k
m/h)に応じて、最大制動力(PcMax1,PcMax2,PcMax3)
は、図9に示すように変化する。最大制動力選択手段
は、図9に示すような路面状態及び車体速度毎の最大制
動力を予めデータとして備えており、これにより入力さ
れた路面状態及び車体速度に対応する最大制動力を求め
ることができる。そして、差分手段により、求められた
最大制動力から検出された制動力が減算されることによ
って制動力の余裕度が求められる。この余裕度は、あと
どの程度の制動力を車輪に与えることができるかの指標
となるものである。
Here, the maximum braking force has a unique value for each road surface condition, and the unique value also differs for each vehicle speed.
For example, road condition (Dry, Snow, Ice), vehicle speed (40km / h, 60k
Maximum braking force (PcMax1, PcMax2, PcMax3) according to m / h)
Changes as shown in FIG. The maximum braking force selecting means is previously provided with the maximum braking force for each road surface state and vehicle body speed as shown in FIG. 9, and the maximum braking force corresponding to the input road surface state and vehicle body speed is obtained. You can Then, the difference means subtracts the detected braking force from the obtained maximum braking force to obtain the braking force margin. This margin is an index of how much braking force can be applied to the wheels.

【0063】なお、本態様2を態様1の発明に適用する
場合、車速演算手段により演算された車体速度を用いる
ことにより、より正確な最大制動力を求めることが可能
となる。
When the second aspect is applied to the invention of the first aspect, a more accurate maximum braking force can be obtained by using the vehicle body speed calculated by the vehicle speed calculating means.

【0064】このように本発明のその他の態様2によれ
ば、制動力の余裕度を知ることができるため、例えば、
余裕度の高い車輪に優先的に、ブレーキ力や駆動トルク
を分配する制御を行うことにより、より安定した車両走
行が可能となる。
As described above, according to the other aspect 2 of the present invention, it is possible to know the margin of the braking force.
By performing control to distribute the braking force and the driving torque preferentially to the wheel having a high margin, more stable vehicle traveling becomes possible.

【0065】[0065]

【発明の実施の形態】以下、本発明の路面状態演算装置
の各実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。な
お、実施の形態では、路面状態演算装置を車両に適用し
た場合を想定する。 (第1の実施の形態)図10には、本発明の第1の実施
の形態に係る路面状態演算装置の構成ブロック図が示さ
れている。なお、第1の実施の形態の構成は、図1の構
成を具体化したものである。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of a road surface state calculating device of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. In the embodiment, it is assumed that the road surface state calculating device is applied to a vehicle. (First Embodiment) FIG. 10 is a block diagram showing the configuration of a road surface state calculating device according to the first embodiment of the present invention. The configuration of the first embodiment is a concrete implementation of the configuration of FIG.

【0066】図10に示すように、第1の実施の形態に
係る路面状態演算装置10は、スリップ速度Δv(又は
スリップ率)に対する路面μの勾配∂μ/∂Δv(本実
施の形態では、微小ゲインGd とする)、制動力Pc
及び車体速度Vの3つの車輪挙動量の関係を示す∂μ/
∂Δvテーブルを乾燥路面(Dry )、雪路面(Snow)、
氷路面(Ice )について各々記憶している変換部12、
14、16を備えている。
As shown in FIG. 10, the road surface condition calculating apparatus 10 according to the first embodiment has a slope ∂μ / ∂Δv of the road surface μ with respect to the slip speed Δv (or slip ratio) (in the present embodiment, Minute gain G d ), braking force P c ,
And the relationship between the vehicle body speed V and the three wheel behavior quantities ∂μ /
∂Δv table for dry road (Dry), snow road (Snow),
The conversion unit 12, which stores the ice road surface (Ice),
14 and 16 are provided.

【0067】この変換部12、14、16は、車体速度
及び制動力を入力したときに、内部に記憶されている図
示のような関数関係のテーブル(図2(c)参照)に基
づいて、この入力値に対応する微小ゲインGd1、Gd2
d3(図10では、推定を示す∧付;以下、∧を省略)
をそれぞれ出力する。
When the vehicle body speed and the braking force are input, the conversion units 12, 14, and 16 use the functional relationship table (see FIG. 2 (c)) stored therein as shown in FIG. Micro gains G d1 , G d2 corresponding to this input value,
G d3 (In FIG. 10, with ∧ indicating estimation; ∧ is omitted below)
Are output respectively.

【0068】なお、この変換部は、所定範囲の入力値に
対する変換値を予めすべて記憶し、データが入力される
と、該データの値に対応する変換値を出力するROMと
して構成することができる。また、∂μ/∂Δvテーブ
ルのような非線形関数を学習可能なニューラルネットワ
ークや、適用フィルタ等で構成することもできる。
It should be noted that this conversion unit can be configured as a ROM that stores all conversion values for input values in a predetermined range in advance and, when data is input, outputs conversion values corresponding to the values of the data. . Further, it may be configured by a neural network capable of learning a non-linear function such as a ∂μ / ∂Δv table, or an applied filter.

【0069】また、路面状態演算装置10は、該装置に
入力された微小ゲインの検出値Gdから、変換部12、
14、16により変換された微小ゲインGd1、Gd2、G
d3をそれぞれ減算することにより、差分Gd −Gd1、G
d −Gd2、Gd −Gd3を各々演算する差分器18、2
0、22を備えている。
Further, the road surface state computing device 10 converts the detected value G d of the minute gain input to the device into the conversion unit 12,
Micro gains G d1 , G d2 , and G converted by 14 and 16
By subtracting d3 respectively, the difference G d −G d1 , G
d -G d2, G d -G d3 each operation to the differentiator 18,2
0 and 22 are provided.

【0070】さらに、路面状態演算装置10は、差分器
18、20、22により演算された各差分の絶対値の中
から最小値を選択する最小値選択部24を備えている。
この最小値選択部24は、最小値を与えた微小ゲインを
出力した変換部を特定し、この変換部に対応する路面状
態の情報を出力する。
Further, the road surface state calculating device 10 is provided with a minimum value selecting section 24 for selecting the minimum value from the absolute values of the differences calculated by the difference units 18, 20, 22.
The minimum value selection unit 24 identifies the conversion unit that has output the minute gain with the minimum value, and outputs the road surface state information corresponding to this conversion unit.

【0071】また、路面状態演算装置10の外部には、
車体速度を検出する車速検出部26、車輪に作用する制
動力を検出する制動力検出部34、及び図1の路面μ勾
配検出手段としての微小ゲイン演算部36が用意されて
いる。この車速検出部26及び制動力検出部34は、変
換部12、14、16にそれぞれ接続されており、微小
ゲイン演算部36は、差分器18、20、22にそれぞ
れ接続されている。
Outside the road surface condition computing device 10,
A vehicle speed detecting unit 26 for detecting a vehicle speed, a braking force detecting unit 34 for detecting a braking force acting on wheels, and a minute gain calculating unit 36 as a road surface μ gradient detecting unit of FIG. 1 are prepared. The vehicle speed detection unit 26 and the braking force detection unit 34 are connected to the conversion units 12, 14, 16 respectively, and the minute gain calculation unit 36 is connected to the difference units 18, 20, 22 respectively.

【0072】このうち車速検出部26は、車輪速度を検
出する車輪速センサ28、ドライバがブレーキペダルを
踏み込んだときを制動開始時点として判定する制動開始
判定部30、判定された制動開始時点で検出された車輪
速度Vw を車体速度Vとして出力する制動開始車速決定
部32から構成されている。すなわち、本実施の形態の
車速検出部26では、ブレーキ開始時の車輪速度は、車
体速度とほぼ等しいと仮定することにより車体速度を推
定する。なお、この車速検出部26を、直接、車体速度
を検出する車速センサとして構成することもできる。
Among these, the vehicle speed detection unit 26 detects the wheel speed, the wheel speed sensor 28, the braking start determination unit 30 that determines when the driver depresses the brake pedal as the braking start time, and the detection at the determined braking start time. The braking start vehicle speed determining unit 32 outputs the determined wheel speed V w as the vehicle body speed V. That is, the vehicle speed detection unit 26 of the present embodiment estimates the vehicle body speed by assuming that the wheel speed at the start of braking is substantially equal to the vehicle body speed. The vehicle speed detection unit 26 may be directly configured as a vehicle speed sensor that detects the vehicle speed.

【0073】また、制動力検出部34は、路面から車輪
に対し摩擦力として作用する制動力を、車輪の力学的モ
デルに従って以下のように推定する。
Further, the braking force detector 34 estimates the braking force acting as a frictional force on the wheels from the road surface according to the mechanical model of the wheels as follows.

【0074】すなわち、車輪には、車輪に対し車輪の回
転方向と反対方向に作用するブレーキトルクTB と、車
輪に対し摩擦力として車輪の回転方向に作用する制動力
FによるタイヤトルクTf と、が作用する。ブレーキト
ルクTB は、車輪のブレーキディスクに対し車輪の回転
を妨げるように作用するブレーキ力に由来するものであ
り、制動力F及びタイヤトルクTf は、車輪と路面との
間の摩擦係数をμB 、車輪半径をr、車輪荷重をWとし
たとき、次式によって表される。
That is, the brake torque T B acting on the wheel in the direction opposite to the wheel rotation direction, and the tire torque T f due to the braking force F acting on the wheel in the wheel rotation direction as a frictional force are applied to the wheel. , Act. The brake torque T B is derived from the braking force acting on the brake disc of the wheel so as to prevent the rotation of the wheel, and the braking force F and the tire torque T f are the friction coefficient between the wheel and the road surface. Where μ B is the wheel radius is r and the wheel load is W, it is expressed by the following equation.

【0075】 F = μB W Tf = F×r = μB Wr 従って、車輪の運動方程式は、F = μ B W T f = F × r = μ B Wr Therefore, the equation of motion of the wheel is

【0076】[0076]

【数5】 [Equation 5]

【0077】となる。ただし、Iは車輪の慣性モーメン
ト、ωは車輪の回転速度(車輪速度)である。
It becomes However, I is the moment of inertia of the wheel, and ω is the rotational speed (wheel speed) of the wheel.

【0078】車輪加速度(dω/dt)を検知し、ブレ
ーキディスクに加えられるホイールシリンダ圧に基づい
てブレーキトルクTB を求めれば、(15)式に基づいて制
動力Fを推定することができる。具体的には、アクセル
開度などから求めた車輪の駆動トルクと、外乱としての
制動力Fが車輪に作用する(15)式と等価な力学モデルを
オブザーバとして構成する。このオブザーバでは、(15)
式を2階積分することにより得られる回転位置と実際に
検出された回転位置との偏差を0に一致させるように制
御周期毎に等価モデルの外乱及び回転速度を修正し、修
正された外乱を制動力として推定する。
If the wheel acceleration (dω / dt) is detected and the brake torque T B is obtained based on the wheel cylinder pressure applied to the brake disc, the braking force F can be estimated based on the equation (15). Specifically, a dynamic model equivalent to equation (15) in which the driving torque of the wheel obtained from the accelerator opening and the braking force F as a disturbance acts on the wheel is configured as an observer. In this observer, (15)
The disturbance and the rotation speed of the equivalent model are corrected for each control cycle so that the deviation between the rotation position obtained by second-order integration of the equation and the actually detected rotation position matches 0, and the corrected disturbance is Estimated as braking force.

【0079】また、微小ゲイン演算部36は、平均ブレ
ーキ圧の回りに車体と車輪と路面とから構成される振動
系の共振周波数ω∞((3) 式)でブレーキ圧を微小励振
したときの、車輪速度Vw の共振周波数ω∞の微小振幅
(車輪速微小振幅ωwv)を検出する車輪速微小振幅検出
部40と、共振周波数ω∞のブレーキ圧の微小振幅P v
を検出するブレーキ圧微小振幅検出部42と、検出され
た車輪速微小振幅ωwvをブレーキ圧微小振幅Pv で除算
することにより微小ゲインGd を出力する除算器44
と、から構成される。
Further, the fine gain calculation section 36 is arranged to
-Vibration composed of vehicle body, wheels, and road surface around pressure
Micro-excitation of brake pressure with system resonance frequency ω∞ (Equation (3))
Wheel speed V whenwResonance frequency of ω ∞ Small amplitude
(Wheel speed minute amplitude ωwv) Wheel speed minute amplitude detection
And the minute amplitude P of the brake pressure at the resonance frequency ω∞ v
Brake pressure minute amplitude detecting section 42 for detecting
Wheel speed minute amplitude ωwvBrake pressure small amplitude PvDivide by
By setting a small gain GdDivider 44 for outputting
It consists of and.

【0080】このうち車輪速微小振幅検出部40は、共
振周波数ω∞の振動成分を抽出するフィルタ処理を行う
演算部として実現できる。例えば、この振動系の共振周
波数ω∞が40[Hz]程度であるので、制御性を考慮
して1周期を24[ms]、約41.7[Hz]に取
り、この周波数を中心周波数とするバンドパスフィルタ
を設け、このフィルタ出力を全波整流、直流平滑化する
ことにより車輪速微小振幅を出力する。また、周期の整
数倍、例えば1周期の24[ms]、2周期の48[m
s]の時系列データを連続的に取り込み、41.7[H
z]の単位正弦波、単位余弦波との相関を求めることに
よっても実現できる。
Of these, the wheel speed minute amplitude detection section 40 can be realized as a calculation section for performing a filter process for extracting a vibration component of the resonance frequency ω∞. For example, since the resonance frequency ω ∞ of this vibration system is about 40 [Hz], one cycle is set to 24 [ms] and about 41.7 [Hz] in consideration of controllability, and this frequency is set as the center frequency. A band pass filter is provided, and the output of this filter is subjected to full-wave rectification and DC smoothing to output a small wheel speed amplitude. In addition, an integral multiple of the cycle, for example, one cycle of 24 [ms] and two cycles of 48 [m
[s] time series data is continuously taken in, and 41.7 [H
It can also be realized by obtaining the correlation with the unit sine wave and the unit cosine wave of z].

【0081】ここで、平均ブレーキ圧Pm の回りに共振
周波数のブレーキ圧微小振幅Pv を印加する微小励振手
段について説明する。まず、平均ブレーキ圧指令及び微
小励振指令を実際の車輪への制動トルクに変換する部分
(バルブ制御系)は、図18に示すように、マスタシリ
ンダ48、制御バルブ52、ホイールシリンダ56、リ
ザーバー58及びオイルポンプ60を備えている。
[0081] Here, a description will be given small excitation means for applying a brake pressure differential small amplitude P v of the resonance frequency around the mean braking pressure P m. First, as shown in FIG. 18, the portion (valve control system) that converts the average brake pressure command and the minute excitation command into the braking torque for the actual wheel is a master cylinder 48, a control valve 52, a wheel cylinder 56, and a reservoir 58. And an oil pump 60.

【0082】このうちブレーキペダル46は、ブレーキ
ペダル46の踏力に応じて増圧するマスタシリンダ48
を介して制御バルブ52の増圧バルブ50へ接続されて
いる。また、制御バルブ52は、減圧バルブ54を介し
て低圧源としてのリザーバー58へ接続されている。さ
らに、制御バルブ52には、該制御バルブによって供給
されたブレーキ圧をブレーキディスクに加えるためのホ
イールシリンダ56が接続されている。この制御バルブ
52は、入力されたバルブ動作指令に基づいて増圧バル
ブ50及び減圧バルブ54の開閉を制御する。
Of these, the brake pedal 46 is a master cylinder 48 whose pressure is increased according to the pedaling force of the brake pedal 46.
It is connected to the pressure increasing valve 50 of the control valve 52 via. Further, the control valve 52 is connected to a reservoir 58 as a low pressure source via a pressure reducing valve 54. Furthermore, the control valve 52 is connected to a wheel cylinder 56 for applying the brake pressure supplied by the control valve to the brake disc. The control valve 52 controls opening / closing of the pressure increasing valve 50 and the pressure reducing valve 54 based on the input valve operation command.

【0083】なお、この制御バルブ52が増圧バルブ5
0のみを開くように制御されると、ホイールシリンダ5
6の油圧(ホイールシリンダ圧)は、ドライバがブレー
キペダル46を踏み込むことによって得られる圧力に比
例したマスタシリンダ48の油圧(マスタシリンダ圧)
まで上昇する。逆に減圧バルブ54のみを開くように制
御されると、ホイールシリンダ圧は、ほぼ大気圧のリザ
ーバ58の圧力(リザーバ圧)まで減少する。また、両
方のバルブを閉じるように制御されると、ホイールシリ
ンダ圧は保持される。
The control valve 52 is the pressure increasing valve 5.
When controlled to open only 0, wheel cylinder 5
The hydraulic pressure of 6 (wheel cylinder pressure) is proportional to the hydraulic pressure of the master cylinder 48 (master cylinder pressure) obtained by the driver depressing the brake pedal 46.
Rise to. On the contrary, when the pressure reducing valve 54 is controlled to open only, the wheel cylinder pressure is reduced to almost the atmospheric pressure of the reservoir 58 (reservoir pressure). Further, when both valves are controlled to be closed, the wheel cylinder pressure is maintained.

【0084】ホイールシリンダ56によりブレーキディ
スクに加えられるブレーキ力(ホイールシリンダ圧に相
当)は、マスタシリンダ48の高油圧が供給される増圧
時間、リザーバー58の低油圧が供給される減圧時間、
及び供給油圧が保持される保持時間の比率と、圧力セン
サ等により検出されたマスタシリンダ圧及びリザーバー
圧とから求められる。
The braking force (corresponding to the wheel cylinder pressure) applied to the brake disc by the wheel cylinders 56 is the pressure increasing time during which the high hydraulic pressure of the master cylinder 48 is supplied, the pressure decreasing time during which the low hydraulic pressure of the reservoir 58 is supplied,
And the ratio of the holding time for which the supplied hydraulic pressure is held, and the master cylinder pressure and the reservoir pressure detected by the pressure sensor or the like.

【0085】従って、制御バルブ52の増減圧時間をマ
スタシリンダ圧に応じて制御することにより、所望のブ
レーキトルクを実現することができる。そして、ブレー
キ圧の微小励振は、平均ブレーキ力を実現する制御バル
ブ52の増減圧制御と同時に共振周波数に対応した周期
で増圧減圧制御を行うことにより可能となる。
Therefore, by controlling the pressure increasing / decreasing time of the control valve 52 according to the master cylinder pressure, a desired brake torque can be realized. Then, the minute excitation of the brake pressure can be performed by simultaneously performing the pressure increasing / decreasing control of the control valve 52 for realizing the average braking force and the pressure increasing / decreasing control at a cycle corresponding to the resonance frequency.

【0086】具体的な制御の内容として、図19に示す
ように、微小励振の周期(例えば24[ms])の半周
期T/2毎に増圧と減圧のそれぞれのモードを切り替
え、バルブへの増減圧指令は、モード切り替えの瞬間か
ら増圧時間ti 、減圧時間trのそれぞれの時間分だけ
増圧・減圧指令を出力し、残りの時間は、保持指令を出
力する。平均ブレーキ力は、マスタシリンダ圧に応じた
増圧時間ti と減圧時間tr との比によって定まると共
に、共振周波数に対応した半周期T/2毎の増圧・減圧
モードの切り替えによって、平均ブレーキ力の回りに微
小振動が印加される。
As a concrete content of control, as shown in FIG. 19, each mode of pressure increase and pressure decrease is switched every half cycle T / 2 of the cycle of minute excitation (for example, 24 [ms]), and the valve is turned on. decrease pressure command, the moment between the pressure boosting t i of mode switching, and outputs the respective just time period the pressure increase, pressure reduction command decompression time t r, the rest of the time, and outputs the held command. The average braking force, as well as determined by the ratio of the pressure increasing time t i corresponding to the master cylinder pressure and the decompression time t r, by switching the pressure-increasing-decreasing mode of the half period T / every 2 corresponding to the resonance frequency, the average Small vibrations are applied around the braking force.

【0087】なお、ブレーキ圧微小振幅Pv は、マスタ
シリンダ圧、図19に示したバルブの増圧時間ti の長
さ、及び減圧時間tr の長さによって所定の関係で定ま
るので、図15のブレーキ圧微小振幅検出部42は、マ
スタシリンダ圧、増圧時間t i 及び減圧時間tr からブ
レーキ圧微小振幅Pv を出力するテーブルとして構成す
ることができる。
The brake pressure minute amplitude PvIs the master
Cylinder pressure, valve pressure increase time t shown in FIG.iThe long
And decompression time trDepending on the length of the
Therefore, the brake pressure minute amplitude detection unit 42 in FIG.
Star cylinder pressure, pressure increase time t iAnd decompression time trKarabu
Rake pressure small amplitude PvAs a table that outputs
You can

【0088】さらに、第1の実施の形態の路面状態演算
装置10には、図14に示すようなピークμ検索部61
を備えることができる。このピークμ検索部61は、路
面状態毎のピークμ値及びピークμを与えるスリップ率
のデータを格納するメモリ64と、該データの路面状態
毎のアドレスを示すアドレステーブル63に基づいてメ
モリ61のデータを検索するデータ検索部62と、から
構成される。
Further, in the road surface state computing device 10 of the first embodiment, the peak μ search unit 61 as shown in FIG.
Can be provided. The peak μ search unit 61 stores the peak μ value and the slip ratio data for giving the peak μ for each road surface condition, and the address table 63 showing the address of the data for each road condition based on the memory 61. And a data search unit 62 for searching data.

【0089】次に、第1の実施の形態の作用を説明す
る。車速検出部26により検出された車体速度V及び制
動力検出部34により検出された制動力Pc が、路面状
態演算装置10の各変換部12、14、16に入力され
ると、各変換部は、それぞれに与えられた∂μ/∂Δv
テーブルにより、入力された2つの検出値を変換し、こ
れらの検出値に対応する微小ゲインGd1、G d2、Gd3
それぞれ出力する。
Next, the operation of the first embodiment will be described.
It The vehicle speed V detected by the vehicle speed detector 26 and the control
Braking force P detected by power detector 34cBut the road surface
It is input to each conversion unit 12, 14, 16 of the state calculation device 10.
Then, each conversion unit is assigned to each ∂μ / ∂Δv
With the table, the two input detection values are converted and
Micro gain G corresponding to these detected valuesd1, G d2, Gd3To
Output each.

【0090】変換された微小ゲインGd1、Gd2、Gd3
共に、微小ゲイン演算部36により演算された微小ゲイ
ンGd が、差分器18、19、20にそれぞれ入力され
ると、これらの差分器は、差分Gd −Gd1、Gd
d2、Gd −Gd3をそれぞれ演算し、最小値選択部24
に出力する。
When the minute gains G d1 , G d2 , and G d3 that have been converted and the minute gains G d calculated by the minute gain calculator 36 are input to the differentiators 18, 19 and 20, respectively, these differences are calculated. The difference is G d −G d1 , G d
G d2 and G d −G d3 are respectively calculated, and the minimum value selection unit 24
Output to.

【0091】最小値選択部24では、演算された差分の
中から最も絶対値の小さい差分を選択し、選択された最
小差分値を与えた変換部を特定する。そして、この特定
された変換部に対応する路面状態を所定形式の情報コー
ドなどで出力する。この形式により表された情報コード
は、Dry,Snow,Iceのいずれかに対応するもので、路面状
態演算装置10が適用された車両の制御部が認識可能な
形式で表される。例えば、Gd −Gd3が最小値となった
場合、路面状態が”Ice ”の情報コードを出力する。車
体速度、制動力、及び微小ゲインの間の相互関係を示す
∂μ/∂Δvテーブルは、路面μ特性を的確に示すもの
であるので、本実施の形態のように∂μ/∂Δvテーブ
ルが示す各車輪挙動量の関係と、実際の検出値の間の関
係とを比較することにより、路面状態をきわめて正確に
求めることができる。また、本実施の形態では、振動系
の共振特性に基づき摩擦状態を敏感に表す微小ゲインG
d を用いているので、他の車輪挙動量を用いた場合と比
較して、より正確に路面状態を求めることが可能とな
る。
The minimum value selection unit 24 selects the difference with the smallest absolute value from the calculated differences, and specifies the conversion unit that gave the selected minimum difference value. Then, the road surface state corresponding to the specified conversion unit is output as an information code in a predetermined format. The information code represented in this format corresponds to any of Dry, Snow, and Ice, and is represented in a format that can be recognized by the control unit of the vehicle to which the road surface state calculation device 10 is applied. For example, if the G d -G d3 becomes the minimum value, the road surface condition is to output the information code of "Ice". Since the ∂μ / ∂Δv table showing the mutual relationship among the vehicle speed, the braking force, and the minute gain accurately shows the road surface μ characteristic, the ∂μ / ∂Δv table can be obtained as in the present embodiment. By comparing the relationship between the wheel behavior amounts shown and the relationship between the actual detected values, the road surface condition can be obtained extremely accurately. Further, in the present embodiment, the minute gain G that sensitively represents the friction state based on the resonance characteristic of the vibration system.
Since d is used, it is possible to more accurately obtain the road surface condition as compared with the case where other wheel behavior quantities are used.

【0092】また、ピークμ検索部61では、データ検
索部62が、最小値選択部24により出力された路面状
態の情報コードを解釈し、アドレステーブル63から、
該情報コードに対応するアドレスを読み出す。そして、
データ検索部62は、メモリ64の該当アドレスのピー
クμ値及びスリップ率を検索し、出力する。すなわち、
出力されたデータは、現在走行中の路面のピークμ値、
及び当該路面でピークμを与えるスリップ率となる。
In the peak μ search unit 61, the data search unit 62 interprets the road surface state information code output by the minimum value selection unit 24, and from the address table 63,
The address corresponding to the information code is read. And
The data search unit 62 searches and outputs the peak μ value and the slip ratio of the corresponding address in the memory 64. That is,
The output data is the peak μ value of the currently running road surface,
And the slip ratio that gives the peak μ on the road surface.

【0093】以上のように本実施の形態では、現在走行
中の路面の路面状態やピークμ値を正確に求めることが
できるので、VSC、ABS、TRC等の車両の安定化
制御やドライバへの警告などに、この演算結果を用いる
ことにより、路面状態に係わらず安全な走行が可能とな
る。
As described above, according to the present embodiment, the road surface condition and the peak μ value of the road surface on which the vehicle is currently traveling can be accurately obtained. Therefore, the stabilization control of the vehicle such as VSC, ABS, TRC and the like to the driver can be performed. By using this calculation result for a warning or the like, safe traveling can be performed regardless of the road surface condition.

【0094】なお、図10の例では、車体速度、制動
力、及び微小ゲインを車輪挙動量として用いたが、本発
明は、これに限定されるものではない。例えば、図11
のように構成することも可能である。
In the example of FIG. 10, the vehicle body speed, the braking force, and the minute gain are used as the wheel behavior amount, but the present invention is not limited to this. For example, in FIG.
It is also possible to configure as follows.

【0095】図11では、制動力の代わりにスリップ速
度を車輪挙動量の1つに用いている。このため、図11
の変換部13、15、17では、車体速度とスリップ速
度と微小ゲインとの関係を示す∂μ/∂Δvテーブルを
各々備えている。そして、制動力検出部34の代わり
に、車輪速センサ28が検出した車輪速度と制動開始車
速決定部32が決定した車体速度とからスリップ速度を
演算するスリップ速度算出器38を有し、該スリップ速
度算出器38を、変換部13、15、17に各々接続し
ている。
In FIG. 11, the slip speed is used as one of the wheel behavior quantities instead of the braking force. Therefore, FIG.
The conversion units 13, 15, and 17 are each provided with a ∂μ / ∂Δv table showing the relationship among the vehicle body speed, the slip speed, and the minute gain. Then, instead of the braking force detection unit 34, a slip speed calculator 38 that calculates a slip speed from the wheel speed detected by the wheel speed sensor 28 and the vehicle body speed determined by the braking start vehicle speed determination unit 32 is provided, and the slip The speed calculator 38 is connected to the conversion units 13, 15, and 17, respectively.

【0096】図11の構成においても、スリップ速度、
車体速度、及び微小ゲインから路面μ特性を表すことが
できるので、正確に路面状態を演算することができる。
また、制動力検出部34を省略し、その代わりに簡単な
演算器で構成できるスリップ速度算出器を備えるだけで
良いので、装置全体を簡単にすることができる。 (第2の実施の形態)図12には、図3の構成を具体化
した、本発明の第2の実施の形態に係る路面状態演算装
置の構成ブロック図が示されている。なお、第1の実施
の形態と同様の構成部については、同一の符号を付して
詳細な説明を省略する。
Also in the configuration of FIG. 11, the slip speed,
Since the road surface μ characteristic can be expressed from the vehicle speed and the minute gain, the road surface state can be accurately calculated.
Further, since the braking force detection unit 34 may be omitted and a slip speed calculator configured by a simple arithmetic unit may be provided instead of the braking force detection unit 34, the entire apparatus can be simplified. (Second Embodiment) FIG. 12 is a block diagram showing the configuration of a road surface state calculating device according to a second embodiment of the present invention, which embodies the configuration of FIG. The same components as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals and detailed description thereof will be omitted.

【0097】図12に示すように、第2の実施の形態に
係る路面状態演算装置10bは、車輪速センサ65によ
り検出された車輪速度Vw と制動力検出部34により検
出された制動力Pc とから車体速度Vを演算する車速演
算部70、及びこの車速演算部70により演算された車
体速度Vと検出された制動力Pc と微小ゲインGd とか
ら路面状態を演算する路面状態演算部80から構成され
る。
As shown in FIG. 12, the road surface state computing device 10b according to the second embodiment includes the wheel speed V w detected by the wheel speed sensor 65 and the braking force P detected by the braking force detector 34. A vehicle speed calculation unit 70 that calculates the vehicle body speed V from c and a road surface state calculation that calculates the road surface state from the vehicle body speed V calculated by the vehicle speed calculation unit 70, the detected braking force P c, and the minute gain G d. It is composed of the unit 80.

【0098】このうち車速演算部70は、一定のスリッ
プ速度毎(0.1m/s,0.4m/s,0.8m/s,.....)に制動力と微
小ゲインとの関係を示すΔvテーブルをそれぞれ記憶し
ている変換部71、72、73、.....を備えてい
る。
Of these, the vehicle speed calculation unit 70 shows Δv indicating the relationship between the braking force and the minute gain for each constant slip speed (0.1 m / s, 0.4 m / s, 0.8 m / s, ...). The conversion units 71, 72, 73 ,. . . . . Is equipped with.

【0099】この変換部71、72、73、...は、
検出された制動力を入力したときに、内部に記憶されて
いる図示のような関数関係のΔvテーブル(図6
(a)、(b)参照)に基づいて、この入力値に対応す
る微小ゲインGd1、Gd2、Gd3、.....(図12で
は、推定を示す∧付;以下、∧を省略)をそれぞれ出力
する。
The conversion units 71, 72, 73 ,. . . Is
When the detected braking force is input, the Δv table (FIG.
(A) and (b)), the minute gains G d1 , G d2 , G d3 ,. . . . . (In FIG. 12, ∧ indicating estimation; hereinafter, ∧ is omitted) is output.

【0100】また、車速演算部70は、該装置に入力さ
れた微小ゲインの検出値Gd から、変換部71、72、
73、.....により変換された微小ゲインGd1、G
d2、Gd3、....をそれぞれ減算することにより、差
分Gd −Gd1、Gd −Gd2、Gd −Gd3、....を各
々演算する差分器74、75、76を備えている。
Further, the vehicle speed calculation unit 70 converts the detection value G d of the minute gain input to the device into the conversion units 71, 72,
73 ,. . . . . Micro gains G d1 , G converted by
d2 , G d3 ,. . . . By subtracting from each other, the differences G d −G d1 , G d −G d2 , G d −G d3 ,. . . . Is provided with differentiators 74, 75 and 76, respectively.

【0101】さらに、車速演算部70は、差分器74、
75、76、...により演算された各差分の絶対値の
中から最小値を選択する最小値選択部77を備えてい
る。この最小値選択部77は、最小値を与えた微小ゲイ
ンを出力した変換部を特定し、この変換部に対応するス
リップ速度Δvを出力する。
Further, the vehicle speed calculation unit 70 includes a difference unit 74,
75, 76 ,. . . The minimum value selection unit 77 is provided for selecting the minimum value from the absolute values of the differences calculated by. The minimum value selection unit 77 identifies the conversion unit that has output the minute gain to which the minimum value has been given, and outputs the slip speed Δv corresponding to this conversion unit.

【0102】また、最小値選択部77には、車速算出器
78が接続されている。この車速算出器78は、最小値
選択部77が出力したスリップ速度Δvに、車輪速セン
サ65が検出した車輪速度Vw を加算することにより車
体速度Vを算出する。
A vehicle speed calculator 78 is connected to the minimum value selection unit 77. The vehicle speed calculator 78 calculates the vehicle body speed V by adding the wheel speed V w detected by the wheel speed sensor 65 to the slip speed Δv output by the minimum value selection unit 77.

【0103】なお、図示のように、最小値選択部77が
出力したスリップ速度Δv及び車速算出器78が算出し
た車体速度Vを路面演算装置10b外部に出力すること
も可能である。また、最小値選択部77が出力したスリ
ップ速度Δvを車速算出器78が算出した車体速度Vで
除算することによりスリップ率λを出力する除算器81
を備えることも可能である。
As shown in the figure, the slip speed Δv output by the minimum value selecting unit 77 and the vehicle body speed V calculated by the vehicle speed calculator 78 can be output to the outside of the road surface computing device 10b. Further, a divider 81 that outputs the slip ratio λ by dividing the slip speed Δv output by the minimum value selection unit 77 by the vehicle body speed V calculated by the vehicle speed calculator 78.
It is also possible to provide.

【0104】第2の実施の形態に係る路面状態演算部8
1は、車速検出部26ではなく、車速演算部70が演算
した車体速度を用いる以外、図10の路面状態演算装置
10と同様であるので、詳細な説明を省略する。なお、
この路面状態演算部81を、図11の路面状態演算装置
10のように車速とスリップ速度を用いる構成とし、車
速演算部70により演算された車速Vとスリップ速度Δ
vとを路面状態演算部81に入力するように構成しても
良い。
Road surface condition calculation unit 8 according to the second embodiment
1 is the same as the road surface state calculation device 10 of FIG. 10 except that the vehicle speed calculated by the vehicle speed calculation unit 70 is used instead of the vehicle speed detection unit 26, and thus detailed description thereof will be omitted. In addition,
The road surface condition calculation unit 81 is configured to use the vehicle speed and the slip speed like the road surface condition calculation device 10 of FIG. 11, and the vehicle speed V and the slip speed Δ calculated by the vehicle speed calculation unit 70.
You may comprise so that v and v may be input into the road surface state calculating part 81.

【0105】次に、第2の実施の形態の作用を説明す
る。制動力検出部34により検出された制動力Pc が、
車速演算部70の各変換部71、72、73、...に
入力されると、各変換部は、それぞれに与えられたΔv
テーブルにより、入力された検出値を変換し、検出値に
対応する微小ゲインGd1、Gd2、Gd3、....をそれ
ぞれ出力する。
Next, the operation of the second embodiment will be described. The braking force P c detected by the braking force detector 34 is
Each conversion unit 71, 72, 73, ... Of the vehicle speed calculation unit 70. . . Is input to each of the conversion units,
The input detection value is converted by the table, and the minute gains G d1 , G d2 , G d3 ,. . . . Are output respectively.

【0106】変換された微小ゲインGd1、Gd2
d3、...と共に、微小ゲイン演算部36により演算
された微小ゲインGd が、差分器74、75、7
6、....にそれぞれ入力されると、これらの差分器
は、差分Gd −Gd1、Gd −Gd2、Gd
d3、....をそれぞれ演算し、最小値選択部77に
出力する。
The converted minute gains G d1 , G d2 ,
G d3 ,. . . At the same time, the minute gain G d calculated by the minute gain calculator 36 is calculated by the difference units 74, 75, 7
6 ,. . . . When input to each of the above, these differencers generate differences G d −G d1 , G d −G d2 , and G d −.
G d3 ,. . . . Are calculated and output to the minimum value selection unit 77.

【0107】最小値選択部77では、演算された差分の
中から最も絶対値の小さい差分を選択し、選択された最
小差分値を与えた変換部を特定する。そして、この特定
された変換部に対応するスリップ速度Δvを出力する。
例えば、Gd −Gd2が最小値となった場合、スリップ速
度を、変換部72に対応する0.4m/sとして出力す
る。
The minimum value selection unit 77 selects the difference having the smallest absolute value from the calculated differences, and specifies the conversion unit that has given the selected minimum difference value. Then, the slip speed Δv corresponding to the specified conversion unit is output.
For example, when G d −G d2 is the minimum value, the slip speed is output as 0.4 m / s corresponding to the conversion unit 72.

【0108】そして、車速算出器78が、最小値選択部
77が出力したスリップ速度Δvと、車輪速センサ65
が検出した車輪速度Vw とを加算することにより車速V
を演算し、路面状態演算部80に出力する。路面状態演
算部80では、車速Vと制動力が入力されると、第1の
実施の形態と同様の作用により、現在走行中の路面の路
面状態を演算出力する。
Then, the vehicle speed calculator 78 detects the slip speed Δv output by the minimum value selection unit 77 and the wheel speed sensor 65.
Is added to the wheel speed V w detected by the vehicle speed V
Is calculated and output to the road surface state calculation unit 80. When the vehicle speed V and the braking force are input, the road surface state calculation unit 80 calculates and outputs the road surface state of the currently running road surface by the same operation as that of the first embodiment.

【0109】また、最小値選択部77が出力したスリッ
プ速度Δv及び車速算出器78が算出した車速Vは、装
置外部へ出力されると共に、除算器81によってΔv/
Vが演算され、この演算結果がスリップ率λとして出力
される。
Further, the slip speed Δv output by the minimum value selection unit 77 and the vehicle speed V calculated by the vehicle speed calculator 78 are output to the outside of the apparatus and the divider 81 calculates Δv /
V is calculated, and the calculation result is output as the slip ratio λ.

【0110】このように第2の実施の形態では、車体速
度を車輪挙動量の1つとする∂μ/∂Δvテーブルを有
するにも係わらず、車体速度を直接、検出する必要がな
く、その代わりに車輪速度を検出している。車体速度の
正確な推定は、車輪速度と比較して困難であるので、本
実施の形態のように、Δvテーブルと車輪速度とに基づ
いて車体速度を推定することにより、検出された車体速
度を用いる第1の実施の形態と比べてより正確な路面状
態の演算が可能となる。
As described above, in the second embodiment, it is not necessary to directly detect the vehicle body speed in spite of having the ∂μ / ∂Δv table in which the vehicle body speed is one of the wheel behavior amounts. The wheel speed is detected at. Accurate estimation of the vehicle body speed is difficult as compared with the wheel speed. Therefore, the detected vehicle body speed is calculated by estimating the vehicle body speed based on the Δv table and the wheel speed as in the present embodiment. It is possible to more accurately calculate the road surface state as compared with the first embodiment used.

【0111】特に、図10の車速検出部26の例では、
ブレーキ開始時の車輪速が車速とほぼ等しいという仮定
を用いているため、この仮定が成り立つ範囲でしか正確
に路面状態を演算できないが、本実施の形態では、Δv
テーブルをきめ細かく設定することにより可能な限り正
確な車速を得ることができる。
Particularly, in the example of the vehicle speed detecting unit 26 of FIG.
Since the assumption is made that the wheel speed at the start of braking is almost equal to the vehicle speed, the road surface condition can be accurately calculated only within the range where this assumption holds, but in the present embodiment, Δv
By setting the table finely, the vehicle speed as accurate as possible can be obtained.

【0112】さらに、本実施の形態では、車速を正確に
推定することにより、正確なスリップ率を得ているた
め、このスリップ率を用いて種々の応用が可能となる。
例えば、図20に示すように、路面状態演算装置10b
が演算した路面状態を用いてピークμ検索部61により
当該路面におけるピークμ0 、及びピークμ0 を与える
スリップ率λ0 を検索する。
Further, in the present embodiment, since the accurate slip ratio is obtained by accurately estimating the vehicle speed, various applications are possible using this slip ratio.
For example, as shown in FIG. 20, a road surface state calculation device 10b
Using the road surface condition calculated by, the peak μ search unit 61 searches the peak μ 0 on the road surface and the slip ratio λ 0 that gives the peak μ 0 .

【0113】アンチロックブレーキ制御に応用する場
合、路面状態演算装置10bが演算した現在のスリップ
率λを、検索されたスリップ率λ0 に一致するようにブ
レーキ力を制御する。これにより、路面状態が変わって
もそれに応じてスリップ率λ0の演算値も変化されるの
で、路面状態に係わらず常に安定したアンチロックブレ
ーキ制御が可能となる。
When applied to the anti-lock brake control, the braking force is controlled so that the current slip ratio λ calculated by the road surface condition calculation device 10b matches the retrieved slip ratio λ 0 . As a result, even if the road surface condition changes, the calculated value of the slip ratio λ 0 also changes accordingly, so that stable anti-lock brake control is always possible regardless of the road surface condition.

【0114】また、図20のシステムに、スリップ率に
対する路面μの関係を示す路面μテーブルを路面状態毎
に備え、かつ入力された路面状態に応じた路面μテーブ
ルを選択し、選択されたテーブルにより、演算されたス
リップ率に対応するμ値を出力する路面μ演算部82を
用意しても良い。
Further, the system of FIG. 20 is provided with a road surface μ table showing the relationship of the road surface μ with respect to the slip ratio for each road surface state, and a road surface μ table is selected according to the input road surface state, and the selected table is selected. Therefore, the road surface μ calculating unit 82 that outputs the μ value corresponding to the calculated slip ratio may be prepared.

【0115】この路面μ演算部82により、現在走行中
の路面の路面μ値が得られると、この路面μ値と、当該
路面におけるピークμ0 値とを比較することにより、現
在の摩擦状態が路面μ特性のどの領域にあるかを推定す
ることができる。
When the road surface μ calculation unit 82 obtains the road surface μ value of the road surface on which the vehicle is currently traveling, the current frictional state is determined by comparing the road surface μ value with the peak μ 0 value on the road surface. It is possible to estimate in which region of the road surface μ characteristic.

【0116】この摩擦状態を表すパラメータとして、例
えば、μ0 −μを用いることができる。このパラメータ
(μ0 −μ)が負値となったとき、車輪のロックのおそ
れがあるので、ドライバにその旨を伝達する警告を発す
るシステムを構成することにより、安全運転が可能とな
る。なお、このような摩擦状態を表すパラメータとし
て、λ0 −λを用いても良い。
As a parameter representing this frictional state, for example, μ 0 −μ can be used. When this parameter (μ 0 −μ) has a negative value, the wheels may be locked. Therefore, by configuring a system that issues a warning to that effect to the driver, safe driving becomes possible. Note that λ 0 −λ may be used as a parameter representing such a frictional state.

【0117】本実施の形態では、路面状態のみならず、
ピークμ値や現在の摩擦状態がわかるので、車輪の持つ
限界値がより明らかとなり、これらのパラメータを用い
ることにより、車両安定化制御において制御ゲインの変
更、制御目標値の設定を行うことにより、より安定な制
御を実現することができる。 (第3の実施の形態)図13には、図8の構成を具体化
した、本発明の第3の実施の形態に係る路面状態演算装
置の構成ブロック図が示されている。なお、第1及び第
2の実施の形態と同様の構成部については、同一の符号
を付して詳細な説明を省略する。
In the present embodiment, not only the road surface condition but also
Since the peak μ value and the current friction state can be known, the limit values of the wheels become clearer, and by using these parameters, by changing the control gain and setting the control target value in vehicle stabilization control, More stable control can be realized. (Third Embodiment) FIG. 13 is a block diagram showing the configuration of a road surface state calculating device according to a third embodiment of the present invention, which is a concrete example of the configuration of FIG. The same components as those in the first and second embodiments are designated by the same reference numerals and detailed description thereof will be omitted.

【0118】図13に示すように、第3の実施の形態に
係る路面状態演算装置10cは、検出された車輪速度V
w 、微小ゲインGd 、及び制動力Pc により路面状態及
び車速Vを演算する路面演算部83と、演算された路面
状態及び車速により現在走行中の路面の最大制動力を演
算する最大制動力選択部84と、演算された最大制動力
から検出された制動力を減算することにより制動力の余
裕度ΔPc を出力する減算器89と、から構成される。
なお、この制動力の余裕度ΔPc は、各車輪毎に演算さ
れる。
As shown in FIG. 13, the road surface condition calculating device 10c according to the third embodiment is adapted to detect the detected wheel speed V.
A road surface calculation unit 83 that calculates a road surface state and a vehicle speed V based on w , a small gain G d , and a braking force P c , and a maximum braking force that calculates a maximum braking force on a currently running road surface based on the calculated road surface state and a vehicle speed. The selector 84 and a subtracter 89 that outputs the braking force margin ΔP c by subtracting the detected braking force from the calculated maximum braking force.
The braking force margin ΔP c is calculated for each wheel.

【0119】このうち最大制動力選択部84では、路面
状態毎に、各車速について最大制動力を与える最大制動
力テーブル(図9(a)、(b)参照)を有する変換部
85、86、87を備えている。これらの変換部は、最
大制動力テーブルに基づいて、入力された車速Vに対応
する最大制動力をそれぞれ求めると共に、求めた各最大
制動力を、後段のテーブル選択部88に出力する。この
テーブル選択部88は、演算された路面状態に対応する
変換部により変換された最大制動力のみを選択して出力
する。
Of these, the maximum braking force selection unit 84 has conversion units 85, 86 having a maximum braking force table (see FIGS. 9A and 9B) that gives the maximum braking force for each vehicle speed for each road surface condition. Equipped with 87. These converters respectively calculate the maximum braking forces corresponding to the input vehicle speed V based on the maximum braking force table, and output the obtained maximum braking forces to the table selecting unit 88 in the subsequent stage. The table selection unit 88 selects and outputs only the maximum braking force converted by the conversion unit corresponding to the calculated road surface state.

【0120】また、路面演算部83は、図12の路面状
態演算装置10bと同様に構成することができる。
The road surface calculation unit 83 can be constructed similarly to the road surface state calculation device 10b shown in FIG.

【0121】次に、第3の実施の形態の作用を説明す
る。第3の実施の形態では、各車輪毎に制動力の余裕度
ΔPc を演算するので、例えば、余裕度の高い車輪に大
きいブレーキ力や駆動トルクを分配し、各車輪の制動力
を均一にする制御を行うことにより、スピン等を防止
し、より安定した車両走行を実現することができる。
Next, the operation of the third embodiment will be described. In the third embodiment, the braking force allowance ΔP c is calculated for each wheel. Therefore, for example, a large braking force or drive torque is distributed to the wheels having a high allowance so that the braking force of each wheel is made uniform. By performing such control, spin or the like can be prevented and more stable vehicle traveling can be realized.

【0122】以上が本発明の各実施の形態であるが、本
発明は、上記例にのみ限定されるものではなく、本発明
の要旨を逸脱しない範囲内において任意好適に変更可能
である。
The above is the respective embodiments of the present invention, but the present invention is not limited to the above-mentioned examples, and can be suitably changed within a range not departing from the gist of the present invention.

【0123】例えば、実施の形態では、路面状態を、乾
燥路面、雪路面、氷路面の3種類に分類したが、他の種
類の路面、例えば、じゃり道、砂路面、雨路面等のよう
な路面を演算したり、3種類より多い路面状態を、もっ
ときめ細かく演算することもできる。
For example, in the embodiment, the road surface condition is classified into three types, that is, a dry road surface, a snow road surface, and an ice road surface. However, other types of road surface, such as a jagged road, a sand road surface, and a rain road surface, are used. It is also possible to calculate the road surface or to calculate more than three types of road surface states in more detail.

【0124】また、図10、図11では、車体速度と制
動力を各テーブルにより微小ゲインに変換し、この微小
ゲインの変換値と検出値とを比較したが、微小ゲインと
車体速度、或いは微小ゲインと制動力を各テーブルによ
り制動力或いは車体速度に変換し、この変換値と、同じ
車輪挙動量の検出値とを比較することにより路面状態を
演算することも可能である。また、図12のΔvテーブ
ルについても同様である。
Further, in FIGS. 10 and 11, the vehicle speed and the braking force are converted into a minute gain by each table and the conversion value of this minute gain and the detected value are compared. It is also possible to calculate the road surface condition by converting the gain and the braking force into the braking force or the vehicle body speed by each table and comparing the converted value with the detected value of the same wheel behavior amount. The same applies to the Δv table in FIG.

【0125】また、実施の形態では、路面μ勾配を表す
ものとして微小ゲインを用いたが、制動トルク勾配など
を用いても良い。
Further, in the embodiment, the minute gain is used to represent the road surface μ gradient, but a braking torque gradient or the like may be used.

【0126】[0126]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
路面μ特性を表す複数の車輪挙動量の間の相互関係と、
複数の車輪挙動量の検出値とに基づいて、正確な路面状
態が演算できると共に、演算された路面状態に基づいて
車両安定化制御をより正確に行うことができる、という
優れた効果が得られる。
As described above, according to the present invention,
The interrelationship between a plurality of wheel behavior quantities that represent road surface μ characteristics,
An excellent effect that an accurate road surface state can be calculated based on the detected values of the plurality of wheel behavior amounts and that the vehicle stabilization control can be performed more accurately based on the calculated road surface state is obtained. .

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

【図1】本発明の路面状態演算装置の概略構成(第1の
実施の形態に対応)を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration (corresponding to the first embodiment) of a road surface state computing device of the present invention.

【図2】路面μ特性を表す車輪挙動量の相互関係を示す
グラフであって、(a)はスリップ率と路面μとの関
係、(b)はスリップ率と制動力との関係、(c)は各
車速毎の制動力と路面μ勾配Gd との関係を示す。
2A and 2B are graphs showing a mutual relationship between wheel behavior amounts representing road surface μ characteristics, where FIG. 2A is a relationship between a slip ratio and a road surface μ, FIG. 2B is a relationship between a slip ratio and a braking force, and FIG. ) Indicates the relationship between the braking force for each vehicle speed and the road surface μ gradient G d .

【図3】本発明の路面状態演算装置の概略構成(第2の
実施の形態に対応)を示すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram showing a schematic configuration (corresponding to the second embodiment) of a road surface state computing device of the present invention.

【図4】路面状態及び車速毎の制動力Pc とスリップ速
度Δvとの関係を示すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing a relationship between a braking force P c and a slip speed Δv for each road surface state and vehicle speed.

【図5】路面状態及び車速毎のスリップ速度Δvと路面
μ勾配Gd との関係を示すグラフであって、(a)は乾
燥路面、(b)は雪路面についてのグラフである。
FIG. 5 is a graph showing a relationship between a road surface condition and a slip speed Δv for each vehicle speed and a road surface μ gradient G d , where (a) is a dry road surface and (b) is a snow road surface.

【図6】スリップ速度Δvをパラメータとした場合の制
動力Pc と路面μ勾配Gd との関係を各車速毎に示した
グラフであって、(a)は乾燥路面、(b)は雪路面に
ついてのグラフである。
FIG. 6 is a graph showing the relationship between the braking force P c and the road surface μ gradient G d when the slip speed Δv is used as a parameter for each vehicle speed, where (a) is a dry road surface and (b) is snow. It is a graph about a road surface.

【図7】図6に基づいて、車速及び路面状態毎に制動力
c と路面μ勾配Gd との関係を求めたグラフであっ
て、(a)は車速V=20km/h、(b)は車速V=
40km/h、(c)は車速V=60km/hの場合に
ついてのグラフである。
7 is a graph showing the relationship between the braking force P c and the road surface μ gradient G d for each vehicle speed and road surface state based on FIG. 6, where (a) is vehicle speed V = 20 km / h, (b) ) Is the vehicle speed V =
40 km / h, (c) is a graph when the vehicle speed V = 60 km / h.

【図8】本発明の路面状態演算装置の概略構成(第3の
実施の形態に対応)を示すブロック図である。
FIG. 8 is a block diagram showing a schematic configuration (corresponding to the third embodiment) of a road surface state computing device of the present invention.

【図9】車速及び路面状態毎に最大制動力を示すグラフ
であって、(a)は車速V=40km/h、(b)は車
速V=60km/hについてのグラフである。
FIG. 9 is a graph showing the maximum braking force for each vehicle speed and road surface state, where (a) is a vehicle speed V = 40 km / h and (b) is a vehicle speed V = 60 km / h graph.

【図10】本発明の第1の実施の形態に係る路面状態演
算装置の構成(第1例)を示すブロック図である。
FIG. 10 is a block diagram showing a configuration (first example) of a road surface state calculating device according to the first embodiment of the present invention.

【図11】本発明の第1の実施の形態に係る路面状態演
算装置の構成(第2例)を示すブロック図である。
FIG. 11 is a block diagram showing a configuration (second example) of a road surface state calculating device according to the first embodiment of the present invention.

【図12】本発明の第2の実施の形態に係る路面状態演
算装置の構成を示すブロック図である。
FIG. 12 is a block diagram showing a configuration of a road surface state calculating device according to a second embodiment of the present invention.

【図13】本発明の第3の実施の形態に係る路面状態演
算装置の構成を示すブロック図である。
FIG. 13 is a block diagram showing a configuration of a road surface state calculating device according to a third embodiment of the present invention.

【図14】本発明の実施の形態に係るピークμ検索部の
構成を示すブロック図である。
FIG. 14 is a block diagram showing a configuration of a peak μ search unit according to the embodiment of the present invention.

【図15】本発明の実施の形態に係る微小ゲイン演算部
の構成を示すブロック図である。
FIG. 15 is a block diagram showing a configuration of a minute gain calculation unit according to the embodiment of the present invention.

【図16】車輪と車体と路面とから構成される振動系の
等価モデルを示す図である。
FIG. 16 is a diagram showing an equivalent model of a vibration system including wheels, a vehicle body, and a road surface.

【図17】スリップ速度に対する摩擦係数μの変化特性
を示すと共に、微小ゲインが制動トルク勾配と等価であ
ることを説明するため、微小振動の中心の回りのμの変
化が直線で近似できることを示す図である。
FIG. 17 shows a change characteristic of a friction coefficient μ with respect to a slip speed and shows that a change in μ around a center of a minute vibration can be approximated by a straight line in order to explain that a minute gain is equivalent to a braking torque gradient. It is a figure.

【図18】ブレーキ部のハードウェア構成を示すブロッ
ク図である。
FIG. 18 is a block diagram showing a hardware configuration of a brake unit.

【図19】ブレーキ圧の微小励振と平均ブレーキ力の制
御を同時に行う場合の制御バルブへの指令を示す図であ
る。
FIG. 19 is a diagram showing a command to a control valve in the case of simultaneously performing minute excitation of brake pressure and control of average braking force.

【図20】本発明の第2の実施の形態で、演算された路
面状態及びスリップ率から摩擦状態を示すパラメータを
求める場合のシステム構成例を示す図である。
FIG. 20 is a diagram showing an example of a system configuration when a parameter indicating a frictional state is obtained from the calculated road surface state and slip ratio in the second embodiment of the present invention.

【図21】タイヤと路面との間の摩擦係数μのスリップ
率Sに対する特性を示す線図である。
FIG. 21 is a diagram showing a characteristic of a friction coefficient μ between a tire and a road surface with respect to a slip ratio S.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 路面状態演算装置 10b 路面状態演算装置 10c 路面状態演算装置 36 微小ゲイン演算部 61 ピークμ検索部 70 車速演算部 84 最大制動力選択部 10 Road surface condition calculation device 10b Road surface condition calculation device 10c Road surface condition calculation device 36 Micro gain calculator 61 Peak μ search section 70 Vehicle speed calculator 84 Maximum braking force selector

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 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 (56)参考文献 特開 平4−224447(JP,A) 特開 平7−112659(JP,A) 特開 平8−334454(JP,A) 特開 平7−186928(JP,A) 特開 昭62−255284(JP,A) 特開 平1−249559(JP,A) 特開 平8−324414(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B60T 8/00 B60T 8/32 - 8/96 B60R 16/02 G01N 19/02 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Koji Umeno, Nagakute-cho, Aichi-gun, Aichi-gun, Nagakage-ji, 41, Yokochi Central Research Institute Co., Ltd. (72) Eiichi Ono Nagakute-cho, Aichi-gun, Nagakute-machi 1 in Yokojimichi 41 Toyota Central Research Institute Co., Ltd. (56) Reference JP-A-4-224447 (JP, A) JP-A-7-112659 (JP, A) JP-A-8-334454 (JP, A) JP-A-7-186928 (JP, A) JP-A-62-255284 (JP, A) JP-A-1-249559 (JP, A) JP-A-8-324414 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) B60T 8/00 B60T 8/32-8/96 B60R 16/02 G01N 19/02

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 車輪と路面との間の摩擦係数μのスリッ
プ速度に対する特性を表す複数の車輪挙動量の間の相互
関係を路面状態毎に備えた路面状態演算装置であって、 前記相互関係が示される車輪挙動量のうちの1つが、ス
リップ速度に対する摩擦係数μの勾配又は該勾配に関連
した物理量であると共に、複数の車輪挙動量の間の相互関係を示すテーブルをスリ
ップ速度毎に備え、かつ前記複数の車輪挙動量のいずれ
かをスリップ速度毎の前記テーブルによりそれぞれ変換
することにより得られたスリップ速度毎の車輪挙動量の
変換値と、該車輪挙動量と同一量の検出値との比較に基
づいてスリップ速度を演算し、演算されたスリップ速度
入力された複数の車輪挙動量の検出値の少なくともい
ずれかを前記路面状態毎の相互関係によりそれぞれ変
換することにより得られた路面状態毎の車輪挙動量の変
換値と、該車輪挙動量と同一量の検出値との比較に基づ
いて、路面状態を演算出力する路面演算手段、 を有することを特徴とする路面状態演算装置。
1. A road surface state calculating device comprising, for each road surface state, a mutual relationship between a plurality of wheel behavior quantities representing characteristics of a friction coefficient μ between a wheel and a road surface with respect to a slip speed. Is a gradient of the friction coefficient μ with respect to the slip speed or a physical quantity related to the gradient, and a table showing correlations among a plurality of wheel behaviors is displayed.
Is provided for each turn-up speed, and any of the plurality of wheel behavior amounts
Converted by the table for each slip speed
Of the wheel behavior for each slip speed obtained by
Based on the comparison between the converted value and the detected value of the same amount as the wheel behavior amount.
Calculate the slip speed based on the calculated slip speed
A conversion value of the wheel motion amount obtained for each road surface state by a plurality of at least any of the detection value of the wheel motion amount to convert each by correlation for each of the road surface condition that is input with, the wheel motion amount And a road surface state calculating means for calculating and outputting the road surface state based on a comparison with the detected value of the same amount.
【請求項2】 車体と車輪と路面とから構成される振動
系の共振周波数でブレーキ力を微小励振する微小励振手
段と、 をさらに有し、 前記摩擦係数μの勾配に関連した物理量は、 前記微小励振手段によりブレーキ力を微小に励振したと
きのブレーキ力の微小振幅に対する車輪速度の共振周波
数成分の微小振幅の比であることを特徴とする請求項1
記載の路面状態演算装置。
2. A micro-excitation means for micro-exciting a braking force at a resonance frequency of a vibration system composed of a vehicle body, wheels, and a road surface, wherein the physical quantity related to the gradient of the friction coefficient μ is: 2. The ratio of the minute amplitude of the resonance frequency component of the wheel speed to the minute amplitude of the braking force when minutely exciting the braking force by the minute excitation means.
The road surface condition calculation device described.
【請求項3】 車速を検出する車速検出演算手段と、 車輪挙動量を検出する車輪挙動量検出手段と、 路面μ勾配を検出する路面μ勾配検出手段と、 路面μ勾配、車速及び車輪挙動量の関係を路面状態毎に
示したテーブルに基づいて、前記車速検出手段で検出さ
れた車速と、前記車輪挙動量検出手段で検出された車輪
挙動量と、に対応する路面状態毎の路面μ勾配を出力す
る路面μ勾配出力手段と、 前記路面μ検出手段で検出された路面μ勾配と前記路面
μ勾配出力手段から出力された路面状態毎の路面μ勾配
との差が最小となるときの当該路面状態を選択する路面
状態選択手段と、 を備えた路面状態演算装置。
3. A vehicle speed detecting / calculating means for detecting a vehicle speed, a wheel behavior amount detecting means for detecting a wheel behavior amount, a road surface μ gradient detecting means for detecting a road surface μ gradient, a road surface μ gradient, a vehicle speed and a wheel behavior amount. Relationship for each road surface condition
Based on the table shown, it is detected by the vehicle speed detection means.
Vehicle speed and the wheel detected by the wheel movement amount detecting means
Output the road surface μ-gradient for each road surface condition corresponding to the behavior amount
Road surface μ gradient output means, road surface μ gradient detected by the road surface μ detection means and the road surface μ gradient
Road slope μ slope for each road surface state output from μ slope output means
The road surface that selects the relevant road surface condition when the difference between
A road surface condition calculating device comprising a condition selecting means .
【請求項4】 前記車輪挙動量検出手段は、前記車輪挙
動量として制動力を検出し、 前記車速検出手段は、路面μ勾配及び制動力の関係をス
リップ速度毎に示したテーブルに基づいて、前記車輪挙
動量検出手段で検出された制動力に対応するスリップ速
度毎の路面μ勾配を出力する第2の路面μ勾配出力手段
と、前記路面μ検出手段で検出された路面μ勾配と前記
第2の路面μ勾配出力手段から出力されたスリップ速度
毎の路面μ勾配との差が最小となるときの当該スリップ
速度を選択するスリップ速度選択手段と、前記スリップ
選択手段で選択されたスリップ速度に車輪速度を加算す
ることで車速を算出する車速算出手段と、を備えたこと
を特徴とする請求項3記載の路面状態演算装置。
4. The wheel movement amount detecting means is configured to detect the wheel movement.
The braking force is detected as the dynamic amount, and the vehicle speed detecting means detects the relationship between the road surface μ gradient and the braking force.
Based on the table shown for each lip speed,
Slip speed corresponding to the braking force detected by the motion amount detecting means
Second road surface μ gradient output means for outputting the road surface μ gradient for each degree
And the road surface μ gradient detected by the road surface μ detection means and
Slip speed output from the second road μ gradient output means
The slip when the difference from the road surface μ gradient is minimum
Slip speed selecting means for selecting a speed, and the slip
Add the wheel speed to the slip speed selected by the selection means
Vehicle speed calculating means for calculating a vehicle speed by
The road surface state calculation device according to claim 3.
【請求項5】 最大制動力及び車速の関係を路面状態毎
に示したテーブルに基づいて、前記車速検出手段で検出
された車速に対応する路面状態毎の最大制動力を出力す
る最大制動力出力手段と、 前記最大制動力出力手段から出力された路面状態毎の最
大制動力の中から、前記路面状態選択手段で選択された
路面状態に対応する最大制動力を選択する最大制動力選
択手段と、を更に備えたことを特徴とする請求項3また
は4記載の路面状態演算装置。
5. The relationship between the maximum braking force and the vehicle speed is calculated for each road surface condition.
Detected by the vehicle speed detection means based on the table shown in
The maximum braking force for each road surface condition corresponding to the specified vehicle speed is output.
Maximum braking force output means and the maximum braking force output means for each road surface condition output from the maximum braking force output means.
Selected from the large braking force by the road surface condition selection means
Maximum braking force selection to select the maximum braking force corresponding to the road condition
4. The method according to claim 3, further comprising selection means.
Is a road surface condition calculation device described in 4.
【請求項6】 前記最大制動力選択手段で選択された所
定車輪の最大制動力と前記車輪挙動量検出手段で検出さ
れた所定車輪の制動力との差に基づいて、前記所定車輪
の制動力余裕度を演算する制動力余裕度演算手段を更に
備えたことを特徴とする請求項5記載の路面状態演算装
置。
6. A position selected by the maximum braking force selecting means.
The maximum braking force of the constant wheel and the wheel movement amount detection means
The predetermined wheel based on the difference between the braking force of the predetermined wheel
The braking force allowance calculation means for calculating the braking force allowance of
The road surface condition calculating device according to claim 5, further comprising:
Place
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