JP3440791B2 - Road surface condition determination device - Google Patents

Road surface condition determination device

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JP3440791B2
JP3440791B2 JP32160097A JP32160097A JP3440791B2 JP 3440791 B2 JP3440791 B2 JP 3440791B2 JP 32160097 A JP32160097 A JP 32160097A JP 32160097 A JP32160097 A JP 32160097A JP 3440791 B2 JP3440791 B2 JP 3440791B2
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determination device
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克彦 岩▲崎▼
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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、路面状態判定装置
に関し、車両の走行している路面の摩擦係数μ等の路面
状態を判定する路面状態判定装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a road surface condition judging device, and more particularly to a road surface condition judging device for judging a road surface condition such as a friction coefficient μ of a road surface on which a vehicle is traveling.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、ロードノイズに基づいて車両
が走行している路面の状態を判定する路面状態判定装置
が開発されている。例えば、特開平7−156782号
公報には、車輪から発生されるロードノイズを検出し、
この検出されたロードノイズの各周波数成分のパターン
からニューラルネットワークを利用して路面状態を判定
することが記載されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a road surface state determination device for determining the state of a road surface on which a vehicle is traveling based on road noise has been developed. For example, in Japanese Patent Laid-Open No. 7-156782, road noise generated from wheels is detected,
It is described that the road surface condition is determined by using a neural network from the pattern of each frequency component of the detected road noise.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】従来装置は、ロードノ
イズを検出するためにマイクロホンを用いており、周辺
環境によっては他の騒音等の外乱の影響を受けやすい。
このため、マイクロホンの設置位置が制限されるため、
設置位置を決定するのが難しい。また、マイクロホンを
新たにセンサとして付加する必要があることから、構成
部品点数が多くなるという問題があった。
The conventional device uses a microphone to detect road noise, and is easily affected by external noise such as noise depending on the surrounding environment.
Therefore, the installation position of the microphone is limited,
It is difficult to determine the installation position. Further, since it is necessary to add a microphone as a new sensor, there is a problem that the number of constituent parts increases.

【0004】本発明は、上記の点に鑑みなされたもの
で、車輪速信号の周波数解析の結果から路面状態を判定
することにより、騒音等の外乱の影響を受けにくく、正
確な判定を行うことができ、既存の車輪速センサを利用
でき、コストを低く抑えることのできる路面状態判定装
置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above points, and by determining the road surface state from the result of the frequency analysis of the wheel speed signal, it is less susceptible to the influence of disturbance such as noise, and an accurate determination is made. Therefore, it is an object of the present invention to provide a road surface state determination device that can reduce the cost by using the existing wheel speed sensor.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、車輪速を検出する車輪速検出手段と、前記検出され
た車輪速信号の周波数解析を行う解析手段と、前記解析
の結果から所定周波数領域の信号強度に基づいて路面状
態を判定する判定手段とを有する。ここでは、路面状態
に応じて車輪速信号の周波数解析結果が異なることに着
目し、車輪速信号の周波数解析結果の路面状態によって
顕著な違いが現れる周波数帯域で判定を行うため、車輪
の直接的な動きから判定を行っているので、騒音等の外
乱の影響を受けにくく、正確な判定を行うことができ
る。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a wheel speed detecting means for detecting a wheel speed, an analyzing means for performing a frequency analysis of the detected wheel speed signal, and a result of the analysis. And a determination unit that determines the road surface state based on the signal strength in a predetermined frequency region . Here, paying attention to the fact that the frequency analysis result of the wheel speed signal differs depending on the road surface condition, depending on the road surface condition of the frequency analysis result of the wheel speed signal.
Since the determination is performed in the frequency band in which a noticeable difference appears, the determination is performed based on the direct movement of the wheels, so that the determination is not likely to be affected by a disturbance such as noise and an accurate determination can be performed.

【0006】請求項2に記載の発明は、請求項1記載の
路面状態判定装置において、前記判定手段は、所定周波
数以下の信号強度に基づいて路面状態を判定する。この
ため、路面状態によって顕著な違いが現れる周波数帯域
で判定を行うことができ、正確な判定を行うことがで
き、精度が向上する。請求項3に記載の発明は、請求項
1記載の路面状態判定装置において、前記判定手段は、
所定周波数以下で互いに異なる複数の周波数を中心とす
る狭い周波数帯域の信号強度に基づいて路面状態を判定
する。
According to a second aspect of the present invention, in the road surface state determination device according to the first aspect, the determination means determines the road surface state based on a signal strength equal to or lower than a predetermined frequency. Therefore, the determination can be performed in the frequency band in which a significant difference appears depending on the road surface condition, the accurate determination can be performed, and the accuracy is improved. According to a third aspect of the present invention, in the road surface state determination device according to the first aspect, the determination means is
It determines the road surface condition based on the signal strength of the narrowband have frequency bands and centered a plurality of different frequencies from each other at a predetermined frequency or less.

【0007】このため、大きなメモリ容量を必要とせず
簡易的に低コストで判定を行うことができる。請求項4
に記載の発明は、請求項記載の路面状態判定装置にお
いて、前記判定手段は、車輪速によって決まるアンユニ
フォーミティ外乱の基本波及び高調波の信号強度に基づ
いて路面状態を判定する。
Therefore, a large memory capacity is not required
The determination can be made simply and at low cost. Claim 4
The invention according to claim 1 is the road surface condition determining device according to claim 1 , wherein the determining means is an ununique determined by a wheel speed.
The road surface condition is determined based on the signal intensity of the fundamental wave and the harmonic wave of the formiti disturbance .

【0008】タイヤでは車輪速によって定まる所定の周
波数で外乱が現れ信号強度が変化し、路面状態によって
この変化度合いが異なるため、これを利用して路面状態
を判定することが可能となる。請求項5に記載の発明
は、請求項記載の路面状態判定装置において、前記判
定手段は、タイヤの前後方向のバネ振動による車輪の固
有振動周波数と略等しい周波数の信号強度に基づいて路
面状態を判定する。
In a tire, a disturbance appears at a predetermined frequency determined by the wheel speed, the signal strength changes, and the degree of this change varies depending on the road surface condition. Therefore, it is possible to use this to determine the road surface condition. Invention according to claim 5, in road surface condition judging apparatus according to claim 1, wherein said determining means of the wheels by the front-rear direction of the spring vibration of the tire the solid
The road surface condition is determined based on the signal strength of a frequency substantially equal to the vibration frequency .

【0009】車輪の固有振動周波数と略等しい周波数で
は路面状態によって信号強度が変化するため、これを利
用して路面状態を判定することが可能となる。請求項6
に記載の発明は、請求項5記載の路面状態判定装置にお
いて、前記判定手段は、路面外乱の影響だけを受ける周
波数の信号強度に基づき前記車輪の固有振動周波数と略
等しい周波数の信号強度を正規化し、正規化した信号強
度に基づき路面状態を判定する。
At a frequency substantially equal to the natural vibration frequency of the wheels, the signal strength changes depending on the road surface condition, and it is possible to determine the road surface condition by utilizing this. Claim 6
In the road surface condition determination device according to claim 5, the determination means normalizes a signal intensity of a frequency substantially equal to the natural vibration frequency of the wheel based on a signal intensity of a frequency only affected by a road surface disturbance. Then, the road surface condition is determined based on the normalized signal strength.

【0010】路面の凸凹による路面外乱で信号強度が変
化するため、路面外乱の影響だけを受ける周波数の信号
強度に基づき信号強度を正規化することにより、路面外
乱の影響を排除して正確に路面状態を判定することがで
きる。請求項7に記載の発明は、請求項5記載の路面状
態判定装置において、路面の振動情報をナビゲーション
システムで得た走行位置に応じて記憶する記憶手段を有
し、前記判定手段は、前記記憶手段に記憶されている走
行位置に応じた振動情報と車輪の固有振動周波数と略等
しい周波数の信号強度に基づいて路面状態を判定する。
Since the signal strength changes due to the road surface disturbance due to the unevenness of the road surface, the signal strength is normalized based on the signal strength of the frequency that is influenced only by the road surface disturbance, so that the influence of the road surface disturbance can be eliminated and the road surface can be accurately measured. The state can be determined. According to a seventh aspect of the present invention, in the road surface state determination device according to the fifth aspect, navigation information of road surface vibration is provided.
The determination means has a storage means for storing it according to the traveling position obtained by the system, and the determination means has a signal strength of a frequency substantially equal to the vibration information according to the traveling position stored in the storage means and the natural vibration frequency of the wheel. The road surface condition is determined based on.

【0011】路面の凸凹による路面の振動情報を予め記
憶し、走行位置に応じた振動情報と車輪の固有振動周波
数と略等しい周波数の信号強度に基づいて路面状態を判
定するため、路面外乱の影響を排除して正確に路面状態
を判定することができる。請求項8に記載の発明は、請
求項5記載の路面状態判定装置において、車輪速に基づ
き前記判定手段で判定に用いる前記固有振動周波数と略
等しい周波数の信号強度と路面状態との関係を変更する
判定基準変更手段を有する。
The vibration information of the road surface due to the unevenness of the road surface is stored in advance, and the road surface state is judged based on the vibration information according to the traveling position and the signal strength of the frequency substantially equal to the natural vibration frequency of the wheels, so that the influence of the road surface disturbance is determined. Can be eliminated and the road surface condition can be accurately determined. According to an eighth aspect of the present invention, in the road surface state determination device according to the fifth aspect, the natural vibration frequency used for the determination by the determination means based on the wheel speed is approximately
It has a judgment standard changing means for changing the relationship between the signal strength of the same frequency and the road surface condition .

【0012】車輪速によって車輪の固有振動周波数と略
等しい周波数の信号強度が変化するため、車輪速に基づ
き判定基準を変更することで正確に路面状態を判定する
ことができる。請求項9に記載の発明は、請求項5記載
の路面状態判定装置において、タイヤ空気圧に基づき前
記判定手段で判定に用いる前記タイヤの前後方向のバネ
振動による車輪の固有振動周波数と略等しい周波数を変
更する周波数変更手段を有する。
Since the signal strength of the frequency substantially equal to the natural vibration frequency of the wheel changes depending on the wheel speed, the road surface condition can be accurately judged by changing the judgment standard based on the wheel speed. According to a ninth aspect of the present invention, in the road surface state determination device according to the fifth aspect, a spring in the front-rear direction of the tire used for the determination by the determination means based on the tire pressure.
It has frequency changing means for changing the frequency substantially equal to the natural vibration frequency of the wheel due to vibration .

【0013】タイヤ空気圧によって車輪の固有振動周波
数が変化するため、タイヤ空気圧に基づき判定に用いる
周波数を変更することで正確に路面状態を判定すること
ができる。
Since the natural vibration frequency of the wheel changes depending on the tire air pressure, the road surface condition can be accurately determined by changing the frequency used for the determination based on the tire air pressure.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】図1は本発明の路面状態判定装置
の第1実施例のブロック図を示す。同図中、車輪速セン
サ10で検出された車輪速信号はECU(電子制御装
置)12に供給される。ここでは車両の4輪のうち1輪
の車輪速信号を車輪速センサ10で検出しているが、4
輪の車輪速信号が所定時間毎に順次切換えられてECU
12に供給される構成としても良い。ECU12にはF
FT(高速フーリエ変換器)14が接続されている。
FIG. 1 is a block diagram of a first embodiment of a road surface condition judging device of the present invention. In the figure, the wheel speed signal detected by the wheel speed sensor 10 is supplied to an ECU (electronic control unit) 12. Here, the wheel speed sensor 10 detects the wheel speed signal of one of the four wheels of the vehicle.
The wheel speed signals of the wheels are sequentially switched at predetermined time intervals and the ECU
It may be configured to be supplied to 12. F for the ECU 12
An FT (Fast Fourier Transform) 14 is connected.

【0015】図2はECU12が実行する路面状態判定
処理の第1実施例のフローチャートを示す。この処理は
所定時間毎に繰り返される。同図中、まず、ステップS
12で車輪速信号を読み込む。次に、ステップS14で
カウンタnの値が所定値Tn未満か否かを判別する。n
<Tnの場合は、ステップS16で計測した車輪速をメ
モリ(内蔵のRAM)に保存し、かつ、カウンタnを1
だけインクリメントしてステップS12へ進む。カウン
タnの値がTn以上のときはステップS18に進み、所
定値Tnに対応する期間に計測された車輪速データをF
FT14に供給してフーリエ変換を実行させ、各周波数
におけるゲインを計算して車輪速の周波数スペクトラム
を求める。
FIG. 2 shows a flowchart of the first embodiment of the road surface condition determination processing executed by the ECU 12. This process is repeated every predetermined time. In the figure, first, step S
At 12, the wheel speed signal is read. Next, in step S14, it is determined whether or not the value of the counter n is less than the predetermined value Tn. n
<Tn, the wheel speed measured in step S16 is stored in the memory (built-in RAM), and the counter n is set to 1
Only increments and proceeds to step S12. When the value of the counter n is greater than or equal to Tn, the process proceeds to step S18, and the wheel speed data measured during the period corresponding to the predetermined value Tn is F.
It is supplied to the FT 14 to execute the Fourier transform, the gain at each frequency is calculated, and the frequency spectrum of the wheel speed is obtained.

【0016】ところで、車輪速信号の周波数スペクトラ
ムをとると、路面が濡れたウエット路においては図3の
破線I に示すように所定周波数(例えば30Hz)以下
でのゲインが全体的に大きいのに対して、路面が乾いた
ドライ路においては図3の実線IIに示すように所定周波
数以下でのゲインが全体的に小さくなる。このため、ス
テップS20では所定周波数(例えば30Hz)以下の
離散的な周波数それぞれにおけるゲインの総和(積分
値)SG1を求める。そして、ステップS22で上記ゲ
インの総和SG1を閾値TG1と比較する。この閾値T
G1は図3の周波数30Hz以下における破線I 上のポ
イントのゲインの総和と、実線II上のポイントのゲイン
の総和との平均値を用いる。これにより、ステップS2
2の比較でSG1>TG1の場合は、ステップS24に
進んでウエット路と判定し、SG1≦TG1の場合は、
ステップS26に進んでドライ路と判定する。この後、
ステップS28でカウンタnを0にリセットして処理サ
イクルを終了する。
In the meantime, when the frequency spectrum of the wheel speed signal is taken, on a wet road where the road surface is wet, the gain at a predetermined frequency (for example, 30 Hz) or less is large as shown by the broken line I in FIG. Thus, on a dry road where the road surface is dry, the gain below a predetermined frequency is generally reduced as shown by the solid line II in FIG. Therefore, in step S20, the total sum (integral value) SG1 of the gains at each of the discrete frequencies below the predetermined frequency (for example, 30 Hz) is obtained. Then, in step S22, the sum SG1 of the gains is compared with the threshold value TG1. This threshold T
For G1, the average value of the sum of the gains of the points on the broken line I and the sum of the gains of the points on the solid line II at a frequency of 30 Hz or less in FIG. 3 is used. Thereby, step S2
If SG1> TG1 in the comparison of 2, the process proceeds to step S24, it is determined that the road is wet, and if SG1 ≦ TG1,
In step S26, it is determined that the road is a dry road. After this,
In step S28, the counter n is reset to 0 and the processing cycle ends.

【0017】このようにして、車輪速の周波数スペクト
ラムの所定周波数以下のゲインの総和から、車両が走行
している路面がウエット路かドライ路かの路面状態を判
定できる。ECU12は路面状態を判定結果を例えばア
ンチロックブレーキシステムに通知し、アンチロックブ
レーキシステムでは路面状態に応じたブレーキ制御を行
う。アンチロックブレーキシステムでは車輪速センサを
必要としているため、本発明装置ではアンチロックブレ
ーキシステムの車輪速センサ信号を流用すれば良く、マ
イクロホン等の新たなセンサを必要としない。
In this way, it is possible to determine the road surface state whether the road surface on which the vehicle is traveling is a wet road or a dry road, from the total sum of the gains of the wheel speed frequency spectrum below a predetermined frequency. The ECU 12 notifies the determination result of the road surface state to, for example, the antilock brake system, and the antilock brake system performs the brake control according to the road surface state. Since the anti-lock brake system requires the wheel speed sensor, the device of the present invention may use the wheel speed sensor signal of the anti-lock brake system, and does not need a new sensor such as a microphone.

【0018】図4は本発明の路面状態判定装置の第2実
施例のブロック図を示す。同図中、車輪速センサ10で
検出された車輪速信号はバンドパスフィルタ群16に供
給される。ここでは車両の4輪のうち1輪の車輪速信号
を車輪速センサ10で検出しているが、4輪の車輪速信
号が所定時間毎に順次切換えられてバンドパスフィルタ
群16に供給される構成としても良い。
FIG. 4 shows a block diagram of a second embodiment of the road surface condition judging device of the present invention. In the figure, the wheel speed signal detected by the wheel speed sensor 10 is supplied to the bandpass filter group 16. Here, the wheel speed signal of one of the four wheels of the vehicle is detected by the wheel speed sensor 10, but the wheel speed signals of the four wheels are sequentially switched at predetermined time intervals and supplied to the bandpass filter group 16. It may be configured.

【0019】バンドパスフィルタ群16は複数個のバン
ドパスフィルタより構成されている。各バンドパスフィ
ルタは所定周波数(例えば30Hz)以下で互いに異な
る周波数(例えば5Hz,10Hz,15Hz,20H
z,25Hz)を中心とする狭い周波数帯域(例えば±
数Hz)の信号を通過させる通過周波数帯域特性を有し
ている。このバンドパスフィルタ群16の複数個のバン
ドパスフィルタそれぞれを通過した信号がECU(電子
制御装置)12に供給される。
The bandpass filter group 16 is composed of a plurality of bandpass filters. Each bandpass filter has a predetermined frequency (eg, 30 Hz) or less and different frequencies (eg, 5 Hz, 10 Hz, 15 Hz, 20 H).
z, 25 Hz) narrow frequency band (eg ±
It has a pass frequency band characteristic of passing a signal of several Hz). A signal that has passed through each of the plurality of bandpass filters of the bandpass filter group 16 is supplied to the ECU (electronic control unit) 12.

【0020】図5はECU12が実行する路面状態判定
処理の第2実施例のフローチャートを示す。この処理は
所定時間毎に繰り返される。同図中、まず、ステップS
30でバンドパスフィルタ群16の複数個のバンドパス
フィルタそれぞれを通過した車輪速信号を順次読み込
む。次に、ステップS32で読み込んだ車輪速信号の振
幅の絶対値つまりゲインを求める。そして、ステップS
34で各バンドパスフィルタ出力のゲインの総和SG2
を求める。そして、ステップS36で上記ゲインの総和
SG2を閾値TG2と比較する。
FIG. 5 shows a flow chart of a second embodiment of the road surface condition determination processing executed by the ECU 12. This process is repeated every predetermined time. In the figure, first, step S
At 30, the wheel speed signals passed through each of the plurality of bandpass filters of the bandpass filter group 16 are sequentially read. Next, the absolute value of the amplitude of the wheel speed signal read in step S32, that is, the gain is obtained. And step S
At 34, the sum SG2 of the gains of the respective bandpass filter outputs
Ask for. Then, in step S36, the sum SG2 of the gains is compared with the threshold value TG2.

【0021】この閾値TG2は、各バンドパスフィルタ
の通過中心周波数5Hz,10Hz,15Hz,20H
z,25Hzにおける図3の周波数スペクトラムの破線
I 上のポイントのゲインの総和と、実線II上のポイント
のゲインの総和との平均値を用いる。これにより、ステ
ップS36の比較でSG2>TG2の場合はステップS
38に進んでウエット路と判定し、SG2≦TG2の場
合はステップS40に進んでドライ路と判定して、処理
サイクルを終了する。
This threshold value TG2 is defined by the pass center frequencies of the band pass filters of 5 Hz, 10 Hz, 15 Hz and 20 H.
Broken line of the frequency spectrum of FIG. 3 at z, 25 Hz
The average value of the sum of the gains of the points on I and the sum of the gains of the points on solid line II is used. As a result, if SG2> TG2 in the comparison in step S36, step S
The routine proceeds to step 38, where it is determined to be a wet road, and if SG2 ≦ TG2, the routine proceeds to step S40 where it is determined to be a dry road, and the processing cycle ends.

【0022】この実施例ではバンドパスフィルタ群16
を用いることにより、簡易的に車輪速の周波数スペクト
ラムを求めており、大きなメモリ容量を持つFFTを用
いる必要がなく、低コストで、車両が走行している路面
がウエット路かドライ路かの路面状態を判定できる。E
CU12は路面状態を判定結果を例えばアンチロックブ
レーキシステムに通知し、アンチロックブレーキシステ
ムでは路面状態に応じたブレーキ制御を行う。アンチロ
ックブレーキシステムでは車輪速センサを必要としてい
るため、本発明装置ではアンチロックブレーキシステム
の車輪速センサ信号を流用すれば良く、マイクロホン等
の新たなセンサを必要としない。
In this embodiment, the bandpass filter group 16
By using, the frequency spectrum of the wheel speed is simply obtained, there is no need to use an FFT with a large memory capacity, the cost is low, and the road surface on which the vehicle is traveling is a wet road or a dry road. The state can be determined. E
The CU 12 notifies the determination result of the road surface condition to, for example, the antilock brake system, and the antilock brake system performs the brake control according to the road surface condition. Since the anti-lock brake system requires the wheel speed sensor, the device of the present invention may use the wheel speed sensor signal of the anti-lock brake system, and does not need a new sensor such as a microphone.

【0023】図6は本発明の路面状態判定装置の第3実
施例のブロック図を示す。同図中、車輪速センサ10で
検出された車輪速信号は可変バンドパスフィルタ群18
に供給される。ここでは車両の4輪のうち1輪の車輪速
信号を車輪速センサ10で検出しているが、4輪の車輪
速信号が所定時間毎に順次切換えられて可変バンドパス
フィルタ群18に供給される構成としても良い。
FIG. 6 shows a block diagram of a third embodiment of the road surface condition judging device of the present invention. In the figure, the wheel speed signal detected by the wheel speed sensor 10 is a variable band pass filter group 18
Is supplied to. Here, the wheel speed signal of one of the four wheels of the vehicle is detected by the wheel speed sensor 10, but the wheel speed signals of the four wheels are sequentially switched at predetermined time intervals and supplied to the variable band pass filter group 18. It may be configured.

【0024】ここで、車輪のタイヤは接地面が扁平にた
わみ変形し、このタイヤのたわみによって車輪速信号に
アンユニフォーミティ外乱が発生する。タイヤは路面摩
擦係数μが大きい路面ではスリップロスが小さいため、
タイヤの回転周波数と等しい周波数にアンユニフォーミ
ティ外乱の基本波のピークが現れ、また、その高調波も
現れる。図3の実線II(ドライ路)では周波数8Hzに
アンユニフォーミティ外乱の基本波のピークが現れ、そ
の2次、3次、4次高調波も現れている。しかし、路面
摩擦係数μが小さい路面ではスリップロスが大きいた
め、アンユニフォーミティ外乱の基本波のピークはブロ
ードとなってゲインが小さくなる。その高調波もブロー
ドとなってゲインが小さくなる。図3の破線I (ウエッ
ト路)では周波数8Hzのアンユニフォーミティ外乱の
基本波のピークがブロードとなり、その2次、3次、4
次高調波もブロードとなっている。
Here, the contact surface of the tire of the wheel is deformed to be flat and deformed, and the deflection of the tire causes ununiformity disturbance in the wheel speed signal. Tires have small slip loss on roads with a large road friction coefficient μ,
The peak of the fundamental wave of the ununiformity disturbance appears at a frequency equal to the rotation frequency of the tire, and its harmonics also appear. On the solid line II (dry path) in FIG. 3, the peak of the fundamental wave of the ununiformity disturbance appears at a frequency of 8 Hz, and its second, third, and fourth harmonics also appear. However, since the slip loss is large on a road surface having a small road friction coefficient μ, the peak of the fundamental wave of the ununiformity disturbance becomes broad and the gain becomes small. The harmonics also become broad and the gain becomes smaller. In the broken line I (wet path) in Fig. 3, the peak of the fundamental wave of the ununiformity disturbance with a frequency of 8 Hz becomes broad, and its secondary, tertiary, and
The second harmonic is also broad.

【0025】可変バンドパスフィルタ群18は複数個の
可変バンドパスフィルタより構成されている。この複数
個の可変バンドパスフィルタそれぞれで、タイヤの回転
周波数と等しい周波数のアンユニフォーミティ外乱の基
本波のピーク及びその2次、3次、4次の高調波それぞ
れを帯域分離する。可変バンドパスフィルタ群18はE
CU12から供給される制御信号に応じて各バンドパス
フィルタの通過周波数帯域特性を可変して、アンユニフ
ォーミティ外乱の基本波及びその2次、3次、4次の高
調波それぞれを取り出し、帯域制限をしていない車輪速
信号と共にECU12に供給する。
The variable bandpass filter group 18 is composed of a plurality of variable bandpass filters. Each of the plurality of variable bandpass filters band-separates the peak of the fundamental wave of the ununiformity disturbance having a frequency equal to the rotation frequency of the tire and its second, third, and fourth harmonics. The variable bandpass filter group 18 is E
The pass frequency band characteristic of each band pass filter is changed according to the control signal supplied from the CU 12, and the fundamental wave of the ununiformity disturbance and its second, third, and fourth harmonics are extracted to limit the band. It is supplied to the ECU 12 together with the wheel speed signal that is not being obtained.

【0026】図7はECU12が実行する路面状態判定
処理の第3実施例のフローチャートを示す。この処理は
所定時間毎に繰り返される。同図中、まず、ステップS
42で4輪の帯域制限をしていない車輪速信号を読み込
んで車速を求め、この車速に基づいた制御信号を生成し
て可変バンドパスフィルタ群18に供給する。なお、車
速とアンユニフォーミティ外乱の基本波との関係を図8
に示す。これによって、可変バンドパスフィルタ群18
は各バンドパスフィルタの通過周波数帯域特性を可変し
て、アンユニフォーミティ外乱の基本波及びその2次、
3次、4次の高調波それぞれを取り出す。
FIG. 7 shows a flowchart of the third embodiment of the road surface condition determination processing executed by the ECU 12. This process is repeated every predetermined time. In the figure, first, step S
At 42, a wheel speed signal that is not band-limited to the four wheels is read to obtain a vehicle speed, and a control signal based on this vehicle speed is generated and supplied to the variable bandpass filter group 18. Fig. 8 shows the relationship between the vehicle speed and the fundamental wave of the ununiformity disturbance.
Shown in. As a result, the variable bandpass filter group 18
Changes the pass frequency band characteristic of each band pass filter to obtain the fundamental wave of ununiformity disturbance and its second order,
Each of the 3rd and 4th harmonics is extracted.

【0027】ステップS44では可変バンドパスフィル
タ群18からの複数個の可変バンドパスフィルタそれぞ
れを通過した車輪速信号を順次読み込む。次に、ステッ
プS46で読み込んだ車輪速信号の振幅の絶対値つまり
ゲインを求める。そして、ステップS48で各可変バン
ドパスフィルタ出力のゲインの総和SG3を求める。そ
して、ステップS50で上記ゲインの総和SG3を閾値
TG3と比較する。
In step S44, the wheel speed signals that have passed through the variable bandpass filters from the variable bandpass filter group 18 are sequentially read. Next, the absolute value of the amplitude of the wheel speed signal read in step S46, that is, the gain is obtained. Then, in step S48, the sum SG3 of the gains of the outputs of the variable bandpass filters is obtained. Then, in step S50, the sum SG3 of the gains is compared with the threshold value TG3.

【0028】この閾値TG3は、アンユニフォーミティ
外乱の基本波及びその2次、3次、4次の高調波それぞ
れの周波数における図3の周波数スペクトラムの破線I
上のポイントのゲインの総和と、実線II上のポイントの
ゲインの総和との平均値を用いる。これにより、ステッ
プS50の比較でSG3≦TG3の場合はステップS5
2に進んでウエット路と判定し、SG3>TG3の場合
はステップS52に進んでドライ路と判定して、処理サ
イクルを終了する。
This threshold value TG3 is the broken line I of the frequency spectrum of FIG. 3 at the respective frequencies of the fundamental wave of the ununiformity disturbance and its second, third and fourth harmonics.
The average value of the sum of the gains of the upper points and the sum of the gains of the points on the solid line II is used. As a result, if SG3 ≦ TG3 in the comparison in step S50, step S5
The routine proceeds to step 2, where it is determined to be a wet road, and if SG3> TG3, the routine proceeds to step S52, where it is determined to be a dry road, and the processing cycle is ended.

【0029】この実施例では可変バンドパスフィルタ群
16を用いることにより、アンユニフォーミティ外乱の
基本波及びその2次、3次、4次の高調波を求め、車両
が走行している路面がウエット路かドライ路かの路面状
態を判定しており、大きなメモリ容量を持つFFTを用
いる必要がなく、低コストとなる。ところで、タイヤは
図9のタイヤモデルに示すように、ホイール20とベル
ト22が回転方向にバネ24で接続されていると考えら
れる。タイヤが回転しているとき、ベルト22が路面2
6に接地するとホイール20の回転速度ωw に対してベ
ルト22の回転速度ωt が遅れてバネ24が引っ張ら
れ、ベルト22が路面26から離れるとバネ24が縮む
ために、タイヤの前後方向のバネ振動による固有振動が
発生し、この固有振動が車輪速信号に含まれる。この固
有振動の周波数は40Hz近傍である。
In this embodiment, the variable bandpass filter group 16 is used to obtain the fundamental wave of the ununiformity disturbance and its second, third and fourth harmonics, and the road surface on which the vehicle is traveling is wet. Since the road surface state of a road or a dry road is determined, it is not necessary to use an FFT having a large memory capacity, and the cost is low. By the way, as shown in the tire model of FIG. 9, it is considered that the wheel 20 and the belt 22 are connected by a spring 24 in the rotational direction. When the tire is rotating, the belt 22
When the vehicle is grounded at 6, the rotational speed ω t of the belt 22 is delayed with respect to the rotational speed ω w of the wheel 20, and the spring 24 is pulled. When the belt 22 moves away from the road surface 26, the spring 24 contracts. Natural vibration is generated by spring vibration, and this natural vibration is included in the wheel speed signal. The frequency of this natural vibration is around 40 Hz.

【0030】また、タイヤは、乾燥アスファルト等の路
面摩擦係数μが大きい路面ではスリップロスが小さいた
め、上記固有振動のピークのゲインは図10の実線III
に示すように大きくなり、濡れたアスファルト等の路面
摩擦係数μが小さい路面ではスリップロスが大きいた
め、固有振動のピークのゲインは一点鎖線IVに示すよう
に小さくなり、更に、圧雪路等の路面摩擦係数μが更に
小さい路面ではスリップロスが非常に大きいため、固有
振動のピークのゲインは破線V に示すように非常に小さ
くなる。
Further, since the tire has a small slip loss on a road surface having a large road surface friction coefficient μ such as dry asphalt, the peak gain of the above-mentioned natural vibration is the solid line III in FIG.
As shown in Fig. 1, the slip loss is large on a road surface with a small road surface friction coefficient μ such as wet asphalt, so the peak gain of the natural vibration becomes small as shown by the chain line IV. Since the slip loss is very large on the road surface where the friction coefficient μ is smaller, the gain of the peak of the natural vibration becomes very small as shown by the broken line V.

【0031】この固有信号を利用して、図1に示すEC
U12が実行する路面状態判定処理の第4実施例のフロ
ーチャートを図11に示す。この処理は所定時間毎に繰
り返される。同図中、まず、ステップS112で車輪速
信号を読み込む。次に、ステップS114でカウンタn
の値が所定値Tn未満か否かを判別する。n<Tnの場
合は、ステップS116で計測した車輪速をメモリ(内
蔵のRAM)に保存し、かつ、カウンタnを1だけイン
クリメントしてステップS112へ進む。カウンタnの
値がTn以上のときはステップS118に進み、所定値
Tnに対応する期間に計測された車輪速データをFFT
14に供給してフーリエ変換を実行させ、各周波数にお
けるゲインを計算して車輪速の周波数スペクトラムを求
める。
Using this unique signal, the EC shown in FIG.
FIG. 11 shows a flowchart of the fourth embodiment of the road surface condition determination processing executed by U12. This process is repeated every predetermined time. In the figure, first, in step S112, the wheel speed signal is read. Next, in step S114, the counter n
It is determined whether the value of is less than the predetermined value Tn. If n <Tn, the wheel speed measured in step S116 is stored in the memory (built-in RAM), the counter n is incremented by 1, and the process proceeds to step S112. When the value of the counter n is greater than or equal to Tn, the process proceeds to step S118, and the wheel speed data measured during the period corresponding to the predetermined value Tn is FFT.
The frequency spectrum of the wheel speed is obtained by calculating the gain at each frequency by supplying it to 14 and executing the Fourier transform.

【0032】ステップS120では固有振動の周波数
(40Hz近傍)におけるゲインを上記車輪速の周波数
スペクトラムから読み取る。そして、ステップS122
で上記ゲインでマップを参照して路面摩擦係数μを推定
する。このマップは、図10に基づいて、固有振動の周
波数(40Hz近傍)におけるゲインと路面摩擦係数μ
とを関係付けたものである。この後、ステップS128
でカウンタnを0にリセットして処理サイクルを終了す
る。
In step S120, the gain at the frequency of natural vibration (near 40 Hz) is read from the frequency spectrum of the wheel speed. Then, step S122
Then, the road surface friction coefficient μ is estimated by referring to the map with the above gain. This map is based on FIG. 10 and shows the gain and road friction coefficient μ at the frequency of natural vibration (near 40 Hz).
And are related. After this, step S128
Then, the counter n is reset to 0 and the processing cycle is ended.

【0033】このようにして、車輪速の周波数スペクト
ラムの固有振動の周波数(40Hz近傍)におけるゲイ
ンから車両が走行している路面の路面摩擦係数μを推定
することができる。図4に示すECU12が実行する路
面状態判定処理の第5実施例のフローチャートを図12
に示す。この処理は所定時間毎に繰り返される。同図
中、まず、ステップS130でバンドパスフィルタ群1
6のうちで固有振動の周波数(40Hz近傍)を通過す
るバンドパスフィルタから供給される車輪速信号を読み
込む。次に、ステップS132で読み込んだ車輪速信号
の振幅の絶対値つまりゲインを求める。そして、ステッ
プS134で上記ゲインでマップを参照して路面摩擦係
数μを推定する。このマップは、図10に基づいて、固
有振動の周波数(40Hz近傍)におけるゲインと路面
摩擦係数μとを関係付けたものである。この後、処理サ
イクルを終了する。
In this way, the road surface friction coefficient μ of the road surface on which the vehicle is traveling can be estimated from the gain at the frequency of natural vibration (near 40 Hz) of the frequency spectrum of the wheel speed. FIG. 12 is a flowchart of a fifth embodiment of the road surface condition determination processing executed by the ECU 12 shown in FIG.
Shown in. This process is repeated every predetermined time. In the figure, first, in step S130, the bandpass filter group 1
The wheel speed signal supplied from the band-pass filter that passes the frequency of natural vibration (near 40 Hz) out of 6 is read. Next, the absolute value of the amplitude of the wheel speed signal read in step S132, that is, the gain is obtained. Then, in step S134, the road surface friction coefficient μ is estimated by referring to the map with the gain. This map relates the gain and the road surface friction coefficient μ at the frequency of natural vibration (near 40 Hz) based on FIG. After that, the processing cycle is ended.

【0034】この実施例ではバンドパスフィルタ群16
を用いることにより、簡易的に車輪速の固有振動成分を
取り出しており、低コストで、車両が走行している路面
の路面摩擦係数μを推定することができる。ところで、
乾燥アスファルト等の滑らかな路面では路面外乱が小さ
いため、車輪速信号の周波数スペクトラムは図13の実
線に示すように全体のゲインが小さくなり、圧雪路等の
凸凹の路面では路面外乱が大きいため、この路面外乱が
オフセットとなり車輪速信号の周波数スペクトラムは図
13の破線に示すように全体のゲインが大きくなる。こ
の場合は固有振動の周波数のゲインをそのまま用いる
と、路面摩擦係数μを誤って推定することになる。
In this embodiment, the bandpass filter group 16
By using, the natural vibration component of the wheel speed is simply extracted, and the road surface friction coefficient μ of the road surface on which the vehicle is traveling can be estimated at low cost. by the way,
Since the road surface disturbance is small on a smooth road surface such as dry asphalt, the overall gain of the frequency spectrum of the wheel speed signal is small as shown by the solid line in FIG. 13, and the road surface disturbance is large on an uneven road surface such as a snow-covered road. This road surface disturbance becomes an offset, and the frequency spectrum of the wheel speed signal has a large overall gain as shown by the broken line in FIG. In this case, if the frequency gain of the natural vibration is used as it is, the road surface friction coefficient μ will be erroneously estimated.

【0035】これを解決するのが次の実施例である。図
1に示すECU12が実行する路面状態判定処理の第6
実施例のフローチャートを図14に示す。図14におい
て、図11と同一ステップには同一番号を付す。この処
理は所定時間毎に繰り返される。図14中、まず、ステ
ップS112で車輪速信号を読み込む。次に、ステップ
S114でカウンタnの値が所定値Tn未満か否かを判
別する。n<Tnの場合は、ステップS116で計測し
た車輪速をメモリ(内蔵のRAM)に保存し、かつ、カ
ウンタnを1だけインクリメントしてステップS112
へ進む。カウンタnの値がTn以上のときはステップS
118に進み、所定値Tnに対応する期間に計測された
車輪速データをFFT14に供給してフーリエ変換を実
行させ、各周波数におけるゲインを計算して車輪速の周
波数スペクトラムを求める。 ステップS120では固
有振動の周波数(40Hz近傍)におけるゲインを上記
車輪速の周波数スペクトラムから読み取る。
The following embodiment solves this problem. Sixth of the road surface condition determination processing executed by the ECU 12 shown in FIG.
A flow chart of the embodiment is shown in FIG. 14, the same steps as those in FIG. 11 are designated by the same reference numerals. This process is repeated every predetermined time. In FIG. 14, first, in step S112, the wheel speed signal is read. Next, in step S114, it is determined whether or not the value of the counter n is less than the predetermined value Tn. If n <Tn, the wheel speed measured in step S116 is stored in the memory (built-in RAM), the counter n is incremented by 1, and the step S112 is performed.
Go to. When the value of the counter n is Tn or more, step S
Proceeding to 118, the wheel speed data measured during the period corresponding to the predetermined value Tn is supplied to the FFT 14 to execute the Fourier transform, and the gain at each frequency is calculated to obtain the frequency spectrum of the wheel speed. In step S120, the gain at the frequency of natural vibration (near 40 Hz) is read from the frequency spectrum of the wheel speed.

【0036】次に、ステップS125で路面外乱だけが
存在する特定周波数(例えば20Hz)のゲインの平均
値HAVE を計算する。これは過去一定時間の特定周波数
のゲインを保持することで計算を行う。次に、ステップ
S126で予め設定された基準値HREF と平均値HAVE
との差D(=HAVE −HREF )を求め、ステップS12
7で今回得られた周波数スペクトラムのうちの固有振動
の周波数(40Hz近傍)のゲインに差Dを乗算して固
有振動の周波数のゲインの正規化を行う。
Next, in step S125, the average value H AVE of the gains of the specific frequency (for example, 20 Hz) where only the road surface disturbance exists is calculated. This is calculated by holding the gain of a specific frequency for a certain period of time in the past. Next, in step S126, the reference value H REF and the average value H AVE set in advance are set.
And the difference D (= H AVE −H REF ) is calculated, and step S12
In step 7, the gain of the natural vibration frequency (near 40 Hz) in the frequency spectrum obtained this time is multiplied by the difference D to normalize the gain of the natural vibration frequency.

【0037】そして、ステップS122で上記正規化さ
れたゲインでマップを参照して路面摩擦係数μを推定す
る。この後、ステップS124でカウンタnを0にリセ
ットして処理サイクルを終了する。このように、固有振
動の周波数のゲインの正規化を行って、正規化されたゲ
インでマップを参照して路面摩擦係数μを推定するた
め、路面外乱の影響により誤ることなく正確な路面摩擦
係数μを推定することができる。
Then, in step S122, the road friction coefficient μ is estimated by referring to the map with the normalized gain. After that, the counter n is reset to 0 in step S124, and the processing cycle ends. In this way, the gain of the natural vibration frequency is normalized, and the road surface friction coefficient μ is estimated by referring to the map with the normalized gain, so that the accurate road surface friction coefficient can be obtained without error due to the influence of road surface disturbance. It is possible to estimate μ.

【0038】図4に示すECU12が実行する路面状態
判定処理の第7実施例のフローチャートを図15に示
す。この処理は所定時間毎に繰り返を示す。この処理は
所定時間毎に繰り返される。同図中、まず、ステップS
140でバンドパスフィルタ群16のうちで固有振動の
周波数(40Hz近傍)及び路面外乱だけが存在する特
定周波数(例えば20Hz)を通過するバンドパスフィ
ルタから供給される車輪速信号を読み込む。次に、ステ
ップS142で読み込んだ2つの周波数の車輪速信号の
振幅の絶対値つまりゲインを求める。
FIG. 15 shows a flowchart of the seventh embodiment of the road surface condition determination processing executed by the ECU 12 shown in FIG. This process is repeated every predetermined time. This process is repeated every predetermined time. In the figure, first, step S
At 140, the wheel speed signal supplied from the bandpass filter that passes the frequency of natural vibration (near 40 Hz) and the specific frequency (for example, 20 Hz) in which only road surface disturbance exists in the bandpass filter group 16 is read. Next, the absolute value of the amplitude of the wheel speed signals of the two frequencies read in step S142, that is, the gain is obtained.

【0039】次に、ステップS144で路面外乱だけが
存在する特定周波数(例えば20Hz)のゲインの平均
値HAVE を計算する。これは過去一定時間の特定周波数
のゲインを保持することで計算を行う。次に、ステップ
S146で予め設定された基準値HREF と平均値HAVE
との差D(=HAVE −HREF )を求め、ステップS14
8で今回得られた固有振動の周波数(40Hz近傍)の
ゲインに差Dを乗算して固有振動の周波数のゲインの正
規化を行う。
Next, in step S144, the average value H AVE of the gains of the specific frequency (for example, 20 Hz) in which only the road surface disturbance exists is calculated. This is calculated by holding the gain of a specific frequency for a certain period of time in the past. Next, in step S146, the reference value H REF and the average value H AVE set in advance are set.
And the difference D (= H AVE −H REF ) is calculated, and step S14
In step 8, the gain of the natural vibration frequency (near 40 Hz) obtained this time is multiplied by the difference D to normalize the gain of the natural vibration frequency.

【0040】そして、ステップS150で上記ゲインで
マップを参照して路面摩擦係数μを推定する。このマッ
プは、図10に基づいて、固有振動の周波数(40Hz
近傍)におけるゲインと路面摩擦係数μとを関係付けた
ものである。この後、処理サイクルを終了する。このよ
うに、固有振動の周波数のゲインの正規化を行って、正
規化されたゲインでマップを参照して路面摩擦係数μを
推定するため、路面外乱の影響により誤ることなく正確
な路面摩擦係数μを推定することができる。
Then, in step S150, the road surface friction coefficient μ is estimated by referring to the map with the above gain. This map is based on Fig. 10 and shows the frequency of natural vibration (40Hz
This is a relation between the gain in the vicinity) and the road surface friction coefficient μ. After that, the processing cycle is ended. In this way, the gain of the natural vibration frequency is normalized, and the road surface friction coefficient μ is estimated by referring to the map with the normalized gain, so that the accurate road surface friction coefficient can be obtained without error due to the influence of road surface disturbance. It is possible to estimate μ.

【0041】また、車速によって固有振動の周波数のゲ
インが変化することが実験的に知られている。圧雪路等
の路面では、図16(A)に示すように、低速での固有
振動の周波数のゲインaに対して中速でのゲインb、高
速でのゲインcの順にゲインが低下する。同様に乾燥ア
スファルト等の路面では、図16(B)に示すように、
低速での固有振動の周波数のゲインaに対して中速での
ゲインb、高速でのゲインcの順にゲインが低下する。
この場合は固有振動の周波数のゲインをそのまま用いる
と、路面摩擦係数μを誤って推定することになる。
It is experimentally known that the gain of the frequency of natural vibration changes depending on the vehicle speed. On a road surface such as a snow-covered road, as shown in FIG. 16A, the gain decreases in the order of the gain b at the medium speed and the gain c at the high speed with respect to the gain a of the frequency of the natural vibration at the low speed. Similarly, on a road surface such as dry asphalt, as shown in FIG.
The gain decreases in the order of the gain a at the frequency of natural vibration at low speed, the gain b at medium speed, and the gain c at high speed.
In this case, if the frequency gain of the natural vibration is used as it is, the road surface friction coefficient μ will be erroneously estimated.

【0042】これを解決するのが次の実施例である。図
1に示すECU12が実行する路面状態判定処理の第8
実施例のフローチャートを図17に示す。図17におい
て、図11と同一ステップには同一番号を付す。この処
理は所定時間毎に繰り返される。図17中、まず、ステ
ップS112で車輪速信号を読み込む。次に、ステップ
S114でカウンタnの値が所定値Tn未満か否かを判
別する。n<Tnの場合は、ステップS116で計測し
た車輪速をメモリ(内蔵のRAM)に保存し、かつ、カ
ウンタnを1だけインクリメントしてステップS112
へ進む。カウンタnの値がTn以上のときはステップS
118に進み、所定値Tnに対応する期間に計測された
車輪速データをFFT14に供給してフーリエ変換を実
行させ、各周波数におけるゲインを計算して車輪速の周
波数スペクトラムを求める。ステップS120では固有
振動の周波数(40Hz近傍)におけるゲインを上記車
輪速の周波数スペクトラムから読み取る。
The next embodiment solves this problem. Eighth of road surface condition determination processing executed by the ECU 12 shown in FIG.
A flowchart of the embodiment is shown in FIG. 17, the same steps as those in FIG. 11 are designated by the same reference numerals. This process is repeated every predetermined time. In FIG. 17, first, in step S112, the wheel speed signal is read. Next, in step S114, it is determined whether or not the value of the counter n is less than the predetermined value Tn. If n <Tn, the wheel speed measured in step S116 is stored in the memory (built-in RAM), the counter n is incremented by 1, and the step S112 is performed.
Go to. When the value of the counter n is Tn or more, step S
Proceeding to 118, the wheel speed data measured during the period corresponding to the predetermined value Tn is supplied to the FFT 14 to execute the Fourier transform, and the gain at each frequency is calculated to obtain the frequency spectrum of the wheel speed. In step S120, the gain at the frequency of natural vibration (near 40 Hz) is read from the frequency spectrum of the wheel speed.

【0043】次に、ステップS128で例えば4輪の車
輪速の平均から車速を求め、この車輪速に基づいてマッ
プを選択する。このマップは、図16に基づいて、各車
速毎に固有振動の周波数(40Hz近傍)におけるゲイ
ンと路面摩擦係数μとを関係付けたものである。そし
て、ステップS122でゲインで選択したマップを参照
して路面摩擦係数μを推定する。この後、ステップS1
24でカウンタnを0にリセットして処理サイクマップ
ルを終了する。
Next, in step S128, the vehicle speed is calculated from the average of the wheel speeds of the four wheels, and a map is selected based on this wheel speed. This map relates the gain at the frequency of natural vibration (near 40 Hz) and the road surface friction coefficient μ for each vehicle speed based on FIG. Then, in step S122, the road surface friction coefficient μ is estimated with reference to the map selected by the gain. After this, step S1
At 24, the counter n is reset to 0 and the processing cycle map ends.

【0044】このように、車速に基づいてマップを選択
し、固有振動の周波数のゲインで選択したマップを参照
して路面摩擦係数μを推定するため、車速の影響により
誤ることなく正確な路面摩擦係数μを推定することがで
きる。図4に示すECU12が実行する路面状態判定処
理の第9実施例のフローチャートを図18に示す。図1
8において、図12と同一ステップには同一番号を付
す。この処理は所定時間毎に繰り返を示す。この処理は
所定時間毎に繰り返される。図18中、まず、ステップ
S130でバンドパスフィルタ群16のうちで固有振動
の周波数(40Hz近傍)を通過するバンドパスフィル
タから供給される車輪速信号を読み込む。次に、ステッ
プS132で読み込んだ車輪速信号の振幅の絶対値つま
りゲインを求める。
As described above, the map is selected based on the vehicle speed, and the road surface friction coefficient μ is estimated with reference to the map selected by the gain of the frequency of the natural vibration. The coefficient μ can be estimated. FIG. 18 shows a flowchart of the ninth embodiment of the road surface condition determination processing executed by the ECU 12 shown in FIG. Figure 1
8, the same steps as in FIG. 12 are assigned the same numbers. This process is repeated every predetermined time. This process is repeated every predetermined time. In FIG. 18, first, in step S130, the wheel speed signal supplied from the bandpass filter that passes the natural vibration frequency (near 40 Hz) in the bandpass filter group 16 is read. Next, the absolute value of the amplitude of the wheel speed signal read in step S132, that is, the gain is obtained.

【0045】次に、ステップS136で例えば4輪の車
輪速の平均から車速を求め、この車輪速に基づいてマッ
プを選択する。このマップは、図16に基づいて、各車
速毎に固有振動の周波数(40Hz近傍)におけるゲイ
ンと路面摩擦係数μとを関係付けたものである。そし
て、ステップS134で上記ゲインで選択したマップを
参照して路面摩擦係数μを推定する。この後、処理サイ
クルを終了する。
Next, in step S136, the vehicle speed is calculated from the average of the wheel speeds of the four wheels, and a map is selected based on this wheel speed. This map relates the gain at the frequency of natural vibration (near 40 Hz) and the road surface friction coefficient μ for each vehicle speed based on FIG. Then, in step S134, the road surface friction coefficient μ is estimated with reference to the map selected by the gain. After that, the processing cycle is ended.

【0046】このように、車速に基づいてマップを選択
し、固有振動の周波数のゲインで選択したマップを参照
して路面摩擦係数μを推定するため、車速の影響により
誤ることなく正確な路面摩擦係数μを推定することがで
きる。また、タイヤの空気圧によって、図9に示すモデ
ルのバネ24の定数が変化して固有振動の周波数が変化
する。圧雪路等の路面では、図19(A)に示すよう
に、タイヤ空気圧が高いときの固有振動の周波数faに
対してタイヤ空気圧が中程度のときの固有振動の周波数
fb、タイヤ空気圧が低いときの固有振動の周波数fc
の順に周波数が低下する。同様に乾燥アスファルト等の
路面では、図19(B)に示すように、タイヤ空気圧が
高いときの固有振動の周波数faに対してタイヤ空気圧
が中程度のときの固有振動の周波数fb、タイヤ空気圧
が低いときの固有振動の周波数fcの順に周波数が低下
する。つまりタイヤ空気圧が変動した場合は固有振動の
周波数を固定していると、その周波数のゲインをそのま
ま用いると、路面摩擦係数μを誤って推定することにな
る。
As described above, since the road surface friction coefficient μ is estimated by selecting the map based on the vehicle speed and referring to the map selected by the gain of the frequency of the natural vibration, the accurate road surface friction can be obtained without any error due to the influence of the vehicle speed. The coefficient μ can be estimated. Further, the tire air pressure changes the constant of the spring 24 of the model shown in FIG. 9 to change the frequency of natural vibration. On a road surface such as a snow-covered road, as shown in FIG. 19A, when the tire air pressure is low, the natural vibration frequency fb is low when the tire pressure is medium to the natural vibration frequency fa when the tire pressure is high. Frequency fc of natural vibration of
The frequency decreases in the order of. Similarly, on a road surface such as dry asphalt, as shown in FIG. 19B, the natural vibration frequency fb when the tire pressure is medium to the natural vibration frequency fa when the tire pressure is high, and the tire pressure are The frequencies decrease in the order of the natural vibration frequency fc when the frequency is low. That is, if the frequency of the natural vibration is fixed when the tire air pressure fluctuates, if the gain of that frequency is used as it is, the road surface friction coefficient μ will be erroneously estimated.

【0047】これを解決するのが次の実施例である。図
1に示すECU12が実行する路面状態判定処理の第1
0実施例のフローチャートを図20に示す。但し、図1
のECU12にはタイヤ空気圧センサで検出したタイヤ
空気圧が供給される。図20において、図11と同一ス
テップには同一番号を付す。この処理は所定時間毎に繰
り返される。図20中、まず、ステップS112で車輪
速信号を読み込む。次に、ステップS114でカウンタ
nの値が所定値Tn未満か否かを判別する。n<Tnの
場合は、ステップS116で計測した車輪速をメモリ
(内蔵のRAM)に保存し、かつ、カウンタnを1だけ
インクリメントしてステップS112へ進む。カウンタ
nの値がTn以上のときはステップS118に進み、所
定値Tnに対応する期間に計測された車輪速データをF
FT14に供給してフーリエ変換を実行させ、各周波数
におけるゲインを計算して車輪速の周波数スペクトラム
を求める。
The next embodiment solves this problem. First of the road surface state determination processing executed by the ECU 12 shown in FIG.
FIG. 20 shows a flowchart of the 0th embodiment. However, in FIG.
The tire pressure detected by the tire pressure sensor is supplied to the ECU 12. 20, the same steps as those in FIG. 11 are designated by the same reference numerals. This process is repeated every predetermined time. In FIG. 20, first, in step S112, the wheel speed signal is read. Next, in step S114, it is determined whether or not the value of the counter n is less than the predetermined value Tn. If n <Tn, the wheel speed measured in step S116 is stored in the memory (built-in RAM), the counter n is incremented by 1, and the process proceeds to step S112. When the value of the counter n is greater than or equal to Tn, the process proceeds to step S118, and the wheel speed data measured during the period corresponding to the predetermined value Tn is F.
It is supplied to the FT 14 to execute the Fourier transform, the gain at each frequency is calculated, and the frequency spectrum of the wheel speed is obtained.

【0048】次に、ステップS129でタイヤ空気圧を
検出し、このタイヤ空気圧から固有振動の周波数を決定
する。次の、ステップS120では決定された固有振動
の周波数におけるゲインを上記車輪速の周波数スペクト
ラムから読み取る。そして、ステップS122で上記ゲ
インでマップを参照して路面摩擦係数μを推定する。こ
のマップは、固有振動の周波数におけるゲインと路面摩
擦係数μとを関係付けたものである。この後、ステップ
S124でカウンタnを0にリセットして処理サイクマ
ップルを終了する。
Next, in step S129, the tire air pressure is detected, and the natural vibration frequency is determined from the tire air pressure. In the next step S120, the gain at the determined natural vibration frequency is read from the wheel speed frequency spectrum. Then, in step S122, the road surface friction coefficient μ is estimated by referring to the map with the gain. This map relates the gain at the frequency of natural vibration and the road surface friction coefficient μ. After that, the counter n is reset to 0 in step S124, and the processing cycle map ends.

【0049】このように、タイヤ空気圧に基づいて固有
振動の周波数を決定し、決定した固有振動の周波数のゲ
インでマップを参照して路面摩擦係数μを推定するた
め、タイヤ空気圧の影響により誤ることなく正確な路面
摩擦係数μを推定することができる。図4に示すECU
12が実行する路面状態判定処理の第11実施例のフロ
ーチャートを図21に示す。但し、図4のECU12に
はタイヤ空気圧センサで検出したタイヤ空気圧が供給さ
れる。図21において、図12と同一ステップには同一
番号を付す。この処理は所定時間毎に繰り返を示す。こ
の処理は所定時間毎に繰り返される。図21中、まず、
ステップS138でタイヤ空気圧を検出し、このタイヤ
空気圧から固有振動の周波数を決定する。次のステップ
S130でバンドパスフィルタ群16のうちで決定され
た固有振動の周波数を通過するバンドパスフィルタから
供給される車輪速信号を読み込む。次に、ステップS1
32で読み込んだ車輪速信号の振幅の絶対値つまりゲイ
ンを求める。
As described above, since the frequency of the natural vibration is determined based on the tire pressure and the road surface friction coefficient μ is estimated by referring to the map with the gain of the frequency of the determined natural vibration, the error of the tire pressure causes an error. It is possible to accurately estimate the road surface friction coefficient μ. ECU shown in FIG.
FIG. 21 shows a flowchart of the eleventh embodiment of the road surface state determination processing executed by 12. However, the tire air pressure detected by the tire air pressure sensor is supplied to the ECU 12 in FIG. 21, the same steps as those in FIG. 12 are designated by the same reference numerals. This process is repeated every predetermined time. This process is repeated every predetermined time. In FIG. 21, first,
In step S138, the tire air pressure is detected, and the natural vibration frequency is determined from the tire air pressure. In the next step S130, the wheel speed signal supplied from the bandpass filter that passes the frequency of the natural vibration determined in the bandpass filter group 16 is read. Next, step S1
The absolute value of the amplitude of the wheel speed signal read in 32, that is, the gain is obtained.

【0050】次に、ステップS136で例えば4輪の車
輪速の平均から車速を求め、この車輪速に基づいてマッ
プを選択する。このマップは、図16に基づいて、各車
速毎に固有振動の周波数(40Hz近傍)におけるゲイ
ンと路面摩擦係数μとを関係付けたものである。そし
て、ステップS134で上記ゲインで選択したマップを
参照して路面摩擦係数μを推定する。この後、処理サイ
クルを終了する。
Next, in step S136, the vehicle speed is obtained from the average of the wheel speeds of the four wheels, and a map is selected based on this wheel speed. This map relates the gain at the frequency of natural vibration (near 40 Hz) and the road surface friction coefficient μ for each vehicle speed based on FIG. Then, in step S134, the road surface friction coefficient μ is estimated with reference to the map selected by the gain. After that, the processing cycle is ended.

【0051】このように、タイヤ空気圧に基づいて固有
振動の周波数を決定し、決定した固有振動の周波数のゲ
インでマップを参照して路面摩擦係数μを推定するた
め、タイヤ空気圧の影響により誤ることなく正確な路面
摩擦係数μを推定することができる。更に、環境温度に
よって、図9に示すモデルのバネ24の定数が変化して
固有振動の周波数が変化する。圧雪路等の路面では、図
22(A)に示すように、温度が高いときの固有振動の
周波数faに対して温度が中程度のときの固有振動の周
波数fb、温度が低いときの固有振動の周波数fcの順
に周波数が上昇する。同様に乾燥アスファルト等の路面
では、図19(B)に示すように、温度が高いときの固
有振動の周波数faに対して温度が中程度のときの固有
振動の周波数fb、温度が低いときの固有振動の周波数
fcの順に周波数が上昇する。つまり温度が変動した場
合は固有振動の周波数を固定していると、その周波数の
ゲインをそのまま用いると、路面摩擦係数μを誤って推
定することになる。
In this way, the frequency of the natural vibration is determined based on the tire air pressure, and the road surface friction coefficient μ is estimated by referring to the map with the gain of the determined natural vibration frequency. It is possible to accurately estimate the road surface friction coefficient μ. Furthermore, the constant of the spring 24 of the model shown in FIG. 9 changes according to the environmental temperature, and the frequency of natural vibration changes. On a road surface such as a snow-covered road, as shown in FIG. 22 (A), the natural vibration frequency fb when the temperature is medium to the natural vibration frequency fa when the temperature is high, and the natural vibration when the temperature is low. The frequency increases in the order of the frequency fc. Similarly, on a road surface such as dry asphalt, as shown in FIG. 19 (B), the frequency fb of the natural vibration when the temperature is medium to the frequency fa of the natural vibration when the temperature is high, and the frequency fa when the temperature is low. The frequencies increase in the order of the natural vibration frequency fc. That is, if the frequency of the natural vibration is fixed when the temperature fluctuates, the road surface friction coefficient μ will be erroneously estimated if the gain of that frequency is used as it is.

【0052】この場合も、図20の実施例においてはス
テップS129で温度を検出し、この検出温度から固有
振動の周波数を決定し、また、図21の実施例において
はステップS138で温度を検出し、この検出温度から
固有振動の周波数を決定することによって対応すること
ができ、正確な路面摩擦係数μを推定することができ
る。
Also in this case, in the embodiment of FIG. 20, the temperature is detected in step S129, and the frequency of the natural vibration is determined from this detected temperature. In the embodiment of FIG. 21, the temperature is detected in step S138. It is possible to deal with the problem by determining the frequency of the natural vibration from the detected temperature, and the accurate road surface friction coefficient μ can be estimated.

【0053】先に述べたように、乾燥アスファルト等の
滑らかな路面では路面外乱が小さいため、車輪速信号の
周波数スペクトラムは図10の実線に示すように全体の
ゲインが小さくなり、圧雪路等の凸凹の路面では路面外
乱が大きいため、この路面外乱がオフセットとなり車輪
速信号の周波数スペクトラムは図10の破線に示すよう
に全体のゲインが大きくなる。この場合は固有振動の周
波数のゲインをそのまま用いると、路面摩擦係数μを誤
って推定することになる。
As described above, since the road surface disturbance is small on a smooth road surface such as dry asphalt, the frequency spectrum of the wheel speed signal has a small overall gain as shown by the solid line in FIG. Since the road surface disturbance is large on an uneven road surface, this road surface disturbance becomes an offset, and the overall gain of the frequency spectrum of the wheel speed signal becomes large as shown by the broken line in FIG. In this case, if the frequency gain of the natural vibration is used as it is, the road surface friction coefficient μ will be erroneously estimated.

【0054】これを解決するための他の実施例について
説明する。図23は本発明の路面状態判定装置の第3実
施例のブロック図を示す。同図中、車輪速センサ10で
検出された車輪速信号はECU(電子制御装置)12に
供給される。ここでは車両の4輪のうち1輪の車輪速信
号を車輪速センサ10で検出しているが、4輪の車輪速
信号が所定時間毎に順次切換えられてECU12に供給
される構成としても良い。ECU12にはFFT(高速
フーリエ変換器)14が接続されると共に、ナビゲーシ
ョンシステム30及びメモリ32が接続されている。ナ
ビゲーションシステム30は車両の走行位置を検出して
ECU12に供給する。メモリ32には走行位置に対応
して、固有振動の周波数(40Hz近傍)におけるゲイ
ンと路面摩擦係数μとを関係付けたマップが予め格納さ
れている。
Another embodiment for solving this will be described. FIG. 23 shows a block diagram of a third embodiment of the road surface condition judging device of the present invention. In the figure, the wheel speed signal detected by the wheel speed sensor 10 is supplied to an ECU (electronic control unit) 12. Here, the wheel speed sensor 10 detects the wheel speed signal of one of the four wheels of the vehicle, but the wheel speed signal of the four wheels may be sequentially switched at predetermined time intervals and supplied to the ECU 12. . An FFT (Fast Fourier Transform) 14 is connected to the ECU 12, and a navigation system 30 and a memory 32 are also connected to the ECU 12. The navigation system 30 detects the traveling position of the vehicle and supplies it to the ECU 12. The memory 32 stores in advance a map in which the gain at the frequency of natural vibration (near 40 Hz) and the road surface friction coefficient μ are associated with each other corresponding to the traveling position.

【0055】図23に示すECU12が実行する路面状
態判定処理の第4実施例のフローチャートを図24に示
す。図24で図11と同一ステップには同一番号を付
す。この処理は所定時間毎に繰り返される。図24中、
まず、ステップS112で車輪速信号を読み込む。次
に、ステップS114でカウンタnの値が所定値Tn未
満か否かを判別する。n<Tnの場合は、ステップS1
16で計測した車輪速をメモリ(内蔵のRAM)に保存
し、かつ、カウンタnを1だけインクリメントしてステ
ップS112へ進む。カウンタnの値がTn以上のとき
はステップS118に進み、所定値Tnに対応する期間
に計測された車輪速データをFFT14に供給してフー
リエ変換を実行させ、各周波数におけるゲインを計算し
て車輪速の周波数スペクトラムを求める。ステップS1
20では固有振動の周波数(40Hz近傍)におけるゲ
インを上記車輪速の周波数スペクトラムから読み取る。
FIG. 24 shows a flowchart of the fourth embodiment of the road surface condition determination processing executed by the ECU 12 shown in FIG. In FIG. 24, the same steps as those in FIG. 11 are given the same numbers. This process is repeated every predetermined time. In FIG. 24,
First, in step S112, the wheel speed signal is read. Next, in step S114, it is determined whether or not the value of the counter n is less than the predetermined value Tn. If n <Tn, step S1
The wheel speed measured in 16 is stored in the memory (built-in RAM), the counter n is incremented by 1, and the process proceeds to step S112. When the value of the counter n is equal to or more than Tn, the process proceeds to step S118, the wheel speed data measured in the period corresponding to the predetermined value Tn is supplied to the FFT 14, the Fourier transform is executed, the gain at each frequency is calculated, and the wheel is calculated. Find the fast frequency spectrum. Step S1
At 20, the gain at the frequency of natural vibration (near 40 Hz) is read from the frequency spectrum of the wheel speed.

【0056】そして、ステップS160でナビゲーショ
ンシステム30から車両の走行位置を読み取り、メモリ
32から走行位置に対応した固有振動の周波数(40H
z近傍)におけるゲインと路面摩擦係数μとを関係付け
たマップを読み取る。次のステップS122で上記ゲイ
ンでマップを参照して路面摩擦係数μを推定する。この
後、ステップS128でカウンタnを0にリセットして
処理サイクルを終了する。
Then, in step S160, the traveling position of the vehicle is read from the navigation system 30, and the natural vibration frequency (40H) corresponding to the traveling position is read from the memory 32.
A map in which the gain in the vicinity of z) and the road surface friction coefficient μ are related is read. In the next step S122, the road surface friction coefficient μ is estimated by referring to the map with the above gain. After that, the counter n is reset to 0 in step S128, and the processing cycle ends.

【0057】上記の実施例では、あらゆる道路の位置に
対応した固有振動の周波数(40Hz近傍)におけるゲ
インと路面摩擦係数μとを関係付けたマップを用意しな
ければならない。このため、コストが高くなる。これを
避けるためには、図25に示すように、ECU12に操
作スイッチ34を設け、運転者が乾燥アスファルト、濡
れたアスファルト、圧雪路等の状況を操作スイッチ34
から入力して、ナビゲーションシステム30からの車両
の走行位置に対応してメモリ32に道路状態(路面摩擦
係数μ)を記憶させ、学習を行っても良い。
In the above embodiment, it is necessary to prepare a map in which the gain at the frequency of natural vibration (near 40 Hz) corresponding to the position of any road is associated with the road surface friction coefficient μ. Therefore, the cost is high. In order to avoid this, as shown in FIG. 25, the operation switch 34 is provided in the ECU 12 so that the driver can operate the operation switch 34 such as dry asphalt, wet asphalt, or a snowy road.
Alternatively, the road condition (road friction coefficient μ) may be stored in the memory 32 in accordance with the traveling position of the vehicle from the navigation system 30, and learning may be performed.

【0058】更に、図26に示すように、路車間通信シ
ステム36から走行位置における固有振動の周波数(4
0Hz近傍)におけるゲインと路面摩擦係数μとを関係
付けたマップを受け取り、車両の走行位置に対応してメ
モリ32に道路状態(路面摩擦係数μ)を記憶させる構
成としても良い。上記の図25,図26におけるECU
12が実行する路面状態判定処理は図24に示すフロー
チャートを用いればよい。
Further, as shown in FIG. 26, from the road-vehicle communication system 36, the natural vibration frequency (4
A map in which the gain and the road surface friction coefficient μ in the vicinity of 0 Hz) are related to each other may be received, and the road condition (road surface friction coefficient μ) may be stored in the memory 32 corresponding to the traveling position of the vehicle. The ECU in FIGS. 25 and 26 described above
The flowchart shown in FIG. 24 may be used for the road surface state determination processing executed by the control unit 12.

【0059】[0059]

【発明の効果】上述の如く、請求項1に記載の発明は、
路面状態に応じて車輪速信号の周波数解析結果が異なる
ことに着目し、車輪速信号の周波数解析結果の路面状態
によって顕著な違いが現れる周波数帯域で判定を行うた
め、車輪の直接的な動きから判定を行っているので、騒
音等の外乱の影響を受けにくく、正確な判定を行うこと
ができる。また、既存の車輪速センサを利用でき、コス
トを低く抑えることができる。
As described above, the invention according to claim 1 is
Paying attention to the fact that the frequency analysis result of the wheel speed signal differs depending on the road surface condition,
The judgment is performed in the frequency band where a significant difference appears.
Therefore, since the determination is made based on the direct movement of the wheels, the influence of external disturbance such as noise is less likely to occur, and the determination can be performed accurately. Moreover, the existing wheel speed sensor can be used, and the cost can be kept low.

【0060】請求項2に記載の発明では、判定手段は、
所定周波数以下の信号強度に基づいて路面状態を判定す
る。このため、路面状態によって顕著な違いが現れる周
波数帯域で判定を行うことができ、正確な判定を行うこ
とができ、精度が向上する。請求項3に記載の発明で
は、判定手段は、所定周波数以下で互いに異なる複数の
波数を中心とする狭い周波数帯域の信号強度に基づい
て路面状態を判定する。このため、大きなメモリ容量を
必要とせず簡易的に低コストで判定を行うことができ
る。
In the invention described in claim 2, the judging means is:
The road surface condition is determined based on the signal strength below a predetermined frequency. Therefore, the determination can be performed in the frequency band in which a significant difference appears depending on the road surface condition, the accurate determination can be performed, and the accuracy is improved. In the invention described in claim 3, the determining means determines the road surface condition based on the signal strength of the narrowband have frequency bands and centered multiple <br/> frequencies differ from each other by less than a predetermined frequency. Therefore, it is possible to easily make a determination at low cost without requiring a large memory capacity.

【0061】請求項4に記載の発明は、判定手段は、
輪速によって決まるアンユニフォーミティ外乱の基本波
及び高調波の信号強度に基づいて路面状態を判定する。
タイヤでは車輪速によって定まる所定の周波数で外乱が
現れ信号強度が変化し、路面状態によってこの変化度合
いが異なるため、これを利用して路面状態を判定するこ
とが可能となる。請求項5に記載の発明は、判定手段
は、タイヤの前後方向のバネ振動による車輪の固有振動
周波数と略等しい周波数の信号強度に基づいて路面状態
を判定する。車輪の固有振動周波数と略等しい周波数で
は路面状態によって信号強度が変化するため、これを利
用して路面状態を判定することが可能となる。
In the invention according to claim 4, the judging means is a vehicle.
Fundamental wave of ununiformity disturbance determined by wheel speed
And the road surface condition is determined based on the signal strength of the harmonics .
In a tire, a disturbance appears at a predetermined frequency determined by the wheel speed, the signal strength changes, and the degree of this change varies depending on the road surface condition. Therefore, it is possible to use this to determine the road surface condition. According to a fifth aspect of the present invention, the determining means is the natural vibration of the wheel due to the spring vibration of the tire in the front-back direction.
The road surface condition is determined based on the signal strength of a frequency substantially equal to the frequency . At a frequency substantially equal to the natural vibration frequency of the wheels, the signal strength changes depending on the road surface condition, and thus it is possible to determine the road surface condition by utilizing this.

【0062】請求項6に記載の発明は、判定手段は、路
面外乱の影響だけを受ける周波数の信号強度に基づき前
記車輪の固有振動周波数と略等しい周波数の信号強度を
正規化し、正規化した信号強度に基づき路面状態を判定
する。路面の凸凹による路面外乱で信号強度が変化する
ため、路面外乱の影響だけを受ける周波数の信号強度に
基づき信号強度を正規化することにより、路面外乱の影
響を排除して正確に路面状態を判定することができる。
According to a sixth aspect of the invention, the determining means normalizes the signal strength of the frequency substantially equal to the natural vibration frequency of the wheel based on the signal strength of the frequency affected only by the road surface disturbance, and normalizes the signal. The road surface condition is determined based on the strength. Since the signal strength changes due to road surface disturbances due to the unevenness of the road surface, the signal strength is normalized based on the signal strength of the frequency that is affected only by the road surface disturbance, and the influence of the road surface disturbance is eliminated and the road surface condition is accurately determined. can do.

【0063】請求項7に記載の発明は、路面の振動情報
ナビゲーションシステムで得た走行位置に応じて記憶
する記憶手段を有し、判定手段は、前記記憶手段に記憶
されている走行位置に応じた振動情報と車輪の固有振動
周波数と略等しい周波数の信号強度に基づいて路面状態
を判定する。路面の凸凹による路面の振動情報を予め記
憶し、走行位置に応じた振動情報と車輪の固有振動周波
数と略等しい周波数の信号強度に基づいて路面状態を判
定するため、路面外乱の影響を排除して正確に路面状態
を判定することができる。
The invention according to claim 7 has a storage means for storing the vibration information of the road surface according to the traveling position obtained by the navigation system, and the judging means stores the traveling position stored in the storage means. The road surface condition is determined based on the corresponding vibration information and the signal strength at a frequency substantially equal to the natural vibration frequency of the wheel. The road surface vibration information due to the unevenness of the road surface is stored in advance, and the road surface condition is judged based on the vibration information according to the traveling position and the signal strength of the frequency substantially equal to the natural vibration frequency of the wheels, so the influence of road surface disturbance is eliminated. Therefore, the road surface condition can be accurately determined.

【0064】請求項8に記載の発明は、車輪速に基づき
前記判定手段で判定に用いる前記固有振動周波数と略等
しい周波数の信号強度と路面状態との関係を変更する判
定基準変更手段を有する。車輪速によって車輪の固有振
動周波数と略等しい周波数の信号強度が変化するため、
車輪速に基づき判定基準を変更することで正確に路面状
態を判定することができる。請求項9に記載の発明は、
タイヤ空気圧に基づき前記判定手段で判定に用いる前記
タイヤの前後方向のバネ振動による車輪の固有振動周波
数と略等しい周波数を変更する周波数変更手段を有す
る。タイヤ空気圧によって車輪の固有振動周波数が変化
するため、タイヤ空気圧に基づき判定に用いる周波数を
変更することで正確に路面状態を判定することができ
る。
The invention described in claim 8 is substantially equal to the natural vibration frequency used for the determination by the determination means based on the wheel speed.
It has a judgment standard changing means for changing the relationship between the signal strength of a new frequency and the road surface condition . Since the signal strength of the frequency substantially equal to the natural vibration frequency of the wheel changes depending on the wheel speed,
The road surface condition can be accurately determined by changing the determination standard based on the wheel speed. The invention according to claim 9 is
Wherein used for the determination by said determining means based on the tire air pressure
Natural frequency of wheel due to tire front-back spring vibration
It has frequency changing means for changing the frequency substantially equal to the number . Since the natural vibration frequency of the wheel changes depending on the tire pressure, the road surface condition can be accurately determined by changing the frequency used for the determination based on the tire pressure.

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

【図1】本発明の路面状態判定装置の第1実施例のブロ
ック図である。
FIG. 1 is a block diagram of a first embodiment of a road surface state determination device of the present invention.

【図2】路面状態判定処理の第1実施例のフローチャー
トである。
FIG. 2 is a flowchart of a first embodiment of road surface condition determination processing.

【図3】車輪速信号の周波数スペクトラムを示す図であ
る。
FIG. 3 is a diagram showing a frequency spectrum of a wheel speed signal.

【図4】本発明の路面状態判定装置の第2実施例のブロ
ック図である。
FIG. 4 is a block diagram of a second embodiment of the road surface condition determination device of the present invention.

【図5】路面状態判定処理の第2実施例のフローチャー
トである。
FIG. 5 is a flowchart of a second embodiment of a road surface state determination process.

【図6】本発明の路面状態判定装置の第3実施例のブロ
ック図である。
FIG. 6 is a block diagram of a third embodiment of the road surface condition determination device of the present invention.

【図7】路面状態判定処理の第3実施例のフローチャー
トである。
FIG. 7 is a flowchart of a third embodiment of road surface condition determination processing.

【図8】車速とアンユニフォーミティ外乱の基本波との
関係を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing a relationship between a vehicle speed and a fundamental wave of ununiformity disturbance.

【図9】タイヤモデルを示す図である。FIG. 9 is a diagram showing a tire model.

【図10】固有振動のゲインと路面状態との関係を示す
図である。
FIG. 10 is a diagram showing a relationship between a gain of natural vibration and a road surface condition.

【図11】路面状態判定処理の第4実施例のフローチャ
ートである。
FIG. 11 is a flowchart of a fourth embodiment of the road surface condition determination processing.

【図12】路面状態判定処理の第5実施例のフローチャ
ートである。
FIG. 12 is a flowchart of a fifth embodiment of road surface condition determination processing.

【図13】路面外乱に応じた固有振動のゲインと路面状
態との関係を示す図である。
FIG. 13 is a diagram showing a relationship between a gain of natural vibration corresponding to a road surface disturbance and a road surface state.

【図14】路面状態判定処理の第6実施例のフローチャ
ートである。
FIG. 14 is a flowchart of a sixth embodiment of road surface condition determination processing.

【図15】路面状態判定処理の第7実施例のフローチャ
ートである。
FIG. 15 is a flowchart of a seventh embodiment of the road surface condition determination processing.

【図16】車速に応じた固有振動のゲインと路面状態と
の関係を示す図である。
FIG. 16 is a diagram showing a relationship between a gain of natural vibration and a road surface state according to a vehicle speed.

【図17】路面状態判定処理の第8実施例のフローチャ
ートである。
FIG. 17 is a flowchart of an eighth embodiment of road surface condition determination processing.

【図18】路面状態判定処理の第9実施例のフローチャ
ートである。
FIG. 18 is a flowchart of a ninth embodiment of the road surface condition determination processing.

【図19】タイヤ空気圧に応じた固有振動のゲインと路
面状態との関係を示す図である。
FIG. 19 is a diagram showing a relationship between a natural vibration gain according to tire pressure and a road surface condition.

【図20】路面状態判定処理の第10実施例のフローチ
ャートである。
FIG. 20 is a flowchart of a tenth embodiment of the road surface state determination processing.

【図21】路面状態判定処理の第11実施例のフローチ
ャートである。
FIG. 21 is a flowchart of an eleventh embodiment of road surface condition determination processing.

【図22】温度に応じた固有振動のゲインと路面状態と
の関係を示す図である。
FIG. 22 is a diagram showing a relationship between a gain of natural vibration according to temperature and a road surface state.

【図23】本発明の路面状態判定装置の第3実施例のブ
ロック図である。
FIG. 23 is a block diagram of a third embodiment of the road surface condition determination device of the present invention.

【図24】路面状態判定処理の第12実施例のフローチ
ャートである。
FIG. 24 is a flowchart of a twelfth embodiment of road surface condition determination processing.

【図25】本発明の路面状態判定装置の第4実施例のブ
ロック図である。
FIG. 25 is a block diagram of a road surface state determination device according to a fourth embodiment of the present invention.

【図26】本発明の路面状態判定装置の第5実施例のブ
ロック図である。
FIG. 26 is a block diagram of a fifth embodiment of the road surface condition determination device of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 車輪速センサ 12 ECU(電子制御装置) 14 FFT(高速フーリエ変換器) 16 バンドパスフィルタ群 18 可変バンドパスフィルタ群 20 ホイール 22 ベルト 24 バネ 26 路面 30 ナビゲーションシステム 32 メモリ 34 操作スイッチ 36 路車間通信システム 10 Wheel speed sensor 12 ECU (electronic control unit) 14 FFT (Fast Fourier Transform) 16 bandpass filters 18 Variable bandpass filter group 20 wheels 22 belt 24 spring 26 road surface 30 navigation system 32 memory 34 Operation switch 36 Road-to-vehicle communication system

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平7−260637(JP,A) 特開 平9−54020(JP,A) 特開 平6−258196(JP,A) 特開 平8−184533(JP,A) 特開 平6−50878(JP,A) 特開 平7−98325(JP,A) 特開 平8−156537(JP,A) 特開 平8−101085(JP,A) 特開 平6−174543(JP,A) 特開 平7−156782(JP,A) 特開 平8−334454(JP,A) 特開 平6−138018(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01M 17/007 G01N 19/02 G01P 3/44 B60T 8/58 Continuation of front page (56) Reference JP-A-7-260637 (JP, A) JP-A-9-54020 (JP, A) JP-A-6-258196 (JP, A) JP-A-8-184533 (JP , A) JP 6-50878 (JP, A) JP 7-98325 (JP, A) JP 8-156537 (JP, A) JP 8-101085 (JP, A) JP 6-174543 (JP, A) JP-A-7-156782 (JP, A) JP-A-8-334454 (JP, A) JP-A-6-138018 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G01M 17/007 G01N 19/02 G01P 3/44 B60T 8/58

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 車輪速を検出する車輪速検出手段と、 前記検出された車輪速信号の周波数解析を行う解析手段
と、 前記解析の結果から所定周波数領域の信号強度に基づい
て路面状態を判定する判定手段とを有することを特徴と
する路面状態判定装置。
1. A wheel speed detecting means for detecting a wheel speed, an analyzing means for performing a frequency analysis of the detected wheel speed signal, and a road surface condition determined from the result of the analysis based on a signal intensity in a predetermined frequency region. A road surface condition determination device comprising:
【請求項2】 請求項1記載の路面状態判定装置におい
て、 前記判定手段は、所定周波数以下の信号強度に基づいて
路面状態を判定することを特徴とする路面状態判定装
置。
2. The road surface state determination device according to claim 1, wherein the determination means determines the road surface state based on a signal strength equal to or lower than a predetermined frequency.
【請求項3】 請求項1載の路面状態判定装置におい
て、 前記判定手段は、所定周波数以下で互いに異なる複数の
波数を中心とする狭い周波数帯域の信号強度に基づい
て路面状態を判定することを特徴とする路面状態判定装
置。
3. A road surface condition judging apparatus of the mounting according to claim 1, wherein the determining means, based on the signal strength of the narrowband have frequency bands and centered multiple <br/> frequencies differ from each other by less than a predetermined frequency A road surface condition determination device characterized by determining a road surface condition.
【請求項4】 請求項1記載の路面状態判定装置におい
て、 前記判定手段は、車輪速によって決まるアンユニフォー
ミティ外乱の基本波及び高調波の信号強度に基づいて路
面状態を判定することを特徴とする路面状態判定装置。
4. The road surface state determination device according to claim 1, wherein the determination means determines the road surface state based on signal strengths of a fundamental wave and a harmonic wave of an ununiformity disturbance determined by a wheel speed. Road surface condition determination device.
【請求項5】 請求項1記載の路面状態判定装置におい
て、 前記判定手段は、タイヤの前後方向のバネ振動による車
輪の固有振動周波数と略等しい周波数の信号強度に基づ
いて路面状態を判定することを特徴とする路面状態判定
装置。
5. The road surface condition determination device according to claim 1, wherein the determination means determines the road surface condition based on a signal intensity of a frequency substantially equal to a natural vibration frequency of the wheel due to spring vibration of the tire in the front-rear direction. A road surface condition determination device.
【請求項6】 請求項5記載の路面状態判定装置におい
て、 前記判定手段は、路面外乱の影響だけを受ける周波数の
信号強度に基づき前記車輪の固有振動周波数と略等しい
周波数の信号強度を正規化し、正規化した信号強度に基
づき路面状態を判定することを特徴とする路面状態判定
装置。
6. The road surface condition determining apparatus according to claim 5, wherein the determining unit normalizes a signal intensity of a frequency substantially equal to a natural vibration frequency of the wheel based on a signal intensity of a frequency only affected by a road surface disturbance. A road surface state determination device characterized by determining a road surface state based on the normalized signal strength.
【請求項7】 請求項5記載の路面状態判定装置におい
て、 路面の振動情報をナビゲーションシステムで得た走行位
置に応じて記憶する記憶手段を有し、 前記判定手段は、前記記憶手段に記憶されている走行位
置に応じた振動情報と車輪の固有振動周波数と略等しい
周波数の信号強度に基づいて路面状態を判定することを
特徴とする路面状態判定装置。
7. The road surface state determination device according to claim 5, further comprising a storage unit that stores road surface vibration information according to a traveling position obtained by a navigation system, and the determination unit is stored in the storage unit. A road surface state determination device, characterized in that the road surface state is determined based on vibration information corresponding to a running position and a signal intensity of a frequency substantially equal to a natural vibration frequency of a wheel.
【請求項8】 請求項5記載の路面状態判定装置におい
て、 車輪速に基づき前記判定手段で判定に用いる前記固有振
動周波数と略等しい周波数の信号強度と路面状態との関
係を変更する判定基準変更手段を有することを特徴とす
る路面状態判定装置。
8. The road surface condition determination device according to claim 5, wherein the criterion is changed to change the relationship between the signal strength of the frequency substantially equal to the natural vibration frequency used for the determination by the determination means based on the wheel speed and the road surface condition. A road surface condition determination device having means.
【請求項9】 請求項5記載の路面状態判定装置におい
て、 タイヤ空気圧に基づき前記判定手段で判定に用いる前記
タイヤの前後方向のバネ振動による車輪の固有振動周波
数と略等しい周波数を変更する周波数変更手段を有する
ことを特徴とする路面状態判定装置。
9. The road surface condition determination device according to claim 5, wherein a frequency change is performed to change a frequency substantially equal to a natural vibration frequency of a wheel due to spring vibration in the front-rear direction of the tire, which is used for the determination by the determination means based on the tire pressure. A road surface condition determination device having means.
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