JP4415479B2

JP4415479B2 - 路面状態識別装置

Info

Publication number: JP4415479B2
Application number: JP2000327507A
Authority: JP
Inventors: 隆久横山; 雄三井本; 昌信山口
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2000-10-26
Filing date: 2000-10-26
Publication date: 2010-02-17
Anticipated expiration: 2020-10-26
Also published as: JP2002127883A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両が走行中の路面の状態を識別する路面状態識別装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両が走行中の路面の状態が悪い場合（以下、このような路面を悪路という）、路面の凹凸により、車輪のバウンドやリバウンド、シャーシの振動等が生じる。このことを利用し、従来では、車輪の振動成分を例えば車輪速度センサの検出信号から抽出することで悪路の識別を行っている（特開昭６０−５９６号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ＡＢＳ制御を行う場合、車体速度に対して車輪速度が落ち込んだ際に制動力を減少させる減圧制御、制動力を維持する保持制御、減少させた制動力を再び増加させる増圧制御（パルス増圧制御）が行われる。
【０００４】
このＡＢＳ制御のうち減圧制御が行われる際、つまり車輪速度の落ち込みによってロック傾向に至っていた車輪を復帰させる際に、車輪にＡＢＳ制御に起因する振動が発生する。
【０００５】
このため、ＡＢＳ制御中には、車輪の振動がＡＢＳ制御に起因するものか、もしくは路面の凹凸によるものか見分け難く、正確な路面状態の識別を行うことができなかった。
【０００６】
なお、ここではＡＢＳ制御を例に挙げたが、横滑り防止制御の場合にもＡＢＳ制御と同様の動作が行われるため、この場合にも正確な路面状態の識別が行えない。
【０００７】
本発明は上記点に鑑みて、ＡＢＳ制御中等においても正確に路面状態の識別が行えるようにすることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、車輪速度センサからの検出信号から抽出した路面状態に起因する振動成分を含む信号の信号レベルを記憶する第１の記憶手段と、路面状態の識別に用いられる路面識別値を記憶する第２の記憶手段と、車輪がロック状態にあるか否かを判定するロック状態判定手段と、第１の記憶手段に記憶されている信号の信号レベルと第２の記憶手段に記憶されている路面識別値とを比較する比較手段を有し、第２の記憶手段に記憶されている路面識別値に基づいて路面状態の識別を行うようになっており、ロック状態判定手段により車輪がロック状態でないと判定されたときには、該ロック状態でないと判定されたときにおける車輪速度センサからの検出信号から抽出され第１の記憶手段に記憶された信号の信号レベルを路面識別値として第２の記憶手段に記憶させ、車輪がロック状態であると判定されたときには、比較手段により、該ロック状態と判定されたときにおける車輪速度センサからの検出信号から抽出され第１の記憶手段に記憶された信号の信号レベルと、該ロック状態であると判定される前に第２の記憶手段に記憶された路面識別値とを比較し、これらのうちいずれか小さい方を新たな路面識別値として第２の記憶手段に記憶させることを特徴としている。
【００１４】
このように、ロック状態と判定されたときにおける車輪速度センサからの検出信号から抽出した路面状態に起因する振動成分を含む信号の信号レベルと、該ロック状態であると判定される前に第２の記憶手段に記憶されていた路面識別値とを比較し、これらのうちいずれか小さい方を新たな路面識別値として第２の記憶手段に記憶させる。つまり、第１の記憶手段に記憶されている信号にＡＢＳ制御に起因する振動成分が含まれているときは、当該信号の信号レベルが第２の記憶手段に記憶されている信号の信号レベルよりも大きくなることから、ロック状態と判定されたときにおける車輪速度センサからの検出信号から抽出された路面状態に起因する振動成分を含む信号の信号レベルが既に第２の記憶手段に記憶されている路面識別値よりも大きい時には新たな路面識別値として更新せず、小さい場合にのみ更新する。これによりＡＢＳ制御等に起因する車輪の振動成分が混じったときのみをマスクすることができ、より正確な路面状態の識別を行うことができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
図１に、本発明の一実施形態が適用される車両用ブレーキ装置の概略構成を示す。以下、この図に基づきブレーキ装置の構成についての説明を行う。
【００１６】
図１に示すように、ブレーキ装置は運転者によって操作されるブレーキペダル１と、ブレーキペダル１の踏み込み状態としてペダル踏力の検出を行う踏力センサ２と、バッファやタイマ等が備えられ、踏力センサ２からの検出信号が入力される電子制御装置（以下、ＥＣＵという）３と、各車輪４〜７毎に設けられ、ＥＣＵ３によって駆動されることで各車輪４〜７に制動力を発生させる制動力発生部８〜１１とが備えられている。制動力発生部８〜１１は、例えばモータ及びこのモータによって駆動されるディスクブレーキもしくはドラムブレーキ等で構成され、モータへの通電量の調整により制動力の調整が行えるように構成されている。
【００１７】
これらの構成により、運転者によるブレーキペダル１の踏み込みが成されると、踏力センサ２にて踏力が検出されると共に、この踏力に応じたブレーキ制御が成されるようにＥＣＵ３で演算が行われ、この演算結果に応じて制動力発生部８〜１１が発生させる制動力が制御されて、ブレーキペダル１の踏み込みに応じたブレーキ制御が成されるようになっている。
【００１８】
さらに、ブレーキ装置には、各車輪４〜７毎に各車輪速度の検出を行う車輪速度センサ１３〜１６が備えられている。これらの車輪速度センサ１３〜１６からの検出信号がＥＣＵ３に入力されるようになっている。ＥＣＵ３は、この検出信号に基づいて各種演算を行い、ＥＣＵ３内に備えられたロック状態判定手段により車輪４〜７がロック状態にあるか否か、つまりＡＢＳ制御を行うか否かの判定を行うと共に、その制御状態に応じた出力を発生して制動力発生部８〜１１の出力の制御を行うようになっている。
【００１９】
具体的には、ＥＣＵ３では車輪速度センサ１３〜１６からの検出信号に基づいて車輪速度や車体速度、スリップ率等の演算が行われ、車体速度に対して車輪速度が落ち込んで目標スリップ率を超えてしまった際には減圧制御、減圧制御が終了した後に保持制御、そして再び制動力を増加させるときには増圧制御を行うようになっている。
【００２０】
また、ＥＣＵ３では、車輪速度センサ１３〜１６からの検出信号に基づいて車両が走行中の路面状態の識別を行っている。上記ＡＢＳ制御の開始条件となる目標スリップ率はＥＣＵ３によって識別された路面状態に応じて設定され、例えば悪路の際には路面状態が良好な良路よりも目標スリップ率が高くなるように設定される。
【００２１】
図２、図３に、ＥＣＵ３で行われる路面状態識別処理のフローチャートを示す。以下、この図に基づいて路面状態識別処理の詳細を説明する。
【００２２】
まず、ステップ１００に示すように、各車輪４〜７における車輪速度の読み込みを行う。つまり、車輪速度センサ１３〜１６からの検出信号の読み込みを行う。次に、ステップ１１０に進み、読み込んだ車輪速度信号に対してバンドパスフィルタ処理を行い、例えば８〜２０Ｈｚ程度の周波数域のみを抽出する。これにより、路面状態に起因する信号成分が抽出される。そして、ステップ１２０に進み、フィルタを通過させた車輪速度信号を絶対値化させる。
【００２３】
続いて、ステップ１３０にて絶対値化させた車輪速度信号を、例えば１０Ｈｚ以下の周波数域のみを通過させるローパスフィルタ（Ｌ．Ｐ．Ｆ）を用いて平坦化処理し、その後、この平坦化処理した車輪速度信号をステップ１４０にて路面識別の補正前信号となる路面識別補正前値、つまり路面状態の識別を行う際に用いる識別基準値としてＥＣＵ３内に備えられたバッファにストア（記憶）する。なお、このバッファが車輪速度センサ１３〜１６の検出信号に対応する信号を記憶する第１の記憶手段と、後述する路面識別値を記憶する第２の記憶手段との役割を果たす。また、本実施形態においては、このときバッファにストアされる路面識別補正前値が車輪速度センサ１３〜１６の検出信号に対応した信号に相当する。
【００２４】
続くステップ１５０では、車体速度と車輪速度との差分が定数Ａよりも大きいか否かを判定する。この処理により、現在の車輪のスリップ率が高いか否か判定される。なお、この定数Ａは例えば車体速度によって決定され、スリップ率が過大となった際に肯定判定となる。そして、ステップ１５０で否定判定されるとステップ１６０に進み、肯定判定されるとステップ１７０に進む。
【００２５】
ステップ１６０では、ＡＢＳ制御が減圧制御中であるか否かを判定する。すなわち、減圧制御において車輪がロック傾向から復帰する際に車輪に振動が発生するため、この車輪に振動が発生するタイミングであるか否かを判定する。そして、ステップ１６０で肯定判定されるとステップ１７０に進む。
【００２６】
ステップ１７０では、ロック判定をオンさせると共に、ホールドタイマのタイマ値Ｂをセットする。ステップ１５０やステップ１６０で肯定判定された場合というのは、つまりＡＢＳ制御に起因する車輪の振動が発生する可能性があることを示していることから、これらの場合を後述するようにマスクし、路面状態の識別に用いられないようにするのである。なお、ロック判定がオンされると、ロック判定用のフラグを立てる等の処理が行われるようになっている。
【００２７】
一方、ステップ１８０では、ホールドタイマのタイマ値Ｂをデクリメントし、ステップ１９０に進む。そして、ステップ１９０ではホールドタイマのタイマ値Ｂが０（零）であるか否かを判定し、肯定判定されればステップ２００に進んでロック判定をオフにし、否定判定されればロック判定をオフにすることなくステップ２１０に進む。
【００２８】
すなわち、ステップ１８０〜ステップ２００での処理により、ＡＢＳ制御に起因する車輪の振動が発生する可能性がなくなってから、ホールドタイマのタイマ値Ｂが０となるまでの間、ロック判定がなされた状態となる。
【００２９】
ステップ２１０では、前回バッファにストアされた路面識別値として、Ｃ［ｍｓ］前にバッファにストアされた路面識別値をバッファより読み出す。なお、この路面識別値とは、後述するステップ２５０においてバッファにストアされる実際に路面識別として用いる値を示している。
【００３０】
その後、ステップ２２０に進み、ロック判定中か否かを判定する。このロック判定は、上述したロック判定用フラグが立てられているか否か等により行われる。
【００３１】
このとき、ロック判定中ではなく、ステップ２２０で否定判定がなされれば、ステップ１４０で得られた路面識別補正前値には、ＡＢＳ制御に起因する車輪の振動成分が混じっていないことになる。従って、この場合にはステップ２３０に進み、ステップ１４０で得られた路面識別補正前値を実際に路面識別として用いる路面識別値に設定すると共に、ステップ２５０にて、その路面識別値をバッファにストアする。
【００３２】
逆に、ロック判定中であり、ステップ２２０で肯定判定がなされれば、ステップ１４０で得られた路面識別補正前値には、ＡＢＳ制御に起因する車輪の振動成分が混じっている可能性がある。このため、この場合にはステップ２４０に進み、ステップ２１０で読み出したＣ［ｍｓ］前にバッファにストアされた路面識別値と、ステップ１４０でバッファにストアした路面識別補正前値とをＥＣＵ３内に備えられた比較手段にて比較し、これらのうちいずれか小さい方の値を今回の路面識別値として設定する。
【００３３】
この理由について説明する。まず、Ｃ［ｍｓ］前にバッファにストアされた路面判別値の方が、ステップ１４０でバッファにストアされた今回の路面識別補正前値よりも小さい場合について検討してみる。一般的に、車両が走行している路面の状態が急激に変化するのはまれであり、ほとんどの場合にはＣ［ｍｓ］前にバッファにストアされた路面判別値と今回の路面識別補正前値とがほぼ同等の値となる。つまり、Ｃ［ｍｓ］前にバッファにストアされた路面識別値の方が今回の路面識別補正前値よりも小さくなる場合というのは、今回の路面識別補正前値にＡＢＳ制御に起因する車輪の振動成分が混ざっているがために、その分、今回の路面識別補正前値がＣ［ｍｓ］前にバッファにストアされた路面識別値よりも大きくなっている可能性が高いといえる。このため、このような場合には、今回得られた路面識別補正前値は採用せずに、Ｃ［ｍｓ］前にバッファにストアされた路面識別値を採用する。つまり、このような場合には、ＡＢＳ制御に起因する車輪の振動成分が混ざっているとして、路面識別補正前値をマスクするのである。
【００３４】
一方、Ｃ［ｍｓ］前にバッファにストアされた路面判別値よりも、ステップ１４０でバッファにストアされた今回の路面識別補正前値の方が小さい場合には、路面状態が多少変化していると想定される。すなわち、上述したようにＡＢＳ制御に起因する車輪の振動成分が混ざっているのであれば、今回の路面識別補正前値がＣ［ｍｓ］前にバッファにストアされた路面識別値よりも大きくなる可能性が高く、そのような結果でないのであれば、路面状態が変化している可能性が高いといえる。このため、このような場合には今回得られた路面識別補正前値を実際に路面の識別に使用する路面識別値として採用する。
【００３５】
そして、ステップ２６０にて、設定された路面識別値を、例えば０．５Ｈｚ以下の周波数域を通過させるローパスフィルタを用いて平坦化したのち、ステップ２７０において、平坦化した路面識別値を用いて路面状態の識別を行う。
【００３６】
以上説明したように、車輪速度センサ１３〜１６から得られた検出信号に、ＡＢＳ制御に起因する車輪の振動成分が混ざっている場合には、その領域をマスクし、ＡＢＳ制御に起因する車輪の振動成分が混ざる前の検出信号を用いて路面状態の識別を行うことで、正確な路面状態の識別を行うことができる。
【００３７】
そして、Ｃ［ｍｓ］前にバッファにストアされた路面判別値と、ステップ１４０でバッファにストアされた今回の路面識別補正前値とを大小比較することで、ＡＢＳ制御に起因する車輪の振動成分が混ざっているときのみをマスクするようにしているため、より正確に路面状態を識別することができる。
【００３８】
なお、このようにして路面状態の識別が行われたら、その路面状態を所定のしきい値と比較することにより、悪路と判定されればＡＢＳ制御の開始条件となる目標スリップ率を高く設定しても良いし、路面状態のレベルと目標スリップ率とを関係づけしたマップを用いて、路面状態のレベルに応じて目標スリップ率をリニアに設定するようにしてもよい。そして、このようにして設定された目標スリップ率を基準として、周知のＡＢＳ制御を行うことができる。
【００３９】
（他の実施形態）
上記実施形態では、ブレーキペダル１の踏み込みに応じたブレーキ力を電気的に発生させるいわゆる電気ブレーキに本発明の一実施形態を適用した場合を説明したが、マスタシリンダとホイールシリンダとが油圧配管で接続されているような一般的な油圧システムに本発明を適用することも可能である。
【００４０】
上記実施形態ではＡＢＳ制御に起因する車輪の振動を例に挙げて説明したが、横滑り防止制御等に起因する車輪の振動に関しても同様であり、このような振動成分が混ざった領域をマスクすることにより、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。すなわち、車輪に制動力を発生させる際に、その制動力発生に起因する車輪の振動成分が車輪速度センサ１３〜１６からの検出信号に混ざった場合には、制動力発生に起因する車輪の振動成分が混ざった領域をマスクすると共に、混ざる前の検出信号に基づいて該領域における路面状態の識別を行うようにすれば、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態における車両用ブレーキ装置の全体構成を示す図である。
【図２】図１に示す車両用ブレーキ装置で行われる路面状態識別処理のフローチャートである。
【図３】図２に続く路面状態識別処理のフローチャートである。
【符号の説明】
１…ブレーキペダル、２…踏力センサ、３…ＥＣＵ、４〜７…車輪、
８〜１１…制動力発生部、１３〜１６…車輪速度センサ。

Claims

車輪速度センサからの検出信号から抽出した路面状態に起因する振動成分を含む信号の信号レベルを記憶する第１の記憶手段と、
路面状態の識別に用いられる路面識別値を記憶する第２の記憶手段と、
車輪がロック状態にあるか否かを判定するロック状態判定手段と、
前記第１の記憶手段に記憶されている信号の信号レベルと前記第２の記憶手段に記憶されている前記路面識別値とを比較する比較手段を有し、
前記第２の記憶手段に記憶されている路面識別値に基づいて路面状態の識別を行うようになっており、
前記ロック状態判定手段により前記車輪がロック状態でないと判定されたときには、該ロック状態でないと判定されたときにおける前記車輪速度センサからの検出信号から抽出され前記第１の記憶手段に記憶された信号の信号レベルを前記路面識別値として前記第２の記憶手段に記憶させ、前記車輪がロック状態であると判定されたときには、前記比較手段により、該ロック状態と判定されたときにおける前記車輪速度センサからの検出信号から抽出され前記第１の記憶手段に記憶された信号の信号レベルと、該ロック状態であると判定される前に前記第２の記憶手段に記憶された前記路面識別値とを比較し、これらのうちいずれか小さい方を新たな路面識別値として前記第２の記憶手段に記憶させるようになっていることを特徴とする路面状態識別装置。