JPH11147460A - Estimation system for coefficient of friction on road for vehicle - Google Patents

Estimation system for coefficient of friction on road for vehicle

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JPH11147460A
JPH11147460A JP31556497A JP31556497A JPH11147460A JP H11147460 A JPH11147460 A JP H11147460A JP 31556497 A JP31556497 A JP 31556497A JP 31556497 A JP31556497 A JP 31556497A JP H11147460 A JPH11147460 A JP H11147460A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
vehicle
state
friction coefficient
road surface
surface friction
Prior art date
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Pending
Application number
JP31556497A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazunori Oda
和典 織田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH11147460A publication Critical patent/JPH11147460A/en
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2400/00Indexing codes relating to detected, measured or calculated conditions or factors
    • B60G2400/80Exterior conditions
    • B60G2400/82Ground surface
    • B60G2400/822Road friction coefficient determination affecting wheel traction
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2800/00Indexing codes relating to the type of movement or to the condition of the vehicle and to the end result to be achieved by the control action
    • B60G2800/21Traction, slip, skid or slide control
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2800/00Indexing codes relating to the type of movement or to the condition of the vehicle and to the end result to be achieved by the control action
    • B60G2800/70Estimating or calculating vehicle parameters or state variables
    • B60G2800/702Improving accuracy of a sensor signal

Landscapes

  • Hydraulic Control Valves For Brake Systems (AREA)
  • Regulating Braking Force (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To continually and accurately estimate the coefficient of friction on a road. SOLUTION: An electric control unit (microcomputer) 20 calculates the coefficient of friction μ on a road based on the following quantities of the state of a vehicle by the neutral network calculation; a brake hydraulic pressure BP and a throttle angle SL corresponding to the quantity of the state of vehicle operation which affects the longitudinal movement of the vehicle, a vehicle speed V and a longitudinal acceleration Gx corresponding to the quantity of the state of longitudinal movement of the vehicle, the steering angle θ corresponding to the quantity of the state of vehicle operation which affect the lateral and turning movements of the vehicle, the lateral acceleration Gy corresponding to the quantity of the state of lateral movement of the vehicle, and the yaw rate γcorresponding to the quantity of the state of turning movement of the vehicle or the like.

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、車両の各種状態量
をもとに走行路面の路面摩擦係数を推定する車両用路面
摩擦係数推定装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a road surface friction coefficient estimating apparatus for estimating a road surface friction coefficient of a running road surface based on various state quantities of a vehicle.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、この種の装置においては、車
速、操舵角、操舵トルク、ブレーキ圧力、車輪回転速
度、車輪駆動、ヨーレート、前後加速度、横加速度など
の車両の各種状態量を用いて、ファジー推論ルールに従
って路面摩擦係数を計算するようにしたものが知られて
いる(例えば特開平5−124529号公報)。また、
車体加減速度とスリップ率から関数式により路面摩擦係
数を計算するようにしたものもある(例えば特開平6−
16123号公報)。
2. Description of the Related Art Conventionally, this type of apparatus uses various state quantities of a vehicle such as a vehicle speed, a steering angle, a steering torque, a brake pressure, a wheel rotation speed, a wheel drive, a yaw rate, a longitudinal acceleration and a lateral acceleration. There is known an apparatus which calculates a road surface friction coefficient according to a fuzzy inference rule (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-124529). Also,
There is a vehicle in which a road surface friction coefficient is calculated from a vehicle acceleration / deceleration and a slip ratio by a functional expression (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No.
No. 16123).

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかし、前者の従来技
術にあっては、路面摩擦係数は極めて非線形性が高いの
で、ファジー推論におけるメンバシップ関数の設定が難
しく、路面摩擦係数を正確に推定することが難しい。ま
た、ファジー推論では、路面摩擦係数を「大」「中」
「小」などに推定することは可能であるが、連続量とし
て推定することが難しい。また、後者の従来技術にあっ
ては、アクセルペダル及びブレーキペダルの踏み込み操
作による車両の加減速時や、ハンドル操舵による車両の
旋回時に生じるタイヤの非線形性を考慮しておらず、路
面摩擦係数を正確に推定できない。
However, in the former prior art, since the road surface friction coefficient has extremely high non-linearity, it is difficult to set a membership function in fuzzy inference, and the road surface friction coefficient is accurately estimated. It is difficult. In addition, in fuzzy inference, the road friction coefficient
Although it is possible to estimate as "small", it is difficult to estimate as a continuous amount. Further, in the latter prior art, the non-linearity of the tire that occurs when the vehicle is accelerated or decelerated by depressing the accelerator pedal and the brake pedal or when the vehicle is turned by steering the steering wheel is not considered, and the road surface friction coefficient is not considered. It cannot be estimated accurately.

【0004】[0004]

【発明の概要】本発明は上記問題に対処するためになさ
れもので、その目的は、連続的かつ精度よく路面摩擦係
数を推定するようにした車両用路面摩擦係数推定装置を
提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a vehicle road surface friction coefficient estimating apparatus which continuously and accurately estimates a road surface friction coefficient. .

【0005】本発明の構成上の特徴は、複数種の車両の
状態量をそれぞれ検出する複数のセンサと、複数種の車
両の状態量と路面摩擦係数との関係を表すパラメータを
記憶しており、複数のセンサにより検出された複数種の
車両の状態量に基づいてニューラルネットワーク演算に
より路面摩擦係数を演算するニューラルネットワーク手
段とを備えたことにある。この場合、前記車両の状態量
として、車両の前後方向の運動に変化をもたらす車両の
運転操作を表す運転操作状態量及び車両の前後方向の運
動状態を表す運動状態量の組を採用したり、車両の横方
向の運動に変化をもたらす車両の運転操作を表す運転操
作状態量及び車両の横方向の運動状態を表す運動状態量
の組を採用したり、車両の回転運動に変化をもたらす車
両の運転操作を表す運転操作状態量及び車両の回転運動
状態量の組を採用したりするとよい。
The structural features of the present invention include a plurality of sensors for respectively detecting the state quantities of a plurality of types of vehicles, and a parameter representing the relationship between the state quantities of the plurality of types of vehicles and the road surface friction coefficient. A neural network means for calculating a road surface friction coefficient by a neural network operation based on a plurality of types of vehicle state quantities detected by a plurality of sensors. In this case, as the state quantity of the vehicle, a set of a driving operation state quantity representing a driving operation of the vehicle and a movement state quantity representing a movement state of the vehicle in the front-rear direction that causes a change in the movement of the vehicle in the front-rear direction, A set of a driving operation state quantity representing a driving operation of the vehicle that causes a change in the lateral movement of the vehicle and a movement state quantity representing a lateral movement state of the vehicle may be employed. A set of a driving operation state quantity representing a driving operation and a rotational motion state quantity of the vehicle may be adopted.

【0006】このように、本発明によれば、ニューラル
ネットワーク演算により、複数の車両の状態量に基づい
て路面摩擦係数を計算するようにしたので、車両の種々
の走行状態を考慮して、連続的に変化する路面摩擦係数
を正確に推定できるようになる。特に、路面摩擦係数は
車両の前後方向及び横方向の運動並びに車両の回転運動
に密接に関係しており、本発明によれば、これらの各運
動に対して変化をもたらす運転操作量と同運動の状態を
表す運動状態量とを車両の状態量として採用するように
したので、車両の走行路面の路面摩擦係数が的確に推定
される。
As described above, according to the present invention, the road surface friction coefficient is calculated based on the state quantities of a plurality of vehicles by neural network operation. It becomes possible to accurately estimate the road surface friction coefficient that changes in a timely manner. In particular, the road surface friction coefficient is closely related to the longitudinal and lateral movements of the vehicle and the rotational movement of the vehicle, and according to the present invention, the amount of driving operation that changes each of these movements is the same as the movement amount. Is adopted as the state quantity of the vehicle, so that the road surface friction coefficient of the traveling road surface of the vehicle can be accurately estimated.

【0007】[0007]

【実施形態】本発明の一実施形態を図面を用いて説明す
ると、図1は同実施形態に係る路面摩擦係数推定装置
と、同推定装置により推定された路面摩擦係数を利用し
て車両の運動状態を制御する制御装置とをブロック図に
より概略的に示している。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a road friction coefficient estimating apparatus according to the embodiment and a vehicle motion utilizing a road friction coefficient estimated by the estimating apparatus. A control device for controlling the state is schematically shown in a block diagram.

【0008】路面摩擦係数推定装置は、車両の各種状態
量を検出するための複数の状態量センサ10と、同状態
量センサ10により検出された各種状態量に基づいて路
面摩擦係数μを推定演算する電子制御ユニット20とを
備えている。複数の状態量センサ10としては、車輪回
転速度センサ11、前後加速度センサ12,横加速度セ
ンサ13、操舵角センサ14,ブレーキ油圧センサ1
5、スロットル開度センサ16、ヨーレートセンサ17
などが採用されている。
The road surface friction coefficient estimating apparatus estimates and calculates a road surface friction coefficient μ based on a plurality of state quantity sensors 10 for detecting various state quantities of the vehicle and various state quantities detected by the state quantity sensors 10. And an electronic control unit 20 to perform the control. The plurality of state quantity sensors 10 include a wheel rotation speed sensor 11, a longitudinal acceleration sensor 12, a lateral acceleration sensor 13, a steering angle sensor 14, and a brake oil pressure sensor 1.
5, throttle opening sensor 16, yaw rate sensor 17
And so on.

【0009】車輪回転速度センサ11は、車輪の回転速
度Vwを検出する。なお、この車輪回転速度Vwは、後
述するプログラムの実行により車両の前後方向の速度V
に変換されて車両の状態量の一つとして利用される。前
後加速度センサ12及び横加速度センサ13は、車両の
前後方向及び横方向の各加速度Gx,Gyをそれぞれ検
出する。操舵角センサ14は、ハンドル舵角を測定する
ことにより前輪の操舵角θを検出する。ブレーキ油圧セ
ンサ15は、ブレーキペダルの踏み込み操作によりホイ
ールシリンダに供給されるブレーキ油の油圧BPを検出
する。スロットル開度センサ16は、アクセルペダルの
踏み込み操作により変化するスロットルバルブの開度S
Lを検出する。ヨーレートセンサ17は、車両に作用す
るヨーレートγを検出する。
The wheel rotation speed sensor 11 detects a wheel rotation speed Vw. It should be noted that the wheel rotational speed Vw is determined by executing a program to be described later.
And used as one of the state quantities of the vehicle. The longitudinal acceleration sensor 12 and the lateral acceleration sensor 13 detect accelerations Gx and Gy in the longitudinal and lateral directions of the vehicle, respectively. The steering angle sensor 14 detects the steering angle θ of the front wheels by measuring the steering angle of the steering wheel. The brake oil pressure sensor 15 detects the oil pressure BP of the brake oil supplied to the wheel cylinder by the depression operation of the brake pedal. The throttle opening sensor 16 detects the opening S of the throttle valve, which changes when the accelerator pedal is depressed.
L is detected. The yaw rate sensor 17 detects a yaw rate γ acting on the vehicle.

【0010】これらの車両の状態量のうちのブレーキ油
圧BP及びスロットル開度SLは、車両の前後方向の運
動に変化をもたらす車両の運転操作を表す運転操作状態
量に相当する。車速V及び前後加速度Gxは、車両の前
後方向の運動状態を表す運動状態量に相当する。操舵角
θは、車両の横方向の運動及び車両の回転運動に変化を
もたらす車両の運転操作を表す運転操作状態量に相当す
る。横加速度Gyは、車両の横方向の運動状態を表す運
動状態量に相当する。ヨーレートγは、車両の回転運動
状態量に相当する。
The brake oil pressure BP and the throttle opening SL of the vehicle state variables correspond to driving operation state variables representing the driving operation of the vehicle that causes a change in the longitudinal movement of the vehicle. The vehicle speed V and the longitudinal acceleration Gx correspond to a motion state quantity representing a motion state of the vehicle in the front-rear direction. The steering angle θ corresponds to a driving operation state quantity representing a driving operation of the vehicle that causes a change in the lateral motion of the vehicle and the rotational motion of the vehicle. The lateral acceleration Gy is equivalent to a motion state quantity representing a lateral motion state of the vehicle. The yaw rate γ corresponds to the rotational motion state quantity of the vehicle.

【0011】電子制御ユニット20は、CPU、RO
M、RAM、I/O、タイマなどからなるマイクロコン
ピュータにより構成されており、ROM内に記憶した図
2のフローチャートに対応したプログラムを繰り返して
実行して、ニューラルネットワーク演算によって路面摩
擦係数μを推定して出力する。
The electronic control unit 20 includes a CPU, an RO,
The microcomputer is constituted by a microcomputer including M, RAM, I / O, timer, etc., and repeatedly executes a program corresponding to the flowchart of FIG. 2 stored in the ROM to estimate a road surface friction coefficient μ by a neural network operation. And output.

【0012】ここで、前記プログラムの実行によって実
現されるニューラルネットワーク演算について説明して
おく。図3は前記プログラムの実行によって実現される
ニューラルネットワークNNをブロック図によって機能
的に示している。ニューラルネットワークNNは、車両
の状態量としての車速V、前後加速度Gx、横加速度G
y、操舵角θ、ブレーキ油圧BP、スロットル開度S
L、ヨーレートγなどをそれぞれ入力データIDi(i
=1〜m)とする入力ユニット21-1〜21−m(m>
7)からなる入力層21と、中間ユニット22−1〜2
2−n(n>7)からなる中間層22と、単一の出力ユ
ニット23−1により構成される出力層23とを備えて
いる。入力データIDi (i=1〜m)、各入力ユニッ
ト21−1〜21−mの出力値Xi (i=1〜m)、各
中間ユニット22−1〜22−nの出力値Yj(j=1
〜n)及び出力ユニット23−1の出力値Zの各関係は
下記数1〜3のように定義される。
Here, a neural network operation realized by executing the program will be described. FIG. 3 is a block diagram functionally showing a neural network NN realized by executing the program. The neural network NN includes a vehicle speed V, a longitudinal acceleration Gx, and a lateral acceleration G as state quantities of the vehicle.
y, steering angle θ, brake oil pressure BP, throttle opening S
L, yaw rate γ, etc., are input data IDi (i
= 1 to m) input units 21-1 to 21-m (m>)
7) and intermediate units 22-1 and 22-2
An intermediate layer 22 made of 2-n (n> 7) and an output layer 23 composed of a single output unit 23-1 are provided. Input data IDi (i = 1 to m), output values Xi (i = 1 to m) of each input unit 21-1 to 21-m, output values Yj (j = j) of each intermediate unit 22-1 to 22-n 1
To n) and the output value Z of the output unit 23-1 are defined as in the following equations (1) to (3).

【0013】[0013]

【数1】Xi=f(ω0i・IDi−θ0i)Xi = f (ω0i · IDi−θ0i)

【0014】[0014]

【数2】 (Equation 2)

【0015】[0015]

【数3】 (Equation 3)

【0016】これらの各結合係数ω0i,ω1ij,ω2j及び
各しきい値θ0i,θ1j,θ2は事前の学習結果を表す定数
であり、関数f(X)はステップ状関数、シグモイド関数
などの関数であり、これらの結合係数ω0i,ω1ij,ω2
j、しきい値θ0i,θ1j,θ2及び関数f(X)はマイクロコ
ンピュータのROMに予め記憶されているものであって
本願明細書では全て合わせてパラメータと呼ぶ。なお、
本実施形態においては、中間層22を一段だけ設けるよ
うにしたが、2段、3段と複数段設けるようにしてもよ
い。
Each of the coupling coefficients ω0i, ω1ij, ω2j and each of the threshold values θ0i, θ1j, θ2 are constants representing the results of prior learning, and the function f (X) is a function such as a step function or a sigmoid function. And these coupling coefficients ω0i, ω1ij, ω2
j, threshold values θ0i, θ1j, θ2, and function f (X) are stored in advance in the ROM of the microcomputer, and are collectively referred to as parameters in this specification. In addition,
In the present embodiment, the intermediate layer 22 is provided in only one stage, but may be provided in a plurality of stages, such as two, three, and the like.

【0017】次に、これらのパラメータの設定について
説明しておく。まず、予め路面摩擦係数μ0(例えば、
0.1,0.2,0.3…)の分かっている種々の路面を、本摩
擦係数推定装置が実装される車両と同車種の車両を種々
の走行状態で走行させて、種々の路面摩擦係数μ0に対
して、車速V、前後加速度Gx、横加速度Gy、操舵角
θ、ブレーキ油圧BP、スロットル開度SL、ヨーレー
トγなどの車両の状態量の種々の組み合わせを測定す
る。図4に前記測定した結果の一例を示している。
Next, the setting of these parameters will be described. First, the road surface friction coefficient μ0 (for example,
0.1, 0.2, 0.3 ...) on various road surfaces in which the same type of vehicle as the vehicle on which the present friction coefficient estimating device is mounted is driven in various driving states to obtain various road surface friction coefficients μ0. , The vehicle speed V, the longitudinal acceleration Gx, the lateral acceleration Gy, the steering angle θ, the brake oil pressure BP, the throttle opening SL, and the yaw rate γ. FIG. 4 shows an example of the measurement result.

【0018】次に、この実施形態と同様にソフト的又は
ハード的に構成したニューラルネットワークNNに前記
測定した車両の状態量の各種組み合わせを順次入力する
とともに、各組み合わせ時の路面摩擦係数μ0を教師デ
ータとしてそれぞれ与えてニューラルネットワークNN
に学習をさせる。ただし、このニューラルネットワーク
NNにおいては、パラメータとしての各結合係数ω0i,
ω1ij,ω2j 及び各しきい値θ0i,θ1j,θ2 はRAMな
どの書き込み可能なメモリ装置に記憶されるようになっ
ている。具体的には、一組の入力データIDi(i=1
〜m)としての車両の状態量V,Gx,Gy,θ,B
P,SL,γ…を入力層21に入力する毎に、出力層2
3から出力値Zとしての路面摩擦係数μを得て、教師デ
ータとしての前記一組の入力データIDiに対応した路
面摩擦係数μ0(=0.1,0.2,0.3…)と前記出力値Zと
しての路面摩擦係数μとの偏差をニューラルネットワー
クNNにフィードバックして、同偏差が最小になるよう
に、バックプロパゲーション法を用いて各結合係数 ω0
i,ω1ij,ω2j 及び各しきい値θ0i,θ1j,θ2を順次更新
させる。そして、このようにして事前に得た全てのパラ
メータを前述のマイクロコンピュータのROMに設定記
憶しておく。
Next, various combinations of the measured vehicle state quantities are sequentially input to a neural network NN constructed in a software or hardware manner in the same manner as in this embodiment, and the road surface friction coefficient μ0 at each combination is instructed. Neural network NN given as data
Let them learn. However, in this neural network NN, each coupling coefficient ω0i,
ω1ij, ω2j and threshold values θ0i, θ1j, θ2 are stored in a writable memory device such as a RAM. Specifically, a set of input data IDi (i = 1
To m), the state quantities V, Gx, Gy, θ, B of the vehicle
Each time P, SL, γ... Are input to the input layer 21, the output layer 2
3 to obtain a road surface friction coefficient μ as an output value Z, a road surface friction coefficient μ0 (= 0.1, 0.2, 0.3...) Corresponding to the set of input data IDi as teacher data, and a road surface as the output value Z. The deviation from the friction coefficient μ is fed back to the neural network NN, and each coupling coefficient ω0 is determined by using the back propagation method so that the deviation is minimized.
i, ω1ij, ω2j and threshold values θ0i, θ1j, θ2 are sequentially updated. Then, all the parameters thus obtained in advance are set and stored in the ROM of the microcomputer.

【0019】電子制御ユニット20には、車両の運動状
態を制御する制御装置としてのアンチロックブレーキ制
御装置31、ビークルスタビリティ制御装置32、ブレ
ーキアシスト制御装置33などが接続されている。アン
チロックブレーキ制御装置31は、制動時に車輪のロッ
クを回避するものである。ビークルスタビリティ制御装
置32は、車両の挙動異常(スピン、ドリフトアウトな
ど)を回避するものである。ブレーキアシスト制御装置
33は、ブレーキペダルの急な踏み込み操作時に充分な
制動力を得るためにホイールシリンダに対するブレーキ
油圧を増圧するものである。これらの各制御装置31〜
33は、電子制御ユニット20にて推定された路面摩擦
係数μを前記制御にそれぞれ利用する。
The electronic control unit 20 is connected to an anti-lock brake control device 31, a vehicle stability control device 32, a brake assist control device 33, and the like as control devices for controlling the motion state of the vehicle. The antilock brake control device 31 avoids locking of the wheels during braking. The vehicle stability control device 32 avoids abnormal behavior of the vehicle (spin, drift-out, etc.). The brake assist control device 33 increases the brake oil pressure for the wheel cylinder in order to obtain a sufficient braking force when the brake pedal is suddenly depressed. Each of these control devices 31 to 31
33 uses the road surface friction coefficient μ estimated by the electronic control unit 20 for the control.

【0020】次に、上記のように構成した実施形態の動
作をフローチャートに従って説明する。イグニッション
スイッチ(図示しない)の投入により、電子制御ユニッ
ト20は、図2のステップ50にてプログラムの実行を
開始して、ステップ52〜68からなるプログラムを繰
り返し実行する。ステップ52においては、車輪回転速
度センサ11、前後加速度センサ12,横加速度センサ
13、操舵角センサ14,ブレーキ油圧センサ15、ス
ロットル開度センサ16、ヨーレートセンサ17などの
車両の状態量センサ10から車輪回転速度Vw、前後加
速度Gx、横加速度Gy、操舵角θ、ブレーキ油圧B
P、スロットル開度SL、ヨーレートγなどを入力す
る。
Next, the operation of the embodiment configured as described above will be described with reference to flowcharts. When the ignition switch (not shown) is turned on, the electronic control unit 20 starts executing the program in step 50 of FIG. 2 and repeatedly executes the program including steps 52 to 68. In step 52, the wheel rotation speed sensor 11, the longitudinal acceleration sensor 12, the lateral acceleration sensor 13, the steering angle sensor 14, the brake oil pressure sensor 15, the throttle opening sensor 16, the yaw rate sensor 17, and other vehicle state quantity sensors 10 are used to determine the wheels. Rotation speed Vw, longitudinal acceleration Gx, lateral acceleration Gy, steering angle θ, brake oil pressure B
P, throttle opening SL, yaw rate γ, etc. are input.

【0021】次に、ステップ54にて前記入力した車輪
回転速度Vwを実車速Vxに変換し、ステップ56にて
下記数4に従って推定車速Vx’を計算する。
Next, at step 54, the input wheel rotational speed Vw is converted into an actual vehicle speed Vx, and at step 56, an estimated vehicle speed Vx 'is calculated according to the following equation (4).

【0022】[0022]

【数4】Vx’=Vxo+∫Gxdt 前記数4は、基準車速Vxoに、同基準車速Vxoの時点か
らの経過時間まで前後加速度Gxの時間積分値を加算す
ることにより車速Vを演算により導出することを意味し
ている。ステップ56の実際の処理においては、今回処
理タイミングと前回処理タイミングとにおける各前後加
速度Gxの平均値に前回処理タイミングから今回処理タ
イミングまでの時間を乗じた値を基準車速Vxoに累算し
ていく。なお、基準車速Vxoは初期に「0」に設定され
るとともに、後述するステップ62の処理毎に更新され
るものである。前記前回処理タイミングから今回処理タ
イミングまでの時間は、電子制御ユニット20に内蔵の
タイマにより計測される。
Vx ′ = Vxo + ∫Gxdt Equation (4) derives the vehicle speed V by adding the time integral value of the longitudinal acceleration Gx to the reference vehicle speed Vxo until the time elapsed from the reference vehicle speed Vxo. Means that. In the actual processing of step 56, a value obtained by multiplying the average value of the longitudinal accelerations Gx at the current processing timing and the previous processing timing by the time from the previous processing timing to the current processing timing is accumulated in the reference vehicle speed Vxo. . Note that the reference vehicle speed Vxo is initially set to “0” and is updated each time the process of step 62 described later is performed. The time from the previous processing timing to the current processing timing is measured by a timer built in the electronic control unit 20.

【0023】次に、ステップ58にて車輪がスリップ中
であるか否かを判定する。この判定においては、前記ス
テップ54,56にて計算した実車速Vxと推定車速V
x’との差の絶対値|Vx−Vx’|が所定誤差ΔV以
上であるか否かを判定する。この場合、絶対値|Vx−
Vx’|が所定誤差ΔV未満であれば、「NO」すなわ
ち車輪はスリップ状態でないと判定されて、ステップ6
0にて車速Vを実車速Vxに設定する。前記ステップ6
0の処理後、ステップ62にて前記基準車速Vxoを実車
速Vxに更新して、プログラムをステップ66に進め
る。一方、絶対値|Vx−Vx’|が所定誤差ΔV以上
であれば、「YES」すなわち車輪はスリップ状態であ
ると判定されて、ステップ64にて車速Vを推定車速V
x’に設定して、プログラムをステップ66に進める。
なお、このスリップ状態の検出においては、ヨーレート
γ、操舵角θなどを考慮して決定するようにしてもよ
い。
Next, at step 58, it is determined whether or not the wheels are slipping. In this determination, the actual vehicle speed Vx and the estimated vehicle speed V calculated in steps 54 and 56 are used.
It is determined whether or not the absolute value | Vx−Vx ′ | of the difference from x ′ is equal to or greater than a predetermined error ΔV. In this case, the absolute value | Vx−
If Vx ′ | is smaller than the predetermined error ΔV, “NO”, that is, it is determined that the wheel is not in the slip state, and step 6 is performed.
At 0, the vehicle speed V is set to the actual vehicle speed Vx. Step 6
After the processing of 0, the reference vehicle speed Vxo is updated to the actual vehicle speed Vx in step 62, and the program proceeds to step 66. On the other hand, if the absolute value | Vx−Vx ′ | is equal to or larger than the predetermined error ΔV, “YES”, that is, it is determined that the wheels are in the slip state, and the vehicle speed V is calculated at step 64 as the estimated vehicle speed V.
x 'and the program proceeds to step 66.
In detecting the slip state, the slip state may be determined in consideration of the yaw rate γ, the steering angle θ, and the like.

【0024】ステップ66においては、「ニューラルネ
ットワーク演算ルーチン」を実行して路面摩擦係数μを
計算する。すなわち、前記計算した車速V及び前記入力
した前後加速度Gx、横加速度Gy、操舵角θ、ブレー
キ油圧BP、スロットル開度SL、ヨーレートγなどを
入力データIDi(i=1〜m)として、ROM内に記
憶されている各結合係数ω0i,ω1ij,ω2j 及び各しきい
値θ0i,θ1j,θ2 を用いて、上記数1〜3の演算の実行
により、ニューラルネットワーク演算を構成する入力層
21、中間層22及び出力層23の各出力値Xi(i=
1〜m),Yj(j=1〜n),Z(=μ)を計算す
る。なお、車速Vとしては、ステップ58,60,64
の処理により、車輪の非スリップ時には実車速Vxが利
用され、車輪のスリップ時には推定車速Vx’が利用さ
れる。
In step 66, a "neural network operation routine" is executed to calculate a road friction coefficient μ. That is, the calculated vehicle speed V and the input longitudinal acceleration Gx, lateral acceleration Gy, steering angle θ, brake oil pressure BP, throttle opening SL, yaw rate γ, and the like are input data IDi (i = 1 to m) in the ROM. By using the coupling coefficients ω0i, ω1ij, ω2j and the thresholds θ0i, θ1j, θ2 stored in the input layer 21 and the intermediate layer constituting the neural network operation, 22 and output values Xi (i =
1 to m), Yj (j = 1 to n), and Z (= μ). In addition, as the vehicle speed V, steps 58, 60, 64
The actual vehicle speed Vx is used when the wheel is not slipping, and the estimated vehicle speed Vx 'is used when the wheel is slipping.

【0025】そして、ステップ68にて前記計算された
出力値Zすなわち路面摩擦係数μをアンチロックブレー
キ制御装置31,ビークルスタビリティ制御装置32、
ブレーキアシスト制御装置33にそれぞれ出力する。こ
れらの各制御装置31〜33は、前記路面摩擦係数μを
用いて車輪のロック回避、車両の挙動異常(スピン、ド
リフトアウトなど)の回避、ブレーキ油圧の増圧などを
それぞれ制御する。
Then, in step 68, the calculated output value Z, that is, the road surface friction coefficient μ is applied to the anti-lock brake control device 31, the vehicle stability control device 32,
Output to the brake assist control device 33, respectively. Each of these control devices 31 to 33 controls the avoidance of wheel lock, the avoidance of abnormal behavior of the vehicle (spin, drift-out, etc.), the increase in brake oil pressure, and the like using the road surface friction coefficient μ.

【0026】上記説明のように、上記実施形態によれ
ば、ニューラルネットワーク演算により、車両の前後方
向の運動に変化をもたらす車両の運転操作を表す運転操
作状態量としてのブレーキ油圧BP及びスロットル開度
SL、車両の前後方向の運動状態を表す運動状態量とし
ての車速V及び前後加速度Gx、車両の横方向の運動及
び車両の回転運動に変化をもたらす車両の運転操作を表
す運転操作状態量としての操舵角θ、車両の横方向の運
動状態を表す運動状態量としての横加速度Gy、並びに
車両の回転運動状態量としてのヨーレートγなどの車両
の各種状態量に基づいて路面摩擦係数μを計算するよう
にしたので、車両の種々の走行状態を考慮して、連続的
に変化する路面摩擦係数μを正確に推定できるようにな
る。また、このような正確な推定路面摩擦係数μを用い
た制御により、各種車両の制御も精度よく行われる。
As described above, according to the above-described embodiment, the brake hydraulic pressure BP and the throttle opening as the driving operation state quantities representing the driving operation of the vehicle causing a change in the longitudinal movement of the vehicle by the neural network calculation. SL, a vehicle speed V and a longitudinal acceleration Gx as motion state quantities representing the longitudinal motion state of the vehicle, and a driving operation state quantity representing a driving operation of the vehicle which causes a change in the lateral motion of the vehicle and the rotational motion of the vehicle. The road surface friction coefficient μ is calculated based on the steering angle θ, the lateral acceleration Gy as a motion state quantity representing the lateral motion state of the vehicle, and the yaw rate γ as the rotational motion state quantity of the vehicle. Thus, the continuously changing road surface friction coefficient μ can be accurately estimated in consideration of various running states of the vehicle. In addition, the control using such an accurate estimated road surface friction coefficient μ can accurately control various vehicles.

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

【図1】 本発明の一実施形態に係る路面摩擦係数推定
装置及び同推定装置に接続された制御装置のブロック図
である。
FIG. 1 is a block diagram of a road surface friction coefficient estimating apparatus according to an embodiment of the present invention and a control device connected to the estimating apparatus.

【図2】 図1の電子制御ユニット(マイクロコンピュ
ータ)にて実行されるプログラムのフローチャートであ
る。
FIG. 2 is a flowchart of a program executed by an electronic control unit (microcomputer) in FIG. 1;

【図3】 ニューラルネットワーク演算の機能ブロック
図である。
FIG. 3 is a functional block diagram of a neural network operation.

【図4】 実験による各種状態変数及び路面摩擦係数の
計測値を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing measured values of various state variables and a road surface friction coefficient by an experiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…状態センサ、11…車輪回転速度センサ、12…
前後加速度センサ、13…横加速度センサ、14…操舵
角センサ、15…ブレーキ油圧センサ、16…スロット
ル開度センサ、17…ヨーレートセンサ、20…電子制
御ユニット(マイクロコンピュータ)、21…入力層、
22…中間層、23…出力層。
10 state sensor, 11 wheel speed sensor, 12
Longitudinal acceleration sensor, 13 lateral acceleration sensor, 14 steering angle sensor, 15 brake oil pressure sensor, 16 throttle opening sensor, 17 yaw rate sensor, 20 electronic control unit (microcomputer), 21 input layer,
22: middle layer, 23: output layer.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】複数種の車両の状態量をそれぞれ検出する
複数のセンサと、 前記複数種の車両の状態量と路面摩擦係数との関係を表
すパラメータを記憶しており、前記複数のセンサにより
検出された複数種の車両の状態量に基づいてニューラル
ネットワーク演算により路面摩擦係数を演算するニュー
ラルネットワーク手段とを備えたことを特徴とする車両
用路面摩擦係数推定装置。
A plurality of sensors for respectively detecting state quantities of a plurality of types of vehicles, and a parameter representing a relationship between a state quantity of the plurality of types of vehicles and a road surface friction coefficient are stored. A vehicle road surface friction coefficient estimating apparatus comprising: a neural network means for calculating a road surface friction coefficient by a neural network operation based on the detected state quantities of a plurality of types of vehicles.
【請求項2】前記請求項1に記載の複数種の車両の状態
量は、少なくとも車両の前後方向の運動に変化をもたら
す車両の運転操作を表す運転操作状態量と、車両の前後
方向の運動状態を表す運動状態量とを含むことを特徴と
する車両用路面摩擦係数推定装置。
2. The state quantity of a plurality of types of vehicles according to claim 1, wherein the state quantity of a driving operation representing at least a driving operation of the vehicle causing a change in the movement of the vehicle in the front-rear direction, and the movement amount of the vehicle in the front-rear direction. A road surface friction coefficient estimating device for a vehicle, comprising: a motion state quantity representing a state.
【請求項3】前記請求項1に記載の複数種の車両の状態
量は、少なくとも車両の横方向の運動に変化をもたらす
車両の運転操作を表す運転操作状態量と、車両の横方向
の運動状態を表す運動状態量とを含むことを特徴とする
車両用路面摩擦係数推定装置。
3. The state quantity of a plurality of types of vehicles according to claim 1, wherein the state quantity of the driving operation represents at least a driving operation of the vehicle that causes a change in the lateral movement of the vehicle, and the lateral movement of the vehicle. A road surface friction coefficient estimating device for a vehicle, comprising: a motion state quantity representing a state.
【請求項4】前記請求項1に記載の複数種の車両の状態
量は、少なくとも車両の回転運動に変化をもたらす車両
の運転操作を表す運転操作状態量と、車両の回転運動状
態量とを含むことを特徴とする車両用路面摩擦係数推定
装置。
4. The state quantity of a plurality of types of vehicles according to claim 1, wherein at least a driving operation state quantity representing a driving operation of the vehicle that causes a change in the rotational movement of the vehicle and a rotational movement state quantity of the vehicle. A road surface friction coefficient estimating apparatus for a vehicle, comprising:
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