JP2003261017A - 路面μ勾配推定装置 - Google Patents
路面μ勾配推定装置Info
- Publication number
- JP2003261017A JP2003261017A JP2002064078A JP2002064078A JP2003261017A JP 2003261017 A JP2003261017 A JP 2003261017A JP 2002064078 A JP2002064078 A JP 2002064078A JP 2002064078 A JP2002064078 A JP 2002064078A JP 2003261017 A JP2003261017 A JP 2003261017A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- road surface
- vibration component
- gradient
- resonance
- wheel speed
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Control Of Driving Devices And Active Controlling Of Vehicle (AREA)
- Regulating Braking Force (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 推定精度を低下させることなく演算負荷を低
減して路面μ勾配を推定する。 【解決手段】 2階差分演算回路32は、車輪速信号の
振動成分ωの2階差分を演算する。相関演算回路33
は、振動成分ω,ω’’の相関Sを演算する。2乗和演
算回路34は、振動成分ω’’の2乗和D1を演算す
る。2乗和演算回路35は、振動成分ωの2乗和D2を
演算する。相関係数演算回路36は、相関S、2乗和D
1,D2を用いて相関係数σを演算する。路面μ勾配変
換回路37は、相関係数σを路面μ勾配に変換して、フ
ィルタ38を介して出力する。
減して路面μ勾配を推定する。 【解決手段】 2階差分演算回路32は、車輪速信号の
振動成分ωの2階差分を演算する。相関演算回路33
は、振動成分ω,ω’’の相関Sを演算する。2乗和演
算回路34は、振動成分ω’’の2乗和D1を演算す
る。2乗和演算回路35は、振動成分ωの2乗和D2を
演算する。相関係数演算回路36は、相関S、2乗和D
1,D2を用いて相関係数σを演算する。路面μ勾配変
換回路37は、相関係数σを路面μ勾配に変換して、フ
ィルタ38を介して出力する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、路面μ勾配推定装
置に係り、特に演算負荷の軽減を図る路面μ勾配推定装
置に関する。
置に係り、特に演算負荷の軽減を図る路面μ勾配推定装
置に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】現在、
ABS(Anti-lock Braking System)、TCS(Tracti
on Control System)、空気圧低下警報システムなど、
車両の性能や安全性を高めるシステムが開発されてい
る。これらのシステムは、駆動時や制動時において車輪
と路面との間の摩擦状態を推定し、その推定値に基づい
て様々の制御を行っている。
ABS(Anti-lock Braking System)、TCS(Tracti
on Control System)、空気圧低下警報システムなど、
車両の性能や安全性を高めるシステムが開発されてい
る。これらのシステムは、駆動時や制動時において車輪
と路面との間の摩擦状態を推定し、その推定値に基づい
て様々の制御を行っている。
【0003】そこで、特開平11−78843号公報で
は、車輪と路面との間の摩擦特性を含む車輪共振系にお
ける振動モデルを用いて路面μ勾配を推定する車輪状態
推定装置(以下「従来技術」という。)が提案されてい
る。
は、車輪と路面との間の摩擦特性を含む車輪共振系にお
ける振動モデルを用いて路面μ勾配を推定する車輪状態
推定装置(以下「従来技術」という。)が提案されてい
る。
【0004】従来技術は、車両が車体速度v(角速度換
算でωv)で走行している時の車輪での振動現象、すな
わち少なくとも車輪と路面とによって構成される車輪共
振系の振動現象を、車輪回転軸で等価的にモデル化した
車輪回転振動モデルを用いている。
算でωv)で走行している時の車輪での振動現象、すな
わち少なくとも車輪と路面とによって構成される車輪共
振系の振動現象を、車輪回転軸で等価的にモデル化した
車輪回転振動モデルを用いている。
【0005】図6は、車輪回転振動モデルを示す図であ
る。図7は、タイヤの摩擦力特性を示す図である。スリ
ップ速度(=車体速−車輪速)がゼロより大きくなるに
従って、タイヤ摩擦力(=路面μ×輪加重)は急激に大
きくなる。但し、スリップ速度が所定値になるとタイヤ
摩擦力は飽和し、スリップ速度が所定値以上になると、
タイヤ摩擦力はなだらかに減少する。
る。図7は、タイヤの摩擦力特性を示す図である。スリ
ップ速度(=車体速−車輪速)がゼロより大きくなるに
従って、タイヤ摩擦力(=路面μ×輪加重)は急激に大
きくなる。但し、スリップ速度が所定値になるとタイヤ
摩擦力は飽和し、スリップ速度が所定値以上になると、
タイヤ摩擦力はなだらかに減少する。
【0006】そこで、従来技術は、上記車輪回転振動モ
デルとタイヤの摩擦力特性を組み合わせて、車輪共振系
の応答出力(図6の矢印に示すねじれ振動)などから未
知要素の1つである路面μ勾配を推定している。
デルとタイヤの摩擦力特性を組み合わせて、車輪共振系
の応答出力(図6の矢印に示すねじれ振動)などから未
知要素の1つである路面μ勾配を推定している。
【0007】図8は、車輪速信号の各周波数帯域におけ
るスペクトルを示す図である。同図によると、路面μ勾
配が小さい場合では40Hz付近の共振が小さくなり、
路面μ勾配が大きい場合では40Hz付近の共振が大き
くなることが分かる。したがって、従来技術は、車輪速
信号の40Hz付近の振動成分を用いて、路面μ勾配を
推定している。さらに、従来技術は、振動成分の離散化
データを所定の式に順次当てはめ、最小自乗法を適用す
ることによって未知要素を求めて、路面μ勾配を推定し
ていた。
るスペクトルを示す図である。同図によると、路面μ勾
配が小さい場合では40Hz付近の共振が小さくなり、
路面μ勾配が大きい場合では40Hz付近の共振が大き
くなることが分かる。したがって、従来技術は、車輪速
信号の40Hz付近の振動成分を用いて、路面μ勾配を
推定している。さらに、従来技術は、振動成分の離散化
データを所定の式に順次当てはめ、最小自乗法を適用す
ることによって未知要素を求めて、路面μ勾配を推定し
ていた。
【0008】しかし、最小自乗法は非常に演算負荷が大
きく、演算時間がかかってしまう問題があった。一方、
演算負荷を小さくしようとすると、離散化データの数を
少なくする必要があり、推定精度が低下してしまうおそ
れがあった。
きく、演算時間がかかってしまう問題があった。一方、
演算負荷を小さくしようとすると、離散化データの数を
少なくする必要があり、推定精度が低下してしまうおそ
れがあった。
【0009】本発明は、上述した課題を解決するために
提案されたものであり、推定精度を低下させることなく
演算負荷を低減して路面μ勾配を推定することができる
路面μ勾配推定装置を提供することを目的とする。
提案されたものであり、推定精度を低下させることなく
演算負荷を低減して路面μ勾配を推定することができる
路面μ勾配推定装置を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、車輪速信号の
振動成分の共振強度と路面μ勾配に相関関係があること
を利用して、上述した課題を解決した。
振動成分の共振強度と路面μ勾配に相関関係があること
を利用して、上述した課題を解決した。
【0011】すなわち、請求項1記載の発明は、車輪速
信号を検出する車輪速検出手段と、前記車輪速検出手段
で検出された車輪速信号の振動成分を抽出する振動成分
抽出手段と、前記振動成分抽出手段で抽出された振動成
分の共振強度を演算する共振強度演算手段と、前記共振
強度演算手段で演算された共振強度に基づいて路面μ勾
配を推定する推定手段と、を備えている。
信号を検出する車輪速検出手段と、前記車輪速検出手段
で検出された車輪速信号の振動成分を抽出する振動成分
抽出手段と、前記振動成分抽出手段で抽出された振動成
分の共振強度を演算する共振強度演算手段と、前記共振
強度演算手段で演算された共振強度に基づいて路面μ勾
配を推定する推定手段と、を備えている。
【0012】振動成分抽出手段は、車輪速検出手段で検
出された車輪速信号から所定帯域の信号のみを抽出する
ことで振動成分を得る。所定帯域としては、路面μ勾配
が小さい場合では共振強度が小さくなり、路面μ勾配が
大きい場合では共振強度が大きくなることが明確になる
ような帯域、例えば40Hz付近が好ましい。
出された車輪速信号から所定帯域の信号のみを抽出する
ことで振動成分を得る。所定帯域としては、路面μ勾配
が小さい場合では共振強度が小さくなり、路面μ勾配が
大きい場合では共振強度が大きくなることが明確になる
ような帯域、例えば40Hz付近が好ましい。
【0013】共振強度演算手段は、振動成分抽出手段で
抽出された振動成分の共振強度を演算する。ここで、共
振強度を求めるのは、車輪回転振動モデルにおける共振
強度は路面μ勾配と相関があり、共振強度が決まれば路
面μ勾配が決まる関係にあるからである。
抽出された振動成分の共振強度を演算する。ここで、共
振強度を求めるのは、車輪回転振動モデルにおける共振
強度は路面μ勾配と相関があり、共振強度が決まれば路
面μ勾配が決まる関係にあるからである。
【0014】推定手段は、車輪回転振動モデルにおける
共振強度と路面μ勾配に相関があることを用いて、共振
強度演算手段で演算された共振強度に基づいて路面μ勾
配を直接推定する。
共振強度と路面μ勾配に相関があることを用いて、共振
強度演算手段で演算された共振強度に基づいて路面μ勾
配を直接推定する。
【0015】したがって、請求項1記載の発明によれ
ば、車輪速信号の振動成分から共振強度を求め、この共
振強度に基づいて路面μ勾配を直接推定するので、従来
のように最小自乗法を用いなくて済み、演算負担を大幅
に低減することができる。
ば、車輪速信号の振動成分から共振強度を求め、この共
振強度に基づいて路面μ勾配を直接推定するので、従来
のように最小自乗法を用いなくて済み、演算負担を大幅
に低減することができる。
【0016】請求項2記載の発明は、請求項1記載の発
明において、前記推定手段は、振動成分の共振強度と路
面μ勾配との対応関係を示したマップを記憶し、前記マ
ップを参照して前記共振強度演算手段で演算された共振
強度に対応する路面μ勾配を推定することを特徴とす
る。
明において、前記推定手段は、振動成分の共振強度と路
面μ勾配との対応関係を示したマップを記憶し、前記マ
ップを参照して前記共振強度演算手段で演算された共振
強度に対応する路面μ勾配を推定することを特徴とす
る。
【0017】上述のように、車輪回転振動モデルにおけ
る共振強度と路面μ勾配に相関がある。そこで、推定手
段は、振動成分の共振強度と路面μ勾配との対応関係を
示すマップを予め用意しておき、前記共振強度演算手段
で演算された共振強度に対応するような路面μ勾配を求
める。したがって、このようなマップを用いることによ
って、振動成分の共振強度から路面μ勾配を直接推定す
ることができる。
る共振強度と路面μ勾配に相関がある。そこで、推定手
段は、振動成分の共振強度と路面μ勾配との対応関係を
示すマップを予め用意しておき、前記共振強度演算手段
で演算された共振強度に対応するような路面μ勾配を求
める。したがって、このようなマップを用いることによ
って、振動成分の共振強度から路面μ勾配を直接推定す
ることができる。
【0018】請求項3記載の発明は、請求項1または2
記載の発明において、前記共振強度演算手段は、前記振
動成分抽出手段で抽出された振動成分の周期性の度合を
演算することで前記共振強度を演算することを特徴とす
る。
記載の発明において、前記共振強度演算手段は、前記振
動成分抽出手段で抽出された振動成分の周期性の度合を
演算することで前記共振強度を演算することを特徴とす
る。
【0019】振動成分の共振強度は、振動成分が周期性
を有するか否かによって異なる。具体的には、振動成分
が周期性を有する場合は共振強度が大きくなり、振動成
分があまり周期性を有しない場合は共振強度が小さくな
る。
を有するか否かによって異なる。具体的には、振動成分
が周期性を有する場合は共振強度が大きくなり、振動成
分があまり周期性を有しない場合は共振強度が小さくな
る。
【0020】そこで、共振強度演算手段は、振動成分抽
出手段で抽出された振動成分の周期性の度合を演算する
ことで共振強度を求めている。これにより、共振強度と
路面μ勾配の関係を用いることが可能になり、直接路面
μ勾配を推定することができる。
出手段で抽出された振動成分の周期性の度合を演算する
ことで共振強度を求めている。これにより、共振強度と
路面μ勾配の関係を用いることが可能になり、直接路面
μ勾配を推定することができる。
【0021】ここで、共振強度演算手段は、前記振動成
分抽出手段で抽出された振動成分と、前記振動成分の偶
数階差分又は偶数階微分の値と、に基づいて周期性の度
合を演算してもよい。
分抽出手段で抽出された振動成分と、前記振動成分の偶
数階差分又は偶数階微分の値と、に基づいて周期性の度
合を演算してもよい。
【0022】例えば、振動成分が正弦波のような周期性
を有する信号であれば、振動成分に偶数階差分又は偶数
階微分を行うと再び正弦波の信号になる。一方、振動成
分が規則性のないノイズ等の信号であれば、振動成分に
偶数階差分又は偶数階微分を行っても、再び元の信号に
はならない。そこで、振動成分に偶数階差分又は偶数階
微分を行うことによって、振動成分の周期性の度合を求
めることができる。
を有する信号であれば、振動成分に偶数階差分又は偶数
階微分を行うと再び正弦波の信号になる。一方、振動成
分が規則性のないノイズ等の信号であれば、振動成分に
偶数階差分又は偶数階微分を行っても、再び元の信号に
はならない。そこで、振動成分に偶数階差分又は偶数階
微分を行うことによって、振動成分の周期性の度合を求
めることができる。
【0023】請求項4記載の発明は、請求項1から3の
いずれか1項記載の発明において、前記振動成分抽出手
段は、前記車輪速信号の振動成分をサンプル周期毎に抽
出し、前記共振強度演算手段は、前記振動成分抽出手段
で抽出された振動成分と、当該振動成分の偶数階差分又
は偶数階微分の演算値と、の相関を前記サンプル周期毎
に演算し、演算された相関を用いて前記サンプル周期よ
り遅い所定の周期毎に前記共振強度を演算することを特
徴とする。
いずれか1項記載の発明において、前記振動成分抽出手
段は、前記車輪速信号の振動成分をサンプル周期毎に抽
出し、前記共振強度演算手段は、前記振動成分抽出手段
で抽出された振動成分と、当該振動成分の偶数階差分又
は偶数階微分の演算値と、の相関を前記サンプル周期毎
に演算し、演算された相関を用いて前記サンプル周期よ
り遅い所定の周期毎に前記共振強度を演算することを特
徴とする。
【0024】振動成分抽出手段は、サンプル周期毎に車
輪速信号の振動成分を抽出する。また、共振強度演算手
段は、振動成分とその偶数階差分又は偶数階微分の演算
値との相関をサンプル周期毎に演算するが、共振強度に
ついてはサンプル周期より遅い所定の周期毎に演算す
る。したがって、サンプル周期毎に最小自乗法を行う場
合に比べて、大幅に演算負荷を低減することができる。
輪速信号の振動成分を抽出する。また、共振強度演算手
段は、振動成分とその偶数階差分又は偶数階微分の演算
値との相関をサンプル周期毎に演算するが、共振強度に
ついてはサンプル周期より遅い所定の周期毎に演算す
る。したがって、サンプル周期毎に最小自乗法を行う場
合に比べて、大幅に演算負荷を低減することができる。
【0025】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施の形
態について図面を参照しながら詳細に説明する。
態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【0026】図1は、本発明の実施の形態に係る路面μ
勾配推定装置1の構成を示す図である。
勾配推定装置1の構成を示す図である。
【0027】路面μ勾配推定装置1は、車輪の回転角速
度である車輪速信号を検出する車輪速センサ10と、車
輪速センサ10で検出された車輪速信号に基づいて路面
μ勾配を推定する電子制御ユニット(以下「ECU」と
いう。)20と、を備えている。なお、車輪速センサ1
0は車両の各車輪にそれぞれ設けられているが、図1で
は1つだけを例示した。
度である車輪速信号を検出する車輪速センサ10と、車
輪速センサ10で検出された車輪速信号に基づいて路面
μ勾配を推定する電子制御ユニット(以下「ECU」と
いう。)20と、を備えている。なお、車輪速センサ1
0は車両の各車輪にそれぞれ設けられているが、図1で
は1つだけを例示した。
【0028】車輪速センサ10は、車輪の回転と共に回
転するロータ11と、ロータ11の外周部との間の磁束
の変化を検出するピックアップ12と、で構成されてい
る。ロータ11の外周部には歯が形成されており、この
歯の数は特に限定されないが、本実施の形態では48個
とする。ピックアップ12は、ロータ11が回転する
と、ロータ11の外周部との間の空隙の変化によって生
じる磁束の変化に対応する車輪速信号を出力する。
転するロータ11と、ロータ11の外周部との間の磁束
の変化を検出するピックアップ12と、で構成されてい
る。ロータ11の外周部には歯が形成されており、この
歯の数は特に限定されないが、本実施の形態では48個
とする。ピックアップ12は、ロータ11が回転する
と、ロータ11の外周部との間の空隙の変化によって生
じる磁束の変化に対応する車輪速信号を出力する。
【0029】ECU20は、車輪速センサ10から供給
される車輪速センサ信号の波形整形を行う波形整形回路
21と、波形整形された車輪速センサ信号に基づいて車
輪速信号を演算し、その車輪速信号から路面μ勾配の推
定演算を行うマイクロコンピュータ22と、を備えてい
る。
される車輪速センサ信号の波形整形を行う波形整形回路
21と、波形整形された車輪速センサ信号に基づいて車
輪速信号を演算し、その車輪速信号から路面μ勾配の推
定演算を行うマイクロコンピュータ22と、を備えてい
る。
【0030】図2は、マイクロコンピュータ22の機能
的な構成を示すブロック図である。
的な構成を示すブロック図である。
【0031】マイクロコンピュータ22は、演算した車
輪速信号から所定帯域の振動成分ωを抽出するバンドパ
スフィルタ31と、振動成分ωの2階差分である振動成
分ω’’を演算する2階差分演算回路32と、振動成分
ω,ω’’の相関Sを演算する相関演算回路33と、振
動成分ω’’の2乗和D1を演算する2乗和演算回路3
4と、振動成分ωの2乗和D2を演算する2乗和演算回
路35と、相関S及び2乗和D1,D2を用いて相関係
数σを演算する相関係数演算回路36と、相関係数σを
路面μ勾配に変換する路面μ勾配変換回路37と、フィ
ルタ38と、を備えている。
輪速信号から所定帯域の振動成分ωを抽出するバンドパ
スフィルタ31と、振動成分ωの2階差分である振動成
分ω’’を演算する2階差分演算回路32と、振動成分
ω,ω’’の相関Sを演算する相関演算回路33と、振
動成分ω’’の2乗和D1を演算する2乗和演算回路3
4と、振動成分ωの2乗和D2を演算する2乗和演算回
路35と、相関S及び2乗和D1,D2を用いて相関係
数σを演算する相関係数演算回路36と、相関係数σを
路面μ勾配に変換する路面μ勾配変換回路37と、フィ
ルタ38と、を備えている。
【0032】ここで、バンドパスフィルタ31、2階差
分演算回路32、相関演算回路33、2乗和演算回路3
4,35は、サンプル周期(5m秒)毎に演算を行って
いる。また、相関係数演算回路36、路面μ勾配変換回
路37、フィルタ38は、サンプル周期より遅い周期
(例えば1秒)毎に演算を行っている。
分演算回路32、相関演算回路33、2乗和演算回路3
4,35は、サンプル周期(5m秒)毎に演算を行って
いる。また、相関係数演算回路36、路面μ勾配変換回
路37、フィルタ38は、サンプル周期より遅い周期
(例えば1秒)毎に演算を行っている。
【0033】バンドパスフィルタ31は、波形整形回路
21が出力した車輪速センサ信号から演算した車輪速信
号の40Hz付近の振動成分ωを抽出し、振動成分ωを
2階差分演算回路32及び相関演算回路33に供給す
る。
21が出力した車輪速センサ信号から演算した車輪速信
号の40Hz付近の振動成分ωを抽出し、振動成分ωを
2階差分演算回路32及び相関演算回路33に供給す
る。
【0034】2階差分演算回路32は、振動成分ωの2
階差分を演算し、演算された振動成分ω’’を相関演算
回路33及び2乗和演算回路34に供給する。
階差分を演算し、演算された振動成分ω’’を相関演算
回路33及び2乗和演算回路34に供給する。
【0035】相関演算回路33は、次の式(1)に基づ
いて振動成分ω,ω’’の相関Sを演算し、演算された
相関Sを相関係数演算回路36に供給する。
いて振動成分ω,ω’’の相関Sを演算し、演算された
相関Sを相関係数演算回路36に供給する。
【0036】
【数1】
【0037】ここで、kはサンプル番号(k=1,2,
3,…)を示している。また、ρcは、忘却係数であ
り、固定値である。後述する式(2)及び式(3)でも
同様である。ρcは0より大きく1以下の値をとる(0
<ρc≦1)。演算負荷低減効果としてはρc=1が望ま
しい。
3,…)を示している。また、ρcは、忘却係数であ
り、固定値である。後述する式(2)及び式(3)でも
同様である。ρcは0より大きく1以下の値をとる(0
<ρc≦1)。演算負荷低減効果としてはρc=1が望ま
しい。
【0038】2乗和演算回路34は、振動成分ω’’の
2乗和を求めるために、5m秒毎に次の式(2)を演算
し、2乗和D1を相関係数演算回路36に供給する。
2乗和を求めるために、5m秒毎に次の式(2)を演算
し、2乗和D1を相関係数演算回路36に供給する。
【0039】
【数2】
【0040】2乗和演算回路35は、振動成分ωの2乗
和を求めるために、5m秒毎に次の式(3)を演算し、
2乗和D2を相関係数演算回路36に供給する。
和を求めるために、5m秒毎に次の式(3)を演算し、
2乗和D2を相関係数演算回路36に供給する。
【0041】
【数3】
【0042】相関係数演算回路36は、1秒毎に次の式
(4)を演算して、演算された相関係数σを路面μ勾配
変換回路37に供給する。
(4)を演算して、演算された相関係数σを路面μ勾配
変換回路37に供給する。
【0043】
【数4】
【0044】ここで、相関係数σは、車輪回転振動モデ
ルにおける共振強度を示している。共振強度が大きいと
相関係数σは1に近づき、共振強度が小さいと相関係数
σはゼロに近づく。また、相関係数σは、車輪速信号の
振動成分の周期性の度合も示している。したがって、振
動成分が周期性を有すれば相関係数σは1に近づき、振
動成分が不規則なノイズ等を有すれば相関係数σはゼロ
に近づく。さらに、共振強度が大きくなると路面μ勾配
も大きくなり、共振強度が小さくなると路面μ勾配も小
さくなる。したがって、相関係数σと路面μ勾配とは相
関関係があり、相関係数σが決まると、路面μ勾配も決
定される。
ルにおける共振強度を示している。共振強度が大きいと
相関係数σは1に近づき、共振強度が小さいと相関係数
σはゼロに近づく。また、相関係数σは、車輪速信号の
振動成分の周期性の度合も示している。したがって、振
動成分が周期性を有すれば相関係数σは1に近づき、振
動成分が不規則なノイズ等を有すれば相関係数σはゼロ
に近づく。さらに、共振強度が大きくなると路面μ勾配
も大きくなり、共振強度が小さくなると路面μ勾配も小
さくなる。したがって、相関係数σと路面μ勾配とは相
関関係があり、相関係数σが決まると、路面μ勾配も決
定される。
【0045】路面μ勾配変換回路37は、0から1まで
の相関係数σにそれぞれ対応する路面μ勾配を示す変換
マップを記憶している。路面μ勾配変換回路37は、変
換マップを参照して、相関係数演算回路36から供給さ
れた相関係数σに対応する路面μ勾配を求め、路面μ勾
配をフィルタ38に供給する。
の相関係数σにそれぞれ対応する路面μ勾配を示す変換
マップを記憶している。路面μ勾配変換回路37は、変
換マップを参照して、相関係数演算回路36から供給さ
れた相関係数σに対応する路面μ勾配を求め、路面μ勾
配をフィルタ38に供給する。
【0046】フィルタ38は、路面μ勾配変換回路37
から供給される路面μ勾配のうち、所定周波数成分の値
を出力する。所定周波数成分としては、例えば0.6H
zや0.01Hzがある。
から供給される路面μ勾配のうち、所定周波数成分の値
を出力する。所定周波数成分としては、例えば0.6H
zや0.01Hzがある。
【0047】図3は、路面μ勾配を推定するときの本願
と従来技術の演算負荷を比較した図である。同図による
と、従来技術は、15個の変数を必要としており、サン
プル周期(5ms)毎に、加減算を10回、乗算を16
回、除算を1回行っている。これに対して、本願は、7
個の変数を必要としており、サンプル周期毎に加減算を
3回、乗算を3回行い、さらに1秒毎に乗算を2回、除
算を1回行っている。総合的には、本願は、従来技術に
比べて1/3〜1/2程度の演算負荷を低減することが
できる。
と従来技術の演算負荷を比較した図である。同図による
と、従来技術は、15個の変数を必要としており、サン
プル周期(5ms)毎に、加減算を10回、乗算を16
回、除算を1回行っている。これに対して、本願は、7
個の変数を必要としており、サンプル周期毎に加減算を
3回、乗算を3回行い、さらに1秒毎に乗算を2回、除
算を1回行っている。総合的には、本願は、従来技術に
比べて1/3〜1/2程度の演算負荷を低減することが
できる。
【0048】図4は、高μ路から低μ路を走行した場合
の本願による路面μ勾配の推定結果と従来技術による路
面μ勾配の推定結果を比較した図である。なお、フィル
タ38は、0.6Hzを使用した。同図に示すように、
本願の推定結果は、従来技術の推定結果とほぼ同じ値に
なった。
の本願による路面μ勾配の推定結果と従来技術による路
面μ勾配の推定結果を比較した図である。なお、フィル
タ38は、0.6Hzを使用した。同図に示すように、
本願の推定結果は、従来技術の推定結果とほぼ同じ値に
なった。
【0049】図5は、一般走行時の本願による路面μ勾
配の推定結果と従来技術による路面μ勾配の推定結果を
比較した図である。なお、参考のために走行速度も表し
た。走行速度は補正されてなく、フィルタ38は0.0
1Hzを使用した。同図に示すように、本願の推定結果
は、従来技術の推定結果とほぼ同じ値になった。
配の推定結果と従来技術による路面μ勾配の推定結果を
比較した図である。なお、参考のために走行速度も表し
た。走行速度は補正されてなく、フィルタ38は0.0
1Hzを使用した。同図に示すように、本願の推定結果
は、従来技術の推定結果とほぼ同じ値になった。
【0050】以上のように、本実施の形態に係る路面μ
勾配推定装置1は、車輪速信号の振動成分の共振強度を
求め、共振強度に基づいて直接路面μ勾配を推定するこ
とができる。これにより、最小自乗法を用いることなく
路面μ勾配を求めることができるので、従来に比べて路
面μ勾配の演算負担を低減することができる。
勾配推定装置1は、車輪速信号の振動成分の共振強度を
求め、共振強度に基づいて直接路面μ勾配を推定するこ
とができる。これにより、最小自乗法を用いることなく
路面μ勾配を求めることができるので、従来に比べて路
面μ勾配の演算負担を低減することができる。
【0051】特に、路面μ勾配推定装置1は、相関係数
演算回路36においては振動成分ωの平均化処理を行う
ので短時間のサンプル周期で演算を行う必要がなく、例
えば1秒毎に演算を行うだけで済ませることができる。
これにより、路面μ勾配の演算負担を更に低減すること
ができる。
演算回路36においては振動成分ωの平均化処理を行う
ので短時間のサンプル周期で演算を行う必要がなく、例
えば1秒毎に演算を行うだけで済ませることができる。
これにより、路面μ勾配の演算負担を更に低減すること
ができる。
【0052】なお、本発明は上述した実施の形態に限定
されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲
内で種々の設計上の変更を行うことができるのは勿論で
ある。例えば、本実施の形態では、2階差分演算回路3
2を用いたが、これに代えて4階以上の偶数階差分を行
ったり、偶数階微分を行う回路を用いることもできる。
されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲
内で種々の設計上の変更を行うことができるのは勿論で
ある。例えば、本実施の形態では、2階差分演算回路3
2を用いたが、これに代えて4階以上の偶数階差分を行
ったり、偶数階微分を行う回路を用いることもできる。
【0053】また、上述した実施の形態では、相関演算
回路33、2乗和演算回路34,35は、サンプル周期
毎に演算を行ったが、サンプル周期より遅い第1の周期
毎に演算を行ってもよい。このとき、相関係数演算回路
36は、第1の周期より遅い周期毎に演算を行うことが
できる。これにより、上述した実施の形態よりも演算負
荷を更に低減することができる。
回路33、2乗和演算回路34,35は、サンプル周期
毎に演算を行ったが、サンプル周期より遅い第1の周期
毎に演算を行ってもよい。このとき、相関係数演算回路
36は、第1の周期より遅い周期毎に演算を行うことが
できる。これにより、上述した実施の形態よりも演算負
荷を更に低減することができる。
【0054】なお、サンプル周期や相関係数演算回路3
6の演算周期は上述した数値に限定されるものではな
く、その他の数値であってもよいのは勿論である。
6の演算周期は上述した数値に限定されるものではな
く、その他の数値であってもよいのは勿論である。
【0055】
【発明の効果】請求項1記載の発明は、振動成分抽出手
段で抽出された振動成分の共振強度を演算し、演算され
た共振強度に基づいて路面μ勾配を推定することによっ
て、路面μ勾配の推定演算において最小自乗法を用いな
くて済み、この結果、演算負担を大幅に低減することが
できる。
段で抽出された振動成分の共振強度を演算し、演算され
た共振強度に基づいて路面μ勾配を推定することによっ
て、路面μ勾配の推定演算において最小自乗法を用いな
くて済み、この結果、演算負担を大幅に低減することが
できる。
【0056】請求項2記載の発明は、振動成分の共振強
度と路面μ勾配との対応関係を示したマップを参照し
て、共振強度に対応する路面μ勾配を推定することによ
って、振動成分の共振強度から路面μ勾配を直接推定す
ることができる。
度と路面μ勾配との対応関係を示したマップを参照し
て、共振強度に対応する路面μ勾配を推定することによ
って、振動成分の共振強度から路面μ勾配を直接推定す
ることができる。
【0057】請求項3記載の発明は、振動成分抽出手段
で抽出された振動成分の周期性の度合を演算することで
共振強度を求めるので、共振強度と路面μ勾配の関係を
用いることができ、この結果、直接路面μ勾配を推定す
ることができる。
で抽出された振動成分の周期性の度合を演算することで
共振強度を求めるので、共振強度と路面μ勾配の関係を
用いることができ、この結果、直接路面μ勾配を推定す
ることができる。
【0058】請求項4記載の発明は、サンプル周期毎に
車輪速信号の振動成分を抽出し、振動成分とその偶数階
差分又は偶数階微分の演算値との相関をサンプル周期毎
に演算し、共振強度についてはサンプル周期より遅い所
定の周期毎に演算することにより、サンプル周期毎に最
小自乗法を行う場合に比べて、大幅に演算負荷を低減す
ることができる。
車輪速信号の振動成分を抽出し、振動成分とその偶数階
差分又は偶数階微分の演算値との相関をサンプル周期毎
に演算し、共振強度についてはサンプル周期より遅い所
定の周期毎に演算することにより、サンプル周期毎に最
小自乗法を行う場合に比べて、大幅に演算負荷を低減す
ることができる。
【図1】本発明の実施の形態に係る路面μ勾配推定装置
の構成を示す図である。
の構成を示す図である。
【図2】マイクロコンピュータの機能的な構成を示すブ
ロック図である。
ロック図である。
【図3】路面μ勾配を推定するときの本願と従来技術の
演算負荷を比較した図である。
演算負荷を比較した図である。
【図4】高μ路から低μ路を走行した場合の本願による
路面μ勾配の推定結果と従来技術による路面μ勾配の推
定結果を比較した図である。
路面μ勾配の推定結果と従来技術による路面μ勾配の推
定結果を比較した図である。
【図5】一般走行時の本願による路面μ勾配の推定結果
と従来技術による路面μ勾配の推定結果を比較した図で
ある。
と従来技術による路面μ勾配の推定結果を比較した図で
ある。
【図6】車輪回転振動モデルを示す図である。
【図7】タイヤの摩擦力特性を示す図である。
【図8】車輪速信号の各周波数帯域におけるスペクトル
を示す図である。
を示す図である。
1 路面μ勾配推定装置
10 車輪速センサ
20 ECU
31 バンドパスフィルタ
32 2階差分演算回路
33 相関演算回路
34,35 2乗和演算回路
36 相関係数演算回路
37 路面μ勾配変換回路
38 フィルタ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 宮下 政則
愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番
地の1 株式会社豊田中央研究所内
(72)発明者 溝口 洋司
愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動
車株式会社内
(72)発明者 堀之内 克年
愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動
車株式会社内
Fターム(参考) 3D046 BB23 HH36 HH46 JJ01 JJ24
KK06 KK07
Claims (4)
- 【請求項1】 車輪速信号を検出する車輪速検出手段
と、 前記車輪速検出手段で検出された車輪速信号の振動成分
を抽出する振動成分抽出手段と、 前記振動成分抽出手段で抽出された振動成分の共振強度
を演算する共振強度演算手段と、 前記共振強度演算手段で演算された共振強度に基づいて
路面μ勾配を推定する推定手段と、 を備えた路面μ勾配推定装置。 - 【請求項2】 前記推定手段は、振動成分の共振強度と
路面μ勾配との対応関係を示したマップを記憶し、前記
マップを参照して前記共振強度演算手段で演算された共
振強度に対応する路面μ勾配を推定することを特徴とす
る請求項1記載の路面μ勾配推定装置。 - 【請求項3】 前記共振強度演算手段は、前記振動成分
抽出手段で抽出された振動成分の周期性の度合を演算す
ることで前記共振強度を演算することを特徴とする請求
項1または2記載の路面μ勾配推定装置。 - 【請求項4】 前記振動成分抽出手段は、前記車輪速信
号の振動成分をサンプル周期毎に抽出し、 前記共振強度演算手段は、前記振動成分抽出手段で抽出
された振動成分と、当該振動成分の偶数階差分又は偶数
階微分の演算値と、の相関を前記サンプル周期毎に演算
し、演算された相関を用いて前記サンプル周期より遅い
所定の周期毎に前記共振強度を演算することを特徴とす
る請求項1から3のいずれか1項記載の路面μ勾配推定
装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002064078A JP2003261017A (ja) | 2002-03-08 | 2002-03-08 | 路面μ勾配推定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002064078A JP2003261017A (ja) | 2002-03-08 | 2002-03-08 | 路面μ勾配推定装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003261017A true JP2003261017A (ja) | 2003-09-16 |
Family
ID=28670990
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002064078A Pending JP2003261017A (ja) | 2002-03-08 | 2002-03-08 | 路面μ勾配推定装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2003261017A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20200307603A1 (en) * | 2019-03-28 | 2020-10-01 | Subaru Corporation | Road surface determination apparatus |
US11578974B2 (en) * | 2019-05-08 | 2023-02-14 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Road inclination estimating apparatus of vehicle |
-
2002
- 2002-03-08 JP JP2002064078A patent/JP2003261017A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20200307603A1 (en) * | 2019-03-28 | 2020-10-01 | Subaru Corporation | Road surface determination apparatus |
US11613260B2 (en) | 2019-03-28 | 2023-03-28 | Subaru Corporation | Road surface determination apparatus |
US11578974B2 (en) * | 2019-05-08 | 2023-02-14 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Road inclination estimating apparatus of vehicle |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4331881B2 (ja) | 路面状態推定装置 | |
US6668637B2 (en) | Tire air pressure estimating apparatus | |
KR100227559B1 (ko) | 안티로크 브레이크 제어 장치 | |
JP4604677B2 (ja) | タイヤ滑り状態検出方法及びタイヤ滑り状態検出装置 | |
JP3769435B2 (ja) | 路面摩擦状態推定装置 | |
JP3409702B2 (ja) | 車輪状態推定装置 | |
JP3344951B2 (ja) | 物理量推定装置及びabs制御装置 | |
JP2005510397A (ja) | 自動車の車輪に及ぼされる機械的な励起の瞬間周波数の推定方法とその適用 | |
CN111391857B (zh) | 一种分布式驱动电动汽车坡度估计方法及*** | |
JP3435625B2 (ja) | 路面状態演算装置 | |
JP2003261017A (ja) | 路面μ勾配推定装置 | |
JP3319407B2 (ja) | 路面状態推定装置 | |
JP3424535B2 (ja) | 路面状態推定装置 | |
JP4027585B2 (ja) | 物理量推定装置及び路面摩擦状態推定装置 | |
JP2002120708A (ja) | 路面摩擦状態推定装置及びタイヤ空気圧測定装置 | |
JP3792756B2 (ja) | アンチロックブレーキ制御装置 | |
JP4330206B2 (ja) | 路面μ推定装置 | |
JP3769410B2 (ja) | 物理量推定装置及びabs制御装置 | |
JP4696211B2 (ja) | 路面摩擦状態推定装置 | |
JP2001073317A (ja) | 路面状態検出装置 | |
JP3436124B2 (ja) | 変動減少処理装置及び路面状態推定装置 | |
JP2002120528A (ja) | タイヤ特性判定装置 | |
JP2004042821A (ja) | 最大路面摩擦係数推定装置 | |
JPH10264803A (ja) | ブレーキ圧推定装置、アンチロックブレーキ制御装置、及びブレーキ圧制御装置 | |
JP2002274356A (ja) | 路面摩擦係数決定装置 |