JPH09243345A - 路面状態検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 路面判定を短時間に行うことができ、また、
事前の準備および制御プログラムの簡略化を図ること。 【解決手段】 複数の車輪の中の少なくとも１輪の車輪
速度に対応した信号を出力する車輪速度検出手段ａと、
この車輪速度検出手段ａの出力信号のばね下の上下共振
周波数成分を抽出するバンドパスフィルタｄを介して信
号を入力して上下共振周波数成分の振幅の絶対値を所定
時間積算する振幅積算手段ｂと、この振幅積算手段ｂの
積算値が、所定のしきい値以上で悪路と判定する一方、
このしきい値未満で非悪路と判定する路面判定手段ｃと
を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】 本発明は、車両の走行時に
車輪速度の変化に基づいて走行路面が悪路であるか否か
を判定する路面状態検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】 従来、例えば、車両のトラクション制
御やアンチスキッド制御や減衰力制御などの制御におい
て、走行路面が悪路か否かを判定する路面状態検出装置
として、例えば、特開平３−２７３９６７号公報に記載
のものが知られている。この従来の路面状態検出装置
は、車輪加速度検出手段によって検出された加速度の経
時変化の振幅が所定時間内に所定のしきい値αを越えた
回数が所定のしきい値βよりも大きいか否かにより悪路
か否かを判定する悪路判定手段と、制動中か非制動中か
で前記しきい値αを変更するしきい値変更手段とを備え
ている構成となっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】 しかしながら、上述
の従来の路面状態検出装置にあっては、悪路判定を行う
ためのしきい値として、αとβとの２つのしきい値が設
定され、かつ、振幅がしきい値αを越えた回数をさらに
しきい値βと比較しているため、以下に列挙する問題点
を有していた。 短時間に悪路判定を行うのが難しく、ある程度の長さ
のある路面しか判定できない。すなわち、短い長さで悪
路と良路とが交互に存在する路面では正確な判断が行え
ない。 前記しきい値αおよびβは、事前にシュミレーション
により適当な値を定めた後、さらに実車による実験を繰
り返して決定するのであるが、このような事前の準備が
煩雑で複雑となる。 制御プログラムにおいて、比較判定するステップが最
低２ステップ必要となるため、制御プログラムが複雑に
なる。

【０００４】本発明は、上述の従来の問題点に着目して
なされたもので、路面判定を短時間に行うことができ、
また、事前の準備および制御プログラムの簡略化を図る
ことができるようにすることを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】 上述の目的を達成する
ために本発明の路面状態検出装置は、図１のクレーム対
応図に示すように、複数の車輪の中の少なくとも１輪の
車輪速度に対応した信号を出力する車輪速度検出手段ａ
と、この車輪速度検出手段ａの出力信号に含まれている
ばね下の上下共振周波数成分の振幅の絶対値を所定時間
積算する振幅積算手段ｂと、この振幅積算手段ｂの積算
値が、所定のしきい値以上で悪路と判定する一方、この
しきい値未満で非悪路と判定する路面判定手段ｃとを設
けた。また、請求項２記載の発明では、前記振幅積算手
段ｂが、ばね下の上下共振周波数成分を抽出するバンド
パスフィルタｄを介して車輪速度検出手段ａの出力信号
を入力するよう構成した。また、請求項３記載の発明で
は、前記振幅積算手段ｂが前記振幅の絶対値を積算する
所定時間を、車輪が１回転する時間とした。

【０００６】

【作用】 本発明の路面状態検出装置では、所定時間内
における車輪速度検出手段ａの出力信号におけるばね下
の上下共振周波数成分の振幅の絶対値を振幅積算手段ｂ
において積算し、路面判定手段ｃでは、この積算値とし
きい値とを比較して、積算値がしきい値以上では悪路と
判定し、しきい値以下では非悪路（良路）と判定する。
すなわち、ばね下の上下共振周波数成分の振幅は、良路
よりも悪路で大きく、かつ車輪速度に含まれるばね下の
上下共振周波数成分の変動も良路よりも悪路で大きくな
ることが分かっている。そして、ばね下の上下共振周波
数の変動成分の積分値は、車輪のスリップ量を表してい
る。したがって、良路走行時には、車輪のスリップ量が
少ないことから、振幅積算手段ｂが積算する振幅の絶対
値の積算値は小さな値となり、しきい値未満となって、
路面判定手段ｃは、非悪路（良路）と判定する。一方、
悪路走行時には、車輪のスリップ量が多くなる結果、車
輪速度検出手段ａの出力信号のばね下の上下共振周波数
成分の振幅は大きくなり、振幅積算手段ｂの積算値も大
きな値となる。したがって、その積算値がしきい値以上
となって路面判定手段ｃは悪路と判定する。請求項２記
載の発明では、車輪速度検出手段ａの出力信号からばね
下の上下共振周波数成分を抽出をバンドパスフィルタｄ
により行う。請求項３記載の発明では、上述の路面判定
を車輪が１回転するごとに行う。したがって、短い路面
で、路面判定を行うことができ、例えば、短い長さの良
路と悪路とが交互に存在しているような路面でも、的確
な路面判定を行うことができる。

【０００７】

【発明の実施の形態】 以下に、本発明の実施の形態を
図面に基づいて説明する。本実施の形態は、図２に示す
ように、車輪速度センサ１と、コントロールユニット２
とを備えている。前記車輪速度センサ１は、図外の車輪
と同軸に設けられている歯車状のロータに近接配置され
てロータの回転に伴う磁気変化によりパルス信号ＳＳを
出力する周知のものである。

【０００８】また、前記コントロールユニット２は、例
えば、アンチロックブレーキ制御あるいはトラクション
コントロール制御を行うべくブレーキ油圧を制御するソ
レノイド、あるいは、緩衝器の減衰力制御を行うモー
タ、あるいは、トラクションコントロールを行うべく燃
料噴射弁あるいはスロットル弁などのエンジンの駆動に
関するアクチュエータなどのアクチュエータ３の駆動を
制御するもので、このような制御を行うにあたり、走行
状態を検出するために車輪速度センサ１からのパルス信
号ＳＳを入力して車輪速度を演算するとともに、路面判
定を行い、この路面判定結果に基づいて、制御を切り替
えるよう構成されている。

【０００９】次に、前記コントロールユニット２による
路面状態判定について説明すると、コントロールユニッ
ト２は、路面状態判定を行う構成として、図３のブロッ
ク図に示すように、車輪速度演算部２ａとバンドパスフ
ィルタ２ｂと振幅積算部２ｃと路面判定部２ｄとを備え
ている。なお、路面状態判定を行うにあたり、車両の４
輪の各輪に設けられている車輪速度センサ１の全てから
パルス信号ＳＳを入力して、各信号ＳＳ毎に路面状態判
定を行うようにしてもよいし、１つの車輪速度センサ１
からのみパルス信号ＳＳを入力して、路面状態判定を行
うようにしてもよいもので、本実施の形態では後者とす
る。

【００１０】これらの構成による路面状態判定動作を、
図４のフローチャートにより説明する。ステップＳ１で
は、車輪速度センサ１から得られるパルス信号ＳＳのパ
ルス数をカウントしたカウント値Ｃｐをクリアする。な
お、このカウントを行うカウンタは車輪速度演算部２ａ
に含まれている。ステップＳ２では、積算値ａをクリア
する。なお、この積算機能は、振幅積算部２ｃに含まれ
ている。ステップＳ３では、車輪速度センサ１からのパ
ルス信号ＳＳの１パルスの立ち上がりに基づいてカウン
ト値Ｃｐに１を加える。ステップＳ４では、車輪速度セ
ンサ１からのパルス信号ＳＳを読み込む。すなわち、パ
ルス信号ＳＳの１パルスを読み込む。ステップＳ５で
は、読み込んだパルス信号ＳＳに基づいて１パルスが示
している車輪速度ＶＷを求める。ステップＳ６では、バ
ンドパスフィルタにより１０〜１５Ｈｚのばね下の上下
共振周波数成分振幅の抽出を行う。ステップＳ７では、
抽出した振幅の絶対値の積算値Ｓａを求める。ステップ
Ｓ８では、カウント値Ｃｐとｎ（ｎ＝車輪１回転分のパ
ルス数）とを比較し、ｎ未満であればステップＳ３に戻
って積算を続け、ｎであればステップＳ９に進む。ステ
ップＳ９では、積算値Ｓａとしきい値γとを比較し、積
算値Ｓａがしきい値γ未満であれば路面フラグＲｆｌａ
ｇを０に設定、すなわち良路と判定し、一方、しきい値
γを越えれば路面フラグＲｆｌａｇを１に設定、すなわ
ち悪路と判定する。

【００１１】すなわち、以上の制御フローを簡単に説明
すると、車輪が１回転する間に、つまり、車輪速度セン
サ１からのパルス信号ＳＳがｎパルス入力される間に、
信号１パルス毎に、ばね下上下共振周波数成分の振幅の
絶対値を積算し、その積算値Ｓａがしきい値γを越える
と悪路と判定し、しきい値γ未満であれば良路と判定す
るものである。

【００１２】図５は、上記実施の形態の装置を実際に作
成した具体例による悪路走行時の積算値Ｓａの出力例で
あり、また、図６は前記具体例による良路走行時の積算
値Ｓａの出力例であって、両者を比較するとわかるよう
に、悪路走行時には、積算値Ｓａが大きな値を示すとと
もに変化量も大きいのに対して、良路では、積算値Ｓａ
は低い値で変化量が小さい。なお、これらの図は、車輪
の１回転ごとの積算値Ｓａをプロットしてそれらを結ん
だものであり、図中Ｔがタイヤ１回転分に相当し、路面
の長さに置き換えると略２ｍの長さで、この積算値Ｓａ
がしきい値γ未満であれば良路と判定する。

【００１３】次に、実施の形態の動作を説明すると、良
路走行時には、車輪のスリップ量が小さいことから、パ
ルス信号ＳＳに含まれるばね下上下共振周波数成分の振
幅の絶対値、ならびにその絶対値の積分値Ｓａは、図６
に示すように、小さな値となる。したがって、車輪１回
転あたりのその変化量の積分値Ｓａは、しきい値γを越
えることがなく、良路と判定する。一方、悪路走行時に
は、車輪のスリップ量が大きくなることから、ばね下上
下共振周波数成分の振幅の絶対値、ならびにその絶対値
の積分値Ｓａが、図５に示すように大きな値となる。し
たがって、車輪１回転あたりの積分値Ｓａが、しきい値
γを越え、悪路と判定する。以上のように、本実施の形
態では、路面状態と相関性のある車両挙動成分を、車輪
速度センサ１のパルス信号ＳＳに含まれるばね下の上下
共振周波数成分の変動量、すなわち振幅の絶対値を（＝
スリップ量）で求め、この絶対値の積分値Ｓａの大小で
路面を判断するものである。

【００１４】以上説明したように、本実施の形態では、
以下に列挙する効果を有する。 路面状態を判断するのに用いるしきい値が１つ（し
きい値γ）であるため、しきい値を決定するための事前
の準備が簡単になるとともに、制御プログラムも簡単に
なり、路面判定を短時間に行うことができる。 路面判定を車輪の１回転ごとに行うようにしたた
め、路面判定の応答性を向上させることができる。 車輪速度センサ１からのパルス信号ＳＳからばね下
の上下共振周波数成分を抽出するにあたり、バンドパス
フィルタを用いるようにしたため、ローパスフィルタと
ハイパスフィルタとを組み合わせた構成と比べて構成を
簡略化することができ、また、路面の表面やタイヤ表面
などによる高周波ノイズ、あるいは家庭電気製品などに
よる５０また６０Ｈｚのノイズ、あるいは車載のモータ
などによる高周波のノイズを取り除いて、誤判断を防止
することができる。

【００１５】以上、実施の形態について説明したが、本
発明は、この実施の形態に限定されるものではない。例
えば、実施の形態では、バンドパスフィルタとして１０
〜１５Ｈｚを通過させるものを示したが、この通過周波
数帯は、車両それぞれのばね下の上下共振周波数特性に
応じて設定する。

【００１６】また、実施の形態では、路面状態判断を車
輪の１回転ごとに行うように構成したが、これに限定さ
れることはないもので、ステップＳ９におけるカウント
値Ｃｐと比較する値を、車輪２回転あるいは０．５回転
分のパルス数２ｎ，０．５ｎに設定したり、あるいは車
輪の回転数と直接関係のない任意の数値（例えば、１
０，２０，５０，１００といった数）に設定してもよい
し、あるいは１秒、２秒などの車輪の回転数に直接関係
のない時間で区切って行うようにしてもよい。ただし、
この時間は余りに短くし過ぎると、出力側で行う制御が
応答できない場合が生じるもので、制御応答性とのマッ
チングで最適の時間を設定するのが好ましい。

【００１７】

【発明の効果】 以上説明してきたように本発明の路面
状態検出装置にあっては、車輪速度検出手段の出力信号
に含まれているばね下の上下共振周波数成分の振幅の絶
対値を所定時間積算する振幅積算手段と、この振幅積算
手段による積算値が、所定のしきい値以上で悪路と判定
する一方、このしきい値未満で非悪路と判定する路面判
定手段とを設け、所定時間内におけるばね下の上下共振
周波数成分の振幅の絶対値の積算値としきい値との比較
で路面状態を判定するように構成して、比較判断を行う
しきい値が１つだけでも路面状態の判定が行えるように
したため、しきい値を設定するための事前の準備を簡略
できるという効果、制御プログラムの簡略化を図ること
ができるという効果、判定に要する時間ならびに走行距
離を短くして適切な路面判定が行えるという効果が得ら
れる。また、請求項２記載の発明では、振幅積算手段が
入力する信号におけるばね下の上下共振周波数を抽出す
るにあたり、バンドパスフィルタを用いるようにしてい
るため、ローパスフィルタ・ハイパスフィルタを組み合
わせたものに比べて構成の簡略化を図ることができると
いう効果が得られる。

【００１８】また、請求項３記載の発明では、路面判定
を車輪が１回転するごとにばね下の共振周波数成分の振
幅の絶対値を積算して行うように構成したため、きわめ
て短い路面を走行するだけで、路面判定を行うことがで
き、例えば、短い長さの良路と悪路とが交互に存在して
いるような路面でも、的確な路面判定を行うことができ
るという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の路面状態検出装置を示すクレーム対応
図である。

【図２】実施の形態の構成を示す構成図である。

【図３】コントロールユニットの構成を示すブロック図
である。

【図４】実施の形態の制御流れを示すフローチャートで
ある。

【図５】具体例の悪路走行時の積算値出力図である。

【図６】具体例の良路走行時の積算値出力図である。

【符号の説明】

ａ 車輪速度検出手段 ｂ 振幅積算手段 ｃ 路面判定手段 ｄ バンドパスフィルタ １ 車輪速度センサ ２ コントロールユニット ２ａ 車輪速度演算部 ２ｂ バンドパスフィルタ ２ｃ 振幅積算部 ２ｄ 路面判定部 ３ アクチュエータ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の車輪の中の少なくとも１輪の車輪
   速度に対応した信号を出力する車輪速度検出手段と、 この車輪速度検出手段の出力信号に含まれているばね下
   の上下共振周波数成分の振幅の絶対値を所定時間積算す
   る振幅積算手段と、 この振幅積算手段の積算値が、所定のしきい値以上で悪
   路と判定する一方、このしきい値未満で非悪路と判定す
   る路面判定手段と、を備えていることを特徴とする路面
   状態検出装置。
2. 【請求項２】 前記振幅積算手段が、ばね下の上下共振
   周波数成分を抽出するバンドパスフィルタを介して車輪
   速度検出手段の出力信号を入力するよう構成されている
   ことを特徴とする請求項１記載の路面状態検出装置。
3. 【請求項３】 前記振幅積算手段が前記振幅の絶対値を
   積算する所定時間とは、車輪が１回転する時間であるこ
   とを特徴とする請求項１または２記載の路面状態検出装
   置。