路面状况及轮胎行驶状态的推断方法和装置及利用它们的防滑刹车系统和车辆控制制造方法及图纸

一种路面状况及轮胎行驶状态的推断方法和装置及利用它们的防滑刹车系统和车辆控制，其中，通过频率分析机构（１４、３４）对由安装在车轮（１）的加速度传感器（１１）检测出的车轮的振动信息信号、或由设在轮胎内的压力传感器（３１）检测出的轮胎内的气体压力变动信息信号进行频率分析，检测出其振动频谱或压力变动频谱的带宽值，将该检测出的带宽的振动度或压力变动幅度与振动度存储机构（１５）中所存储的表示路面摩擦系数μ和振动度之间关系对应表（１５Ｔ）、或者与压力变动幅度存储机构（３５）中所存储的表示路面摩擦系数μ和压力变动幅度之间的关系的对应表（３５Ｔ）相比较，由此精度良好地推断路面摩擦系数μ的值，提高车辆行驶时的安全性。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于推断行驶时的轮胎的行驶状态及轮胎接地的路面的状态的方法及其装置。
技术介绍
为了提高机动车的行驶稳定性，要求高精度地推断行驶时的轮胎的状态和轮胎接地的路面状况，反馈给车辆控制。在此，所谓轮胎的状态是轮胎内压、损耗、故障的预测等，所谓路面状况，主要指路面和轮胎之间的摩擦系数(路面摩擦系数μ)如果能够预先推断轮胎的行驶状态或路面状况，则可以考虑进行以下活动，即，可以在轮胎产生故障之前停车并进行检查，或者在进行所谓制动或者转向操作的回避危险的操作之前，可以实现ABS制动器的更高的控制，使安全性进一步提高。另外，即使只把行驶中的路面状况的危险度传递给驾驶员，使得驾驶员可提前进行减速操作，也可以期待减少事故的发生。以前，作为推断路面摩擦系数的方法，提出了利用作为表示车轮的旋转速度的变动的物理量的轮胎的均匀水平随路面摩擦系数的大小而变化的原理来推断路面摩擦系数的方法(日本特开2000-55790号公报)，或者在连结前轮和车体的下臂上安装加速度计，检测出具有前束角的轮胎的横向振动，利用其振动度随路面摩擦系数而变化的原理来推断路面摩擦系数的方法(日本特开平6-258196号公报)等。但是，在根据上述轮胎的均匀水平推断路面摩擦系数的方法中，因产生轮胎跑气(flat spot)而使均匀性恶化，在其恢复的过程中，很难进行正确的推断。另外，在根据带有前束角的前轮的横向振动来推断路面摩擦系数的方法中，存在轮胎的滑移角完全为零的场合或为大滑移角的场合下测量精度低的问题。另外，根据作为车轮的上下方向的加速度的弹簧下加速度和作为车体的上下方向的加速度的弹簧上加速度之间的传递特性来推断路面摩擦系数的方法也被提出(日本特开平11-94661号公报)。在该方法中，由于在路面摩擦系数的推断上不使用转向操作力，所以具有即使在几乎不进行转向操作的直线路上也可以推断路面摩擦系数的优点，但由于根据经由弹簧或减震器等的缓冲特性大的悬架装置的2点间的振动的传递特性来推断路面摩擦系数，所以存在容易受路面的凹凸的影响的问题。例如，在雪地上等粗糙路面上，由于弹簧下振动变大，所以振动被悬架吸收的弹簧上的振动和上述弹簧下的振动的振动度差变大，导致不能正确地推断路面摩擦系数。
技术实现思路
鉴于上述现有技术的问题，本专利技术的目的在于，高精度地推断轮胎接地的路面状况和轮胎行驶状态，从而提高车辆的行驶安全性。本专利技术者们详细地研究了行驶中的轮胎的接地变动和故障时的轮胎变动，得出以下结论，对行驶中的轮胎的圆周方向的振动或者宽度方向的振动进行频率分析而得到上述振动的频谱(振动频谱)，掌握上述频谱的1个或多个频带中的振动度随轮胎接地的路面的状态或轮胎的故障形态而发生的特征性的变化。因此，通过把这样的振动作为轮胎自身的振动或者从车轮传来的车轮或悬架部的振动或者填充在轮胎内的气体(通常是空气)的压力在时间轴上发生的微小的变化进行检测，可以高精度地推断路面状况及轮胎行驶状态。本专利技术技术方案1的路面状况及轮胎行驶状态推断方法，其特征在于，检测出行驶中的车辆的轮胎、车轮或者悬架部的振动，检测出对上述检测后的振动进行频率分析所得到的振动频谱的振动度，由此推断行驶时的路面状况及轮胎行驶状态。本专利技术技术方案2的路面状况及轮胎行驶状态推断方法，其特征在于，检测出填充在行驶中的车辆的轮胎内的气体的压力变动，检测出对上述检测后的压力变动进行频率分析所得到的压力变动频谱的压力变动幅度，由此推断行驶时的路面状况及轮胎行驶状态。本专利技术技术方案3的路面状况及轮胎行驶状态推断方法，在技术方案2的基础上，其特征在于，用设置在轮胎内的压力传感器的输出的绝对值检测轮胎内压，同时检测上述输出的时间轴上的微小振动成分，将其作为上述气体的压力幅度来推断行驶时的路面状态及轮胎行驶状态。本专利技术技术方案4的路面状况及轮胎行驶状态推断方法，在技术方案1～3中任一项的基础上，其特征在于，检测出上述振动频谱或者压力变动频谱的、至少处于10～10000Hz的范围内的振动度或者压力变动幅度。本专利技术技术方案5的路面状况及轮胎行驶状态推断方法，在技术方案1～4中任一项的基础上，其特征在于，把检测上述振动度或压力变动幅度时的频带的带宽为10～500Hz的范围。本专利技术技术方案6的路面状况及轮胎行驶状态推断方法，在技术方案1～4中任一项的基础上，其特征在于，把检测上述振动度或者压力变动幅度时的频带的带宽为检测频带的1～100％的范围。本专利技术技术方案7的路面状况及轮胎行驶状态推断方法，在技术方案1～5中任一项的基础上，其特征在于，在之上3个的频带分别检测出上述振动度或压力变动幅度。本专利技术技术方案8的路面状况及轮胎行驶状态推断方法，在技术方案1～7中任一项的基础上，其特征在于，根据上述振动度或者压力变动幅度的数据，用下述的运算式运算出路面摩擦系数的推断值，路面摩擦系数推断值＝1/在此，ao为常数，a1、a2、…、an为系数；xi为频带(fi)中的振动度或压力变动幅度。本专利技术技术方案9的路面状况及轮胎行驶状态推断方法，在技术方案8的基础上，其特征在于，为提高路面摩擦系数的推断值的精度，求出所述的路面摩擦系数的推断值与预先测量的路面摩擦系数之间的相关系数，以使该相关系数成为最高值的方式设定检测用于推断路面摩擦系数的振动度或者压力变动幅度的频带fi(i＝1～n)，用该设定的频带fi(i＝1～n)中的振动度或者压力变动幅度的数据Xi(i＝1～n)运算路面摩擦系数的推断值。本专利技术技术方案10的路面状况及轮胎行驶状态推断方法，在技术方案1～9中任一项的基础上，其特征在于，除使用上述振动频谱或者压力变动频谱的数据之外，还使用车辆的速度数据来推断行驶时的路面状况及轮胎行驶状态。本专利技术技术方案11的路面状况及轮胎行驶状态推断方法，在技术方案1～9中任一项的基础上，其特征在于，检测出前轮速度和后轮速度，使用由上述检测出的前轮速度和后轮速度所算出的打滑率来推断行驶时的路面状况及轮胎行驶状态。本专利技术技术方案12的路面状况及轮胎行驶状态推断方法，在技术方案10的基础上，其特征在于，从车辆的速度数据检测出轮胎的花纹间隔频率，检测上述振动频谱或者压力变动频谱的包含上述花纹间隔频率的频带的振动度或者压力变动幅度，在该检测出的振动度或者压力变动幅度超过规定的阈值的场合，推断为轮胎处于水面打滑状态。本专利技术技术方案13的路面状况及轮胎行驶状态推断方法，在技术方案10的基础上，其特征在于，从车辆的速度数据检测出轮胎的花纹间隔频率，检测上述振动频谱或者压力变动频谱的包含上述花纹间隔频率的频带的振动度或压力变动幅度，同时求出不受上述花纹间隔频率影响的频带的振动度或者压力变动幅度，在上述花纹间隔频带中的振动度或者压力变动幅度相对于该求出的振动度或者压力变动幅度的比值超过规定阈值的场合，推断为轮胎处于水平滑行状态。本专利技术技术方案14的路面状况及轮胎行驶状态推断方法，在技术方案12或者13的基础上，其特征在于，上述阈值可变。本专利技术技术方案15的路面状况及轮胎行驶状态推断方法，在技术方案1～14中任一项的基础上，其特征在于，除使用上述振动频谱或者压力变动频谱的数据之外，还用轮胎内压的数据来推断行驶时的路面状况及轮胎行驶状态。本专利技术技术方案16的路面状况及轮胎行驶状态推断方法本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种路面状况及轮胎行驶状态推断方法，其特征在于，检测出行驶中的车辆的轮胎、车轮或者悬架部的振动，检测出对上述检测后的振动进行频率分析所得到的振动频谱的振动度，由此推断行驶时的路面状况及轮胎行驶状态。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：横田英俊，森永启诗，
申请(专利权)人：株式会社普利司通，
类型：发明
国别省市：JP[日本]