專利名稱：路面狀況估計方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于估計車輛行駛期間的路面狀況的方法，尤其涉及一種用于以更精細(xì)分類來估計積雪路面狀況的方法。
背景技術(shù)：
希望精確估計車輛行駛期間的路面狀況，并且將估計反饋給車輛控制以提高車輛行駛安全性。如果可以估計車輛行駛期間的路面狀況，則在采取諸如制動、加速或者轉(zhuǎn)向等的避險動作之前，可以實現(xiàn)例如ABS (防抱死制動系統(tǒng))制動的更高級控制。以此期望進(jìn)一步提高車輛操控的安全性。在所提出的用于估計車輛行駛期間的路面狀況的方法中，檢測例如車輛行駛期間
的輪胎振動，并且從所檢測到的輪胎振動的時序波形提取接地面的前緣(leading edge)之前(前緣前區(qū)域)的時域的振動。同時，計算作為振動的高頻區(qū)域(3kHz 5kHz)的振動分量與低頻區(qū)域(IKHz 2kHz)的振動分量的大小的比的振動級比R。然后，根據(jù)振動級比R，將路面狀況估計為高μ路面或者低μ路面(例如，參考專利文獻(xiàn)I)。另外，在另一所提出的方法中，檢測車輛行駛期間由輪胎所生成的聲音，并且計算輪胎生成聲音的設(shè)定頻率范圍內(nèi)的聲壓級的平均值。然后，將該平均值與基準(zhǔn)值進(jìn)行比較，以判斷路面是全濕浙青路面、微濕浙青路面、干燥浙青路面、還是冰凍路面(例如，參考專利文獻(xiàn)2)。在另一提出的方法中，將多個頻率范圍內(nèi)的聲壓級的平均值之間的比與基準(zhǔn)值進(jìn)行比較，以判斷路面是積雪路面、積水路面、冰凍路面、還是干燥路面(例如，參考專利文獻(xiàn)3)。在先技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1:W02006/135090A1專利文獻(xiàn)2 日本特開平6-174543專利文獻(xiàn)3 :日本特開平8-26199
發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問題用于估計路面狀況的這類傳統(tǒng)方法可以判斷車輛行駛期間的路面是壓實積雪路面還是冰凍路面，但是它們不能以更精細(xì)分類來判斷積雪道路，諸如無法判斷積雪道路是以新降落的雪覆蓋的道路還是以冰霜(sherbet)狀的雪覆蓋的道路。為了解決上述問題做出本發(fā)明，并且本發(fā)明的目的是提供一種能夠以更精細(xì)分類來估計車輛行駛期間的積雪路面狀況的方法。用于解決問題的方案本發(fā)明的第一方面，提供一種路面狀況估計方法，包括以下步驟a)將由安裝在輪胎內(nèi)的加速度傳感器所檢測到的車輛行駛期間在周向或者軸向上的輪胎振動的時序波形分成前緣前區(qū)域R1、前緣區(qū)域R2、后緣前區(qū)域R3、后緣區(qū)域R4和后緣后區(qū)域R5，其中，所述前緣前區(qū)域Rl處于接地面的前緣處出現(xiàn)的前緣峰之前，所述前緣區(qū)域R2是構(gòu)成所述前緣峰的區(qū)域，所述后緣前區(qū)域R3位于所述前緣峰和在后緣處出現(xiàn)的后緣峰之間，所述后緣區(qū)域R4是構(gòu)成所述后緣峰的區(qū)域，所述后緣后區(qū)域R5在所述后緣峰之后；
b)從所述時序波形獲得如下頻帶值
從所述前緣前區(qū)域Rl的2kHz 8kHz的頻帶所選擇的頻帶值P11,
從所述前緣前區(qū)域Rl的O. 5kHz 1. 5kHz的頻帶所選擇的頻帶值P12,
從所述前緣區(qū)域R2的IkHz 3kHz的頻帶所選擇的頻帶值P21,
從所述后緣后區(qū)域R5的IkHz 4kHz的頻帶所選擇的頻帶值P51 ；以及
c)基于所述頻帶值Pn、P12> P21和P51的大小，估計車輛行駛期間的路面是否是積雪道路，
其中，在所述步驟c)中，在fl彡O、并且f2〈0的情況下，估計為車輛行駛期間的路面是積雪道路，其中，Π是通過將所述頻帶值P11和P12代入預(yù)定判別函數(shù) Fl=W11 *Pn+w12 -P12-Kl所獲得的函數(shù)值，并且f2是通過將所述頻帶值P21和P51代入預(yù)定判別函數(shù)F2=w21 · P21+w22 · P51-K2所獲得的函數(shù)值。
因此，該方法使得可以估計路面是以新降落的雪所覆蓋的積雪道路。因此，通過僅使用由加速度傳感器所檢測到的周向或者軸向上的輪胎加速度的輸出的簡單方法，就可以以更精細(xì)分類來估計積雪道路狀況。
應(yīng)該注意，頻帶值Pij可以是特定頻帶范圍的振動級的平均值，或者可以是振動級在特定頻率范圍內(nèi)根據(jù) 不同狀況而具有特別大的差的區(qū)域中的平均值?；蛘撸l帶值Pij可以是特定頻率范圍內(nèi)的預(yù)定信號或者多個振動級的平均值或總和。
另外，本發(fā)明的判斷所使用的判別函數(shù)是用于區(qū)分兩個以上的集合的函數(shù)。如圖 18所示，假定在滿足特定條件A(該條件在此為輪胎與諸如水或雪等的路面上的覆蓋物的碰撞)時，P11彡P(guān)12，并且當(dāng)不滿足條件A時，Pn〈P12。那么，滿足條件A的頻帶值(P11, P12) 的集合和不滿足條件A的頻帶值(Pn，P12)的集合之間的邊界是Pn=P12。此時，判別函數(shù)為 Fl=P11-P12 (wn=l, W12=-1, Kl=O)，并且邊界為 Fl = O。也就是說，當(dāng)將(P11, P12)代入 Fl 時， 當(dāng)Fl彡O時，P11彡P(guān)12，或者當(dāng)FKO時，Pn〈P12。
—般判別函數(shù)是Fl=W11 · Pn+w12 · P12-Kl,并且可以使用諸如最小二乘法、馬氏 (Mahalanobis)廣義距離或者SVM等的已知方法,根據(jù)與針對條件A所實際確定的頻帶值 (Pu，Pi2)的集合有關(guān)的數(shù)據(jù)，計算Al、 和Kl。
不僅可以對于作為兩個變量的判別函數(shù)的F2，而且還可以對于作為多個變量的判別函數(shù)的F3、F4、F7和F8，以相同方式進(jìn)行計算。
還應(yīng)理解，函數(shù)F’ I=P12-P11也是可以進(jìn)行與判別函數(shù)Fl=P11-P12相同的判別的判別函數(shù)。在使用判別函數(shù)F’ I時，使判別中的符號反轉(zhuǎn)。還應(yīng)注意，通過一般判別函數(shù)F=W1 ^!+W2 ·Ρ2+......+Wn ·Ρη-Κ 和判別函數(shù) F，=w，! .Pi+w’ 2 ·Ρ2+......+W，η·Ρη_Κ，(W，k=-wk,K’ =-Κ)兩者可以進(jìn)行相同的判別。而且，在使用判別函數(shù)F’時，使判別中的符號反轉(zhuǎn)。
本發(fā)明的第二方面，提供一種路面狀況估計方法，包括以下步驟
a)將由安裝在輪胎內(nèi)的加速度傳感器所檢測到的車輛行駛期間在周向或者軸向上的輪胎振動的時序波形分成前緣前區(qū)域R1、前緣區(qū)域R2、后緣前區(qū)域R3、后緣區(qū)域R4和后緣后區(qū)域R5，其中，所述前緣前區(qū)域Rl處于接地面的前緣處出現(xiàn)的前緣峰之前，所述前緣區(qū)域R2是構(gòu)成所述前緣峰的區(qū)域，所述后緣前區(qū)域R3位于所述前緣峰和在后緣處出現(xiàn)的后緣峰之間，所述后緣區(qū)域R4是構(gòu)成所述后緣峰的區(qū)域，所述后緣后區(qū)域R5在所述后緣峰之后；
d)從所述時序波形獲得如下頻帶值
從所述后緣后區(qū)域R5的2kHz4kHz的頻帶所選擇的頻帶值P52以及從包含所述后緣前區(qū)域R3、所述后緣區(qū)域R4和所述后緣后區(qū)域R5的區(qū)域R345的7kHzl0kHz的頻帶所選擇的頻帶值P345,
或者從所述時序波形獲得如下頻帶值
從所述后緣后區(qū)域R5的2kHz4kHz的頻帶所選擇的頻帶值P52、從所述后緣前區(qū)域 R3的7kHz IOkHz的頻帶所選擇的頻帶值P31、從所述后緣區(qū)域R4的7kHz IOkHz的頻帶所選擇的頻帶值Ρ4ι、以及從所述后緣后區(qū)域R5的7kHz IOkHz的頻帶所選擇的頻帶值 P53;以及
e)基于所述頻帶值P52和P345的大小或者P52、P31、P41和P53的大小，估計車輛行駛期間的路面是否是冰霜狀積雪道路，
其中，在所述步驟e)中，在f3〈0的情況下，或者在f’ 3〈0的情況下，估計為車輛行駛期間的路面是冰霜狀積雪道路，其中，f3是通過將所述頻帶值P52和P345代入預(yù)定判別函數(shù)F3=w31 · P52+w32 · P345-K3所獲得的函數(shù)值，f ’ 3是通過將所述頻帶值P52、P31、P41和P53代入預(yù)定判別函數(shù)F，3=W’ 31 · P52+W，32 · P31+W’ 33 · P41+W’ 34 · 3所獲得的函數(shù)值。
因此，該方法使得可以估計路面是冰霜狀積雪道路。因此，通過僅使用由加速度傳感器所檢測到的周向或者 軸向上的輪胎加速度的輸出的簡單方法，就可以以更精細(xì)分類來估計積雪道路狀況。
本發(fā)明的第三方面，提供一種路面狀況估計方法，包括以下步驟
a)將由安裝在輪胎內(nèi)的加速度傳感器所檢測到的車輛行駛期間在周向或者軸向上的輪胎振動的時序波形分成前緣前區(qū)域R1、前緣區(qū)域R2、后緣前區(qū)域R3、后緣區(qū)域R4和后緣后區(qū)域R5，其中，所述前緣前區(qū)域Rl處于接地面的前緣處出現(xiàn)的前緣峰之前，所述前緣區(qū)域R2是構(gòu)成所述前緣峰的區(qū)域，所述后緣前區(qū)域R3位于所述前緣峰和在后緣處出現(xiàn)的后緣峰之間，所述后緣區(qū)域R4是構(gòu)成所述后緣峰的區(qū)域，所述后緣后區(qū)域R5在所述后緣峰之后；
f)從所述時序波形獲得如下頻帶值
從包含所述后緣區(qū)域R4和所述后緣后區(qū)域R5的區(qū)域R450的lkHz4kHz的頻帶所選擇的頻帶值P·，或者
從所述時序波形獲得如下頻帶值
從所述后緣區(qū)域R4的lkHz4kHz的頻帶所選擇的頻帶值P42和從所述后緣后區(qū)域 R5的lkHz4kHz的頻帶所選擇的頻帶值P51 ;以及
g)基于所述頻帶值P45tl的大小或者所述頻帶值P42和P51的大小，估計車輛行駛期間的路面是否是冰凍道路，
其中，在所述步驟g)中，在f4〈0的情況下，或者在f’ 4<0的情況下，估計為車輛行駛期間的路面是冰凍道路，其中，f4是通過將所述頻帶值P45tl代入預(yù)定判別函數(shù)F4=w41 · P45tl-M所獲得的函數(shù)值，f’ 4是通過將所述頻帶值P42和P51代入預(yù)定判別函數(shù)F，4=w’ 41 · P42+w’ 42 · P51-Kj 4 所獲得的函數(shù)值。因此，該方法使得可以估計路面是冰凍道路。因此，通過僅使用由加速度傳感器所檢測到的周向或者軸向上的輪胎加速度的輸出的簡單方法，就可以以更精細(xì)分類來估計積雪道路狀況。本發(fā)明的第四方面，提供一種路面狀況估計方法，包括以下步驟a)將由安裝在輪胎內(nèi)的加速度傳感器所檢測到的車輛行駛期間在周向或者軸向上的輪胎振動的時序波形分成前緣前區(qū)域R1、前緣區(qū)域R2、后緣前區(qū)域R3、后緣區(qū)域R4和后緣后區(qū)域R5，其中，所述前緣前區(qū)域Rl處于接地面的前緣處出現(xiàn)的前緣峰之前，所述前緣區(qū)域R2是構(gòu)成所述前緣峰的區(qū)域，所述后緣前區(qū)域R3位于所述前緣峰和在后緣處出現(xiàn)的后緣峰之間，所述后緣區(qū)域R4是構(gòu)成所述后緣峰的區(qū)域，所述后緣后區(qū)域R5在所述后緣峰之后；h)從所述時序波形獲得如下頻帶值從所述前緣前區(qū)域Rl的2kHz 8kHz的頻帶所選擇的頻帶值P11,從所述前緣前區(qū)域Rl的IkHz以下的頻帶所選擇的頻帶值P13 ；從所述前緣區(qū)域R2的2kHz 4kHz的頻帶所選擇的頻帶值P22,從所述前緣區(qū)域R2的4kHz IOkHz的頻帶所選擇的頻帶值P23,從所述后緣前區(qū)域R3的2kHz 4kHz的頻帶所選擇的頻帶值P32,從所述后緣前區(qū)域R3的4kHz IOkHz的頻帶所選擇的頻帶值P33,從所述后緣區(qū)域R4的IkHz 4kHz的頻帶所選擇的頻帶值P42,以及從所述后緣后區(qū)域R5的IkHz 4kHz的頻帶所選擇的頻帶值P51 ；以及i)基于所述頻帶值P11、P13、P22、P23、P32、P33、P42和P51的大小，估計車輛行駛期間的路面是否是壓實積雪道路，其中，在所述步驟i)中，在f’ 7〈0、并且f8〈0的情況下，估計為車輛行駛期間的路面是壓實積雪道路，其中，f’ 7是通過將所述頻帶值Pn、P13、P22> P23> P32> P33> P42和P51代入預(yù)定判別函數(shù)F’7=w’71 .Pn+W，72.P22+w，74 ^P2S+Wj75 ·Ρ32+ ，76 ·Ρ33+ ，77 .P42+W，78 ·Ρ51-κ’ 7所獲得的函數(shù)值，f8是通過將所述頻帶值Pn、P13、P22、P23、P32、P33、P42和P51代入預(yù)定判別函數(shù) F8=w81 · Pn+w82 · P13+w83 · P22+w84 · P23+w85 · P32+w86 · P33+w87 · P42+W88 · P51_K8 所獲得的函數(shù)值。因此，該方法使得可以估計路面是壓實積雪道路。因此，通過僅使用由加速度傳感器所檢測到的周向或者軸向上的輪胎加速度的輸出的簡單方法，就可以以更精細(xì)分類來估計積雪道路狀況。本發(fā)明的第五方面，提供一種路面狀況估計方法，包括以下步驟A)將由安裝在輪胎內(nèi)的加速度傳感器所檢測到的車輛行駛期間在周向或者軸向上的輪胎振動的時序波形分成前緣前區(qū)域R1、前緣區(qū)域R2、后緣前區(qū)域R3、后緣區(qū)域R4和后緣后區(qū)域R5，其中，所述前緣前區(qū)域Rl處于接地面的前緣處出現(xiàn)的前緣峰之前，所述前緣區(qū)域R2是構(gòu)成所述前緣峰的區(qū)域，所述后緣前區(qū)域R3位于所述前緣峰和在后緣處出現(xiàn)的后緣峰之間，所述后緣區(qū)域R4是構(gòu)成所述后緣峰的區(qū)域，所述后緣后區(qū)域R5在所述后緣峰之后；
B)從所述時序波形獲得從所述前緣前區(qū)域Rl的2kHz SkHz的頻帶所選擇的頻帶值P11和從所述前緣前區(qū)域Rl的O. 5kHz 1. 5kHz的頻帶所選擇的頻帶值P12,并且判斷作為通過將所述頻帶值P11和P12代入預(yù)定判別函數(shù)Fl=W11 · Pn+w12 · P12-Kl所獲得的函數(shù)值的f I是否滿足f I彡O ;
C)在所述步驟B)中f I彡O的情況下，獲得從所述前緣區(qū)域R2的lkHz3kHz的頻帶所選擇的頻帶值P2I和從所述后緣后區(qū)域R5的lkHz4kHz的頻帶所選擇的頻帶值P51,判斷作為通過將所述頻帶值P21和P51代入預(yù)定判別函數(shù)F2=w21 · P21+w22 · P51-K2所獲得的函數(shù)值的f2是否滿足f2〈0，并且在f2〈0的情況下，估計為車輛行駛期間的路面是積雪道路；
D)在所述步驟C)中f2彡O的情況下，獲得從所述后緣后區(qū)域R5的2kHz4kHz的頻帶所選擇的頻帶值P52和從包含所述后緣前區(qū)域R3、所述后緣區(qū)域R4和所述后緣后區(qū)域 R5的區(qū)域R345的7kHzl0kHz的頻帶所選擇的頻帶值P345,或者獲得從所述后緣后區(qū)域R5的 2kHz4kHz的頻帶所選擇的頻帶值Ρ52、從所述后緣前區(qū)域R3的7kHzl0kHz的頻帶所選擇的頻帶值P31、從所述后緣區(qū)域R4的7kHzl0kHz的頻帶所選擇的頻帶值P41、以及從所述后緣后區(qū)域R5的7kHz IOkHz的頻帶所選擇的頻帶值P53,判斷作為通過將所述頻帶值P52和P345 代入預(yù)定判別函數(shù)F3=w31 · P52+w32 · P345-K3所獲得的函數(shù)值的f3是否滿足f3〈0、或者判斷作為通過將所述頻帶值P52、P31、P41和P53代入預(yù)定判別函數(shù)F’3=w’31 *P52+w’32 P31+w,33 -P4I+ w’ 34 ·Ρ53-Κ’ 3所獲得的函數(shù)值的f’ 3是否滿足f’ 3〈0，并且在f3〈0或f’ 3<0的情況下，估計為車輛行駛期間的路面是冰霜狀積雪道路，或者在f3 > O或f’ 3 > O的情況下，估計為車輛行駛期間的路面是潮濕道路；
E)在所述步驟B)中fl〈0的情況下，獲得從包含所述后緣區(qū)域R4和所述后緣后區(qū)域R5的區(qū)域R450的lkHz4kHz的頻帶所選擇的頻帶值P45(l，或者獲得從所述后緣區(qū)域R4的 IkHz 4kHz的頻帶所選擇的頻帶值P42和從所述后緣后區(qū)域R5的IkHz 4kHz的頻帶所選擇 的頻帶值P51，并且在f4〈0的情況下、或者在f’4〈0的情況下，估計為車輛行駛期間的路面是冰凍道路，其中，f4是通過將所述頻帶值P45tl代入預(yù)定判別函數(shù)F4=w41 ·Ρ450-Κ4所獲得的函數(shù)值，f ’ 4是通過將所述頻帶值P42和P51代入預(yù)定判別函數(shù)F’ 4=w’ 41 ·P42+Wj 42 ·P51-Kj 4 所獲得的函數(shù)值；
F)在所述步驟E)中f4彡O、或者f ’ 4彡O的情況下，獲得從所述前緣前區(qū)域Rl 的2kHz 8kHz的頻帶所選擇的頻帶值Pn、從所述前緣前區(qū)域Rl的IkHz以下的頻帶所選擇的頻帶值P13、從所述前緣區(qū)域R2的2kHz 4kHz的頻帶所選擇的頻帶值P22、從所述前緣區(qū)域R2的4kHz IOkHz的頻帶所選擇的頻帶值、從所述后緣前區(qū)域R3的2kHz 4kHz 的頻帶所選擇的頻帶值P32、從所述后緣前區(qū)域R3的4kHz IOkHz的頻帶所選擇的頻帶值 P33>以及從包含所述后緣區(qū)域R4和所述后緣后區(qū)域R5的區(qū)域R450的IkHz 4kHz的頻帶所選擇的頻帶值P·，或者獲得從所述前緣前區(qū)域Rl的2kHz 8kHz的頻帶所選擇的頻帶值Pn、從所述前緣前區(qū)域Rl的IkHz以下的頻帶所選擇的頻帶值P13、從所述前緣區(qū)域R2的 2kHz 4kHz的頻帶所選擇的頻帶值P22、從所述前緣區(qū)域R2的4kHz IOkHz的頻帶所選擇的頻帶值Pm、從所述后緣前區(qū)域R3的2kHz 4kHz的頻帶所選擇的頻帶值P32、從所述后緣前區(qū)域R3的4kHz IOkHz的頻帶所選擇的頻帶值P33、從所述后緣區(qū)域R4的IkHz 4kHz的頻帶所選擇的頻帶值P42、以及從所述后緣后區(qū)域R5的IkHz 4kHz的頻帶所選擇的頻帶值P51，并且在f7 ^ O的情況下，或者在f’ 7 > O的情況下，估計為車輛行駛期間的路面是平滑干燥道路，其中，f7是通過將所述頻帶值Pn、P13、P22> P23> P32> P33和P45O代入預(yù)定判別函數(shù) F7=w71 · P1 !+W72 · P13+w73 · P22+w74 · P23+w75 · P32+w76 · P33+w77 · P450_K7 所獲得的函數(shù)值，f’ 7是通過將所述頻帶值Pn、P13、P22、P23、P32、P33、P42和P51代入預(yù)定判別函數(shù)F’ 7=w’71 .Pll+W’72 ·Ρ 3+ ，73 ·Ρ22+ ，74 .P234^75 ·Ρ32+ ，76 .P334^77 ·Ρ42+ ，78 ·Ρ51_Κ ’ 7 所獲得的函數(shù)值;以及G)在所述步驟F)中f7〈0、或者f’7〈0的情況下，如果f8〈0，則估計為車輛行駛期間的路面是壓實積雪道路，或者如果f8 ^ 0，則估計為車輛行駛期間的路面是粗糙干燥路面，其中，f8是通過將所述頻帶值Pu、P13、P22> P23、P32> P33、P42和P51代入預(yù)定判別函數(shù)F8=W81 · Pn+W82 · P13+w83 · P22+w84 · P23+w85 · P32+w86 · P33+w87 · P42+w88 · P51_K8 所獲得的函數(shù)值。因此，該方法使得通過僅使用由加速度傳感器所 檢測到的周向或者軸向上的輪胎加速度的輸出的簡單方法，就可以以更精細(xì)分類來估計路面狀況，即以下六種狀況之一“積雪道路”、“冰霜狀積雪道路”、“潮濕道路”、“壓實積雪道路”、“冰凍道路”和“干燥道路”。本發(fā)明的第六方面，提供一種路面狀況估計方法，其中，在所述步驟E)和F)之間還包括以下步驟H)檢測車輛行駛期間的路面溫度和輪胎生成聲音；I)獲得根據(jù)所述輪胎生成聲音的IOHz IOkHz的倍頻程分布波形所計算出的低頻帶的頻帶功率值Pa和高頻帶的頻帶功率值Pb ;以及J)根據(jù)所述路面溫度以及所述頻帶功率值Pa和Pb，判斷路面上是否存在覆蓋物，其中，在所述步驟I)中，如果所述路面溫度低于預(yù)定基準(zhǔn)溫度，或者如果作為所述高頻帶的頻帶功率值Pb與所述低頻帶的頻帶功率值Pa的比PB/PA的聲壓級比Q小于1，則判斷為在路面上沒有覆蓋物，并且進(jìn)入所述步驟F)，或者如果在所述步驟I)中判斷為路面上存在覆蓋物，則獲得從所述后緣后區(qū)域R5的2kHz 4kHz的頻帶所選擇的頻帶值P52和從包含所述后緣前區(qū)域R3、所述后緣區(qū)域R4和所述后緣后區(qū)域R5的區(qū)域R345的7kHz IOkHz的頻帶所選擇的頻帶值P345，或者獲得從所述后緣后區(qū)域R5的2kHz 4kHz的頻帶所選擇的頻帶值P52、從所述后緣前區(qū)域R3的7kHz IOkHz的頻帶所選擇的頻帶值P31、從所述后緣區(qū)域R4的7kHz IOkHz的頻帶所選擇的頻帶值P 、以及從所述后緣后區(qū)域R5的7kHz IOkHz的頻帶所選擇的頻帶值P53,然后，判斷f3彡O、或者f’ 3彡O是否成立，其中，f3是通過將所述頻帶值P52和P345代入預(yù)定判別函數(shù)F3=W31 · P52+w32 · P345-K3所獲得的函數(shù)值，f ’ 3是通過將所述頻帶值P52 > P3I > P41 和 P53 代入預(yù)定判別函數(shù) F，3=W，31 · P52+W’ 32 · P3I+Wj 33 ·匕作’ 34 · P53_K，3 所獲得的函數(shù)值，以及在f3〈0、或者f’3〈0的情況下，估計為車輛行駛期間的路面是淺冰霜狀積雪道路，或者在f3彡O、或者f’ 3彡O的情況下，估計為車輛行駛期間的路面是淺潮濕道路。因此，該方法使得可以以更精細(xì)分類來估計“冰霜狀積雪道路”和“潮濕道路”，即分別為“淺冰霜狀積雪道路”和“深冰霜狀積雪道路”、以及“淺潮濕道路”和“深潮濕道路”。因此，可以進(jìn)一步提聞路面狀況的估計精度。本發(fā)明的第七方面，提供一種路面狀況估計方法，其中，在車輛的懸架上安裝監(jiān)視加速度傳感器，并且當(dāng)由監(jiān)視加速度傳感器所檢測到的加速度的值超過預(yù)定閾值時，停止路面狀況的估計。
結(jié)果，當(dāng)發(fā)生了向輪胎輸入的力過大時，諸如當(dāng)輪胎行駛在大的路肩或者馬路牙 子上時，可以刪除與該過程期間的路面狀況有關(guān)的估計數(shù)據(jù)。因此，可以避免錯誤估計路面 狀況，從而提高估計精度。
本發(fā)明的第八方面，提供一種路面狀況估計方法，其中，拍攝路面狀況的圖像，將 所拍攝的路面狀況的圖像顯示在顯示畫面上，并且還將所估計出的路面狀況顯示在顯示畫 面上。
結(jié)果，駕駛者可以直觀地、相互同步地確認(rèn)車輛行駛期間對路面狀況的估計和路 面的實際狀況。因此，可以提高車輛操控的安全性。
另外，應(yīng)該理解，本發(fā)明的上述概要未必說明了本發(fā)明的所有本質(zhì)特征，并且確定 所有這些特征的子組合包含在本發(fā)明中。


圖1是示出根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的路面狀況估計系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的功能框圖。
圖2是示出傳感器和其它裝置的配置的圖。
圖3是示出用于估計路面狀況的運算單元的結(jié)構(gòu)的功能框圖。
圖4是示出輪胎振動的時序波形的前緣前區(qū)域(pre-leading-edge region)、 前緣區(qū)域(leading-edge region)、后緣前區(qū)域(pre-trailing-edge region)、后緣區(qū)域 (trailing-edge region)和后緣后區(qū)域(post-traiIing-edge region)的圖。
圖5是示出聲壓信號的倍頻程(octave)分布波形的圖。
圖6是示出根據(jù)本發(fā)明的用于估計路面狀況的方法的流程圖。
圖7是示出前緣前區(qū)域的頻譜的例子的圖。
圖8是示出前緣區(qū)域的頻譜的例子的圖。
圖9是示出后緣后區(qū)域的頻譜的例子的圖。
圖10是示出后緣后區(qū)域的頻譜的另一例子的圖。
圖11是示出后緣前區(qū)域的頻譜的例子的圖。
圖12是示出后緣后區(qū)域的頻譜的另一例子的圖。
圖13是示出前緣前區(qū)域的頻譜的另一例子的圖。
圖14是示出前緣區(qū)域的頻譜的另一例子的圖。
圖15是示出后緣前區(qū)域的頻譜的另一例子的圖。
圖16是示出后緣區(qū)域的頻譜的例子的圖。
圖17是示出后緣后區(qū)域的頻譜的另一例子的圖。
圖18是用于說明判別函數(shù)的圖。
具體實施方式
下面基于優(yōu)選實施例說明本發(fā)明，優(yōu)選實施例并非旨在限制本發(fā)明的權(quán)利要求書 的范圍，僅是示例性說明本發(fā)明。這些實施例所述的所有特征及其組合并非本發(fā)明所必需 的。
圖1是示出根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的路面狀況估計系統(tǒng)I的結(jié)構(gòu)的功能框圖。路面狀況估計系統(tǒng)I的各構(gòu)成單元分散地安裝在被固定至車輛的輪胎10、車體20或者車輛內(nèi)部20M、以及管理中心40中，其中，管理中心40積累并管理與所估計出的路面狀況等有關(guān)的數(shù)據(jù)。在輪胎10上設(shè)置加速度傳感器11、放大器12、AD轉(zhuǎn)換器13、輪胎側(cè)發(fā)送器14、電力接收器15和電源單元16。在車體20或者車輛內(nèi)部20M中設(shè)置路面溫度計21、麥克風(fēng)22、車輪速度傳感器23、監(jiān)視加速度傳感器24、照相機(jī)25、GPS26、運算單元27、路面信息記錄部件28、監(jiān)視器29、接收器30、車輛側(cè)發(fā)送器31、饋電器32和警報單元33。此外，在管理中心40中設(shè)置數(shù)據(jù)服務(wù)器41和顯示單元42。如圖2所示，加速度傳感器11大體位于前車輪20F的輪胎10的氣密層IOa的輪胎氣室IOb側(cè)的中間部分，并且檢測從路面R輸入至輪胎10的胎面IOc的振動。注意，在本實施例中，將加速度傳感器11的檢測方向配置成輪胎的周向。裝配有低通濾波器的放大器12從加速度傳感器11所檢測到的輪胎的周向振動的時序波形(加速度波形)中消除高頻聲音分量，并且將結(jié)果輸出給AD轉(zhuǎn)換器13。AD轉(zhuǎn)換器13將AD轉(zhuǎn)換后的加速度波形輸出給輪胎側(cè)發(fā)送器14。輪胎側(cè)發(fā)送器14將AD轉(zhuǎn)換后的加速度波形無線發(fā)送給安裝在車體20上的接收器30。電力接收器15接收從饋電器32所發(fā)送的用于電力供應(yīng)的RF信號，并且將該RF信號輸出給電源單元16。在本實施例中，電力接收器15由接收線圈構(gòu)成，并且沿輪胎10的圓周以均勻間隔配置多個接收線圈。因此，在輪胎10轉(zhuǎn)動時，可以接近連續(xù)地接收RF信號。電源單元16通過將由電力接收器15所接收到的RF信號轉(zhuǎn)換成電力來對電容器進(jìn)行充電，從而向放大器12、AD轉(zhuǎn)換器13和輪胎側(cè)發(fā)送器14供應(yīng)電力。輪胎側(cè)發(fā)送器14和電力接收器15可與加速器傳感器11 一體地設(shè)置在氣密層IOa上，但是還可以將輪胎側(cè)發(fā)送器14和電力接收器15安裝至輪胎10的充氣閥10v。路面溫度計21可以包括例如紅外線溫度傳感器。如圖2所示，路面溫度計21被安裝在車體20的前保險杠20a的下面，并且通過測量從路面R輻射的波長在紅外線范圍內(nèi)的熱輻射來測量路面R的溫度。將與通過路面溫度計21所測量的溫度有關(guān)的數(shù)據(jù)輸出給運算單元27和路面信息記錄部件28。麥克風(fēng)22被安裝在車體20上的后車輪20R前方的架20b的下面，并且檢測輪胎生成聲音的聲壓信號。當(dāng)后車輪20R的輪胎10在車輛行駛時與路面R接觸的情況下，在接地面附近產(chǎn)生輪胎生成聲音。將通過麥克風(fēng)22所檢測到的輪胎生成聲音的聲壓信號輸出給運算單元27。車輪速度傳感器23檢測車輪的轉(zhuǎn)動速度(以下稱為“車輪速度”)。在本實施例中，車輪速度傳感器23包括沿其外周具有齒并與車輪一起轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)子、與該轉(zhuǎn)子一起構(gòu)成磁路的軛鐵、以及用于檢測磁路的磁通量變化的線圈。而且，所使用的傳感器是已知的用于檢測車輪(這里為前車輪20F)的轉(zhuǎn)動角度的電磁感應(yīng)式車輪速度傳感器。將軛鐵和線圈裝配至可轉(zhuǎn)動地安裝在軸51上的轉(zhuǎn)向節(jié)52。將與由車輪速度傳感器23所檢測到的車輪速度有關(guān)的數(shù)據(jù)輸出給運算單元27和路面信息記錄部件28。安裝在轉(zhuǎn)向節(jié)52上的監(jiān)視加速度傳感器24檢測經(jīng)由車輪53從輪胎10傳送至車輛的非簧載部分的胎面振動(懸架的加速度)。將與通過監(jiān)視加速度傳感器24所檢測到的車輛的非簧載部分的振動有關(guān)的數(shù)據(jù)輸出給運算單元27。
照相機(jī)25可以是例如CCD彩色照相機(jī)。如圖2所示，被安裝在車體20的車頂20c 上的照相機(jī)25對車輛要經(jīng)過的路面(車輛前面的路面)R的狀態(tài)進(jìn)行拍照。被安裝在車輛 內(nèi)部20M的駕駛者座位附近的GPS26測量車輛在地面上的絕對位置。將與通過照相機(jī)25 所拍攝的圖像有關(guān)的圖像數(shù)據(jù)和通過GPS26所測量的車輛的位置數(shù)據(jù)輸出給路面信息記 錄部件28。
運算單元27使用與通過加速度傳感器11所檢測到的輪胎振動有關(guān)的數(shù)據(jù)、與通 過路面溫度計21所檢測到的路面溫度有關(guān)的數(shù)據(jù)、與通過麥克風(fēng)22所檢測到的輪胎生成 聲音有關(guān)的數(shù)據(jù)、以及與通過車輪速度傳感器23所檢測到的車輪速度有關(guān)的數(shù)據(jù)，來估計 車輛行駛期間的路面狀況。將與輪胎振動有關(guān)的數(shù)據(jù)從輪胎側(cè)發(fā)送器14發(fā)送給接收器30， 并且將該數(shù)據(jù)從接收器30輸出給運算單元27。稍后將詳細(xì)說明運算單元27。
路面信息記錄部件28生成將運算單元27所估計的車輛行駛期間的路面狀況、照 相機(jī)25所拍攝的圖像的圖像數(shù)據(jù)、GPS26所測量出的車輛的位置數(shù)據(jù)、與通過路面溫度計 21所測量出的溫度有關(guān)的數(shù)據(jù)、以及與車輪速度傳感器23所檢測到的車輪速度有關(guān)的數(shù) 據(jù)合成在一起的顯示圖像數(shù)據(jù)，并且將該顯示圖像數(shù)據(jù)輸出給監(jiān)視器29和車輛側(cè)發(fā)送器 31。監(jiān)視器29將從路面信息記錄部件28輸入的顯示圖像數(shù)據(jù)顯示在顯示畫面上。將基于 各自的微計算機(jī)軟件運行的運算單元27和路面信息記錄部件28與監(jiān)視器29 —起安裝在 駕駛者座位附近。
接收器30接收從輪胎側(cè)發(fā)送器14所發(fā)送的與輪胎振動有關(guān)的數(shù)據(jù)，并且將該數(shù) 據(jù)輸出給運算單元27。
車輛側(cè)發(fā)送器31將從路面信息記錄部件28輸入的車輛相關(guān)信息(與所估計出的 路面狀況有關(guān)的信息、與路面R有關(guān)的圖像數(shù)據(jù)、與車輛有關(guān)的位置數(shù)據(jù)、與路面R的溫度 有關(guān)的數(shù)據(jù)和與車輪速度有關(guān)的數(shù)據(jù))發(fā)送給管理中心40的數(shù)據(jù)服務(wù)器41。
饋電器32裝配有高頻生成部件和饋電線圈。饋電器32將通過高頻生成部件所生 成的高頻波作為用于電力供應(yīng)的RF信號從饋電線圈發(fā)送給電力接收器15。將饋電器32安 裝在車體20的輪胎殼20d上與被安裝至輪胎10的電力接收器15的未示出的接收線圈相 對的位置處。
當(dāng)估計出路面是深潮濕狀態(tài)的路面或者冰凍路面時，位于駕駛者座位附近的警報 單元33使警報LED點亮或者閃爍，以警告駕駛者謹(jǐn)慎駕駛。還可以配置為驅(qū)動警報蜂鳴器 發(fā)出警報音以警告駕駛者路濕打滑的可能性、或者組合使用警報蜂鳴器和LED。
管理中心40的數(shù)據(jù)服務(wù)器41收集并存儲從搭載路面狀況估計系統(tǒng)I的車輛所發(fā) 送的車輛信息。同時，數(shù)據(jù)服務(wù)器41根據(jù)所收集的數(shù)據(jù)，制作統(tǒng)計數(shù)據(jù)，例如，諸如與預(yù)定 大小的區(qū)域的路面狀況相關(guān)數(shù)據(jù)相結(jié)合的該區(qū)域的地圖數(shù)據(jù)等。
顯示單元42將統(tǒng)計數(shù)據(jù)或者來自特定車輛的數(shù)據(jù)顯示在顯示畫面上?？梢耘渲?為使管理中心40和該區(qū)域中的車輛之間進(jìn)行相互通信。然后，當(dāng)將由數(shù)據(jù)服務(wù)器41所制 作的統(tǒng)計數(shù)據(jù)反饋給車輛時，可以向正行駛在預(yù)定區(qū)域的道路上的車輛的駕駛者警告或者 警報道路狀況。這樣，可以進(jìn)一步提高車輛的行駛安全性。
如圖3所示，運算單元27包括輪胎振動數(shù)據(jù)處理器27A、聲音數(shù)據(jù)處理器27B和路 面狀況估計部件27C。
輪胎振動數(shù)據(jù)處理器27A包括振動波形檢測部件27a、區(qū)域信號提取部件27b和頻帶值計算部件27c。輪胎振動數(shù)據(jù)處理器27A將與加速度傳感器11所檢測到的輪胎振動有關(guān)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成頻帶值Pu，并且將所述頻帶值Pu輸出給路面狀況估計部件27C。振動波形檢測部件27a根據(jù)如圖4 (a)所示的作為加速度傳感器11的輸出信號的加速度信號的前緣峰位置或者后緣峰位置，計算輪胎的單次旋轉(zhuǎn)的時間，并且同時使用車輪速度傳感器23所檢測到的車輪速度，檢測輪胎單次旋轉(zhuǎn)的加速度波形。如圖4 (b)所示，區(qū)域信號提取部件27b將輪胎單次旋轉(zhuǎn)的加速度波形分成處于接地面的前緣處出現(xiàn)的前緣峰之前的前緣前區(qū)域R1、作為構(gòu)成前緣峰的區(qū)域的前緣區(qū)域R2、位于前緣峰和后緣處出現(xiàn)的后緣峰之間的后緣前區(qū)域R3、作為構(gòu)成后緣峰的區(qū)域的后緣區(qū)域R4、以及后緣峰之后的后緣后區(qū)域R5，并且分別提取區(qū)域Rl R5的振動級的時序波形。頻帶值計算部件27c使區(qū)域Rl R5的時序波形經(jīng)過帶通濾波器，并且計算以下列出的頻帶值pu，其中，頻帶值Pu是預(yù)定頻率范圍內(nèi)的振動分量的大小。注意，下標(biāo)i表示區(qū)域，并且下標(biāo)j表示所提取的頻率范圍。要使用的帶通濾波器用于下面的頻率范圍P11:從前緣前區(qū)域Rl的2kHz 8kHz的頻帶所選擇的頻帶值；P12:從前緣前區(qū)域Rl的O. 5kHz 1. 5kHz的頻帶所選擇的頻帶值；P13:從前緣前區(qū)域Rl的IkHz以下的頻帶所選擇的頻帶值；P21:從前緣區(qū)域R2的IkHz 3kHz的頻帶所選擇的頻帶值；P22:從前緣區(qū)域R2的2kHz 4kHz的頻帶所選擇的頻帶值；P23:從前緣區(qū)域R2的4kHz IOkHz的頻帶所選擇的頻帶值；P31:從后緣前區(qū)域R3的7kHz IOkHz的頻帶所選擇的頻帶值；P32:從后緣前區(qū)域R3的2kHz 4kHz的頻帶所選擇的頻帶值；P33:從后緣前區(qū)域R3的4kHz IOkHz的頻帶所選擇的頻帶值；P41:從后緣區(qū)域R4的7kHz IOkHz的頻帶所選擇的頻帶值；P42:從后緣區(qū)域R4的IkHz 4kHz的頻帶所選擇的頻帶值；P51:從后緣后區(qū)域R5的IkHz 4kHz的頻帶所選擇的頻帶值；P52:從后緣后區(qū)域R5的2kHz 4kHz的頻帶所選擇的頻帶值；P53:從后緣后區(qū)域R5的7kHz IOkHz的頻帶所選擇的頻帶值。聲音數(shù)據(jù)處理器27B包括頻率分析部件27d、聲壓級計算部件27e和聲壓級比計算部件27f。聲音數(shù)據(jù)處理器27B計算聲壓級比Q(=Pb/Pa)，并且將聲壓級比Q輸出給路面狀況估計部件27C。頻率分析部件27d對輪胎生成聲音的聲壓信號進(jìn)行1/N倍頻程分析，從而獲得如圖5所示的聲音信號的分布波形(倍頻程分布波形)。通過對作為1/N倍頻帶分割的各倍頻帶測量聲壓級(頻帶功率)，獲得倍頻程分布波形。在本實施例中，N=3。聲壓級計算部件27e根據(jù)倍頻程分布波形,計算低頻帶(例如，500Hz)的頻帶功率值Pa和高頻帶(例如，9000Hz)的頻帶功率值PB。聲壓級比計算部件27f根據(jù)低頻帶的頻帶功率值Pa和高頻帶的頻帶功率值PB，計算聲壓級計算值。在本實施例中，所使用的聲壓級計算值是作為高頻帶的頻帶功率值Pb與低頻帶的頻帶功率值Pa的比的聲壓級比Q。也就是說，Q=(Pb/Pa)。
路面狀況估計部件27C使用從輪胎振動數(shù)據(jù)處理器27A輸入的周向上的輪胎振動的頻帶值Pu、從聲音數(shù)據(jù)處理器27B輸入的聲壓級比Q和從路面溫度計21輸入的與路面溫度T有關(guān)的數(shù)據(jù)，將路面判斷為以下八個狀況之一“積雪道路”、“淺冰霜狀積雪道路”、 “深冰霜狀積雪道路”、“淺潮濕道路”、“深潮濕道路”、“冰凍道路”、“壓實積雪道路”和“干燥道路”，并且將判斷結(jié)果輸出給路面信息記錄部件28。注意，還可以將“干燥道路”判斷為是 “粗糙干燥道路”或者“平滑干燥道路”。
另外，應(yīng)該注意，當(dāng)判斷為路面是深潮濕道路或者冰凍道路時，將該判斷結(jié)果輸出給警報單元33。還應(yīng)注意，當(dāng)監(jiān)視加速度傳感器24所檢測到的懸架的加速度的值超過了預(yù)先設(shè)置的閾值時，路面狀況估計部件27C停止用于判斷路面狀況的處理。
下面參考圖6的流程圖說明用于估計路面狀況的方法。
首先，判斷在路面上是否存在諸如水或者雪等的覆蓋物(步驟SI)。
當(dāng)在路面上存在諸如水或者雪等的覆蓋物時，輪胎與路面接合時與水膜或者雪碰撞。因此，如通過對圖7所示的前緣前區(qū)域Rl的時序波形進(jìn)行FFT頻率分析所獲得的頻譜顯示，與干燥道路相比，針對潮濕道路或者冰霜狀積雪道路的從前緣前區(qū)域Rl的2kHz 8kHz的頻帶所選擇的頻帶值P11是更大的值。然而，從前緣前區(qū)域Rl的O. 5kHz 1. 5kHz 的頻帶所選擇的頻帶值P12示出路面狀況之間的差別較小。因此，以頻帶值P12作為基準(zhǔn)值， 獲得頻帶值P11和頻帶值P12之間的差(dB的差)，即P11-P12,并且針對差P11-P12還設(shè)置閾值 K1。而且，當(dāng)差P11-P12等于或者大于閾值Kl時，判斷為在路面上存在諸如水或者雪等的某些覆蓋物。另外，當(dāng)差P11-P1^h于閾值Kl時，判斷為在路面上不存在諸如水或者雪等的覆蓋物，或者判斷為 即使存在覆蓋物，水膜或者冰霜狀積雪也很薄。
在本實施例的例子中，預(yù)先通過試驗獲得針對各種路面狀況下的頻帶值P11和頻帶值P12之間的關(guān)系，并且將判別函數(shù)設(shè)置成Fl=W11 · Pn+w12 · P12-Kl0而且，通過觀察作為通過將實際計算出的頻帶值P11和頻帶值P12代入判別函數(shù)Fl所獲得的函數(shù)值的fl是否滿足fl >0，來判斷在路面上是否存在諸如水或者雪等的覆蓋物。注意，判別函數(shù)的系數(shù)W11 約為+1，并且系數(shù)W12約為-1。
在步驟Sl*n>0的情況下，過程進(jìn)入步驟S2，并且判斷路面上的覆蓋物是否是新鮮雪的松軟覆蓋物。
如果覆蓋物是新降落的雪，則在輪胎與路面接合時對輪胎的沖擊減小，但是路面變得打滑。因此，如圖8的前緣區(qū)域R2的頻譜顯示，從積雪道路的前緣區(qū)域R2的IkHz 3kHz的頻帶所選擇的頻帶值P21是比潮濕道路或者干燥道路更小的值。同時，如圖9的后緣后區(qū)域R5的頻譜顯示，從積雪道路的后緣后區(qū)域R5的IkHz 4kHz的頻帶所選擇的頻帶值P51也是較小的值。
因此，可以針對頻帶值P21、頻帶值P51或者作為頻帶值P21和頻帶值P51的總和的總和P2m設(shè)置閾值，然后，當(dāng)Ρ2ι、Ρ；5 或者總和小于該閾值時，可以判斷為路面是覆蓋有新降落的雪的積雪道路。
在本實施例的例子中，預(yù)先通過試驗獲得針對各種路面狀況的頻帶值P21和頻帶值P51之間的關(guān)系，并且將判別函數(shù)設(shè)置成F2=W21 · P21+w22 · P51-K2。而且，通過觀察作為通過將實際計算出的頻帶值P21和頻帶值P51代入判別函數(shù)F2所獲得的函數(shù)值的f2是否滿足 f2〈0，來判斷路面是否是積雪道路。注意，判別函數(shù)的系數(shù)W21和系數(shù)W22均約為+1。
在步驟S2中f2 > O的情況下，過程進(jìn)入步驟S3，并且判斷路面上的覆蓋物是水還是雪，即判斷是深潮濕道路還是深冰霜狀積雪道路。如果覆蓋物是冰霜狀雪，則與覆蓋物是水的情況相比，后緣振動的高頻范圍內(nèi)的振動分量變大。另一方面，路面變得打滑，因此，低頻范圍內(nèi)的振動分量變大。因而，如圖10的后緣后區(qū)域R5的頻譜顯示，對于冰霜狀積雪道路，從后緣后區(qū)域R5的2kHz 4kHz的頻帶所選擇的頻帶值P52是較小的值，并且對于冰霜狀積雪道路，從7kHz IOkHz的頻帶所選擇的頻帶值P53是較大的值。另一方面， 如圖11的后緣前區(qū)域R3的頻譜顯示，對于冰霜狀積雪道路，從后緣前區(qū)域R3的7kHz IOkHz的頻帶所選擇的頻帶值P31是較大的值。另夕卜，從后緣區(qū)域R4的7kHz IOkHz的頻帶所選擇的頻帶值P41是較大的值。因此，可以根據(jù)頻帶值P52、P31、P41和P53、或者頻帶值P52與頻帶值P31、P41或P53的差，判斷覆蓋物是水還是冰霜狀雪。當(dāng)在這種情況下存在許多參數(shù)時，優(yōu)選地，通過對表示各種路面狀況的頻帶值P52、P31、P41和P53設(shè)置預(yù)定判別函數(shù)F’3(=w’31 *P52+w’32 P31+w,33 -P4I+w’34 ·Ρ53-Κ’3)，來判斷路面是否是冰霜狀積雪道路。也就是說，當(dāng)f’3彡O時，判斷為路面是深潮濕道路，并且當(dāng)f’ 3<0時，判斷為路面是冰霜狀積雪道路，其中，f’ 3是通過將頻帶值P52、P31 > P41和P53代入預(yù)定判別函數(shù)F’ 3所獲得的函數(shù)值。與在判斷中使用頻帶值P52、P31、P41和P53、或者頻帶值P52與頻帶值P31、P41或P53的差的情況相比，這樣可以實現(xiàn)更高精度。另外，可以是這樣的配置代替頻帶值P31、P41和P53，獲得從包含后緣前區(qū)域R3、后緣區(qū)域R4和后緣后區(qū)域R5的區(qū)域R345的7kHz IOkHz的頻帶所選擇的頻帶值P345,并且當(dāng)f3〈0時，判斷為車輛行駛期間的路面是冰霜狀積雪道路，其中，f3是通過將頻帶值P345和P52代入預(yù)定判別函數(shù)F3=w31 · P52+w32 · P345-K3所獲得的函數(shù)值。在步驟SI中fl〈0的情況下，過程進(jìn)入步驟S4，并且判斷路面是否打滑。除積雪道路、冰霜狀積雪道路和深潮濕道路以外的打滑路面是冰凍道路。因此，在步驟S4，判斷路面是否是冰凍道路。當(dāng)路面打滑時,特別地,從后緣區(qū)域R4的IkHz 4kHz的頻帶所選擇的頻帶值P42以及如圖12的后緣后區(qū)域R5的頻譜所示那樣從后緣后區(qū)域R5的IkHz 4kHz的頻帶所選擇的頻帶P51示出較小的值。因此，當(dāng)f’ 4<0時，判斷為路面是冰凍道路，其中，f’ 4是通過將頻帶值P41和P51代入預(yù)定判別函數(shù)F’ 4=w’ 41 ·Ρ42+ ’ 42 ·Ρ51-Κ’ 4所獲得的函數(shù)值?；蛘弋?dāng)f’ 4彡O時，過程進(jìn)入步驟S5。另外，可以是這樣的配置代替頻帶值P42和P51，獲得從包含后緣區(qū)域R4和后緣后區(qū)域R5的區(qū)域R450的IkHz 4kHz的頻帶所選擇的頻帶值P45tl，并且當(dāng)f4〈0時，判斷為車輛行駛期間的路面是冰凍道路，其中，f4是通過將頻帶值P45tl代入預(yù)定判別函數(shù)F4=w41 · P45tl-M所獲得的函數(shù)值。在步驟S5，判斷在路面上是否存在薄水膜或者淺冰霜狀雪。當(dāng)水膜或者冰霜狀雪的層較薄時，步驟Si的判斷可能提示不存在水膜或者冰霜狀雪。因此，在該步驟中，使用車輛行駛期間的路面溫度T和聲壓級比Q(=PB/PA)，判斷在路面上是否存在薄水膜或者淺冰霜狀雪。更具體地，將與路面溫度T有關(guān)的數(shù)據(jù)與預(yù)定基準(zhǔn)溫度Ttl進(jìn)行比較。而且，當(dāng)測量出的路面溫度T等于或者高于基準(zhǔn)溫度Ttl時，判斷路面上的水是否可能是液體狀態(tài)。當(dāng)路面溫度T低于基準(zhǔn)溫度Ttl時，在不判斷路面上的水是否可能是液體狀態(tài)的情況下，過程立即進(jìn)入步驟S7。在本實施例的例子中，確定基準(zhǔn)溫度Ttl為1^=-3° C。
使用聲壓級比Q(=PB/PA)，判斷路面上的水是否可能是液體狀態(tài)。不管路面上的水是否是液體狀態(tài)，低頻區(qū)域(例如，500Hz)的頻帶功率值Pa都隨著車輛速度而變化。另一方面，盡管高頻區(qū)域(例如，9000Hz)的頻帶功率值Pb也隨著車輛速度而變化，但在檢測到輪胎濺水的聲音時，高頻區(qū)域的頻帶功率值Pb表現(xiàn)出更大的值。因此，當(dāng)所計算出的聲壓級比Q(=Pb/Pa)在I以上時，路面上的水可能是液體狀態(tài)。
換句話說，當(dāng)路面溫度T低于基準(zhǔn)溫度Ttl時，或者當(dāng)聲壓級比Q(=Pb/Pa)小于I時， 判斷為路面上不存在覆蓋物(水或者雪)，并且過程進(jìn)入步驟S7。或者當(dāng)路面溫度T等于或者高于基準(zhǔn)溫度Ttl時，并且還當(dāng)聲壓級比Q(=Pb/Pa)在I以上時，判斷為路面上存在一些覆蓋物，并且過程進(jìn)入步驟S6。
在步驟S6，判斷路面上的覆蓋物是水還是雪，也就是說，判斷路面是淺潮濕道路還是淺冰霜狀積雪道路。以與步驟S3相同的方法，可以進(jìn)行該步驟的判斷，從而使得當(dāng) f’3 > O時，判斷路面為淺潮濕道路，并且當(dāng)f’3〈0時，判斷是淺冰霜狀積雪道路，其中，f’3 是通過將頻帶值P52、P31 > P41和P53代入判別函數(shù)F’ 3所獲得的函數(shù)值。注意，還可以使用 f3進(jìn)行該判斷，其中，f3是通過將頻帶值P52和P345代入判別函數(shù)F3所獲得的函數(shù)值。
最后，在步驟S7和步驟S8，判斷路面是壓實積雪道路還是干燥道路。
如圖13的前緣前區(qū)域Rl的頻譜顯示，對于粗糙路面，從前緣前區(qū)域Rl的2kHz 8kHz的頻帶所選擇的頻帶值P11和從IkHz以下的頻率范圍所選擇的頻帶值P13是更大的值。 也就是說，與平滑干燥道路相比，對于壓實積雪道路，頻帶值P11和頻帶值P13具有更大的值。 盡管未示出，但是應(yīng)該注意，與平滑干燥道路相比，對于粗糙干燥道路，頻帶值P11和頻帶值 P13更大。
另外，在壓實積雪道路上，在輪胎與路面接合時對輪胎的沖擊由于雪而減小。因此，如圖14的前緣區(qū)域R2的頻譜和圖15的后緣前區(qū)域R3的頻譜顯示，與干燥道路相比，對于壓實積雪道路，從前緣區(qū)域R2的2kHz 4kHz的頻帶所選擇的頻帶值P22和從后緣前區(qū)域R3的2kHz 4kHz的頻帶所選擇的頻帶值P32是較小的值。然而，在壓實積雪道路上，由于雪而導(dǎo)致輪胎在接地面內(nèi)的微小滑動。因此，與干燥道路相比，對于壓實積雪道路，從前緣區(qū)域R2的4kHz IOkHz的頻帶所選擇的頻帶值P23和從后緣前區(qū)域R3的4kHz IOkHz 的頻帶所選擇的頻帶值P33是較大的值。
此外，打滑路面導(dǎo)致輪胎在脫離路面時的剪力減小。因此，如圖16的后緣區(qū)域R4 的頻譜和圖17的后緣后區(qū)域R5的頻譜顯示，從后緣區(qū)域R4的IkHz 4kHz的頻帶所選擇的頻帶值P42和從后緣后區(qū)域R5的IkHz 4kHz的頻帶所選擇的頻帶值P51較小。因此，這還可用于區(qū)分壓實積雪道路和干燥道路。
在步驟S7,將 F，7=w，71 .Pn+W，72 .P13+W，73 P22+W,74 * 23+￥>75 * 32+￥>76 * 33+￥>77 . 42+￥， 78·Ρ51-Κ’7設(shè)置為用于將車輛行駛期間的路面區(qū)分成平滑干燥道路、壓實積雪道路和粗糙干燥道路的判別函數(shù)。而且，當(dāng)作為通過將頻帶值Pn、P13、P22、P23、P32、P33、P42和P51代入預(yù)定判別函數(shù)F’ 7所獲得的函數(shù)值的f’ 7滿足f’ 7 > O時，判斷為車輛行駛期間的路面是平滑干燥道路。另一方面，當(dāng)f’ 7<0時，判斷為路面是壓實積雪道路或者粗糙干燥道路，并且過程進(jìn)入步驟S8。
另外，還可以是這樣的配置代替頻帶值P42和P51,獲得從包含后緣區(qū)域R4和后緣后區(qū)域R5的區(qū)域R450的IkHz 4kHz的頻帶所選擇的頻帶值P45tl,并且當(dāng)作為通過將頻帶值Pn、P13、P22、P23、P32、P33和P45。代入預(yù)定判別函數(shù)F7=w71 *Pn+w72 *P13+w73 *P22+w74 *P23+w75 ·Ρ32+W76 *P33+w77 ·Ρ450-Κ7所獲得的函數(shù)值的f7滿足f7 > O時，判斷為車輛行駛期間的路面是平滑干燥道路。在步驟S8，將 F8=w81 ^P1 !+W82 *P13+w83 *P22+w84 *P23+w85 *P32+w86 *P33+w87 · P42+W88 ·Ρ5「K8設(shè)置為用于將路面區(qū)分成壓實積雪道路和粗糙干燥道路的判別函數(shù)。·而且，當(dāng)作為通過將頻帶值Pu、P13、P22> P23> P32> P33、P42和P51代入預(yù)定判別函數(shù)F8所獲得的函數(shù)值的f8滿足f8 > O時，判斷為車輛行駛期間的路面是粗糙干燥道路。而且，當(dāng)f8〈0時，判斷為車輛行駛期間的路面是壓實積雪道路。注意，使用諸如最小二乘法、馬氏(Mahalanobis)廣義距離或者SVM等的已知方法，根據(jù)與通過在平滑干燥道路、粗糙干燥道路和壓實積雪道路上操控車輛所實際確定的頻帶值(Pu、p13、P22> P23> P32> P33、P42和P51)的集合有關(guān)的數(shù)據(jù)，計算判別函數(shù)F7和判別函數(shù)F8。而且，判別函數(shù)F7的系數(shù)Wmn自然不同于判別函數(shù)F8的系數(shù)wmn。因此，根據(jù)本實施例，分別通過加速度傳感器11、路面溫度計21和麥克風(fēng)22檢測輪胎10在周向上的振動、路面溫度T和輪胎生成聲音。然后，根據(jù)輪胎10的振動數(shù)據(jù)，計算前緣前區(qū)域Rl的頻帶值Pn、P12和P13、前緣區(qū)域R2的頻帶值P21、P22和P23、后緣前區(qū)域R3的頻帶值P31、P32和P33、后緣區(qū)域R4的頻帶值P41和P42、以及后緣后區(qū)域R5的頻帶值P51、P52和P53。根據(jù)與輪胎生成聲音有關(guān)的數(shù)據(jù)，計算作為低頻帶的頻帶功率值Pa與高頻帶的頻帶功率值Pb的比的聲壓級比Q=(Pa/Pb)。而且，使用頻帶值Pu、路面溫度T的數(shù)據(jù)、聲壓級比Q和車輪速度數(shù)據(jù)，估計路面狀況。因此，可以以更精細(xì)的分類來估計積雪道路狀況，并且還可以高精度地估計路面狀況。另外，預(yù)先獲得用于判斷的判別函數(shù)Fk，并且根據(jù)通過將頻帶值Pij代入Fk中所獲得的函數(shù)值fk為正或負(fù)，來判斷路面狀況。因此，可以顯著提高路面狀況的估計精度。在上述實施例中，通過使周向上的輪胎振動的區(qū)域Rl R5的時序波形經(jīng)過帶通濾波器，獲得頻帶值Pu。然而，也可以從通過對時序波形的FFT分析所獲取的頻譜來獲得頻帶值PijO另外，在上述實施例中，頻帶值Pij是周向上的輪胎振動的頻帶值。然而，可以是這樣的配置通過將加速度傳感器11的檢測方向改變成輪胎的軸向來獲得軸向上的輪胎振動的頻帶值P’ V并且使用頻帶值P’ ij來估計路面狀況。然而，與周向上的輪胎振動相比，軸向上的輪胎振動的振幅較小。因此，如上述實施例一樣，對于更高精度的估計，優(yōu)選使用周向上的輪胎振動。另外，在上述實施例中，從車輛側(cè)饋電器32向電源單元16供應(yīng)電力。然而，可以配置為使得通過輪胎內(nèi)部發(fā)電向電源單元16供應(yīng)電力。用于輪胎內(nèi)部發(fā)電的單元可以是例如電力生成單元，其中，該電力生成單元由可隨輪胎10的旋轉(zhuǎn)而轉(zhuǎn)動的磁化轉(zhuǎn)子、鄰近轉(zhuǎn)子所設(shè)置的高磁導(dǎo)率材料的定子和設(shè)置在包括轉(zhuǎn)子和定子的磁路內(nèi)的磁發(fā)電機(jī)線圈組成。另外，在上述實施例中，通過檢測輪胎10的振動、路面溫度T和輪胎生成聲音來估計路面狀況。然而，還可以通過僅使用與周向上的輪胎振動有關(guān)的數(shù)據(jù)來估計路面狀況，實現(xiàn)對積雪道路更精細(xì)分類的估計。在這種情況下，將淺冰霜狀積雪道路判斷為深冰霜狀積雪道路、干燥道路或者壓實積雪道路，而將淺潮濕道路判斷為深潮濕道路、壓實積雪道路或者干燥道路。然而，通過改變用于在“深”和“淺”之間進(jìn)行區(qū)分的設(shè)置值、并且準(zhǔn)備用于步驟SI中判斷覆蓋物所使用的判別函數(shù)Fl和判別函數(shù)F2，可以避免估計精度的降低。另外， 在進(jìn)行這類路面判斷時，可以省略圖6的流程圖中的步驟S5和S6。
另外，使用本發(fā)明的用于估計路面狀況的方法，可以以更精細(xì)分類來僅估計積雪道路狀況。
也就是說，為了估計路面是否是積雪道路，判斷作為通過將由加速度傳感器11所檢測到的周向上的輪胎振動的頻帶值P11和P12代入預(yù)定判別函數(shù)Fl=W11 *Pn+w12 -P12-Kl所獲得的函數(shù)值的Π是否滿足fl ^ 0，而且還判斷作為通過將頻帶值P21和P51代入預(yù)定判別函數(shù)F2=W21 *P21+w22 ·Ρ51-Κ2所獲得的函數(shù)值的f2是否滿足f2〈0。而且，當(dāng)f I > O、而且 f2<0時，可以判斷為車輛行駛期間的路面是積雪道路。另一方面，如果fl〈0或者f2 ^ 0， 那么路面不是積雪道路。然后，將要進(jìn)行以下的積雪道路狀況的估計。
為了估計路面是否是冰霜狀積雪道路，判斷作為通過將頻帶值P52、P31、P41和P53代入預(yù)定判別函數(shù) F，3=W’ 31 · P52+W’ 32 · P31+W’ 33 · P41+W’ 34 · P53_K’ 3 所獲得的函數(shù)值的 f ’ 3 是否滿足f’ 3〈0。而且，當(dāng)f’ 3<0時，可以判斷為車輛行駛期間的路面為冰霜狀積雪道路。
另外，為了估計路面是否是冰凍道路，判斷作為通過將頻帶值P42和P51代入預(yù)定判別函數(shù)F，4=w，41 · P42+w’ 42 · P5「K，4所獲得的函數(shù)值的f，4是否滿足f，4〈0。而且當(dāng) f’ 4<0時，可以判斷為車輛行駛期間的路面是冰凍道路。
另外，為了估計路面是否是壓實積雪道路，判斷作為通過將頻帶值Pn、P13、P22、P23、 PpPmP42 和 P5I 代入預(yù)定判別函數(shù) F’7=W’71 .Pn+W，72.P22+W，74 ·Ρ23+ ，75 ·Ρ32+ ，76 ·Ρ3 3+w’ 77 *P42+W’ 78 ·Ρ51-Κ’ 7所獲得的函數(shù)值的f ’ 7是否滿足f ’ 7〈0，并且還判斷作為通過將頻帶值 Pn、P13、P22、P23、P32、P33、P42 和 P51 代入預(yù)定判別函數(shù) F8=w81 ^P1 !+W82 *P13+w83 *P22 +w84 ·Ρ23+ W85 *P32+W86 *P33+w87 *P42+w88 ·Ρ51-Κ8所獲得的函數(shù)值的f8是否滿足f8〈0。而且，當(dāng)f，7〈0、而且f8〈0時，可以判斷為車輛行駛期間的路面是壓實積雪道路。
實施例
使用四輪驅(qū)動車輛作為試驗車輛。將紅外線溫度傳感器安裝至保險杠，將加速度傳感器安裝至左前車輪的氣密層部，并且將麥克風(fēng)安裝至左后車輪前方的車輛的下部。在北海道冬季的普通道路上操控車輛來測試對路面狀況的估計。
表I示出作為結(jié)果的相對于行駛期間從車輛內(nèi)的視覺判斷的正確估計的百分比。 另外，還應(yīng)注意，輪胎規(guī)格為265/65R17，并且行駛速度為60km/h。
表I
路面千燥潮濕冰霜狀積雪壓實積雪冰凍正確估計 (%)9786S779776 U
通過表I顯而易見，確認(rèn)出根據(jù)本發(fā)明的方法可用于以更精細(xì)分類來估計積雪道路狀況。發(fā)明人認(rèn)為由于從車輛內(nèi)部對基準(zhǔn)路面狀況的視覺判斷而導(dǎo)致對冰霜狀積雪道路和冰凍道路的正確估計的百分比低。因為觀察者發(fā)現(xiàn)難以區(qū)分壓實積雪道路上的冰霜狀雪和冰。在上述說明中，參考本發(fā)明的特定實施例說明了本發(fā)明。然而，不應(yīng)認(rèn)為本發(fā)明的技術(shù)范圍局限于這些實施例。對于本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員顯而易見，在不脫離本發(fā)明的更寬精神和范圍的情況下，可以對其進(jìn)行各種修改和改變。通過所附權(quán)利要求書的范圍顯而易見，所有這些變形例同樣意圖包含在本發(fā)明的技術(shù)范圍內(nèi)。產(chǎn)業(yè)h的可利用件至此所述，本發(fā)明使得可以精確估計車輛行駛期間的路面狀況，并且還可以以更精細(xì)分類來估計積雪道路狀況。因此，如果將所估計的路面狀況適當(dāng)?shù)赝ㄐ沤o駕駛者、或者基于所估計的路面狀況控制車輛的行駛，則可以提高車輛的行駛安全性。附圖標(biāo)記的i兌明I路面狀況估計系統(tǒng)、10輪胎、11加速度傳感器、12放大器、13AD轉(zhuǎn)換器、14輪胎側(cè)發(fā)送器、15電力接收器、16電源單元、20車體、20M車輛內(nèi)部、21路面溫度計、22麥克風(fēng)、23車輪速度傳感器、24監(jiān)視加速度傳感器、25照相機(jī)、26GPS、27運算單元、28路面信息記錄部件、29監(jiān)視器、30接收器、31車輛側(cè)發(fā)送器、32饋電器、33警報單元、40管理中心、41數(shù)據(jù)服務(wù)器、42顯示單元。
權(quán)利要求
1.一種路面狀況估計方法，包括以下步驟 a)將由安裝在輪胎內(nèi)的加速度傳感器所檢測到的車輛行駛期間在周向或者軸向上的輪胎振動的時序波形分成前緣前區(qū)域(Rl)、前緣區(qū)域(R2)、后緣前區(qū)域(R3)、后緣區(qū)域(R4)和后緣后區(qū)域(R5)，其中，所述前緣前區(qū)域(Rl)處于接地面的前緣處出現(xiàn)的前緣峰之前，所述前緣區(qū)域(R2)是構(gòu)成所述前緣峰的區(qū)域，所述后緣前區(qū)域(R3)位于所述前緣峰和在后緣處出現(xiàn)的后緣峰之間，所述后緣區(qū)域(R4)是構(gòu)成所述后緣峰的區(qū)域，所述后緣后區(qū)域(R5)在所述后緣峰之后； b)從所述時序波形獲得如下頻帶值 從所述前緣前區(qū)域(Rl)的2kHz 8kHz的頻帶所選擇的頻帶值P11, 從所述前緣前區(qū)域(Rl)的O. 5kHz 1. 5kHz的頻帶所選擇的頻帶值P12, 從所述前緣區(qū)域(R2)的IkHz 3kHz的頻帶所選擇的頻帶值P21, 從所述后緣后區(qū)域(R5)的IkHz 4kHz的頻帶所選擇的頻帶值P51 ;以及 c)基于所述頻帶值Pn、P12>P21和P51的大小，估計車輛行駛期間的路面是否是積雪道路， 其中，在所述步驟c)中，在fl > O、并且f2〈0的情況下，估計為車輛行駛期間的路面是積雪道路，其中，Π是通過將所述頻帶值P11和P12代入預(yù)定判別函數(shù)Fl=W11 *Pn+w12 -P12-Kl所獲得的函數(shù)值，并且f2是通過將所述頻帶值P21和P51代入預(yù)定判別函數(shù)F2=w21 · P21+w22 · P51-K2所獲得的函數(shù)值。
2.一種路面狀況估計方法，包括以下步驟 a)將由安裝在輪胎內(nèi)的加速度傳感器所檢測到的車輛行駛期間在周向或者軸向上的輪胎振動的時序波形分成前緣前區(qū)域(Rl)、前緣區(qū)域(R2)、后緣前區(qū)域(R3)、后緣區(qū)域(R4)和后緣后區(qū)域(R5)，其中，所述前緣前區(qū)域(Rl)處于接地面的前緣處出現(xiàn)的前緣峰之前，所述前緣區(qū)域(R2)是構(gòu)成所述前緣峰的區(qū)域，所述后緣前區(qū)域(R3)位于所述前緣峰和在后緣處出現(xiàn)的后緣峰之間，所述后緣區(qū)域(R4)是構(gòu)成所述后緣峰的區(qū)域，所述后緣后區(qū)域(R5)在所述后緣峰之后； d)從所述時序波形獲得如下頻帶值 從所述后緣后區(qū)域(R5)的2kHz 4kHz的頻帶所選擇的頻帶值P52以及從包含所述后緣前區(qū)域(R3)、所述后緣區(qū)域(R4)和所述后緣后區(qū)域(R5)的區(qū)域(R345)的7kHz IOkHz的頻帶所選擇的頻帶值P345, 或者從所述時序波形獲得如下頻帶值 從所述后緣后區(qū)域(R5)的2kHz 4kHz的頻帶所選擇的頻帶值P52、從所述后緣前區(qū)域(R3)的7kHz IOkHz的頻帶所選擇的頻帶值P31、從所述后緣區(qū)域(R4)的7kHz IOkHz的頻帶所選擇的頻帶值P41、以及從所述后緣后區(qū)域(R5)的7kHz IOkHz的頻帶所選擇的頻帶值P53 ；以及 e)基于所述頻帶值P52和P345的大小或者P52、P31、P41和P53的大小，估計車輛行駛期間的路面是否是冰霜狀積雪道路， 其中，在所述步驟e)中，在f3〈0的情況下，或者在f’ 3〈0的情況下，估計為車輛行駛期間的路面是冰霜狀積雪道路，其中，f3是通過將所述頻帶值P52和P345代入預(yù)定判別函數(shù)F3=w31 · P52+w32 · P345-K3所獲得的函數(shù)值，f ’ 3是通過將所述頻帶值P52、P31 > P41和P53代入預(yù)定判別函數(shù) F，3=W’ 31 · P52+W，32 · Psi+W’ 33 · P41+W’ 34 · P53_K，3 所獲得的函數(shù)值。
3.一種路面狀況估計方法，包括以下步驟 a)將由安裝在輪胎內(nèi)的加速度傳感器所檢測到的車輛行駛期間在周向或者軸向上的輪胎振動的時序波形分成前緣前區(qū)域(Rl)、前緣區(qū)域(R2)、后緣前區(qū)域(R3)、后緣區(qū)域(R4)和后緣后區(qū)域(R5)，其中，所述前緣前區(qū)域(Rl)處于接地面的前緣處出現(xiàn)的前緣峰之前，所述前緣區(qū)域(R2)是構(gòu)成所述前緣峰的區(qū)域，所述后緣前區(qū)域(R3)位于所述前緣峰和在后緣處出現(xiàn)的后緣峰之間，所述后緣區(qū)域(R4)是構(gòu)成所述后緣峰的區(qū)域，所述后緣后區(qū)域(R5)在所述后緣峰之后； f)從所述時序波形獲得如下頻帶值 從包含所述后緣區(qū)域(R4)和所述后緣后區(qū)域(R5)的區(qū)域(R450)的IkHz 4kHz的頻帶所選擇的頻帶值P·，或者 從所述時序波形獲得如下頻帶值 從所述后緣區(qū)域(R4)的IkHz 4kHz的頻帶所選擇的頻帶值P42和從所述后緣后區(qū)域(R5)的IkHz 4kHz的頻帶所選擇的頻帶值P51 ;以及 g)基于所述頻帶值P45tl的大小或者所述頻帶值P42和P51的大小，估計車輛行駛期間的路面是否是冰凍道路， 其中，在所述步驟g)中，在f4〈0的情況下，或者在f’ 4〈0的情況下，估計為車輛行駛期間的路面是冰凍道路，其中，f4是通過將所述頻帶值P45tl代入預(yù)定判別函數(shù)F4=w41 · P45tl-M所獲得的函數(shù)值，f’ 4是通過將所述頻帶值P42和P51代入預(yù)定判別函數(shù)F，4=w’ 41 · P42+w’ 42 · P51-Kj 4 所獲得的函數(shù)值。
4.一種路面狀況估計方法，包括以下步驟 a)將由安裝在輪胎內(nèi)的加速度傳感器所檢測到的車輛行駛期間在周向或者軸向上的輪胎振動的時序波形分成前緣前區(qū)域(Rl)、前緣區(qū)域(R2)、后緣前區(qū)域(R3)、后緣區(qū)域(R4)和后緣后區(qū)域(R5)，其中，所述前緣前區(qū)域(Rl)處于接地面的前緣處出現(xiàn)的前緣峰之前，所述前緣區(qū)域(R2)是構(gòu)成所述前緣峰的區(qū)域，所述后緣前區(qū)域(R3)位于所述前緣峰和在后緣處出現(xiàn)的后緣峰之間，所述后緣區(qū)域(R4)是構(gòu)成所述后緣峰的區(qū)域，所述后緣后區(qū)域(R5)在所述后緣峰之后； h)從所述時序波形獲得如下頻帶值 從所述前緣前區(qū)域(Rl)的2kHz 8kHz的頻帶所選擇的頻帶值P11, 從所述前緣前區(qū)域(Rl)的IkHz以下的頻帶所選擇的頻帶值P13 ； 從所述前緣區(qū)域(R2)的2kHz 4kHz的頻帶所選擇的頻帶值P22, 從所述前緣區(qū)域(R2)的4kHz IOkHz的頻帶所選擇的頻帶值P23, 從所述后緣前區(qū)域(R3)的2kHz 4kHz的頻帶所選擇的頻帶值P32, 從所述后緣前區(qū)域(R3)的4kHz IOkHz的頻帶所選擇的頻帶值P33, 從所述后緣區(qū)域(R4)的IkHz 4kHz的頻帶所選擇的頻帶值P42,以及 從所述后緣后區(qū)域(R5)的IkHz 4kHz的頻帶所選擇的頻帶值P51 ;以及 i)基于所述頻帶值Pn、P13、P22、P23、P32、P33、P42和P51的大小，估計車輛行駛期間的路面是否是壓實積雪道路， 其中，在所述步驟i)中，在f’ 7〈0、并且f8〈0的情況下，估計為車輛行駛期間的路面是壓實積雪道路，其中，7是通過將所述頻帶值Pn、P13、P22> P23> P32> P33、P42和P51代入預(yù)定判別函數(shù)F’7=w’71 .Pn+w，72iP22^j74 iP2S+Wj75 ·Ρ32+ ，76 ·Ρ33+ ，77 .P42+w，78 ·Ρ51-Κ’ 7所獲得的函數(shù)值，f8是通過將所述頻帶值Pn、P13、P22、P23、P32、P33、P42和P51代入預(yù)定判別函數(shù) F8=w81 · Pn+w82 · P13+w83 · P22+w84 · P23+w85 · P32+w86 · P33+w87 · P42+W88 · P51_K8 所獲得的函數(shù)值。
5.一種路面狀況估計方法，包括以下步驟 A)將由安裝在輪胎內(nèi)的加速度傳感器所檢測到的車輛行駛期間在周向或者軸向上的輪胎振動的時序波形分成前緣前區(qū)域(Rl)、前緣區(qū)域(R2)、后緣前區(qū)域(R3)、后緣區(qū)域(R4)和后緣后區(qū)域(R5)，其中，所述前緣前區(qū)域(Rl)處于接地面的前緣處出現(xiàn)的前緣峰之前，所述前緣區(qū)域(R2)是構(gòu)成所述前緣峰的區(qū)域，所述后緣前區(qū)域(R3)位于所述前緣峰和在后緣處出現(xiàn)的后緣峰之間，所述后緣區(qū)域(R4)是構(gòu)成所述后緣峰的區(qū)域，所述后緣后區(qū)域(R5)在所述后緣峰之后； B)從所述時序波形獲得從所述前緣前區(qū)域(Rl)的2kHz SkHz的頻帶所選擇的頻帶值P11和從所述前緣前區(qū)域(Rl)的O. 5kHz 1. 5kHz的頻帶所選擇的頻帶值P12,并且判斷作為通過將所述頻帶值P11和P12代入預(yù)定判別函數(shù)Fl=W11 · Pn+w12 · P12-Kl所獲得的函數(shù)值的f I是否滿足f I≥O ; C)在所述步驟B)中fl> O的情況下，獲得從所述前緣區(qū)域(R2)的IkHz 3kHz的頻帶所選擇的頻帶值P2I和從所述后緣后區(qū)域(R5)的IkHz 4kHz的頻帶所選擇的頻帶值P51，判斷作為通過將所述頻帶值P21和P51代入預(yù)定判別函數(shù)F2=w2i *P21+w22 ·Ρ51-Κ2所獲得的函數(shù)值的f2是否滿足f2〈0，并且在f2〈0的情況下，估計為車輛行駛期間的路面是積雪道路； D)在所述步驟C)中f2> O的情況下，獲得從所述后緣后區(qū)域(R5)的2kHz 4kHz的頻帶所選擇的頻帶值P52和從包含所述后緣前區(qū)域(R3)、所述后緣區(qū)域(R4)和所述后緣后區(qū)域(R5)的區(qū)域(R345)的7kHz IOkHz的頻帶所選擇的頻帶值P345，或者獲得從所述后緣后區(qū)域(R5)的2kHz 4kHz的頻帶所選擇的頻帶值P52、從所述后緣前區(qū)域(R3)的7kHz IOkHz的頻帶所選擇的頻帶值P31、從所述后緣區(qū)域(R4)的7kHz IOkHz的頻帶所選擇的頻帶值P41、以及從所述后緣后區(qū)域(R5)的7kHz IOkHz的頻帶所選擇的頻帶值P53，判斷作為通過將所述頻帶值P52和P345代入預(yù)定判別函數(shù)F3=w31 · P52+w32 · P345-K3所獲得的函數(shù)值的f3是否滿足f3〈0、或者判斷作為通過將所述頻帶值P52、P31、P41和P53代入預(yù)定判別函數(shù) F，3=W’ 31 · P52+W’ 32 · P31+W’ 33 · P4I+Wj 34 · P53_K，3 所獲得的函數(shù)值的 f ’ 3 是否滿足f’ 3〈0，并且在f3〈0或f’ 3〈0的情況下，估計為車輛行駛期間的路面是冰霜狀積雪道路，或者在f3≥O或f’ 3≥O的情況下，估計為車輛行駛期間的路面是潮濕道路； E)在所述步驟B)中fl〈0的情況下，獲得從包含所述后緣區(qū)域(R4)和所述后緣后區(qū)域(R5)的區(qū)域(R450)的IkHz 4kHz的頻帶所選擇的頻帶值P45(l，或者獲得從所述后緣區(qū)域(R4)的IkHz 4kHz的頻帶所選擇的頻帶值P42和從所述后緣后區(qū)域(R5)的IkHz 4kHz的頻帶所選擇的頻帶值P51,并且在f4〈0的情況下、或者在f’ 4〈0的情況下,估計為車輛行駛期間的路面是冰凍道路，其中，f4是通過將所述頻帶值P45tl代入預(yù)定判別函數(shù)F4=w41 · P45tl-M所獲得的函數(shù)值，f’ 4是通過將所述頻帶值P42和P51代入預(yù)定判別函數(shù)F，4=w’ 41 · P42+w’ 42 · P51-Kj 4 所獲得的函數(shù)值；F)在所述步驟E)中f4> O、或者f’ 4 > O的情況下，獲得從所述前緣前區(qū)域(Rl)的2kHz 8kHz的頻帶所選擇的頻帶值Pn、從所述前緣前區(qū)域(Rl)的IkHz以下的頻帶所選擇的頻帶值P13、從所述前緣區(qū)域(R2)的2kHz 4kHz的頻帶所選擇的頻帶值P22、從所述前緣區(qū)域(R2)的4kHz IOkHz的頻帶所選擇的頻帶值P23、從所述后緣前區(qū)域(R3)的2kHz 4kHz的頻帶所選擇的頻帶值P32、從所述后緣前區(qū)域(R3)的4kHz IOkHz的頻帶所選擇的頻帶值P33、以及從包含所述后緣區(qū)域(R4)和所述后緣后區(qū)域(R5)的區(qū)域(R450)的IkHz 4kHz的頻帶所選擇的頻帶值P45tl,或者獲得從所述前緣前區(qū)域(Rl)的2kHz 8kHz的頻帶所選擇的頻帶值Pn、從所述前緣前區(qū)域(Rl)的IkHz以下的頻帶所選擇的頻帶值P13、從所述前緣區(qū)域(R2)的2kHz 4kHz的頻帶所選擇的頻帶值P22、從所述前緣區(qū)域(R2)的4kHz IOkHz的頻帶所選擇的頻帶值P23、從所述后緣前區(qū)域(R3)的2kHz 4kHz的頻帶所選擇的頻帶值Pm、從所述后緣前區(qū)域(R3)的4kHz IOkHz的頻帶所選擇的頻帶值P33、從所述后緣區(qū)域(R4)的IkHz 4kHz的頻帶所選擇的頻帶值P42、以及從所述后緣后區(qū)域(R5)的IkHz 4kHz的頻帶所選擇的頻帶值P51,并且在f7彡O的情況下,或者在f’ 7 > O的情況下，估計為車輛行駛期間的路面是平滑干燥道路，其中，f7是通過將所述頻帶值 Pn、P13、P22、P23、P32、P33 和？45。代入預(yù)定判別函數(shù) F7=W71 ^n+W72 *P13+W73 *P22+W74 *P23+W75 P32+w76 -P3S+W77 ·Ρ45ο-Κ7 所獲得的函數(shù)值，f ’ 7 是通過將所述頻帶值 Pn、P13、P22、P23、P32、P33、P42 和 P5I 代入預(yù)定判別函數(shù) F’7=W’71 .Pn+W，72.P22+W，74 ·Ρ23+ ，75 ·Ρ32+ ，76 ·Ρ33+ ，77 ·Ρ42+w’ 78 · Ρ51-κ’ 7所獲得的函數(shù)值；以及 G)在所述步驟F)中f7〈0、或者f’7〈0的情況下，如果f8〈0，則估計為車輛行駛期間的路面是壓實積雪道路，或者如果f8 ^ 0，則估計為車輛行駛期間的路面是粗糙干燥路面，其中，f8是通過將所述頻帶值P11、P13、P22、P23、P32、P33、P42和P51代入預(yù)定判別函數(shù)FS=W81 · P11+W82 · Pis+W83 · P22+w84 · P23+W85 · P32+W86 · P3S+W87 · P42+W88 · P51-K8 所獲得的函數(shù)值。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的路面狀況估計方法，其中，在所述步驟E)和F)之間還包括以下步驟 H)檢測車輛行駛期間的路面溫度和輪胎生成聲音； I)獲得根據(jù)所述輪胎生成聲音的IOHz IOkHz的倍頻程分布波形所計算出的低頻帶的頻帶功率值Pa和高頻帶的頻帶功率值Pb ;以及 J)根據(jù)所述路面溫度以及所述頻帶功率值Pa和Pb，判斷路面上是否存在覆蓋物， 其中，在所述步驟I)中，如果所述路面溫度低于預(yù)定基準(zhǔn)溫度，或者如果作為所述高頻帶的頻帶功率值(Pb)與所述低頻帶的頻帶功率值(Pa)的比(PB/PA)的聲壓級比(Q)小于1，則判斷為在路面上沒有覆蓋物，并且進(jìn)入所述步驟F)，或者 如果在所述步驟I)中判斷為路面上存在覆蓋物，則獲得從所述后緣后區(qū)域(R5)的2kHz 4kHz的頻帶所選擇的頻帶值P52和從包含所述后緣前區(qū)域(R3)、所述后緣區(qū)域(R4)和所述后緣后區(qū)域(R5)的區(qū)域(R345)的7kHz IOkHz的頻帶所選擇的頻帶值P345，或者獲得從所述后緣后區(qū)域(R5)的2kHz 4kHz的頻帶所選擇的頻帶值P52、從所述后緣前區(qū)域(R3)的7kHz IOkHz的頻帶所選擇的頻帶值P31、從所述后緣區(qū)域(R4)的7kHz IOkHz的頻帶所選擇的頻帶值P41、以及從所述后緣后區(qū)域(R5)的7kHz IOkHz的頻帶所選擇的頻帶值P53， 然后，判斷f3彡O、或者f’ 3彡O是否成立，其中，f3是通過將所述頻帶值P52和P345代入預(yù)定判別函數(shù)F3=w31 · P52+w32 · Ρ345-Κ3所獲得的函數(shù)值，f ’ 3是通過將所述頻帶值P52、P31、P41 和 P53 代入預(yù)定判別函數(shù) F，3=w，31 · P52+w’ 32 · P31+w’ 33 · P4I+Wj 34 · P53-K，3 所獲得的函數(shù)值，以及 在f3〈0、或者f’3〈0的情況下，估計為車輛行駛期間的路面是淺冰霜狀積雪道路，或者在f3彡O、或者f’ 3彡O的情況下，估計為車輛行駛期間的路面是淺潮濕道路。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的路面狀況估計方法，其中，在車輛的懸架上安裝監(jiān)視加速度傳感器，并且在由所述監(jiān)視加速度傳感器所檢測到的加速度的值超過預(yù)定閾值的情況下，停止路面狀況的估計。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項所述的路面狀況估計方法，其中，拍攝路面狀況的圖像，將所拍攝的路面狀況的圖像顯示在顯示畫面上，并且還將所估計出的路面狀況顯示在所述顯示畫面上。
全文摘要
公開了一種路面狀況估計方法，其能夠以更精細(xì)分類來估計車輛行駛期間的積雪路面的狀況。在所公開的方法中，分別通過加速度傳感器、路面溫度計和麥克風(fēng)來檢測輪胎周向上的輪胎振動、路面溫度(T)和輪胎生成聲音，然后，根據(jù)輪胎振動數(shù)據(jù)，計算前緣前區(qū)域(R1)的頻帶值P11、P12和P13、前緣區(qū)域(R2)的頻帶值P21、P22和P23、后緣前區(qū)域(R3)的頻帶值P31、P32和P33、后緣區(qū)域(R4)的頻帶值P41和P42、以及后緣后區(qū)域(R5)的頻帶值P51、P52和P53。根據(jù)與輪胎生成聲音有關(guān)的數(shù)據(jù)，計算作為低頻帶的頻帶功率值(PA)與高頻帶的頻帶功率值(PB)的比的聲壓級比Q(Q=PA/PB)，并且使用頻帶值(Pij)、路面溫度(T)的數(shù)據(jù)、聲壓級比(Q)和車輪速度數(shù)據(jù)，估計路面狀況。
文檔編號B60T8/172GK103003110SQ201180035509
公開日2013年3月27日 申請日期2011年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月19日
發(fā)明者花塚泰史, 若尾泰通, 森永啟詩 申請人:株式會社普利司通