CN117460942A - 轮胎管理设备、程序和轮胎管理方法 - Google Patents
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Abstract
一种轮胎管理设备(10),用于管理车辆上所装配的轮胎,该轮胎管理设备包括:数据获取单元(131),用于获取包括与车辆的速度有关的数据的行驶数据;磨损状况计算单元(132),用于基于所获取到的行驶数据来计算轮胎的磨损状况;以及磨损状况校正单元(133),用于在基于与速度有关的数据而判断为车辆正在以定义速度或更大速度行驶的情况下,对所计算出的磨损状况进行校正以减少磨损。
Description
技术领域
本公开涉及轮胎管理设备、程序和轮胎管理方法。
背景技术
已知传统系统获取与运动中的车辆有关的数据并估计对轮胎的影响。例如,专利文献1描述了如下的系统,该系统根据路线的各区间中的驾驶模式来计算磨损能量并预测总轮胎磨损。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2017-156295
发明内容
发明要解决的问题
根据诸如专利文献1中等的传统技术,有时在磨损预测结果和实际磨损量之间存在差异。因此,需要可以以甚至更大的精度计算轮胎的磨损状况的技术。
有鉴于这样的情形,提供能够精确地计算轮胎的磨损状况的轮胎管理设备、程序和轮胎管理方法将是有帮助的。
用于解决问题的方案
根据本公开的实施例的轮胎管理设备是一种轮胎管理设备,其用于管理车辆上所装配的轮胎,所述轮胎管理设备包括:数据获取单元,其被配置为获取包括与所述车辆的速度有关的数据的行驶数据;磨损状况计算单元,其被配置为基于所获取到的行驶数据来计算所述轮胎的磨损状况;以及磨损状况校正单元,其被配置为在基于与所述速度有关的数据而判断为所述车辆正在以定义速度或更大速度行驶的情况下,对所计算出的磨损状况进行校正以减少磨损。
根据本公开的实施例的一种程序,用于使得用于管理车辆上所装配的轮胎的轮胎管理设备执行以下操作:获取包括与所述车辆的速度有关的数据的行驶数据;基于所获取到的行驶数据来计算所述轮胎的磨损状况;以及在基于与所述速度有关的数据而判断为所述车辆正在以定义速度或更大速度行驶的情况下,对所计算出的磨损状况进行校正以减少磨损。
根据本公开的实施例的轮胎管理方法是一种轮胎管理方法,其由轮胎管理设备执行,所述轮胎管理设备用于管理车辆上所装配的轮胎,所述轮胎管理方法包括:获取包括与所述车辆的速度有关的数据的行驶数据;基于所获取到的行驶数据来计算所述轮胎的磨损状况;以及在基于与所述速度有关的数据而判断为所述车辆正在以定义速度或更大速度行驶的情况下,对所计算出的磨损状况进行校正以减少磨损。
发明的效果
根据本公开,提供了能够精确地计算轮胎的磨损状况的轮胎管理设备、程序和轮胎管理方法。
附图说明
在附图中:
图1例示根据本公开的实施例的轮胎管理设备的示例结构;
图2例示包括图1的轮胎管理设备的轮胎管理系统的示例结构;
图3例示磨损能量和车辆速度之间的关系;
图4例示磨损能量和磨损量之间的关系;以及
图5是例示根据本公开的实施例的轮胎管理方法的示例的流程图。
具体实施方式
以下参考附图来说明根据本公开的实施例的轮胎管理设备和轮胎管理方法。在各附图中,用相同的附图标记来标记相同或等效的部分。在本实施例的说明中,适当地省略或简化对相同或等效的部分的说明。
图1例示根据本实施例的轮胎管理设备10的示例结构。图2例示包括图1的轮胎管理设备10的轮胎管理系统1的示例结构。轮胎管理设备10是管理车辆20上所装配的轮胎30的设备。轮胎管理设备10能够计算磨损状况(作为示例,磨损量)并向用户呈现该磨损状况,作为轮胎30的状况的管理。这里,用户是轮胎管理设备10或轮胎管理系统1的用户,但特别地包括车辆20的驾驶员。
轮胎管理设备10包括通信部11、存储部12和控制器13。控制器13包括数据获取单元131、磨损状况计算单元132、磨损状况校正单元133和输出单元134。轮胎管理设备10可以是诸如服务器等的计算机,作为硬件结构。以下说明轮胎管理设备10的组件的详情。
轮胎管理设备10连同通过网络40所连接的终端装置50和服务器60其中至少之一一起可以构成轮胎管理系统1。网络40例如是因特网,但可以是局域网(LAN)。
终端装置50是通用移动终端,例如但不限于智能电话或平板装置等。终端装置50由用户携带。终端装置50可以获取车辆20的行驶数据,并将该行驶数据经由网络40发送到轮胎管理设备10。此外,终端装置50可以用作显示装置,以经由网络40从轮胎管理设备10获取诸如磨损状况等的信息并向用户显示该信息。在车辆20配备有具有通信功能的装置的情况下,终端装置50可以通过与该装置的无线通信来获取行驶数据。
服务器60例如是与轮胎管理设备10分开的计算机。服务器60例如可以位于车辆20的检查设施处。服务器60可以获取车辆20的行驶数据,并将该行驶数据经由网络40发送到轮胎管理设备10。此外,服务器60可以经由网络40从轮胎管理设备10获取诸如磨损状况等的信息,并将该信息显示在诸如连接到服务器60的显示器等的显示装置上。在车辆20配备有具有通信功能的装置的情况下,服务器60可以通过与该装置的无线通信来获取行驶数据。
此外,车辆20中所安装的装置可以直接连接到网络40并将行驶数据发送到轮胎管理设备10。此外,车辆20中所安装的装置可以包括显示器。车辆20中所安装的装置可以经由网络40从轮胎管理设备10获取诸如磨损状况等的信息,并将该信息显示在显示器上。车辆20中所安装的装置例如可以是但不特别限于具有无线通信能力的驾驶员辅助装置。
轮胎管理系统1不限于图2所例示的结构。例如,轮胎管理系统1可以是在无服务器60的情况下配置成的。例如,轮胎管理系统1可被配置成如下:车辆20中所安装的装置被配置为将行驶数据经由网络40发送到轮胎管理设备10,并且终端装置50被配置为经由网络40向用户显示来自轮胎管理设备10的诸如磨损状况等的信息。
以下是对轮胎管理设备10的组件的详细说明。通信部11被配置作为被配置成连接到网络40的一个或多于一个通信模块。通信部11例如可以包括与诸如4G(第四代)或5G(第五代)等的移动通信标准兼容的通信模块。通信部11例如可以包括与有线LAN标准(作为示例,1000BASE-T)兼容的通信模块。通信部11例如可以包括与无线LAN标准(作为示例,IEEE802.11)兼容的通信模块。
存储部12包括至少一个存储器。存储器例如可以是包括但不限于半导体存储器、磁存储器或光存储器的任何存储器。存储部12例如可以内置于轮胎管理设备10中,但可被配置为经由任何接口从轮胎管理设备10从外部访问。
存储部12存储由控制器13进行的各种计算中所使用的各种数据。此外,存储部12可以存储由控制器13执行的各种计算的结果和中间数据。
根据本实施例,存储部12存储在利用磨损状况计算单元132对轮胎30的磨损状况的计算等中所使用的函数(数值模型)。以下说明数值模型的详情。
控制器13是至少一个处理器。处理器可以是但不限于通用处理器或专用于特定处理的专用处理器,并且可以是任何处理器。控制器13控制轮胎管理设备10的整体操作。
这里,轮胎管理设备10可以具有以下的软件结构。在存储部12中存储有用于控制轮胎管理设备10的操作的至少一个程序。存储部12中所存储的程序在被控制器13的处理器读取时,使得控制器13用作数据获取单元131、磨损状况计算单元132、磨损状况校正单元133和输出单元134。
数据获取单元131获取车辆20的行驶数据。行驶数据至少包括与车辆20的速度有关的数据。与车辆20的速度有关的数据可以是直接指示车辆20的速度的数据(以下也称为“直接数据”)或者间接指示车辆20的速度的数据(以下也称为“间接数据”)。
直接数据例如可以是由提供给车辆20的速度传感器测量到的车辆20的速度数据。例如,可以经由诸如控制器局域网(CAN)等的车载网络、或者经由车辆20中所安装的具有通信功能的装置以及网络40,从车辆20的电子控制单元(ECU)获取车辆20的速度数据。数据获取单元131例如可以将速度数据作为时间序列数据来获取。
间接数据例如可以是由车辆20中所安装的装置的全球定位系统(GPS)功能指定的车辆20的位置数据。例如,在位置数据判断为车辆20在具有速度限制的场所(作为示例,高速公路)的情况下,车辆20可以被估计为以在速度限制内的速度行驶。此外,数据获取单元131例如可以将位置数据作为时间序列数据来获取。可以通过根据由位置数据指示的车辆20所行驶的行驶时间和距离计算车辆20的速度来验证车辆20的估计行驶速度。
这里,根据本实施例,与车辆20的速度有关的数据包括速度数据和位置数据。此外,速度数据包括如下的信息,该信息不仅与向车辆20的正面侧(前方)的速度分量和向车辆20的正面侧的相反侧(后方)的速度分量有关,而且与车辆20的横向方向上的速度分量有关。可以通过二维以上的速度传感器测量车辆20的速度,使得可以同时测量前方或后方的速度分量以及横向的速度分量。作为示例,车辆20的速度的测量可以每秒进行,但不受特别限制。
此外,根据本实施例,行驶数据还包括与车辆20正在行驶的环境有关的数据。与环境有关的数据例如可以包括车辆20正在行驶的场所的温度、以及包括降雨的有无的天气信息等。与环境有关的数据例如可以是由提供给车辆20的温度传感器检测的检测数据、或者由车辆20中所安装的装置经由网络40获取到的信息。行驶数据还可以包括指示车辆20的行驶的状况的其他信息。行驶数据例如可以包括车辆20的加速度数据。加速度数据例如可以由提供给车辆20的加速度计来测量。
数据获取单元131所获取到的行驶数据可以与车辆20或车辆20的驾驶员相关联,并且被存储在存储部12中。此外,轮胎管理设备10可以定期地计算磨损状况。在这种情况下,数据获取单元131可以定期地获取行驶数据。
磨损状况计算单元132基于所获取到的行驶数据来计算轮胎30的磨损状况。根据本实施例,磨损状况计算单元132计算磨损量作为轮胎30的磨损状况。轮胎30的磨损状况不限于磨损量,并且作为其他示例,可以是磨损速率、直到磨损寿命结束为止的可行驶距离、以及(以下所述的)预期磨损寿命TI等。然而,在磨损状况是直到磨损寿命结束为止的可行驶距离和以下所述的预期磨损寿命TI的情况下,进行以下所述的校正,使得可行驶距离和预期磨损寿命TI变为更大的值。
这里,传统上已知轮胎30的磨损受到通过车辆20的行驶而施加到轮胎30的力的影响。例如,可以基于在日本特开平11-326143中所述的磨损能量Ew(摩擦能量)来计算轮胎30的磨损量。磨损能量Ew是指示轮胎30容易磨损的程度的参数。磨损能量Ew越高,轮胎30的磨损量越大并且其磨损寿命越短。
根据本实施例,磨损状况计算单元132基于行驶数据来计算磨损能量Ew。磨损能量Ew由下式(1)表示。此外,可以使用磨损能量Ew来计算由下式(2)表示的轮胎30的预期磨损寿命TI。例如,在磨损状况计算单元132计算直到轮胎30的磨损寿命结束为止的可行驶距离作为磨损信息的情况下,可以通过将预期磨损寿命TI乘以由轮胎30的类型确定的系数来估计可行驶距离。
Ew=Ewf+Ewa+Ews+Ewd+Ewb...式(1)
TI=(Gl/Ew)×(NSD-1.6)...式(2)
在式(1)中,Ewf是轮胎30在自由滚动期间的磨损能量分量。Ewa是被施加了束角的轮胎30的磨损能量分量。Ews是被施加了横向力(左右力)的轮胎的磨损能量分量。Ewd是被施加了驱动力的轮胎的磨损能量分量。Ewb是被施加了制动力的轮胎的磨损能量分量。此外,在式(2)中,Gl是耐磨指数,其是轮胎30中的最顶部橡胶的抗磨性能的指数。NSD是轮胎30的槽深度(mm)。“1.6”与1.6(mm)的剩余槽(其被认为是轮胎30的废弃极限)相对应。
式(1)中的Ews、Ewd和Ewb是由于横向力、驱动力和制动力而引起的磨损能量分量,因此随着车辆20的行驶的状态而变化。横向力、驱动力和制动力是基于车辆20的横向、前方和后方的加速度所确定的。在行驶数据包括加速度数据的情况下,磨损状况计算单元132可以从加速度数据获取车辆20的横向、前方和后方的加速度。与根据本实施例的情况一样,在可获得速度数据的情况下,磨损状况计算单元132可以通过执行速度的微分计算来获取车辆20的横向、前方和后方的加速度。因而,磨损状况计算单元132能够基于行驶数据来计算磨损能量Ew。
磨损状况计算单元132根据轮胎30的类型来从存储部12读取适当的函数。根据本实施例,如图4所示,函数是指示磨损能量Ew和磨损量之间的关系的数值模型。图4中的示例指示Cx0和Cy0,其是用于针对两个类型的轮胎30各自计算磨损量的数值模型。Cx0和Cy0例如可以是基于过去的测量数据所确定的。磨损状况计算单元132通过例如读取图4中的Cx0并输入所计算出的磨损能量Ew来计算轮胎30的(校正之前的)磨损量。
本发明人研究了进一步提高计算磨损量时的精度的方式,并且发现了:在车辆20以高速行驶的情况下,实际磨损量比通过传统技术所预测的轮胎30的磨损量小。换句话说,如图3所例示的,发现磨损能量Ew在车辆20以稳定的定义速度vt以上行驶时显著下降。这里,作为示例,定义速度vt是50km/h。磨损能量Ew的该下降被认为是由于以下原因而引起的:在车辆20继续以定义速度vt以上的高速行驶时,轮胎30的内压增加,并且接地面积改变使得接地压力的分布变得更均匀。
为了将上述的磨损能量Ew的下降反映在磨损量的计算中,磨损状况校正单元133基于与速度有关的数据,在判断为车辆20正在以定义速度vt以上行驶时执行校正。进行校正,使得由磨损状况计算单元132计算出的轮胎30的磨损量(校正之前的磨损量)变得更小。在图4的示例中,在使用Cx0计算校正之前的磨损量的情况下,磨损状况校正单元133可以校正为由Cx1指示的磨损量。在如图4所示、磨损能量Ew与轮胎30的磨损状况(磨损量)具有线性关系的情况下,磨损状况校正单元133可以通过乘以校正系数来对校正之前的值进行校正。校正系数小于1,并且例如可以将校正之前的值乘以0.5至0.9。
根据本实施例,如上所述,与速度有关的数据包括车辆20的速度数据和位置数据。磨损状况校正单元133使用速度数据和位置数据来在以下情况下判断为车辆20正在以定义速度vt以上行驶。首先,基于速度数据,磨损状况校正单元133在车辆20的速度在一定时间段以上期间为定义速度vt以上的情况下,执行校正。这里,提供了“一定时间段以上”的条件以排除针对车辆20瞬时达到或超过定义速度vt的情况的校正。可以排除瞬时速度增加的情况,并且因此可以将车辆速度对轮胎磨损的影响适当地反映在轮胎30的磨损状况的计算中。一定时间段例如可被设置为足够使得轮胎30的内压由于以定义速度vt以上行驶而增加到比通常大的值所用的时间。作为示例,一定时间段可以是20分钟,但不限于此。作为另一示例,磨损状况校正单元133可以在无“一定时间段以上”的条件的情况下,在车辆20正在以定义速度vt以上行驶的所有情况下执行校正。
基于位置数据,磨损状况校正单元133在车辆20的位置处于具有定义速度vt以上的速度限制的场所的情况下,执行校正。定义速度vt例如是50km/h。作为校正所用的阈值的定义速度vt优选是50km/h以上。具有定义速度vt以上的速度限制的场所例如是高速公路。可以排除瞬时速度增加的情况,并且因此可以将车辆速度对轮胎磨损的影响适当地反映在轮胎30的磨损状况的计算中。在基于位置数据、车辆20被判断为正在高速公路上行驶的情况下,磨损状况校正单元133可以执行校正以减少轮胎30的磨损量。这里,磨损状况校正单元133基于速度数据和位置数据其中至少之一,在判断为车辆20正在以定义速度vt以上行驶的情况下执行校正。作为另一示例,磨损状况校正单元133可以优先使用速度数据和位置数据其中之一来进行判断。例如,磨损状况校正单元133可以在基于位置数据判断为车辆20没有正在以定义速度vt以上行驶的情况下,基于速度数据进行判断。
如上所述,行驶数据可以包括与车辆20正在行驶的环境有关的数据。磨损状况校正单元133可以基于与环境有关的数据来调整校正中所使用的校正系数。在图4的示例中,在使用Cx0计算校正之前的磨损量、并且基于与环境有关的数据的未调整的磨损量由Cx1指示的情况下,磨损状况校正单元133可以将磨损量调整成由Cx2指示。在如图4所示、磨损能量Ew与轮胎30的磨损状况(磨损量)具有线性关系的情况下,磨损状况校正单元133通过乘以校正系数来对校正之前的值进行校正,但校正系数的值可以基于与环境有关的数据来调整。
磨损状况校正单元133例如可以调整校正系数,使得在基于与环境有关的数据判断为存在降雨的情况下,校正量更小。与晴朗天气相比,存在降雨被认为减少了由于高速驾驶而引起的轮胎30的内压增加。因此,例如,在调整之前的校正系数的值为0.8(也就是说,将校正之前的磨损量乘以0.8)的情况下,磨损状况校正单元133可以将校正系数的值调整为0.9。
因而,磨损状况校正单元133能够通过在判断为车辆20正在以定义速度vt以上行驶的情况下进行校正使得轮胎30的磨损量变得更小,来反映如图3所示的磨损能量Ew的减小。此外,磨损状况校正单元133可以根据车辆20正在行驶的环境来调整校正量。因此,可以提高磨损量的精度。
输出单元134将磨损状况计算单元132所计算出的磨损量输出到显示装置等。在由磨损状况校正单元133执行校正的情况下,输出单元134将校正之后的磨损量输出到显示装置等。如上所述,终端装置50和服务器60的显示器等可以用作向用户显示磨损量的显示装置。例如,可以在终端装置50的画面上显示与磨损状况(根据本实施例,磨损量)有关的信息以及磨损状况。与磨损状况有关的信息是用于基于磨损状况来管理轮胎30的信息,并且例如可以是关于更换轮胎30的建议。例如,在磨损量高的情况下,可以显示改变为更耐磨的轮胎30的建议。与磨损状况有关的信息例如可以作为固定短语存储在存储部12中,并且可以由输出单元134选择。此外,在将磨损状况显示在检查设施处的显示器等上的情况下,可以基于该信息来确定更换车辆20上的轮胎30的时间。
图5是例示由根据本实施例的轮胎管理设备10执行的轮胎管理方法的流程图。
数据获取单元131获取包括与车辆20的速度有关的数据的行驶数据(步骤S1)。
磨损状况计算单元132基于所获取到的行驶数据来计算轮胎30的磨损状况(步骤S2)。
在磨损状况校正单元133基于与速度有关的数据判断为车辆20正在以定义速度以上行驶的情况下(步骤S3中为“是”),处理进入步骤S4以执行校正处理。在磨损状况校正单元133判断为车辆20没有正在以定义速度以上行驶的情况下(步骤S3中为“否”),不执行校正并且处理进入步骤S7。
在需要基于与环境有关的数据的调整的情况下(步骤S4中为“是”)(诸如在存在降雨的情况下等),磨损状况校正单元133调整校正系数(步骤S5)。在不需要基于与环境有关的数据的调整的情况下(步骤S4中为“否”),磨损状况校正单元133不调整校正系数。然后,磨损状况校正单元133对由磨损状况计算单元132计算出的磨损状况进行校正,使得磨损变得更小(步骤S6)。
输出单元134将由磨损状况计算单元132计算出的或由磨损状况校正单元133校正后的轮胎30的磨损状况输出到显示装置等(步骤S7)。如上所述,可以将与磨损状况有关的信息连同磨损状况一起显示。
如上所述,根据本实施例的轮胎管理设备10和轮胎管理方法能够通过上述结构精确地计算轮胎30的磨损状况。此外,通过以高精度指示轮胎30的磨损状况,可以执行适当的管理,诸如在适当时间更换轮胎30等。
尽管基于附图和示例说明了本公开的实施例,但应当注意,本领域普通技术人员可以基于本公开进行各种变形和修改。因此,应当注意,这样的变形和修改包括在本公开的范围中。例如,可以重新布置各组件和步骤中所包括的功能等,并且多个组件和步骤可以被组合成一个或者被划分,只要没有导致逻辑不一致即可。根据本公开的实施例可以被实现为由提供到装置的处理器执行的程序或者存储有该程序的存储介质。应理解本公开的范围包括这些示例。
根据上述实施例,磨损状况计算单元132使用磨损能量Ew来计算轮胎30的磨损状况,但可以使用除磨损能量Ew以外的参数。磨损状况计算单元132可以使用通过机器学习所生成的模型来计算轮胎30的磨损状况。
校正系数不限于如上述实施例那样应用线性关系的斜率的校正系数。磨损状况校正单元133可以基于与环境有关的数据来调整附加校正量而不是校正系数。附加校正量例如可以与由磨损状况计算单元132计算出的磨损状况的校正值相加或者从该校正值中减去。
此外,轮胎管理设备10的结构可以是任何结构。例如,由作为根据上述实施例的一个计算机的轮胎管理设备10进行的处理可以通过多个计算机的分布式处理来进行。例如,轮胎管理系统1中的服务器60可以进行轮胎管理设备10的处理中的一部分(例如,数据获取单元131的处理)。
附图标记说明
1轮胎管理系统
10轮胎管理设备
11通信部
12 存储部
13 控制器
20 车辆
30 轮胎
40 网络
50 终端装置
60 服务器
131 数据获取单元
132 磨损状况计算单元
133 磨损状况校正单元
134 输出单元
Claims (7)
1.一种轮胎管理设备,用于管理车辆上所装配的轮胎,所述轮胎管理设备包括:
数据获取单元,其被配置为获取包括与所述车辆的速度有关的数据的行驶数据;
磨损状况计算单元,其被配置为基于所获取到的行驶数据来计算所述轮胎的磨损状况;以及
磨损状况校正单元,其被配置为在基于与所述速度有关的数据而判断为所述车辆正在以定义速度或更大速度行驶的情况下,对所计算出的磨损状况进行校正以减少磨损。
2.根据权利要求1所述的轮胎管理设备,其中,
与所述速度有关的数据包括所述车辆的速度数据,以及
所述磨损状况校正单元基于所述速度数据,在所述车辆的速度在一定时间段或更长时间段期间是所述定义速度或更大速度的情况下,执行所述校正。
3.根据权利要求1或2所述的轮胎管理设备,其中,
与所述速度有关的数据包括所述车辆的位置数据,以及
所述磨损状况校正单元基于所述位置数据,在所述车辆的位置处于具有所述定义速度或更大速度的速度限制的场所的情况下,执行所述校正。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的轮胎管理设备,其中,
所述行驶数据包括与所述车辆正在行驶的环境有关的数据,以及
所述磨损状况校正单元基于与所述环境有关的数据来调整所述校正中所使用的校正系数。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的轮胎管理设备,其中,所述定义速度是50km/h或更大。
6.一种程序,用于使得用于管理车辆上所装配的轮胎的轮胎管理设备执行以下操作:
获取包括与所述车辆的速度有关的数据的行驶数据;
基于所获取到的行驶数据来计算所述轮胎的磨损状况;以及
在基于与所述速度有关的数据而判断为所述车辆正在以定义速度或更大速度行驶的情况下,对所计算出的磨损状况进行校正以减少磨损。
7.一种轮胎管理方法,其由轮胎管理设备执行,所述轮胎管理设备用于管理车辆上所装配的轮胎,所述轮胎管理方法包括:
获取包括与所述车辆的速度有关的数据的行驶数据;
基于所获取到的行驶数据来计算所述轮胎的磨损状况;以及
在基于与所述速度有关的数据而判断为所述车辆正在以定义速度或更大速度行驶的情况下,对所计算出的磨损状况进行校正以减少磨损。
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