DE112018002236T5

DE112018002236T5 - Reifenseitige vorrichtung und reifengerät, das diese enthält

Info

Publication number: DE112018002236T5
Application number: DE112018002236.6T
Authority: DE
Inventors: Yoichiro Suzuki; Takatoshi Sekizawa; Masashi Mori
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2017-04-26
Filing date: 2018-04-26
Publication date: 2020-01-09
Also published as: JP6624152B2; US20200049497A1; JP2018184101A; US11578972B2; CN110603180A; WO2018199262A1; CN110603180B

Abstract

Eine Steuerungseinrichtung (11) einer reifenseitigen Vorrichtung (1) bestimmt, dass eine Variation bei einem Zustand der Straßenfläche auf Grundlage einer vorliegenden Merkmalsmenge und einer vergangenen Merkmalsmenge auftritt. Nachfolgend wird eine Übertragung von Fahrbahndaten, die die vorliegende Merkmalsmenge von der reifenseitigen Vorrichtung (1) enthalten, durchgeführt, wenn die Änderung in den Straßenflächendaten auftritt. Daher ist es möglich, eine Kommunikationsfrequenz zu senken und eine Leistungseinsparung der Steuerungseinrichtung (11) im Reifen (1) zu erreichen. Da die Steuerungseinrichtung (11) der reifenseitigen Vorrichtung (1) keinen Trägervektorspeicher zum Speichern eines Trägervektors enthalten muss, ist es möglich, den Speicher der Steuerungseinrichtung (11) im Reifen (3) zu speichern.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG
Diese Anmeldung basiert auf der japanischen Patentanmeldung Nr. 2017-087554 , die am 26. April 2017 eingereicht wurde und deren Offenbarung hierin durch Verweis aufgenommen ist.
TECHNISCHES FELD
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine reifenseitige Vorrichtung und ein Reifengerät. Die reifenseitige Vorrichtung erfasst Schwingungen eines Reifens und erzeugt Straßenflächendaten, die einen Straßenzustand anzeigen, basierend auf den Schwingungsdaten, und überträgt dann die Straßenflächendaten an ein karosserieseitiges System. Das Reifengerät enthält eine Funktion einer Abschätzung eines Zustands der Straßenfläche zum Schätzen eines Zustands der Straßenfläche basierend auf den Straßenflächendaten.
STAND DER TECHNIK
Herkömmlicherweise beschreibt die Patentliteratur 1, dass eine hintere Oberfläche einer Reifenlauffläche einen Beschleunigungssensor enthält, und der Beschleunigungssensor erfasst Schwingungen, die auf einen Reifen angewendet werden. Die Patentliteratur 1 beschreibt ein Verfahren zur Bestimmung des Zustands der Straßenfläche zum Schätzen eines Zustands der Straßenfläche basierend auf einem Erfassungsergebnis der Schwingung. Bei dem Verfahren zur Bestimmung des Zustands der Straßenfläche wird der Zustand der Straßenfläche bestimmt, indem ein Merkmalsvektor aus der Schwingungswellenform des Reifens, die vom Beschleunigungssensor erfasst wird, extrahiert und der Grad der Ähnlichkeit zwischen dem extrahierten Merkmalsvektor und allen gespeicherten Trägervektoren zur Klassifizierung der Straßenfläche berechnet wird. So wird beispielsweise der Grad der Ähnlichkeit zwischen dem extrahierten Merkmalsvektor und allen Trägervektoren unter Verwendung einer Kernelfunktion berechnet, und die Art der Straßenfläche, wie beispielsweise eine trockene Straßenfläche oder eine nasse Straßenfläche mit dem höchsten Grad an Ähnlichkeit, wird als vorliegende Straßenfläche bestimmt. Es kann möglich sein, ein solches Verfahren zur Bestimmung des Zustands der Straßenfläche zur Bestimmung der Straßenfläche mit hoher Robustheit auszuführen.
LITERATUR DES STANDS DER TECHNIK
PATENTLITERATUR
Patentliteratur 1: JP 2016-107833 A
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
In Bezug auf das Verfahren zur Bestimmung des Zustands der Straßenfläche, das in der Patentliteratur 1 beschrieben ist, ist es nicht sicher, ob die Berechnung des Ähnlichkeitsgrades von einer Steuerungseinrichtung in einem Reifen oder in einem karosserieseitigen System durchgeführt wird. Da die Belastung bei der Berechnung des Ähnlichkeitsgrades hoch ist, kann folgende Situation auftreten.
Zum Beispiel berechnet die Steuerungseinrichtung im Reifen den Ähnlichkeitsgrad und bestimmt den Zustand der Straßenfläche. In einer Situation, in der ein Bestimmungsergebnis an das karosserieseitige System übertragen wird, ist es notwendig, den Trägervektor in der Steuerungseinrichtung, die im Reifen enthalten ist, zu speichern und die Datenverarbeitung zum Berechnen des Ähnlichkeitsgrades auszuführen. Demzufolge erhöht sich im Reifen der Leistungsverbrauch enorm, und die Menge des Speicherverbrauchs für eine enorme Datenspeicherung und Datenverarbeitung erhöht sich ebenfalls enorm.
Zusätzlich extrahiert die Steuerungseinrichtung im Reifen nur die Merkmalsvektoren und überträgt die Daten an das karosserieseitige System. Das karosserieseitige System berechnet den Ähnlichkeitsgrad gegen alle Trägervektoren, um den Zustand der Straßenfläche zu bestimmen. In dieser Situation muss, da das Timing der Datenübertragung nicht bestimmt werden kann, die Kommunikationsfrequenz erhöht werden. Daher erhöht die Hochfrequenz-Datenübertragung den Wert des Leistungsverbrauchs.
Eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung ist es, eine reifenseitige Vorrichtung zum Sparen von Speicher und Leistung einer Steuerungseinrichtung in einem Reifen vorzusehen, und ein Reifengerät, das die reifenseitige Vorrichtung enthält.
Eine reifenseitige Vorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung enthält: eine Schwingungserfassungseinrichtung, die ein Erfassungssignal gemäß einem Pegel einer Schwingung eines Reifens ausgibt, eine Steuerungseinrichtung, die eine Merkmalmengenextraktionsvorrichtung zum Extrahieren einer Merkmalsmenge des Erfassungssignals in einer Umdrehung des Reifens enthält, und eine Übertragungseinrichtung, die Straßenflächendaten, die die Merkmalsmenge enthalten, die von der Merkmalsmengenextraktionsvorrichtung extrahiert wird, sendet. Die Merkmalsmenge, die von der Merkmalsmengenextraktionsvorrichtung bei einer vergangenen Drehung des Reifens extrahiert wird, ist eine vergangene Merkmalsmenge, und die Merkmalsmenge, die von der Merkmalsmengenextraktionsvorrichtung bei einer vorliegenden Drehung des Reifens extrahiert wird, ist eine vorliegende Merkmalsmenge. Die Steuerung enthält außerdem: einen Merkmalsmengenspeicher, der konfiguriert ist, um vergangene Merkmalsmengen zu speichern, eine Variationsbestimmungsvorrichtung, die konfiguriert ist, um eine Variation des Zustands der Straßenfläche basierend auf der vergangenen Merkmalsmenge und der vorliegenden Merkmalsmenge zu bestimmen, und eine Getriebesteuerungseinrichtung, die konfiguriert ist, um die Übertragung der Straßenflächendaten zu steuern und den Sender zu veranlassen, die Straßenflächendaten, die die vorliegende Merkmalsmenge enthalten, im Ansprechen darauf zu übertragen, dass die Variationsbestimmungsvorrichtung bestimmt, dass die Variation im Zustand der Straßenfläche auftritt.
Die Variationsbestimmungsvorrichtung bestimmt eine Variation des Zustands der Straßenfläche basierend auf einer vorliegenden Merkmalsmenge und einer vergangenen Merkmalsmenge und überträgt die Straßenflächendaten, die die vorliegende Merkmalsmenge haben, in einer Situation, in der die Variationsbestimmungsvorrichtung bestimmt, dass es eine Variation des Zustands der Straßenfläche gibt. Daher ist es möglich, die Kommunikationsfrequenz zu senken und eine Einsparung beim Stromverbrauch in der Steuerungseinrichtung, die im Reifen enthalten ist, zu erreichen. Da es nicht notwendig ist, dass die Steuerungseinrichtung in der reifenseitigen Vorrichtung einen Trägervektorspeicher zum Speichern der Trägervektoren enthält, ist es auch möglich, Speicherplatz in der Steuerungseinrichtung, die im Reifen enthalten ist, zu sparen. Referenzzahlen mit Klammern, die an die jeweiligen konstituierenden Elemente und ähnlichen angehängt sind, zeigen ein Beispiel für eine Korrespondenzbeziehung zwischen den konstituierenden Elementen und ähnlichen und spezifischen konstituierenden Elementen und ähnlichen, die in der später beschriebenen Ausführungsform beschrieben sind.
Figurenliste

1 ist eine Ansicht, die eine Blockkonfiguration eines Reifengeräts zeigt, auf das eine reifenseitige Vorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform angewendet wird, in einem an einem Fahrzeug montierten Zustand.
2 ist ein Blockdiagramm, das die Details der reifenseitigen Vorrichtung und eines karosserieseitigen Systems zeigt.
3 ist eine schematische Querschnittsansicht eines Reifens, an dem eine reifenseitige Vorrichtung angebracht ist.
4 ist ein Diagramm, das eine Ausgabespannungswellenform einer Beschleunigungserfassungsvorrichtung während der Reifenrotation zeigt.
5 ist ein Diagramm, das ein Erfassungssignal der Beschleunigungserfassungsvorrichtung darstellt, das durch jedes der Zeitfenster, das eine vorbestimmte Zeitbreite T aufweist, unterteilt ist.
6 zeigt eine Beziehung zwischen den Determinanten Xi(r), Xi(r-1) und einem Abstand K_yz in jedem Bereich, der durch Teilen einer Zeitachsenwellenform zu einer Zeit der vorliegenden Drehung des Reifens und einer Zeitachsenwellenform zu einer Zeit einer Drehung vor der vorliegenden Drehung des Reifens mit jedem der Zeitfenster, das die vorbestimmte Zeitbreite T hat, erhalten wird.
7 ist ein Flussdiagramm, das einen Datenübertragungsprozess, der von einer Steuerungseinrichtung in der reifenseitigen Vorrichtung ausgeführt wird, zeigt.
8 ist ein Flussdiagramm, das einen Prozess zur Schätzung des Zustands der Straßenfläche zeigt, der von einer Steuerungseinrichtung in einem karosserieseitigen System ausgeführt wird.

AUSFÜHRUNGSFORMEN ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden nachstehend in Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. In den folgenden jeweiligen Ausführungsformen werden Teile, die identisch oder äquivalent zueinander sind, durch die gleichen Symbole zur Beschreibung bezeichnet.
(Erste Ausführungsform)
Das Folgende beschreibt ein Reifengerät 100, das eine Funktion zur Schätzung des Zustands der Straßenfläche enthält, gemäß der vorliegenden Ausführungsform in Bezug auf die 1 bis 8. Das Reifengerät 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform schätzt einen Zustand der Straßenfläche während des Fahrens eines Fahrzeugs basierend auf Schwingungen, die auf eine bodenberührende Fläche eines Reifens, der in jedem der Räder des Fahrzeugs enthalten ist, angewendet werden.
Das Reifengerät 100, das in den 1 und 2 gezeigt ist, enthält eine reifenseitige Vorrichtung 1, die an einem Rad angeordnet ist, und ein karosserieseitiges Karosseriesystem 2, das eine Mehrzahl von Vorrichtungen enthält, die in dem Fahrzeug enthalten sind. Das karosserieseitige System 2 enthält zum Beispiel eine Empfangseinrichtung 21, eine elektronische Steuerungsvorrichtung zur Bremssteuerung 22 (im Folgenden wird darauf als „Bremsen-ECU“ verwiesen) und eine Benachrichtigungsvorrichtung 23.
Das Reifengerät 100 nach der vorliegenden Ausführungsform überträgt von der reifenseitigen Vorrichtung 1 Daten gemäß einem Zustand der Straßenfläche (im Folgenden „Straßenflächendaten“ genannt), während dem der Reifen 3 fährt. Das Reifengerät 100 empfängt die Straßenflächendaten durch die Empfangseinrichtung 21, um den Zustand der Straßenfläche zu schätzen. Das Reifengerät 100 überträgt ein Schätzergebnis des Zustands der Straßenfläche an der Empfangseinrichtung 21 zu der Benachrichtigungseinrichtung 23 und benachrichtigt dann das Schätzergebnis des Zustands der Straßenfläche durch die Benachrichtigungsvorrichtung 23. Damit ist es möglich, den Fahrer über den Zustand der Fahrbahn zu informieren, z.B. dass die Fahrbahn trocken, nass oder gefroren ist. Es ist auch möglich, den Fahrer zu warnen, wenn die Fahrbahn rutschig ist. Das Reifengerät 100 überträgt einen Zustand der Straßenfläche an die Bremsen-ECU 22 oder ähnliches zur Ausführung einer Fahrzeugbewegungssteuerung, so dass die Fahrzeugbewegungssteuerung zur Vermeidung einer unerwünschten Situation ausgeführt werden kann. So wird beispielsweise bei gefrorener Fahrbahn eine Bremskraft, die in Bezug auf die Menge des Bremsvorgangs erzeugt wird, im Vergleich zu einer Situation der trockenen Fahrbahnoberfläche geschwächt. Somit kann die Fahrzeugbewegungssteuerung, die einer Situation entspricht, in der die Straßenfläche µ niedriger ist, erreicht werden. Die reifenseitige Vorrichtung 1 und die Empfangseinrichtung 21 sind wie folgt konfiguriert.
Wie in 2 dargestellt, enthält die reifenseitige Vorrichtung 1 eine Beschleunigungserfassungsvorrichtung 10, eine Steuerungseinrichtung 11 und eine Datenkommunikationsvorrichtung 12. Wie in der Zeichnung dargestellt, ist die reifenseitige Vorrichtung 1 an einer hinteren Fläche einer Lauffläche 31 des Reifens 3 angeordnet.
Die Beschleunigungserlangungsvorrichtung 10 enthält eine Schwingungserfassungseinrichtung zum Erfassen von Schwingungen, die auf den Reifen 3 angewendet werden. So wird beispielsweise die Beschleunigungserlangungsvorrichtung 10 durch einen Beschleunigungssensor konfiguriert. In einer Situation, in der die Beschleunigungserlangungsvorrichtung 10 der Beschleunigungssensor ist, gibt die Beschleunigungserlangungsvorrichtung 10 ein Erfassungssignal der Beschleunigung aus, als Erfassungssignal gemäß der Schwingung in einer Richtung in Kontakt mit einer kreisförmigen Bahn, die von der reifenseitigen Vorrichtung 1 während der Drehung des Reifens 3 gezogen wird. Mit anderen Worten gibt die Beschleunigungserlangungsvorrichtung 10 das Erfassungssignal der Beschleunigung als Erfassungssignal entsprechend der Schwingung in einer Richtung der tangentialen Richtung des Reifens aus, wie durch einen Pfeil X in 3 angezeigt.
Die Steuerungseinrichtung 11 korrespondiert zu einer ersten Steuerungseinrichtung und wird von einem Mikrocomputer konfiguriert, der beispielsweise eine CPU, ein ROM, ein RAM, ein I/O hat. Die Steuerungseinrichtung 11 ist eine Vorrichtung zum Ausführen der vorstehend genannten Prozesse gemäß einem im ROM oder dergleichen gespeicherten Programm. Die Steuerungseinrichtung 11 enthält eine Merkmalsmengenextraktionsvorrichtung 11a, einen Merkmalsmengenspeicher 11b, eine Variationsbestimmungsvorrichtung 11c und eine Getriebesteuerungseinrichtung 11d, die als Funktionsvorrichtungen zur Ausführung der vorstehend genannten Prozesse konfiguriert sind.
Die Merkmalsmengenextraktionsvorrichtung 11a verwendet das Erfassungssignal, das von der Beschleunigungserlangungsvorrichtung 10 ausgegeben wird, als das Erfassungssignal, das Schwingungsdaten in der tangentialen Richtung des Reifens anzeigt, um das Erfassungssignal zum Extrahieren der Merkmalsmenge der Reifenschwingung zu verarbeiten. In der vorliegenden Ausführungsform wird das Erfassungssignal der Beschleunigung des Reifens 3 (im Folgenden wird darauf als „Reifen G“ verwiesen) durch Signalverarbeitung verarbeitet, um die Merkmalsmenge des Reifens G zu extrahieren. Die Merkmalsmengenextraktionsvorrichtung 11a überträgt Daten mit der extrahierten Merkmalsmenge als Straßenflächendaten an die Datenkommunikationsvorrichtung 12 durch die Getriebesteuerung 11d. Die Details der Merkmalsmenge werden beschrieben.
Der Merkmalsmengenspeicher 11b speichert eine Merkmalsmenge, die von der Merkmalsmengenextraktionsvorrichtung 11 a extrahiert wird, bevor der Reifen 3 eine Drehung durchführt (nachfolgend als „vorherige Merkmalsmenge“ bezeichnet). Da eine Drehung des Reifens 3 durch ein nachfolgend beschriebenes Verfahren bestätigt werden kann, wird die Merkmalsmenge in einer Drehungseinheit jedes Mal gespeichert, wenn der Reifen 3 eine Drehung macht. Über die Merkmalsmenge in einer Drehungseinheit des Reifens 3 können die Daten jedes Mal aktualisiert werden, wenn der Reifen 3 eine Drehung macht. Alternativ werden mehrere Drehungseinheiten gelagert, und die ältesten Daten können jedes Mal gelöscht werden, wenn der Reifen 3 eine Drehung macht. Unter Berücksichtigung eines Sparens von Speicherplatz für die Steuerungseinrichtung 11 im Reifen 3 ist es vorzuziehen, die gelagerte Datenmenge zu senken. Daher ist es vorzuziehen, die Daten jedes Mal zu aktualisieren, wenn der Reifen 3 eine Drehung durchführt.
Die Variationsbestimmungsvorrichtung 11c bestimmt, ob es eine Variation des Zustands der Straßenfläche gibt, basierend auf der von der Merkmalsmengenextraktionsvorrichtung 11a bei der vorliegenden Drehung des Reifens 3 (im Folgenden wird darauf auch als „vorliegende Merkmalsmenge“ verwiesen) extrahierten Merkmalsmenge und der im Merkmalsmengenspeicher 11b gespeicherten vorherigen Merkmalsmenge des Reifens 3. Wenn die Variationsbestimmungsvorrichtung 11c bestimmt, dass es eine Variation des Zustands der Straßenfläche gibt, überträgt die Variationsbestimmungsvorrichtung 11c an die Getriebesteuerung 11d ein Steuersignal, das die Variation anzeigt.
Die Übertragungssteuerungseinrichtung 11d steuert die Datenübertragung von der Datenkommunikationsvorrichtung 12. Die Übertragungssteuerungseinrichtung 11d empfängt von der Variationsbestimmungsvorrichtung 11c das Steuerungssignal, das für eine Variation des Zustands der Straßenfläche anzeigend ist, und dann sendet die Übertragungssteuerungseinrichtung 11d an die Datenkommunikationsvorrichtung 12 Straßendaten, einschließlich der vorliegenden Merkmalsmenge, die zu diesem Zeitpunkt durch die Merkmalsmengenextraktionsvorrichtung 11 a extrahiert wurde.
Die Datenkommunikationsvorrichtung 12 enthält eine Übertragungseinrichtung. Wenn beispielsweise die Datenkommunikationsvorrichtung 12 die Straßenflächendaten von der Übertragungssteuerungseinrichtung 11d empfängt, führt die Datenkommunikationsvorrichtung 12 die Übertragung der Straßenflächendaten einschließlich der vorliegenden Merkmalsmenge zu diesem Timing aus. Über das Timing der Datenübertragung von der Datenkommunikationsvorrichtung 12 wird das Timing von der Übertragungssteuerung 11 d gesteuert. Somit wird die Datenübertragung nicht jedes Mal ausgeführt, wenn der Reifen 3 eine Drehung durchführt, sondern die Datenübertragung wird nur bei einer Variation des Zustands der Straßenfläche durchgeführt.
Auf der anderen Seite enthält die Empfangseinrichtung 21 eine Datenkommunikationsvorrichtung 24 und eine Steuerungseinrichtung 25, wie in 2 dargestellt.
Die Datenkommunikationsvorrichtung 24 enthält eine Empfangsvorrichtung. Die Datenkommunikationsvorrichtung 24 empfängt die Straßenflächendaten, die die vorliegende Merkmalsmenge enthalten, die von der Datenkommunikationsvorrichtung 12 in der reifenseitigen Vorrichtung 1 übertragen wird, und überträgt die Straßenflächendaten an die Steuerungseinrichtung 25.
Die Steuerungseinrichtung 25 korrespondiert zu einer zweiten Steuerungseinrichtung. Die Steuerungseinrichtung 25 wird von einem Mikrocomputer mit einer CPU, einem ROM, einem RAM, einem I/O oder ähnlichen vorgesehen und führt eine Vielzahl von Prozessen zum Erfassen des Zustands der Straßenfläche basierend auf einem im ROM oder ähnlichen gespeicherten Programm aus. Die Steuerungseinrichtung 25 enthält einen Trägervektorspeicher 25a und eine Zustandsschätzvorrichtung 25b als funktionale Vorrichtungen zum Ausführen einer Vielzahl von Prozessen.
Der Trägervektorspeicher 25a speichert einen Trägervektor zum Klassifizieren der Art der Straßenfläche. Der Trägervektor ist eine Modellmerkmalsmenge, die durch ein Lernen unter Verwendung z.B. einer Trägervektormaschine erhalten wird. Ein Fahrzeug, das die reifenseitige Vorrichtung 1 hat, wird experimentell auf verschiedenen Arten von Straßenflächen betrieben, und die von der Merkmalsextraktionsvorrichtung 11a in einer vorbestimmten Anzahl der Reifendrehung extrahierte Merkmalsmenge wird gelernt. Der Trägervektor ist ein Teil, der durch Extrahieren einer typischen Merkmalsmenge aus der erlernten Menge in einer vorbestimmten Anzahl von Teilen erhalten wird. So wird beispielsweise die Merkmalsmenge in einer Million Drehungseinheiten in jeder Art von Straßenfläche gelernt, wobei der Teil, der durch Extraktion einer typischen Merkmalsmenge in einer Million Drehungseinheiten aus der erlernten Menge erhalten wird, als Trägervektor konfiguriert ist.
Die Zustandsschätzvorrichtung 25b vergleicht die vorliegende Merkmalsmenge, die von der Datenkommunikationsvorrichtung 24 von der reifenseitigen Vorrichtung 1 empfangen wird, mit einem Trägervektor zum Klassifizieren der Art der Straßenfläche, die im Trägervektorspeicher 25a gespeichert ist, und schätzt den Zustand der Straßenfläche. So wird beispielsweise die vorliegende Merkmalsmenge mit dem Trägervektor zur Klassifizierung des Fahrbahnoberflächentyps verglichen und die Fahrbahnoberfläche, die zu dem Trägervektor mit der größten Ähnlichkeit mit der vorliegenden Merkmalsmenge korrespondiert, als die vorliegende Fahrbahnoberfläche geschätzt.
Wenn die Steuerungseinrichtung 25 den Zustand der Straßenfläche schätzt, überträgt die Steuerungseinrichtung 25 den geschätzten Zustand der Straßenfläche an die Benachrichtigungsvorrichtung 23 und benachrichtigt bei Bedarf einen Fahrer über den Zustand der Straßenfläche durch die Benachrichtigungsvorrichtung 23. Der Fahrer versucht, das Fahrzeug in einer Weise zu fahren, die dem Zustand der Fahrbahnoberfläche entspricht, so dass es möglich ist, mögliche unerwünschte Situationen für das Fahrzeug zu vermeiden. So kann beispielsweise der geschätzte Zustand der Straßenfläche immer von der Benachrichtigungsvorrichtung 23 angezeigt werden oder der Straßenzustand kann angezeigt werden, um den Fahrer nur dann zu warnen, wenn das Fahrzeug vorsichtiger als üblich gefahren werden muss, z. B. wenn der geschätzte Straßenzustand zu der nassen Straße oder der vereisten Straße korrespondiert. Darüber hinaus kann, wenn der Sender-Empfänger 21 den Zustand der Straßenfläche an eine ECU zur Fahrzeugbewegungssteuerung, wie beispielsweise die Bremsen-ECU 22, überträgt, die Fahrzeugbewegungssteuerung basierend auf dem übertragenen Zustand der Straßenfläche ausgeführt werden.
Die Bremsen-ECU 22 enthält eine Bremssteuerungsvorrichtung, die verschiedene Bremssteuerungen ausführt. Insbesondere erhöht oder verringert die Bremsen-ECU 22 einen Radzylinderdruck durch Antreiben eines Bremsflüssigkeitsdrucksteuerungsstellglieds, um eine Bremskraft zu steuern. Darüber hinaus kann die Bremsen-ECU 22 die Bremskraft jedes Rads unabhängig voneinander steuern. Wenn der Zustand der Straßenfläche von der Empfangseinrichtung 21 über die Bremsen-ECU 22 übertragen wird, wird die Steuerung der Bremskraft als Bewegungssteuerung des Fahrzeugs basierend auf dem Zustand der Straßenfläche ausgeführt. Wenn beispielsweise die Bremsen-ECU 22 anzeigt, dass es sich bei der übertragenen Straßenfläche um eine gefrorene Straße handelt, schwächt die Bremsen-ECU 22 die erzeugte Bremskraft in Bezug auf die vom Fahrer ausgeführte Bremswirkung im Vergleich zu einer Situation auf der trockenen Straßenfläche. Dadurch ist es möglich, den Radschlupf zu verhindern und mögliche unerwünschte Situationen für das Fahrzeug zu vermeiden.
Die Benachrichtigungsvorrichtung 23 ist zum Beispiel mit einer Zähleranzeigevorrichtung konfiguriert und wird verwendet, um den Fahrer über den Zustand der Straßenfläche zu benachrichtigen. In dem Fall, dass die Benachrichtigungsvorrichtung 23 mit der Zähleranzeigevorrichtung konfiguriert ist, befindet sie sich an einer Position, die der Fahrer während der Fahrt des Fahrzeugs erkennen kann, z.B. innerhalb einer Instrumententafel im Fahrzeug. Wenn der Zustand der Straßenfläche vom Sender-Empfänger 21 übertragen wird, benachrichtigt die Zähleranzeigevorrichtung den Fahrer visuell über den Zustand der Straßenfläche durch ein Durchführen einer Anzeige in der Weise, dass der Zustand der Straßenfläche interpretiert werden kann.
Die Benachrichtigungsvorrichtung 23 kann auch z.B. mit einem Summer oder einer Sprachführungsvorrichtung konfiguriert werden. In diesem Fall benachrichtigt die Benachrichtigungsvorrichtung 23 den Fahrer akustisch über den Zustand der Straßenfläche durch ein Summergeräusch oder Sprachführung. Obwohl die Zähleranzeigevorrichtung exemplarisch als Benachrichtigungsvorrichtung 23 zur visuellen Benachrichtigung dargestellt wurde, kann die Benachrichtigungsvorrichtung 23 mit einer Anzeigevorrichtung, die Informationen wie beispielsweise eine Head-up-Anzeige anzeigt, konfiguriert sein.
Das Reifengerät 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist wie vorstehend beschrieben konfiguriert. Jede Vorrichtung, die das karosserieseitige System 2 bildet, ist über ein fahrzeuginternes LAN (Local Area Network) wie CAN (Controller Area Network) verbunden. Daher kann jede Vorrichtung über das karosserieseitige LAN Informationen miteinander kommunizieren.
Das Folgende beschreibt die Details der Merkmalsmenge, die durch die Merkmalsmengenextraktionsvorrichtung 11 a extrahiert wird, und die Bestimmung einer Variation im Zustand der Straßenfläche durch die Variationsbestimmungsvorrichtung 11c.
Zuerst wird die Merkmalsmenge, die von der Merkmalsmengenextraktionsvorrichtung 11 a extrahiert wird, beschrieben. Die Merkmalsmenge ist eine Menge, die das Merkmal der Schwingung, die auf den Reifen 3 angewendet wird, anzeigt. Die Merkmalgröße wird durch die Beschleunigungserfassungsvorrichtung 10 erlangt.
Die Ausgabespannungswellenform eines Erfassungssignals in der Beschleunigungserfassungsvorrichtung 10 während der Reifendrehung ist z. B. eine Wellenform, die in 4 gezeigt wird. Wie in der Zeichnung dargestellt, hat die Ausgabespannung der Beschleunigungserfassungsvorrichtung 10 zur Kontaktanfangszeit einen Maximalwert, wenn der Abschnitt der Lauffläche 31 des Reifens 3, der zu der Position der Beschleunigungserfassungsvorrichtung 10 korrespondiert, beginnt, den Boden mit der Drehung des Reifens 3 zu berühren. Im Folgenden wird ein Spitzenwert zu Beginn der Bodenberührung, bei dem die Ausgabespannung der Beschleunigungserfassungsvorrichtung 10 den Maximalwert hat, als erster Spitzenwert bezeichnet. Wie in 4 gezeigt, hat die Ausgabespannung der Beschleunigungserfassungsvorrichtung 10 einen Minimalwert zur Kontaktendzeit, wenn der Abschnitt der Lauffläche 31 des Reifens 3, der zu der Position der Beschleunigungserfassungsvorrichtung 10 korrespondiert, von einem Zustand, in dem der Boden berührt wird, in einen Zustand, in dem der Boden nicht berührt wird, mit der Drehung des Reifens 3 geändert wird. Im Folgenden wird dieser Spitzenwert am Ende der Bodenberührung, bei dem die Ausgabespannung der Beschleunigungserfassungsvorrichtung 10 den Maximalwert aufweist, als zweiter Spitzenwert bezeichnet.
Der Grund, warum die Ausgabespannung der Beschleunigungserfassungsvorrichtung 10 einen Spitzenwert zum Timing hat, ist folgendermaßen. Wenn der Abschnitt der Lauffläche 31, der zu der Position der Beschleunigungserfassungsvorrichtung 10 korrespondiert, den Boden mit der Drehung des Reifens 3 berührt, wird ein Abschnitt des Reifens 3, der eine im Wesentlichen zylindrische Oberfläche hatte, gedrückt, um in der Nähe der Beschleunigungserfassungsvorrichtung 10 zu einer flachen Form verformt zu werden. Nach dem Empfangen des Stoßes zu dieser Zeit hat die Ausgabespannung der Beschleunigungserfassungsvorrichtung 10 den ersten Spitzenwert. Wenn der Abschnitt der Lauffläche 31, der zu der Position der Beschleunigungserfassungsvorrichtung 10 korrespondiert, mit der Drehung des Reifens 3 vom Boden getrennt wird, wird das Drücken des Abschnitts des Reifens 3 in der Nähe der Beschleunigungserfassungsvorrichtung 10 aufgehoben, und die flache Form des Abschnitts des Reifens 3 kehrt zu der im Wesentlichen zylindrischen Form zurück. Nach dem Empfangen des Stoßes, wenn die Form des Reifens 3 zurückkehrt, hat die Ausgabespannung der Beschleunigungserfassungsvorrichtung 10 den zweiten Spitzenwert. Die Ausgabespannung der Beschleunigungserfassungsvorrichtung 10 nimmt den ersten Spitzenwert und den zweiten Spitzenwert zur Bodenberührung-Anfangszeit bzw. zur Bodenberührung-Endzeit an. Da eine Stoßrichtung beim Drücken des Reifens 3 und eine Stoßrichtung beim Lösen des Reifens 3 aus der Druckbeaufschlagung entgegengesetzt sind, sind auch die Polaritäten der Ausgabespannungen entgegengesetzt.
Der Abschnitt der Reifenlauffläche 31, der zu einer Stelle korrespondiert, an der die Beschleunigungserfassungsvorrichtung 10 angeordnet ist, wird in einem Moment der Bodenberührung als „stepping zone“ bzw. „Stufen-Zone“ bezeichnet. Der Abschnitt der Reifenlauffläche 31 in einem Moment des Verlassens der Straßenfläche wird als „kick-out zone“ bzw. „Ablösen-Zone“ bezeichnet. Die „Stufen-Zone“ enthält ein Timing mit dem ersten Spitzenwert. Die „Ablösen-Zone“ enthält ein Timing mit dem zweiten Spitzenwert. Die Zone vor der Stufen-Zone wird als „pre-stepping zone“ bzw. „Vor-Stufen-Zone“ bezeichnet. Die Zone von der Stufen-Zone bis zur Ablösen-Zone, d.h. der Abschnitt der Reifenlauffläche 31, der zu der Befestigungsposition der Beschleunigungserfassungsvorrichtung 10 während des Bodenberührens korrespondiert, befindet sich in einer Zone, die als „pre-kick out zone“ bzw. „Vor-Ablösen-Zone“ bezeichnet wird. Die Zone nach der Ablösen-Zone wird als „post-kick out zone“ bzw. „Nach-Ablösen-Zone“ bezeichnet. Eine Periode, während der der Abschnitt der Reifenlauffläche 31, der zu der Befestigungsposition der Beschleunigungserfassungsvorrichtung 10 korrespondiert, in Kontakt mit dem Boden ist, und beide Enden der Periode können insgesamt in fünf Zonen unterteilt werden. 4 veranschaulicht, dass „Vor-Stufen-Zone“, „Stufen-Zone“, „Vor-Ablösen-Zone“, „Ablösen-Zone“ und „Nach-Ablösen-Zone“ des Erfassungssignals als fünf Zonen R1 bis R5 in der Reihenfolge jeweilig angezeigt werden.
Die Schwingung, die im Reifen 3 in jeder unterteilten Zone erzeugt wird, variiert und das Erfassungssignal der Beschleunigungserfassungsvorrichtung 10 variiert je nach Zustand der Straßenfläche. Wenn eine Frequenzanalyse des Erfassungssignals der Beschleunigungserfassungsvorrichtung in jeder Zone durchgeführt wird, kann der Zustand der Fahrbahnoberfläche, auf der das Fahrzeug fährt, erfasst werden. So nimmt beispielsweise eine Scherkraft zum Zeitpunkt des Ablösens in einer Situation rutschiger Fahrbahnoberflächen wie einer verschneiten Straße ab. Daher nimmt ein Bandbreitenwert, der aus einem 1 kHz bis 4 kHz Band ausgewählt wird, in der Ablösen-Zone R4 und der Nach-Ablösen-Zone R5 ab. Da eine Vielzahl von Frequenzkomponenten des Erfassungssignals in der Beschleunigungserfassungsvorrichtung 10 je nach Zustand der Straßenfläche variieren, ist es möglich, den Zustand der Straßenfläche auf Grundlage der Frequenzanalyse des Erfassungssignals zu bestimmen.
Die Merkmalsmengenextraktionsvorrichtung 11a unterteilt das Erfassungssignal der Beschleunigungserfassungsvorrichtung 10 mit einer Kontinuierlichen-Zeit-Wellenform für eine Drehung des Reifens 3 in mehrere Abschnitte. Jeder Abschnitt hat ein Zeitfenster mit einer vorgegebenen Zeitbreite T, wie in 5 gezeigt. Die Merkmalmengenextraktionsvorrichtung 11a führt die Frequenzanalyse in jedem Bereich durch, um die Merkmalsmenge zu extrahieren. Insbesondere wenn die Frequenzanalyse in jedem Bereich durchgeführt wird, wird ein Leistungsspektraldichteniveau in jedem Frequenzband, d.h. ein Schwingungsniveau in einem bestimmten Frequenzband ausgewertet. Das Leistungsspektraldichteniveau repräsentiert die Merkmalsmenge.
Die Anzahl der Bereiche, die durch das Zeitfenster, das eine Zeitbreite T aufweist, geteilt werden, ist gemäß einer Fahrzeuggeschwindigkeit, insbesondere einer Drehzahl des Reifens 3, variabel. In der folgenden Beschreibung repräsentiert „n“ die Anzahl der Bereiche für eine Drehung. „n“ ist eine natürliche Zahl.
Zum Beispiel passieren Erfassungssignale in den jeweiligen Bereichen korrespondierende mehrere Filter mit spezifizierten Frequenzbändern, um spektrale Leistungsspektraldichteniveaus zu erhalten. Die mehreren Filter können beispielsweise fünf Bandpassfilter, die jeweilige Frequenzbänder 0 bis 1 kHz, 1 kHz bis 2 kHz, 2 kHz bis 3 kHz, 3 kHz bis 4 kHz und 4 kHz bis 5 kHz haben, sein. Die Leistungsspektraldichteniveaus stellt die Merkmalsmenge dar. Die Merkmalsmenge wird Merkmalsvektor genannt. Wenn das Leistungsspektraldichteniveau in jedem spezifizierten Frequenzband als a_ik angezeigt wird, repräsentiert der Merkmalsvektor Xi in einem Bereich „i“, in dem „i“ eine natürliche Zahl ist und in einer Beziehung von 1 ≤ i ≤ n steht, den folgenden Ausdruck als eine Determinante mit den Leistungsspektraldichteniveaus als Elemente. $x_{i} = [\begin{array}{l} a_{i1} \\ a_{i2} \\ a_{i 3} \\ a_{i4} \\ a_{i5} \end{array}]$
„k“ in dem Leistungsspektraldichteniveau a_ik repräsentiert die Anzahl der spezifizierten Frequenzbänder, mit anderen Worten die Anzahl der Bandpassfilter. In einer Situation, in der ein 0 bis 5 kHz-Band in fünf Abschnitte unterteilt ist, liegt „k“ in einem Verhältnis von k= 1 bis 5. Die Determinante X, die in allen Bereichen 1 bis n die jeweiligen Merkmalsvektoren X1 bis Xn gemeinsam darstellt, wird wie folgt ausgedrückt. $x = (\begin{array}{l} a_{11} & a_{21} & \dots & a_{n 1} \\ a_{12} & a_{22} & \dots & a_{n2} \\ a_{13} & a_{23} & \dots & a_{n 3} \\ a_{14} & a_{24} & \dots & a_{n 4} \\ a_{15} & a_{25} & \dots & a_{n 5} \end{array})$
Die Determinante X ist ein Ausdruck, der die Merkmalsmenge für eine Drehung des Reifens repräsentiert. Die Merkmalsmengenextraktionsvorrichtung 11a extrahiert die Merkmalsmenge, die in der Determinante X ausgedrückt ist, durch Ausführen der Frequenzanalyse des Erfassungssignals der Beschleunigungserfassungsvorrichtung 10.
Als nächstes wird die Bestimmung einer Variation des Zustands der Straßenfläche durch die Variationsbestimmungsvorrichtung 11c beschrieben. Die Bestimmung wird durch Berechnen eines Ähnlichkeitsgrades auf Grundlage der vorliegenden Merkmalsmenge, die von der Merkmalsmengenextraktionsvorrichtung 11 a extrahiert wurde, und der vorherigen Merkmalsmenge, die im Merkmalsmengenspeicher 11b gespeichert ist, ausgeführt.
In Bezug auf die Determinante X, die die oben beschriebene Merkmalsmenge repräsentiert, repräsentiert X(r) die Determinante der vorliegenden Merkmalsmenge und repräsentiert X(r-1) die Determinante der vorherigen Merkmalsmenge. Die jeweiligen Ausdrücke a(r)_ik, a(r-1)_ik repräsentieren das Leistungsspektraldichteniveau a_ik als Element jeder Determinante. In dieser Situation werden die Determinante X(r) der vorliegenden Merkmalsmenge und die Determinante X(r-1) der vorherigen Merkmalsmenge jeweilig wie folgt ausgedrückt. $x (r) = (\begin{array}{l} a {(r)}_{11} & a {(r)}_{21} & \dots & a {(r)}_{n 1} \\ a {(r)}_{12} & a {(r)}_{22} & \dots & a {(r)}_{n2} \\ a {(r)}_{13} & a {(r)}_{23} & \dots & a {(r)}_{n 3} \\ a {(r)}_{14} & a {(r)}_{24} & \dots & a {(r)}_{n 4} \\ a {(r)}_{15} & a {(r)}_{25} & \dots & a {(r)}_{n 5} \end{array})$
$x (r - 1) = (\begin{array}{l} a {(r - 1)}_{11} & a {(r - 1)}_{21} & \dots & a {(r - 1)}_{n 1} \\ a {(r - 1)}_{12} & a {(r - 1)}_{22} & \dots & a {(r - 1)}_{n2} \\ a {(r - 1)}_{13} & a {(r - 1)}_{23} & \dots & a {(r - 1)}_{n 3} \\ a {(r - 1)}_{14} & a {(r - 1)}_{24} & \dots & a {(r - 1)}_{n 4} \\ a {(r - 1)}_{15} & a {(r - 1)}_{25} & \dots & a {(r - 1)}_{n 5} \end{array})$
Der Ähnlichkeitsgrad gibt einen Ähnlichkeitsgrad zwischen den Merkmalsmengen an, die durch zwei Determinanten repräsentiert werden. Die beiden Determinanten sind ähnlich, wenn der Ähnlichkeitsgrad höher ist. In der vorliegenden Ausführungsform bewertet die Variationsbestimmungsvorrichtung 11c den Ähnlichkeitsgrad unter Verwendung der Kernelmethode und bestimmt die Variation des Zustands der Straßenfläche auf Grundlage des Ähnlichkeitsgrades. Ein inneres Produkt der Determinante X(r) zum Zeitpunkt der vorliegenden Drehung des Reifens 3 und der Determinante X(r-1) zum Zeitpunkt einer Drehung, bevor die vorliegende Drehung berechnet wird, und das innere Produkt wird als Ähnlichkeitsgrad verwendet. Mit anderen Worten, der Abstand zwischen den Koordinaten, der durch den Merkmalsvektor Xi in den Abschnitten angezeigt wird, die durch jedes Zeitfenster mit einer vorgegebenen Zeitbreite T innerhalb eines Merkmalsraums geteilt werden, wird berechnet, und der Abstand wird als Ähnlichkeitsgrad verwendet.
Zum Beispiel werden, wie in 6 gezeigt, in Bezug auf die Zeitachsenwellenform des Erfassungssignals in der Beschleunigungserfassungsvorrichtung 10, die Zeitachsenwellenform bei der vorliegenden Drehung des Reifens 3 und die Zeitachsenwellenform bei einer Drehung vor der vorliegenden Drehung jeweils durch das Zeitfenster mit einer vorgegebenen Zeitbreite T in Bereiche unterteilt. Wie in der Zeichnung gezeigt, da hältnis von n = 5 und „i“ wird durch ein Verhältnis von 1 ≤ i ≤ 5 ausgedrückt. Wie in der Zeichnung gezeigt, repräsentiert Xi(r) den Merkmalsvektor in jedem Bereich bei der vorliegenden Drehung und repräsentiert Xi(r-1) den Merkmalsvektor in jedem Bereich zum Zeitpunkt einer Drehung vor der vorliegenden Drehung. In dieser Situation wird in Bezug auf den Abstand K_yz zwischen den Koordinaten, die durch die Merkmalsvektoren Xi in den Bereichen angezeigt werden, angezeigt, dass eine horizontale Kachel, die den Merkmalsvektor Xi(r) in jedem Bereich der vorliegenden Drehung enthält, mit einer vertikalen Kachel, die den Merkmalsvektor Xi(r-1) in jedem Bereich enthält, zum Zeitpunkt einer Drehung vor der vorliegenden Drehung geschnitten wird. Bezogen auf die Entfernung K_yz ist „y“ ein Wert, der durch Umschreiben von „i“ in Xi(r-1) erhalten wird, und ist „z“ ein Wert, der durch Umschreiben von „i“ in Xi(r) erhalten wird. Da die Fahrzeuggeschwindigkeit zwischen dem Zeitpunkt der vorliegenden Drehung und dem Zeitpunkt einer Drehung vor der vorliegenden Drehung nicht stark variiert, ist die Anzahl der Bereiche bei jeder Drehung grundsätzlich ähnlich.
Bei der vorliegenden Ausführungsform wird der Merkmalsvektor durch Unterteilen in fünf spezifizierte Frequenzbänder erlangt. Der Merkmalsvektor Xi in jedem Bereich wird in einem sechsdimensionalen Raum, der mit der Zeitachse kombiniert ist, ausgedrückt. Der Abstand zwischen den Koordinaten, die durch die Merkmalsvektoren Xi in den jeweiligen Bereichen angezeigt werden, ist der Abstand zwischen den Koordinaten im sechsdimensionalen Raum. Der Abstand zwischen den Koordinaten, die von den Merkmalsvektoren in den jeweiligen Abschnitten angegeben werden, nimmt ab, wenn die Merkmalsgrößen ähnlich sind, und steigt, wenn die Merkmalsgrößen nicht ähnlich sind. So steigt der Ähnlichkeitsgrad, wenn der Abstand abnimmt, und nimmt der Ähnlichkeitsgrad ab, wenn der Abstand zunimmt.
Zum Beispiel wird in einer Situation, in der die Bereiche 1 bis n durch Zeitteilen erhalten werden, der Abstand K_yz zwischen den Koordinaten, die durch den Merkmalsvektor im Bereich 1 angegeben sind, wie folgt ausgedrückt. $Kyz = \sqrt{{a {(r)}_{11} - a {(r - 1)}_{11}}^{2} + {a {(r)}_{12} - a {(r - 1)}_{12}}^{2} + \dots {a {(r)}_{15} - a {(r - 1)}_{15}}^{2}}$
Der Abstand K_yz zwischen den Koordinaten, der durch die Merkmalsvektoren in den jeweiligen Bereichen angezeigt wird, wird für alle Bereiche ausgewertet und dann wird die Summe des Abstandes K_yz für alle Bereiche berechnet. Die Summe K_total wird als Wert verwendet, der dem Ähnlichkeitsgrad entspricht. Die Summe K_total wird mit einem vorbestimmten Schwellwert Th verglichen. Wenn die Summe K_total größer als der Schwellwert Th ist, ist der Ähnlichkeitsgrad kleiner und es wird bestimmt, dass es eine Variation des Zustands der Straßenfläche gibt. Wenn die Summe K_total kleiner als der Schwellwert Th ist, ist der Ähnlichkeitsgrad kleiner und es wird bestimmt, dass es keine Variation des Zustands der Straßenfläche gibt.
Die Summe K_total der Abstände K_yz zwischen zwei Koordinaten, die durch die Merkmalsvektoren in den jeweiligen Bereichen angegeben sind, wird als Wert entsprechend dem Ähnlichkeitsgrad verwendet. Andere Werte können auch als Parameter zur Anzeige des Ähnlichkeitsgrades verwendet werden. Zum Beispiel kann die durchschnittliche Entfernung Kave, die ein Durchschnittswert der Entfernung K_yz, die durch Dividieren der Summe K_total durch die Anzahl der Bereiche bewertet wird, ist, als Parameter verwendet werden, der den Ähnlichkeitsgrad anzeigt. Wie in der Patentliteratur 1 gezeigt, kann der Ähnlichkeitsgrad auch mit verschiedenen Kernelfunktionen bewertet werden, und der Ähnlichkeitsgrad kann bis auf einen Pfad, der einen geringen Ähnlichkeitsgrad hat, berechnet werden.
Nachfolgend wird ein Betrieb des Reifengeräts 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform in Bezug auf 7 beschrieben.
Die Steuerungseinrichtung 11 in der reifenseitigen Vorrichtung 1 jedes Rades führt einen Datenübertragungsprozess, der in 7 gezeigt ist, aus. Der Prozess wird für jeden vorbestimmten Steuerungszyklus ausgeführt.
In Schritt S100 wird eine Eingabeverarbeitung für das Erfassungssignal in der Beschleunigungserfassungsvorrichtung 10 durchgeführt. Die Verarbeitung wird für eine Periode fortgesetzt, bis der Reifen 3 in einem nachfolgenden Schritt S110 eine Drehung durchführt. Wenn das Erfassungssignal in der Beschleunigungserfassungsvorrichtung 10 für eine Drehung des Reifens eingegeben wird, fährt der Prozess mit einem nachfolgenden Schritt S120 fort, und dann wird die Merkmalsmenge der Zeitachsenwellenform des Erfassungssignals in der Beschleunigungserfassungsvorrichtung 10 für eine Drehung des Reifens extrahiert. Die Verarbeitung von den Schritten S100 bis S120 wird durch die Merkmalsmengenextraktionsvorrichtung 11a durchgeführt.
Eine Drehung des Reifens 3 wird auf Grundlage der Zeitachsenwellenform des Erfassungssignals in der Beschleunigungserfassungsvorrichtung 10 bestimmt. Da das Erfassungssignal die Zeitachsenwellenform, die in 4 gezeigt wird, darstellt, kann eine Drehung des Reifens 3 durch Überprüfen des ersten Spitzenwerts und des zweiten Spitzenwerts des Erfassungssignals interpretiert werden.
Der Zustand der Straßenfläche erscheint insbesondere als eine Variation der Zeitachsenwellenform des Erfassungssignals zwischen beiden Enden der Periode, einschließlich „Stufen-Zone“, „Vor-Ablösen-Zone“ und „Ablösen-Zone“. Daher können die Daten während dieses Zeitraums eingegeben werden. Es ist nicht notwendig, alle Daten des Erfassungssignals während einer Drehung des Reifens in die Beschleunigungserfassungsvorrichtung 10 einzugeben. Zum Beispiel können bei der „Vor-Stufen-Zone“ und „Nach-Ablösen-Zone“ die Daten in der Nähe der „Vor-Stufen-Zone“ und „Nach-Ablösen-Zone“ eingegeben werden, wenn die Daten vorhanden sind. Daher darf in einer Zone, in der das Schwingungsniveau des Erfassungssignals in der Beschleunigungserfassungsvorrichtung 10 kleiner als ein Schwellwert ist, das Erfassungssignal während der „Vor-Stufen-Zone“ und „Nach-Ablösen-Zone“ nicht eingegeben werden, da diese Perioden durch den Einfluss des Zustands der Straßenfläche kaum beeinflusst werden.
Die Extraktion der Merkmalsmenge bei Schritt S120 wird nach dem vorstehend beschriebenen Verfahren durchgeführt.
Nachfolgend fährt der Prozess mit Schritt S130 fort. Der Ähnlichkeitsgrad wird nach dem vorstehend beschriebenen Verfahren auf Grundlage der vorliegenden Merkmalsmenge und der vorherigen Merkmalsmenge bewertet, und zum Beispiel wird der Ähnlichkeitsgrad mit dem Schwellwert Th verglichen, um zu bestimmen, ob es eine Variation des Zustands der Straßenfläche gibt. Da diese Verarbeitung durch die Variationsfeststellungsvorrichtung 11c durchgeführt wird, wird diese Verarbeitung basierend auf der vorliegenden Merkmalsmenge, die durch die Merkmalsmengenextraktionsvorrichtung 11a extrahiert wurde, und der vorherigen Merkmalsmenge, die im Merkmalsmengenspeicher 11b bei Schritt S150 gespeichert ist, ausgeführt.
In einer Situation, in der in Schritt S130 eine bestätigende Bestimmung getroffen wird, werden die Straßenflächendaten, die die vorliegende Merkmalsmenge enthalten, von der Übertragungssteuerung 11d an die Datenkommunikationsvorrichtung 12 zum Ausführen der Datenübertragung in Schritt S140 übertragen. Daher werden die Straßenflächendaten, die die vorliegende Merkmalsmenge enthalten, durch die Datenkommunikationsvorrichtung 12 übertragen. Die Straßenflächendaten, die die vorliegende Merkmalsmenge enthalten, werden von der Datenkommunikationsvorrichtung 12 nur dann übertragen, wenn eine Veränderung des Zustands der Straßenfläche vorliegt. Die Datenübertragung wird nicht ausgeführt, wenn es keine Veränderung des Zustands der Straßenfläche gibt. Somit ist es möglich, die Kommunikationsfrequenz zu reduzieren, und es ist möglich, ein Einsparen beim Leistungsverbrauch der Steuerungseinrichtung 11 im Reifen 3 zu erreichen.
Zuletzt fährt der Prozess mit Schritt S150 fort. Die vorliegende Merkmalsmenge wird im Merkmalsmengenspeicher 11b als vorherige Merkmalsmenge gespeichert und der Prozess endet.
Auf der anderen Seite führt die Steuerungseinrichtung 25 der Empfangseinrichtung 21 ein Straßenflächenschätzverfahren, das in 8 gezeigt wird, aus. Der Prozess wird für jeden vorgegebenen Steuerungszyklus ausgeführt.
Zunächst wird in Schritt S200 die Datenempfangsverarbeitung ausgeführt. Die Verarbeitung wird durch die Steuerungseinrichtung 25 durchgeführt, die die Straßenflächendaten abruft, wenn die Datenkommunikationsvorrichtung 24 die Straßenfläche empfängt. Wenn die Datenkommunikationsvorrichtung 24 keinen Datenempfang ausführt, beendet die Steuerungseinrichtung 25 die Verarbeitung, ohne Straßenflächendaten abzurufen.
Nachfolgend fährt der Prozess mit Schritt S210 fort und bestimmt, ob es einen Datenempfang gibt. In einer Situation, in der es einen Datenempfang gibt, fährt der Prozess mit Schritt S220 fort. In einer Situation, in der es keinen Datenempfang gibt, wird die Verarbeitung in den Schritten S200, S210 wiederholt, bis der Datenempfang auftritt.
Der Prozess fährt mit Schritt S220 fort, und die Schätzung des Zustands der Straßenfläche wird ausgeführt. In Bezug auf die Schätzung des Zustands der Straßenfläche wird der Zustand der Straßenfläche durch Vergleichen der vorliegenden Merkmalsmenge, die in den empfangenen Straßenflächendaten enthalten ist, mit einem Trägervektor zum Klassifizieren der in dem Trägervektorspeicher 25a gespeicherten Straßenfläche geschätzt. Zum Beispiel wird der Ähnlichkeitsgrad zwischen der vorliegenden Merkmalsmenge und allen Trägervektoren zur Klassifizierung der Straßenfläche bewertet. Die Straßenfläche, die zu dem Trägervektor mit der höchsten Ähnlichkeit korrespondiert, wird als die vorliegende Fahrbahnoberfläche geschätzt. Für die Berechnung des Ähnlichkeitsgrades in dieser Situation kann das ähnliche Verfahren zum Berechnen der vorliegenden Merkmalsmenge und der vorherigen Merkmalsmenge in Schritt S130 von 7 angewendet werden.
Wie vorstehend beschrieben, ist es möglich, den Zustand der Straßenfläche, auf der das Fahrzeug mit dem Reifengerät 100 fährt, gemäß der vorliegenden Ausführungsform zu schätzen. Bei der Schätzung eines solchen Zustand der Straßenfläche wird die Übertragung von Straßenflächendaten, die die vorliegende Merkmalsmenge von der reifenseitigen Vorrichtung 1 enthalten, nur zu einem Zeitpunkt ausgeführt, zu dem eine Änderung des Zustands der Straßenfläche vorliegt. Daher ist es möglich, die Kommunikationsfrequenz zu verringern, und es ist möglich, ein Einsparen beim Leistungsverbrauch der Steuerungseinrichtung 11 im Reifen 3 zu erreichen.
Da das Reifengerät 100 nicht erfordert, den Trägervektorspeicher zum Speichern des Trägervektors in der Steuerungseinrichtung 11 der reifenseitigen Vorrichtung 1 zu enthalten, ist es möglich, den Speicher der Steuerungseinrichtung 11 in dem Reifen 3 zu speichern.
In Bezug auf die Datenverarbeitung zum Berechnen des Ähnlichkeitsgrades durch die Steuerungseinrichtung 11 der reifenseitigen Vorrichtung 1 darf die Datenverarbeitung nur auf die vorliegende Merkmalsmenge und die vorherige Merkmalsmenge angewendet werden. In Bezug auf das Berechnen des Ähnlichkeitsgrades zwischen der vorliegenden Merkmalsmenge und allen Trägervektoren kann er am karosserieseitigen System 2 ausgeführt werden. Daher ist es möglich, die im Speicher der Steuerungseinrichtung 11 im Reifen 3 verbrauchte Menge weiter zu unterdrücken, so dass ein Einsparen von Speicherverbrauch erreicht werden kann.
Es ist möglich, die reifenseitige Vorrichtung 1 zum Einsparen von Speicher und Leistungsverbrauch der Steuerungseinrichtung 11 im Reifen 3 vorzusehen, und das Reifengerät 100 einschließlich der reifenseitigen Vorrichtung 1.
(Andere Ausführungsformen)
Obwohl die vorliegende Offenbarung in Übereinstimmung mit den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschrieben wurde, ist die vorliegende Offenbarung nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt und umfasst verschiedene Modifikationen und Abweichungen im Umfang von Äquivalenten. Zusätzlich sind verschiedene Kombinationen und Modi und andere Kombinationen und Modi, die nur ein einzelnes Element oder mehr oder weniger Elemente enthalten, alle in dem Umfang und der Spannbreite des Geistes der vorliegenden Offenbarung enthalten.
Zum Beispiel speichert der Merkmalmengenspeicher 11b die Merkmalsmenge eine Drehung vor der vorliegenden Drehung als Merkmalsmenge zum Zeitpunkt einer vergangenen Drehung des Reifens 3, es ist jedoch nicht notwendig, nur die Merkmalsmenge bei einer Drehung vor der vorliegenden Drehung zu haben. Die Merkmalsmengenspeicherung 11b ist nicht darauf beschränkt, die vorherige Merkmalsmenge als Merkmalsmenge bei der vergangenen Drehung des Reifens 3 zu speichern (im Folgenden „vergangene Merkmalsmenge“ genannt). Mehrere Merkmalsmengen in den jeweiligen mehreren Drehungen vor der vorliegenden Drehung können als vergangene Merkmalsmenge gespeichert werden, und ein Durchschnittswert der mehreren Merkmalsmengen, die die vorherige Merkmalsmenge enthalten, kann auch als vergangene Merkmalsmenge gespeichert werden. Zur Berechnung des Ähnlichkeitsgrades mit der vorherigen Merkmalsmenge kann die vorherige Merkmalsmenge der vergangenen Merkmalsmengen verwendet werden, und der Mittelwert der vergangenen Merkmalsmengen, die die vorherige Merkmalsmenge enthalten, kann ebenfalls verwendet werden. Im Hinblick auf das Einsparen von Speicherplatz kann es sinnvoll sein, eine Mindestanzahl von Merkmalsmengen zu speichern.
Obwohl die vorstehende Ausführungsform zeigt, dass die Schwingungserfassungseinrichtung durch die Beschleunigungserfassungsvorrichtung 10 konfiguriert ist, kann die Schwingungserfassungseinrichtung auch durch jede andere Schwingungserfassungseinrichtung, z.B. ein piezoelektrisches Element, konfiguriert sein.
Wenn es eine Variation des Zustands der Straßenfläche gibt, werden die Straßenflächendaten, die die vorliegende Merkmalsmenge enthalten, von der reifenseitigen Vorrichtung 1 übertragen. Die vorherige Merkmalsmenge kann jedoch in die Straßenflächendaten aufgenommen werden. In dieser Situation kann das Karosserieseitige System 2 auch den Zustand der Straßenfläche vor der Variation schätzen, indem es die vorherige Merkmalsmenge mit dem Trägervektor vergleicht. Daher ist es möglich, den Zustand der Straßenfläche vor und nach der Variation zu schätzen und eine Variation des Zustands der Straßenfläche genauer zu erkennen.
In der vorstehenden Ausführungsform bewertet die Steuerungseinrichtung 25 der Empfangseinrichtung 21 im karosserieseitigen System 2 den Ähnlichkeitsgrad zwischen der vorliegenden Merkmalsmenge und dem Trägervektor, führt die Schätzung des Zustands der Straßenfläche durch. Allerdings ist dieser Fall nur ein Beispiel. Andere ECUs, z.B. eine Steuerungseinrichtung in der Bremsen-ECU 22, können den Ähnlichkeitsgrad bestimmen und den Zustand der Straßenfläche schätzen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2017087554 [0001]
JP 2016107833 A [0004]

Claims

Reifenseitige Vorrichtung, die an einem Reifen (3), der bei einem Fahrzeug enthalten ist, befestigt ist und auf ein Reifengerät angewendet wird, zum Schätzen eines Zustands einer Straßenfläche, auf der das Fahrzeug fährt, wobei die reifenseitige Vorrichtung aufweist: eine Schwingungserfassungseinrichtung (10), die konfiguriert ist, um ein Erfassungssignal gemäß einem Schwingungsniveau des Reifens auszugeben, eine Steuerungseinrichtung (11), die eine Merkmalsmengenextraktionsvorrichtung (11a) enthält, die konfiguriert ist, um eine Merkmalsmenge des Erfassungssignals bei einer Drehung des Reifens zu extrahieren, und eine Übertragungseinrichtung (12), die konfiguriert ist, um Straßenflächendaten, die die Merkmalsmenge, die durch die Merkmalsmengenextraktionsvorrichtung extrahiert wird, enthalten, zu übertragen, wobei die Merkmalsmenge, die durch die Merkmalsmengenextraktionsvorrichtung bei einer vergangenen Drehung des Reifens extrahiert wird, eine vergangene Merkmalsmenge ist, wobei die Merkmalsmenge, die durch die Merkmalsmengenextraktionsvorrichtung bei einer vorliegenden Drehung des Reifens extrahiert wird, eine vorliegende Merkmalsmenge ist, wobei die Steuerungseinrichtung außerdem enthält: einen Merkmalsmengenspeicher (11b), der konfiguriert ist, um die vergangene Merkmalsmenge zu speichern, eine Variationsbestimmungsvorrichtung (11c), die konfiguriert ist, um auf Grundlage der vergangenen Merkmalsmenge und der vorliegenden Merkmalsmenge zu bestimmen, dass eine Variation beim Zustand der Straßenfläche auftritt, und eine Übertragungssteuerungseinrichtung (11d), die konfiguriert ist, um eine Übertragung der Straßenflächendaten zu steuern und Übertragungseinrichtung zu veranlassen, die Straßenflächendaten, die die vorliegenden Merkmalsmenge enthalten, im Ansprechen darauf, dass die Variationsbestimmungsvorrichtung bestimmt, dass die Änderung im Zustand der Straßenfläche auftritt, zu übertragen.
Reifenseitige Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Variationsbestimmungsvorrichtung konfiguriert ist, um einen Ähnlichkeitsgrad zwischen der vorliegenden Merkmalsmenge und der vergangenen Merkmalsmenge zu berechnen, und auf Grundlage des Ähnlichkeitsgrades zu bestimmen, dass die Variation im Zustand der Straßenfläche auftritt.
Reifenseitige Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei: die Merkmalsmenge, die durch die Merkmalsmengenextraktionsvorrichtung bei einer Drehung vor der vorliegenden Drehung extrahiert wird, eine vorherige Merkmalsmenge ist, der Merkmalmengenspeicher konfiguriert ist, um die vorherige Merkmalsmenge zu speichern, und die Variationsbestimmungsvorrichtung konfiguriert ist, um auf Grundlage der vorliegenden Merkmalsmenge und der vorherigen Merkmalsmenge zu bestimmen, dass die Variation beim Zustand der Straßenfläche auftritt.
Reifenseitige Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Merkmalsmenge, die durch die Merkmalsmengenextraktionsvorrichtung extrahiert wird, durch einen Merkmalsvektor mit einer Zeitachsenwellenform des Erfassungssignals ausgedrückt wird.
Reifengerät, das aufweist: die reifenseitige Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der die Steuerungseinrichtung als eine erste Steuerungseinrichtung konfiguriert ist, und ein karosserieseitiges System (2), das eine Empfangseinrichtung (21), die konfiguriert ist, um die Straßenflächendaten, die die vorliegende Merkmalsmenge, die von der Übertragungseinrichtung übertragen wird, enthalten, zu empfangen, und eine zweite Steuerungseinrichtung (25), die konfiguriert ist, um den Zustand der Straßenfläche auf Grundlage der Straßenflächendaten, die von der Empfangseinrichtung empfangen werden, zu schätzen, enthält, wobei die zweite Steuerungseinrichtung enthält: einen Trägervektorspeicher (25a), der konfiguriert ist, um den Trägervektor der Merkmalsmenge für jede Art des Zustands der Straßenfläche zu speichern, und eine Zustandsschätzvorrichtung (25b), die konfiguriert ist, um den Zustand der Straßenfläche auf Grundlage der vorliegenden Merkmalsmenge, die bei den Straßenflächendaten enthalten ist, und des Trägervektors, der in dem Trägervektorspeicher gespeichert ist, zu schätzen.