DE602004005398T2

DE602004005398T2 - Vorrichtung und Verfahren zur Bestimmung des Zustands einer Fahrbahnoberfläche, sowie entsprechendes Computerprogrammprodukt

Info

Publication number: DE602004005398T2
Application number: DE602004005398T
Authority: DE
Inventors: Yukio c/o SRI Research & Development Kobe-shi Nakao
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2003-11-06
Filing date: 2004-10-14
Publication date: 2007-11-29
Anticipated expiration: 2024-10-15
Also published as: US20050102086A1; EP1529703A1; DE602004005398D1; JP2005138702A; US7512473B2; EP1529703B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beurteilen eines Straßenoberflächenzustands und eine Vorrichtung davon und ein Programm zum Beurteilen eines Straßenoberflächenzustands. Im Spezielleren betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Beurteilen eines Straßenoberflächenzustands, das die Leistung und Fahrsicherheit eines Fahrzeuges durch Beurteilen der Straßenoberfläche und des Abriebzustands von Reifen verbessern kann, und eine Vorrichtung davon; und ein Programm zum Beurteilen eines Straßenoberflächenzustands.
Üblicherweise wurden eine ABS-Bremsanlage und dergleichen vorgeschlagen, die das Bremsdrehmoment verringern, das auf die Räder wirkt, bevor die Bremskraft zwischen Reifen und der Straßenoberfläche einen maximalen Wert übersteigt und die Reifen in einen blockierten Zustand kommen, den blockierten Zustand der Räder verhindern und die Drehzahl der Räder steuern, durch die maximale Bremskraft erhalten wird (zum Beispiel die ungeprüfte Japanische Patentveröffentlichung Nr. 99 757/1985 und die ungeprüfte Japanische Patentveröffentlichung Nr. 249 559/1989). Beispielsweise wird der Reibungskoeffizient der Straßenoberfläche, μ, bei der Steuerung der ABS-Bremsanlage verwendet und eine optimale Steuerung ist derart geplant, dass sie durch Änderung des Inhalts der Steuerung in Übereinstimmung mit dem Reibungskoeffizienten der Straßenoberfläche, μ (μ einer Straßenoberfläche), z. B. zwischen einem Fall eines hohen μ und einem Fall eines niedrigen μ ausgeführt wird.
Was den Reibungskoeffizienten μ der Vorrichtung zum Beurteilen einer Straßenoberfläche betrifft, die solch eine Straßenoberfläche beurteilt, so gibt es eine Vorrichtung, die eine Beziehungsgleichung zwischen einem Schlupfverhältnis und der Beschleunigung oder Verzögerung eines Fahrzeuges ermittelt und dann den Reibungskoeffizienten zwischen der Straßenoberfläche und Reifen auf der Basis des Anstiegs der Beziehungsgleichung beurteilt (ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung Nr. 253 334/2001). Das μ einer Straßenoberfläche ist derart geplant, dass es durch den Schwellenwert eines linearen Regressionskoeffizienten K1 zwischen einem Schlupfverhältnis und der Beschleunigung oder Verzögerung eines Fahrzeuges für den Anstieg beurteilt wird.
Da jedoch der Schwellenwert zum Beurteilen der Rutschigkeit der Straßenoberfläche vorbereitend aus früheren Daten eingegeben wird, ist es erforderlich, den Schwellenwert noch einmal einzugeben, wenn die Reifen durch die andere Art von Reifen ersetzt werden.
Ferner gibt es eine Vorrichtung zum Beurteilen eines Straßenoberflächenzustandes (ungeprüfte Japanische Patentveröffentlichung Nr. 274 357/2002), bei der, nachdem ein Korrelationskoeffizient und der lineare Regressionskoeffizient zwischen einem Schlupfverhältnis und der Beschleunigung oder Verzögerung eines Fahrzeuges ermittelt wurden, der Schwellenwert zum Beurteilen eines Straßenoberflächenzustandes auf der Basis des linearen Regressionskoeffizienten festgelegt wird, wenn der Korrelationskoeffizient ein bestimmter Wert oder höher ist, und eine Vorrichtung zum Beurteilen eines Straßenoberflächenzustandes (ungeprüfte Japanische Patentveröffentlichung Nr. 118 555/2003, die der Patentveröffentlichung EP 1 302 378 entspricht), bei der, nachdem das Schlupfverhältnis zwischen den vorderen und hinteren Rädern auf der linken Seite und den vorderen und hinteren Rädern auf der rechten Seite und das Schlupfverhältnis zwischen den vorderen und den hinteren Rädern jeweils berechnet wurden, die Größe einer Schwankung der Differenz zwischen den linken und rechten Schlupfverhältnissen berechnet wird und dann der Schwellenwert zum Beurteilen eines Straßenoberflächenzustands auf der Basis des linearen Regressionskoeffizienten zwischen dem Schlupfverhältnis der vorderen und hinteren Räder und der Beschleunigung oder Verzögerung eines Fahrzeuges festgelegt wird, wenn die Größe einer Schwankung ein bestimmter Wert ist, und dergleichen.
Ferner wird, wenn Reifen verschlissen sind, die Dicke des Laufflächengummis der Reifen dünn, wodurch die Steifigkeit eines Profils nach vorne und nach hinten groß wird. Wenn Reifen verschlissen sind, beeinflussen Winterreifen die Leistung auf Schnee und Sommerreifen beeinflussen die Aquaplaningleistung. Demgemäß ist es auch nützlich, den Abrieb zu detektieren. Zum Beispiel gibt es als eine Straßenoberflächenzustands-Detektionsvorrichtung zum Beurteilen, ob der Abrieb von Reifen fortschreitet, eine Vorrichtung (ungeprüfte Japanische Patentveröffentlichung Nr. 36 837/2002), bei der der Abrieb von Reifen derart geplant ist, dass er detektiert wird, indem der wechselseitige lineare Regressionskoeffizient zwischen dem Schupfverhältnis und der Beschleunigung oder Verzögerung eines Fahrzeugs mit der Häufigkeitsverteilung, die vorbereitend erfasst wird, verglichen wird.
Für die Vorrichtung zum Beurteilen eines Straßenoberflächenzustands wird jedoch, wenn die Reifen ausgetauscht wurden, der Schwellenwert nicht sofort geändert und ein Fahrzeug muss lange Zeit laufen, bis der Schwellenwert geändert wird.
Ferner kann für die Vorrichtung zum Detektieren eines Abriebzustands der Abrieb von neuen Produkten nicht detektiert werden, wenn gebrauchte Reifen aufgezogen wurden, weshalb, wenn schlauchlose Winterreifen für 2 bis 3 Saisonen im Winter aufgezogen werden, der Grad des Fortschritts des Abriebs nicht richtig beurteilt werden kann.
Unter diesen Umständen ist es daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Beurteilen eines Straßenoberflächenzustandes, das die Straßenoberfläche beurteilen kann und die Leistung und Fahrsicherheit eines Fahrzeuges durch Beurteilen des Abriebzustandes von Reifen verbessern kann, und eine Vorrichtung davon; und ein Programm zum Beurteilen eines Straßenoberflächenzustandes bereitzustellen.
Das Verfahren zum Beurteilen eines Straßenoberflächenzustands der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass es die Schritte umfasst, dass: periodisch die Raddrehgeschwindigkeiten der vier Radreifen eines Fahrzeugs detektiert werden, die Raddrehgeschwindigkeit eines jeden Reifens gespeichert wird, ein Schlupfverhältnis aus der Raddrehgeschwindigkeit ermittelt wird, die Beschleunigung oder Verzögerung des Fahrzeugs ermittelt wird, eine Beziehungsgleichung zwischen dem Schlupfverhältnis und der Beschleunigung oder Verzögerung des Fahrzeugs ermittelt wird, ein Beurteilungswert zum Beurteilen eines Reibungskoeffizienten zwischen der Straßenoberfläche und Reifen auf der Basis des Anstiegs der ermittelten Beziehungsgleichung ermittelt wird, und ein Schwellenwert festgelegt wird, der verwendet wird, um den Reibungskoeffizienten aus dem Beurteilungswert unter Verwendung der Informationen von drahtlosen elektronischen Etiketten (wireless tags), die in den Reifen verlegt wurden, zu beurteilen.
Ferner ist die Vorrichtung zum Beurteilen eines Straßenoberflächenzustands der vorliegenden Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass sie ausgestattet ist mit: einem Raddrehzahl-Detektionsmittel, um periodisch der Raddrehgeschwindigkeiten der vier Radreifen eines Fahrzeugs zu detektieren, einem Speichermittel, um die Raddrehgeschwindigkeit eines jeden Reifens zu speichern, einem Schlupfverhältnis-Berechnungsmittel, um ein Schlupfverhältnis aus der Raddrehgeschwindigkeit zu ermitteln, einem Beschleunigungs/Verzögerungs-Berechnungsmittel, um die Beschleunigung oder Verzögerung des Fahrzeugs zu ermitteln, einem Beziehungsgleichungs-Berechnungsmittel, um eine Beziehungsgleichung zwischen dem Schlupfverhältnis und der Beschleunigung oder Verzögerung des Fahrzeugs zu ermitteln, einem Beurteilungswert-Berechnungsmittel, um einen Beurteilungswert zum Beurteilen eines Reibungskoeffizienten zwischen der Straßenoberfläche und Reifen auf der Basis des Anstiegs der ermittelten Beziehungsgleichung zu ermitteln, und einem Schwellenwert-Festlegungsmittel, um einen Schwellenwert festzulegen, der verwendet wird, um den Reibungskoeffizienten aus dem Beurteilungswert unter Verwendung der Informationen von drahtlosen elektronischen Etiketten, die in den Reifen verlegt wurden, zu beurteilen.
Darüber hinaus ist das Programm zum Beurteilen eines Straßenoberflächenzustands der vorliegenden Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass ein Computer als ein Speichermittel, um die Raddrehgeschwindigkeit eines jeden Reifens zu speichern, ein Schlupfverhältnis-Berechnungs-mittel, um ein Schlupfverhältnis aus der Raddrehgeschwindigkeit zu ermitteln, ein Beschleunigungs/Verzögerungs-Berechnungsmittel, um die Beschleunigung oder Verzögerung des Fahrzeugs zu ermitteln, ein Beziehungsgleichungs-Berechnungsmittel, um eine Beziehungsgleichung zwischen dem Schlupfverhältnis und der Beschleunigung oder Verzögerung des Fahrzeugs zu ermitteln, ein Beurteilungswert-Berechnungs-mittel, um einen Beurteilungswert zum Beurteilen eines Reibungskoeffizienten zwischen der Straßenoberfläche und Reifen auf der Basis des Anstiegs der ermittelten Beziehungsgleichung zu ermitteln, und ein Schwellenwert-Festlegungsmittel, um einen Schwellenwert festzulegen, der verwendet wird, um den Reibungskoeffizienten aus dem Beurteilungswert unter Verwendung der Informationen von drahtlosen elektronischen Etiketten, die in den Reifen verlegt sind, zu beurteilen, funktionalisiert sind, um den Straßenoberflächenzustand zu beurteilen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Erzeugung einer falschen Warnung verhindert werden, indem der Schwellenwert, der die Beurteilungsbasis einer Rutschigkeit der Straßenoberfläche ist, durch die Übertragung von Informationen von drahtlosen elektronischen Etiketten geändert wird. Unter Bezugnahme auf später beschriebene Beispiele können die Schwellenwerte von Reifen B, C und D, deren Schwellenwertdaten nicht aufbewahrt werden, als 0,126, 0,113 und 0,097 aus dem Schwellenwert von 0,098, der in Reifen A gespeichert ist, berechnet werden. Der Schwellenwert zum Beurteilen der Rutschigkeit einer Straßenoberfläche wird je nach Art der Reifen geändert, indem Informationen von drahtlosen elektronischen Etiketten übertragen werden, wobei eine falsche Warnung beim Fahren auf einer Asphaltstraße nicht ausgegeben wird und eine Warnung beim Fahren auf einer spiegelglatten Straße mit einem niedrigen Reibungskoeffizienten ausgegeben wird, wodurch der Straßenoberflächenzustand genau beurteilt werden kann.
Ferner kann gemäß der vorliegenden Erfindung der Grad eines Abriebs beurteilt werden, indem der Schwellenwert zum Beurteilen der Rutschigkeit einer Straßenoberfläche, der durch die Übertragungsinformationen von drahtlosen elektronischen Etiketten geändert wurde, mit dem durchschnittlichen Beurteilungswert bei aufgezogenen Reifen verglichen wird. Unter Bezugnahme auf das später beschriebene Beispiel 2 ist, da der Beurteilungsschwellenwert von Basisreifen 0,10 und der Beurteilungsschwellenwert der Rutschigkeit von schlauchlosen Winterreifen 0,13 beträgt, der durchschnittliche Beurteilungswert nahezu gleich gegenüber dem Schwellenwert von Basisreifen, wenn der durchschnittliche Beurteilungswert der Rutschigkeit 0,11 (ein Abrieb von 25 %) oder 0,10 (ein Ab rieb von 50 %) beträgt. Demgemäß kann, da er gegenüber dem korrekten Schwellenwert von 0,13 klein ist, beurteilt werden, dass der Abrieb fortschreitet.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die optimale Steuerung in Übereinstimmung mit der Rutschigkeit einer Straßenoberfläche dadurch ausgeführt werden, indem die Informationen der Rutschigkeit einer Straßenoberfläche, die wie oben beschrieben beurteilt wurde, in einer ABS (Antiblockiersystem)-Anlage, einer TRC(Traktionskontrolle)-Vorrichtung und dergleichen verwendet werden. Ferner kann, wenn beurteilt wurde, dass die Rutschigkeit hoch ist, darüber informiert werden, dass ein Fahrer eine rutschige Straßenoberfläche beachten soll.
Zum Beispiel kann die ABS-Vorrichtung die obere Grenze einer Bremsbetätigungskraft in Übereinstimmung mit der Rutschigkeit einer Straßenoberfläche dadurch festlegen, indem die Rutschigkeit einer Straßenoberfläche während einer Fahrt von der Vorrichtung zum Beurteilen eines Straßenoberflächenzustandes der vorliegenden Erfindung eingegeben wird. Die ABS-Vorrichtung detektiert den momentanen Schlupf (Reifenblockierung) und steuert die Bremsbetätigungskraft in Echtzeit. Die ABS-Vorrichtung kann die maximale Bremskraft kurz vor einer Reifenblockieren der erhalten, indem die obere Grenze der Bremsbetätigungskraft in Übereinstimmung mit dem Straßenoberflächenzustand festgelegt wird, und ein zuverlässigeres und sichereres Bremsen kann ausgeführt werden. Infolgedessen kann, wenn ein Fahrzeug auf einer Straßenoberfläche, auf der es zu regnen begonnen hat, einer Straßenoberfläche, auf der ein Regen Staub weggewaschen hat, und einer Straßenoberfläche, auf die Schnee gefallen ist (die Rutschigkeit ist temperaturabhängig), fährt, indem schlauchlose Winterreifen aufgezogen werden, eine Bremssteuerung in Übereinstimmung mit der Gegebenheit zwischen Reifen und einer gefrore nen Straßenoberfläche oder einer Straßenoberfläche wie z. B. einer Schotterstraße ausgeführt werden.
Die TRC-Vorrichtung kann eine effektivere Antriebssteuerung eines Fahrzeuges realisieren, indem die Rutschigkeit einer Straßenoberfläche von der Vorrichtung zum Beurteilen eines Straßenoberflächenzustandes der vorliegenden Erfindung eingegeben wird, zum Beispiel, indem die Zuteilung einer Antriebskraft von linken und rechten Rädern gesteuert wird und ein Schlupf beim Starten und Beschleunigen verhindert wird, indem die obere Grenze der Antriebskraft in Übereinstimmung mit der Rutschigkeit der Straßenoberfläche festgelegt wird. Zum Beispiel kann sie ein Fahrzeug selbst auf einer Schneefahrbahn mit Gefälle zu einer geeigneten Antriebskraft steuern und einen Schlupf verhindern.
1 ist ein Blockdiagramm, das die Vorrichtung zum Beurteilen des Straßenoberflächenzustands in Bezug auf eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
2 ist ein Blockdiagramm, dass die elektrische Struktur der Vorrichtung zum Beurteilen eines Straßenoberflächenzustands von 1 zeigt.
Das Verfahren zum Beurteilen eines Straßenoberflächenzustands und eine Vorrichtung hierfür und das Programm zum Beurteilen eines Straßenoberflächenzustands der vorliegenden Erfindung sind unten stehend auf der Basis der beigefügten Zeichnungen veranschaulicht.
Wie in 1 dargestellt, ist die Vorrichtung zum Beurteilen eines Straßenoberflächenzustands gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit den üblichen Raddrehzahl-Detektionsmitteln 1 ausgestat tet, die entsprechend den an einem Fahrzeug vorgesehen vier Reifen FL, FR, RL und RR vorgesehen sind.
Als Raddrehzahl-Detektionsmittel 1 kann ein Raddrehzahlsensor zum Erzeugen von Drehimpulsen unter Verwendung einer elektromagnetischen Aufnahme und dergleichen und zum periodischen Messen von Raddrehinformationen wie z. B. einer Drehwinkelgeschwindigkeit und Drehgeschwindigkeit aus der Anzahl von Impulsen oder ein Winkelgeschwindigkeitssensor einschließlich solcher, die durch Nutzen einer Rotation Energie erzeugen, wie z. B. ein Dynamo, und die Dreh-Winkelgeschwindig-keit und die Drehgeschwindigkeit aus der Spannung messen, verwendet werden. Die Ausgabe des Raddrehzahl-Detektionsmittels 1 wird an die Steuereinheit 2, die ein Computer wie z. B. ein ABS ist, geliefert. Eine Anzeigevorrichtung 3, die aus einer Flüssigkristallanzeige zum Informieren über Reifen, deren Luftdruck abgenommen hat, einer Plasmadisplay-Vorrichtung oder einer CRT und dergleichen besteht, ein Initialisierungsschalter 4, der von einem Fahrer betätigt werden kann, und eine Warneinheit 5 sind mit der Steuereinheit 2 verbunden. Ferner sind drahtlose elektronische Etiketten in den Reifen verlegt. Als solche drahtlose elektronische Etiketten können zum Beispiel V720-D52P30 (Markenname, hergestellt von OMRON Co.) verwendet werden. Der Leser 6 der drahtlosen elektronischen Etiketten ist mit der Steuereinheit 2 verbunden.
Wie in 2 dargestellt, ist die Steuereinheit 2 aus einer E/A-Schnittstelle 2a, die zum Übertragen von Signalen mit externen Vorrichtungen erforderlich ist, einem ROM 2c, in den das Steuerfunktionsprogramm für die CPU 2b gespeichert wurde, und einem RAM 2d, in den Daten temporär heruntergeladen werden und aus dem die heruntergeladenen Daten und dergleichen ausgelesen werden, wenn die CPU 2b eine Steueroperation ausführt, zusammengesetzt.
Das Drehgeschwindigkeits-Detektionsmittel 1 gibt Impulssignale (nachfolgend als Radgeschwindigkeitsimpulse bezeichnet) aus, die den Drehzahlen von Reifen entsprechen. Ferner berechnet die CPU 2b die Drehwinkelgeschwindigkeiten Fi der jeweiligen Reifen für jeden festen Testzyklus, ΔT (Sek), zum Beispiel alle ΔT = 1 Sekunde auf der Basis der Radgeschwindigkeitsimpulse, die von dem Drehgeschwindigkeits-Detektionsmittel 1 ausgegeben wurden.
Im Übrigen sind, da Reifen mit einer Unregelmäßigkeit (anfängliche Differenz) innerhalb einer Spezifikation hergestellt werden, die effektiven Rollradien (ein Wert, der durch Dividieren eines durch eine Umdrehung zurückgelegten Abstands durch 2π erhalten wird) von jeweiligen Reifen nicht immer die gleichen, selbst wenn alle Reifen einen normalen Luftdruck aufweisen. Demgemäß werden die Drehwinkelgeschwindigkeiten Fi der jeweiligen Reifen ungleichmäßig. Daher gibt es z. B. ein Verfahren, um den Einfluss einer anfänglichen Differenz von den Drehwinkelgeschwindigkeiten Fi auszuschließen. Zunächst berechnet das Verfahren anfängliche Korrekturkoeffizienten K1, K2 und K3, die unten stehend gezeigt sind: K1 = F1/F2 (1) K2 = F3/F4 (2) K3 = (F1 + K1 × F2)/(F2 + K2 × F4) (3)
Hierbei sind F1 bis F4 jeweils die Drehwinkelgeschwindigkeiten eines vorderen linken Reifens, eines vorderen rechten Reifens, eines hinteren linken Reifens und eines hinteren rechten Reifens. Danach werden nun die Drehwinkelgeschwindigkeiten F1i unter Verwendung der anfänglichen Korrekturkoeffizienten K1, K2 und K3 bestimmt, die so berechnet wurden, wie in den Gleichungen (4) bis (7) gezeigt. F11 = F1 (4) F12 = K1 × F2 (5) F13 = K3 × F3 (6) F14 = K2 × K3 × F4 (7)
Hierin ist der anfänglichen Korrekturkoeffizient K1 ein Koeffizient zum Korrigieren der Differenz eines effektiven Rollradius, die durch die anfängliche Differenz zwischen linken und rechten vorderen Reifen verursacht wird. Der anfängliche Korrekturkoeffzient K2 ist ein Koeffizient zum Korrigieren der Differenz des effektiven Rollradius, die durch die anfängliche Differenz zwischen linken und rechten hinteren Reifen verursacht wird. Der anfängliche Korrekturkoeffizient K3 ist ein Koeffzient zum Korrigieren der Differenz des effektiven Rollradius, die durch die anfängliche Differenz zwischen einem linken vorderen Reifen und einem linken hinteren Reifen verursacht wird. Dann wird die Raddrehzahl Vi eines Reifens eines jeden Rads auf der Basis von F1_i berechnet. Bei der vorliegenden Erfindung ist die Drehgeschwindigkeit eines Reifens ein Produkt aus der Drehwinkelgeschwindigkeit eines Rades und dem effektiven Rollradius des Reifens.
In dem vorliegenden Betriebsmodus ist die Vorrichtung zum Beurteilen eines Straßenoberflächenzustands zusammengesetzt aus: dem Raddrehzahl-Detektionsmittel 1, einem Speichermittel, um die Drehgeschwindigkeit eines jeden Reifens zu speichern, einem Schlupfverhältnis-Berechnungsmittel, um ein Schlupfverhältnis (ein Verhältnis der Drehgeschwindigkeit von vorderen Reifen zu der Drehgeschwindigkeit von hinteren Reifen) aus der Drehgeschwindigkeit zu ermitteln, einem Beschleunigungs/Verzögerungs-Berechnungsmittel, um die Beschleunigung oder Verzögerung des Fahrzeugs zu ermitteln, einem Beziehungs-gleichungs-Berechnungsmittel, um eine Beziehungsgleichung zwischen dem Schlupfverhältnis und der Beschleunigung oder Verzögerung des Fahrzeugs zu ermitteln, einem Beurteilungswert-Berechnungsmittel, um einen Beurtei lungswert zum Beurteilen eines Reibungskoeffizienten zwischen der Straßenoberfläche und den Reifen auf der Basis des Anstiegs der ermittelten Beziehungsgleichung zu ermitteln, und einem Schwellenwert-Festlegungsmittel, um einen Schwellenwert festzulegen, der verwendet wird, um den Reibungskoeffizienten aus dem Beurteilungswert unter Verwendung der Informationen von drahtlosen elektronischen Etiketten, die in den Reifen verlegt wurden, zu beurteilen.
Zum Beispiel wird die Straßenoberfläche u durch den unten stehenden Schwellenwert (0,12 und 0,18) beurteilt, indem der Anstieg der Beziehungsgleichung als ein linearer Regressionskoeffizient K zwischen einem Schlupfverhältnis und der Beschleunigung oder Verzögerung eines Fahrzeuges festgelegt wird, der der Beurteilungswert der Straßenoberfläche ist.
K ≤ 0,1 Straße mit einem hohen μ (= 0,7 oder mehr) 0,1 < K ≤ 0,16 Straße mit einem mittleren μ (= 0,3 bis 0,7) (8)0,16 < K Straße mit einem niedrigen μ (= 0,3 oder weniger)
Der Schwellenwert des Regressionskoeffizienten K kann aus den bisherigen Versuchsdaten durch jeden Reifen, der vorbereitend festgesetzt wurde, erhalten werden.
In dem vorliegenden Betriebsmodus werden die Drehgeschwindigkeiten der Reifen vier Räder bei 0,1 Sekunden oder weniger und vorzugsweise 0,05 Sekunden oder weniger detektiert. Die Beschleunigung oder Verzögerung eines Fahrzeuges kann durch Messen mit einem G-Sensor ermittelt werden, es ist jedoch aus Kostengründen vorzuziehen, dass sie aus der durchschnittlichen Drehgeschwindigkeit der vier Räder oder gekoppelter Antriebsräder berechnet wird.
Dann wird der gleitende Durchschnitt des Schlupfverhältnisses und der Beschleunigung oder Verzögerung eines Fahrzeuges als der Durchschnitt von Daten über eine feste Zeit, zum Beispiel Daten über 0,1 Sekunden oder mehr, durch jede Abtastzeit ermittelt und die Beziehungsgleichung zwischen dem Schlupfverhältnis und der Beschleunigung oder Verzögerung eines Fahrzeuges wird auf Basis des Wertes des gleitenden Durchschnitts (die Schlupfverhältnisse in einer bestimmten Anzahl und die Beschleunigung oder Verzögerung eines Fahrzeuges) ermittelt.
Ferner werden der wechselseitige lineare Regressionskoeffizient zwischen einem Schlupfverhältnis und der Beschleunigung oder Verzögerung des Fahrzeuges und der Korrelationskoeffizient unter Verwendung der Daten ermittelt, die aus dem gleitenden Durchschnitt der Schlupfverhältnisse und der Beschleunigungen oder Verzögerungen eines Fahrzeuges, z. B. zumindest 5 oder mehr Daten, erhalten werden. Wenn hierbei das Schlupfverhältnis, das aus dem gleitenden Durchschnitt erhalten wurde, ein fester Wert oder größer ist (wenn er z. B. 0,07 oder größer oder –0,07 oder kleiner ist), wird er für die Berechnung des Regressionskoeffizienten nicht verwendet und es kann eine Warnung als Schlupfwarnung ausgegeben werden.
In dem vorliegenden Betriebsmodus wird, wenn eine Eingabe erfolgt, dass die Reifen gewechselt wurden, die Unterscheidungsinformationen von den drahtlosen elektronischen ID-Etiketten erhalten. Die Unterscheidungsinformationen sind ein Hersteller, eine Reifengröße, die Art von Größe und dergleichen. Wenn er z. B. schlauchlose Winterreifen erkennt, wird ein neuer Schwellenwert SS auf der Basis der Größeninformationen über, Herstellerinformationen und dergleichen berechnet.
Wenn der Schwellenwert z. B. bei einer Basisgröße und Basisreifen (Reifen, wenn standardmäßig Sommerreifen aufgezogen sind) S war, kann der neue Schwellenwert SS auf der Basis von (1) bis (4), wie unten stehend angeführt, festgelegt werden.

(1) Er wird für jede Erhöhung der Größe Reifenbreite um 10 mm um 1% verringert.
(2) Er wird für jede Erhöhung der Reifenhöhe um 10 mm um 1% erhöht.
(3) Er wird um 25% erhöht, wenn die Reifen schlauchlose Winterreifen sind.
(4) Er wird um 12% erhöht, wenn die Reifen Ganzjahresreifen sind.

Ferner kann auch mit einem Korrekturkoeffizienten α multipliziert werden, der abhängig von einem Hersteller oder einem Profil (z. B. Winter Sport M3 hergestellt von German Dunlop Co.) ist. Zum Beispiel ist im Fall von Sommerreifen α = 1,0 und α = 1,25 im Fall von schlauchlosen Winterreifen und α = 1,12 im Fall von Ganzjahresreifen.
Zuerst kann, wenn der Beurteilungswert der durch das Beurteilungswert-Berechnungsmittel beurteilten Straßenoberfläche, größer als der Schwellenwert S ist, die Beurteilung der Straßenoberfläche ausgeführt werden, wenn der Reibungskoeffizient μ eines Reifens bei einer Montage verringert ist.
Wenn Werte nach einer Änderung einer Reifenbreite und Reifenhöhe T' bzw. H' sind, kann der neue Schwellenwert SS wie folgt dargestellt werden. SS = S × {1 + (T – T')/1000} × {1 + (H' – H)/1000} × α (9)
Dann wird die Beurteilung der Straßenoberfläche mit dem neuen Schwellenwert SS anstelle von Gleichung (8) ausgeführt.
Ferner wird der neue Schwellenwert SS mit dem Beurteilungswert (zum Beispiel dem Wert des linearen Regressionskoeffizienten K) einer Straßenoberfläche, die beurteilt wird, wenn ein Fahrzeug tatsächlich auf verschiedenen Straßenoberflächen fährt, verglichen. Zunächst zeigt das Fahrzeug, wenn schlauchlose Winterreifen (gebrauchte schlauchlose Winterreifen), mit fortgeschrittenem Abrieb aufgezogen sind, die Tendenz, beim Fahren auf Schnee und Eis leichter zu rutschen als mit neuen Reifen und das ist gefährlich. Da jedoch durch das Beurteilen der Straßenoberfläche detektiert werden kann, dass es leicht zum Rutschen neigt, kann sicher gefahren werden, indem ein Fahrer davor gewarnt wird. Wenn im Gegensatz dazu ein Fahrzeug auf einer Asphaltstraße fährt, ist der Beurteilungswert für das Beurteilen der Rutschigkeit der Straßenoberfläche verringert, da die Steifigkeit der Lauffläche infolge von Abrieb höher wird, wodurch der Beurteilungswert der Straßenoberfläche einen Wert ohne Schlupf anzeigt, der den neuen Schwellenwert SS nicht übersteigt.
Demgemäß bedeutet es, wenn die Beurteilung, dass kein Schlupf vorliegt, bei dem der Beurteilungswert der Straßenoberfläche den neuen Schwellenwert SS übersteigt, häufig bereitgestellt wird, dass der Abrieb von schlauchlosen Winterreifen fortgeschritten ist, weshalb zu begreifen ist, dass der Abriebzustand von gebrauchten schlauchlosen Winterreifen (z. B. 25 %, 30 % oder 50 %) beurteilt werden kann, indem der neue Schwellenwert SS mit dem Beurteilungswert einer Straßenoberfläche verglichen wird.
Somit kann die Erzeugung einer falschen Warnung verhindert werden, indem der Schwellenwert, der die Beurteilungsbasis der Rutschigkeit einer Straßenoberfläche gemäß den übertragenen Informationen von drahtlosen elektronischen Etiketten ist, geändert wird.
Des Weiteren kann der Schwellenwert bei neuen Produkten der schlauchlosen Winterreifen aus den Informationen über die Art von Reifen durch die Informationen eines Schwellenwertes bei Sommerreifen und die Informationen von drahtlosen elektronischen Etiketten, die die schlauchlosen Winterreifen betreffen, berechnet werden. Der Abriebzustand der Reifen kann gefolgert werden, indem der Schwellenwert bei den neuen Produkten der schlauchlosen Winterreifen mit dem Beurteilungswert einer Straßenoberfläche verglichen wird, wenn ein Fahrzeug auf Asphalt fährt.
Nunmehr wird die vorliegende Erfindung auf der Basis von Beispielen veranschaulicht, die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht nur auf diese Beispiele beschränkt.
BEISPIEL 1
Als Fahrzeug wurde ein BMW 328i mit einem Leser für drahtlose elektronische ID-Etiketten vorbereitet. Nachdem Reifen mit einer Reifengröße von 205/55ZR 16 SP9000 (einer Reifenbreite von 215 mm, einem Außendurchmesser von 631 mm und einer Reifenhöhe von 113 mm) als Basisreifen aufgezogen wurden, wurde das Fahrzeug auf der Okayama Teststrecke von Sumitomo Rubber Industry Co., Ltd. (einer Asphaltstraße mit einem Reibungskoeffizienten μ von nahezu 1,0 und einer Porzellanfliesenstraße mit einem Reibungskoeffizienten μ von nahezu 0,1) gefahren. Der Reibungskoeffizient μ ist der jeweilige maximale Wert für die Basisreifen.
Dann wurden die folgenden vier Arten von Reifen, A, B, C und D als Testreifen verwendet, in denen drahtlose elektronische ID-Etiketten verlegt waren.
(1) Reifen A
Die Reifengröße beträgt 215/45R17 SP9000 (Sommerreifen mit einer Reifenbreite von 220 mm, einem Außendurchmesser von 623 mm und einer Reifenhöhe von 96 mm).
(2) Reifen B
Die Reifengröße beträgt 205/55R16 DS2 (schlauchlose Winterreifen mit einer Reifenbreite von 205 mm, einem Außendurchmesser von 633 mm und einer Reifenhöhe von 113 mm).
(3) Reifen C
Die Reifengröße beträgt 205/55R16 SP Winter Sport M3 (Ganzjahresreifen mit einer Reifenbreite von 215 mm, einem Außendurchmesser von 631 mm und einer Reifenhöhe von 113 mm).
(4) Reifen D
Die Reifengröße beträgt 245/45R17 SP9000 (Sommerreifen mit einer Reifenbreite von 250 mm, einem Außendurchmesser von 631 mm und einer Reifenhöhe von 112 mm).
Das Ergebnis der Lauftests ist in Tabelle 1 gezeigt. Des Weiteren wird der Schwellenwert der Reifen A vorbereitend bei 0,098 beibehalten und die Schwellenwerte der Reifen B, C und D, deren Schwellenwertdaten nicht beibehalten werden, betragen 0,126, 0,113 bzw. 0,097 gemäß der Berechnung der Gleichung (9).
TABELLE 1
Aus Tabelle 1 ist ersichtlich, dass, wenn die neuen Schwellenwerte, die aus den Informationen von den drahtlosen elektronischen ID-Etiketten berechnet wurden, in Bezug auf die Reifen B, C und D verwendet werden, beim Fahren auf einer Asphaltstraße keine falsche Warnung ausgegeben wird, beim Fahren auf einer spielgelglatten Straße jedoch eine Warnung ausgegeben wird, weshalb der Zustand einer Straßenoberfläche genau beurteilt werden kann.
BEISPIEL 2
Als Fahrzeug wurde ein BMW 328i mit einem Leser für drahtlose elektronische ID-Etiketten vorbereitet. Nachdem Reifen mit einer Reifengröße von 205/55ZR16 SP9000 (einer Reifenbreite von 215 mm, einem Außendurchmesser von 631 mm und einer Reifenhöhe von 113 mm) als Basisreifen aufgezogen wurden, wurde das Fahrzeug auf der Okayama Teststrecke von Sumitomo Rubber Industry Co., Ltd. (einer Asphaltstraße mit einem Reibungskoeffizienten μ von nahezu 1,0) gefahren. Der Reibungskoeffizient μ ist der maximale Wert (repräsentative Wert) für die Basisreifen.
Dann wurden neue Produkte und schlauchlose Winterreifen mit einem Abrieb von 25 % und schlauchlose Winterreifen mit einem Abrieb von 50 % als Testreifen verwendet, in denen die drahtlosen elektronischen ID-Etiketten verlegt waren. Des Weiteren beträgt die Reifengröße der schlauchlosen Winterreifen 205/55R16 DS2 (schlauchlose Winterreifen mit einer Reifenbreite von 205 mm, einem Außendurchmesser von 633 m und einer Reifenhöhe von 113 mm).
Das Ergebnis der Lauftests ist in Tabelle 2 gezeigt. Ferner beträgt der Schwellenwert gemäß dem Lauf bei den Basisreifen 0,1 und der neue Schwellenwert beträgt gemäß der Berechnung von Gleichung (9) 0,13.
TABELLE 2
Aus Tabelle 2 ist ersichtlich, dass je mehr die Reifen verschlissen sind, der durchschnittliche Beurteilungswert umso niedriger ist, und der fortschreitende Grad eines Abriebs kann beurteilt werden, indem er mit den neuen Schwellenwerten gemäß den aufgezogenen Reifen verglichen wird, die aus den Informationen von drahtlosen elektronischen ID-Etiketten berechnet wurden. Infolgedessen kann der Grad eines Abriebs gemäß den aufgezogenen Reifen beurteilt werden und ein Fahrer kann gewarnt werden, dass der Grad eines Abriebs fortgeschritten ist und die Reifen rutschen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung können die Leistung und die Fahrsicherheit eines Fahrzeugs verbessert werden, indem Informationen betreffend die Unterscheidung von Reifen durch das Übertragen von Informationen von drahtlosen elektronischen Etiketten gelesen werden und der Schwellenwert, der die Beurteilungsbasis für die Rutschigkeit der Straßenoberfläche ist, auf der Basis der Informationen geändert wird.
Ferner kann der Abriebzustand von Reifen beurteilt werden, indem der Schwellenwert mit den tatsächlich berechneten Beurteilungswert verglichen wird, der die Rutschigkeit einer Straßenoberfläche beurteilt, und wenn beurteilt wird, dass ein Abrieb fortgeschritten ist, kann die Fahrsicherheit erhöht werden, indem ein Fahrer aufgefordert wird, die Reifen zu wechseln.
Es wird einzusehen sein, dass die oben beschriebenen Anordnungen nur illustrativ für die Anwendung der Prinzipien der vorliegenden Erfindung sind. Zahlreiche Abwandlungen und alternative Anordnungen können vom Fachmann vorgenommen werden, ohne von dem Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen, und die beiliegenden Ansprüche sollen solche Abwandlungen und Anordnungen abdecken.

Claims

Verfahren zum Beurteilen eines Straßenoberflächenzustands, umfassend die Schritte, dass: periodisch Drehgeschwindigkeiten von vier Radreifen, die an einem Fahrzeug montiert sind, detektiert werden; die Drehgeschwindigkeit eines jeden Reifens gespeichert wird; ein Schlupfverhältnis aus den Raddrehgeschwindigkeiten ermittelt wird; eine Beschleunigung oder Verzögerung des Fahrzeugs ermittelt wird; eine Beziehungsgleichung zwischen dem Schlupfverhältnis und der Beschleunigung des Fahrzeugs ermittelt wird; ein Beurteilungswert zum Beurteilen eines Reibungskoeffizienten zwischen einer Straßenoberfläche und den Reifen auf der Basis eines Anstiegs der ermittelten Beziehungsgleichung ermittelt wird; und ein Schwellenwert festgelegt wird, der verwendet wird, um einen Reibungskoeffizienten aus dem Beurteilungswert mit Informationen von drahtlosen elektronischen Etiketten (wireless tags), die in den Reifen verlegt sind, zu beurteilen.
Verfahren zum Beurteilen eines Straßenoberflächenzustands nach Anspruch 1, ferner umfassend den Schritt, dass ein Abriebzustand der Reifen durch einen Vergleich des Schwellenwerts mit dem Beurteilungswert beurteilt wird.
Vorrichtung zum Beurteilen eines Straßenoberflächenzustands, die umfasst: ein Raddrehzahl-Detektionsmittel, um periodisch Raddrehgeschwindigkeiten von vier Radreifen eines Fahrzeugs zu detektieren; ein Speichermittel; um die Raddrehgeschwindigkeit eines jeden Reifens zu speichern; ein Schlupfverhältnis-Berechnungsmittel, um ein Schlupfverhältnis aus den Raddrehgeschwindigkeiten zu ermitteln; ein Beschleunigungs/Verzögerungs-Berechnungsmittel, um eine Beschleunigung oder Verzögerung des Fahrzeugs zu ermitteln; ein Beziehungsgleichungs-Berechnungsmittel, um eine Beziehungsgleichung zwischen dem Schlupfverhältnis und der Beschleunigung des Fahrzeugs zu ermitteln; ein Beurteilungswert-Berechnungsmittel, um einen Beurteilungswert zum Beurteilen eines Reibungskoeffizienten zwischen einer Straßenoberfläche und Reifen auf der Basis eines Anstiegs der ermittelten Beziehungsgleichung zu ermitteln; und ein Schwellenwert-Festlegungsmittel, um einen Schwellenwert festzulegen, der verwendet wird, um einen Reibungskoeffizienten aus dem Beurteilungswert mit Informationen drahtloser elektronischer Etiketten, die in den Reifen verlegt sind, zu beurteilen.
Vorrichtung zum Beurteilen eines Straßenoberflächenzustands nach Anspruch 3, ferner umfassend ein Abrieb-Beurteilungsmittel, um den Abriebzustand von Reifen durch den festgelegten Schwellenwert zu beurteilen.
Programm zum Beurteilen eines Straßenoberflächenzustands, das umfasst: ein Speichermittel, um die Raddrehgeschwindigkeit eines jeden an einem Fahrzeug montierten Reifens zu speichern; ein Schlupfverhältnis-Berechnungsmittel, um ein Schlupfverhältnis aus den Raddrehgeschwindigkeiten zu ermitteln; ein Beschleunigungs/Verzögerungs-Berechnungsmittel, um eine Beschleunigung oder Verzögerung des Fahrzeugs zu ermitteln; ein Beziehungsgleichungs-Berechnungsmittel, um eine Beziehungsgleichung zwischen dem Schlupfverhältnis und der Beschleunigung des Fahrzeugs zu ermitteln; ein Beurteilungswert-Berechnungsmittel, um einen Beurteilungswert zum Beurteilen eines Reibungskoeffizienten zwischen einer Straßenoberfläche und den Reifen auf der Basis eines Anstiegs der ermittelten Beziehungsgleichung zu ermitteln; und ein Schwellenwert-Festlegungsmittel, um einen Schwellenwert festzulegen, der verwendet wird, um einen Reibungskoeffizienten aus dem Beurteilungswert mit Informationen drahtloser elektronischer Etiketten, die in den Reifen verlegt sind, zu beurteilen.
Programm zum Beurteilen eines Straßenoberflächenzustands nach Anspruch 5, ferner umfassend ein Abrieb-Beurteilungsmittel, um einen Abriebzustand von Reifen durch den festgelegten Schwellenwert zu beurteilen.