JP2002120528A - タイヤ特性判定装置 - Google Patents
タイヤ特性判定装置Info
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Abstract
高精度に判定することができるタイヤ特性判定装置を得
る。 【解決手段】 左右駆動輪の車輪速度に基づいて左右駆
動輪の路面μ勾配を路面μ勾配推定手段16R、16L
によって推定し、各輪の車輪速度に基づいて各輪の動荷
重半径を動荷重半径演算手段18によって導出し、推定
された前記路面μ勾配と導出された前記動荷重半径とに
基づいてタイヤの状態を判定するための評価関数を評価
関数導出手段20によって導出し、導出した評価関数に
基づいてタイヤの状態をタイヤ特性違い判定手段22に
よって判定する。
Description
置に係り、より詳しくは、空気圧低下の状態、摩耗状態
等のタイヤの特性を判定することができるタイヤ特性判
定装置に関する。
り、基準となる車輪である基準輪におけるタイヤの動荷
重半径を用いて、上記基準輪より空気圧が低下したタイ
ヤが装着された車輪である低下輪の基準輪に対するスリ
ップ率を導出し、導出したスリップ率と上記基準輪のス
リップ率の差に基づいて上記低下輪のタイヤにおける空
気圧低下の状態を判定するタイヤ特性判定装置が知られ
ている。なお、上記動荷重半径rは、r=V/ω(ここ
で、Vは車体速度、ωは車輪の回転角速度)で定義され
るものであり、走行速度、タイヤの空気圧等に応じて変
化するものである。
用いて導出した空気圧低下輪の基準輪に対するスリップ
率と駆動力との関係を表すと、図14のようになる。な
お、動作領域におけるスリップ率は駆動力が飽和する領
域より小さいものと考えられるので、同図では直線で近
似して表している。
イヤの動荷重半径を用いて導出しているので、駆動力が
ない場合であっても、空気圧が低下するに従って動荷重
半径が減少して当該低下輪の回転速度が上昇するため、
見かけ上、駆動力が0(零)である状態においてスリッ
プ率のオフセット値ΔSを有することになる。すなわ
ち、オフセット値ΔSは、原点(駆動力が0の点)にお
ける基準輪と低下輪の動荷重半径の差を示すものであ
る。
定装置では、上記オフセット値ΔSの大きさに基づい
て、タイヤの空気圧低下の度合いを判定していた。な
お、以下では、動荷重半径に基づいて得られたオフセッ
ト値ΔSの大きさに基づいて空気圧低下の度合いを判定
する方式及びそれに類した方式を動荷重半径方式とい
う。
ップ率と路面μ(摩擦係数)との関係を表す曲線の接線
の傾きであり、タイヤのグリップ状態を表す物理量)は
基準輪に比較して大きく、図14における直線(破線)
の傾きが大きいので、駆動力が増加するに従ってスリッ
プ率の差(S1−S0)が小さくなり、上記動荷重半径
方式では空気圧低下の判定が困難になる、という問題点
があった。
の低下に伴う接地面の増加に応じて値が増加する、とい
う特性を有している。従って、このような路面μ勾配の
特性を利用して、左右輪の路面μ勾配の差に基づいて空
気圧低下の状態を判定することが可能である。
上記接地面の他に、路面摩擦状態、トレッド剛性、荷
重、車輪慣性モーメント等が挙げられるが、このうち、
トレッド剛性及び車輪慣性モーメントについては、走行
中に路面μ勾配に対して影響を与えるほど変化するとは
考えられないので、これらの要因については初期化等に
よって対応可能であると考えられる。しかしながら、タ
イヤと路面との間の摩擦特性については、時々刻々変化
するため、その影響を受ける可能性がある。
よって当該低下輪の路面μ勾配が低下した場合の、当該
低下輪の基準輪に対するスリップ率と駆動力との関係の
一例が示されている。なお、このように路面μ勾配が低
下する要因としては、タイヤの摩耗の進行やウェット路
での走行等が例示される。
低下し、基準輪の路面μ勾配との差が小さくなった場合
には、路面μ勾配の差に基づく空気圧低下の判定が困難
になる、という問題点があった。
れたものであり、空気圧低下状態や摩耗状態等のタイヤ
特性を高精度に判定することができるタイヤ特性判定装
置を提供することを目的とする。
に、請求項1記載のタイヤ特性判定装置は、車輪速度を
検出し、車輪速信号を出力する車輪速センサと、前記車
輪速信号に基づいてタイヤと路面との間の滑り易さを表
す物理量を推定する物理量推定手段と、前記車輪速信号
に基づいてタイヤの動荷重半径を導出する動荷重半径導
出手段と、推定された前記物理量と導出された前記動荷
重半径とに基づいてタイヤの特性を判定する判定手段
と、を備えている。
ば、車輪速センサにより車輪速度が検出されて車輪速信
号が出力され、物理量推定手段により上記車輪速信号に
基づいてタイヤと路面との間の滑り易さを表す物理量が
推定され、動荷重半径導出手段により上記車輪速信号に
基づいてタイヤの動荷重半径が導出され、更に、判定手
段により、推定された上記物理量と導出された上記動荷
重半径とに基づいてタイヤの特性が判定される。
定する際に、前述の路面μ勾配に代表されるタイヤと路
面との間の滑り易さを表す物理量と、タイヤの動荷重半
径の双方を考慮することによって、タイヤ特性の判定精
度を向上するようにしている。
判定装置によれば、タイヤと路面との間の滑り易さを表
す物理量と、タイヤの動荷重半径とに基づいてタイヤの
特性を判定しているので、高精度にタイヤ特性を判定す
ることができる。
2記載のタイヤ特性判定装置は、車輪速度を検出し、車
輪速信号を出力する車輪速センサと、前記車輪速信号に
基づいてタイヤと路面との間の滑り易さを表す物理量を
推定する物理量推定手段と、前記車輪速信号に基づいて
タイヤの動荷重半径を導出する動荷重半径導出手段と、
推定された前記物理量に基づいてタイヤの特性を判定す
る第1判定手段と、導出された前記動荷重半径に基づい
てタイヤの特性を判定する第2判定手段と、前記車輪速
信号に基づく車輪速度、前記物理量、及び前記動荷重半
径の少なくとも1つに基づいて、前記第1判定手段によ
る判定及び前記第2判定手段による判定を切り替える切
替手段と、を備えている。
ば、車輪速センサにより車輪速度が検出されて車輪速信
号が出力され、物理量推定手段により上記車輪速信号に
基づいてタイヤと路面との間の滑り易さを表す物理量が
推定され、動荷重半径導出手段により上記車輪速信号に
基づいてタイヤの動荷重半径が導出される。
に基づいてタイヤの特性を判定する第1判定手段と、導
出された上記動荷重半径に基づいてタイヤの特性を判定
する第2判定手段を備えており、切替手段によって上記
車輪速信号に基づく車輪速度、上記物理量、及び上記動
荷重半径の少なくとも1つに基づいて、上記第1判定手
段による判定及び上記第2判定手段による判定が切り替
えられる。
特性の判定精度と、上記第2判定手段によるタイヤ特性
の判定精度は、車輪速度、タイヤと路面との間の滑り易
さを表す物理量、及びタイヤの動荷重半径の各々につい
てトレードオフの関係にある。そこで、本発明では、車
輪速度、タイヤと路面との間の滑り易さを表す物理量、
及びタイヤの動荷重半径の少なくとも1つに基づいて、
より高精度にタイヤ特性を判定することができる判定手
段を第1判定手段及び第2判定手段から選択するように
切り替えている。
判定装置によれば、車輪速度、タイヤと路面との間の滑
り易さを表す物理量、及びタイヤの動荷重半径の少なく
とも1つに基づき、上記物理量に基づいてタイヤの特性
を判定する第1判定手段による判定と、タイヤの動荷重
半径に基づいてタイヤの特性を判定する第2判定手段に
よる判定を切り替えているので、タイヤ特性を高精度に
判定することができる。
おけるタイヤの特性は、請求項3記載の発明のように、
当該タイヤの空気圧低下の状態又は摩耗状態であるもの
とすることができる。
又は摩耗状態を高精度に判定することができる。
明のタイヤと路面との間の滑り易さを表す物理量は、路
面μ勾配の他、当該路面μ勾配と等価な物理量である制
動力勾配や駆動力勾配を含めることができる。
を判定する際に、左輪と右輪との間のタイヤ特性の相違
の度合いが大きい場合に、当該左輪及び右輪の少なくと
も一方の車輪におけるタイヤ特性が異常であると判定す
ることが好ましい。これによって、簡易にタイヤ特性を
判定することができる。
実施の形態を詳細に説明する。 〔第1実施形態〕図1に示すように本第1実施形態に係
るタイヤ特性判定装置10は、各々所定のサンプリング
周期で対応する車輪の速度を検出し、車輪速の時系列デ
ータを車輪速信号として出力する車輪速センサで構成さ
れた右従動輪用の右従動輪車輪速検出手段12R、左従
動輪用の左従動輪車輪速検出手段12L、右駆動輪用の
右駆動輪車輪速検出手段14R、及び左駆動輪用の左駆
動輪車輪速検出手段14Lと、右駆動輪車輪速検出手段
14Rから出力された車輪速信号に基づいて右駆動輪に
おける路面μ勾配を推定する路面μ勾配推定手段16R
と、左駆動輪車輪速検出手段14Lから出力された車輪
速信号に基づいて左駆動輪における路面μ勾配を推定す
る路面μ勾配推定手段16Lと、各車輪速検出手段から
出力された車輪速信号ωi(i=1,2,3,4)に基
づいて駆動輪におけるタイヤの動荷重半径を導出する動
荷重半径演算手段18と、各路面μ勾配推定手段16
R、16Lによって得られた路面μ勾配及び動荷重半径
演算手段18によって導出された動荷重半径に基づいて
タイヤ特性の判定に用いる評価関数を導出する評価関数
導出手段20と、評価関数導出手段20によって導出さ
れた評価関数に基づいて右駆動輪及び左駆動輪のタイヤ
特性の差異を判定するタイヤ特性違い判定手段22と、
を含んで構成されている。
タイヤ特性違い判定手段22によってタイヤ特性が異常
であると判定された場合に警報を発するための警報発生
器(図示省略)が接続されている。
8は、左右の各駆動輪のタイヤの動荷重半径Rを演算し
た後、これらの動荷重半径Rを示す信号を評価関数導出
手段20に出力する。
手段16R及び路面μ勾配推定手段16Lは、低周波数
領域の振動レベルと高周波数領域の振動レベルとの差を
車輪速周波数特性量として用い、路面μ勾配を推定する
ようにしたものである。
定の原理について説明する。図7に示すように、車輪共
振系の力学モデルは、リム50とベルト52との間に各
々ばね定数K1、K2のタイヤのねじればね要素54、
56を介在させると共に、リム50と車体との間にばね
定数K3のばね要素58とダンパ60とを並列接続した
サスペンションを介在させたモデルで表される。このモ
デルにおいて路面からの外乱(路面外乱)は、ベルト5
2からばね要素54、56、リム50に伝達されて車輪
速ωに影響を与えると共に、サスペンション要素を介し
て車体に伝達される。
スペンション前後共振、2次のタイヤ回転共振を統合し
た5次の車輪フルモデルを用いて、制動力勾配と路面外
乱から車輪速までの伝達特性の追従周波数を表す車輪速
周波数特性量との関係を説明する。この制動力勾配は、
図8に示すように、スリップ速度(または、スリップ
率)と制動力との関係を表す曲線の接線の勾配(傾き)
によって表される。
0000Ns/mの限界制動領域からタイヤ特性に余裕
のある低スリップ領域の範囲における、路面外乱から車
輪速までの周波数応答を表すゲイン線図、すなわち周波
数と路面外乱の振幅に対する車輪速の振幅ゲインとの関
係を示したものである。
比較的小さな領域においては、車輪速の周波数特性は、
低周波数領域のゲインは大きく、高周波数領域のゲイン
は小さくなっている。このため、制動力勾配が比較的小
さな領域においては低周波数領域のゲインと高周波数領
域のゲインとの差を表す車輪速周波数特性量は大きくな
る。
較的大きな領域においては、車輪速の周波数特性におい
て低周波数領域のゲインは制動力勾配の比較的小さな領
域に比較して小さくなっている。また、高周波数領域の
ゲインは、タイヤの回転共振(40Hz付近)の発生等
の影響によって制動力勾配が比較的小さな領域に比較し
てそれほど小さくはなっていない。この結果、制動力勾
配が比較的大きな領域においては車輪速周波数特性量は
小さくなっている。同様に、低周波数領域の車輪速信号
の振動レベルと高周波数領域の車輪速信号の振動レベル
との差を表す車輪速周波数特性量も上記の低周波数領域
のゲインと高周波数領域のゲインとの差を表す車輪速周
波数特性量と同様に変化する。
高周波数領域のゲインとの差、または低周波数領域の車
輪速信号の振動レベルと高周波数領域の車輪速信号の振
動レベルとの差を表す車輪速周波数特性量は、制動力勾
配が大きくなるのに伴って小さくなる値であり、この特
性を利用することにより車輪周波数特性量から制動力勾
配を推定することができる。
生する40Hz付近の周波数帯域に着目した場合、制動
力勾配が大きくなるに従ってタイヤ回転共振の共振ピー
ク波形が尖鋭になっている。また、タイヤ回転共振の共
振ピーク波形は、制動力勾配が大きくなるに従って全体
的な周波数特性が高周波側に移行している。
で近似した場合、図10に示すように、制動力勾配が大
きくなるに従って周波数帯域が高くなることが理解でき
る。したがって、車輪特性を1次遅れモデルで近似し
て、ゲインが所定範囲の値から所定範囲外の値に変化す
るときの周波数である帯域周波数を車輪速周波数特性量
として推定すれば、路面外乱から車輪速までの伝達特性
の追従周波数を表す車輪速周波数特性量の値から制動力
勾配を推定することができる。なお、2次、3次等の遅
れモデルにおいても1次遅れモデルと略同様の特性を備
えているので、車輪特性を低次の遅れの特性に近似して
その車輪速周波数特性量を推定すれば、車輪速周波数特
性量の値から制動力勾配を推定することができる。
えたときの制動力勾配の他、タイヤに駆動力を与えたと
きの駆動力勾配は、いずれもタイヤと路面との間の滑り
易さを表す物理量であり、タイヤのグリップ状態を表す
路面μ勾配と等価な物理量である。したがって、車輪周
波数特性量からスリップ率またはスリップ速度と制動力
との関係を表す曲線の接線の傾きである制動力勾配、ス
リップ率またはスリップ速度と駆動力との関係を表す曲
線の接線の傾きである駆動力勾配、及びスリップ率また
はスリップ速度と路面μとの関係を表す曲線の接線の傾
きである路面μ勾配のいずれかを路面の滑りやすさを表
す物理量として推定することができる。
手段16R及び路面μ勾配推定手段16Lの構成につい
て説明する。図2に示すように、本実施の形態の路面μ
勾配推定手段16R及び路面μ勾配推定手段16Lは、
低周波数領域の車輪速信号を抽出するためのバンドパス
フィルタ40A、及びフィルタ処理後の車輪速信号から
振動レベルを演算する第1の振動レベル演算手段42A
からなる低周波数特性量演算手段と、高周波数領域の車
輪速信号を抽出するためのバンドパスフィルタ40B、
及びフィルタ処理後の車輪速信号から振動レベルを演算
する第2の振動レベル演算手段42Bからなる高周波数
特性量演算手段と、低周波数特性量演算手段で演算され
た低周波数特性量と高周波数特性量演算手段で演算され
た高周波数特性量との偏差を車輪速周波数特性量として
出力する特性量演算手段44と、上記車輪速周波数特性
量に基づいて路面μ勾配を導出する路面μ勾配導出手段
46と、を含んで構成されている。
スフィルタ40Aは、車輪速運動における比較的低周波
数の領域の車輪速信号を透過するように透過周波数が設
定されており、本実施の形態では、15〜50Hzの周
波数の車輪速信号が透過するように設定されている。ま
た、高周波数特性量演算手段におけるバンドパスフィル
タ40Bは、車輪速運動における比較的高周波数の領域
の車輪速信号を透過するように透過周波数が設定されて
おり、本実施の形態では30〜50Hzの周波数の車輪
速信号が通過するように設定されている。
フィルタ透過後の車輪速信号を2乗してデシベル表現し
た信号を低周波数特性量として出力し、振動レベル演算
手段42Bは、バンドパスフィルタ透過後の車輪速信号
を2乗してデシベル表現した信号を高周波数特性量とし
て出力する。
高周波数特性量との差を車輪速周波数特性量として出力
する。
域においては、車輪速の周波数特性は、低周波数領域の
ゲインは大きく、高周波数領域のゲインは小さいので、
低周波数領域のゲインと高周波数領域のゲインとの差を
表す車輪速周波数特性量は大きくなる。これに対し、定
常走行等の路面μ勾配が比較的大きな領域においては、
車輪速の周波数特性は低周波数のゲインが路面μ勾配の
比較的小さな領域に比較して小さくなっている。また、
高周波数領域のゲインは、タイヤの回転共振の発生など
の影響によって路面μ勾配の比較的小さな領域に比較し
てそれほど小さくならない。この結果、車輪速周波数特
性量は小さくなる。従って、低周波数領域の振動レベル
と高周波数領域の振動レベルとの差を表す車輪速周波数
特性量は、路面μ勾配が大きくなるのに伴って小さくな
る値であり、この特性を利用することにより車輪周波数
特性量から路面μ勾配を推定することができる。
は、車輪速周波数特性量が路面μ勾配が大きくなるのに
伴って小さくなる性質を利用して、低周波数領域の振動
レベルと高周波数領域の振動レベルとの差を表す車輪速
周波数特性量と路面μ勾配との関係を示すマップを予め
記憶しており、推定された車輪速周波数特性量とマップ
とから路面μ勾配を導出する。
R、14Lが本発明の車輪速センサに、路面μ勾配推定
手段16R、16Lが本発明の物理量推定手段に、動荷
重半径演算手段18が本発明の動荷重半径導出手段に、
評価関数導出手段20及びタイヤ特性違い判定手段22
が本発明の判定手段に、各々相当する。
段16R及び路面μ勾配推定手段16Lによって推定さ
れた右駆動輪及び左駆動輪の路面μ勾配と、動荷重半径
演算手段18によって演算された動荷重半径とに基づい
て評価関数導出手段20及びタイヤ特性違い判定手段2
2で行われるタイヤ特性判定処理について説明する。
定手段16Rによって推定された右駆動輪の路面μ勾配
が、路面μ勾配推定手段16Lによって推定された左駆
動輪の路面μ勾配より大きいか否かを判定し、大きい場
合(肯定判定の場合)はステップ102へ移行して右駆
動輪を基準輪に、左駆動輪を低下輪として設定した後に
ステップ106へ移行する。
動輪の路面μ勾配が左駆動輪の路面μ勾配より大きくな
いと判定された場合(否定判定された場合)にはステッ
プ104へ移行して左駆動輪を基準輪に、右駆動輪を低
下輪として設定した後にステップ106へ移行する。
又はステップ104において基準輪として設定された駆
動輪のスリップ率(本実施の形態では、従動輪に対する
スリップ率)SRを演算し、次のステップ108では、
基準輪として設定された駆動輪の路面μ勾配の推定値K
Mと上記ステップ106によって演算されたスリップ率
SRとを用い、次の(1)式によって駆動力Tを推定す
る。
プ率SRは、(ω3−ω1)/ω3(但し、ω3は右駆動輪
の回転角速度、ω1は右従動輪の回転角速度)を演算す
ることによって得られる。
08によって推定した駆動力Tと、低下輪として設定さ
れた駆動輪の路面μ勾配の推定値TM及びスリップ率D
Rとを用い、次の(2)式によって、図14に示すよう
な駆動力T=0の点(原点)におけるオフセット値ΔS
(基準輪と低下輪の動荷重半径の差)を推定する。
対応するスリップ率をxとすると、スリップ率DR、駆
動力T及び推定値TMは、次のような関係となる。
Sが所定値より大きいか否かを判定し、大きい場合(肯
定判定の場合)はステップ114へ移行してタイヤ特性
違い判定手段22に接続された図示しない警報発生器に
よって警報を発するように制御した後に本タイヤ特性判
定処理を終了する。また、上記ステップ112におい
て、オフセット値ΔSが上記所定値より大きくないと判
定された場合(否定判定された場合)には、上記ステッ
プ114の処理を行うことなく本タイヤ特性判定処理を
終了する。
判定処理では、上記ステップ110によって推定したオ
フセット値ΔSが上記所定値より大きな場合は、低下輪
として設定された駆動輪の空気圧が異常に低下している
ものと見なして警報を発するようにしている。従って、
上記所定値としては、該所定値をオフセット値ΔSが越
えた場合に、低下輪の空気圧が異常に低下していると見
なすことができる値として、実験やコンピュータ・シミ
ュレーション等によって得られた値を適用することがで
きる。
た場合において、車体速度Vは、 V=r3ω3=r1ω1 であり、スリップ率SRは、 SR=(V/r3−V/r1)/(V/r3) =(1/r3−1/r1)/(1/r3) =1−r3/r1 となるので、スリップ率は従動輪に対する駆動輪の動荷
重半径の変化率を表している。なお、ここで、r3は右
駆動輪の動荷重半径を、r1は右従動輪の動荷重半径
を、各々表す。
態に係るタイヤ特性判定装置10では、路面μ勾配と、
タイヤの動荷重半径との双方に基づいてタイヤの特性を
判定しているので、高精度にタイヤ特性を判定すること
ができる。 〔第2実施形態〕上記第1実施形態では、オフセット値
ΔSの大きさに基づいて低下輪の空気圧の異常を判定す
る場合の形態例について説明したが、本第2実施形態で
は、オフセット値ΔSに加えて、路面μ勾配も加味して
空気圧の異常を判定する場合の形態例について説明す
る。なお、本第2実施形態に係るタイヤ特性判定装置1
0の構成は、上記第1実施形態に係るタイヤ特性判定装
置10の構成(図1、図2参照)と同様であるので、こ
こでの説明は省略する。また、本第2実施形態に係る路
面μ勾配推定手段16R及び16Lと、動荷重半径演算
手段18の作用も、上記第1実施形態と同様であるの
で、ここでの説明は省略する。
段16R及び16Lによって推定された右駆動輪及び左
駆動輪の路面μ勾配と、動荷重半径演算手段18によっ
て演算された動荷重半径とに基づいて本第2実施形態に
係る評価関数導出手段20及びタイヤ特性違い判定手段
22で行われるタイヤ特性判定処理について説明する。
なお、同図における図3と同様の処理を行うステップに
ついては図3と同一のステップ番号を付して、その説明
を省略する。
によって、左右の駆動輪の路面μ勾配の差(μ勾配差)
MSを演算する。
左駆動輪の路面μ勾配の推定値を各々示す。
50で演算したμ勾配差MS及び上記ステップ110に
よって推定したオフセット値ΔSの各々の2乗の和(す
なわち、MS2+ΔS2)が所定半径Rの2乗(すなわ
ち、R2)以上であるか否かを判定し、所定半径Rの2
乗以上である場合(肯定判定の場合)はステップ154
へ移行してタイヤ特性違い判定手段22に接続された図
示しない警報発生器によって警報を発するように制御し
た後に本タイヤ特性判定処理を終了する。また、上記ス
テップ152において、所定半径Rの2乗以上でないと
判定された場合(否定判定された場合)には、上記ステ
ップ154の処理を行うことなく本タイヤ特性判定処理
を終了する。
性違い判定手段22では、図5に示すように、μ勾配差
MSとオフセット値ΔSの各々によってプロットされる
2次元座標位置が、原点を中心とする所定半径Rの円の
外部(警報領域EA)に位置するか、内部(正常領域S
A)に位置するかによって、低下輪の空気圧が異常に低
下しているか否かを判定している。
テップ152の判定処理が肯定判定となった場合に、低
下輪の空気圧が異常に低下していると見なすことができ
る値として、実験やコンピュータ・シミュレーション等
によって得られた値を適用することができる。
態に係るタイヤ特性判定装置10では、路面μ勾配と、
タイヤの動荷重半径との双方に基づいてタイヤの特性を
判定しているので、高精度にタイヤ特性を判定すること
ができる。
・異常の判定に用いる2次元図形として図5に示すよう
な半径Rの円を適用した場合について説明したが、本発
明はこれに限定されるものではなく、上記円に代えて、
矩形、楕円等を適用する形態とすることもできる。この
場合も本第2実施形態と同様の効果を奏することができ
る。
μ勾配の差(μ勾配差MS)を適用して空気圧低下の状
態を判定する場合について説明したが、本発明はこれに
限定されるものではなく、上記μ勾配差MSに代えて、
左右輪の路面μ勾配の比を適用する形態とすることもで
きる。この場合も、本第2実施形態と同様の効果を奏す
ることができる。
ヤ特性判定処理の実行時点における基準輪の路面μ勾配
の推定値KM及びスリップ率SRに基づいて駆動力Tを
推定した場合について説明したが、本発明はこれに限定
されるものではなく、路面μ勾配の推定値KM及びスリ
ップ率SRの時系列データに基づいて、例えば最小自乗
法等によって駆動力Tを推定してもよい。この場合は、
時々刻々変化する路面やタイヤの状態に応じた駆動力を
推定することができるので、上記第1、第2実施形態に
比較して、より高精度にタイヤ特性の判定を行うことが
できる。 〔第3実施形態〕上記第1、第2実施形態では、路面μ
勾配と動荷重半径の双方を考慮して低下輪の空気圧の異
常低下を判定する場合の形態例について説明したが、本
第3実施形態では、路面μ勾配に基づく空気圧低下状態
の判定と、動荷重半径に基づく空気圧低下状態の判定を
選択的に切り替えて行う場合の形態例について説明す
る。
定装置10の構成は、上記第1、第2実施形態に係るタ
イヤ特性判定装置10の構成(図1、図2参照)と同様
であるので、ここでの説明は省略する。また、本第3実
施形態に係る路面μ勾配推定手段16R、路面μ勾配推
定手段16L、及び動荷重半径演算手段18の作用も、
上記第1実施形態と同様であるので、ここでの説明は省
略する。
段16R及び16Lによって推定された右駆動輪及び左
駆動輪の路面μ勾配と、動荷重半径演算手段18によっ
て演算された動荷重半径とに基づいて本第3実施形態に
係る評価関数導出手段20及びタイヤ特性違い判定手段
22で行われるタイヤ特性判定処理について説明する。
手段12R、12L、14R、14Lから出力された車
輪速信号の各々が示す車輪速度の平均値ASを演算し、
次のステップ202では、演算された平均値ASが所定
速度より大きいか否かを判定し、大きい場合(肯定判定
の場合)はステップ204に移行して、左右の駆動輪の
路面μ勾配の差(μ勾配差)MSを演算し、次のステッ
プ206において上記μ勾配差MSに基づいてオフセッ
ト値ΔSを推定し、その後にステップ212に移行す
る。なお、本第3実施形態に係る評価関数導出手段20
では、複数のμ勾配差MSに各々対応するオフセット値
ΔSの値が予めテーブル形式に記憶されており、上記ス
テップ206では、当該テーブルを参照することによっ
てμ勾配差MSに応じたオフセット値ΔSを導出する。
値ASが所定速度より大きくないと判定された場合(否
定判定された場合)にはステップ208に移行して、左
右の駆動輪の動荷重半径の差(動荷重半径差)DSを演
算し、次のステップ210において上記動荷重半径差D
Sに基づいてオフセット値ΔSを推定し、その後にステ
ップ212に移行する。なお、本第3実施形態に係る評
価関数導出手段20では、複数の動荷重半径差DSに各
々対応するオフセット値ΔSの値も予めテーブル形式に
記憶されており、上記ステップ210では、当該テーブ
ルを参照することによって動荷重半径差DSに応じたオ
フセット値ΔSを導出する。
動力は大きい。従って、車輪速度が高いほど動荷重半径
差DSに基づいて得られるオフセット値ΔSによる空気
圧低下の判定精度は低くなり、μ勾配差MSに基づいて
得られたオフセット値ΔSによる空気圧低下の判定精度
は高くなる。
判定処理では、上記ステップ202において、車輪速度
の平均値ASが所定速度より大きいと判定された場合は
動荷重半径差DSに基づく空気圧低下の判定では判定精
度が低いものと見なし、上記ステップ204及びステッ
プ206によってμ勾配差MSに基づいてオフセット値
ΔSを推定し、他の場合には上記ステップ208及びス
テップ210によって動荷重半径差DSに基づいてオフ
セット値ΔSを推定するようにしている。従って、上記
所定速度としては、該所定速度を平均値ASが越えた場
合に、動荷重半径差DSに基づく空気圧低下の判定精度
が許容範囲外になると見なすことができる値として、実
験やコンピュータ・シミュレーション等によって得られ
た値を適用することができる。
又はステップ210によって得られたオフセット値ΔS
が所定値より大きいか否かを判定し、大きい場合(肯定
判定の場合)はステップ214へ移行してタイヤ特性違
い判定手段22に接続された図示しない警報発生器によ
って警報を発するように制御した後に本タイヤ特性判定
処理を終了する。また、上記ステップ212において、
オフセット値ΔSが上記所定値より大きくないと判定さ
れた場合(否定判定された場合)には、上記ステップ2
14の処理を行うことなく本タイヤ特性判定処理を終了
する。
判定処理では、上記ステップ206又はステップ210
によって推定したオフセット値ΔSが上記所定値より大
きな場合は、低下輪として設定された駆動輪の空気圧が
異常に低下しているものと見なして警報を発するように
している。従って、上記所定値としては、該所定値をオ
フセット値ΔSが越えた場合に、低下輪の空気圧が異常
に低下していると見なすことができる値として、実験や
コンピュータ・シミュレーション等によって得られた値
を適用することができる。
の発明の切替手段に、上記ステップ212の処理が請求
項2記載の発明の第1判定手段及び第2判定手段に、各
々相当する。
態に係るタイヤ特性判定装置10では、車輪速度に基づ
き、路面μ勾配に基づくタイヤの特性の判定と、タイヤ
の動荷重半径に基づくタイヤの特性の判定とを切り替え
ているので、タイヤ特性を高精度に判定することができ
る。
じて動荷重半径に基づく空気圧低下の判定と、路面μ勾
配に基づく空気圧低下の判定とを切り替える場合につい
て説明したが、本発明はこれに限定されるものではな
く、例えば、動荷重半径差DSや、μ勾配差MSに基づ
いて切り替える形態とすることもできる。
り替える場合は、動荷重半径差DSが所定値より大きな
ときは動荷重半径差DSに基づいて空気圧低下を判定す
るように切り替え、他のときはμ勾配差MSに基づいて
空気圧低下を判定するように切り替える。また、μ勾配
差MSに基づいて切り替える場合は、μ勾配差MSが所
定値より大きなときはμ勾配差MSに基づいて空気圧低
下を判定するように切り替え、他のときは動荷重半径差
DSに基づいて空気圧低下を判定するように切り替え
る。
と同様の効果を奏することができる。
量として路面μ勾配推定手段により路面μ勾配を推定す
る場合について説明したが、本発明はこれに限定される
ものではなく、路面μ勾配と等価的に扱うことのできる
物理量として、例えば、スリップ率またはスリップ速度
と制動力との関係を表す曲線の接線の傾きである制動力
勾配、スリップ率またはスリップ速度と駆動力との関係
を表す曲線の接線の傾きである駆動力勾配等を適用する
こともできる。
制動力勾配を適用する場合の、該制動力勾配の推定手順
について説明する。なお、ここで説明する推定手順は、
路面外乱から車輪速までの伝達特性を1次遅れモデルに
近似し、この1次遅れモデルの周波数応答から車輪速の
時系列データに基づいて帯域周波数を推定し、推定した
帯域周波数から制動力勾配を推定するようにしたもので
ある。
例は、所定のサンプリング周期で車輪速度を検出し、車
輪速の時系列データを車輪速信号として出力する車輪速
センサ70と、車輪速の時系列データに基づいて、路面
外乱から車輪速までの伝達特性を1次遅れモデルに近似
したときの該モデルの周波数応答を表すゲイン線図にお
いて、ゲインが一定値から変化するときの周波数を帯域
周波数(車輪速周波数特性量)として推定する帯域周波
数推定手段72と、予め記憶された帯域周波数と制動力
勾配との関係を表すマップに基づいて、推定された帯域
周波数に対する制動力勾配を推定する制動力勾配推定手
段74と、を含んで構成されている。
構成を示したが、例えば4輪自動車等の複数の車輪を持
つ車両の場合には、各々の車輪について図示した構成が
設けられる。
数を含む外乱である白色外乱が路面からタイヤに入力し
たと仮定し、最小自乗法を用いて1次遅れモデルの帯域
周波数を同定した。
ルゴリズム、図10は、図7の車輪フルモデルに白色外
乱を加えたときに図12のアルゴリズムによって同定さ
れる帯域周波数と対応する1次遅れモデルのゲイン線図
を示したものである。
するためのアルゴリズムについて説明する。ステップ3
00において車輪速センサ70で検出された車輪速度の
時系列データに白色外乱を加えたデータを取り込み、ス
テップ302において2次のバタワスフィルタを用い
て、例えば2Hzのハイパスフィルタと例えば20Hz
のローパスフィルタからなるフィルタによる前処理を行
う。車輪速信号をハイパスフィルタに入力してハイパス
フィルタ処理することにより、車輪の加速度の定常成分
が除去され、ローパスフィルタ処理することにより車輪
速信号の平滑化処理を行うことができる。
最小自乗法を用いて前処理された車輪速の時系列データ
から帯域周波数の時系列データを推定する。まず、車輪
速度センサ70によって、サンプル時間τ毎に離散化し
て検出された車輪速の時系列データをステップ302の
フィルタによる前処理後の車輪速の時系列データをω
[k](kはサンプル時間τを単位とするサンプル時刻で
あり、k=1,2,・・・)とし、以下のステップ1及び
ステップ2を繰り返すことにより、検出された車輪速度
の時系列データから制動力勾配の時系列データを推定す
る。 ステップ1:
時間での車輪速度の変化量にサンプル時間τを乗算した
値(車輪速の変化に関する物理量)であり、(5)式の
y[k]は、1サンプル時間の車輪速度の変化量(ω
[k−1]−ω[k−2]、ω[k]−ω[k−1])の1サン
プル時間での変化量(ω[k−1]−ω[k−2]−(ω
[k]−ω[k−1]))(車輪速度の変化の変化に関する
物理量)である。 ステップ2:
動力勾配を推定する。ただし、(7)、(8)式のλは
過去のデータを取り除く度合いを示す忘却係数(例えば
λ=0.98)であり、Tは行列の転置を示す。
変化に関する物理量の履歴及び車輪速度の変化の変化に
関する物理量の履歴を表す物理量である。
いて帯域周波数を推定する例について説明したが、補助
変数法等他のオンライン同定法を用いて帯域周波数を推
定することもできる。
ルにおける帯域周波数の推定結果の例を図10に示す。
また、図10のゲイン線図より理解されるように、近似
された1次遅れモデルのゲインは、制動力勾配が300
Ns/m以外では、車輪フルモデルのゲイン線図の定常
ゲインと反共振点(40Hz付近)におけるゲインを通
過する特性として同定されており、低次元化により15
Hz付近のサスペンション前後共振と40Hz付近のタ
イヤ回転振動の共振特性とが無視されている。また、制
動力勾配が300Ns/mと小さいときには、1次遅れ
モデルでは反共振点を通過していないことから共振は表
れず、1次遅れモデルの振動特性と車輪フルモデルの特
性とが良く一致していることが理解できる。これは、制
動力勾配が300Ns/m以下の限界付近の制動領域に
おいては、サスペンション前後共振やタイヤ回転振動に
よる共振の影響が小さく、車輪減速度運動モデルが支配
的になっているためである。したがって、このような限
界付近では、車輪運動は以下の車輪減速度運動モデルで
近似できると考えられる。
は制動力勾配(Ns/m)、RCはタイヤ有効半径
(m)、Jは車両慣性モーメントであり、νwの係数は
帯域周波数を表している。
いて、帯域周波数ω0と制動力勾配との間に、
乗法の適用により図13の関係が導き出せる。この図
は、車輪フルモデルにおける制動力勾配と白色外乱を加
えたときの車輪速データから同定された帯域周波数との
関係を示したものである。なお、図13の帯域周波数
は、単位を[rad/s]で表した。制動力勾配は、帯
域周波数が増加するに従って単調増加している。この図
13の帯域周波数と制動力勾配との関係をマップとして
制動力勾配推定手段74のメモリに記憶しておき、マッ
プを用いて車輪速信号に基づいて帯域周波数推定手段7
2で推定された帯域周波数に対応する制動力勾配を演算
することにより、帯域周波数の推定(同定)結果から制
動力勾配を推定することが可能になる。
れば、タイヤと路面との間の滑り易さを表す物理量と、
タイヤの動荷重半径とに基づいてタイヤの特性を判定し
ているので、高精度にタイヤ特性を判定することができ
る、という効果が得られる。
によれば、車輪速度、タイヤと路面との間の滑り易さを
表す物理量、及びタイヤの動荷重半径の少なくとも1つ
に基づき、上記物理量に基づいてタイヤの特性を判定す
る第1判定手段による判定と、タイヤの動荷重半径に基
づいてタイヤの特性を判定する第2判定手段による判定
を切り替えているので、タイヤ特性を高精度に判定する
ことができる、という効果が得られる。
成を示すブロック図である。
示すブロック図である。
を示すフローチャートである。
を示すフローチャートである。
に供する概略図である。
を示すフローチャートである。
車輪共振系の力学モデルを示すブロック図である。
る。
イン線図である。
周波数応答を示すゲイン線図である。
ロック図である。
アルゴリズムを示す流れ図である。
である。
の基準輪に対するスリップ率と駆動力との関係の一例を
示すグラフである。
路面μ勾配が低下した場合の、当該低下輪の基準輪に対
するスリップ率と駆動力との関係の一例を示すグラフで
ある。
段) 18 動荷重半径演算手段(動荷重半径導出手段) 20 評価関数導出手段(判定手段) 22 タイヤ特性違い判定手段(判定手段) 40A、40B バンドパスフィルタ 42A、42B 振動レベル演算手段 44 特性量演算手段 46 路面μ勾配導出手段
Claims (4)
- 【請求項1】 車輪速度を検出し、車輪速信号を出力す
る車輪速センサと、 前記車輪速信号に基づいてタイヤと路面との間の滑り易
さを表す物理量を推定する物理量推定手段と、 前記車輪速信号に基づいてタイヤの動荷重半径を導出す
る動荷重半径導出手段と、 推定された前記物理量と導出された前記動荷重半径とに
基づいてタイヤの特性を判定する判定手段と、 を備えたタイヤ特性判定装置。 - 【請求項2】 車輪速度を検出し、車輪速信号を出力す
る車輪速センサと、 前記車輪速信号に基づいてタイヤと路面との間の滑り易
さを表す物理量を推定する物理量推定手段と、 前記車輪速信号に基づいてタイヤの動荷重半径を導出す
る動荷重半径導出手段と、 推定された前記物理量に基づいてタイヤの特性を判定す
る第1判定手段と、 導出された前記動荷重半径に基づいてタイヤの特性を判
定する第2判定手段と、 前記車輪速信号に基づく車輪速度、前記物理量、及び前
記動荷重半径の少なくとも1つに基づいて、前記第1判
定手段による判定及び前記第2判定手段による判定を切
り替える切替手段と、 を備えたタイヤ特性判定装置。 - 【請求項3】 前記タイヤの特性は、当該タイヤの空気
圧低下の状態又は摩耗状態である請求項1又は請求項2
記載のタイヤ特性判定装置。 - 【請求項4】 前記物理量は、制動力勾配、駆動力勾
配、及び路面μ勾配を含む請求項1乃至請求項3の何れ
か1項記載のタイヤ特性判定装置。
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---|---|---|---|
JP2000314398A JP3801437B2 (ja) | 2000-10-13 | 2000-10-13 | タイヤ特性判定装置 |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009101841A1 (ja) * | 2008-02-14 | 2009-08-20 | Sumitomo Rubber Industries, Ltd. | 空気圧低下検出方法におけるパラメータの設定方法 |
US7619510B2 (en) | 2005-12-16 | 2009-11-17 | Sumitomo Rubber Industries, Ltd. | Apparatus, method and program for alarming abnormality in tire air-pressure |
-
2000
- 2000-10-13 JP JP2000314398A patent/JP3801437B2/ja not_active Expired - Fee Related
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---|---|---|---|---|
US7619510B2 (en) | 2005-12-16 | 2009-11-17 | Sumitomo Rubber Industries, Ltd. | Apparatus, method and program for alarming abnormality in tire air-pressure |
WO2009101841A1 (ja) * | 2008-02-14 | 2009-08-20 | Sumitomo Rubber Industries, Ltd. | 空気圧低下検出方法におけるパラメータの設定方法 |
EP2243640A1 (en) * | 2008-02-14 | 2010-10-27 | Sumitomo Rubber Industries, Ltd. | Method of determining parameter used in air pressure reduction detecting method |
EP2243640A4 (en) * | 2008-02-14 | 2011-01-12 | Sumitomo Rubber Ind | METHOD FOR DETERMINING A PARAMETER USED IN AN AIR PRESSURE REDUCTION DETECTION METHOD |
US8032344B2 (en) | 2008-02-14 | 2011-10-04 | Sumitomo Rubber Industries, Ltd. | Method of setting parameter in method of detecting decreased pneumatic pressure |
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