JP2019113373A - 輪荷重推定装置 - Google Patents
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Abstract
Description
(1)前記車両に装備されている車輪速センサから前記車両に含まれる各車輪の車輪速情報を取得するステップ。
(2)前記車輪速情報に基づいて、前記車両の前輪に作用する荷重と後輪に作用する荷重との比である前後荷重比と、前記車両の左輪に作用する荷重と右輪に作用する荷重との比である左右荷重比とを算出するステップ。
(3)前記前後荷重比及び前記左右荷重比に基づいて、前記車両の少なくとも1つの車輪に対し、前記車両に含まれる車輪間での相対的な輪荷重を表す輪荷重比を算出するステップ。
(1)前記車両に装備されている車輪速センサから前記車両に含まれる各車輪の車輪速情報を取得するステップ。
(2)前記車輪速情報に基づいて、前記車両の前輪に作用する荷重と後輪に作用する荷重との比である前後荷重比と、前記車両の左輪に作用する荷重と右輪に作用する荷重との比である左右荷重比とを算出するステップ。
(3)前記前後荷重比及び前記左右荷重比に基づいて、前記車両の少なくとも1つの車輪に対し、前記車両に含まれる車輪間での相対的な輪荷重を表す輪荷重比を算出するステップ。
<1−1.輪荷重推定装置の構成>
図1は、本実施形態に係る輪荷重推定装置2が車両1に搭載された様子を示す模式図である。車両1は、四輪車両であり、左前輪FL、右前輪FR、左後輪RL及び右後輪RRを備えている。輪荷重推定装置2は、これらの車輪FL,FR,RL,RRに作用する輪荷重を推定する機能を備える。推定された輪荷重のデータは、車両1の走行を補助する各種制御に利用される。例えば、推定された輪荷重のデータは、ブレーキ制御システムに送信され、ブレーキ制御に利用される。また、推定された輪荷重のデータは、車輪FL,FR,RL,RRに装着されているタイヤの空気圧監視システム(Tire Pressure Monitoring System;TPMS)等に送信され、タイヤの減圧判定に利用される。TPMSでは、推定された輪荷重のデータに基づいてタイヤの減圧が検出された場合に、車両1に搭載されている警報表示器3を介してその旨の警報を行うことができる。TPMSには、タイヤの動荷重半径の変化からタイヤの減圧を判定する方式があるが、タイヤの動荷重半径は、タイヤの減圧だけでなく、輪荷重の影響も受ける。従って、この方式が採用される場合、推定された輪荷重のデータに基づいて、タイヤの動荷重半径から輪荷重の影響をキャンセルすることにより、精度よくタイヤの減圧を判定することができる。また、推定された輪荷重のデータに基づいて車両1の過積載や偏積載を検出することもでき、これが検出された場合に、車両1に搭載されている警報表示器3を介してその旨の警報を行うことができる。過積載とは、車両1に許容積載量を超える荷重が積載されている状態であり、偏積載とは、車両1内の荷重が局所的に偏った状態を意味する。
出する。車輪速センサ6は、輪荷重推定装置2に通信線5を介して接続されており、各車輪速センサ6で検出された車輪速情報は、リアルタイムに輪荷重推定装置2に送信される。
以下、図3を参照しつつ、車輪FL,FR,RL,RRの輪荷重を推定するための輪荷重推定処理について説明する。図3に示す輪荷重推定処理は、例えば、車両1の走行が開始したときに開始し、走行が停止したときに終了する。
F=Mα+Mg・sinθ
R1=後輪ゲイン/前輪ゲイン
R2=右輪ゲイン/左輪ゲイン
L1=c1×R1+d1
L2=c2×R2+d2
x=1/(1+L1)
y=1−x=L1/(1+L1)
LFL=x/(1+L2)
LFR==x−LFL
LRL=y/(1+L2)
LRR==y−LRL
FL輪:M×LFL
FR輪:M×LFR
RL輪:M×LRL
RR輪:M×LRR
以下、図9を参照しつつ、第2実施形態に係る輪荷重推定処理について説明する。なお、第2実施形態に係る輪荷重推定装置の構成は、第1実施形態と同じである。また、図3と図9とを比較すれば明らかなとおり、輪荷重推定処理の各ステップもその多くが重複するため、以下では、両処理の差異を中心に説明を行う。
P1=(V3+V4)/(V1+V2)
P2=(V2+V4)/(V1+V3)
L1=a1×P1+b1
L2=a2×P2+b2
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、種々の変更が可能である。例えば、以下の変更が可能である。また、以下の変形例の要旨は、適宜組み合わせることができる。
上記実施形態では、輪荷重比LFL、LFR、LRL、LRR及び車両1の総重量Mを用いて各車輪の輪荷重を算出したが、輪荷重比のみが必要とされる場合は、ステップS2,S3及びS9を省略することもできる。
上記実施形態に係るタイヤの輪荷重推定装置は、四輪車両において駆動方式に限られることはなく、FF車両、FR車両、MR車両、4WD車両のいずれにも適用することができる。さらに、四輪車両に限られず、三輪車両又は六輪車両などにも適用することができる。
<3−3>
上記実施形態では、輪荷重比及び輪荷重を各車輪に対して算出したが、これらを車輪FL,FR,RL,RRの一部に対してのみ算出してもよい。
ガソリンハイブリッド式で、サイズ205/60R16のサマータイヤが搭載されたFF(フロントエンジン・フロントドライブ)四輪車を、表1の様々な積載条件(条件1〜条件9)下でアスファルトの路面を走行させた。なお、表1の車両の総重量及び各輪の輪荷重は、タイヤの下に敷いた輪重計により計測した値であり、単位はkgである。
以上の走行時のサンプリングデータに基づいて、第1実施形態に係る輪荷重推定処理により、車両の総重量及び各輪の輪荷重を推定したところ、表2の結果が得られた。表2の重量の単位はkgであり、各欄の下段には、表1の値に対する推定値との誤差の割合を示した。図10は、これらの誤差の割合のグラフである。以上の結果からは、第1実施形態に係る輪荷重推定処理のアルゴリズムの精度の高さが確認された。
2 輪荷重推定装置(コンピュータ)
21 車輪速取得部
22 トルク取得部
23 総重量算出部
24 荷重比算出部
25 輪荷重算出部
6 車輪速センサ
FL 左前輪
FR 右前輪
RL 左後輪
RR 右後輪
V1 左前輪の車輪速
V2 右前輪の車輪速
V3 左後輪の車輪速
V4 右後輪の車輪速
A1 左前輪の加速度
A2 右前輪の加速度
A3 左後輪の加速度
A4 右後輪の加速度
R1 前後周波数特性比
R2 左右周波数特性比
L1 前後荷重比
L2 左右荷重比
LFL 左前輪の輪荷重比
LFR 右前輪の輪荷重比
LRL 左後輪の輪荷重比
LRR 右後輪の輪荷重比
M 車両の総重量
Claims (6)
- 車両の輪荷重を推定する輪荷重推定装置であって、
前記車両に装備されている車輪速センサから前記車両に含まれる各車輪の車輪速情報を取得する車輪速取得部と、
前記車輪速情報に基づいて、前記車両の前輪に作用する荷重と後輪に作用する荷重との比である前後荷重比と、前記車両の左輪に作用する荷重と右輪に作用する荷重との比である左右荷重比とを算出する荷重比算出部と、
前記前後荷重比及び前記左右荷重比に基づいて、前記車両の少なくとも1つの車輪に対し、前記車両に含まれる車輪間での相対的な輪荷重を表す輪荷重比を算出する輪荷重算出部と
を備える、輪荷重推定装置。 - 前記輪荷重算出部は、前記車両の総重量と前記輪荷重比とに基づいて、前記輪荷重を算出する、
請求項1に記載の輪荷重推定装置。 - 前記輪荷重算出部は、前記車両に含まれる各車輪に対し、前記輪荷重比を算出する、
請求項1又は2に記載の輪荷重推定装置。 - 前記荷重比算出部は、前記車輪速情報に基づいて、
前記前輪の加速度の周波数スペクトルのゲインの大きさと前記後輪の加速度の周波数スペクトルのゲインの大きさとの比である前後周波数特性比を算出し、前記前後周波数特性に基づいて前記前後荷重比を算出し、
前記左輪の加速度の周波数スペクトルのゲインの大きさと前記右輪の加速度の周波数スペクトルのゲインの大きさとの比である左右周波数特性比を算出し、前記左右周波数特性に基づいて前記左右荷重比を算出する、
請求項1から3のいずれかに記載の輪荷重推定装置。 - 車両の輪荷重を推定する輪荷重推定方法であって、
前記車両に装備されている車輪速センサから前記車両に含まれる各車輪の車輪速情報を取得するステップと、
前記車輪速情報に基づいて、前記車両の前輪に作用する荷重と後輪に作用する荷重との比である前後荷重比と、前記車両の左輪に作用する荷重と右輪に作用する荷重との比である左右荷重比とを算出するステップと、
前記前後荷重比及び前記左右荷重比に基づいて、前記車両の少なくとも1つの車輪に対し、前記車両に含まれる車輪間での相対的な輪荷重を表す輪荷重比を算出するステップと
を含む、輪荷重推定方法。 - 車両の輪荷重を推定する輪荷重推定プログラムであって、
前記車両に装備されている車輪速センサから前記車両に含まれる各車輪の車輪速情報を取得するステップと、
前記車輪速情報に基づいて、前記車両の前輪に作用する荷重と後輪に作用する荷重との比である前後荷重比と、前記車両の左輪に作用する荷重と右輪に作用する荷重との比である左右荷重比とを算出するステップと、
前記前後荷重比及び前記左右荷重比に基づいて、前記車両の少なくとも1つの車輪に対し、前記車両に含まれる車輪間での相対的な輪荷重を表す輪荷重比を算出するステップと
をコンピュータに実行させる、
輪荷重推定プログラム。
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