JP2020524780A - 車両用タイヤの膨張状態を診断するための方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、左右タイヤの前方対と左右タイヤの後方対とを備える車両の各タイヤの膨張状態を診断するための方法に関する。本発明による方法の主な特徴は、それが以下のステップ、すなわち、車輪の角速度の比較から、および４つの実半径ＲＦＬ、ＲＦＲ、ＲＲＬ、ＲＲＲを一緒に連結する任意の方程式から実半径ＲＦＬ、ＲＦＲ、ＲＲＬおよびＲＲＲを決定する第１のステップであって、その場合、ＲＦＬ、ＲＦＲ、ＲＲＬおよびＲＲＲは、それぞれ、左前車輪の半径、右前車輪の半径、左後車輪の半径および右後車輪の半径である、第１のステップと、前のステップにおいて実行された実半径の決定からおよび前のステップの間に決定された最大実半径から４つの車輪のそれぞれの相対半径を決定する第２のステップと、前のステップにおいて決定された相対半径の値から車輪のそれぞれの膨張状態を診断するステップとを含むことである。【選択図】なし

Description

本発明は、車両用タイヤの膨張状態を診断するための方法に関する。そのような方法は、有利には、ただし、限定的でなく、自動車両に適用することができる。

本発明は、間接的な方法を使用して、自動車両のタイヤのうちの少なくとも１つの収縮状態を検出する文脈の範囲内にある。

概して、タイヤ空気圧監視システム（ＴＰＭＳ：ｔｙｒｅ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ）は、タイヤが圧力を失った場合、ただちに運転者に警告することが意図されており、したがって、運転者は、空気圧不足のタイヤを遅滞なく再膨張させ、または交換することができる。そのような測定により、
− 空気圧不足によって生じるＣＯ_２排出の量を低減し、
− タイヤの寿命を延ばし、
− パンクの危険性を低減することによって乗客の安全性を高めることが可能になる。

今日のＴＰＭＳ解決策または直接的方法は、車両の車輪の各バルブ上に設置され、実時間において圧力および温度値を測定する圧力センサの使用に基づく。これらの解決策の不利点は、
− タイヤが、そのようなセンサの設置に適している必要があり、
− 圧力センサが、故障の危険性および検出の喪失を最小限に抑えるために定期保守を必要とし、
− 圧力センサが、顕著な製造および保守費用を発生させることである。

圧力センサなしの新規解決策（間接的なＴＰＭＳ）は、ＣＡＮバス（ハンドル角、角速度、エンジン速度および加速度）上に存在する信号の分析から空気圧不足を検出するためのシステムの設置を提案する。次に、これらの新規解決策または間接的な方法は、現在の解決策よりも複雑であり、最適化するのがより困難である。間接的なＴＰＭＳは、顕著な数の設定パラメータを求める、空気圧不足を検出するためのアルゴリズムからなる。これらのすべてのパラメータを最適化し、取得した最終設定を検証するために、動作する多数の段階から導き出された大型データベースが設計されている。結果として、このデータベース全体にわたってシステムを模擬するのに要した時間は、ＴＰＭＳ検出アルゴリズムの手動最適化が複雑な、骨の折れる、および非常に時間のかかるタスクであることを意味する。

車輪の角速度に基づく、間接的なＴＰＭＳシステムは、とりわけ、２種類の検出アルゴリズムから構成される。

一番目の検出アルゴリズムは、角速度信号を使用する、車輪の動的半径の比較分析に基づく。具体的には、動的半径の低減は、車輪の角速度を増加させる直接的な結果を有する。パンク検出システム（ＰＤＣ）と呼ばれるこのアルゴリズムにより、車輪の圧力の任意の降下を効果的に検出することが可能になる。

二番目のアルゴリズムは、角速度信号のスペクトル分析に基づく。圧力の降下が角速度信号において見ることができる、車両のおよび車輪の振動の特性周波数の低下をもたらすことが判明している。このアルゴリズムは、いくつかの車輪の収縮を検出することができ、長期間の動作の後に累積された、圧力の小さな損失を検出する際に大いに役立つ。このシステムは、拡散検出システム（ＤＤＳ）と呼ばれる。

出願ＦＲ２９２７０１９は、自動車両の少なくとも１つのタイヤの膨張状態を診断するための方法を説明している。これは、前記膨張状態を検出するために車両の車輪の角速度の測定と、測定された速度の分析とを含む種類の、自動車両の車輪の前後対に装備された少なくとも１つのタイヤに対して実施される診断であり、これらの対のそれぞれは、車両の車軸に関連付けられている。この方法の１つの不利点は、それにより、車両のいくつかのタイヤの空気圧不足の状態を検出することも可能にならず、前記タイヤの空気圧不足のいくつかの異なるレベルを検出することも可能にならないことである。

本発明による、車両の少なくとも１つのタイヤの膨張状態を診断するための方法が、先行技術において発見された不利点を克服する。

本発明の主題は、左右タイヤの前方対と左右タイヤの後方対とを備える車両の各タイヤの膨張状態を診断するための方法である。

本発明による方法の主な特徴は、それが以下のステップ、すなわち、
− 対角線上の車輪の対の角速度を比較する第１の基準ＣＲ_１と、前後車輪の対の角速度を比較する第２の基準ＣＲ_２と、左右車輪の対の角速度を比較する第３の基準ＣＲ_３とを決定することによって、および４つの実半径Ｒ_ＦＬ、Ｒ_ＦＲ、Ｒ_ＲＬおよびＲ_ＲＲを相互に連結する任意の方程式を使用することによって４つの車輪のそれぞれの実半径Ｒ_ＦＬ、Ｒ_ＦＲ、Ｒ_ＲＬおよびＲ_ＲＲを決定する第１のステップであって、その場合、Ｒ_ＦＬ、Ｒ_ＦＲ、Ｒ_ＲＬおよびＲ_ＲＲは、それぞれ、左前車輪の半径、右前車輪の半径、左後車輪の半径および右後車輪の半径である、第１のステップと、
− 前のステップにおいて決定された実半径のそれぞれの、前記前のステップの間に決定された最大実半径に対する比率を計算することによって４つの車輪のそれぞれの相対半径を決定する第２のステップと、
− 前のステップにおいて決定された相対半径値から車輪のそれぞれの膨張状態を診断するステップとを含むことである。

そのような方法は、角速度信号を使用する、車輪の動的半径の比較分析に基づく。そのような方法は、それにより、車両の車輪のそれぞれの空気圧不足を診断することが可能になり、および、それにより、空気圧不足状態であるタイヤまたは複数のタイヤの特定が促進されるので完全である。最大実半径は、４つの車輪に対して決定された実半径の最大値に対応する。

有利には、第１の決定するステップを実施することが可能になる任意の方程式は、

によって与えられる。

好みで、診断ステップは、車輪のそれぞれの相対半径を、以下のように、較正することができる閾値と比較することに存する。
Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ＞ｍｉｎ（Ｒ_ｒＦＬ，Ｒ_ｒＦＲ，Ｒ_ｒＲＬ，Ｒ_ｒＲＲ）
ここで、Ｒ_ｒＦＬ、Ｒ_ｒＦＲ、Ｒ_ｒＲＬおよびＲ_ｒＲＲは、それぞれ、左前車輪の、右前車輪の、左後車輪のおよび右後車輪の相対半径である。

好ましくは、診断ステップは、１の値を最も膨張した車輪の相対半径に割り当てることによって、およびその他の車輪の相対半径の値を前記最も膨張した車輪の半径の百分率として表すことにおいて、次いで、各車輪の相対半径と１の値との相違を測定することによって、および、最後に、所定の閾値との各測定された相違を比較することによって実行される。

有利には、閾値は、非常に多数の実際の試験の状態および結果を列挙するデータベースから最適化され、前記状態は、少なくとも車両の質量、空気圧不足の車輪の数、タイヤ空気圧、車両によって引き受けられた行路の種類、および天候状態から選択された少なくとも１つのパラメータによって表される。

有利には、３つの基準は、以下の方程式、すなわち、

を使用して決定され、ただし、

であり、それらは、それぞれ、左前車輪の、右前車輪の、左後車輪のおよび右後車輪の角速度であり、Ｖ_{ｖｅｈｉｃｌｅ}は車両の速度である。

好みで、各車輪の相対半径を決定する第２のステップは、以下の方程式、すなわち、

を使用して実施される。

好ましくは、本発明による方法が、各タイヤの圧力を測定するセンサを使用することに、次いで前記センサを用いて取得した各タイヤの膨張状態を、前記タイヤの相対半径から取得したものと比較することに存する検査ステップによって補完される。

本発明による診断方法の１つの好ましい実施形態の詳細な説明を以下に与える。

念のために、出願ＦＲ２９２７０１９Ａ１において、診断は、

、

および

の値を分析することに、およびそれらを

、

および

と表される閾値と比較することに存する。

例えば、単一の空気圧不足の文脈において、

対角線に沿った同時空気圧不足の文脈において、

３つのタイヤの同時空気圧不足の文脈において、

この技法に関する問題は、それが、収縮のレベルがタイヤによって異なる（例えば、１つのタイヤが３０％だけ収縮し、別のタイヤが２０％だけ収縮し、第３のタイヤが１０％だけ収縮している）複数の収縮の状況に効果的に対処しないことである。

本発明は、３つの基準

、

および

を使用して車輪のそれぞれの相対半径を推定することに、および車輪の相対半径の変動に対する診断に存する。

基準ＣＲ_１は、対角線上の車輪の対の角速度を比較する。

基準ＣＲ_２は、前後車輪の対の角速度を比較する。

基準ＣＲ_３は、左右車輪の対の角速度を比較する。

各車輪に対して、角速度が車両の速度から、および該当する車輪の半径から計算されるという知識において、

、

、

および

したがって、上記の方程式は、

と書くことができる。

基準ＣＲ_１、ＣＲ_２およびＣＲ_３から半径Ｒ_ＦＬ、Ｒ_ＦＲ、Ｒ_ＲＬおよびＲ_ＲＲを計算するための方程式が欠けている。したがって、方程式

を追加することが提案される。

次いで、４つの方程式（１）、（２）、（３）および（４）ならびに４つの未知数Ｒ_ＦＬ、Ｒ_ＦＲ、Ｒ_ＲＬおよびＲ_ＲＲのシステムは、例えば、ＭａｔｌａｂのＳｙｍｂｏｌｉｃ Ｍａｔｈ Ｔｏｏｌｂｏｘを使用して解くことができる。

したがって、車輪のそれぞれの相対半径が、定義される。

すべての相対半径は、１以下である。最も膨張したタイヤの半径は、必然的に１に等しい。

次いで、空気圧不足状態を診断するための方法は、車輪のそれぞれの相対半径を閾値と比較することに存し、それは較正することができる。
Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ＞ｍｉｎ（Ｒ_ｒＦＬ，Ｒ_ｒＦＲ，Ｒ_ｒＲＬ，Ｒ_ｒＲＲ）

検出（位置特定なしの）の文脈において、相対半径の最小値が閾値未満である場合、システムは、空気圧不足の警告を発する。それにもかかわらず、この戦略は、空気圧不足の問題を特定する精度を改善するために直接的ＴＰＭＳ（圧力センサを有する）と組み合わせて使用することができる。

閾値は、異なる状態の下で、異なるパラメータ（車両質量、空気圧不足車輪の数、タイヤ空気圧、行路の種類など）を用いて実施された、多数の実際の試験から構成されるデータベースを使用することによって最適化される。

Claims (8)

1. 左右タイヤの前方対と左右タイヤの後方対とを備える車両の各タイヤの膨張状態を診断するための方法であって、
   − 対角線上の車輪の対の角速度を比較する第１の基準ＣＲ_１と、前後車輪の対の角速度を比較する第２の基準ＣＲ_２と、左右車輪の対の角速度を比較する第３の基準ＣＲ_３とを決定することによって、および４つの実半径Ｒ_ＦＬ、Ｒ_ＦＲ、Ｒ_ＲＬおよびＲ_ＲＲを相互に連結する任意の方程式を使用することによって４つの車輪のそれぞれの実半径Ｒ_ＦＬ、Ｒ_ＦＲ、Ｒ_ＲＬおよびＲ_ＲＲを決定する第１のステップであって、その場合、Ｒ_ＦＬ、Ｒ_ＦＲ、Ｒ_ＲＬおよびＲ_ＲＲが、それぞれ、左前車輪の半径、右前車輪の半径、左後車輪の半径および右後車輪の半径である、第１のステップと、
   − 前のステップにおいて決定された実半径のそれぞれの、前記前のステップの間に決定された４つの実半径Ｒ_ＦＬ、Ｒ_ＦＲ、Ｒ_ＲＬおよびＲ_ＲＲからの最大記録値に対応する最大実半径に対する比率を計算することによって４つの車輪のそれぞれの相対半径を決定する第２のステップと、
   − 前のステップにおいて決定された相対半径値から車輪のそれぞれの膨張状態を診断するステップとを含む、方法。
2. 前記第１の決定するステップを実施することが可能になる任意の方程式が、
   

   

   によって与えられることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 前記診断ステップが、車輪のそれぞれの相対半径を以下のように、較正することができる閾値と比較することに存することを特徴とし、
   Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ＞ｍｉｎ（Ｒ_ｒＦＬ，Ｒ_ｒＦＲ，Ｒ_ｒＲＬ，Ｒ_ｒＲＲ）
   ここで、Ｒ_ｒＦＬ、Ｒ_ｒＦＲ、Ｒ_ｒＲＬおよびＲ_ｒＲＲは、それぞれ、左前車輪の、右前車輪の、左後車輪の、および右後車輪の相対半径である、請求項１または２に記載の方法。
4. 前記診断ステップが、１の値を最も膨張した車輪の相対半径に割り当てることによって、およびその他の車輪の相対半径の値を前記最も膨張した車輪の半径の百分率として表すことにおいて、次いで、各車輪の相対半径と前記１の値との相違を測定することによって、および、最後に、所定の閾値との各測定された相違を比較することによって実行されることを特徴とする、請求項３に記載の方法。
5. 前記閾値が、非常に多数の実際の試験の状態および結果を列挙するデータベースから最適化されること、および前記状態が、少なくとも前記車両の質量、空気圧不足の車輪の数、タイヤ空気圧、前記車両によって引き受けられた行路の種類、および天候状態から選択された少なくとも１つのパラメータによって表されることを特徴とする、請求項３または４に記載の方法。
6. ３つの基準が、以下の方程式
   

   

   を使用して決定されることを特徴とし、
   ただし、
   

   

   であり、
   それらは、それぞれ、左前車輪の、右前車輪の、左後車輪のおよび右後車輪の角速度であり、Ｖ_{ｖｅｈｉｃｌｅ}は前記車両の速度である、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
7. 各車輪の相対半径を決定する前記第２のステップが、以下の方程式
   

   

   を使用して実施されることを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
8. 各タイヤの圧力を測定するセンサを使用することに、次いで前記センサを用いて取得した、各タイヤの膨張状態を、前記タイヤの相対半径から取得したものと比較することに存する検査ステップによって補完されることを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。