JP2022104266A - Wear amount estimation system, arithmetic model creation system, and wear amount estimation method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両に装着されるタイヤの摩耗量を推定する摩耗量推定システム、演算モデル生成システムおよび摩耗量推定方法に関する。 The present invention relates to a wear amount estimation system for estimating the wear amount of a tire mounted on a vehicle, an arithmetic model generation system, and a wear amount estimation method.
一般に、タイヤは走行状態や走行距離等に応じて摩耗が進行する。また昨今ではタイヤの圧力および温度を計測するセンサをタイヤに取り付け、計測した圧力および温度を表示する装置などが製品化されている。 Generally, tires are worn according to the traveling condition, the traveling distance, and the like. Recently, a device that attaches a sensor for measuring the pressure and temperature of a tire to the tire and displays the measured pressure and temperature has been commercialized.
特許文献1には従来のタイヤ摩耗推定システムが記載されている。このタイヤ摩耗推定システムは、第1の予測変数を生成するためにタイヤに取り付けられた少なくとも1つのセンサと、第2の予測変数に関するデータを記憶するルックアップテーブルおよびデータベースの少なくとも一方と、少なくとも1つの乗物影響を含む予測変数のうちの一方と、予測変数を受け取り、少なくとも1つのタイヤに関する推定摩耗率を生成するモデルと、を有する。 Patent Document 1 describes a conventional tire wear estimation system. The tire wear estimation system includes at least one sensor attached to the tire to generate a first predictor, at least one of a lookup table and database that stores data about the second predictor, and at least one. It has one of the predictors including the effects of one vehicle and a model that receives the predictors and produces an estimated wear factor for at least one tire.
特許文献1に記載のタイヤ摩耗推定システムは、例えばホイール位置およびドライブトレーンを乗物影響として用いてタイヤの摩耗量を推定する。本発明者は、特許文献1に記載の乗物影響が同等の条件であっても、タイヤの温度や車両の高度変化量によってもタイヤの摩耗量が変動することから、タイヤの摩耗量の推定に改善の余地があることに本発明者は気づいた。また本発明者は、タイヤの各溝についての深さの変化を摩耗量として推定し、車両の高度変化量に基づく上り走行や下り走行によって生じるタイヤの偏摩耗も推定し得ると考えた。 The tire wear estimation system described in Patent Document 1 estimates the amount of tire wear by using, for example, the wheel position and the drive train as vehicle influences. The present inventor estimates the amount of tire wear because the amount of tire wear varies depending on the temperature of the tire and the amount of altitude change of the vehicle even if the influence of the vehicle described in Patent Document 1 is the same. The present inventor has noticed that there is room for improvement. The present inventor also considered that the change in the depth of each groove of the tire can be estimated as the amount of wear, and the uneven wear of the tire caused by the uphill running and the downhill running based on the amount of altitude change of the vehicle can also be estimated.
本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、タイヤの摩耗量の推定精度を向上することができる摩耗量推定システム、演算モデル生成システムおよび摩耗量推定方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is a wear amount estimation system, an arithmetic model generation system, and a wear amount estimation method capable of improving the estimation accuracy of the tire wear amount. Is to provide.
本発明のある態様の摩耗量推定システムは、車両に装着されたタイヤの温度、並びに車両の走行距離および高度を含む情報を取得する車両情報取得部と、前記車両情報取得部により取得したタイヤの温度および車両の高度に基づいてタイヤ摩耗に対する過酷度を算出するタイヤ過酷度算出部と、入力された情報に基づいてタイヤの摩耗量を算出する演算モデルを有し、前記車両情報取得部により取得した走行距離、およびタイヤ過酷度算出部により算出した過酷度を前記演算モデルに入力してタイヤの摩耗量を算出する摩耗量算出部と、を備える。 The wear amount estimation system of an aspect of the present invention includes a vehicle information acquisition unit that acquires information including the temperature of a tire mounted on the vehicle, and the mileage and altitude of the vehicle, and a tire acquired by the vehicle information acquisition unit. It has a tire severity calculation unit that calculates the severity of tire wear based on the temperature and altitude of the vehicle, and a calculation model that calculates the amount of tire wear based on the input information, and is acquired by the vehicle information acquisition unit. It is provided with a wear amount calculation unit for calculating the tire wear amount by inputting the mileage and the severity calculated by the tire severity calculation unit into the calculation model.
本発明の別の態様は演算モデル生成システムである。演算モデル生成システムは、車両に装着されたタイヤの温度、並びに車両の走行距離および高度を含む情報を取得する車両情報取得部と、前記車両情報取得部により取得したタイヤの温度および車両の高度に基づいてタイヤ摩耗に対する過酷度を算出するタイヤ過酷度算出部と、入力された情報に基づいてタイヤの摩耗量を算出する演算モデルを有し、前記車両情報取得部により取得した走行距離、およびタイヤ過酷度算出部により算出した過酷度を前記演算モデルに入力してタイヤの摩耗量を算出する摩耗量算出部と、前記タイヤで計測される摩耗量と前記摩耗量算出部により算出された摩耗量とを比較して前記演算モデルを学習させる学習処理部と、を備える。 Another aspect of the present invention is a computational model generation system. The arithmetic model generation system has a vehicle information acquisition unit that acquires information including the temperature of the tire mounted on the vehicle, the mileage and altitude of the vehicle, and the tire temperature and the altitude of the vehicle acquired by the vehicle information acquisition unit. It has a tire severity calculation unit that calculates the severity of tire wear based on it, and a calculation model that calculates the amount of tire wear based on the input information, and the mileage acquired by the vehicle information acquisition unit and the tire. The harshness calculated by the harshness calculation unit is input to the calculation model to calculate the tire wear amount, and the wear amount measured by the tire and the wear amount calculated by the wear amount calculation unit. It is provided with a learning processing unit for learning the arithmetic model by comparing with.
本発明の別の態様は摩耗量推定方法である。摩耗量推定方法は、車両に装着されたタイヤの温度、並びに車両の走行距離および高度を含む情報を取得する車両情報取得ステップと、前記車両情報取得ステップにより取得したタイヤの温度および車両の高度に基づいてタイヤ摩耗に対する過酷度を算出するタイヤ過酷度算出ステップと、入力された情報に基づいてタイヤの摩耗量を算出する演算モデルに、前記車両情報取得ステップにより取得した走行距離、およびタイヤ過酷度算出ステップにより算出した過酷度を入力してタイヤの摩耗量を算出する摩耗量算出ステップと、を備える。 Another aspect of the present invention is a wear amount estimation method. The wear amount estimation method includes a vehicle information acquisition step for acquiring information including the temperature of the tire mounted on the vehicle, the mileage and altitude of the vehicle, and the tire temperature and the vehicle altitude acquired by the vehicle information acquisition step. The mileage acquired by the vehicle information acquisition step and the tire harshness are added to the tire harshness calculation step for calculating the harshness for tire wear based on the calculation model for calculating the tire wear amount based on the input information. It is provided with a wear amount calculation step for calculating the tire wear amount by inputting the severity calculated by the calculation step.
本発明によれば、タイヤの摩耗量の推定精度を向上することができる。 According to the present invention, the accuracy of estimating the amount of tire wear can be improved.
以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図1から図8を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、各図面における部材の寸法は、理解を容易にするために適宜拡大、縮小して示される。また、各図面において実施の形態を説明する上で重要ではない部材の一部は省略して表示する。 Hereinafter, the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 8 based on a preferred embodiment. The same or equivalent components and members shown in the drawings shall be designated by the same reference numerals, and duplicate description thereof will be omitted as appropriate. Further, the dimensions of the members in each drawing are shown in an appropriately enlarged or reduced size for easy understanding. In addition, some of the members that are not important for explaining the embodiment in each drawing are omitted and displayed.
(実施形態)
図1は、実施形態に係る摩耗量推定システム100の機能構成を示すブロック図である。摩耗量推定システム100は、車両に搭載された車載計測装置70と、気象情報サーバ装置80と、車両に装着された各タイヤ7の摩耗量を推定する摩耗量推定装置10とを備える。
(Embodiment)
FIG. 1 is a block diagram showing a functional configuration of the wear
摩耗量推定装置10は、例えばインターネット等の通信ネットワーク9を介して車両に搭載された車載計測装置70から車両の速度および位置情報等の車両計測情報、並びにタイヤ7で計測されるタイヤ計測情報を取得する。また摩耗量推定装置10は、気象情報サーバ装置80から気象情報を取得する。摩耗量推定装置10は、取得した情報に基づいて学習型の演算モデルによる演算を行って各タイヤ7の摩耗量を推定する。
The wear
図2は、車載計測装置70の機能構成を示すブロック図である。車載計測装置70は、車両計測部71、タイヤ計測部72、情報取得部73および通信部74を備える。車載計測装置70における各部は、ハードウェア的には、コンピュータのCPUをはじめとする電子素子や機械部品などで実現でき、ソフトウェア的にはコンピュータプログラムなどによって実現されるが、ここでは、それらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックはハードウェア、ソフトウェアの組合せによっていろいろな形態で実現できることは、当業者には理解されるところである。
FIG. 2 is a block diagram showing a functional configuration of the in-
車両計測部71は、車両に搭載された速度メータ71aおよびGPS受信機71bを有する。速度メータ71aは、車両の速度を計測する。GPS受信機71bは、車両の現在の位置情報(緯度、経度および高度)を計測する。また車両計測部71は、例えば加速度センサを有し、車両の3軸方向の加速度を計測するようにしてもよい。
The
タイヤ計測部72は、温度センサ72aおよび圧力センサ72bを有する。温度センサ72aおよび圧力センサ72bは、車両に装着されたタイヤ7のエアバルブ等に配設されていたり、あるいはベルト等でホイールに強固に巻き付け固定されており、それぞれタイヤ7の温度および空気圧を計測する。温度センサ72aは、タイヤ7のインナーライナー等に配設されていてもよい。
The
情報取得部73は、車両計測部71で計測された車両計測情報(速度、位置情報、加速度等)およびタイヤ計測部72で計測されたタイヤ計測情報(タイヤの温度および空気圧等)を取得する。情報取得部73は、車両計測情報およびタイヤ計測情報に含まれる各計測データに対して、計測された時刻情報、または取得した時刻情報を対応付ける。情報取得部73は、車両計測情報およびタイヤ計測情報を各計測データに対応付けられた時刻情報とともに通信部74から摩耗量推定装置10へ送信する。
The
情報取得部73は、車両にデジタルタコメータ等の装置が搭載されている場合には、当該装置において収集した車両の速度、加速度および位置情報等を取得するようにしてもよい。通信部74は、例えばWiFi(登録商標)等の無線通信によって通信ネットワーク9に通信接続し、情報取得部73が取得した車両計測情報、タイヤ計測情報および時刻情報を通信ネットワーク9を介して摩耗量推定装置10へ送信する。
When the vehicle is equipped with a device such as a digital tachometer, the
図1に戻り、気象情報サーバ装置80は各地における気象情報を提供する。気象情報サーバ装置80が提供する気象情報は、各地における降水量、積雪量、降雪量、気温および日照時間等を含む情報である。摩耗量推定装置10は、気象情報サーバ装置80から車両が走行している場所における気象情報を取得する。
Returning to FIG. 1, the weather
摩耗量推定装置10は、通信部11、車両情報取得部12、タイヤ過酷度算出部13、摩耗量算出部14および記憶部15を備える。摩耗量推定装置10における各部は、ハードウェア的には、コンピュータのCPUをはじめとする電子素子や機械部品などで実現でき、ソフトウェア的にはコンピュータプログラムなどによって実現されるが、ここでは、それらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックはハードウェア、ソフトウェアの組合せによっていろいろな形態で実現できることは、当業者には理解されるところである。
The wear
通信部11は、無線または有線通信によって通信ネットワーク9に通信接続し、車載計測装置70の通信部74との間で通信する。また通信部11は、通信ネットワーク9を介して気象情報サーバ装置80との間で通信する。
The
車両情報取得部12は、車両に搭載された車載計測装置70から送信された車両計測情報(速度、位置情報、加速度等)およびタイヤ計測情報(タイヤの温度および空気圧等)を取得する。車両情報取得部12は、車両計測情報に基づいて車両の走行距離を算出して取得する。
The vehicle
車両情報取得部12は、車両計測情報の位置情報に基づいて走行距離を算出して取得することができる。また、車両の走行距離は、車両計測情報における速度のデータと、当該データに対応付けられた時刻のデータに基づいて算出してもよい。即ち、時系列的に並んだ速度データに、次の時点までの時間差分を乗算することによって車両の走行距離を算出することができる。
The vehicle
車両情報取得部12は、車両の走行距離に関する情報が、車両または車両管理用の外部装置等から提供されていれば、自ら走行距離を算出する必要はなく、車両または外部装置から走行距離に関する情報を取得してもよい。
If the information on the mileage of the vehicle is provided from the vehicle or an external device for vehicle management, the vehicle
車両情報取得部12は、取得した走行距離を摩耗量算出部14へ出力する。車両情報取得部12は、取得したタイヤ計測情報(タイヤの温度および空気圧等)を摩耗量算出部14へ出力する。車両情報取得部12は、車両計測情報における位置情報およびタイヤ計測情報におけるタイヤ7の温度をタイヤ過酷度算出部13へ出力する。
The vehicle
車両情報取得部12は、摩耗量算出部14において車両の加速度を入力要素として用いる演算モデルに基づくタイヤの摩耗量推定を行う場合、車両計測情報における加速度のデータを摩耗量算出部14へ出力する。
When the vehicle
また車両情報取得部12は、車両仕様データ15aおよびタイヤ仕様データ15bのうちタイヤ7の摩耗量の推定に用いるデータを記憶部15から取得し、摩耗量算出部14へ出力する。記憶部15は、例えばSSD(Solid State Drive)、ハードディスク、CD-ROM、DVD等によって構成される記憶装置であり、予め各種の車両およびタイヤ7の仕様に関して提供されているデータを記憶している。
Further, the vehicle
車両仕様データ15aには、例えばメーカー、車両名、車両型式、車体重量、ドライブトレーン、全長、車幅、車高、最大積載荷重などの車両の性能等に関する情報が含まれる。また、タイヤ仕様データ15bには、例えばメーカー、商品名、タイヤサイズ、タイヤ幅、扁平率、耐摩耗性能、タイヤ強度、静的剛性、動的剛性、タイヤ外径、ロードインデックス、製造年月日など、タイヤ7の性能に関する情報が含まれる。
The
タイヤ過酷度算出部13は、タイヤの温度および車両の高度に基づいてタイヤ摩耗に対する過酷度(以下、タイヤ過酷度と表記する。)を算出する。タイヤ過酷度算出部13は、車両の位置情報に含まれる高度から高度変化量を算出する。
The tire
図3は、タイヤ過酷度の算出について説明するための模式図である。図3では、横軸にタイヤの温度を、縦軸に高度変化量を取り、所定の測定期間(例えば1月)に亘って計測されたタイヤの温度と算出した高度変化量をプロットしている。高度変化量は、プラス側が上り坂を走行している状態、マイナス側が下り坂を走行している状態を表している。また、タイヤの温度と算出した高度変化量は、例えば60秒ごとのデータとなっている。 FIG. 3 is a schematic diagram for explaining the calculation of the tire harshness. In FIG. 3, the horizontal axis represents the tire temperature and the vertical axis represents the altitude change amount, and the tire temperature measured over a predetermined measurement period (for example, January) and the calculated altitude change amount are plotted. .. The amount of altitude change represents a state in which the plus side is traveling uphill and a state in which the minus side is traveling downhill. Further, the tire temperature and the calculated altitude change amount are, for example, data every 60 seconds.
タイヤ過酷度算出部13は、図3における横軸の温度について3分割、縦軸の高度変化量について3分割し、合計9つのセクションSC1~SC9に分割している。タイヤ過酷度算出部13は、各セクションにおける頻度データをタイヤ過酷度として算出する。タイヤ過酷度算出部13は、例えばプロットした総数を10000とし、SC1の領域に入るデータが50あったとすると、SC1における頻度を0.005(=50/10000)と算出する。尚、各軸における分割数は3に限られず2以上とすればよい。
The tire
図3において、SC1、SC4およびSC7のセクションでは、タイヤ7の温度が低く、タイヤ7に滑りや摩擦による発熱が発生していないため、摩耗量は少ないと考えられる。SC3、SC6およびSC9のセクションでは、タイヤ7の温度が高く、タイヤ7に滑りや摩擦による発熱が発生しているため、摩耗量が多いと考えられる。
In FIG. 3, in the sections of SC1, SC4, and SC7, the temperature of the
SC7、SC8およびSC9のセクションでは、高度変化量がプラスとなっており、車両が上り坂を走行しているため、タイヤ7に滑りが発生し、摩耗量が多くなっていると考えられる。SC1、SC2およびSC3のセクションでは、高度変化量がマイナスとなっており、車両が下り坂を走行しているため、タイヤ7に滑りが発生し、摩耗量が多くなっていると考えられる。
In the sections of SC7, SC8 and SC9, the amount of altitude change is positive, and it is considered that the
SC3およびSC9のセクションでの頻度が多いと、摩耗量は増加する傾向にあると考えられる。SC4、SC5およびSC6のセクションは、平坦な道路を走行していると考えられ、上り坂や下り坂に比べ、摩耗量が少なくなると考えられる。 It is believed that the higher the frequency in the sections of SC3 and SC9, the more the amount of wear tends to increase. It is considered that the sections of SC4, SC5 and SC6 are traveling on a flat road, and the amount of wear is considered to be less than that of an uphill or a downhill.
SC7およびSC8、並びにSC1およびSC2のセクションでは、車両が坂道を走行している状態となっているが、タイヤ7の温度が上昇するほどの継続的な走行がないと考えらえる。
In the sections of SC7 and SC8, and SC1 and SC2, the vehicle is running on a slope, but it is considered that there is no continuous running so that the temperature of the
タイヤ7の摩耗量に影響する温度-高度変化量の分布パターンは、車両が走行している地域や時間帯などによって様々なパターンになると考えられるが、ビッグデータとして各セクションにおける分布パターンと摩耗量の相関をみることで、タイヤ7の摩耗量への影響を推測できる。
The distribution pattern of the temperature-altitude change amount that affects the wear amount of the
摩耗量算出部14は、演算モデル14aを有し、タイヤ7の摩耗量を推定する。演算モデル14aは、入力された情報に基づいてタイヤ7の摩耗量を算出する学習型モデルである。図4は、演算モデル14aの摩耗量推定および学習について説明するための模式図である。演算モデル14aへの入力データは、概ね車両計測情報、タイヤ計測情報、タイヤ過酷度情報およびその他情報の各系統に分類される。
The wear
車両計測情報関連の入力データは、車両の加速度および走行距離を含む。走行距離は、上述のように車両情報取得部12において取得される。タイヤ計測情報関連の入力データは、タイヤ7の温度および空気圧を含む。尚、車両の加速度は、適宜演算モデルへの入力データとして用いられるものとする。
Input data related to vehicle measurement information includes vehicle acceleration and mileage. The mileage is acquired by the vehicle
タイヤ過酷度情報関連の入力データは、タイヤ過酷度算出部13において算出されたタイヤ過酷度である。タイヤ過酷度は、上述のようにタイヤ7の温度と高度変化量に基づいて算出される。
The input data related to the tire severity information is the tire severity calculated by the tire
その他情報による入力データは、気象情報に基づいて推定される路面状態、車両仕様データ15aに含まれる車両の最大積載荷重、タイヤ仕様データ15bに含まれるタイヤ7の耐摩耗性能等である。タイヤ7の耐摩耗性能は、例えばランボーン摩耗試験に基づき標準配合を100として各種トレッド配合の耐摩耗性能を指標化したタイヤ摩耗指標値等を用いる。
The input data based on other information includes the road surface condition estimated based on the weather information, the maximum load capacity of the vehicle included in the
演算モデル14aは、例えばニューラルネットワーク等の学習型モデルを用いる。演算モデル14aは、例えばDNN(Deep Neural Network)や、決定木などの手法を用いて構築される。また演算モデル14aは、例えば入力情報に対する多重線形回帰モデルとし、学習によってモデル生成されるものであってもよい。
As the
図5は、演算モデル生成システム110の機能構成を示すブロック図である。演算モデル生成システム110は、摩耗量推定システム100の構成に加えて、タイヤ摩耗量計測装置60、および学習処理部21を有する演算モデル生成装置20を備える。
FIG. 5 is a block diagram showing a functional configuration of the arithmetic
タイヤ摩耗量計測装置60は、タイヤ7のトレッドに設けられた溝の深さを直接計測し、タイヤ7の摩耗量を取得する。作業者が計測器具やカメラ、目視等によって各溝の深さを計測し、タイヤ摩耗量計測装置60は、作業者が入力する計測データを記憶するものであってもよい。また、タイヤ摩耗量計測装置60は、機械的あるいは光学的な方法によって溝の深さを計測して摩耗量を記憶する専用の装置であってもよい。
The tire wear
具体的には、タイヤ摩耗量計測装置60は、例えば、タイヤの溝が4本あった場合に、幅方向の4か所で計測し、さらに同一溝の周方向、例えば120°間隔で、3か所計測する。これにより、タイヤの幅方向または周方向での偏摩耗データもタイヤ摩耗量計測装置60に記憶される。なお、タイヤ摩耗量計測装置60は、タイヤの摩耗で直径が変わるため、走行距離とタイヤの回転数・速度の情報から計算によって溝の深さを間接的に計測してもよい。加えて、溝の深さを直接計測するものに、走行距離とタイヤの回転数・速度から計算によって予測するもの、とを併用してもよい。
Specifically, the tire wear
演算モデル生成装置20は、摩耗量推定装置10の各構成に加えて学習処理部21を有する。演算モデル生成装置20における摩耗量推定装置10の各構成に相当する部分は、摩耗量推定装置10のそれらと同等の機能を有するが、演算モデル14aは学習前または学習中のものとなる。
The arithmetic
学習処理部21は、通信部11を介してタイヤ摩耗量計測装置60からタイヤ7の摩耗量を取得する。図4を参照し、演算モデル14aの学習過程では、入力情報に基づいて演算モデル14aによって出力データとしてのタイヤ7の摩耗量を推定し、教師データと比較する。教師データは、タイヤ摩耗量計測装置60によって計測されたタイヤ7の摩耗量を用いる。
The
学習処理部21は、演算モデル14aによって推定したタイヤ7の摩耗量と教師データとを比較し、重みづけ等の演算過程における各種係数を演算モデル14aに新たに設定し、モデルの更新を繰り返すことで学習を実行する。摩耗量推定システム100は、演算モデル生成システム110によって学習済みの演算モデル14aを用いてタイヤ7の摩耗量を推定する。尚、学習処理部21は、勾配ブースティングなどの公知の学習方法を用いることができる。また演算モデル14aの検証には、ランダムデータサンプリングや交差検証などの公知の検証方法を用いることができる。
The
次に摩耗量推定システム100および演算モデル生成システム110の動作を説明する。図6は、演算モデル生成システム110による演算モデル生成の手順を示すフローチャートである。車両情報取得部12は、車両計測情報およびタイヤ計測情報の取得を開始する(S1)。また、演算モデル生成装置20の車両情報取得部12は、ステップS1において、その他情報として車両の最大積載荷重、およびタイヤの耐摩耗性能を記憶部15から読み出す。車両情報取得部12は、走行距離の算出を開始する(S2)。
Next, the operation of the wear
タイヤ過酷度算出部13は、タイヤ7の温度と高度変化量に基づいてタイヤ過酷度を算出する(S3)。タイヤ過酷度は、上述のように、温度および高度変化量の範囲を分割した複数のセクションにおける頻度データとして算出される。
The tire
摩耗量算出部14は、車両情報取得部12およびタイヤ過酷度算出部13からの入力データを取得し、演算モデル14aによってタイヤ7の摩耗量を算出して推定する(S4)。尚、路面状態等を演算モデル14aの入力データとする場合には、路面状態を推定する処理部(図示略)を設け、当該処理部から摩耗量算出部14へ推定した路面状態を入力する。
The wear
学習処理部21は、演算モデル14aによって算出されたタイヤ7の摩耗量と、タイヤ摩耗量計測装置60によって計測された教師データとしてのタイヤ7の摩耗量とを比較する(S5)。学習処理部21は、ステップS7による比較結果に基づいて演算モデル14aを更新し(S7)、処理を終了する。演算モデル生成装置20は、これらの処理を繰り返すことによって、演算モデル14aを更新し、タイヤ摩耗量の推定の精度が高められる。
The
摩耗量推定システム100は、演算モデル生成装置20によって生成された学習済みの演算モデル14aを利用して、タイヤ7の摩耗量を推定する。摩耗量推定システム100は、図6に示したフローチャートにおけるステップS1からステップS4までの処理を実行することによって、タイヤ7の摩耗量を推定する。
The wear
摩耗量推定システム100は、走行距離、並びにタイヤ温度および高度変化量に基づくタイヤ過酷度を演算モデル14aの入力データとして用いることにより、タイヤ7の摩耗量推定の精度を向上することができる。同様に、演算モデル生成システム110は、走行距離、並びにタイヤ温度および高度変化量に基づくタイヤ過酷度を演算モデル14aの入力データとして用いることで、タイヤ7の摩耗量を精度良く推定する演算モデル14aを生成することができる。
The wear
摩耗量算出部14は、車両の走行距離が時々刻々計測されて車載の装置等から提供される場合には、車両情報取得部12による算出に代えて、提供される走行距離を用いてもよい。また、摩耗量推定システム100は、タイヤ7の偏摩耗量を出力する演算モデル14aを構築し、偏摩耗量の推定をすることも可能である。この場合、摩耗量推定システム100は、車両の加速度の変化が大きく加減速が多い走行(急ブレーキや急発進が多発する走行)によって生じるタイヤ7の偏摩耗を推定する。また、演算モデル生成システム110は、タイヤの各溝で計測された摩耗量を偏摩耗の教師データとして演算モデル14aを学習させることによって、偏摩耗量を推定する演算モデル14aを生成することができる。
When the mileage of the vehicle is measured every moment and provided by the in-vehicle device or the like, the wear
摩耗量推定システム100のタイヤ過酷度算出部13は、タイヤ7の温度および高度変化量の範囲をそれぞれ分割して複数のセクションSC1~SC9を設け、各セクションにおける頻度データをタイヤ過酷度として算出する。タイヤ過酷度算出部13は、各セクションにおける頻度データを用いることによって、温度および高度変化の双方を考慮したタイヤ過酷度を算出することができる。
The tire
摩耗量推定システム100および演算モデル生成システム110において、摩耗量算出部14は、複数のセクションSC1~SC9における頻度データのうち、高温域のセクションSC3、SC6およびSC9のデータをタイヤ過酷度として用いてもよい。摩耗量算出部14は、タイヤ摩耗への影響が大きい高温域のセクションSC3、SC6およびSC9のデータを用いて、タイヤ摩耗量を推定することができる。
In the wear
また摩耗量算出部14は、頻度データのうちタイヤ摩耗への影響が大きい、高度変化量が上り坂走行を示すセクションSC7、SC8およびSC9、並びに下り坂走行を示すセクションSC1、SC2およびSC3におけるデータを用いて、タイヤ摩耗量を推定することができる。
Further, the wear
また摩耗量算出部14は、頻度データのうちタイヤ摩耗への影響が大きい、温度が高温域であり、かつ高度変化量が上り坂走行を示すセクションSC9および下り坂走行を示すセクションSC3におけるデータを用いて、タイヤ摩耗量を推定することができる。
Further, the wear
摩耗量算出部14は、複数のセクションSC1~SC9のうちタイヤ摩耗への影響が大きい一部のセクションのデータを用いることで演算量を低減化することができる。
The wear
(実施例1)
実施例1では、実際の車両において計測したデータに基づいて、演算モデル14aを生成してタイヤ7の摩耗量を推定し、推定精度の検証を行った。実施例1において使用した車両はトラック車両17台であり、3か月に亘って取得した各月ごとにタイヤの摩耗量を計測して教師データとした。演算モデル14aは、回帰分析と決定木分析によって構築した。
(Example 1)
In the first embodiment, the
図7は、実施例1による摩耗量推定の結果を示す図表である。図7に示すように、摩耗量の推定を5つのケースで行っている。ケースC1では、摩耗量算出部14は、GPS受信機による位置情報に基づいて算出した走行距離に基づいてタイヤ7の摩耗量を推定している。ケースC2では、摩耗量算出部14は、走行距離に加えて、温度が高温域であり、かつ高度変化量が上り坂走行を示すセクションSC9および下り坂走行を示すセクションSC3におけるデータを用いてタイヤ摩耗量を推定している。
FIG. 7 is a chart showing the results of wear amount estimation according to the first embodiment. As shown in FIG. 7, the amount of wear is estimated in five cases. In case C1, the wear
ケースC3では、摩耗量算出部14は、走行距離に加えて、高温域のセクションSC3、SC6およびSC9のデータを用いてタイヤ摩耗量を推定している。ケースC4では、摩耗量算出部14は、走行距離に加えて、高度変化量が上り坂走行を示すセクションSC7、SC8およびSC9、並びに下り坂走行を示すセクションSC1、SC2およびSC3におけるデータを用いてタイヤ摩耗量を推定している。ケースC5では、摩耗量算出部14は、走行距離に加えて、全てのセクションSC1~SC9のデータを用いてタイヤ摩耗量を推定している。
In case C3, the wear
各ケースにおいて、実測した摩耗量と、演算モデル14aによって予測した摩耗量をプロットして求めたRMSE(二乗平均平方根誤差)は、回帰分析よりも決定木分析で良好となった。また、ケースC1に対して、ケースC2の場合に走行距離に加えて、温度が高温域であり、かつ高度変化量が上り坂走行を示すセクションSC9および下り坂走行を示すセクションSC3におけるデータを用いることで推定精度が向上する結果が得られた。また、ケースC3、C4およびC5でも推定精度が向上する結果となった。
In each case, the RMSE (root mean square error) obtained by plotting the measured amount of wear and the amount of wear predicted by the
(実施例2)
実施例2では、実施例1で取得したデータのうち、トラック車両12台分のデータを学習用データとし、5台分のデータを検証用データとしてタイヤ7の摩耗量を推定した。図8は、実施例2による摩耗量推定の結果を示す図表である。図8に示す各ケースは、図7に示した各ケースと同様である。
(Example 2)
In Example 2, among the data acquired in Example 1, the data for 12 truck vehicles was used as learning data, and the data for 5 vehicles was used as verification data to estimate the amount of wear of the
実施例2では、学習用データが実施例1よりも少ないため、決定木分析によるRMSEが実施例1よりも大きくなり、摩耗量の推定精度がやや劣化したが、学習対象となる車両台数を増加すれば、タイヤ7の摩耗量推定の精度が改善されることがわかる。
In Example 2, since the learning data is smaller than that in Example 1, the RMSE by the decision tree analysis is larger than that in Example 1, and the accuracy of estimating the amount of wear is slightly deteriorated, but the number of vehicles to be learned is increased. Then, it can be seen that the accuracy of estimating the wear amount of the
回帰分析および決定木分析ともに、ケースC1に対して、ケースC2の場合に走行距離に加えて、温度が高温域であり、かつ高度変化量が上り坂走行を示すセクションSC9および下り坂走行を示すセクションSC3におけるデータを用いることで推定精度が向上する結果が得られた。また、ケースC3、C4およびC5でも推定精度が向上する結果となった。 Both regression analysis and decision tree analysis show section SC9 and downhill running, where the temperature is in the high temperature range and the amount of altitude change indicates uphill running, in addition to the mileage in case C2, for case C1. The results obtained that the estimation accuracy is improved by using the data in section SC3. In addition, the estimation accuracy was improved in cases C3, C4 and C5.
次に各実施形態に係る摩耗量推定システム100、および演算モデル生成システム110の特徴について説明する。
摩耗量推定システム100は、車両情報取得部12、タイヤ過酷度算出部13および摩耗量算出部14を備える。車両情報取得部12は、車両に装着されたタイヤ7の温度、並びに車両の走行距離および高度を含む情報を取得する。タイヤ過酷度算出部13は、車両情報取得部12により取得したタイヤ7の温度および車両の高度に基づいてタイヤ摩耗に対する過酷度を算出する。摩耗量算出部14は、入力された情報に基づいてタイヤの摩耗量を算出する演算モデル14aを有し、車両情報取得部12により取得した走行距離、およびタイヤ過酷度算出部13により算出した過酷度を演算モデル14aに入力してタイヤの摩耗量を算出する。これにより、摩耗量推定システム100は、タイヤ7の温度および車両の高度に基づくタイヤ摩耗に対する過酷度を用いて、摩耗量推定の精度を向上することができる。
Next, the features of the wear
The wear
タイヤ過酷度算出部13は、温度および高度変化量の範囲をそれぞれ分割して複数のセクションを設け、各セクションにおける頻度データを過酷度として算出する。これにより、摩耗量推定システム100は、温度および高度変化の双方を考慮したタイヤ過酷度を算出することができる。
The tire
摩耗量算出部14は、頻度データのうち、温度が高温域のセクションにおけるデータを演算モデル14aに入力する。これにより、摩耗量推定システム100は、タイヤ摩耗への影響が大きい高温域のセクションSC3、SC6およびSC9のデータを用いて、タイヤ摩耗量を推定することができる。
The wear
摩耗量算出部14は、頻度データのうち、高度変化量が上り坂走行を示すセクションおよび下り坂走行を示すセクションにおけるデータを演算モデル14aに入力する。これにより、摩耗量推定システム100は、上り坂走行および下り坂走行の両方における頻度データを用いて、タイヤ摩耗量を推定することができる。
The wear
摩耗量算出部14は、頻度データのうち、温度が高温域であり、かつ高度変化量が上り坂走行を示すセクションおよび下り坂走行を示すセクションにおけるデータを演算モデル14aに入力する。これにより、摩耗量推定システム100は、温度が高温域であり、かつ上り坂走行および下り坂走行の両方における頻度データを用いて、タイヤ摩耗量を推定することができる。
The wear
演算モデル生成システム110は、車両情報取得部12、タイヤ過酷度算出部13、摩耗量算出部14および学習処理部21を備える。車両情報取得部12は、車両に装着されたタイヤ7の温度、並びに車両の走行距離および高度を含む情報を取得する。タイヤ過酷度算出部13は、車両情報取得部12により取得したタイヤ7の温度および車両の高度に基づいてタイヤ摩耗に対する過酷度を算出する。摩耗量算出部14は、入力された情報に基づいてタイヤ7の摩耗量を算出する演算モデル14aを有し、車両情報取得部12により取得した走行距離、およびタイヤ過酷度算出部13により算出した過酷度を演算モデル14aに入力してタイヤの摩耗量を算出する。学習処理部21は、タイヤ7で計測される摩耗量と摩耗量算出部14により算出された摩耗量とを比較して演算モデル14aを学習させる。これにより、演算モデル生成システム110は、タイヤ7の摩耗量を精度良く推定する演算モデル14aを生成することができる。
The calculation
摩耗量推定方法は、車両情報取得ステップ、タイヤ過酷度算出ステップおよび摩耗量算出ステップを備える。車両情報取得ステップは、車両に装着されたタイヤ7の温度、並びに車両の走行距離および高度を含む情報を取得する。タイヤ過酷度算出ステップは、車両情報取得ステップにより取得したタイヤ7の温度および車両の高度に基づいてタイヤ摩耗に対する過酷度を算出する。摩耗量算出ステップは、入力された情報に基づいてタイヤ7の摩耗量を算出する演算モデル14aに、車両情報取得ステップにより取得した走行距離、およびタイヤ過酷度算出ステップにより算出した過酷度を入力してタイヤの摩耗量を算出する。この方法によれば、タイヤ7の温度および車両の高度に基づくタイヤ摩耗に対する過酷度を用いて、摩耗量推定の精度を向上することができる。
The wear amount estimation method includes a vehicle information acquisition step, a tire severity calculation step, and a wear amount calculation step. The vehicle information acquisition step acquires information including the temperature of the
以上、本発明の実施の形態をもとに説明した。これらの実施の形態は例示であり、いろいろな変形および変更が本発明の特許請求範囲内で可能なこと、またそうした変形例および変更も本発明の特許請求の範囲にあることは当業者に理解されるところである。従って、本明細書での記述および図面は限定的ではなく例証的に扱われるべきものである。 The above description has been made based on the embodiment of the present invention. It will be appreciated by those skilled in the art that these embodiments are exemplary and that various modifications and modifications are possible within the claims of the invention and that such modifications and modifications are also within the claims of the present invention. It is about to be done. Therefore, the descriptions and drawings herein should be treated as exemplary rather than limiting.
7 タイヤ、12 車両情報取得部、 13 タイヤ過酷度算出部、
14 摩耗量算出部、 14a 演算モデル、 21 学習処理部、
100 摩耗量推定システム、 110 演算モデル生成システム。
7 Tires, 12 Vehicle Information Acquisition Department, 13 Tire Severity Calculation Department,
14 Wear amount calculation unit, 14a calculation model, 21 Learning processing unit,
100 wear estimation system, 110 computational model generation system.
Claims (7)
前記車両情報取得部により取得したタイヤの温度および車両の高度に基づいてタイヤ摩耗に対する過酷度を算出するタイヤ過酷度算出部と、
入力された情報に基づいてタイヤの摩耗量を算出する演算モデルを有し、前記車両情報取得部により取得した走行距離、およびタイヤ過酷度算出部により算出した過酷度を前記演算モデルに入力してタイヤの摩耗量を算出する摩耗量算出部と、
を備えることを特徴とする摩耗量推定システム。 A vehicle information acquisition unit that acquires information including the temperature of tires mounted on the vehicle, as well as the mileage and altitude of the vehicle.
A tire severity calculation unit that calculates the severity of tire wear based on the tire temperature and the altitude of the vehicle acquired by the vehicle information acquisition unit.
It has a calculation model that calculates the amount of tire wear based on the input information, and inputs the mileage acquired by the vehicle information acquisition unit and the severity calculated by the tire severity calculation unit into the calculation model. A wear amount calculation unit that calculates the wear amount of a tire, and
A wear amount estimation system characterized by being equipped with.
前記車両情報取得部により取得したタイヤの温度および車両の高度に基づいてタイヤ摩耗に対する過酷度を算出するタイヤ過酷度算出部と、
入力された情報に基づいてタイヤの摩耗量を算出する演算モデルを有し、前記車両情報取得部により取得した走行距離、およびタイヤ過酷度算出部により算出した過酷度を前記演算モデルに入力してタイヤの摩耗量を算出する摩耗量算出部と、
前記タイヤで計測される摩耗量と前記摩耗量算出部により算出された摩耗量とを比較して前記演算モデルを学習させる学習処理部と、
を備えることを特徴とする演算モデル生成システム。 A vehicle information acquisition unit that acquires information including the temperature of tires mounted on the vehicle, as well as the mileage and altitude of the vehicle.
A tire severity calculation unit that calculates the severity of tire wear based on the tire temperature and the altitude of the vehicle acquired by the vehicle information acquisition unit.
It has a calculation model that calculates the amount of tire wear based on the input information, and inputs the mileage acquired by the vehicle information acquisition unit and the severity calculated by the tire severity calculation unit into the calculation model. A wear amount calculation unit that calculates the wear amount of a tire, and
A learning processing unit that learns the calculation model by comparing the wear amount measured by the tire with the wear amount calculated by the wear amount calculation unit.
A computational model generation system characterized by being equipped with.
前記車両情報取得ステップにより取得したタイヤの温度および車両の高度に基づいてタイヤ摩耗に対する過酷度を算出するタイヤ過酷度算出ステップと、
入力された情報に基づいてタイヤの摩耗量を算出する演算モデルに、前記車両情報取得ステップにより取得した走行距離、およびタイヤ過酷度算出ステップにより算出した過酷度を入力してタイヤの摩耗量を算出する摩耗量算出ステップと、
を備えることを特徴とする摩耗量推定方法。 A vehicle information acquisition step that acquires information including the temperature of tires mounted on the vehicle, as well as the mileage and altitude of the vehicle.
A tire harshness calculation step for calculating the harshness against tire wear based on the tire temperature and the vehicle altitude acquired in the vehicle information acquisition step, and
The tire wear amount is calculated by inputting the mileage acquired by the vehicle information acquisition step and the severity calculated by the tire severity calculation step into the calculation model that calculates the tire wear amount based on the input information. Wear amount calculation step to be performed and
A wear amount estimation method comprising.
Priority Applications (1)
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