JP4171174B2 - Tire identification apparatus and method - Google Patents
Tire identification apparatus and method Download PDFInfo
- Publication number
- JP4171174B2 JP4171174B2 JP2000380609A JP2000380609A JP4171174B2 JP 4171174 B2 JP4171174 B2 JP 4171174B2 JP 2000380609 A JP2000380609 A JP 2000380609A JP 2000380609 A JP2000380609 A JP 2000380609A JP 4171174 B2 JP4171174 B2 JP 4171174B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- vehicle
- tire
- coefficient
- deceleration
- acceleration
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Tires In General (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はタイヤ識別装置および方法に関する。さらに詳しくは、タイヤのドライビングスティフィネスレベルを識別し、車両制御に応用したり、車両の安全性を高めるために用いられるタイヤ識別装置および方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
タイヤには、排水性などを考えて、縦溝と横溝が彫ってあるため、これらの溝に囲まれたゴムブロックが形成されている。このゴムブロックが大きいと、前後左右にせん断変形しにくく、剛性も大きいため、一般に大きなブロックからなるトレッドパターンをもったタイヤをパターン剛性の大きなタイヤという。
【０００３】
パターン剛性の大小は、コーナリングパワーやコーナリングフォースのほか、スリップ率に大きな影響を及ぼすため、タイヤの回転情報をもとにして車両の性能や安全性を高める装置、たとえばＡＢＳ（アンチブロックブレーキングシステム）、ＴＣＳ（トラクションコントロールシステム）またはタイヤ空気圧低下警報装置などにおいて、タイヤの回転情報を基にして車両の挙動を推定するには、タイヤのパターン剛性を把握しておくことは重要である。一般に夏タイヤはパターン剛性が大きく、冬タイヤはパターン剛性が小さい。
【０００４】
従来より、一部の高級車には、サマーモードとウインターモードといった切替えスイッチが装備されている。この切換えスイッチは、タイヤを夏タイヤから冬タイヤまたは冬タイヤから夏タイヤに替えたときに、ドライバーがスイッチを切り替えることにより車両の制御方法を切り替えるためのものである。
【０００５】
またタイヤの回転速度の変化からタイヤの内圧低下を検知する空気圧低下警報装置は、タイヤの空気圧が低下すると、タイヤの動荷重半径が小さくなり、正常な空気圧のタイヤと比較して、回転速度が速くなることを応用したもので、たとえば特開平７−１４９１１９号公報では、タイヤの回転速度の相対的な差から内圧低下を検出する方法が提案されている。この場合、タイヤの回転速度は、旋回、加減速、荷重または車両の速度などに影響されるため、これらの影響を取り除くために様々な工夫がなされている。さらにこれらのタイヤ空気圧低下警報装置などは、新車に装着されタイヤに合わせて旋回時の補正係数などの車両ファクターをチューニングしているが、大きく仕様の異なる夏タイヤから冬タイヤまたは冬タイヤから夏タイヤに交換された場合、車両の挙動の推定が初期チューニングと大きくかけ離れてしまい、ドライバーへ提供される正確な情報を確保できない惧れがある。そのために、夏タイヤと冬タイヤで初期チューニングを行ない、その平均値を車両ファクターとする方法があるが、この場合でも内圧検知の精度が低下してしまう。
【０００６】
したがって、現在装着されているタイヤが夏タイヤか冬タイヤかを識別し、すなわちパターン剛性がどれくらいの大きさであるかを識別し、それに応じて自動的に車両ファクターが書き換わる方法が最適といえる。
【０００７】
夏タイヤと冬タイヤの違いを識別する方法としては、タイヤのμ−ｓ曲線の立ち上がり勾配（ドライビングスティフィネス）を測定する方法がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
前記サマーモードまたはウインターモードの切り替えは、ドライバーが行なわなければならず、冬タイヤから夏タイヤに変更したのに、走行モードの切り替えを忘れてウインターモードのままで走行すると、最適な制御が行われないなどの問題がある。また、タイヤ内圧警報装置においても自動的に装着されているタイヤが夏タイヤか冬タイヤかが識別できれば、その検知精度を大きく向上することができるが、タイヤのμ−s曲線の立ち上がり勾配からタイヤを識別する場合、立ち上がり勾配は、トレッドのパターン剛性だけでなく、路面の摩擦係数によっても異なるため、測定する路面を限定するなどしない限りタイヤの識別に応用することは難しいのが現状である。
【０００９】
本発明は、叙上の事情に鑑み、装着されているタイヤが夏タイヤか冬タイヤかを識別することができるタイヤ識別装置および方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明のタイヤ識別装置は、車両の４輪のタイヤの回転速度を定期的に検出する回転速度検出手段と、前記回転速度検出手段による測定値から車両速度を演算する第１の演算手段と、前記車両の加減速度を演算する第２の演算手段と、４輪の回転速度からスリップ比を演算する第３の演算手段と、前記車両の加減速度とスリップ比をそれぞれ移動平均化する第４の演算手段と、該移動平均化された車両の加減速度とスリップ比との１次の回帰係数と相関係数を求める第５の演算手段と、該相関係数が所定の値以上の場合の１次の回帰係数に基づいてタイヤ識別係数を演算する第６の演算手段と、該タイヤ識別係数から現在装着しているタイヤを識別するタイヤ識別手段とを備えてなるタイヤ識別装置であって、前記タイヤ識別係数を平均化することを特徴とする。
【００１１】
また本発明のタイヤ識別方法は、車両の４輪のタイヤの回転速度を定期的に検出する工程と、該測定された回転速度から車両速度を演算する工程と、前記車両の加減速度を演算する工程と、４輪の回転速度からスリップ比を演算する工程と、前記車両の加減速度とスリップ比をそれぞれ移動平均化する工程と、該移動平均化された車両の加減速度とスリップ比との１次の回帰係数と相関係数を求める工程と、該相関係数が所定の値以上の場合の１次の回帰係数に基づいてタイヤ識別係数を演算する工程と、該タイヤ識別係数から現在装着しているタイヤを識別する工程とを備えているタイヤ識別方法であって、前記タイヤ識別係数を平均化することを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づいて、本発明のタイヤ識別装置および方法を説明する。
【００１３】
図１は本発明のタイヤ識別装置の一実施の形態を示すブロック図、図２は図１におけるタイヤ識別装置の電気的構成を示すブロック図である。
【００１４】
図１に示すように、本発明の一実施の形態にかかわるタイヤ識別装置は、４輪車両のタイヤＦＬ、ＦＲ、ＲＬおよびＲＲにそれぞれ設けられた車輪タイヤの回転速度を定期的に検出する回転速度検出手段である車輪速センサ１を備えており、この車輪速センサ１の出力は、ＡＢＳなどの制御ユニット２に伝達される。なお、３はタイヤ交換した際などに運転者によって、操作される初期化スイッチである。
【００１５】
前記車輪速センサ１としては、電磁ピックアップなどを用いて回転パルスを発生させてパルスの数から回転速度を測定するセンサまたはダイナモのように回転を利用して発電を行ない、この電圧から回転速度を測定するものを含む角速度センサなどを用いることができる。
【００１６】
前記制御ユニット２は、図２に示されるように、外部装置との信号の受け渡しに必要なＩ／Ｏインターフェイス２ａと、演算処理の中枢として機能するＣＰＵ２ｂと、該ＣＰＵ２ｂの制御動作プログラムが格納されたＲＯＭ２ｃと、前記ＣＰＵ２ｂが制御動作を行なう際にデータなどが一時的に書き込まれたり、その書き込まれたデータなどが読み出されるＲＡＭ２ｄとから構成されている。
【００１７】
本実施の形態では、前記制御ユニット２に、前記車輪速センサ１による測定値から車両速度を演算する第１の演算手段と、前記車両の走行距離を演算する第２の演算手段と、前記車両の加減速度を演算する第３の演算手段と、４輪の回転速度からスリップ比を演算する第４の演算手段と、前記車両の加減速度とスリップ比をそれぞれ移動平均化する第５の演算手段と、前記演算した走行距離が所定の距離に達するまでの移動平均化した車両の加減速度とスリップ比のデータを蓄積および演算し、互いの１次の回帰係数と相関係数を求める第６の演算手段と、該相関係数が所定の値以上の場合の１次の回帰係数に基づいてタイヤ識別係数を演算する第７の演算手段と、該タイヤ識別係数から現在装着しているタイヤを識別するタイヤ識別手段とを備えている。なお、本実施の形態では、車両の加減速度を演算する第３の演算手段により、演算した走行距離が所定の距離に達するまでの移動平均化した車両の加減速度とスリップ比のデータを蓄積および演算し、互いの１次の回帰係数と相関係数を求めることについて説明するが、本発明においては、これに限定されるものではなく、前記走行距離に代えて、蓄積時間または蓄積データ数などを用いて、移動平均化された車両の加減速度とスリップ比との１次の回帰係数と相関係数を求めることもできる。この場合、前記第２の演算手段に代えて蓄積時間または蓄積データ数などを演算する演算手段を備えるとともに、前記第６の演算手段に代えて蓄積時間または蓄積データ数などを用いて、移動平均化された車両の加減速度とスリップ比との１次の回帰係数と相関係数を求める演算手段を備える。
【００１８】
一般に冬タイヤとは、雪路走行が可能なように、トレッドパターンや材料を変えたタイヤで、サイドウォール部に、たとえば“ＳＮＯＷ”、“Ｍ＋Ｓ”、“ＳＴＵＤＬＥＳＳ”、“ＡＬＬ ＷＥＡＴＨＥＲ”、“ＡＬＬ ＳＥＡＳＯＮ”などの表示があるタイヤであり、夏タイヤとは、冬タイヤとは違い、サイドウォール部に前記のような表示がないタイヤのことであるが、本明細書においては夏タイヤと冬タイヤの違いは、かかる表示の有無に限らずトレッドのパターン剛性の大きさが違うことも含まれる。すなわち車両制御やタイヤの内圧検知精度に影響を及ぼすパターン剛性の大きいタイヤが夏タイヤであり、パターン剛性の小さいタイヤが冬タイヤである。
【００１９】
本実施の形態では、前記４輪のタイヤの回転速度を０．１秒以下、好ましくは０．０５秒以下で検出する。前記車両速度および走行距離は、４輪の回転速度とタイヤの動荷重半径から演算する。また前記車両の加減速度は、Ｇセンサで測定することもできるが、前記車両速度を微分して演算するのがコスト面から好ましい。スリップ比は、たとえば（前後輪比−１）から演算することができる。
【００２０】
ついで前記車両の加減速度およびスリップ比を一定時間分のデータ、たとえば少なくとも０．１秒分以上のデータの平均値として、サンプリング時間ごとに移動平均化して求め、この移動平均された値（一定個数のスリップ比と車両の加減速度）を求める。
【００２１】
さらに前記走行距離が所定の距離に達するまで前記移動平均された車両の加減速度およびスリップ比のデータを蓄積し、この蓄積したデータを用いて、スリップ比と車両の加減速度との互いの１次の回帰係数と相関係数を求める。ここで、移動平均して求められた車両の加減速度がある一定値以下の場合（たとえば−０．０３Ｇ以下の場合）またはブレーキング中は、回帰係数の演算には使用しないようにすることが望ましい。これは、減速中、とくにブレーキング中は、４輪にブレーキ力が働いてしまい、正確なスリップ比が得られないためである。
【００２２】
以下、本実施の形態のタイヤ識別装置の動作を手順▲１▼〜▲８▼に沿って説明する。
【００２３】
▲１▼車両の４輪タイヤＦＬ、ＦＲ、ＲＬおよびＲＲのそれぞれの回転速度から車輪速度（Ｖ１n、Ｖ２n、Ｖ３n、Ｖ４n）を算出する。
たとえば、ＡＢＳセンサなどのセンサから得られた車両の各車輪タイヤＦＬ、ＦＲ、ＲＬ、ＲＲのある時点の車輪速データを車輪速度Ｖ１n、Ｖ２n、Ｖ３n、Ｖ４nとする。
【００２４】
▲２▼ついで従動輪および駆動輪の平均車輪速度（Ｖｆn、Ｖｄn）を演算する。
前輪駆動の場合、ある時点の従動輪および駆動輪の平均車輪速度Ｖｆn、
Ｖｄnをつぎの式（１）、（２）により求められる。
Ｖｆn＝（Ｖ３n＋Ｖ４n）／２ ・・・（１）
Ｖｄn＝（Ｖ１n＋Ｖ２n）／２ ・・・（２）
【００２５】
▲３▼ついで車両の単位時間の走行距離をつぎの式（３）により演算する。
ＤＩＳＴ＝Ｖｆn × Δｔ ・・・（３）
ここで、Δｔは車輪速データから算出される従動輪の平均車輪速度ＶｆnとＶｆn-1の時間間隔（サンプリング時間）である。
【００２６】
▲４▼ついで前記従動輪の平均車輪加減速度（すなわち車両の加減速度）Ａｆnを演算する。
前記従動輪の平均車輪速度Ｖｆnより１つ前の車輪速データから、平均車輪速度Ｖｆn-1とすると、車両の加減速度Ａｆnはそれぞれつぎの式（４）で求められる。
Ａｆn＝（Ｖｆn−Ｖｆn-1）／Δｔ／ｇ ・・・（４）
【００２７】
ここで、Δｔは車輪速データから算出される車輪速度ＶｆnとＶｆn-1の時間間隔（サンプリング時間）であり、ｇは重力加速度である。前記サンプルング時間としては、データのばらつきを小さくし、かつ短時間で判別するためには、０．１秒以下である必要がある。より好ましくは、０．０５秒以下である。
【００２８】
▲５▼ついで前記車両の加減速度Ａｆnの値に応じて、スリップ比を演算する。
まず、加速状態で、駆動輪がロック状態で車両が滑っているとき（Ｖｄn＝０、Ｖｆn≠０）や、減速状態で、車両が停止状態で駆動輪がホイールスピンを起こしているとき（Ｖｆn＝０、Ｖｄn≠０）は、起こり得ないものとして、スリップ比Ｓnをつぎの式（５）、（６）から演算する。
Ａｆn≧０およびＶｄn≠０である場合、Ｓn＝（Ｖｆn−Ｖｄn）／Ｖｄn
・・・（５）
Ａｆn＜０およびＶｆn≠０である場合、Ｓn＝（Ｖｆn−Ｖｄn）／Ｖｆn
・・・（６）前記以外の場合は、Ｓn＝１とする。
【００２９】
▲６▼ついで車両の加減速度およびスリップ比のデータをサンプリング時間ごとに移動平均化処理する。
直線回帰をする場合、一定以上のデータ数がなければ、得られた回帰係数の信頼性が劣る。そこで、サンプリング時間、たとえば数十ｍｓごとにデータをサンプリングし、このサンプリング時間で得られたばらつきの大きいデータを移動平均することにより、データの数を減らさずに、データのばらつきを小さくすることができる。ここで、Ｎはデータ数である。
【００３０】
スリップ比については、
ＭＳn＝（Ｓ1＋Ｓ2＋・・・＋Ｓn）／Ｎ ・・・（７）
ＭＳn+1＝（Ｓ2＋Ｓ3＋・・・＋Ｓn+1）／Ｎ ・・・（８）
ＭＳn+2＝（Ｓ3＋Ｓ4＋・・・＋Ｓn+2）／Ｎ ・・・（９）
車両の加減速度については、
ＭＡｆn＝（Ａｆ1＋Ａｆ2＋・・・＋Ａｆn）／Ｎ ・・・（１０）
ＭＡｆn+1＝（Ａｆ2＋Ａｆ3＋・・・＋Ａｆn+1）／Ｎ ・・・（１１）
ＭＡｆn+2＝（Ａｆ3＋Ａｆ4＋・・・＋Ａｆn+2）／Ｎ ・・・（１２）
【００３１】
▲７▼ついで前記走行距離が所定の距離に達するまでデータ（移動平均された車両の加減速度およびスリップ比）を蓄積する。そして、このスリップ比と車両の加減速度との互いの１次の回帰係数、すなわちスリップ比の車両の加減速度に対する回帰係数Ｋ１と車両の加減速度のスリップ比に対する回帰係数Ｋ２をそれぞれつぎの式（１３）、（１４）から求める。
【００３２】
【数１】
【表１】
また相関係数Ｒは、
Ｒ＝Ｋ１×Ｋ２ ・・・（１５）
となる。
【００３５】
▲８▼前記手順により求めた相関係数Ｒが所定の値（たとえば０．９）以上の回帰係数Ｋ１または回帰係数Ｋ２（以下、回帰係数Ｋ１について説明する。）を所定個数蓄積し、その平均値を求める。そして、この回帰係数Ｋ１の平均値に車両定数Ｗｒ／Ｗを乗じた値をタイヤ識別係数とする。ここで、Ｗは車両重量であり、Ｗｒは駆動輪荷重である。これは、車体の加速に要する駆動力Ｆ（Ｆ＝Ｗ×Ａｆn）は、駆動輪と路面とのあいだの摩擦力により決まるので、路面の摩擦係数μを用いてＦ＝μ×Ｗｒとなり、Ａｆn＝μ×Ｗｒ／Ｗと表わすことができる。そこで、車両定数Ｗｒ／Ｗを乗ずることで、車両間の差を補正することができる。また走行中絶えずタイヤ識別係数を求め、更新していくことも可能である。その場合は、相関係数Ｒが所定以上の回帰係数が得られると、まずタイヤ識別係数を演算し、さらに、今までのタイヤ識別係数で平均化して求める方法がよい。これにより、タイヤの経時変化などにも対応可能である。すなわち、冬タイヤでも磨耗したり、経年変化でトレッドゴムの硬度が大きくなった場合に対応することができる。さらに、平均化することにより、仮に不適切な回帰係数が１、２度得られたとしても、その影響は非常に小さく、最も頻度の高い値の近傍に収束するようになる。たとえば、まず一番はじめに得られたタイヤ識別係数が０．０５９で、つぎに新たなタイヤ識別係数０．０５７が得られると、タイヤ識別係数は（０．０５９＋０．０５７）／２＝０．０５８となる。さらに、新たなタイヤ識別係数０．０５５が得られると、タイヤ識別係数は、（０．０５９＋０．０５７＋０．０５５）／３＝０．０５７となる。そして、このタイヤ識別係数が、たとえば０．０５以上の場合は冬タイヤとすることができる。このしきい値（０．０５）は今までの実験値より求められる。
【００３６】
なお、本実施の形態では、所定の距離を走行し、そのあいだのデータ（車両の加減速度とスリップ比との関係）の線形性が高ければ、その路面は摩擦係数μが安定しているので、アスファルト路であると判断している。逆にデータの線形性が低ければμの不安定な低μ路と判断してタイヤ識別係数を求めないようになっている。したがって、圧雪路やアイスバーンなどではほとんどタイヤ識別が行なわない。
【００３７】
【実施例】
つぎに本発明のタイヤ識別装置を実施例に基づいて説明するが、本発明はかかる実施例のみに限定されるものではない。
【００３８】
実施例１〜２
まず前輪駆動車に夏タイヤまたは冬タイヤを装着した。このときの夏タイヤは、住友ゴム工業(株)製 ＦＭ９０１であり、冬タイヤは、住友ゴム工業(株)製 グラスピックＤＳ−１であった。そして、走行路面としては、夏タイヤの場合、乾燥アスファルト路を走行し、冬タイヤでは、乾燥アスファルト路、圧雪路、アイスバーン路などを走行した。
【００３９】
ついで前記手順にしたがって、走行距離が５００ｍごとのスリップ比に対する車両の加減速度の１次の回帰係数Ｋ１および相関係数Ｒを求めた。このとき、相関係数Ｒが０．９以上の場合の回帰係数Ｋ１に車両定数（０．６２）を乗じたものを１０個蓄積し、その平均値よりタイヤを識別した。
【００４０】
表２にそれぞれのタイヤでの相関係数Ｒが０．９以上の場合のタイヤ識別係数とその平均値を示す。
【００４１】
【表２】
夏タイヤであるＦＭ９０１の場合、相関係数Ｒが０．９以上の場合のタイヤ識別係数は、絶えず０．２０〜０．２４である。一方、冬タイヤのＤＳ−１の場合、タイヤ識別係数は、０．５６〜０．６５と絶えず、ＦＭ９０１よりも大きな値となっており、夏タイヤと冬タイヤの識別が可能であることがわかる。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明したとおり、本発明によれば、タイヤの識別をすることができるため、タイヤのトレッド剛性の違いを車両制御に自動的に反映できる。またタイヤの回転速度を減圧の判定に用いる空気圧低下警報装置において、タイヤの減圧の検知精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のタイヤ識別装置の一実施の形態を示すブロック図である。
【図２】図１におけるタイヤ識別装置の電気的構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１ 車輪速センサ
２ 制御ユニット
３ 初期化スイッチ
ＦＬ、ＦＲ、ＲＬ、ＲＲ タイヤ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a tire identification apparatus and method. More particularly, the present invention relates to a tire identification apparatus and method used for identifying a tire driving stiffness level and applying it to vehicle control, or for enhancing vehicle safety.
[0002]
[Prior art]
In consideration of drainage and the like, the tire has carved longitudinal grooves and lateral grooves, and therefore a rubber block surrounded by these grooves is formed. If this rubber block is large, it is difficult to shear and deform in the front / rear and left / right directions, and the rigidity is large. Generally, a tire having a tread pattern composed of a large block is called a tire having a large pattern rigidity.
[0003]
The size of the pattern stiffness has a significant effect on the cornering power and cornering force, as well as the slip rate, so devices that improve vehicle performance and safety based on tire rotation information, such as ABS (anti-block braking system) ), TCS (traction control system) or tire pressure drop warning device, etc., it is important to know the pattern stiffness of the tire in order to estimate the behavior of the vehicle based on tire rotation information. Generally, summer tires have high pattern rigidity, and winter tires have low pattern rigidity.
[0004]
Conventionally, some luxury cars are equipped with changeover switches such as a summer mode and a winter mode. This change-over switch is for the driver to change the vehicle control method by changing the switch when the tire is changed from the summer tire to the winter tire or from the winter tire to the summer tire.
[0005]
Also, the air pressure reduction alarm device that detects a decrease in tire internal pressure from changes in tire rotation speed reduces the dynamic load radius of the tire when the tire air pressure decreases, and the rotation speed is lower than that of a normal pneumatic tire. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-149119 proposes a method for detecting a decrease in internal pressure from a relative difference in tire rotation speed. In this case, since the rotational speed of the tire is affected by turning, acceleration / deceleration, load, vehicle speed, and the like, various devices have been made to remove these influences. In addition, these tire pressure drop warning devices are installed in new cars and tune vehicle factors such as correction factors when turning according to the tires, but the summer tires from winter tires or winter tires to summer tires with greatly different specifications If it is exchanged, the estimation of the behavior of the vehicle is far from the initial tuning, and there is a possibility that accurate information provided to the driver cannot be secured. Therefore, there is a method in which initial tuning is performed for summer tires and winter tires, and the average value thereof is used as a vehicle factor. However, even in this case, the accuracy of internal pressure detection is reduced.
[0006]
Therefore, it is best to identify whether the currently installed tire is a summer tire or a winter tire, that is, how much the pattern stiffness is, and automatically rewrite the vehicle factor accordingly. .
[0007]
As a method for discriminating the difference between a summer tire and a winter tire, there is a method of measuring a rising slope (driving stiffness) of a tire μ-s curve.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
Switching between the summer mode and winter mode must be performed by the driver, and even if the vehicle is changed from winter tires to summer tires and the driving mode is forgotten, the optimal control is performed. There is no problem. Also, in the tire internal pressure warning device, if it is possible to identify whether a tire that is automatically mounted is a summer tire or a winter tire, the detection accuracy can be greatly improved. Since the rising slope differs not only by the tread pattern rigidity but also by the friction coefficient of the road surface, it is difficult to apply it to tire identification unless the road surface to be measured is limited.
[0009]
In view of the circumstances described above, an object of the present invention is to provide a tire identification device and method that can identify whether a mounted tire is a summer tire or a winter tire.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The tire identification device of the present invention includes a rotation speed detection means for periodically detecting the rotation speed of four tires of a vehicle, a first calculation means for calculating a vehicle speed from a measurement value by the rotation speed detection means, A second calculating means for calculating the acceleration / deceleration of the vehicle; a third calculating means for calculating a slip ratio from the rotational speeds of the four wheels; and a fourth calculating means for moving and averaging the acceleration / deceleration and slip ratio of the vehicle, respectively. Calculation means, fifth calculation means for obtaining a linear regression coefficient and a correlation coefficient between the acceleration / deceleration and slip ratio of the moving average vehicle, and 1 when the correlation coefficient is a predetermined value or more A tire identification device comprising: sixth calculation means for calculating a tire identification coefficient based on the next regression coefficient; and tire identification means for identifying a currently mounted tire from the tire identification coefficient , Average tire identification factors It is characterized in.
[0011]
In the tire identification method of the present invention, the step of periodically detecting the rotational speed of the four-wheel tire of the vehicle, the step of calculating the vehicle speed from the measured rotational speed, and the acceleration / deceleration of the vehicle are calculated. 1 of the step, the step of calculating the slip ratio from the rotational speed of the four wheels, the step of moving average the acceleration / deceleration and the slip ratio of the vehicle, and the acceleration / deceleration and slip ratio of the vehicle averaged A step of obtaining a next regression coefficient and a correlation coefficient; a step of calculating a tire identification coefficient based on a primary regression coefficient when the correlation coefficient is equal to or greater than a predetermined value; And a tire identification method comprising: averaging the tire identification coefficients .
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a tire identification device and method according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0013]
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a tire identification device of the present invention, and FIG. 2 is a block diagram showing an electrical configuration of the tire identification device in FIG.
[0014]
As shown in FIG. 1, the tire identification device according to one embodiment of the present invention is a rotation that periodically detects the rotational speeds of the wheel tires provided in the tires FL, FR, RL, and RR of a four-wheel vehicle. A
[0015]
As the
[0016]
As shown in FIG. 2, the
[0017]
In the present embodiment, the
[0018]
In general, winter tires are tires with different tread patterns and materials that can be used on snowy roads. For example, "SNOW", "M + S", "STUDLESS", "ALL WEATHER", "ALL" A tire having a display such as “SEASON”, and a summer tire are tires having no such display in the sidewall portion, unlike a winter tire. In this specification, a summer tire and a winter tire are used. This difference includes not only the presence / absence of such display but also the difference in the pattern rigidity of the tread. That is, a tire having a large pattern rigidity that affects vehicle control and tire pressure detection accuracy is a summer tire, and a tire having a small pattern rigidity is a winter tire.
[0019]
In the present embodiment, the rotational speed of the four-wheel tire is detected in 0.1 seconds or less, preferably 0.05 seconds or less. The vehicle speed and travel distance are calculated from the rotational speed of the four wheels and the dynamic load radius of the tire. The acceleration / deceleration of the vehicle can be measured by a G sensor, but it is preferable from the viewpoint of cost to differentiate and calculate the vehicle speed. The slip ratio can be calculated from, for example, (front-rear wheel ratio-1).
[0020]
Then, the acceleration / deceleration and slip ratio of the vehicle are obtained by moving average at each sampling time as an average value of data for a predetermined time, for example, data of at least 0.1 second or more, and this moving average value (a constant number) Slip ratio and vehicle acceleration / deceleration).
[0021]
Further, the moving average vehicle acceleration / deceleration and slip ratio data are accumulated until the travel distance reaches a predetermined distance, and using the accumulated data, the slip ratio and the vehicle acceleration / deceleration are mutually linear. Find the regression coefficient and correlation coefficient. Here, when the vehicle acceleration / deceleration obtained by moving average is less than a certain value (for example, −0.03 G or less) or during braking, it may not be used for calculating the regression coefficient. desirable. This is because during deceleration, particularly during braking, braking force is applied to the four wheels and an accurate slip ratio cannot be obtained.
[0022]
Hereinafter, the operation of the tire identification device of the present embodiment will be described along the procedures (1) to (8).
[0023]
( 1 ) The wheel speeds (V1 n , V2 n , V3 n , V4 n ) are calculated from the rotational speeds of the four-wheel tires FL, FR, RL and RR of the vehicle.
For example, the wheel speed data at a certain point of each wheel tire FL, FR, RL, RR of the vehicle obtained from a sensor such as an ABS sensor is set as wheel speeds V1 n , V2 n , V3 n , V4 n .
[0024]
(2) Next, the average wheel speeds (Vf n , Vd n ) of the driven wheels and the drive wheels are calculated.
In the case of front wheel drive, the average wheel speed Vf n of the driven wheel and drive wheel at a certain point in time,
Equation vd n the following (1), obtained by (2).
Vf n = (V3 n + V4 n ) / 2 (1)
Vd n = (V1 n + V2 n ) / 2 (2)
[0025]
(3) Next, the travel distance per unit time of the vehicle is calculated by the following equation (3).
DIST = Vf n × Δt (3)
Here, Δt is a time interval (sampling time) between the average wheel speeds Vf n and Vf n−1 of the driven wheels calculated from the wheel speed data.
[0026]
(4) Next, the average wheel acceleration / deceleration (that is, vehicle acceleration / deceleration) Af n of the driven wheel is calculated.
Assuming that the average wheel speed Vf n−1 is the wheel speed data immediately before the average wheel speed Vf n of the driven wheel, the acceleration / deceleration speed Af n of the vehicle is obtained by the following equation (4).
Af n = (Vf n −Vf n−1 ) / Δt / g (4)
[0027]
Here, Δt is the time interval (sampling time) between the wheel speeds Vf n and Vf n−1 calculated from the wheel speed data, and g is the gravitational acceleration. The sampling time needs to be 0.1 second or less in order to reduce the variation in data and to determine in a short time. More preferably, it is 0.05 second or less.
[0028]
(5) Next, the slip ratio is calculated according to the value of the acceleration / deceleration speed Af n of the vehicle.
First, in the acceleration state, when the drive wheels are the vehicle slips in the locked state (Vd n = 0, Vf n ≠ 0) or, in the deceleration state, when the vehicle is driven wheel is stopped undergoing wheel spin Assuming that (Vf n = 0, Vd n ≠ 0) cannot occur, the slip ratio S n is calculated from the following equations (5) and (6).
When Af n ≧ 0 and Vd n ≠ 0, S n = (Vf n −Vd n ) / Vd n
... (5)
When Af n <0 and Vf n ≠ 0, S n = (Vf n −Vd n ) / Vf n
(6) In other cases, Sn = 1 is set.
[0029]
(6) Next, the vehicle acceleration / deceleration and slip ratio data are subjected to moving average processing at every sampling time.
When performing linear regression, the reliability of the obtained regression coefficient is inferior unless there is a certain number of data. Therefore, by sampling data every sampling time, for example, every several tens of ms, and moving average the data obtained with this sampling time, it is possible to reduce the data variation without reducing the number of data. it can. Here, N is the number of data.
[0030]
For slip ratio,
MS n = (S 1 + S 2 +... + S n ) / N (7)
MS n + 1 = (S 2 + S 3 +... + S n + 1 ) / N (8)
MS n + 2 = (S 3 + S 4 +... + S n + 2 ) / N (9)
For vehicle acceleration / deceleration,
MAf n = (Af 1 + Af 2 +... + Af n ) / N (10)
MAf n + 1 = (Af 2 + Af 3 +... + Af n + 1 ) / N (11)
MAf n + 2 = (Af 3 + Af 4 +... + Af n + 2 ) / N (12)
[0031]
(7) Then, data (moving averaged vehicle acceleration / deceleration and slip ratio) is accumulated until the travel distance reaches a predetermined distance. Then, the linear regression coefficients of the slip ratio and the acceleration / deceleration of the vehicle, that is, the regression coefficient K1 with respect to the acceleration / deceleration of the vehicle with the slip ratio and the regression coefficient K2 with respect to the slip ratio of the acceleration / deceleration of the vehicle with the following equations ( 13) and (14).
[0032]
[Expression 1]
[Table 1]
The correlation coefficient R is
R = K1 × K2 (15)
It becomes.
[0035]
(8) A predetermined number of regression coefficients K1 or regression coefficients K2 (hereinafter described as regression coefficient K1) in which the correlation coefficient R obtained by the above procedure is a predetermined value (for example, 0.9) or more are accumulated, and the average thereof Find the value. A value obtained by multiplying the average value of the regression coefficient K1 by the vehicle constant Wr / W is set as a tire identification coefficient. Here, W is the vehicle weight and Wr is the driving wheel load. This is because the driving force F (F = W × Af n ) required for acceleration of the vehicle body is determined by the frictional force between the driving wheel and the road surface, so that F = μ × Wr using the friction coefficient μ of the road surface, Af n = μ × Wr / W. Therefore, the difference between the vehicles can be corrected by multiplying by the vehicle constant Wr / W. It is also possible to constantly obtain and update the tire identification coefficient during traveling. In that case, when a regression coefficient having a correlation coefficient R equal to or greater than a predetermined value is obtained, a method of calculating a tire identification coefficient first and then averaging the tire identification coefficient and obtaining the average is preferable. As a result, it is possible to cope with changes with time of the tire. That is, it is possible to cope with the case where the winter tire is worn or the hardness of the tread rubber is increased due to aging. Further, by averaging, even if an inappropriate regression coefficient is obtained once or twice, the influence is very small and converges to the vicinity of the most frequent value. For example, when the tire identification coefficient obtained first is 0.059 and then a new tire identification coefficient 0.057 is obtained, the tire identification coefficient is (0.059 + 0.057) /2=0.058. It becomes. Further, when a new tire identification coefficient 0.055 is obtained, the tire identification coefficient is (0.059 + 0.057 + 0.055) /3=0.057. And when this tire identification coefficient is 0.05 or more, it can be set as a winter tire. This threshold value (0.05) is obtained from the experimental value so far.
[0036]
In this embodiment, the road surface has a stable coefficient of friction μ if the linearity of the data (relationship between vehicle acceleration / deceleration and slip ratio) is high during a predetermined distance. Judge that it is an asphalt road. On the contrary, if the linearity of the data is low, it is determined that the road is an unstable low μ road and the tire identification coefficient is not obtained. Therefore, tire identification is hardly performed on a snowy road or an ice burn.
[0037]
【Example】
Next, the tire identification device of the present invention will be described based on examples, but the present invention is not limited to such examples.
[0038]
Examples 1-2
First, summer tires or winter tires were mounted on front-wheel drive vehicles. The summer tire at this time was FM901 manufactured by Sumitomo Rubber Industries, Ltd., and the winter tire was a glass pick DS-1 manufactured by Sumitomo Rubber Industries. As the running road surface, in the case of a summer tire, the vehicle ran on a dry asphalt road, and in the winter tire, the car ran on a dry asphalt road, a snow-capped road, an ice-burn road, and the like.
[0039]
Then, according to the above procedure, a primary regression coefficient K1 and a correlation coefficient R of the acceleration / deceleration of the vehicle with respect to the slip ratio with a traveling distance of every 500 m were obtained. At this time, 10 items obtained by multiplying the regression coefficient K1 when the correlation coefficient R is 0.9 or more by the vehicle constant (0.62) were accumulated, and the tire was identified from the average value.
[0040]
Table 2 shows the tire identification coefficient and the average value when the correlation coefficient R of each tire is 0.9 or more.
[0041]
[Table 2]
In the case of FM901 which is a summer tire, the tire identification coefficient when the correlation coefficient R is 0.9 or more is constantly 0.20 to 0.24. On the other hand, in the case of the winter tire DS-1, the tire identification coefficient is constantly 0.56 to 0.65, which is a larger value than FM901, and it can be seen that the summer tire and the winter tire can be distinguished. .
[0043]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, since the tire can be identified, the difference in the tread rigidity of the tire can be automatically reflected in the vehicle control. In addition, in the air pressure reduction alarm device that uses the tire rotation speed for determination of pressure reduction, the accuracy of detecting the pressure reduction of the tire can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a tire identification device of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing an electrical configuration of the tire identification device in FIG. 1;
[Explanation of symbols]
1
Claims (4)
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000380609A JP4171174B2 (en) | 2000-12-14 | 2000-12-14 | Tire identification apparatus and method |
| EP01129141A EP1215096B1 (en) | 2000-12-14 | 2001-12-07 | Apparatus and method for identifying tires and apparatus and method for evaluating road surface conditions |
| DE60144364T DE60144364D1 (en) | 2000-12-14 | 2001-12-07 | Device and method for tire identification and device and method for road condition evaluation |
| US10/006,616 US6604040B2 (en) | 2000-12-14 | 2001-12-10 | Apparatus and method for identifying tires and apparatus and method for evaluating road surface conditions |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000380609A JP4171174B2 (en) | 2000-12-14 | 2000-12-14 | Tire identification apparatus and method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002181669A JP2002181669A (en) | 2002-06-26 |
| JP4171174B2 true JP4171174B2 (en) | 2008-10-22 |
Family
ID=18848759
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000380609A Expired - Fee Related JP4171174B2 (en) | 2000-12-14 | 2000-12-14 | Tire identification apparatus and method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4171174B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002277353A (en) * | 2001-03-15 | 2002-09-25 | Sumitomo Rubber Ind Ltd | Device and method for selecting tire, and program for selecting tire |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4324531B2 (en) | 2004-09-24 | 2009-09-02 | 住友ゴム工業株式会社 | Tire pressure drop detection device and method |
| JP4672333B2 (en) * | 2004-11-02 | 2011-04-20 | 住友ゴム工業株式会社 | Tire identification apparatus and method |
| JP4159541B2 (en) | 2004-12-24 | 2008-10-01 | 住友ゴム工業株式会社 | Tire pressure drop detection method and apparatus |
| JP5421895B2 (en) * | 2010-12-24 | 2014-02-19 | 名古屋電機工業株式会社 | Tire determination apparatus, tire determination method, and tire determination program |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4102301C1 (en) * | 1991-01-26 | 1992-06-11 | Mercedes-Benz Aktiengesellschaft, 7000 Stuttgart, De | |
| JP3020349B2 (en) * | 1992-05-29 | 2000-03-15 | 北海道大学長 | Error detection method and device |
| JPH06122332A (en) * | 1992-10-09 | 1994-05-06 | Nippondenso Co Ltd | Slip control device for vehicle |
| JP3289375B2 (en) * | 1993-03-24 | 2002-06-04 | 株式会社デンソー | VEHICLE VEHICLE VEHICLE ESTIMATION DEVICE AND TIRE CONDITION DETECTOR USING ESTIMATED VEHICLE VEHICLE VEHICLE |
| GB9320821D0 (en) * | 1993-10-09 | 1993-12-01 | Sumitomo Rubber Ind | Method of setecting a deflated tyre on a vehicle |
| JP2990413B2 (en) * | 1994-12-12 | 1999-12-13 | 本田技研工業株式会社 | Vehicle wheel speed correction device |
| JP3150893B2 (en) * | 1996-01-12 | 2001-03-26 | 住友ゴム工業株式会社 | Tire identification method and device |
| JP3418121B2 (en) * | 1997-07-10 | 2003-06-16 | 住友ゴム工業株式会社 | Apparatus and method for detecting tire wear state |
| JP3409702B2 (en) * | 1997-07-18 | 2003-05-26 | 株式会社豊田中央研究所 | Wheel condition estimation device |
| JPH11194086A (en) * | 1997-12-29 | 1999-07-21 | Mitsubishi Motors Corp | Judgement apparatus of road surface friction coefficient |
| JP3544149B2 (en) * | 1998-07-09 | 2004-07-21 | 住友ゴム工業株式会社 | Tire identification device and method |
| JP4316776B2 (en) * | 2000-07-03 | 2009-08-19 | 住友ゴム工業株式会社 | Tire identification apparatus and method |
-
2000
- 2000-12-14 JP JP2000380609A patent/JP4171174B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002277353A (en) * | 2001-03-15 | 2002-09-25 | Sumitomo Rubber Ind Ltd | Device and method for selecting tire, and program for selecting tire |
| JP4606623B2 (en) * | 2001-03-15 | 2011-01-05 | 住友ゴム工業株式会社 | Tire selection apparatus and method, and tire selection program |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2002181669A (en) | 2002-06-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3150893B2 (en) | Tire identification method and device | |
| US6604040B2 (en) | Apparatus and method for identifying tires and apparatus and method for evaluating road surface conditions | |
| JP3418121B2 (en) | Apparatus and method for detecting tire wear state | |
| WO2013011992A1 (en) | Road surface condition estimation method, and road surface condition estimation device | |
| EP1529703B1 (en) | A method for judging road surface condition and device thereof, and program for judging road surface condition | |
| JP3515040B2 (en) | Road surface friction coefficient determination method | |
| JP3923808B2 (en) | Tire pressure drop warning method and apparatus, and tire decompression determination program | |
| JP4138283B2 (en) | Road surface state determination device and method, and road surface state determination program | |
| JP3544149B2 (en) | Tire identification device and method | |
| JP4316776B2 (en) | Tire identification apparatus and method | |
| JP4171174B2 (en) | Tire identification apparatus and method | |
| JP3535076B2 (en) | Road surface friction coefficient determining apparatus and method | |
| JP4414547B2 (en) | Road surface friction coefficient judging apparatus and method | |
| JP2003267012A (en) | Detecting method of decrease of tire air pressure, its device, and program of determining tire decompression | |
| US6917864B2 (en) | Method and apparatus for detecting decrease in tire air-pressure, and program for judging decompression of tire | |
| JP4672333B2 (en) | Tire identification apparatus and method | |
| JP4451550B2 (en) | Initializing device and method of road surface friction coefficient judging device | |
| JP2002362345A (en) | Road surface condition determining device and method and determining program of road surface condition | |
| JP2001163202A (en) | Road surface friction coefficient decision device and method therefor | |
| JP2002036837A (en) | Abrasion state detection device and method for tire | |
| JP4107988B2 (en) | Road surface state determination device and method, and road surface state determination program | |
| JP4057285B2 (en) | Road surface state determination method and apparatus, and road surface state determination program | |
| JP2013023164A (en) | Road surface state estimation method and road surface state estimation device | |
| JP4425478B2 (en) | Road surface state estimation method and apparatus | |
| JP2001163211A (en) | Road surface friction coefficient judging device and method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050607 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060718 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080513 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080709 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20080805 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20080808 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110815 Year of fee payment: 3 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Ref document number: 4171174 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110815 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120815 Year of fee payment: 4 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120815 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130815 Year of fee payment: 5 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |