JP6509575B2 - 車両の車輪回り走行影響情報検出装置 - Google Patents
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Description
特許文献2には、自動車の車輪用軸受に回転検出装置を取り付け、信号を逓倍する機能を設けた高分解能回転検出装置が提示されている。
特許文献3には、タイヤの回転センサ信号からスリップ率等を推定する方法が提示されており、数回転にわたるタイヤの回転信号から回転同期成分を平均化して検出する方法も提示されている。
特許文献4には、車輪速センサからの信号に基づいて、制動時及び非制動時のいずれにおいても、精度良く路面μ勾配を推定することができる路面状態推定装置が提案されている。
その場合に、タイヤや路面の状態を推定する方法としては、予め記憶してある基準となる状態の回転速度変動パターンと検出対象の回転速度変動パターンを比較するか、またはそれらの自己相関パターン同士を比較するようにしている。
このため、回転速度変動パターンの高周波の信号成分や狭いパルス幅での信号の変化、微小な信号の変化は、自己相関パターンには表れにくく、タイヤや路面の状態を精度良く推定することが難しい。
前記信号処理ユニット3は、
前記回転センサ2から出力された前記回転信号につき、前記エンコーダ2aのピッチ誤差、取り付け誤差、およびセンサ誤差の少なくとも一つを補正するセンサ誤差補正処理部4と、
このセンサ誤差補正処理部4で補正された回転信号から回転に同期した回転速度変動パターンを算出する回転速度変動パターン抽出処理部5と、
前記回転速度変動パターンの比較用の基準となるパターンとして作成された基準回転速度変動パターンから所定のパルス数で抽出したマスターパターンを記憶していてこのマスターパターンと前記回転速度変動パターン抽出処理部5で抽出した回転速度変動パターンとの相関を算出するパターンマッチング演算処理部6と、
このパターンマッチング演算処理部6で算出された相関および前記回転速度変動パターン抽出処理部5で算出した前記回転速度変動パターンを用いて所定の規則に従い前記車輪のタイヤに関する状態および路面状態の少なくとも一方を推定するタイヤ・路面状態推定部7とを備える。
なお、前記所定のパルス数は、エンコーダの仕様(磁極数)と逓倍数より適宜に決定すればよい。
このように全パルス領域をN分割したマスターパターンを記憶しておき、N組の相関パターンを比較すると、タイヤの一部の領域での変化、例えば異物の噛み込みや釘が刺さった場合などを精度良く検出できる。
上記のように基準回転速度変動パターンメモリ6aおよびマスターパターンメモリ6cを設けることで、希望のパルス数のマスターパターンを容易に抽出することができる。このように作成したマスターパターンと回転速度変動パターンとの相関を取って相関パターンを出力することで、タイヤや路面の微小な変化に対してさらに高精度に推定可能となる。
このように相関パターンと基準相関パターンとを作成し比較することで、タイヤや路面の微小な変化に対してさらに高精度に推定可能となる。
基準相関パターンメモリ6fには、あらかじめ基準相関パターン作成部6eで基準回転速度変動パターンとマスターパターンから作られた基準相関パターンを記憶させておく。基準回転速度変動パターンメモリ6aには、あらかじめ基準となる走行データの回転速度変動パターンを記憶させておく。このとき、タイヤを交換したときなどのキャリブレーション作業として、基準回転速度変動パターンメモリを更新する機能を備えてもよい。
パターンマッチング演算処理部6は、さらに前記基準回転速度変動パターンメモリ6aに記憶された前記基準回転速度変動パターンと前記マスターパターンメモリ6cに記憶されたマスターパターンとから基準相関パターンを作る基準相関パターン作成部6eと、その作成された前記基準相関パターンを記憶し出力する基準相関パターンメモリ6fとを有する。
タイヤ・路面状態推定部7は、より具体的には、パターンマッチング演算処理部6で算出された相関および前記回転速度変動パターン抽出処理部5で算出した前記回転速度変動パターンを用いて所定の規則に従い前記車輪1のタイヤに関する状態および路面状態の少なくとも一方を推定する。タイヤ・路面状態推定部7は、さらに、図2の基準相関パターンメモリ6fに記憶された基準相関パターンと、相関パターン作成部6dで作成された相関パターンとを比較する。これにより、タイヤや路面の微小な変化に対してさらに高精度に推定可能となる。
(1) 予め基準回転速度変動パターンメモリ6aに記憶してあるか、またはキャリブレーション作業により更新された基準回転速度変動パターンから、マスターパターン抽出部6bで所望のパルス数で抽出した回転速度変動パターンをマスターパターンとしてマスターパターンメモリに記憶させる(図3)。このとき、マスターパターンメモリ6cに記憶させておくマスターパターンは、どのようなパルス数で抽出してもよく、複数のマスターパターンを作成してもよい。
(2) 同じマスターパターンで計算処理した1 組あるいは複数組の基準相関パターンと相関パターンを出力する。
・回転速度変動パターンを指定したパルス数で抽出し信号処理するため、回転速度変動パターンの高周波成分や、狭いパルス幅における信号の変化を示す相関パターンを作成することができる。
・これにより、タイヤや路面の微小な変化に対してより高精度に推定可能となる。
・特に、複数組の相関パターンを比較することで、誤差や不確かさをより低減することができるため、タイヤや路面状態の推定精度が向上する。
・また、全パルス領域をN分割した(N≧2)回転速度変動パターンを予め記憶しておき、N組の相関パターンを比較すると、タイヤの一部の領域での変化(具体的には異物の噛み込みや釘が刺さった場合など)を精度良く検出できる。
これら磁気エンコーダ2aやギヤ型のパルサリングを用いた磁気式の回転センサ2によると、温度変化や汚れなどの劣悪な環境に強い。磁気式の場合、光学式に比べて磁極を細かく設けることが困難であるが、逓倍回路2caを有すると、回転速度変動パターンを検出するために必要な分解能の回転信号が得られる。
1a…タイヤ
2…回転センサ
2a…磁気エンコーダ
2b…磁気センサ
2C…逓倍手段
3…信号処理ユニット
4…センサ誤差補正処理部
5…回転速度変動パターン抽出処理部
6…パターンマッチング演算処理部
6a…基準回転速度変動パターンメモリ
6b…マスターパターン抽出部
6c…マスターパターンメモリ
6d…相関パターン作成部
6e…基準相関パターン作成部
6f…相関パターンメモリ
7…推定するタイヤ・路面状態推定部
Claims (4)
- 車輪と共に回転するエンコーダおよびこのエンコーダを読み取るセンサ部を有し前記車輪の回転を検出する回転センサと、この回転センサから出力された回転信号を処理する信号処理ユニットとを備え、
前記信号処理ユニットは、
前記回転センサから出力された前記回転信号につき、前記エンコーダのピッチ誤差、取り付け誤差、およびセンサ誤差の少なくとも一つを補正するセンサ誤差補正処理部と、
このセンサ誤差補正処理部で補正された回転信号から回転に同期した回転速度変動パターンを算出する回転速度変動パターン抽出処理部と、
前記回転速度変動パターンの比較用の基準となるパターンとして作成された基準回転速度変動パターンから所定のパルス数で抽出したマスターパターンを記憶していてこのマスターパターンと前記回転速度変動パターン抽出処理部で抽出した回転速度変動パターンとの相関を算出するパターンマッチング演算処理部と、
このパターンマッチング演算処理部で算出された相関および前記回転速度変動パターン抽出処理部で算出した前記回転速度変動パターンを用いて所定の規則に従い前記車輪のタイヤに関する状態および路面状態の少なくとも一方を推定するタイヤ・路面状態推定部とを備え、
前記パターンマッチング演算処理部が、前記基準回転速度変動パターンを記憶する基準回転速度変動パターンメモリと、この基準回転速度変動パターンメモリに記憶された前記基準回転速度変動パターンから抽出した前記マスターパターンを記憶するマスターパターンメモリと、このマスターパターンメモリに記憶されたマスターパターンと前記回転速度変動パターン抽出処理部で算出された回転速度変動パターンとの相関を取って相関パターンを出力する相関パターン作成部とを有し、
前記パターンマッチング演算処理部が、前記基準回転速度変動パターンメモリに記憶された前記基準回転速度変動パターンと前記マスターパターンメモリに記憶されたマスターパターンとから基準相関パターンを作る基準相関パターン作成部と、その作成された前記基準相関パターンを記憶し出力する基準相関パターンメモリとを有し、前記タイヤ・路面状態推定部は、前記相関パターンと前記基準相関パターンとを比較することで前記車輪のタイヤに関する状態および路面状態の少なくとも一方を推定する車両の車輪回り走行影響情報検出装置。 - 請求項1に記載の車両の車輪回り走行影響情報検出装置において、前記マスターパターンが1種類である車両の車輪回り走行影響情報検出装置。
- 請求項1に記載の車両の車輪回り走行影響情報検出装置において、前記マスターパターンが2種類以上である車両の車輪回り走行影響情報検出装置。
- 請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の車両の車輪回り走行影響情報検出装置において、前記マスターパターンが、前記基準回転速度変動パターンの全パルス領域をN(Nは2以上の整数)分割して得られたパターンである車両の車輪回り走行影響情報検出装置。
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