JP7014098B2 - 車両ストレス情報収集システム - Google Patents
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Description
本発明は、車両ストレス情報収集システムに関する。
特許文献1には、走行地点情報、車両運動情報、車両操作情報を車両から受信し、車両走行記録に基づいて自動車部品に作用するストレスを算出し、中古車両や中古部品の適正価格の算出並びに部品の修理、交換時期の判断に役立てるシステムが開示されている。
ところで、特許文献1では、車両に作用するストレスの情報(車両ストレス情報)として、タイヤ接地荷重情報が用いられていない。タイヤ接地荷重情報は、車両の耐久目標値の見直しに有効な情報となる。ここで、開発者が試験を行うことでタイヤ接地荷重情報を得るには、計測器を搭載した試験車両を用いて現地で計測を行う必要があり、多大な工数を要する。つまり、開発者が多大な工数をかけずに車両ストレス情報としてのタイヤ接地荷重情報を得るには、改善の余地がある。
本発明は上記事実を考慮し、開発者が多大な工数をかけずに車両ストレス情報としてのタイヤ接地荷重情報を得ることができる車両ストレス情報収集システムを得ることを目的とする。
請求項1に記載の本発明に係る車両ストレス情報収集システムは、車両に搭載され車輪速を検出する検出手段と、前記検出手段において検出された前記車輪速の情報を前記車両のタイヤ接地荷重の情報に変換する変換手段と、前記タイヤ接地荷重の情報を前記車両から外部へ送信する送信手段と、前記タイヤ接地荷重の情報を複数の前記車両の前記送信手段から受信する受信手段と、前記受信手段において受信された複数の前記タイヤ接地荷重の情報を蓄積する蓄積手段と、を有する。
請求項1に記載の本発明に係る車両ストレス情報収集システムでは、検出手段において車輪速が検出される。変換手段では、検出手段において検出された車輪速の情報が、車両のタイヤ接地荷重の情報に変換される。送信手段では、タイヤ接地荷重の情報が車両から外部へ送信される。受信手段では、タイヤ接地荷重の情報が複数の車両の送信手段から受信される。蓄積手段では、受信手段において受信された複数のタイヤ接地荷重の情報が車両ストレス情報として蓄積される。
このように、複数の車両において車輪速の情報がタイヤ接地荷重の情報に変換され、且つ複数の車両からタイヤ接地荷重の情報が蓄積手段に蓄積されることで、多くのタイヤ接地荷重情報が得られる。これにより、開発者が多大な工数をかけずに車両ストレス情報としてのタイヤ接地荷重情報を得ることができる。
以上説明したように、本発明は、開発者が多大な工数をかけずに車両ストレス情報としてのタイヤ接地荷重情報を得ることができる。
本実施形態の車両ストレス情報収集システムの一例としての収集システム20について説明する。
図1に示す収集システム20は、複数(図示は2台)の車両10から複数(図示は2箇所)の無線基地局12及びインターネット14を介して情報収集センター16に送信された車両ストレス情報を蓄積することで、車両ストレス情報を収集するシステムである。具体的には、収集システム20は、一例として、車両10に搭載された車載ユニット30と、情報収集センター16に設けられたセンター側通信部22、センター側制御部23及び情報蓄積部24とを有する。
〔車載ユニット〕
図2に示す車載ユニット30は、一例として、車輪速センサ32と、ECU(Electronic Control Unit)34と、車両通信部36とを有する。
図2に示す車載ユニット30は、一例として、車輪速センサ32と、ECU(Electronic Control Unit)34と、車両通信部36とを有する。
<車輪速センサ>
車輪速センサ32は、検出手段の一例である。また、車輪速センサ32は、車両10の車輪の一例としてのタイヤ11(図1参照)の回転速度を車輪速として検出する。さらに、車輪速センサ32は、検出した車輪速情報をECU34へ出力する構成とされている。
車輪速センサ32は、検出手段の一例である。また、車輪速センサ32は、車両10の車輪の一例としてのタイヤ11(図1参照)の回転速度を車輪速として検出する。さらに、車輪速センサ32は、検出した車輪速情報をECU34へ出力する構成とされている。
<ECU>
ECU34は、変換手段の一例である。また、ECU34は、図示しないCPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)及びI/O(入出力インターフェース)を有する。そして、ECU34は、これらの構成がバスに接続されたコンピュータとして構成されている。ECU34には、車輪速センサ32と、後述する車両通信部36とを含む車両10の各部が、電気的に接続されている。
ECU34は、変換手段の一例である。また、ECU34は、図示しないCPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)及びI/O(入出力インターフェース)を有する。そして、ECU34は、これらの構成がバスに接続されたコンピュータとして構成されている。ECU34には、車輪速センサ32と、後述する車両通信部36とを含む車両10の各部が、電気的に接続されている。
図3に示すECU34は、車輪速センサ32(図2参照)において検出された車輪速の情報を、車両10(図1参照)のタイヤ接地荷重Fzの情報に変換する機能を有する。なお、タイヤ接地荷重Fzの情報は、車両ストレス情報に含まれる。
具体的には、ECU34では、車輪速センサ32において検出された車輪速の情報に基づいて、車輪速変動ω〔m/s2〕の時系列波形(グラフG1)が得られる。続いて、グラフG1に基づいて、後述する方法により、タイヤ接地荷重Fz〔N〕の時系列波形(グラフG2)が得られる。さらに、グラフG2に基づいて、タイヤ接地荷重Fzの時系列波形が頻度処理された累積頻度線図(グラフG3)が得られる。このようにして、車輪速センサ32の車輪速の情報が、車両10のタイヤ接地荷重Fzの情報に変換されるようになっている。
図4には、車両10(図1参照)の駆動力制御における単輪2自由度モデルが示されている。車両10の図示しないサスペンションの下に設けられた、タイヤ、ホイール、ブレーキ等の「ばね下」の質量をmw〔kg〕とする。ばね下の車両上下方向の変位をXw〔m〕とする。また、車両10のサスペンションよりも上の図示しないエンジンやボディ等の「ばね上」の質量をmb〔kg〕とする。ばね上の車両上下方向の変位をXw〔m〕とする。さらに、路面Rの車両上下方向の変位をXr〔m〕とする。
図示しないサスペンションに含まれるばねのばね定数をKs〔N/m〕とし、該サスペンションに含まれるショックアブソーバによる減衰係数をCsとする。さらに、タイヤ11(図1参照)のばね定数をKt〔N/m〕とする。
車両10(図1参照)の駆動力制御は、定常走行時の車両10のピッチングを抑制する制御であるため、ばね下G(ばね下の車両上下方向の加速度)=0を前提とする。なお、車両10のピッチングとは、車両10の重心を通る車幅方向の軸回りの動きを意味する。ここで、高周波路面の路面ストレスを考えない場合の車両10のタイヤ接地荷重Fzは、以下の(1)式で表される。
<車両通信部>
図2に示す車両通信部36は、送信手段の一例である。また、車両通信部36は、一例として、DCM(Data Communication Module)により構成されている。換言すると、車両通信部36は、無線通信機能を有するユニットで構成されている。図1に示す車両通信部36は、無線基地局12を介してインターネット14に接続可能とされている。これにより、車両通信部36は、ECU34において得られた車両10のタイヤ接地荷重Fzの情報を、車両10から外部の情報収集センター16に向けて送信するようになっている。
図2に示す車両通信部36は、送信手段の一例である。また、車両通信部36は、一例として、DCM(Data Communication Module)により構成されている。換言すると、車両通信部36は、無線通信機能を有するユニットで構成されている。図1に示す車両通信部36は、無線基地局12を介してインターネット14に接続可能とされている。これにより、車両通信部36は、ECU34において得られた車両10のタイヤ接地荷重Fzの情報を、車両10から外部の情報収集センター16に向けて送信するようになっている。
タイヤ接地荷重Fzの情報は、一例として、既述の累積頻度の情報にまとめられて送信される。なお、タイヤ接地荷重Fzの情報には、車両10毎に設定された図示しないID(Identification)が付与されており、タイヤ接地荷重Fzの情報に対応する車両10の識別が、情報収集センター16において可能とされている。
〔情報収集センター〕
情報収集センター16は、センター側通信部22、センター側制御部23及び情報蓄積部24を含んで構成されている。
情報収集センター16は、センター側通信部22、センター側制御部23及び情報蓄積部24を含んで構成されている。
<センター側通信部>
センター側通信部22は、受信手段の一例である。また、センター側通信部22は、一例として、図示しない光回線及びルータを介してインターネット14に接続されたユニットで構成されている。センター側通信部22では、インターネット14からの情報の受信及びインターネット14への情報の送信が可能とされている。そして、センター側通信部22は、タイヤ接地荷重Fzの情報を複数の車両10の車両通信部36から受信するようになっている。
センター側通信部22は、受信手段の一例である。また、センター側通信部22は、一例として、図示しない光回線及びルータを介してインターネット14に接続されたユニットで構成されている。センター側通信部22では、インターネット14からの情報の受信及びインターネット14への情報の送信が可能とされている。そして、センター側通信部22は、タイヤ接地荷重Fzの情報を複数の車両10の車両通信部36から受信するようになっている。
<センター側制御部>
センター側制御部23は、図示しないCPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)及びI/O(入出力インターフェース)を有する。そして、センター側制御部23は、これらの構成がバスに接続されたコンピュータとして構成されている。また、センター側制御部23は、センター側通信部22において受信されたタイヤ接地荷重Fzの情報を、後述する情報蓄積部24に蓄積させる。
センター側制御部23は、図示しないCPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)及びI/O(入出力インターフェース)を有する。そして、センター側制御部23は、これらの構成がバスに接続されたコンピュータとして構成されている。また、センター側制御部23は、センター側通信部22において受信されたタイヤ接地荷重Fzの情報を、後述する情報蓄積部24に蓄積させる。
<情報蓄積部>
情報蓄積部24は、蓄積手段の一例である。また、情報蓄積部24では、センター側通信部22において受信された複数のタイヤ接地荷重Fzの情報が、車両ストレス情報DB29(図5参照)に蓄積される。車両ストレス情報DB29は、タイヤ接地荷重Fzの情報を管理するためのデータベースである。具体的には、車両ストレス情報DB29には、タイヤ接地荷重Fzの頻度処理(累積頻度)情報が、車両10のIDと共に蓄積される。
情報蓄積部24は、蓄積手段の一例である。また、情報蓄積部24では、センター側通信部22において受信された複数のタイヤ接地荷重Fzの情報が、車両ストレス情報DB29(図5参照)に蓄積される。車両ストレス情報DB29は、タイヤ接地荷重Fzの情報を管理するためのデータベースである。具体的には、車両ストレス情報DB29には、タイヤ接地荷重Fzの頻度処理(累積頻度)情報が、車両10のIDと共に蓄積される。
〔作用及び効果〕
次に、本実施形態の収集システム20の作用及び効果について説明する。
次に、本実施形態の収集システム20の作用及び効果について説明する。
図1に示す収集システム20では、車輪速センサ32において、車両10の車輪速が検出される(検出の工程の一例)。検出された車輪速の情報は、ECU34において、タイヤ接地荷重Fzの情報に変換される。具体的には、図3に示すように、車輪速の時系列波形の情報が、既述の(2)式を用いてタイヤ接地荷重Fzの時系列波形の情報に変換される(変換の工程の一例)。さらに、タイヤ接地荷重Fzの時系列波形の情報が、横軸を頻度(度数)とし、縦軸をタイヤ接地荷重Fzの振幅値とする累積頻度情報に変換される(変換の工程の一例)。
車両通信部36では、タイヤ接地荷重Fzの累積頻度情報が、車両10から外部へ送信される(送信の工程の一例)。車両10の外部へ送信されたタイヤ接地荷重Fzの累積頻度情報は、無線基地局12及びインターネット14を介して情報収集センター16に送信される。なお、他の車両10においても同様に、タイヤ接地荷重Fzの累積頻度情報が送信される。
センター側通信部22では、タイヤ接地荷重Fzの情報(累積頻度情報)が、複数の車両10の車両通信部36(図2参照)から受信される(受信の工程の一例)。情報蓄積部24では、センター側通信部22において受信された複数のタイヤ接地荷重Fzの情報が、車両ストレス情報DB29(図5参照)に蓄積される(蓄積の工程の一例)。
このように、複数の車両10において検出された車輪速の情報がタイヤ接地荷重Fzの情報に変換され、且つ複数の車両10からタイヤ接地荷重Fzの情報が情報蓄積部24に蓄積されることで、多くの車両ストレス情報が得られる。これにより、開発者が多大な工数をかけずに車両ストレス情報としてのタイヤ接地荷重Fzの情報(タイヤ接地荷重情報)を得ることができる。
また、収集システム20では、タイヤ接地荷重Fzの情報を得るために、車輪速センサ32を用いて車輪速を検出してから、車輪速の情報をタイヤ接地荷重Fzの情報に変換している。換言すると、車輪速の情報に基づいて、既述の(2)式を用いて、タイヤ接地荷重Fzの情報を推定している。ここで、車輪速センサ32として、既存の車輪速センサを利用できるので、車輪速を検出する新たな検出手段を車両10に追加しなくても、タイヤ接地荷重Fzの情報を得ることができる。
さらに、収集システム20では、各車両10において、タイヤ接地荷重Fzの時系列波形の情報が、累積頻度情報に変換されてから、外部への送信が行われている。累積頻度情報は、タイヤ接地荷重Fzの時系列波形の情報に比べて情報量が少なくなるので、タイヤ接地荷重Fzの時系列波形の情報をそのまま外部へ送信する構成に比べて、短時間で情報を送信することができる。また、時間当たりに送信される情報量が少なくて済むことにより、送信時に一部の情報が送信ミスによって欠落する可能性が小さくなる。
図5に示す車両ストレス情報DB29には、タイヤ接地荷重Fzの頻度処理(累積頻度)情報が蓄積されている。この情報は、自動車メーカー100において、一例として、横軸を繰り返し数(回数)とし、縦軸をタイヤ接地荷重Fzの出力振幅値とするダメージ情報(グラフG4)として利用される。
具体的には、グラフG3(図3参照)に基づいて、タイヤ接地荷重Fzの出力振幅値σ1、σ2、・・・、σi(iは自然数)が得られたとする。そして、出力振幅値σ1、σ2、・・・、σiのタイヤ接地荷重Fzが、車両10にN1、N2、・・・、Ni〔回〕作用した場合に、車両10の運転の快適性が低下した(車両10にダメージが生じた)ものとする。各出力振幅値σ1、σ2、・・・、σiが、n1、n2、・・・ni〔回〕繰り返された場合の、車両10のダメージ値をDとすると、ダメージ値Dは、以下の(3)式を用いて得られる。
ダメージ値Dが大きい場合は、車両10が受けたダメージが大きいことを意味する。ダメージ値Dが小さい場合は、車両10が受けたダメージが小さいことを意味する。このように、タイヤ接地荷重Fzの頻度処理情報は、自動車メーカー100において、車両ストレス情報として用いられ、例えば、新たな車両の開発用データとして利用される。
なお、本発明は上記の実施形態に限定されない。
車両通信部36は、無線LAN(Local Area Network)や、DSRC(Dedicated Short Range Communication)等による無線通信機能を有するコンピュータで構成されていてもよい。
車両10の数及び無線基地局12の数は、2に限らず、3以上の数であってもよい。
センター側通信部22と情報蓄積部24は、情報収集センター16に別々の装置として設けられるものに限らず、例えば、1つのサーバーの中にセンター側通信部22と情報蓄積部24とが設けられていてもよい。
本発明の車両ストレス情報収集システムの一例として、収集システム20について説明したが、本発明は、車両ストレス情報収集方法としても用いることができる。また、本発明は、車両ストレス情報を把握するだけでなく、車両10が走行する路面Rの状態の情報(凹凸が多い等の走行の厳しさを表す情報)を把握することにも使用することができる。
10 車両
20 収集システム(車両ストレス情報収集システムの一例)
22 センター側通信部(受信手段の一例)
24 情報蓄積部(蓄積手段の一例)
32 車輪速センサ(検出手段の一例)
34 ECU(変換手段の一例)
36 車両通信部(送信手段の一例)
20 収集システム(車両ストレス情報収集システムの一例)
22 センター側通信部(受信手段の一例)
24 情報蓄積部(蓄積手段の一例)
32 車輪速センサ(検出手段の一例)
34 ECU(変換手段の一例)
36 車両通信部(送信手段の一例)
Claims (1)
- 車両に搭載され車輪速を検出する検出手段と、
前記検出手段において検出された前記車輪速の情報を前記車両のタイヤ接地荷重の情報に変換する変換手段と、
前記タイヤ接地荷重の情報を前記車両から外部へ送信する送信手段と、
前記タイヤ接地荷重の情報を複数の前記車両の前記送信手段から受信する受信手段と、
前記受信手段において受信された複数の前記タイヤ接地荷重の情報を蓄積する蓄積手段と、
を有する車両ストレス情報収集システム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018157461A JP7014098B2 (ja) | 2018-08-24 | 2018-08-24 | 車両ストレス情報収集システム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2018157461A JP7014098B2 (ja) | 2018-08-24 | 2018-08-24 | 車両ストレス情報収集システム |
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JP2020029232A JP2020029232A (ja) | 2020-02-27 |
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Family
ID=69623649
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2018157461A Active JP7014098B2 (ja) | 2018-08-24 | 2018-08-24 | 車両ストレス情報収集システム |
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