KR101748444B1 - 차량 질량 추정 장치, 방법 및 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체와, 타이어 공기압 저하 검출 장치, 방법 및 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체 - Google Patents

차량 질량 추정 장치, 방법 및 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체와, 타이어 공기압 저하 검출 장치, 방법 및 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체 Download PDF

Info

Publication number
KR101748444B1
KR101748444B1 KR1020110124236A KR20110124236A KR101748444B1 KR 101748444 B1 KR101748444 B1 KR 101748444B1 KR 1020110124236 A KR1020110124236 A KR 1020110124236A KR 20110124236 A KR20110124236 A KR 20110124236A KR 101748444 B1 KR101748444 B1 KR 101748444B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
vehicle
wheel
estimating
vehicle mass
rotational speed
Prior art date
Application number
KR1020110124236A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20120109984A (ko
Inventor
하로아키 가와사키
Original Assignee
스미토모 고무 고교 가부시키가이샤
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 스미토모 고무 고교 가부시키가이샤 filed Critical 스미토모 고무 고교 가부시키가이샤
Publication of KR20120109984A publication Critical patent/KR20120109984A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101748444B1 publication Critical patent/KR101748444B1/ko

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01GWEIGHING
    • G01G19/00Weighing apparatus or methods adapted for special purposes not provided for in the preceding groups
    • G01G19/08Weighing apparatus or methods adapted for special purposes not provided for in the preceding groups for incorporation in vehicles
    • G01G19/12Weighing apparatus or methods adapted for special purposes not provided for in the preceding groups for incorporation in vehicles having electrical weight-sensitive devices
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01GWEIGHING
    • G01G19/00Weighing apparatus or methods adapted for special purposes not provided for in the preceding groups
    • G01G19/08Weighing apparatus or methods adapted for special purposes not provided for in the preceding groups for incorporation in vehicles
    • G01G19/086Weighing apparatus or methods adapted for special purposes not provided for in the preceding groups for incorporation in vehicles wherein the vehicle mass is dynamically estimated
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60CVEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C23/00Devices for measuring, signalling, controlling, or distributing tyre pressure or temperature, specially adapted for mounting on vehicles; Arrangement of tyre inflating devices on vehicles, e.g. of pumps or of tanks; Tyre cooling arrangements
    • B60C23/02Signalling devices actuated by tyre pressure
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60CVEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C23/00Devices for measuring, signalling, controlling, or distributing tyre pressure or temperature, specially adapted for mounting on vehicles; Arrangement of tyre inflating devices on vehicles, e.g. of pumps or of tanks; Tyre cooling arrangements
    • B60C23/06Signalling devices actuated by deformation of the tyre, e.g. tyre mounted deformation sensors or indirect determination of tyre deformation based on wheel speed, wheel-centre to ground distance or inclination of wheel axle
    • B60C23/061Signalling devices actuated by deformation of the tyre, e.g. tyre mounted deformation sensors or indirect determination of tyre deformation based on wheel speed, wheel-centre to ground distance or inclination of wheel axle by monitoring wheel speed
    • B60C23/062Frequency spectrum analysis of wheel speed signals, e.g. using Fourier transformation
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01GWEIGHING
    • G01G23/00Auxiliary devices for weighing apparatus
    • G01G23/18Indicating devices, e.g. for remote indication; Recording devices; Scales, e.g. graduated
    • G01G23/38Recording and/or coding devices specially adapted for weighing apparatus
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01PMEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P3/00Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
    • G01P3/42Devices characterised by the use of electric or magnetic means

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Measuring Fluid Pressure (AREA)

Abstract

차량에 장착된 차륜의 회전 속도 정보에 기초하여 그 차량의 질량을 추정하는 차량 질량 추정 장치는 차량의 각 차륜에 관한 회전 속도 정보를 검출하는 휠 회전 속도 정보 검출 수단과, 차륜의 회전 속도 정보에 기초해 휠 가속도 정보를 산출하여, 그 휠 가속도 정보의 주파수 특성을 추정하는 주파수 특성 추정 수단과, 추정된 주파수 특성에 기초하여 차량 질량을 추정하는 차량 질량 추정 수단을 포함한다. 주파수 특성 추정 수단은 차량의 전륜 및 후륜의 각각의 주파수 영역에서의 주파수 이득의 크기의 적분값을 산출하고, 차량 질량 추정 수단은 전륜 및 후륜의 각각의 적분값 간의 비율과, 그 비율과 차량 질량 간의 미리 산출된 관계에 기초하여 차량 질량을 추정한다.

Description

차량 질량 추정 장치, 방법 및 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체와, 타이어 공기압 저하 검출 장치, 방법 및 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체{APPARATUS, METHOD AND COMPUTER-READABLE RECORDING MEDIUM HAVING PROGRAM RECORDED THEREIN FOR VEHICLE MASS ESTIMATION, AND APPARATUS, METHOD AND COMPUTER-READABLE RECORDING MEDIUM HAVING PROGRAM RECORDED THEREIN FOR DETECTING DECREASE IN TIRE AIR PRESSURE}
본 발명은 차량 질량 추정 장치, 방법 및 프로그램과, 타이어 공기압 저하 검출 장치, 방법 및 프로그램에 관한 것이다.
감압된 타이어는 규정 내압(정상 공기압)의 타이어보다 외부 직경(타이어의 유효 구름 반경)이 감소하기 때문에, 다른 정상 타이어에 비해 휠 속도(회전 각속도)가 증가한다. 이 원리에 기초하여, 주행중인 타이어의 회전 각속도 간의 상대 비교로 타이어 공기압의 저하를 검지하는 장치는 동하중 반경(Dynamic Loaded Radius; DLR) 방식에 기초하여 타이어 공기압의 저하를 검출하는 장치로서 알려져 있다(예컨대, 특허문헌 1 참조).
전술한 바와 같은 검출 장치에서는, 예컨대 이하의 식 (1)이 나타내는 판정값(DEL1∼DEL3)을 이용하여 타이어 공기압의 저하를 판정한다.
DEL1=[{F1+F4)/(F2+F3)}-1]×100(%)
DEL2=[{F1+F2)/(F3+F4)}-1]×100(%) …… (1)
DEL3=[{F1+F3)/(F2+F4)}-1]×100(%)
이 식에서, F1∼F4는 각각 좌측 전륜 타이어, 우측 전륜 타이어, 좌측 후륜 타이어, 및 우측 후륜 타이어의 휠 속도를 나타낸다.
DLR 방식의 타이어 공기압 저하 검출 장치에서는 차량의 질량을 추정하는 것이 중요한 기술이다. 그 이유는 타이어의 동하중 반경이 타이어 공기압에 따라 그리고 그 타이어에 가해진 하중에 의존하여 변하기 때문이다. 구체적으로, 기준값으로서, 정상 내압에서의 학습치에 기초하여 타이어 공기압의 감압을 검지하는 DLR 방식의 경우에, 실제 주행 시의 차량 질량이 정상 내압 시(학습 시)의 차량 질량에서 변하면, 판정값(DEL)의 변화가 하중 변화로 인한 것인지 또는 감압으로 인한 것인지의 여부를 판정하는 것이 불가능하기 때문에, 타이어 공기압의 저하를 정확하게 검지하는 데 실패한다.
이것을 해결하기 위해, 하중으로 인한 타이어 외부 직경의 감소를 고려(보정)하여 타이어 공기압의 저하를 검출하기 위한 다양한 기술이 제안되고 있다. 예컨대, 본 출원인의 특허 출원에 따른 특허문헌 2 및 특허문헌 3에는, (휠 하중/내압)에 비례하는 타이어 주행 강성을 이용해서, 이하의 식 (2)에 기초하여 차량 질량을 추정한다. 이 추정된 차량 질량을 이용하여, 하중으로 인한 동하중 반경의 감소를 정량적으로 보정한다.
m(α + gsin(θ)) + AV2 = Fx = T/R ……(2)
이 식에서, m은 차량 질량을 나타내고, α는 차량 가속도를 나타내며, g는 중력 가속도를 나타내고, θ는 노면의 경사각을 나타내며, A는 공력 저항을 나타내고, V는 차량 속도를 나타내며, Fx는 구동력을 나타내고, T는 차량의 전체 액슬 샤프트 토크를 나타내며, R은 타이어 하중 반경을 나타낸다.
특허문헌 2와 특허문헌 3에 개시된 기술에서는, 차량 정보를 나타내는 속도, 가속도 및 액슬 샤프트 토크뿐만 아니라, 차량이 주행하고 있는 노면의 경사각에 관한 정보도 필요로 한다. 이들 정보는 차량 질량을 추정하는 정확도에 큰 영향을 미친다.
특허문헌 2에 개시된 기술에서는, GPS 장치로부터 얻은 정보를 이용한다. 하지만, 이러한 GPS 장치를 포함하지 않는 차량은 적어도 노면의 경사각(θ)에 관한 정보를 입수할 수 없기 때문에, 정확하게 차량 질량을 추정할 수 없다.
이에 대해, 특허문헌 3에 개시된 기술에서는, GPS 장치 없이도 차량 질량을 추정할 수 있는 방법을 제안하고 있다. 구체적으로는, 짧은 시간 간격에서 노면의 경사가 변할 가능성이 낮다는 가정 하에, 상기 식 (2)의 관계에 있어서 언덕길 경사에 관한 mgsin(θ)를 상수항으로서 간주하여, 미리 정해진 단시간에 대응하는 데이터에, 반복적 최소 자승법을 적용함으로써 차량 질량(m)을 추정한다.
또한, 단시간 내에서도 이상치를 제외시킴으로써, 언덕길 경사가 변하는 경우에 의한 영향을 최소화한다. 그런 다음, 남은 데이터 그룹에 대해, 차량 가속도(α)와 관련하여 Fx-(mgsin(θ) + AV2)를 종속 변수로 간주해 반복적 최소 자승법을 적용함으로써 보정된 차량 질량을 산출한다.
일본 특허 출원 공개 제1998-305011호 일본 특허 출원 공개 제2009-040080호 일본 특허 출원 공개 제2010-249597호
그러나, 단시간 데이터에 기초하여 추정된 데이터의 이상치가 제외된 경우라도, 노면 경사의 영향을 완전히 배제하기란 어렵다. 그러므로, 예컨대 차량이 오르막길 노면 및 내리막길 노면을 주행하고 있는 경우 하중 추정 정확도가 저하함에 따른 폐해를 배제하기 어렵다.
또한, 특허문헌 2와 특허문헌 3에 개시된 기술 모두는 정확한 액슬 샤프트 토크 정보가 필요하다는 과제와, 차량 가속도(α)에 대해 반복적 최소 자승법을 적용하기 때문에 차량 가속도의 변화가 작은 정속 주행과 같은 경우에는 정확하게 차량 질량을 추정하기 어렵다는 과제를 여전히 갖고 있다.
본 발명은 전술한 사정을 감안하여 이루어진 것이다. 본 발명의 목적은 차량의 주행 상태에 의존하지 않고 또 액슬 샤프트 토크 등의 정보를 필요로 하는 일 없이, 휠 회전 속도 정보에 기초하여 차량 질량을 추정할 수 있는 차량 질량 추정 장치, 방법 및 프로그램과, 이들을 이용하여 타이어 공기압의 저하를 검출하는 장치, 방법 및 프로그램을 제공하는 것이다.
(1) 본 발명에 따르면, 제공하는 차량 질량 추정 장치는 차량에 장착된 차륜의 회전 속도 정보에 기초하여 차량의 질량을 추정하기 위한 것으로서,
상기 차량의 각 차륜에 관한 회전 속도 정보를 검출하는 휠 회전 속도 정보 검출 수단과,
상기 차륜의 회전 속도 정보에 기초해 휠 가속도 정보를 산출하여, 그 휠 가속도 정보의 주파수 특성을 추정하는 주파수 특성 추정 수단과,
추정된 주파수 특성에 기초하여 차량 질량을 추정하는 차량 질량 추정 수단을 포함하고,
상기 주파수 특성 추정 수단은 차량의 전륜 및 후륜의 각각의 주파수 영역에서의 주파수 이득 크기의 적분값을 산출하며, 상기 차량 질량 추정 수단은 전륜 및 후륜의 각각의 적분값 간의 비율과, 그 비율과 차량 질량 간의 미리 산출된 관계에 기초하여 차량 질량을 추정한다.
본 발명의 차량 질량 추정 장치에서는, 전륜과 후륜의 주파수 특성(주파수 이득 크기의 적분값) 간의 비를 이용하여 차량 질량을 추정한다. 그렇기 때문에, 액슬 샤프트 토크 등의 정보를 필요로 하는 일 없이, 휠 속도 신호에 기초하여 차량 질량을 추정할 수 있다. 또한, 차량의 주행 상태에 의존하지 않고서 차량 질량을 추정할 수 있어, 일정 가속도 상태로 인한 추정 정확도의 악화 문제를 해소할 수 있다.
(2) 상기 (1)의 차량 질량 추정 장치에 있어서, 상기 주파수 특성 추정 수단은 고속 푸리에 변환, 자기회귀 모델에 의한 시계열 추정, 및 시계열 데이터 분산 중 어느 하나를 이용하여 주파수 특성을 추정할 수 있다.
(3) 상기 (1) 또는 (2)의 차량 질량 추정 장치에 있어서, 상기 주파수 특성 추정 수단은 차량의 전륜 및 후륜의 각각의 미리 정해진 한정 대역에서 주파수 이득의 크기의 적분값을 산출하는 것이 바람직하다. 이 경우, 하중의 변화에 의해 주파수 특성이 변하는 주파수 대역만 주목함으로써, 다른 외란에 의한 영향을 줄일 수 있다.
(4) 상기 (1) 또는 (2)의 차량 질량 추정 장치에 있어서, 상기 주파수 특성 추정 수단은 차량의 좌륜 및 우륜에 대한 회전 속도 정보 간의 차분을 산출하여, 그 차량의 전륜 및 후륜에 대한 각각의 회전 속도 정보를 산출하는 것이 바람직하다. 이 경우, 산출된 차분은 좌륜 및 우륜에 포함된 동(同)위상의 노이즈를 제거하는데 이용될 수 있어, 추정 정확도가 향상할 수 있다.
(5) 상기 (1) 또는 (2)의 차량 질량 추정 장치에 있어서, 차량 질량 추정 장치는 미리 정해진 가속 및 감속 주행, 선회, 고속 주행, 및 저속 주행 시의 회전 속도 정보를 제외시키는 데이터 제외 수단을 더 포함하는 것이 바람직하다. 예컨대, 돌발 가속 및 감속 주행 또는 돌발 선회 시에는, 휠 속도 신호가 혼란해질 가능성이 있다. 그렇기 때문에, 그 데이터를 제외시키면 추정 정확도를 향상시킬 수 있다. 또한, 고속 주행(예컨대, 100 ㎞/h 이상에서의 주행)이나 저속 주행(예컨대, 40 ㎞/h 이하에서의 주행) 시에는, 주파수 특성이 크게 변하여 정확한 질량 추정을 수행하기 어려울 가능성이 있다. 그러므로, 그 데이터도 마찬가지로 제외시킴으로써 추정 정확도를 향상시킬 수 있다.
(6) 또한, 본 발명에 따르면, 제공하는 차량 질량 추정 방법은 차량에 장착된 차륜의 회전 속도 정보에 기초하여 차량의 질량을 추정하는 것으로서,
상기 차량의 각 차륜에 관한 회전 속도 정보를 검출하는 휠 회전 속도 정보 검출 단계와,
상기 차륜의 회전 속도 정보에 기초해 휠 가속도 정보를 산출하여, 그 휠 가속도 정보의 주파수 특성을 추정하는 주파수 특성 추정 단계와,
추정된 주파수 특성에 기초하여 차량 질량을 추정하는 차량 질량 추정 단계를 포함하고,
상기 주파수 특성 추정 단계에서는 차량의 전륜 및 후륜의 각각의 주파수 영역에서의 주파수 이득의 크기의 적분값을 산출하고, 상기 차량 질량 추정 단계에서는 전륜 및 후륜의 각각의 적분값 간의 비율과, 그 비율과 차량 질량 간의 미리 산출된 관계에 기초하여 차량 질량을 추정한다.
본 발명의 차량 질량 추정 방법에서는, 전륜과 후륜의 주파수 특성(주파수 이득의 크기의 적분값) 간의 비를 이용하여 차량 질량을 추정한다. 그러므로, 액슬 샤프트 토크 등의 정보를 필요로 하는 일 없이, 휠 속도 신호에 기초하여 차량 질량을 추정할 수 있다. 또한, 차량의 주행 상태에 의존하지 않고 차량 질량을 추정할 수 있어, 일정 가속도 상태로 인한 추정 정확도의 악화 문제를 해소할 수 있다.
(7) 상기 (6)의 차량 질량 추정 방법에 있어서, 상기 주파수 특성 추정 단계에서는 고속 푸리에 변환, 자기회귀 모델에 의한 시계열 추정, 및 시계열 데이터 분산 중 어느 하나를 이용하여 주파수 특성을 추정할 수 있다.
(8) 상기 (6) 또는 (7)의 차량 질량 추정 방법에 있어서, 상기 주파수 특성 추정 단계에서는 차량의 전륜 및 후륜의 각각의 미리 정해진 한정 대역에서 주파수 이득의 크기의 적분값을 산출하는 것이 바람직하다. 이 경우, 하중의 변화에 의해 주파수 특성이 변하는 주파수 대역만 주목함으로써, 다른 외란에 의한 영향을 줄일 수 있다.
(9) 상기 (6) 또는 (7)의 차량 질량 추정 방법에 있어서, 상기 주파수 특성 추정 단계에서는, 차량의 좌륜 및 우륜에 대한 회전 속도 정보 간의 차분을 산출하여, 그 차량의 전륜 및 후륜에 대한 각각의 회전 속도 정보를 산출하는 것이 바람직하다. 이 경우, 산출된 차분은 좌륜 및 우륜에 포함된 동위상의 노이즈를 제거하는데 이용될 수 있어, 추정 정확도가 향상할 수 있다.
(10) 상기 (6) 또는 (7)의 차량 질량 추정 방법에 있어서, 차량 질량 추정 방법은 미리 정해진 가속 및 감속 주행, 선회, 고속 주행, 및 저속 주행 시의 회전 속도 정보를 제외시키는 데이터 제외 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다. 예컨대, 돌발 가속 및 감속 주행이나 돌발 선회 시에는, 휠 속도 신호가 혼란해질 가능성이 있다. 그렇기 때문에, 그 데이터를 제외시키면 추정 정확도를 향상시킬 수 있다. 또한, 고속 주행(예컨대, 100 ㎞/h 이상에서의 주행)이나 저속 주행(예컨대, 40 ㎞/h 이하에서의 주행) 시에는, 주파수 특성이 크게 변하여 정확한 질량 추정을 수행하기가 어려울 가능성이 있다. 따라서, 그 데이터도 마찬가지로 제외시킴으로써 추정 정확도를 향상시킬 수 있다.
(11) 또한, 본 발명에 따르면, 제공하는 차량 질량 추정 프로그램은 차량에 장착된 차륜의 회전 속도 정보에 기초하여 차량의 질량을 추정하기 위해서 컴퓨터를,
차량의 각 차륜에 관한 회전 속도 정보를 검출하는 휠 회전 속도 정보 검출 수단에 의해 구해진 회전 속도 정보에 기초해서 휠 가속도 정보를 산출하여, 그 휠 가속도 정보의 주파수 특성을 추정하는 주파수 특성 추정 수단과,
추정된 주파수 특성에 기초하여 차량 질량을 추정하는 차량 질량 추정 수단으로서 기능시키기 위한 것으로서,
상기 주파수 특성 추정 수단은 차량의 전륜 및 후륜의 각각의 주파수 영역에서의 주파수 이득의 크기의 적분값을 산출하고, 상기 차량 질량 추정 수단은 전륜 및 후륜의 각각의 적분값 간의 비율과, 그 비율과 차량 질량 간의 미리 산출된 관계에 기초하여 차량 질량을 추정한다.
본 발명의 차량 질량 추정 프로그램에서는, 전륜 및 후륜의 주파수 특성(주파수 이득의 크기의 적분값) 간의 비를 이용하여 차량 질량을 추정한다. 그렇기 때문에, 액슬 샤프트 토크 등에 대한 정보를 필요로 하는 일 없이, 휠 속도 신호에 기초하여 차량 질량을 추정할 수 있다. 또한, 차량의 주행 상태에 의존하지 않고 차량 질량을 추정할 수 있어, 일정 가속도 상태로 인한 추정 정확도의 악화 문제를 해소할 수 있다.
(12) 상기 (11)의 차량 질량 추정 프로그램에 있어서, 상기 주파수 특성 추정 수단은 고속 푸리에 변환, 자기회귀 모델에 의한 시계열 추정, 및 시계열 데이터 분산 중 어느 하나를 이용하여 주파수 특성을 추정할 수 있다.
(13) 상기 (11) 또는 (12)의 차량 질량 추정 프로그램에 있어서, 상기 주파수 특성 추정 수단은 차량의 전륜 및 후륜의 각각의 미리 정해진 한정 대역에서 주파수 이득의 크기의 적분값을 산출하는 것이 바람직하다. 이 경우, 하중의 변화에 의해 주파수 특성이 변하는 주파수 대역만 주목함으로써, 다른 외란에 의한 영향을 줄일 수 있다.
(14) 상기 (11) 또는 (12)의 차량 질량 추정 프로그램에 있어서, 상기 주파수 특성 추정 수단은 차량의 좌륜 및 우륜에 대한 회전 속도 정보 간의 차분을 산출하여, 그 차량의 전륜 및 후륜에 대한 각각의 회전 속도 정보를 산출하는 것이 바람직하다. 이 경우, 산출된 차분은 좌륜 및 우륜에 포함된 동위상의 노이즈를 제거하는데 이용될 수 있어, 추정 정확도가 향상할 수 있다.
(15) 상기 (11) 또는 (12)의 차량 질량 추정 프로그램에 있어서, 컴퓨터를, 미리 정해진 가속 및 감속 주행, 선회, 고속 주행, 및 저속 주행 시의 회전 속도 정보를 제외시키는 데이터 제외 수단으로서 추가로 기능시키는 것이 바람직하다. 예컨대, 돌발 가속 및 감속 주행이나 돌발 선회 시에는 휠 속도 신호가 혼란해질 가능성이 있다. 그렇기 때문에, 그 데이터를 제외시키면 추정 정확도를 향상시킬 수 있다. 또한, 고속 주행(예컨대, 100 ㎞/h 이상에서의 주행)이나 저속 주행(예컨대, 40 ㎞/h 이하에서의 주행) 시에는 주파수 특성이 크게 변하여 정확한 질량 추정을 수행하기 어려울 가능성이 있다. 따라서, 그 데이터도 마찬가지로 제외시킴으로써 추정 정확도를 향상시킬 수 있다.
(16) 또한, 본 발명에 따르면, 제공하는 타이어 공기압 저하 검출 장치는 주행중인 차량의 타이어 감압 판정값을 산출하여, 그 산출된 감압 판정값의, 정상 내압 시의 기준값으로부터의 변화의 크기에 기초해 타이어 공기압의 저하를 검출하기 위한 것으로서,
상기 (1) 또는 (2)의 차량 질량 추정 장치와,
상기 휠 회전 속도 정보 검출 수단에 의해 검출된 휠 속도 회전 정보로부터 구한 각 차륜의 휠 속도에 기초하여 타이어 감압 판정값을 산출하는 감압 판정값 산출 수단과,
상기 차량 질량 추정 장치로부터 구한 차량 질량에 기초하여 상기 타이어 감압 판정값을 보정하는 보정 수단을 포함한다.
(17) 또한, 본 발명에 따르면, 제공하는 타이어 공기압 저하 검출 방법은 주행중인 차량의 타이어 감압 판정값을 산출하여, 그 산출된 감압 판정값의, 정상 내압 시의 기준값으로부터의 변화의 크기에 기초해 타이어 공기압의 저하를 검출하는 것으로서,
상기 (6) 또는 (7)의 차량 질량 추정 방법과,
상기 휠 회전 속도 정보 검출 단계에서 검출된 휠 속도 회전 정보로부터 구한 각 차륜의 휠 속도에 기초하여 타이어 감압 판정값을 산출하는 감압 판정값 산출 단계와,
상기 차량 질량 추정 방법에 의해 구해진 차량 질량에 기초하여 상기 타이어 감압 판정값을 보정하는 보정 단계를 포함한다.
(18) 본 발명에 따르면, 제공하는 타이어 공기압 저하 검출 프로그램은 주행중인 차량의 타이어 감압 판정값을 산출하여, 그 산출된 감압 판정값의, 정상 내압 시의 기준값으로부터의 변화의 크기에 기초해 타이어 공기압의 저하를 검출하기 위해서, 컴퓨터를,
차량의 각 차륜에 관한 회전 속도 정보를 검출하는 휠 회전 속도 정보 검출 수단에 의해 구해진 회전 속도 정보에 기초해 휠 가속도 정보를 산출하여, 그 휠 가속도 정보의 주파수 특성을 추정하는 주파수 특성 추정 수단과,
추정된 주파수 특성에 기초하여 차량 질량을 추정하는 차량 질량 추정 수단과,
상기 휠 회전 속도 정보 검출 수단에 의해 검출된 휠 속도 회전 정보로부터 구한 각 차륜의 휠 속도에 기초하여 타이어 감압 판정값을 산출하는 감압 판정값 산출 수단과,
상기 차량 질량 추정 장치로부터 구한 차량 질량에 기초하여 상기 타이어 감압 판정값을 보정하는 보정 수단으로서 기능시키기 위한 것으로서,
상기 주파수 특성 추정 수단은 차량의 전륜 및 후륜의 각각의 주파수 영역에서의 주파수 이득의 크기의 적분값을 산출하고, 상기 차량 질량 추정 수단은 전륜 및 후륜의 각각의 적분값 간의 비율과, 그 비율과 차량 질량 간의 미리 산출된 관계에 기초하여 차량 질량을 추정한다.
본 발명의 차량 질량 추정 장치, 방법 및 프로그램은 차량의 주행 상태에 종속되지 않고 또 액슬 샤프트 토크 등의 정보를 필요로 하는 일 없이, 차륜의 회전 속도 정보에 기초하여 차량 질량을 추정할 수 있다. 또한, 본 발명의 타이어 공기압 저하 검출 장치, 방법 및 프로그램은 하중으로 인한 감압 판정값의 변동을 정량적으로 보정할 수 있어, 타이어 공기압 저하의 검출 정확도를 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 타이어 공기압 저하 검출 장치의 일 실시형태를 도시하는 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시한 타이어 공기압 저하 검출 장치의 전기적 구성을 도시하는 블록도이다.
도 3은 1명 승차(경하중) 시의 전륜 및 후륜의 주파수 특성의 일례를 나타내는 도면이다.
도 4는 만적재(정격 하중) 시의 전륜 및 후륜의 주파수 특성의 일례를 나타내는 도면이다.
도 5는 추정된 차량 질량의 시계열 결과를 나타내는 도면이다.
이하, 첨부 도면을 참조하면서, 본 발명의 차량 질량 추정 장치, 방법 및 프로그램과, 타이어 공기압 저하 검출 장치, 방법 및 프로그램에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 타이어 공기압 저하 검출 장치를 도시하는 블록도이며, 도 2는 도 1에 도시한 타이어 공기압 저하 검출 장치의 전기적 구성을 도시하는 블록도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시형태에 따른 타이어 공기압 저하 검출 장치는 4륜 차량에 장착된 4개의 타이어, 즉 좌측 전륜(FL), 우측 전륜(FR), 좌측 후륜(RL) 및 우측 후륜(RR)의 회전 속도 정보를 검출하기 위하여, 통상의 휠 속도 검출 수단(휠 회전 정보 검출 수단)(1)을 포함한다. 통상의 휠 속도 검출 수단(휠 회전 정보 검출 수단)(1)은 각각의 타이어와 관련되어 설치된다.
예를 들면, 휠 속도 검출 수단(1)은 예컨대 전자 픽업 등을 이용해서 회전 펄스를 생성하고 그 펄스의 수에 기초하여 회전 각속도 및 휠 속도를 측정하는 휠 속도 센서일 수 있다. 그 휠 속도 검출 수단(1)으로부터의 출력은 ABS 등의 컴퓨터인 제어 유닛(2)에 주어진다. 이 제어 유닛(2)에는, 예컨대 내압이 저하된 타이어임을 알리기 위한 액정 표시 소자, 플라즈마 표시 소자 또는 CRT를 포함하는 디스플레이 유닛(3)과, 드라이버가 조작할 수 있는 초기화 버튼(4), 및 타이어의 내압 저하를 드라이버에게 알리는 알람 유닛(5)이 접속되어 있다.
제어 유닛(2)은, 도 2에 도시하는 바와 같이, 외부 장치와의 신호 교환에 필요한 I/O 인터페이스(2a)와, 연산 처리의 중추로서 기능하는 CPU(2b)와, 이 CPU(2b)의 제어 동작 프로그램을 내부에 기억하는 ROM(2c)와, CPU(2b)가 제어 동작을 수행할 때에 데이터가 임시적으로 기록되거나 그 기록된 데이터가 판독되는 RAM(2d)을 포함한다.
휠 속도 검출 수단(1)은 타이어의 회전수에 대응하는 펄스 신호(이하, "휠 속도 펄스"라고도 함)를 출력한다. 그리고, 이 휠 속도 펄스는 미리 정해진 샘플링 주기에 기초하여 재샘플링되어, 휠 속도 신호의 시계열 데이터를 얻을 수 있다. 샘플링 주기는 타이어에 가해지는 하중에 의존하여 변하는 타이어의 비틀림 공진 주파수(일반적으로 약 30∼50 ㎐) 부근의 주파수 특성을 포함해야 한다. 따라서, 원하는 샘플링 주기는 100 ㎐ 이상이다.
본 실시형태에 따른 차량 질량 추정 장치는 주로, 휠 속도 검출 수단(휠 회전 정보 검출 수단)(1), 차륜의 회전 속도 정보에 기초해 휠 가속도 정보를 산출하여, 그 휠 가속도 정보의 주파수 특성을 추정하는 주파수 특성 추정 수단과, 추정된 주파수 특성에 기초하여 차량 질량을 추정하는 차량 질량 추정 수단을 포함한다. 주파수 특성 추정 수단은 차량의 전륜 및 후륜의 각각의 주파수 영역에서의 주파수 이득의 크기의 적분값을 산출한다. 차량 질량 추정 수단은 전륜 및 후륜의 각각의 적분값 간의 비율과, 그 비율과 차량 질량 간의 미리 산출된 관계에 기초하여 차량 질량을 추정한다.
본 실시형태에 따른 타이어 공기압 저하 검출 장치는 주로, 전술한 바와 같은 차량 질량 추정 장치와, 휠 회전 속도 정보 검출 수단에 의해 검출된 휠 속도 회전 정보로부터 구한 각 차륜의 휠 속도에 기초하여 타이어 감압 판정값을 산출하는 감압 판정값 산출 수단과, 그 차량 질량 추정 장치로부터 구한 차량 질량에 기초하여 상기 타이어 감압 판정값을 보정하는 보정 수단을 포함한다.
차량 질량 추정 프로그램은 상기 제어 유닛(2)에 설치되며, 그 제어 유닛(2)으로 하여금 주파수 특성 추정 수단과 차량 질량 추정 수단으로서 기능하게 한다. 또한, 타이어 공기압 저하 검출 프로그램도 제어 유닛(2)에 설치되며, 그 제어 유닛(2)으로 하여금 주파수 특성 추정 수단, 차량 질량 추정 수단, 감압 판정값 산출 수단, 및 보정 수단으로서 기능하게 한다.
본 발명에서는, 타이어에 가해지는 하중에 따라 타이어의 주파수 특성이 다른 것에 착안하여 차량의 질량을 추정한다. 타이어의 주파수 특성 중에서도, 타이어의 비틀림 공진 부근의 주파수 특성이 하중에 따라 변한다. 구체적으로, 타이어의 전후력은 타이어에 가해지는 하중에 따라 변하여, 결과적으로, 비틀림 공진 부근의 주파수 특성이 변하게 된다. 구체적으로, 타이어에 가해진 하중의 증가로 타이어가 휘어질 경우(즉, 타이어 하중 반경 감소) 그 타이어에 가해지는 전후력이 커져, 비틀림 공진 부근에서 주파수 이득이 상승한다.
일반적으로, 타이어의 비틀림 공진 부근의 주파수 특성은 타이어에 가해진 하중뿐만 아니라 노면이나 차량 주행 속도에도 영향을 받는다. 구체적으로, 차량이 순조로운 노면에서 주행하는 경우보다도 차량이 황폐한 노면을 주행하는 경우에 주파수 이득이 높아진다. 또한, 주행 속도가 상승하면 비틀림 공진 부근의 주파수 특성이 넓어진다. 이들 문제를 해결하기 위하여, 본 발명은 전륜과 후륜 간의 주파수 특성의 비를 이용한다. 구체적으로, 노면 거칠기의 영향이나 주행 속도로 인한 주파수 변화의 영향은 전륜 및 후륜 양쪽에 동일하게 나타난다. 그래서, 전륜과 후륜 간의 비를 산출하여 전술한 노면 또는 주행 속도의 영향을 배제한다.
이어서, 전륜 및 후륜의 주파수 특성의 평가에 기초하여 차량 질량을 산출하는 방법에 대해 설명한다.
일반적으로, 하중 변화로 인한 차량의 액슬 하중 변화는 후륜이 지배적이다. 구체적으로, 1명 승차 시와 최대 적재 시 간의 액슬 하중차는 전륜에 있어서는 매우 작고, 후륜에 있어서는 그 하중 증가분으로 인해 매우 크다. 따라서, 전륜 및 후륜 간의 주파수 특성값의 비(후륜의 주파수 특성값/전륜의 주파수 특성값)를 평가하는 본 발명의 방법은 보다 정확하게는 차량의 질량을 추정하는 방법이라기보다는 전륜 및 후륜 간의 액슬 하중의 비를 평가하는 방법으로서 인식될 수 있다.
도 3과 도 4는 각각 1명 승차(경하중) 시와 만적재(정격 하중) 시의 전륜 및 후륜의 주파수 특성의 일례를 나타낸다. 도면에서 알 수 있는 바와 같이, 1명 승차 시에, 전륜과 후륜 간의 주파수 특성에 실질적인 차이는 보이지 않는다. 한편, 만적재 시에는, 후륜의 주파수 특성만 변하는 것(이득 상승)을 알 수 있다. 본 발명에서는, 이러한 후륜의 주파수 특성의 변화를 이용하여 차량 질량을 추정한다.
〔차량 질량 추정〕
다음으로, 이하에서는 본 실시형태에 따른 차량 질량 추정 방법에 대해 상세히 설명한다.
본 실시형태에서는, 좌륜과 우륜 간의 휠 속도 신호의 차를 산출한다. 이에 따라, 좌륜 및 우륜에 포함된 동위상의 노이즈 성분을 제거할 수 있어, 차량 질량 추정의 정확도를 향상시킬 수 있다.
다음으로, 전륜 및 후륜에 대해 구해진 각각의 휠 속도 데이터에 시간 미분을 적용하여, 전륜 및 후륜의 각각에 대한 가속도 데이터를 구한다.
이어서, 휠 속도 신호의 주파수 특성을 평가한다. 주파수 특성은, 예컨대 고속 푸리에 변환, 자기회귀 모델에 의한 시계열 추정, 및 시계열 데이터 분산을 비롯한 다양한 방법에 기초하여 평가될 수 있다.
예컨대, 고속 푸리에 변환을 이용하는 경우, 각각의 전륜 및 후륜에 대한 가속도 데이터에 고속 푸리에 변환 처리를 실행한다. 단일 고속 푸리에 변환 처리는 주행 속도에 있어서 실질적으로 변화가 일어나지 않는 약 5∼20초에 대응하는 휠 가속도 데이터에 대해 이루어지는 것이 바람직하다.
이어서, 전륜 및 후륜의 각각에 대해서, 미리 정해진 대역의 이득 합(즉, 이득의 적분값)이 산출된다. 본 발명에서는 이 미리 정해진 대역이 특별히 제한되지는 않지만, 미리 정해진 대역이 타이어의 비틀림 공진을 포함해야 하기 때문에, 예컨대 전륜 및 후륜의 양쪽 모두 20∼60 ㎐의 대역이면 된다. 이러한 대역의 이득 합(Gain_F, Gain_R)이 산출된다. 전륜과 후륜에 있어서 이 미리 정해진 대역이 같을 필요는 없기 때문에 대역이 서로 다를 수도 있다.
이어서, 전륜의 이득 합(Gain_F)과 후륜의 이득 합(Gain_R) 간의 비가 하중 인덱스(LI)로서 산출된다.
LI=(Gain_F/Gain_R)
그리고, 미리 산출된 하중 환산 계수(m1, m2)를 이용해서, 이하의 식 (3)에 기초하여 값 LI을 하중(차량 질량)(Load)으로 환산한다.
Load = LI×m1 + m2……(3)
이 식에서, m1과 m2는, 예컨대 서로 다른 복수의 하중 적재 상태(예컨대, 1명 승차, 1명 승차 + 짐 100 ㎏, 1명 승차 + 짐 150 ㎏)에 기초해서 주행 실험을 수행하고, 구해진 값 LI과 각각의 조건에 대응하는 실제 질량에 대해 선형 회귀법을 실행함으로써 산출될 수 있다.
본 실시형태에서는, 추정 정확도를 향상시키기 위해서, 고속 푸리에 변환 처리로부터 하중 환산 처리까지의 프로세스를 복수회(예컨대, 100회) 반복 실시하여, 그 결과 값들의 평균값을 추정 차량 질량으로서 이용한다.
본 실시형태에서는, 주행 조건에 따라 그 구해진 휠 속도 데이터를 제외시킨다. 예컨대, 돌발 가속 및 감속 주행 또는 돌발 선회 시에는, 휠 속도 신호가 혼란해질 가능성이 있다. 따라서, 추정 정확도를 향상시키기 위해서, 대응하는 데이터를 제외시키는 것이 바람직하다. 데이터 제외는 차량에 탑재된 가로 방향 가속도 센서나 요율 센서로부터의 정보, 휠 회전 속도 정보에 기초해 산출된 가로 방향 가속도, 또는 휠 회전 속도 정보에 기초해 산출된 전후 가속도에 기초하여 이루어질 수 있다. 또한, 고속 주행(예컨대, 100 ㎞/h 이상에서의 주행)이나 저속 주행(예컨대, 40 ㎞/h 이하에서의 주행) 시에는, 주파수 특성이 크게 변하여 정확한 질량 추정이 어려울 가능성이 있다. 따라서, 고속 또는 저속 주행에 대응하는 데이터를 제외시키는 것이 바람직하다.
주파수 특성은 전술한 바와 같이 고속 푸리에 변환 이외에, 예컨대 자기회귀 모델에 의한 시계열 추정 및 시계열 데이터 분산을 비롯한 다른 방법에 기초하여 평가될 수 있다. 제어 유닛(2)의 CPU(2b)가 충분한 리소스를 갖고 있다면, 주파수 특성의 평가가 용이할 수 있다는 이유에서 고속 푸리에 변환 처리가 바람직하다. 그러나, CPU(2b)의 리소스가 한정되어 있다면, 자기회귀 모델에 의한 시계열 추정이나 시계열 데이터 분산을 이용할 수도 있다.
휠 속도 신호의 분산을 평가하는 경우, 전륜 및 후륜의 각각의 휠 가속도 신호의 절대값의 미리 정해진 시간 동안의 평균값을 주파수 특성값으로서 이용할 수 있다. 실제의 분산은 평균값으로부터 각각의 데이터의 변동을 평가하여 구한 것이다. 그러나, 본 실시형태에서는, 휠 가속도가 실질적으로 제로이기 때문에, 휠 가속도의 절대값의 평균값을 계산하여, 분산 평가로 구한 것과 실질적으로 동일한 값을 구할 수 있다. 본 명세서에서 "분산"이란 "휠 가속도의 절대값의 평균값"을 의미한다.
분산을 주파수 특성값으로서 이용할 경우, 분산을 계산하기 전에, 휠 가속도 데이터에 대하여 미리 정해진 대역 통과 필터 처리를 실시하여 전술한 바와 같이 평가될 대역을 한정할 수 있다.
[테스트 예]
본 발명의 차량 질량 추정 방법의 정확도를 실험하는 테스트를 하였다. FF 차량의 4개의 차륜 전부에 기준 내압의 타이어(215/60R17)를 장착하였다. 그리고, 이하의 상이한 차량 하중 조건 (1) 내지 (5) 하에서 차량을 일반로 상에 40∼100 ㎞/h의 속도로 약 35분 동안 주행시켰다.
하중 조건
(1) 1명 승차(1830 ㎏)
(2) 1명 승차 + 105 ㎏(1935 ㎏)
(3) 1명 승차 + 210 ㎏(2040 ㎏)
(4) 1명 승차 + 315 ㎏(2145 ㎏)
(5) 1명 승차 + 435 ㎏(2265 ㎏)
5 ㎳마다 휠 속도 데이터에 대해 휠 속도 신호를 재샘플링하였다. 좌륜과 우륜 간의 휠 속도 신호의 차를 계산하였다. 그리고, 이들 데이터의 시간 미분값을 계산하여, 휠 가속도를 산출하였다. 이어서, 전륜 및 후륜의 각각의 휠 가속도의 절대값의 1초 동안의 이동 평균 편차를 산출하였다. 그리고, 전륜에 대한 이동 평균 편차외 후륜에 대한 이동 평균 편차 간의 비(L1)를 계산하였다.
이어서, 구한 값 L1을 전술한 식 (3)에 기초하여 하중(Load)으로 환산하였다. 그리고, 구한 하중치에, 2분 동안의 데이터에 대한 이동 평균법을 추가로 실행하였다. 도 5는 전술한 방식으로 추정된 하중의 시계열 결과를 나타낸다. 도 5에서는 5개의 실제값이 작은 것부터 큰 것으로의 순서로 하중 조건 (1)∼(5)에 대응한다. 도 5에 나타내는 바와 같이, 각각의 하중 조건에 있어서, 실제 차량 질량(실제값)이 정확하게 추정될 수 있다.
〔타이어 공기압의 저하 검출 〕
다음에, 본 실시형태에 따른 타이어 공기압의 저하 검출 방법에 대해 설명한다.
본 발명에서는, 타이어 공기압의 저하를 검출하기 위한 인덱스로서, 동하중 반경의 변화를 검출하는 DLR 방식을 채용하고 있다. 이 DLR 방식에 이용된 감압 판정값(DEL)으로서는, 종래 알려져 있는 것들 중에서 적절하게 선택할 수 있다. 예컨대, 식 (1)에 나타낸 DEL1, DEL2 및 DEL3을 이용할 수 있다. 식 (1)에서 F1∼F4는 각각 좌측 전륜 타이어, 우측 전륜 타이어, 좌측 후륜 타이어 및 우측 후륜 타이어의 휠 속도를 나타낸다.
본 실시형태에서는, 전술한 차량 질량 추정 방법에 의해 추정된 차량 질량에 기초하여, 감압 판정값(DEL)이 보정된다. DEL1, DEL2 및 DEL3 모두가 하중의 영향을 받는다. 그러나, 차량 트렁크에 무거운 짐이 실리는 경우가 많고 특히 DEL2가 하중 변동의 영향을 받기 때문에, 이하에서는 DEL2의 보정에 대해 설명한다. DEL1과 DEL3도 DEL2와 마찬가지로 보정될 수 있어, 감압 검출의 정확도를 높일 수 있다.
DEL2는 이하의 식에 나타낸 바와 같이 전륜 및 후륜의 휠 속도 간의 비교를 나타내는 인덱스이다.
DEL2=[{(F1+F2)/(F3+F4)}-1]×100(%)
일반적으로, 타이어 공기압이 저하하면, 그 타이어의 동하중 반경이 감소한다. 그렇기 때문에, 감압된 타이어가 다른 타이어보다 빠른 속도로 회전한다. 예컨대, 후륜이 감압되면, 후륜의 휠 회전 속도가 상승하기 때문에, DEL2의 값이 작아진다(마이너스 값). 한편, 적재 하중이 증가할 경우에도 타이어의 동하중 반경이 감소한다. 이 하중 증가는 주로 후륜에 영향을 미친다. 그렇기 때문에, 후륜의 휠 회전 속도가 상승하여, DEL2의 값이 작아진다. 이들 DEL2의 변화량이 차량의 타이어 구조나 만적재 하중에 따라 변하지만, 1명 승차에서부터 만적재까지의 변화로 인한 DEL2의 변화량과, 약 10∼30% 정도의 타이어 공기압의 변화로 인한 DEL2의 변화량은 같다. 따라서, 감압 판정을 위한 인덱스로서, DEL2의 값만 이용하면, 타이어 공기압이 저하한 것인지 적재 하중이 증가한 것인지 판단하기 불가능하다.
이것을 해결하기 위해, 하중의 변화와 DEL2의 변화량 간의 관계를 미리 알고 있고 주행 시의 차량 질량을 알고 있다면, 차량 질량을 이용하여, 주행 시에 구해지는 DEL2를 보정할 수 있다. 구체적으로는, 예컨대 이하의 식에 의해 DEL2를 보정할 수 있다.
DEL2Z = DEL2-C1×DifL
이 식에서, DEL2는 하중 보정전 DEL2를 나타내고, DEL2Z는 하중 보정후 DEL2를 나타내며, C1은 보정 계수(예컨대, -0.0006)를 나타내고, DifL은 기준 내압에 기초하여 학습된 하중과 현재 하중(주행 시) 간의 차분이다. 보정 계수(C1)는 차량을 복수의 하중 조건 하에서 기준 내압으로 주행시키는 실험을 하여 차량마다 미리 산출될 수 있다.
하중 보정된 DEL2Z와, 기준 내압에 기초하여 학습된 DEL2 간의 변화량이 미리 정해진 임계값을 초과할 경우에는 알람 유닛(5)에서 드라이버에게 알람이 발행될 수 있다.
다음으로, 이하에서는 본 발명의 타이어 공기압 저하 검출 방법의 실시예에 대해 설명한다. 그러나, 본 발명은 이 실시예에만 한정되지 않는다.
[실시예 및 비교예]
전술한 테스트 예와 동일한 차량, 타이어 및 하중 추정 조건을 이용하여 실험 주행을 하였다. 실험 주행은 Sumitomo Rubber Industries, Ltd.의 오카야마(Okayama) 테스트 코스 주위(아스팔트)에서 속도 40∼100 ㎞/h로 30분 동안 이루어졌다.
<실시예 1>
1명 승차, 4륜 기준 내압의 조건 하에서, 값 DEL2를 학습하고 추정 하중의 평균값을 학습하였다. 그 후, 만적재(1명 + 435 ㎏), 기준 내압으로 차량을 주행시켰다. 그 결과, DEL2Z(하중 보정후의 DEL2)의 변화량이 0.345-0.34=0.005로 알람 임계값(0.2) 이하였기 때문에, 알람은 발행되지 않았다. 즉, 잘못된 알람이 발행되지 않았다.
<비교예 1>
1명 승차, 4륜 기준 내압의 조건 하에서, 값 DEL2를 학습하였다. 그 후에, 만적재, 기준 내압으로 차량을 주행시켰다. 그 결과, DEL2의 변화량이 0.08-0.34=-0.26으로 알람 임계값(-0.2)을 넘었기 때문에 알람이 발행되었다. 즉, 잘못된 알람이 발행되었다.
<실시예 2>
만적재, 4륜 기준 내압의 조건 하에서, 값 DEL2와 추정 하중의 평균값을 학습하였다. 그 후, 후륜 2개를 25% 감압시켜 1명 승차로 차량을 주행시켰다. 그 결과, DEL2의 변화량이 -0.223-0.08 = -0.303으로 알람 임계값(-0.2)를 넘었기 때문에 알람이 발행되였다. 감압을 정확하게 검출할 수 있었다.
<비교예 2>
만적재, 4륜 기준 내압의 조건 하에서, 값 DEL2를 학습하였다. 그 후, 후륜 2개를 25% 감압시켜 1명 승차로 차량을 주행시켰다. 그 결과, DEL2의 변화량이 0.03-0.08= -0.05로 알람 임계값(-0.2)을 넘지 않았기 때문에, 감압을 검출할 수 없었다.
실시예 1과 비교예 1의 결과를 표 1에 나타낸다. 실시예 2와 비교예 2의 결과를 표 2에 나타낸다. 실시예와 비교예에 있어서, DEL2에 대한 하중 보정 계수(C1)는 -0.0006이였다.
Figure 112011093633077-pat00001
Figure 112011093633077-pat00002
〔그 밖의 변형예〕
본 발명은 전술한 실시형태에 한정되지 않으며, 특허청구범위 내에서 다양하게 변경될 수 있다. 예컨대, 전술한 실시형태에서는, 추정된 차량 질량을 이용하여 감압 판정값(DEL2)을 보정하였다. 감압 판정값의 보정 외에도, 예컨대 추정 질량에 기초하여 알람 임계값을 보정할 수도 있다. 이 경우, 알람 임계값은 추정 질량에 따라 변한다.
1: 휠 속도 검출 수단 2: 제어 유닛
2a: 인터페이스 2b: CPU
2c: ROM 2d: RAM
3: 디스플레이 유닛 4: 초기화 버튼
5: 알람 유닛

Claims (18)

  1. 차량에 장착된 차륜의 회전 속도 정보에 기초하여 그 차량의 질량을 추정하기 위한 차량 질량 추정 장치에 있어서,
    상기 차량의 각 차륜에 관한 회전 속도 정보를 검출하는 휠 회전 속도 정보 검출 수단과,
    상기 차륜의 회전 속도 정보에 기초해 휠 가속도 정보를 산출하여, 그 휠 가속도 정보의 주파수 특성을 추정하는 주파수 특성 추정 수단과,
    추정된 주파수 특성에 기초하여 차량 질량을 추정하는 차량 질량 추정 수단
    을 포함하고,
    상기 주파수 특성 추정 수단은 차량의 전륜 및 후륜의 각각의 주파수 영역에서의 주파수 이득의 크기의 적분값을 산출하고, 상기 차량 질량 추정 수단은 전륜 및 후륜의 각각의 적분값 간의 비율과, 그 비율과 차량 질량 간의 미리 산출된 관계에 기초하여 차량 질량을 추정하고,
    상기 주파수 특성 추정 수단은, 시계열 데이터 분산을 이용하여 주파수 특성을 추정하도록 구성되고, 또한, 차량의 좌륜 및 우륜에 대한 회전 속도 정보 간의 차분을 산출하여 그 차량의 전륜 및 후륜에 대한 각각의 회전 속도 정보를 산출하도록 구성되며,
    상기 산출된 차분은 좌륜 및 우륜에 포함된 동 위상의 노이즈를 제거하는데 이용되는 것인 차량 질량 추정 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 주파수 특성 추정 수단은 차량의 전륜 및 후륜의 각각의 미리 정해진 한정 대역에서 주파수 이득의 크기의 적분값을 산출하도록 구성되는 것인 차량 질량 추정 장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서, 미리 정해진 가속 및 감속 주행, 선회, 고속 주행, 및 저속 주행 시의 회전 속도 정보를 제외시키는 데이터 제외 수단을 더 포함하는 차량 질량 추정 장치.
  6. 차량에 장착된 차륜의 회전 속도 정보에 기초하여 그 차량의 질량을 추정하는 차량 질량 추정 방법에 있어서,
    상기 차량의 각 차륜에 관한 회전 속도 정보를 검출하는 휠 회전 속도 정보 검출 단계와,
    상기 차륜의 회전 속도 정보에 기초해 휠 가속도 정보를 산출하여, 그 휠 가속도 정보의 주파수 특성을 추정하는 주파수 특성 추정 단계와,
    추정된 주파수 특성에 기초하여 차량 질량을 추정하는 차량 질량 추정 단계
    를 포함하고,
    상기 주파수 특성 추정 단계에서는 차량의 전륜 및 후륜의 각각의 주파수 영역에서의 주파수 이득의 크기의 적분값을 산출하고, 상기 차량 질량 추정 단계에서는 전륜 및 후륜의 각각의 적분값 간의 비율과, 그 비율과 차량 질량 간의 미리 산출된 관계에 기초하여 차량 질량을 추정하고,
    상기 주파수 특성 추정 단계에서는, 시계열 데이터 분산을 이용하여 주파수 특성을 추정하도록, 그리고 차량의 좌륜 및 우륜에 대한 회전 속도 정보 간의 차분을 산출하여 그 차량의 전륜 및 후륜에 대한 각각의 회전 속도 정보를 산출하도록 구성되고,
    상기 산출된 차분은 좌륜 및 우륜에 포함된 동 위상의 노이즈를 제거하는데 이용되는 것인 차량 질량 추정 방법.
  7. 삭제
  8. 제6항에 있어서, 상기 주파수 특성 추정 단계에서는 차량의 전륜 및 후륜의 각각의 미리 정해진 한정 대역에서 주파수 이득의 크기의 적분값을 산출하는 것인 차량 질량 추정 방법.
  9. 삭제
  10. 제6항에 있어서, 미리 정해진 가속 및 감속 주행, 선회, 고속 주행, 및 저속 주행 시의 회전 속도 정보를 제외시키는 데이터 제외 단계를 더 포함하는 차량 질량 추정 방법.
  11. 차량에 장착된 차륜의 회전 속도 정보에 기초하여 그 차량의 질량을 추정하기 위해서 컴퓨터를,
    상기 차량의 각 차륜에 관한 회전 속도 정보를 검출하는 휠 회전 속도 정보 검출 수단에 의해 구해진 회전 속도 정보에 기초해 휠 가속도 정보를 산출하여, 그 휠 가속도 정보의 주파수 특성을 추정하는 주파수 특성 추정 수단과,
    추정된 주파수 특성에 기초하여 차량 질량을 추정하는 차량 질량 추정 수단
    으로서 기능시키는 차량 질량 추정 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 있어서,
    상기 주파수 특성 추정 수단은 차량의 전륜 및 후륜의 각각의 주파수 영역에서의 주파수 이득의 크기의 적분값을 산출하고, 상기 차량 질량 추정 수단은 전륜 및 후륜의 각각의 적분값 간의 비율과, 그 비율과 차량 질량 간의 미리 산출된 관계에 기초하여 차량 질량을 추정하고,
    상기 주파수 특성 추정 수단은, 시계열 데이터 분산을 이용하여 주파수 특성을 추정하도록, 그리고 차량의 좌륜 및 우륜에 대한 회전 속도 정보 간의 차분을 산출하여 그 차량의 전륜 및 후륜에 대한 각각의 회전 속도 정보를 산출하도록 구성되고,
    상기 산출된 차분은 좌륜 및 우륜에 포함된 동 위상의 노이즈를 제거하는데 이용되는 것인 차량 질량 추정 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체.
  12. 삭제
  13. 제11항에 있어서, 상기 주파수 특성 추정 수단은 차량의 전륜 및 후륜의 각각의 미리 정해진 한정 대역에서 주파수 이득의 크기의 적분값을 산출하도록 구성되는 것인 차량 질량 추정 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체.
  14. 삭제
  15. 제11항에 있어서, 상기 차량 질량 추정 프로그램은 컴퓨터를, 미리 정해진 가속 및 감속 주행, 선회, 고속 주행, 및 저속 주행 시의 회전 속도 정보를 제외시키는 데이터 제외 수단으로서 추가로 기능시키는 것인 차량 질량 추정 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체.
  16. 주행중인 차량의 타이어 감압 판정값을 산출하여, 그 산출된 감압 판정값의, 정상 내압 시의 기준값으로부터의 변화의 크기에 기초해 타이어 공기압의 저하를 검출하기 위한 타이어 공기압 저하 검출 장치에 있어서,
    제1항에 기재된 차량 질량 추정 장치와,
    상기 휠 회전 속도 정보 검출 수단에 의해 검출된 휠 속도 회전 정보로부터 구한 각각의 차륜의 휠 속도에 기초해 타이어 감압 판정값을 산출하는 감압 판정값 산출 수단과,
    상기 차량 질량 추정 장치로부터 구한 차량 질량에 기초하여 상기 타이어 감압 판정값을 보정하는 보정 수단
    포함하는 타이어 공기압 저하 검출 장치.
  17. 주행중인 차량의 타이어 감압 판정값을 산출하여, 그 산출된 감압 판정값의, 정상 내압 시의 기준값으로부터의 변화의 크기에 기초해 타이어 공기압의 저하를 검출하는 타이어 공기압 저하 검출 방법에 있어서,
    제6항에 기재된 차량 질량 추정 방법과,
    상기 휠 회전 속도 정보 검출 단계에서 검출된 휠 속도 회전 정보로부터 구한 각각의 차륜의 휠 속도에 기초해 타이어 감압 판정값을 산출하는 감압 판정값 산출 단계와,
    상기 차량 질량 추정 방법에서 구한 차량 질량에 기초하여 상기 타이어 감압 판정값을 보정하는 보정 단계
    를 포함하는 타이어 공기압 저하 검출 방법.
  18. 주행중인 차량의 타이어 감압 판정값을 산출하여, 그 산출된 감압 판정값의, 정상 내압 시의 기준값으로부터의 변화의 크기에 기초해 타이어 공기압의 저하를 검출하기 위해서 컴퓨터를,
    상기 차량의 각 차륜에 관한 회전 속도 정보를 검출하는 휠 회전 속도 정보 검출 수단에 의해 구해진 회전 속도 정보에 기초해 휠 가속도 정보를 산출하여, 그 휠 가속도 정보의 주파수 특성을 추정하는 주파수 특성 추정 수단과,
    추정된 주파수 특성에 기초하여 차량 질량을 추정하는 차량 질량 추정 수단과,
    상기 휠 회전 속도 정보 검출 수단에 의해 검출된 휠 속도 회전 정보로부터 구한 각 차륜의 휠 속도에 기초해 타이어 감압 판정값을 산출하는 감압 판정값 산출 수단과,
    상기 차량 질량 추정 수단으로부터 구한 차량 질량에 기초하여 상기 타이어 감압 판정값을 보정하는 보정 수단
    으로서 기능시키는 타이어 공기압 저하 검출 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 있어서,
    상기 주파수 특성 추정 수단은 차량의 전륜 및 후륜의 각각의 주파수 영역에서의 주파수 이득의 크기의 적분값을 산출하고, 상기 차량 질량 추정 수단은 전륜 및 후륜의 각각의 적분값 간의 비율과, 그 비율과 차량 질량 간의 미리 산출된 관계에 기초하여 차량 질량을 추정하고,
    상기 주파수 특성 추정 수단은, 시계열 데이터 분산을 이용하여 주파수 특성을 추정하도록, 그리고 차량의 좌륜 및 우륜에 대한 회전 속도 정보 간의 차분을 산출하여 그 차량의 전륜 및 후륜에 대한 각각의 회전 속도 정보를 산출하도록 구성되고,
    상기 산출된 차분은 좌륜 및 우륜에 포함된 동 위상의 노이즈를 제거하는데 이용되는 것인 타이어 공기압 저하 검출 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체.
KR1020110124236A 2011-03-25 2011-11-25 차량 질량 추정 장치, 방법 및 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체와, 타이어 공기압 저하 검출 장치, 방법 및 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체 KR101748444B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2011-067943 2011-03-25
JP2011067943A JP5538279B2 (ja) 2011-03-25 2011-03-25 車両質量推定装置、方法及びプログラム、並びに、タイヤ空気圧低下検出装置、方法及びプログラム

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120109984A KR20120109984A (ko) 2012-10-09
KR101748444B1 true KR101748444B1 (ko) 2017-06-16

Family

ID=45065591

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110124236A KR101748444B1 (ko) 2011-03-25 2011-11-25 차량 질량 추정 장치, 방법 및 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체와, 타이어 공기압 저하 검출 장치, 방법 및 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체

Country Status (4)

Country Link
US (1) US8958940B2 (ko)
EP (1) EP2502759B1 (ko)
JP (1) JP5538279B2 (ko)
KR (1) KR101748444B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101929749B1 (ko) * 2017-07-12 2018-12-17 주식회사 만도 Abs 휠스피드 센서를 이용한 차량 하중 추정 장치 및 방법

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5073804B2 (ja) * 2010-11-17 2012-11-14 住友ゴム工業株式会社 タイヤ空気圧低下検出装置及び方法、並びにタイヤの空気圧低下検出プログラム
JP5491453B2 (ja) * 2011-06-03 2014-05-14 住友ゴム工業株式会社 タイヤ空気圧低下検出装置、方法及びプログラム
JP5642733B2 (ja) * 2012-06-04 2014-12-17 住友ゴム工業株式会社 タイヤ空気圧警報システムにおけるミスユース判定装置、方法及びプログラム
ITMI20130802A1 (it) * 2013-05-16 2014-11-17 Novia S R L E Sistema per la stima di uno o più parametri relativi al carico di un veicolo, in particolare del suo valore assoluto e della sua distribuzione
US9076272B2 (en) * 2013-05-28 2015-07-07 Infineon Technologies Ag Wheel speed sensor and interface systems and methods
FR3014191B1 (fr) * 2013-12-02 2015-11-13 Renault Sas Procede et dispositif d'estimation de la masse d'un vehicule automobile
KR101535856B1 (ko) * 2013-12-12 2015-07-13 현대오트론 주식회사 타이어 압력 모니터링 장치 및 방법
DE102014215509A1 (de) * 2014-08-06 2016-02-11 Jungheinrich Aktiengesellschaft Fahrzeugraddrehzahlbasierte Ermittlung oder Abschätzung eines Lastgewichts einer durch ein gewerbliches Fahrzeug aufgenommenen Last
KR101655376B1 (ko) * 2014-11-27 2016-09-07 현대오트론 주식회사 타이어 공기압을 이용한 차량 질량 추정 장치 및 그 방법
CN104806363B (zh) * 2015-03-31 2018-07-27 小米科技有限责任公司 油门响应方法及装置
JP6318117B2 (ja) * 2015-06-01 2018-04-25 住友ゴム工業株式会社 タイヤの減圧状態の検出装置
KR101647696B1 (ko) 2015-07-13 2016-08-11 현대오트론 주식회사 반경 분석을 이용한 타이어 압력 모니터링 장치 및 그 방법
KR101647697B1 (ko) * 2015-07-13 2016-08-11 현대오트론 주식회사 차량의 질량을 이용한 타이어 압력 모니터링 장치 및 그 방법
KR101704633B1 (ko) * 2015-07-13 2017-02-08 현대오트론 주식회사 회귀식을 이용한 타이어 압력 모니터링 장치 및 그 방법
DE102016200778A1 (de) * 2016-01-21 2017-07-27 Continental Teves Ag & Co. Ohg Verfahren zur Bestimmung des Beladungszustandes eines Fahrzeuges
JP2017146277A (ja) * 2016-02-19 2017-08-24 株式会社ショーワ 重量制御装置、プログラム、および、車両
US10112485B2 (en) * 2016-05-17 2018-10-30 Faraday & Future Inc. Chassis monitoring system having overload detection
JP2019113373A (ja) * 2017-12-22 2019-07-11 住友ゴム工業株式会社 輪荷重推定装置
US11333547B2 (en) 2019-10-25 2022-05-17 Blackberry Limited Method and system for shipping container loading and unloading estimation
JP2021092431A (ja) 2019-12-10 2021-06-17 住友ゴム工業株式会社 車両の質量推定装置
DE102021130866A1 (de) 2021-11-25 2023-05-25 Zf Cv Systems Europe Bv Verfahren zum Ermitteln einer Fahrzeugmasse eines Fahrzeuges, Massen-Abschätzungseinheit sowie Fahrzeug
JP2024029666A (ja) * 2022-08-22 2024-03-06 住友ゴム工業株式会社 輪荷重推定装置、方法及びプログラム
US12036998B2 (en) 2022-10-04 2024-07-16 Geotab Inc. Systems and methods for determining an estimated weight of a vehicle

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080281552A1 (en) * 2005-11-14 2008-11-13 Continental Teves Ag & Co. Ohg Method for the Detection of the Loading of a Motor Vehicle

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB8711310D0 (en) 1987-05-13 1987-06-17 Sp Tyres Uk Ltd Tyres deflation warning device
JP3289375B2 (ja) * 1993-03-24 2002-06-04 株式会社デンソー 車体速度推定装置及び推定車体速度を用いたタイヤ状態検知装置
JP3362522B2 (ja) * 1994-09-07 2003-01-07 株式会社デンソー タイヤ空気圧検知装置
JP3342622B2 (ja) * 1995-10-18 2002-11-11 株式会社ユニシアジェックス 積載状態判断装置
WO1999028172A1 (fr) * 1997-11-28 1999-06-10 Denso Corporation Organe de commande de vehicule
JP2000001111A (ja) * 1998-06-16 2000-01-07 Toyota Motor Corp タイヤ空気圧検知装置
JP4636230B2 (ja) * 2004-04-08 2011-02-23 株式会社アドヴィックス 輪荷重推定装置及び輪荷重推定方法
JP5069970B2 (ja) 2007-08-06 2012-11-07 住友ゴム工業株式会社 タイヤ内圧低下検出方法及び装置、並びにタイヤ内圧低下検出プログラム
JP2010167865A (ja) 2009-01-21 2010-08-05 Pacific Ind Co Ltd 車両積載量検出装置
JP5346659B2 (ja) 2009-04-14 2013-11-20 住友ゴム工業株式会社 車両質量推定装置、方法及びプログラム、並びに、タイヤ空気圧低下検出装置、方法及びプログラム
JP4898867B2 (ja) * 2009-05-11 2012-03-21 住友ゴム工業株式会社 荷重配分判定方法
JP5023188B2 (ja) * 2010-05-24 2012-09-12 住友ゴム工業株式会社 タイヤ内圧低下検出方法及び装置、並びにタイヤ内圧低下検出プログラム

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080281552A1 (en) * 2005-11-14 2008-11-13 Continental Teves Ag & Co. Ohg Method for the Detection of the Loading of a Motor Vehicle

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101929749B1 (ko) * 2017-07-12 2018-12-17 주식회사 만도 Abs 휠스피드 센서를 이용한 차량 하중 추정 장치 및 방법

Also Published As

Publication number Publication date
JP2012202836A (ja) 2012-10-22
EP2502759B1 (en) 2018-04-04
EP2502759A1 (en) 2012-09-26
JP5538279B2 (ja) 2014-07-02
US8958940B2 (en) 2015-02-17
US20120245787A1 (en) 2012-09-27
KR20120109984A (ko) 2012-10-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101748444B1 (ko) 차량 질량 추정 장치, 방법 및 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체와, 타이어 공기압 저하 검출 장치, 방법 및 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체
CN111315593B (zh) 用于确定轮胎花纹的花纹深度的方法、控制装置和系统
US7522032B2 (en) Method for detecting decrease in inner pressure of tire using GPS speed information
JP3150893B2 (ja) タイヤ識別方法および装置
JP3119809B2 (ja) タイヤ空気圧低下検出方法および装置
EP2363695B1 (en) Apparatus, method and programm for vehicle mass estimation
US7800487B2 (en) Method, apparatus and program for alarming decrease in tire-pressure
US6980900B2 (en) Method for determining an estimate of the mass of a motor vehicle
US20090261961A1 (en) Method and apparatus for detecting decrease in tire air pressure and program for determining decrease in tire air pressure
JPH07149119A (ja) 車輌における減圧タイヤの検出方法
US6834222B2 (en) Tire imbalance detection system and method using anti-lock brake wheel speed sensors
KR20160060052A (ko) 차량의 롤링 시 차량 바퀴의 불균형을 검출하는 방법
Cheli Cyber tyre: A novel sensor to improve vehicle's safety
JP5073804B2 (ja) タイヤ空気圧低下検出装置及び方法、並びにタイヤの空気圧低下検出プログラム
US6748798B2 (en) Method and apparatus for detecting decrease in tire air-pressure, and program for judging decompression of tire
JP3971720B2 (ja) タイヤ空気圧低下検出方法および装置、ならびにタイヤ減圧判定のプログラム
JP3462228B2 (ja) タイヤ空気圧検知装置
JPH06297923A (ja) タイヤ空気圧検知装置
JP3391486B2 (ja) タイヤ空気圧検知装置
JP4004990B2 (ja) スリップ率演算方法、タイヤ空気圧低下検出方法および装置、ならびにスリップ率演算のプログラムおよびタイヤ減圧判定のプログラム
KR101865715B1 (ko) 타이어 저압 판정 장치 및 방법
JP3626076B2 (ja) タイヤ空気圧低下警報装置および方法
JP3605006B2 (ja) タイヤ空気圧低下警報装置および方法
CN118275130A (zh) 加载状态车轮滚动半径补偿计算方法
JP2024029666A (ja) 輪荷重推定装置、方法及びプログラム

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant