JP3973157B2 - Tire pressure detection system and threshold correction program for tire pressure detection system - Google Patents
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Description
本発明は、車両におけるタイヤの空気圧を検知する技術に関し、特に、タイヤを交換した後も適切にタイヤの空気圧の低下を検知することのできるタイヤ空気圧検知システム及びタイヤ空気圧検知システムにおける閾値の補正プログラムに関する。 The present invention relates to a technique for detecting tire air pressure in a vehicle, and more particularly to a tire air pressure detection system capable of appropriately detecting a decrease in tire air pressure after replacing a tire, and a threshold correction program in the tire air pressure detection system. About.
従来から、ブレーキロック防止システム(Anti-lock Brake System、以下「ABS」という)の車輪速センサが検出(測定)する各車輪の回転速度(以下「車輪速」という)の和又は差によってタイヤの空気圧低下を検知することができるタイヤ空気圧検知システムが知られている(例えば、特許文献1参照)。この技術は、空気圧の低下した車輪はタイヤの径、即ち、動荷重半径(Dynamic Load Radius、以下単に「DLR」ともいう)が小さくなるので他の車輪よりも速く回転するという現象を利用してタイヤの空気圧低下を検知するものである。このようなタイヤ空気圧検知システムによれば、各車輪に備えられた車輪速センサから得られる車輪速の和又は差を算出することによって、走行しながらタイヤの空気圧低下を検知することが可能である。例えば、四輪車両における4つのタイヤのうちの対角線上にある1対のタイヤの回転角速度の和と、他の1対のタイヤの回転角速度の和との比からタイヤの空気圧低下を検知するものや、右前車輪及び左前車輪の車輪速差と右後車輪及び左後車輪の車輪速差との偏差(以下ΔVwという)からタイヤの空気圧低下を検知するもの等が知られている。 Conventionally, depending on the sum or difference of the rotational speed of each wheel (hereinafter referred to as “wheel speed”) detected (measured) by a wheel speed sensor of an anti-lock brake system (hereinafter referred to as “ABS”), A tire air pressure detection system capable of detecting a decrease in air pressure is known (see, for example, Patent Document 1). This technology uses the phenomenon that wheels with reduced air pressure rotate faster than other wheels because the diameter of the tire, that is, the dynamic load radius (hereinafter referred to simply as “DLR”), becomes smaller. This is to detect a decrease in tire air pressure. According to such a tire air pressure detection system, it is possible to detect a decrease in tire air pressure while traveling by calculating the sum or difference of wheel speeds obtained from wheel speed sensors provided on each wheel. . For example, detecting a decrease in tire air pressure from the ratio of the sum of rotational angular velocities of a pair of tires on a diagonal line of four tires in a four-wheel vehicle and the sum of rotational angular velocities of another pair of tires In addition, there is known one that detects a decrease in tire air pressure from a deviation (hereinafter referred to as ΔVw) between a wheel speed difference between the right front wheel and the left front wheel and a wheel speed difference between the right rear wheel and the left rear wheel.
このようなABS方式によるタイヤ空気圧検知システムは、例えば、車輪速の偏差ΔVwが所定の空気圧低下判定閾値(以下単に「閾値」という)を超えたか否かを検知することによって、タイヤの空気圧低下を間接的に検知しているのであり、間接式の空気圧検知システムと呼ばれている。この閾値は、例えば正常な空気圧の車輪のDLRと、空気圧低下を検知すべき車輪のDLRの基準値(正常な空気圧のDLRより小さい)との差に対応する車輪速差等である。 Such an ABS tire pressure detection system detects, for example, whether the wheel speed deviation ΔVw has exceeded a predetermined pressure drop determination threshold (hereinafter simply referred to as “threshold”), thereby reducing the tire pressure drop. Indirect detection is called an indirect air pressure detection system. This threshold value is, for example, a wheel speed difference corresponding to a difference between a DLR of a wheel having normal air pressure and a reference value of a DLR of a wheel for which a decrease in air pressure is to be detected (smaller than a DLR of normal air pressure).
ところで、タイヤの交換が行われた場合は、タイヤの特性が異なってしまう場合がある。特に、銘柄の異なるタイヤに交換した場合は、同サイズのタイヤでも、タイヤの特性が大きく異なってしまうことがある。このような場合は、交換前のタイヤにおける閾値を用いて空気圧の判定を行ったのでは、適切に空気圧の判定を行えない等の不都合が生じることが容易に想定される。
例えば特許文献2には、タイヤが異なる仕様に変更された場合でも、コスト増加や書込み作業の煩雑化を抑制しつつ、僅かなタイヤ空気圧異常の警報を可能にする車両の空気圧警報方法が記載されている。
For example,
しかしながら、特許文献2の技術では、閾値の設定のため、空気圧を適正な値に調整したり、空気圧を記憶させたりする必要がある。殊に、該特許文献2の図8に示されるように、空気圧を一旦適正空気圧よりも高くしなければならない等、閾値の設定のために空気圧を上げ下げする必要があり、煩わしいものである。
However, in the technique of
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、タイヤの交換が行われた場合でも、適切な閾値により空気圧の低下を適切に検知することのできるタイヤ空気圧検知システム及びタイヤ空気圧検知システムにおける閾値の補正プログラムを提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and even when a tire is replaced, a tire air pressure detection system and a tire air pressure detection capable of appropriately detecting a decrease in air pressure with an appropriate threshold value. It is an object to provide a threshold correction program in a system.
前記課題に鑑み、本発明者らは鋭意研究を行い、空気圧の増減による動荷重半径(回転状況)の増減特性と、車輪速・車体速(遠心力)の増減による動荷重半径(回転状況)の増減特性は、共にタイヤの剛性により左右されることを見出した。そして、かかる知見に基づき本発明を完成するに至った。 In view of the above-mentioned problems, the present inventors have conducted intensive research, and the dynamic load radius (rotation status) due to increase / decrease in air pressure and the dynamic load radius (rotation status) due to increase / decrease in wheel speed / vehicle speed (centrifugal force). It has been found that the increase / decrease characteristics of both depend on the rigidity of the tire. And based on this knowledge, it came to complete this invention.
即ち、前記課題を解決した本発明(請求項1)は、各車輪に備えられた車輪速センサにより測定された車輪速を用いてタイヤの回転状況を算出し、この算出した回転状況の違いを当該タイヤの空気圧の低下を判定するための閾値と比較してタイヤの空気圧の低下を検知する間接式のタイヤ空気圧検知システムにおいて、タイヤが交換された際に、記憶手段に記憶された前記閾値を、交換後のタイヤの空気圧低下を判定するための閾値に補正し、タイヤの空気圧の低下を検知するタイヤ空気圧検知システムであって、車輪速又は車体速と交換前のタイヤの回転状況とを対応付けて記憶した交換前タイヤ特性の記憶手段と、前記車輪速センサからの測定値に基づいて交換後のタイヤの回転状況を前記車輪速又は前記車体速に対応付けて算出する交換後タイヤ特性の算出手段と、同じ車輪速又は車体速における同種の情報である前記交換前タイヤ特性と前記交換後タイヤ特性とから、同じ車輪速又は車体速における前記閾値を補正する補正値又は補正係数を算出する補正値又は補正係数の算出手段と、前記補正値又は前記補正係数により、前記閾値を補正する閾値の補正手段とを備えて、前記閾値を補正してタイヤの空気圧の低下を検知できるようにしたことを特徴とする。 That is, the present invention (Claim 1) that solves the above problem calculates the tire rotation state using the wheel speed measured by the wheel speed sensor provided in each wheel, and calculates the difference in the calculated rotation state. In an indirect tire pressure detection system that detects a decrease in tire air pressure compared to a threshold value for determining a decrease in tire air pressure, the threshold value stored in the storage means when the tire is replaced , A tire pressure detection system that detects a decrease in tire air pressure by correcting to a threshold value for determining a decrease in tire air pressure after replacement, and corresponds to the wheel speed or vehicle body speed and the rotation state of the tire before replacement The storage means for storing the tire characteristics before replacement stored and the tire rotation status after replacement based on the measured value from the wheel speed sensor is calculated in association with the wheel speed or the vehicle body speed. A correction value or correction for correcting the threshold value at the same wheel speed or vehicle body speed from the calculation means for the rear tire characteristics and the tire characteristics before replacement which are the same type of information at the same wheel speed or vehicle body speed and the tire characteristics after replacement. A correction value for calculating a coefficient or a correction coefficient calculating means; and a threshold value correcting means for correcting the threshold value by the correction value or the correction coefficient, and detecting a decrease in tire air pressure by correcting the threshold value. It is possible to do it.
この構成において、交換前タイヤ特性の記憶手段に記憶されるのは、交換前のタイヤのいわば剛性に関するデータである。一方、交換後タイヤ特性の算出手段により算出されるのは、交換後のタイヤのいわば剛性に関するデータである。この両データからは、交換前のタイヤと交換後のタイヤの剛性の違いが把握される。そして、この剛性の違いに基づいて閾値を補正する。なお、後記する実施形態では、交換後のタイヤの剛性が高い場合は、タイヤの空気圧が低下した際の回転状況(動荷重半径)の変化が小さいことから閾値を小さくする。逆に、交換後のタイヤの剛性が低い場合は、タイヤの空気圧が低下した際の回転状況(動荷重半径)の変化が大きいことから閾値を大きくする。これにより、実際にタイヤの空気圧を変化させるといった手法を採用することなく、車両を走行させることで、閾値を交換後のタイヤに応じた適切な値に補正することが可能となる。なお、回転状況は、動荷重半径や車輪速等、あるいは車輪速や車体速等から算出されるデータ等である。 In this configuration, what is stored in the storage means for tire characteristics before replacement is data relating to the so-called rigidity of the tire before replacement. On the other hand, what is calculated by the means for calculating the tire characteristics after replacement is data relating to the so-called rigidity of the tire after replacement. From these two data, the difference in rigidity between the tire before replacement and the tire after replacement can be grasped. Then, the threshold value is corrected based on the difference in rigidity. In the embodiment described later, when the rigidity of the tire after replacement is high, the threshold value is reduced because the change in the rotation state (dynamic load radius) when the tire air pressure decreases is small. Conversely, when the tire rigidity after replacement is low, the threshold value is increased because the change in the rotation state (dynamic load radius) when the tire air pressure decreases is large. This makes it possible to correct the threshold value to an appropriate value according to the replaced tire by running the vehicle without adopting a method of actually changing the tire air pressure. The rotation status is data calculated from a dynamic load radius, wheel speed, or the like, or wheel speed, vehicle body speed, or the like.
また、本発明(請求項2)は、請求項1の構成において、前記回転状況が動荷重半径であり、前記交換後タイヤ特性の算出手段が、車体速と車輪速と基準となる動荷重半径とから交換後のタイヤの動荷重半径を算出する構成を有すると共に、前記補正値又は補正係数の算出手段が、所定の車体速の区間幅における動荷重半径の増分を前記交換前のタイヤの剛性に関する特性及び前記交換後のタイヤの剛性に関する特性とし、この剛性に関する特性の増分の違いから前記補正値又は前記補正係数を算出する構成を有することを特徴とする。 Further, according to the present invention (Claim 2), in the configuration of
この構成における交換後タイヤ特性の算出手段は、後記する実施形態の閾値補正モジュールの構成に相当する(式(1)・(2)等参照)。また、補正値又は補正係数の算出手段の補正値の算出に係る部分は、後記する実施形態の閾値補正モジュールの構成に相当する(式(4)・(5)等参照)。また、ここでのタイヤの特性は、例えば後記する基準θ,θiに相当する。 The means for calculating the post-replacement tire characteristics in this configuration corresponds to the configuration of a threshold correction module of an embodiment described later (see formulas (1) and (2)). Further, the portion relating to the calculation of the correction value of the correction value or correction coefficient calculation means corresponds to the configuration of the threshold correction module of the embodiment described later (see formulas (4) and (5) etc.). The tire characteristics here correspond to, for example, the references θ and θi described later.
また、本発明(請求項3)は、各車輪に備えられた車輪速センサにより測定された車輪速を用いてタイヤの回転状況を算出し、この算出した回転状況の違いを当該タイヤの空気圧の低下を判定するための閾値と比較してタイヤの空気圧の低下を検知する間接式のタイヤ空気圧検知システムにおいて、タイヤが交換された際に、記憶手段に記憶された前記閾値を、交換後のタイヤの空気圧低下を判定するための閾値に補正し、タイヤの空気圧の低下を検知するタイヤ空気圧検知システムであって、車輪速又は車体速と交換前のタイヤの基準回転状況と剛性に関する基準特性とを対応付けて記憶した交換前タイヤ特性の記憶手段と、前記車輪速センサからの測定値に基づいて交換後のタイヤの回転状況を前記車輪速又は前記車体速に対応付けて算出すると共に、この算出した回転状況と前記基準回転状況とに基づいて交換後のタイヤの剛性に関する特性を算出する交換後タイヤ特性の算出手段と、同じ車輪速又は車体速における前記記憶された交換前のタイヤの剛性に関する特性と前記算出された交換後のタイヤの剛性に関する特性とから、前記閾値を補正する補正値又は補正係数を算出する補正値又は補正係数の算出手段と、前記補正値又は前記補正係数により、前記閾値を補正する閾値の補正手段とを備えて、前記閾値を補正してタイヤの空気圧の低下を検知できるようにしたことを特徴とする。 Further, the present invention (Claim 3) calculates the rotation state of the tire using the wheel speed measured by the wheel speed sensor provided in each wheel, and calculates the difference in the calculated rotation state as the air pressure of the tire. In an indirect tire pressure detection system that detects a decrease in tire air pressure compared to a threshold value for determining a decrease, when the tire is replaced, the threshold value stored in the storage means is set to the tire after the replacement. A tire air pressure detection system that detects a decrease in tire air pressure by detecting a decrease in tire air pressure, the wheel speed or the vehicle body speed, the reference rotational condition of the tire before replacement, and the reference characteristics related to rigidity. Based on the measured value from the wheel speed sensor and the storage means of the tire characteristics before replacement stored in association with each other, the rotation state of the tire after replacement is calculated in association with the wheel speed or the vehicle body speed. And after-replacement tire characteristic calculation means for calculating characteristics relating to the rigidity of the tire after replacement based on the calculated rotation state and the reference rotation state, and the stored pre-replacement at the same wheel speed or vehicle body speed. A correction value or correction coefficient calculating means for calculating the correction value or correction coefficient for correcting the threshold value, and the correction value or the correction coefficient calculating means. A threshold value correcting means for correcting the threshold value by a correction coefficient is provided, and the threshold value is corrected so that a decrease in tire air pressure can be detected.
前記課題を解決した本発明(請求項4)は、各車輪に備えられた車輪速センサにより測定された車輪速を用いてタイヤの回転状況を算出し、この算出した回転状況の違いを当該タイヤの空気圧の低下を判定するための閾値と比較してタイヤの空気圧の低下を検知する間接式のタイヤ空気圧検知システムにおいて、タイヤが交換された際に、記憶手段に記憶された前記閾値を、交換後のタイヤの空気圧低下を判定するための閾値に補正する、閾値の補正方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、前記コンピュータに、前記車輪速センサからの測定値に基づいて交換後のタイヤの回転状況を前記車輪速又は前記車体速に対応付けて算出する手順、車輪速又は車体速と交換前のタイヤの基準回転状況とを対応付けて記憶した記憶手段から、前記算出したのと同じ車輪速又は車体速における前記基準回転状況を読み出す手順、前記算出した回転状況と前記読み出した基準回転状況とに基づいて交換後のタイヤの剛性に関する特性を算出する交換後タイヤ特性の算出手順、車輪速又は車体速と交換前のタイヤの剛性に関する基準特性とを対応付けて記憶した記憶手段から、前記同じ車輪速又は車体速における基準となるタイヤの剛性に関する基準特性を読み出す手順、前記算出した交換後のタイヤの剛性に関する特性と前記読み出した交換前のタイヤの剛性に関する基準特性とから、前記閾値を補正する補正値又は補正係数を算出する補正値又は補正係数の算出手順、前記補正値又は前記補正係数により、記憶手段に記憶された前記閾値を補正する閾値の補正手順、を実行させることを特徴とする。 The present invention that has solved the above problem (Claim 4) calculates the rotation state of the tire using the wheel speed measured by the wheel speed sensor provided in each wheel, and calculates the difference in the calculated rotation state in the tire. In an indirect tire pressure detection system that detects a decrease in tire air pressure compared to a threshold value for determining a decrease in air pressure, when the tire is replaced, the threshold value stored in the storage means is replaced. A program for causing a computer to execute a threshold correction method for correcting to a threshold for determining a decrease in the tire pressure after the tire, wherein the computer is configured to change the value after replacement based on a measurement value from the wheel speed sensor. A procedure for calculating the tire rotation state in association with the wheel speed or the vehicle body speed, and storing the wheel speed or the vehicle body speed in association with the reference rotation state of the tire before replacement. Steps for reading out the reference rotation state at the same wheel speed or vehicle body speed as the calculated from the stage, and calculating characteristics related to the stiffness of the tire after replacement based on the calculated rotation state and the read out reference rotation state From the storage means that associates and stores the calculation procedure of the tire characteristics after replacement, the wheel speed or the vehicle body speed, and the reference characteristics related to the rigidity of the tire before the replacement, the reference regarding the rigidity of the tire that becomes the reference at the same wheel speed or the vehicle body speed. A correction value or correction coefficient for calculating a correction value or correction coefficient for correcting the threshold value from a procedure for reading characteristics, the calculated characteristic relating to the stiffness of the tire after replacement, and the reference characteristic related to the stiffness of the tire before the replacement thus read out And a threshold value correction procedure for correcting the threshold value stored in the storage means using the correction value or the correction coefficient. And characterized in that.
この構成は、後記する実施形態の閾値更新モジュールの構成に相当する。このプログラムの発明では、前記したタイヤ空気圧検知システムの発明と同じく、タイヤ剛性が高いタイヤは空気圧が減少しても動荷重半径の減少は少ないとの考えのもと、車輪速(車体速)と動荷重半径との関係から空気圧の低下を判定する閾値を補正するようにコンピュータに各手順を実行させる。 This configuration corresponds to the configuration of the threshold update module of the embodiment described later. In the invention of this program, as in the case of the tire pressure detection system described above, the wheel speed (body speed) is determined based on the idea that a tire having high tire rigidity has a small decrease in dynamic load radius even if the air pressure decreases. Each procedure is executed by the computer so as to correct the threshold value for determining the decrease in air pressure from the relationship with the dynamic load radius.
また、本発明(請求項5)は、請求項4の構成において、前記交換後のタイヤの回転状況の算出は、車体速と車輪速との偏差を算出し、同じ車体速又は車輪速における前記記憶された基準回転状況と前記算出した偏差とに基づいて算出されることを特徴とする。 Further, according to the present invention (Claim 5), in the configuration of
本発明のタイヤ空気圧検知システム及びタイヤ空気圧検知システムにおける閾値の補正プログラムによれば、タイヤの空気圧を上げ下げする等の手法によらずとも、閾値を適切なものにすることが可能であり、これにより、タイヤの交換が行われた場合でも、適切な閾値により空気圧の低下を適切に検知することができる。 According to the tire pressure detection system of the present invention and the threshold value correction program in the tire pressure detection system, it is possible to make the threshold value appropriate regardless of the method of raising or lowering the tire pressure. Even when the tire is exchanged, it is possible to appropriately detect a decrease in air pressure with an appropriate threshold value.
以下、本発明の「タイヤ空気圧検知システム」及び「タイヤ空気圧検知システムにおける閾値の補正プログラム」を実施するための最良の形態(以下「実施形態」という)を、図面を参照して説明する。 The best mode for carrying out the “tire pressure detection system” and the “threshold pressure detection program for tire pressure detection system” of the present invention (hereinafter referred to as “embodiment”) will be described below with reference to the drawings.
≪原理≫
四輪車両において、ブレーキロック防止用のABSに用いられている車輪速センサを利用したABS方式による空気圧の検知は、例えば車輪速センサからの車速パルスを車輪速(車輪の回転速度)に置き換え、この車輪速からタイヤのDLR(動荷重半径=回転状況)を推定し、この推定したDLRから空気圧をさらに推定する。なお、DLRは、タイヤの空気圧が高くなるほど大きくなり、空気圧が低くなるほど小さくなる。一方、DLRは、車輪速が速く(高く)なるほど大きく、車輪速が遅く(低く)なるほど小さくなる、というように、車輪速によっても変化する。
即ち、DLRは、タイヤの空気圧ばかりでなく、車輪速(車体速)によっても変化する。この変化の度合いは、タイヤの剛性によりほぼ決定され、剛性の小さいタイヤは、空気圧によるDLRの変化が大きく、同様に車輪速によるDLRの変化も大きい。一方、剛性の大きいタイヤは、空気圧によるDLRの変化が小さく、同様に車輪速によるDLRの変化も小さい。
このことから、タイヤの剛性の大小を車輪速(車体速)に基づいて評価すれば、当該タイヤは、空気圧の変化によりDLRが大きく変化するタイヤか、そうでないタイヤかを、空気圧を実際に調整してDLRを測定するといった手間のかかる手法を採用することなく知ることができる。
≪Principle≫
In four-wheeled vehicles, the detection of air pressure by the ABS method using the wheel speed sensor used in the brake lock prevention ABS, for example, replaces the vehicle speed pulse from the wheel speed sensor with the wheel speed (wheel rotation speed), The DLR (dynamic load radius = rotation state) of the tire is estimated from the wheel speed, and the air pressure is further estimated from the estimated DLR. The DLR increases as the tire air pressure increases and decreases as the air pressure decreases. On the other hand, the DLR also changes depending on the wheel speed, such that the wheel speed increases as the wheel speed increases (higher) and decreases as the wheel speed decreases (lowers).
That is, the DLR changes not only with the tire air pressure but also with the wheel speed (vehicle speed). The degree of this change is almost determined by the rigidity of the tire, and a tire with low rigidity has a large change in DLR due to air pressure, and similarly, a change in DLR due to wheel speed is also large. On the other hand, a tire having high rigidity has a small change in DLR due to air pressure, and similarly, a change in DLR due to wheel speed is also small.
From this, if the stiffness of a tire is evaluated based on the wheel speed (vehicle speed), the tire is actually adjusted to determine whether the DLR changes greatly due to the change in air pressure or not. Thus, it is possible to know without employing a time-consuming method of measuring DLR.
本実施形態では、かかる原理に基づき、タイヤの交換が行われた際に、タイヤの空気圧を変化させることなく(手間のかかる作業を行うことなく)、新しいタイヤの剛性を車輪速(車体速)で評価し、閾値を新しいタイヤに応じた適切なものに補正(設定)することとする。 In the present embodiment, based on this principle, when a tire is replaced, the tire stiffness is changed to the wheel speed (vehicle speed) without changing the tire air pressure (without performing laborious work). The threshold value is corrected (set) to an appropriate value according to the new tire.
なお、図1は、タイヤの構造を説明するために引用した図であり、タイヤ及びホイールの周方向の断面(一部分)を示している。この図1に示すように、タイヤTは、トレッド部Tr、サイドウォール部Sw、ショルダ部Sh、ビード部Bd、インナライナI、を含んで構成されている。なお、符号11はリムである。また、符号11Aはビード部Bdと接触して気密性を保つビードシート部であり、符号11Bはリムフランジである。符号12はディスクであり、リム11とディスク12とで、ホイール10を構成する。
トレッド部Tr、ショルダ部Sh、サイドウォール部Sw、ビード部Bdでタイヤケースを構成するが、このタイヤケースが空気圧の増減により周方向に膨張・収縮し、DLRが変化する。同様に、タイヤケースがタイヤの回転による遠心力の増減により周方向に膨張・収縮し、DLRが変化する。
In addition, FIG. 1 is a figure quoted for explaining the structure of the tire, and shows a cross section (part) in the circumferential direction of the tire and the wheel. As shown in FIG. 1, the tire T includes a tread portion Tr, a sidewall portion Sw, a shoulder portion Sh, a bead portion Bd, and an inner liner
A tread portion Tr, a shoulder portion Sh, a sidewall portion Sw, and a bead portion Bd constitute a tire case. This tire case expands and contracts in the circumferential direction due to increase and decrease of air pressure, and DLR changes. Similarly, the tire case expands and contracts in the circumferential direction due to the increase or decrease of the centrifugal force caused by the rotation of the tire, and the DLR changes.
≪タイヤ空気圧検知システムの概要≫
まず、本実施形態におけるタイヤ空気圧検知システムの概要について説明する。本実施形態におけるタイヤ空気圧検知システムは、ABSに用いられている車輪速センサを利用してタイヤの空気圧の低下を検知するシステムとなっている。なお、このようなシステムを間接式のタイヤ空気圧監視システム(Tire Pressure Monitoring System、「TPMS」ともいう)という。このようなTPMSにおいて、前記背景技術で説明した各車輪速から算出するDLR(あるいは偏差ΔVw)の閾値(THR)をタイヤの交換が行われた際に、新しいタイヤに応じたものに設定(補正)し、交換後のタイヤの特性に応じた適切な閾値により空気圧低下の検出(検知)精度を高めるようにしている。
≪Outline of tire pressure detection system≫
First, the outline | summary of the tire pressure detection system in this embodiment is demonstrated. The tire air pressure detection system in the present embodiment is a system that detects a decrease in tire air pressure using a wheel speed sensor used in ABS. Such a system is called an indirect tire pressure monitoring system (also referred to as “TPMS”). In such a TPMS, the threshold value (THR) of DLR (or deviation ΔVw) calculated from each wheel speed described in the background art is set (corrected) according to the new tire when the tire is replaced. The accuracy of detecting (detecting) the decrease in air pressure is increased by an appropriate threshold value corresponding to the characteristics of the tire after replacement.
〔タイヤ空気圧検知システムを備えた車両の構成〕
以下、図2等を参照して、本実施形態におけるタイヤ空気圧検知システムを詳細に説明する。図2は、本実施形態におけるタイヤ空気圧検知システムを搭載した車両のシステム構成図である。
図2に示すように、車両Cは、FRONT(前)を上部にして、右前車輪WFR、左前車輪WFL、右後車輪WRR及び左後車輪WRLの4つの車輪を有する4輪車両である。また、各車輪(WFR,WFL,WRR,WRL)にはそれぞれ対応した車輪速センサS(SFR,SFL,SRR,SRL)が備えられている。これらの4個の車輪速センサSはABS用に設けられたセンサであるが、ABSは周知の技術であるのでその説明は省略する。なお、以下の説明では、各符号に添えられるFRは右前車輪、FLは左前車輪、RRは右後車輪、RLは左後車輪を示す添字としての意味を有しているものとする。
[Configuration of vehicle equipped with tire pressure detection system]
Hereinafter, with reference to FIG. 2 etc., the tire pressure detection system in this embodiment is demonstrated in detail. FIG. 2 is a system configuration diagram of a vehicle equipped with the tire air pressure detection system according to the present embodiment.
As shown in FIG. 2, the vehicle C is a four-wheeled vehicle having four wheels including a front right wheel WFR, a left front wheel WFL, a right rear wheel WRR, and a left rear wheel WRL with FRONT (front) as an upper portion. Each wheel (WFR, WFL, WRR, WRL) is provided with a corresponding wheel speed sensor S (SFR, SFL, SRR, SRL). These four wheel speed sensors S are sensors provided for ABS, but since ABS is a well-known technique, its description is omitted. In the following description, it is assumed that FR attached to each symbol is a front right wheel, FL is a front left wheel, RR is a rear right wheel, and RL is a subscript indicating a rear left wheel.
車両Cには、タイヤ空気圧検知システムとして、車輪速Vw及び車体速Vvを入力して空気圧の低下を検知する空気圧検知装置1と、右前輪WFR,右後輪WRRの各車輪速Vw(VwFR,VwRR)及び右前車輪(WFR)から右後車輪(WRR)までの距離であるホイールベースWBに基づいてDLRの変化に影響されない車体速Vvを測定する車体速測定装置(車体速測定手段)2が搭載されている。 In the vehicle C, as a tire air pressure detection system, the wheel speed Vw and the vehicle body speed Vv are input to detect a decrease in air pressure, and the wheel speeds Vw (VwFR, VwFR, RFR) of the right front wheel WFR and the right rear wheel WRR are detected. VwRR) and a vehicle speed measuring device (vehicle speed measuring means) 2 for measuring the vehicle speed Vv that is not affected by the change in DLR based on the wheel base WB that is the distance from the right front wheel (WFR) to the right rear wheel (WRR). It is installed.
各車輪速センサS(SFR,SFL,SRR,SRL)は、例えば、ホール素子等を用いて車輪速パルスを生成する一般的なセンサであり、それぞれ対応する車輪(WFR,WFL,WRR,WRL)の車輪速パルスを、車輪速Vw(右前輪車輪速VwFR、左前輪車輪速VwFL、右後輪車輪速VwRR及び左後輪車輪速VwRL)として検出して空気圧検知装置1へ送信している。また、右前車輪WFRと右後車輪WRRの車輪速パルスは、右前輪車輪速VwFR及び右後輪車輪速VwRRとして車体速測定装置2へ送信されている。なお、車体速測定装置2の詳細な説明は後記する。
Each wheel speed sensor S (SFR, SFL, SRR, SRL) is a general sensor that generates a wheel speed pulse using, for example, a Hall element, and the corresponding wheel (WFR, WFL, WRR, WRL). Are detected as a wheel speed Vw (right front wheel speed VwFR, left front wheel speed VwFL, right rear wheel speed VwRR and left rear wheel speed VwRL) and transmitted to the air
各車輪速センサSが生成して空気圧検知装置1へ送信する車輪速パルスは、車輪速が速くなるほど単位時間当たりのパルス数が多くなり、車輪速が遅くなるほど単位時間当たりのパルス数が少なくなる。一般的には、この車輪速パルスに基づいて車輪速や車体速を測定するが、車輪速パルスから得られる車輪速は、タイヤの空気圧が低いほど、DLRが小さくなるために高くなる。
The wheel speed pulses generated by each wheel speed sensor S and transmitted to the air
空気圧検知装置1は、図示しないマイコン(マイクロコンピュータ)及び周辺回路から構成され、マイコンが、ROM(Read Only Memory)に書き込まれたプログラムを読み出し、このプログラムの各モジュールを実行することによって、タイヤの空気圧の低下を検知する機能を実現している。また、空気圧検知装置1は、タイヤの空気圧の低下を検知するために、各種信号・情報・指令等を入出力する入出力ポート、アナログ信号をデジタル信号に変換してマイコンでデジタル処理するための図示しないAD(Analog Digital)変換器等を有する。
The air
〔閾値補正モジュールの構成〕
空気圧検知装置1は、ソフトウェア構成として各種プログラムモジュールを有するが、このうち、閾値を交換したタイヤに応じた適切なものに補正する閾値補正モジュール(閾値の補正プログラム)を、図3、図4等を参照して説明する。なお、図3は、閾値補正モジュールのブロック構成図である。図4は、車体速とDLRとの関係等を示す図である。
[Configuration of threshold correction module]
The air
図3に示すように、閾値補正モジュール50は、偏差算出手段51、基準DLR記憶手段52、ΔDLR算出手段53、DLRi算出手段54、DLRi記憶手段55、θi算出手段56、基準θ算出手段57、閾値変化量算出手段58、基準閾値記憶手段59、閾値補正手段60を含んで構成されている。なお、基準DLR記憶手段52が、請求項の「交換前タイヤ特性の記憶手段」に相当する。また、偏差算出手段51、ΔDLR算出手段53及びDLRi算出手段54が、請求項の「交換後タイヤ特性の算出手段」に相当する。また、閾値変化量算出手段58(あるいは符号56〜58の手段)が、請求項の「補正値又は補正係数の算出手段」に相当する。また、閾値補正手段60が、請求項の「閾値の補正手段」に相当する。
As shown in FIG. 3, the threshold correction module 50 includes a deviation calculating unit 51, a reference
まず、偏差算出手段51は、車体速Vvと車輪速Vw(VwFR,VwRR,VwFL,VwRL)との偏差であるΔVを算出する機能を有する。具体的には、次の式(1)により、4輪すべてについてのΔVを算出する機能を有する。
ΔV=Vv−Vw … (1)
First, the deviation calculating means 51 has a function of calculating ΔV which is a deviation between the vehicle body speed Vv and the wheel speed Vw (VwFR, VwRR, VwFL, VwRL). Specifically, it has a function of calculating ΔV for all four wheels by the following equation (1).
ΔV = Vv−Vw (1)
基準DLR記憶手段52は、工場出荷時(新車時)の標準タイヤかつ標準の空気圧におけるDLRと車体速Vvとの関係を、各タイヤごとに記憶している記憶手段としての機能を有する。このDLRと車体速Vvとの関係は図4に実線(細い実線)で示されているものである。なお、この基準DLR記憶手段52にデータを書き込むのは、車両メーカ(自動車会社)であるとする。
The reference
ΔDLR算出手段53は、偏差算出手段51の偏差ΔV及び車体速Vvと、基準DLR記憶手段52の基準DLRとを用いて、所定の車体速VvのときにおけるΔDLRを算出する機能を有する。具体的には、次の式(2)により、4輪すべてについて、所定の車体速(各車体速)VvのときにおけるΔDLRを算出する機能を有する。なお、所定の車体速Vvとは、例えば、10km/h,20km/h,30km/h,…100km/h,…というように10km/hごとの車体速Vvである。ちなみに、図4において、横軸に書き込まれたVn,Vn+1,Vn+2,Vn+3が、10km/hごとの所定の車体速に相当する。補足すると、ΔDLRは、Vn,Vn+1,Vn+2,…というように、車体速Vvごとに算出される。
ΔDLR=基準DLR(1−Vv/(Vv+ΔV)) … (2)
The
ΔDLR = reference DLR (1−Vv / (Vv + ΔV)) (2)
DLRi算出手段54は、ΔDLR算出手段53の車体速VvとΔDLRとが対になったデータを用いて、当該車体速VvについてのDLRiを算出して、DLRi記憶手段55に記憶する機能を有する。具体的には、次の式(3)により、4輪すべてについて、各所定の車体速VvのときにおけるDLRiを算出して、後段のDLRi記憶手段55に記憶する機能を有する。
DLRi=基準DLR+ΔDLR … (3)
The
DLRi = reference DLR + ΔDLR (3)
DLRi記憶手段55は、DLRi算出手段54により算出されたDLRiを車体速Vvと対応付けて一時記憶する機能を有する。ちなみに、図4において、×印で示されたところが、DLRi記憶手段55に記憶されたDLRiである。なお、DLRiは、車輪速センサSの測定値だけを用いても算出可能であり、その算出方法については、各種特許文献や非特許文献に記載されている。
The
θi算出手段56は、DLRi記憶手段55に記憶されている車体速Vvと対になったDLRiを用いて、例えば車体速Vn〜Vn+1の区間(例えばVv=10〜20km/hの区間)、車体速Vn+1〜Vn+2の区間(例えばVv=20〜30km/hの区間)、…といったように、区間ごとに、その区間の区間幅とDLRiの増分とに基づいて角度θiを算出する機能を有する。具体的には、前記した区間の区間幅をaとし、当該区間におけるDLRiの増分をb(=ΔDLRi)として、次の式(4)により当該区間におけるθiを算出する機能を有する。ちなみに、θiは、交換したタイヤ(リプレースタイヤ)のいわば剛性を示すものである。このθiの値が大きいほど剛性の低いタイヤといえる。なお、区間が10区間あれば、θiも10区間分算出される(i=1〜10)。また、Vn,Vn+1,Vn+2…の各点について、複数のDLRiを算出することとして、θiを算出する際のDLRiの値を統計的に決定するようにしてもよい。
θi=atan(b/a) … (4)
The θi calculating means 56 uses the DLRi paired with the vehicle body speed Vv stored in the DLRi storage means 55, for example, a section of the vehicle speeds Vn to Vn + 1 (for example, a section of Vv = 10 to 20 km / h), a vehicle body Each section has a function of calculating the angle θi based on the section width of the section and the increment of DLRi, such as a section of the speed Vn + 1 to Vn + 2 (for example, a section of Vv = 20 to 30 km / h). Specifically, the section width of the section described above is a, and the increment of DLRi in the section is b (= ΔDLRi), and θi in the section is calculated by the following equation (4). Incidentally, θi indicates the rigidity of the replaced tire (replacement tire). It can be said that the larger the value of θi, the lower the rigidity of the tire. If there are 10 sections, θi is also calculated for 10 sections (i = 1 to 10). Further, by calculating a plurality of DLRi for each point of Vn, Vn + 1, Vn + 2,..., The value of DLRi at the time of calculating θi may be determined statistically.
θi = atan (b / a) (4)
基準θ算出手段57は、基準DLR記憶手段52に記憶された基準DLRを用いて、θi算出手段56と同じ区間について、基準θを算出する機能を有する。基準θを算出する式は式(4)と同じ式である。ちなみに、基準θは、交換する前(工場出荷時)のタイヤの一種の剛性を示すものである。この基準θの値が大きいほど剛性の低いタイヤといえる。
The reference θ
閾値変化量算出手段58は、θi算出手段56のDLRi及びθiと、基準θ算出手段57の基準DLR及び基準θとを用いて、タイヤを交換したことに伴う閾値の変化量のΔTHRiを、前記した区間ごとに算出する機能を有する。具体的には、閾値変化量算出手段58は、次の式(5)により、4輪すべてについて、前記した全区間についてのΔTHRiを算出する機能を有する。ここで、ΔDLRiは、θi算出手段56から得たDLRiと基準θ算出手段57から得た基準DLRの偏差である。なお、区間が10あるとすれば、θiも基準θiも、更にDLRiも基準DLRも、10区間分の値が必要になる。
ΔTHRi=ΔDLRi(tanθi/tan基準θ) … (5)
The threshold change amount calculation means 58 uses the DLRi and θi of the θi calculation means 56 and the reference DLR and reference θ of the reference θ calculation means 57 to calculate ΔTHRi of the change amount of the threshold associated with the tire replacement. It has a function to calculate every section. Specifically, the threshold value change amount calculating means 58 has a function of calculating ΔTHRi for all the sections described above for all four wheels by the following equation (5). Here, ΔDLRi is a deviation between DLRi obtained from θi calculating means 56 and reference DLR obtained from reference θ calculating means 57. If there are 10 sections, θi, reference θi, DLRi, and reference DLR need values for 10 sections.
ΔTHRi = ΔDLRi (tan θi / tan reference θ) (5)
基準閾値記憶手段59は、工場出荷時のタイヤ(交換前のタイヤ)についての閾値のTHRiを記憶している記憶手段としての機能を有する。なお、このTHRiも前記した区間に対応した区間ごとの閾値である。なお、本実施形態では、基準閾値記憶手段59にデータを書き込むのは、基準DLR記憶手段52と同様、車両メーカであるとする。ちなみに、このように区間ごとにTHRiを記憶しているのは、車速(車輪速・車体速)に応じた空気圧の低下判定を行うことができるようにするためである。ちなみに、この構成は、請求項の「閾値が速度域ごとに分けて設定されており」に相当する。
The reference threshold
閾値補正手段60は、閾値変化量算出手段58が算出した前記した区間に対応付けられた閾値の変化量のΔTHRiと、基準閾値記憶手段59と同様に区間に対応付けられたTHRiとを用いて、該THRiを補正する機能を有する。具体的には、次の(6)式により、4輪すべてについて、前記した全区間についてのTHRiを補正する機能を有する。
THRi=THRi+ΔTHRi … (6)
The threshold correction means 60 uses ΔTHRi of the threshold change amount associated with the section calculated by the threshold change amount calculation means 58 and THRi associated with the section in the same manner as the reference threshold storage means 59. , And has a function of correcting the THRi. Specifically, the following equation (6) has a function of correcting THRi for all the sections described above for all four wheels.
THRi = THRi + ΔTHRi (6)
〔閾値補正モジュールの動作〕
図3に示される閾値補正モジュール50は、偏差算出手段51が、車体速Vvと車輪速Vw(VwFR,VwRR,VwFL,VwRL)とを用いて、式(1)によりΔVを算出する。次に、ΔDLR算出手段53が、ΔV、車体速Vv、及び基準DLRを用いて、式(2)によりΔDLRを算出する。次に、DLRi算出手段54が、ΔDLR、及び基準DLRを用いて、式(3)により各車体速Vv(Vn,Vn+1,Vn+2,…)におけるDLRiを算出する(「タイヤ特性の算出手順」)。これにより、DLRi記憶手段55には、4輪すべてについて、各DLRiが各車体速Vvと対応付けられて記憶される。
[Operation of threshold correction module]
In the threshold value correction module 50 shown in FIG. 3, the deviation calculating means 51 calculates ΔV by the equation (1) using the vehicle body speed Vv and the wheel speed Vw (VwFR, VwRR, VwFL, VwRL). Next, the
続いて、θi算出手段56が、DLRi記憶手段55に記憶されたDLRiを用いて、式(4)により、4輪すべてについて、全区間のθiを算出する。これにより、交換されたタイヤの剛性がどのようなものかが把握される。一方、基準θ算出手段57が、基準DLR記憶手段52に記憶された基準DLRを用いて、同様に、4輪すべてについて、全区間の基準θを算出する。次に、閾値変化量算出手段58が、各区間のθi及び基準θと、各区間のDRLi及び基準DLRとを用いて、式(5)によりΔTHRiをすべての区間について算出する(「補正値又は補正係数の算出手順」)。これにより、交換前と交換後のタイヤの剛性の違いが客観的・定量的に把握される。
Subsequently, the
そして、閾値補正手段60が、基準閾値記憶手段59に記憶された各区間の基準閾値のTHRiと閾値の変化量のΔTHRiとを用いて、すべての区間についてTHRiを補正する(「閾値の補正手順」)。これにより、タイヤの交換後の閾値が、タイヤの剛性を反映し、かつ車体速Vvに対応して、適切なものに補正される。 Then, the threshold correction means 60 corrects THRi for all the sections using the reference threshold value THRi and the threshold change amount ΔTHRi stored in the reference threshold value storage means 59 (“Threshold Correction Procedure”). "). Thereby, the threshold value after the tire replacement is corrected to an appropriate value reflecting the rigidity of the tire and corresponding to the vehicle body speed Vv.
ちなみに、ΔDLRiがプラスの値、かつ、θi>基準θの場合は、タイヤ剛性が低く、このため、空気圧の低下によるDLRの減少が大きい。よって、THRiは、ΔTHRi分だけ大きくなる。なお、車体速Vvが速い場合(車輪速Vwが速い場合)の閾値については、遠心力によりDLRが大きくなることから、空気圧の減少によるDLRの減少が打ち消される方向に作用する。このため、車体速Vvが速い場合のTHRiは小さくなる。ここで、閾値の補正は、補正値としての閾値の変化量のΔTHRiを算出してこれをTHRiに加算(減算)することで行うこととしたが、補正係数を算出して、これをTHRiに乗算(除算)することで行うようにしてもよい。 Incidentally, when ΔDLRi is a positive value and θi> reference θ, the tire rigidity is low, and therefore the DLR is greatly reduced due to a decrease in air pressure. Therefore, THRi increases by ΔTHRi. Note that the threshold when the vehicle body speed Vv is high (when the wheel speed Vw is high) acts in a direction in which the decrease in DLR due to the decrease in air pressure is canceled because the DLR increases due to centrifugal force. For this reason, when the vehicle body speed Vv is high, THRi becomes small. Here, the correction of the threshold value is performed by calculating ΔTHRi of the change amount of the threshold value as a correction value and adding (subtracting) this to THRi. However, the correction coefficient is calculated and this is converted into THRi. You may make it carry out by multiplying (dividing).
≪車体速測定装置の構成≫
次に、図5等を参照して、本実施形態における車体速測定装置2を詳細に説明する。図5は、車体速測定装置の構成を示すブロック図である。図6は、図5に示す車体速測定装置が検出した車輪速の検出値の変動の模様等を示す概念図であり、(a)はタイヤが路面から受ける振動を概念的に示し、(b)は検出値の変動を概念的に示し、(c)は(b)からタイヤのユニフォーミティの崩れによる変動を除去した様子を概念的に示す。なお、本実施形態の車体速測定装置2は、各車輪の車輪速Vwに依存しない車体速Vvを測定するものである。
≪Configuration of body speed measuring device≫
Next, the vehicle body
図5に示すように(図2参照)、車体速測定装置2は、右前車輪WFRの車輪速センサSFRが検出した右前輪車輪速VwFRと右後車輪WRRの車輪速センサSRRが検出した右後輪車輪速VwRRをそれぞれ入力している。更に、車体速測定装置2は、右前車輪WFRから右後車輪WRRまでの距離であるホイールベースWBを基準長として記憶している。
As shown in FIG. 5 (see FIG. 2), the vehicle body
また、車体速測定装置2は、図示しないマイコン(マイクロコンピュータ)及び周辺回路から構成され、マイコンが図示しないROMに書き込まれたプログラムを読み出すことにより該当するプログラムの各モジュール(後記するデジタルフィルタ12、正規化手段15等)の動作を実行して車体速Vvの測定を行う。更に、車体速測定装置2は、車体速Vvの測定を行うために、各種信号・情報・指令等を入出力する入出力ポート(後記する入出力インタフェイス11)、アナログ信号をデジタル信号に変換してマイコンでデジタル処理するための図示しないAD変換器等を有している。
The vehicle body
図5に示すように、車体速測定装置2は、主に、入出力インタフェイス11、デジタルフィルタ12(12f,12r)、バッファコントローラ13(13f,13r)、データバッファ14(14f,14r)、正規化手段15(15f,15r)、相互相関関数算出手段16、最大値抽出手段17、車体速算出手段18及び平均車体速算出手段19を備えた構成となっている。
As shown in FIG. 5, the vehicle
入出力インタフェイス11は、車体速測定装置2で処理するデータの入力及び車体速測定装置2で処理されたデータの出力を行う機能を有している。即ち、図2と対比すると分かるように、入出力インタフェイス11には、右前輪車輪速VwFRと右後輪車輪速VwRRとが入力され、車体速測定装置2で処理された結果のデータである車体速Vvが出力される。なお、車体速測定装置2は、図5における上段の系統の右前輪車輪速VwFRの車速パルスはデジタルデータの前輪車輪速Vfとして取り扱い、下段の系統の右後輪車輪速VwRRの車速パルスはデジタルデータの後輪車輪速Vrとして取り扱うものとする。ちなみに、本実施形態での車輪速のサンプリングレートは1000Hzとする。
The input /
デジタルフィルタ12(12f,12r)は、刻々と入力される前輪車輪速Vfと後輪車輪速Vrの検出値Vを処理し、特定の周波数成分のみを通過させるためのデジタル式のバンドパスフィルタである。このように、特定周波数の前輪車輪速Vfと後輪車輪速Vrのみを通過させる理由は、タイヤのユニフォーミティ(均一性)の崩れによる車輪速Vw(Vf,Vr)の変動を除去して、路面のバンプ(凹凸)や段差等(以下「路面バンプ等」という)による車輪速の変動分を抽出するためである。 The digital filter 12 (12f, 12r) is a digital band-pass filter for processing the detected values V of the front wheel speed Vf and the rear wheel speed Vr that are input every moment, and allowing only specific frequency components to pass. is there. In this way, the reason for passing only the front wheel speed Vf and the rear wheel speed Vr of a specific frequency is to eliminate the fluctuation of the wheel speed Vw (Vf, Vr) due to the collapse of the tire uniformity (uniformity), This is because the fluctuation of the wheel speed due to bumps (unevenness) on the road surface, steps, etc. (hereinafter referred to as “road bumps”) is extracted.
つまり、タイヤはゴムやスチールワイヤ等を巻いて製造するため、タイヤの一周に亘っての強度や密度に不均一性(ユニフォーミティの崩れ)が存在する。このため、図6(a)に示すように、車輪Wが路面上を回転すると、見かけ上は車両Cが一定速度で走行していても、車輪速センサS(SFR,SRR)から得られる右前輪車輪速VwFR(Vf)と右後輪車輪速VwRR(Vr)の検出値V(Vf,Vr)の時間変動(車輪速検出値の変動曲線)には、図6(b)に示すように、タイヤのアンバランス(ユニフォーミティの崩れ)による周期の大きな変動が生じる。そして、この周期の大きな変動に、路面のバンプ等による周期の小さな変動が重畳される。 In other words, since the tire is manufactured by winding rubber, steel wire or the like, there is non-uniformity (disintegration of uniformity) in the strength and density over the entire circumference of the tire. For this reason, as shown in FIG. 6A, when the wheel W rotates on the road surface, the right obtained from the wheel speed sensor S (SFR, SRR) even if the vehicle C is running at a constant speed. As shown in FIG. 6B, the time variation (the variation curve of the wheel speed detection value) of the detected value V (Vf, Vr) of the front wheel speed VwFR (Vf) and the right rear wheel speed VwRR (Vr) is as shown in FIG. A large fluctuation of the cycle occurs due to tire imbalance (disintegration of uniformity). Then, a small cycle variation due to a bump on the road surface is superimposed on the large cycle variation.
本実施の形態では、路面バンプ等による車輪速Vw(Vf,Vr)の変動から絶対的な車体速Vvを求めるために、図6(c)に示すように、タイヤのユニフォーミティの崩れによる変動成分を、デジタルフィルタ12(12f,12r)で除去し(つまりタイヤ固有の影響を排除し)、後の処理を円滑に行えるようにしている。なお、車輪速Vw(Vf,Vr)が速いほど、タイヤのユニフォーミティの崩れによる車輪速変動の周期(周波数)及び路面バンプ等による車輪速変動の周期(周波数)は全体的に短周期になる(高周波数帯域にシフトする)。このため、デジタルフィルタ12(12f,12r)は、車輪速Vw(Vf,Vr)が速くなるほど高い周波数帯域の車輪速の変動分を通過させるように構成されている。 In the present embodiment, in order to obtain the absolute vehicle speed Vv from the fluctuation of the wheel speed Vw (Vf, Vr) due to road bumps or the like, as shown in FIG. 6C, the fluctuation due to the collapse of the tire uniformity. The components are removed by the digital filter 12 (12f, 12r) (that is, the influence inherent to the tire is eliminated) so that the subsequent processing can be performed smoothly. As the wheel speed Vw (Vf, Vr) increases, the cycle (frequency) of the wheel speed variation due to the collapse of the tire uniformity and the cycle (frequency) of the wheel speed variation due to road bumps etc. become shorter overall. (Shift to high frequency band). For this reason, the digital filter 12 (12f, 12r) is configured to pass the fluctuation of the wheel speed in the higher frequency band as the wheel speed Vw (Vf, Vr) increases.
バッファコントローラ13(13f,13r)は、デジタルフィルタ12(12f,12r)を通過した前輪車輪速Vfと後輪車輪速Vrの検出値Vを、例えば10ms間隔を置いて取得し、これをデータバッファ14(14f,14r)に所定個数書き込むと共に、書き込んだ検出値V(Vf,Vr)を所定個数まとめて読み出す機能を有している。
データバッファ14(14f,14r)は、前輪車輪速Vfと後輪車輪速Vrの検出値Vを一時的に記憶する読み書き自在のバッファメモリである。なお、データの読み書きはバッファコントローラ13(13f,13r)を介して行われる。
The buffer controller 13 (13f, 13r) acquires the detected values V of the front wheel speed Vf and the rear wheel speed Vr that have passed through the digital filter 12 (12f, 12r) at intervals of, for example, 10 ms, and obtains them. 14 (14f, 14r) has a function of writing a predetermined number and reading the written detection values V (Vf, Vr) collectively.
The data buffer 14 (14f, 14r) is a readable / writable buffer memory that temporarily stores detected values V of the front wheel speed Vf and the rear wheel speed Vr. Data reading / writing is performed via the buffer controller 13 (13f, 13r).
ここで、前輪車輪速Vfと後輪車輪速Vrの検出値Vは、処理の回数を数える処理カウンタn,mと対応付けてデータバッファ14に記憶される。具体的には、前輪側の検出値Vfは配列変数Vf(n)として処理カウンタnと対応付けてデータバッファ14fに記憶される。また、後輪側の検出値Vrは、配列変数Vr(m)として処理カウンタmと対応付けてデータバッファ14rに記憶される。ちなみに、処理カウンタn,mは、検出値V(Vf,Vr)を1個記憶する際に1ずつインクリメントされるカウンタ(インデックス)であり、本実施の形態では、処理カウンタnは16を上限として、1,2…16というように“1”ずつインクリメントされ、処理カウンタmは30を上限として、1,2…30というように“1”ずつインクリメントされる。
Here, the detected values V of the front wheel speed Vf and the rear wheel speed Vr are stored in the
つまり、前記所定個数(終値N,M)は、前輪側のバッファコントローラ13fについていえば16個(終値N=16)であり、後輪側のバッファコントローラ13rについていえば30個(終値M=30)である。このように、記憶するデータ数を絞り込むのは、後段の正規化手段15(15f,15r)や相互相関関数算出手段16における算出処理の負荷を少なくするためである。また、このようにデータ数を絞り込んでも、充分に絶対的な車体速Vvを測定することができるからである。なお、処理カウンタn,mの初期値はそれぞれ0であるが、実際にデータが記憶されるのは1からである。従って、処理カウンタnは実質上1〜16までの正の整数値を取り、処理カウンタmは実質上1〜30までの正の整数値を取る。このように、後輪側の処理カウンタmの終値Mが大きな値を取るのは、前輪側で起こったのと同じ事象(特定のバンプ等を通過したことによる検出値Vの変動)は時間を隔てて後輪側でも起こるが、後輪側で起こった際にその事象を見逃さないためである。よって、終値Mは、前輪側で起こったのと同じ事象を確実に記憶できる数が設定される。
That is, the predetermined number (closing price N, M) is 16 (closing price N = 16) for the front wheel
ちなみに、本実施の形態では、データバッファ14がデジタルフィルタ12から検出値Vを取得する間隔が10msおきであることから、処理カウンタnが16になるまで検出値Vfを配列変数Vf(n)に格納すると、検出値Vfを実時間にして150ms分だけデータバッファ14fに記憶したことになる(つまり、150ms=(16−1)×10ms)。同様に、処理カウンタmが終値の30になるまで検出値Vrを配列変数Vr(m)に格納すると、検出値Vrを実時間で290ms分だけデータバッファ14rに記憶したことになる(つまり、290ms=(30−1)×10ms)。
Incidentally, in the present embodiment, since the interval at which the
なお、車速(車体速、車輪速)が速い場合は、データの取得間隔(サンプリング間隔)を短くするのが好ましい。その一方で、さほど長い時間検出値Vを記憶する必要はない。逆に、車速(車体速、車輪速)が遅い場合は、長い時間検出値Vを記憶する必要がある。つまり、終値Mを大きくするか、サンプリング間隔を長くするかの何れかが必要である。 When the vehicle speed (vehicle speed, wheel speed) is high, it is preferable to shorten the data acquisition interval (sampling interval). On the other hand, it is not necessary to store the detected value V for such a long time. Conversely, when the vehicle speed (vehicle speed, wheel speed) is slow, it is necessary to store the detected value V for a long time. That is, it is necessary to either increase the closing price M or increase the sampling interval.
次に、正規化手段15(15f,15r)について説明する。前輪側の正規化手段15fは、バッファコントローラ13fを介してデータバッファ14fから配列変数Vf(n)を16個分、すべてを読み出す機能を有する。そして、次の相互相関関数算出手段16での処理を行い易くするため、検出値Vf(=配列変数Vf(n))から車輪速成分を取り除いて正規化する機能を有する。このため、正規化手段15fは、配列変数Vf(1)〜Vf(16)までの平均車輪速AVfを求める処理を行う。なお、前輪側の平均車輪速AVfは、次の式(11)で算出される。
AVf=ΣVf(n)/16=(Vf(1)+Vf(2)+…+Vf(16))/16 … (11)
Next, the normalizing means 15 (15f, 15r) will be described. The front wheel
AVf = ΣVf (n) / 16 = (Vf (1) + Vf (2) +... + Vf (16)) / 16 (11)
また、正規化手段15fは、配列変数Vf(n)の正規化を次の式(12)のように行い、車輪速成分(平均車輪速AVf)を取り除く。
Vf(n)=Vf(n)−AVf … (12)
Further, the normalizing
Vf (n) = Vf (n) −AVf (12)
なお、処理カウンタn(データを記憶している部分)は1〜16までの正の整数であるので、正規化手段15fは、処理カウンタnを1から1ずつインクリメントして終値Nが16になるまで式(12)の算出を16回実行する。これによって正規化した配列変数Vf(1)〜Vf(16)が得られる。ちなみに、本実施の形態では変数名を節約するため、正規化する前と正規化した後で、同じVf(n)という変数名を使用することとする。
Since the process counter n (the part storing the data) is a positive integer from 1 to 16, the normalizing
後輪側の正規化手段15rも、前輪側の正規化手段15fと同様の正規化処理を行うが重複を避けるために説明は簡略化する。即ち、正規化手段15rは後輪側の平均車輪速AVrを次の式(13)で算出する。
AVr=ΣVr(m)/30=(Vr(1)+Vr(2)+…+Vr(30))/30 … (13)
The normalizer 15r on the rear wheel side also performs normalization processing similar to the
AVr = ΣVr (m) / 30 = (Vr (1) + Vr (2) +... + Vr (30)) / 30 (13)
また、後輪側の正規化手段15rは、平均車輪速AVrを用いて、次の式(14)により正規化を行う。
Vr(m)=Vr(m)−AVr … (14)
Further, the normalization means 15r on the rear wheel side normalizes using the average wheel speed AVr according to the following equation (14).
Vr (m) = Vr (m) −AVr (14)
なお、処理カウンタmは1〜30までの正の整数であるので、正規化手段15rは、処理カウンタmを1から1ずつインクリメントして終値Mが30になるまで式(14)の算出を30回実行する。これにより、正規化した配列変数Vr(1)〜Vr(30)が得られる。
Since the process counter m is a positive integer from 1 to 30, the normalizing
相互相関関数算出手段16は、フーリエ変換の一種である相互相関関数を算出(実行)する手段である。つまり、この相互相関関数算出手段16は、前記した150msの間に前輪FRに現れる路面バンプ等による車輪速の変動パターンと同じ変動パターンが、290msの間に後輪RRにどの時点で現れるのかを判断するための処理を行う手段である。このため、相互相関関数算出手段16は、正規化手段15(15f,15r)から一括して正規化した配列変数Vf(n),Vr(m)を取得して、次の式(15)〜式(29)に示すように畳み込み積分を行う(式(17)〜式(28)は省略)。
S(1)=Vf(1)・Vr(1)+Vf(2)・Vr(2)+…+Vf(16)・Vr(16) … (15)
S(2)=Vf(1)・Vr(2)+Vf(2)・Vr(3)+…+Vf(16)・Vr(17) … (16)
S(3)=Vf(1)・Vr(3)+Vf(2)・Vr(4)+…+Vf(16)・Vr(18) … (17)
(中略)
S(15)=Vf(1)・Vr(15)+Vf(2)・Vr(16)+…+Vf(16)・Vr(30) … (29)
The cross-correlation
S (1) = Vf (1) .Vr (1) + Vf (2) .Vr (2) +... + Vf (16) .Vr (16) (15)
S (2) = Vf (1) .Vr (2) + Vf (2) .Vr (3) +... + Vf (16) .Vr (17) (16)
S (3) = Vf (1) .Vr (3) + Vf (2) .Vr (4) +... + Vf (16) .Vr (18) (17)
(Omitted)
S (15) = Vf (1) .Vr (15) + Vf (2) .Vr (16) +... + Vf (16) .Vr (30) (29)
ここで、S(1)〜S(15)はS(j)として表現されるが、このS(j)は相互相関関数の算出(畳み込み積分)の結果を15個分(j=1〜15)格納する配列変数である。なお、jはデータのアドレスを指定するインデックスである。 Here, S (1) to S (15) are expressed as S (j), and this S (j) is the result of calculation (convolution integration) of 15 cross correlation functions (j = 1 to 15). ) Array variable to store. Note that j is an index for designating the address of data.
ところで、相互相関関数の算出が完了して配列変数S(j)に結果のデータが書き込まれると、新たな検出値V(Vf,Vr)を配列変数Vf(n),Vr(m)として記憶しても車体速Vvの測定に支障は生じない。このため、相互相関関数算出手段16は、相互相関関数の算出が完了すると、処理完了報告(図示外)をバッファコントローラ13(13f、13r)に行うものとする。バッファコントローラ13は処理完了報告を受信すると、処理カウンタn,mを0にし、新たな検出値V(Vf,Vr)を、前記したように配列変数Vf(n),Vr(m)として新たにデータバッファ14に記憶するものとする。このようにすることによって変数名を節約することができる。即ち、メモリの使用量を節約することができ、結果としてより多くのデータを取り扱えるようになる。
By the way, when the calculation of the cross-correlation function is completed and the resultant data is written to the array variable S (j), the new detection values V (Vf, Vr) are stored as the array variables Vf (n), Vr (m). However, there is no problem in measuring the vehicle speed Vv. For this reason, it is assumed that the cross-correlation function calculation means 16 sends a processing completion report (not shown) to the buffer controller 13 (13f, 13r) when the calculation of the cross-correlation function is completed. When the
ちなみに、データバッファ14から配列変数Vf(n),Vr(m)とは異なる変数名をつけて配列変数Vf(n),Vr(m)を読み出すとすれば、配列変数Vf(n),Vr(m)の読出完了後、直ちに新たな検出値Vf,Vrを同じ変数名の配列変数Vf(n),Vr(m)として記憶することもできる。このようにすると、処理時間を短縮することが可能になる。
Incidentally, if array variables Vf (n) and Vr (m) are read from the
次に、最大値抽出手段17は、配列変数S(j)のうち、最大値を抽出する関数を実行する手段である。つまり、前記した畳み込み積分の結果が割り当てられている配列変数S(j)から、次の式(30)により最大値を抽出する。
Ssim=max|S(1),S(2),S(3),…,S(15)| … (30)
Next, the maximum
Ssim = max | S (1), S (2), S (3),..., S (15) |
車体速算出手段18は、前記した配列変数が最大値となるインデックスjの値から時間差Δtを決定する処理、及び別に記憶している車両Cの前輪FRと後輪RRとの間の距離であるホイールベースWBの値から、次の式(31)及び式(32)により車体速Vvを算出する処理を行う手段である。
Δt[秒]=10[ミリ秒]/1000[ミリ秒/秒]×(j−1) … (31)
Vv[km/hr]=WB[m]/Δt[秒]×3600[秒/hr]/1000[m/km] … (32)
The vehicle body speed calculation means 18 is a distance between the front wheel FR and the rear wheel RR of the vehicle C which is stored separately from the process of determining the time difference Δt from the value of the index j where the array variable becomes the maximum value. It is means for performing processing for calculating the vehicle body speed Vv from the value of the wheel base WB according to the following equations (31) and (32).
Δt [seconds] = 10 [milliseconds] / 1000 [milliseconds / second] × (j−1) (31)
Vv [km / hr] = WB [m] / Δt [second] × 3600 [second / hr] / 1000 [m / km] (32)
なお、式(31)の10という値は、各検出値Vf,Vrのサンプリング間隔である。また、インデックスjから1を引くのは区間数を求めるためである。 Note that the value of 10 in the equation (31) is the sampling interval of the detection values Vf and Vr. The reason why 1 is subtracted from the index j is to obtain the number of sections.
≪車体速測定装置の動作≫
次に、本実施の形態の車体速測定装置の動作について説明する。図7は、図5に示す車体速測定装置の車体速測定の様子を模式的に示した図であり、(a)は車両がa地点側からb地点側へ道路を走行する様子を模式的に示し、(b)はその際における車輪速の検出値の変化を時系列的に示し、(c)は(b)の検出値をデジタルフィルタで処理した後の検出値の変化を時系列的に示す。図8は、図7において車体速を測定する処理のうち、検出値をデータバッファに記憶する部分に関するフローチャートである。また、図9は、図7において車体速を測定する処理のうち、データバッファに記憶された検出値から車体速を算出する部分に関するフローチャートである。更に、図10は、図7の波形を正規化する様子を示す概念図であり、(a)が正規化処理後の配列変数Vf(n)を模式的に示し、(b)が正規化処理後の配列変数Vf(m)を模式的に示す図である。以下、必要に応じて図2と図5を参照しながら、図7から図10を用いて車体速測定装置2の動作を説明する。
≪Operation of body speed measuring device≫
Next, the operation of the vehicle body speed measuring device of the present embodiment will be described. FIG. 7 is a diagram schematically showing how the vehicle speed is measured by the vehicle speed measuring device shown in FIG. 5, and (a) schematically shows how the vehicle travels on the road from the point a to the point b. (B) shows the change in the detected value of the wheel speed in the time series, and (c) shows the change in the detected value after processing the detected value in (b) with a digital filter in the time series. Shown in FIG. 8 is a flowchart relating to the part of storing the detected value in the data buffer in the process of measuring the vehicle speed in FIG. FIG. 9 is a flowchart relating to the part of calculating the vehicle body speed from the detection value stored in the data buffer in the process of measuring the vehicle body speed in FIG. Further, FIG. 10 is a conceptual diagram showing how the waveform of FIG. 7 is normalized, in which (a) schematically shows an array variable Vf (n) after normalization processing, and (b) shows normalization processing. It is a figure which shows typically the arrangement variable Vf (m) after. Hereinafter, the operation of the vehicle body
〔タイヤのユニフォーミティの崩れによる変動の除去〕
図7(a)に示すように、車両Cがある車速でa地点からb地点へ向かって道路を走行する。車両Cが走行すると、車輪速センサS(SFR,SRR)から入出力インタフェイス11を介して車輪速Vw(Vf,Vr)が車体速測定装置2に入力される。そして、車体速測定装置2の内部においては、車輪速は検出値V(Vf,Vr)として処理される。なお、図2において車体速測定装置2が車輪速を検出する右前車輪WFR及び右後車輪WRRは、図7ではそれぞれ前輪Wf及び後輪Wrとして示されている。図7(b)に示すように、前輪Wf及び後輪Wrのタイヤにはユニフォーミティの崩れが存在するので、これによる周期の大きな変動と、路面バンプ等による周期の小さな変動が車輪速センサSで検出される検出値Vf,Vrに重畳されている。つまり、見かけ上、車両Cが一定速で走行していても、タイヤのユニフォーミティの崩れと路面バンプ等の存在による影響で検出値Vf,Vrは変動する。本実施の形態では、車体速Vvを路面バンプ等による車輪速変動から測定するので、デジタルフィルタ12で処理してタイヤのユニフォーミティの崩れによる変動分を検出値Vf,Vrから除去する。
[Removal of fluctuation due to collapse of tire uniformity]
As shown in FIG. 7A, the vehicle C travels on the road from point a to point b at a certain vehicle speed. When the vehicle C travels, the wheel speed Vw (Vf, Vr) is input to the vehicle body
なお、図7(b)の上図は前輪側における車輪速Vwの検出値V(Vf,Vr)の変化の様子を示すものであり、下図は後輪側における車輪速Vwの検出値V(Vf,Vr)の変化の様子を示すものであり、車両CのホイールベースWB及び車体速Vvに対応した位相のズレが生じている。つまり、図7(b)に示すように、前輪Wfがa地点(b地点)を通過した後、後輪Wrがa地点(b地点)を通過する。そして、デジタルフィルタ12でフィルタリング処理すると、図7(c)に示すように、検出値Vf,Vrからタイヤのユニフォーミティの崩れによる変動が除去される。しかし、前輪Wfがa地点(b地点)を通過した後、後輪Wrがa地点(b地点)を通過する様子は図7(b)と同じである。これにより、絶対的な速度である車体速をより正確に測定(算出)することができる。なお、図7(c)は、図7(b)よりも縦軸方向のレンジが強調して記載されている。
The upper diagram in FIG. 7B shows how the detected value V (Vf, Vr) of the wheel speed Vw on the front wheel side changes, and the lower diagram shows the detected value V () of the wheel speed Vw on the rear wheel side. Vf, Vr) shows a change state, and a phase shift corresponding to the wheel base WB of the vehicle C and the vehicle body speed Vv occurs. That is, as shown in FIG. 7B, after the front wheel Wf passes the point a (point b), the rear wheel Wr passes the point a (point b). Then, when the filtering process is performed by the
〔検出値のデータバッファへの記憶〕
次に、デジタルフィルタ12により、タイヤのユニフォーミティの崩れによる変動が除去された検出値Vf,Vrは、バッファコントローラ13により10ms間隔で取得され、データバッファ14に配列変数Vf(n),Vr(m)として記憶する処理が行われる。このときの処理の流れを、図8を用いて説明する。最初は、処理カウンタn,mが0になっているので、処理カウンタn,mをインクリメントして、検出値V(Vf,Vr)をデータバッファ14に記憶する。具体的には、前輪側Wfについての処理カウンタnをインクリメントしてn=n+1とする。(ステップS11)。そして、前輪側Wfについてデジタルフィルタ12fが処理した検出値Vfを10ms間隔で取得して、データバッファ14fに配列変数Vf(n)として記憶する(ステップS12)。
[Storage of detected values in data buffer]
Next, the detected values Vf and Vr from which the fluctuation due to the collapse of the tire uniformity has been removed by the
後輪側Wrについても、処理カウンタmをインクリメントしてm=m+1とする(ステ
ップS13)。そして、後輪側Wrについてデジタルフィルタ12rが処理した検出値Vrを10ms間隔で取得して、データバッファ14rに配列変数Vr(m)として記憶する(ステップS14)。
Also for the rear wheel side Wr, the processing counter m is incremented to m = m + 1 (step S13). Then, the detection values Vr processed by the
後輪側Wrの検出値Vrを配列変数Vr(m)としてデータバッファ14rへ記憶すると、バッファコントローラ13が、処理カウンタnの値が終値Nになっているか否かを判断する(ステップS15)。終値Nになっていない場合(no)は、再びステップS11に戻り処理を繰り返す。これにより、データバッファ14に順次検出値Vf,Vrが配列変数Vf(n),Vr(m)として記憶される。一方、ステップS15で処理カウンタnが終値Nになっている場合(yes)、つまり本実施の形態でいえば処理カウンタnが16になった場合は、処理カウンタmが終値Mになっているか否かを判断する(ステップS16)。
When the detection value Vr of the rear wheel side Wr is stored in the
ステップS16で、処理カウンタmが終値Mになっていない場合は(no)、ステップS13に戻り、処理カウンタmをインクリメントした後、後輪側Wrのデジタルフィルタ12rが処理した検出値Vrをデータバッファ14rに配列変数Vr(m)として記憶する(ステップS14)。この後は、ステップS15を経由してステップS16の処理を繰り返す。これにより、後輪側のデータバッファ14rにだけ、順次検出値Vrが配列変数Vr(m)として記憶される。
In step S16, if the processing counter m has not reached the final value M (no), the process returns to step S13, and after incrementing the processing counter m, the detection value Vr processed by the
一方、ステップS16で処理カウンタmが終値Mになっている場合(yes)、つまり本実施の形態でいえば処理カウンタmが30になった場合は、相互相関関数算出手段16からの処理完了報告の有無を判断する(ステップS17)。ここで、処理完了報告がない場合(no)は、処理完了報告があるまで処理を待つ。一方、処理完了報告が相互相関関数算出手段16からバッファコントローラ13にあった場合(yes)は、バッファコントローラ13は、処理カウンタn,mを0にクリアした後(ステップS18)、Returnに移行する(つまり、処理を継続する)。
On the other hand, when the processing counter m is the closing price M in step S16 (yes), that is, when the processing counter m is 30 in the present embodiment, the processing completion report from the cross-correlation
これにより、10ms間隔ごとに、検出値Vfが16個分、配列変数Vf(n)として記憶され、検出値Vrが30個分、配列変数Vr(m)として記憶され、次の処理である平均車体速の算出処理の前準備が整う。 Thus, every 10 ms, 16 detection values Vf are stored as array variables Vf (n), 30 detection values Vr are stored as array variables Vr (m), and the next process is the average Preparations for calculating the vehicle speed are ready.
〔車体速の算出〕
データバッファ14f,14rに配列変数Vf(n),Vr(m)が所定個数記憶されると、図9のフローチャートに示すように、データバッファ14から配列変数Vf(n),Vr(m)をすべて読み出す(ステップS21)。そして、前輪側Wf及び後輪側Wrについて、すでに説明した手順により正規化を行う(ステップS22,ステップS23)。この際の算出において使用されるのは前記の式(11)〜式(14)である。このようにして正規化が完了すると、図10(a),(b)のようなグラフで配列変数Vf(n),Vr(m)が模式的に示される。つまり、波形の積分値がゼロとなるレベルを零点とするように波形が正規化される。なお、すでに説明したように、正規化する前と正規化した後とで、同じ変数名を使用してメモリを節約している。
(Calculation of vehicle speed)
When a predetermined number of array variables Vf (n) and Vr (m) are stored in the data buffers 14f and 14r, the array variables Vf (n) and Vr (m) are stored from the
ステップS22及びステップS23で正規化が完了すると、すでに説明した式(15)〜式(29)を使用して相互相関関数S(j)を算出する(ステップS24)。なお、式(15)〜式(29)は、次のように1つの式(34)にまとめて繰り返し部分を省略化することができる。
S(j)=Vf(1)・Vr(j)+Vf(2)・Vr(1+j)+…+Vf(16)・Vr(15+j)
(j=1〜15) (34)
When normalization is completed in steps S22 and S23, the cross-correlation function S (j) is calculated using the equations (15) to (29) already described (step S24). In addition, Formula (15)-Formula (29) can be summarized into one Formula (34) as follows, and a repeating part can be abbreviate | omitted.
S (j) = Vf (1) .Vr (j) + Vf (2) .Vr (1 + j) +... + Vf (16) .Vr (15 + j)
(j = 1-15) (34)
ステップS24で、相互相関関数を算出して配列変数S(j)をバッファコントローラ13に格納すると、配列変数Vf(n),Vr(m)に新しいデータを書き込むことができるようになる。このため、ステップS25で、相互相関関数算出手段16が処理完了報告をバッファコントローラ13に出力する。これにより、新たな検出値Vf,Vrを配列変数Vf(n),Vr(m)に格納してデータバッファ14に記憶することができるようになる(図8のステップS17参照)。
When the cross-correlation function is calculated and the array variable S (j) is stored in the
次に、式(30)により、相互相関関数の算出結果を格納した配列変数S(j)から最大値を抽出する(ステップS26)。そして、その最大値となるS(j)のインデックスjを特定し、このインデックスを式(21)に代入して時間差Δtを決定する。続けて、式(22)に決定した時間差Δtと予め記憶しているホイールベースWBを代入して、車体速Vvを算出する(ステップS27)。なお、ステップS24の相互相関関数の算出及びステップS26の最大値の抽出は、図10(a)のグラフに図10(b)のグラフをどの様にずらせば両グラフが重なり合うのかを試行(パターンマッチング)することに相当し、ステップS27の時間差Δtの決定は、重なり合う場所における両グラフの位相差を決定するものである。 Next, the maximum value is extracted from the array variable S (j) storing the calculation result of the cross-correlation function according to the equation (30) (step S26). Then, an index j of S (j) that is the maximum value is specified, and this index is substituted into equation (21) to determine the time difference Δt. Subsequently, the vehicle speed Vv is calculated by substituting the time difference Δt determined in the equation (22) and the wheelbase WB stored in advance (step S27). Note that the calculation of the cross-correlation function in step S24 and the extraction of the maximum value in step S26 are trials (patterns) by shifting the graph of FIG. 10B to the graph of FIG. The determination of the time difference Δt in step S27 determines the phase difference between the two graphs at the overlapping location.
位相差の決定を、図10(a),(b)と式(15)〜式(29)を用いて補足説明する。前輪側Wfと後輪側Wrとで位相が揃わない場合(パターンの異なる場合)の式(15)では、例えば、「Vf(2)とVr(2)の積」、「Vf(3)とVr(3)の積」は負の値になり、例えば「Vf(16)とVr(16)の積」は正の値になる。従って、和のS(1)は、正の値と負の値を足し合わせて算出されることになる。
位相が揃わない場合の式(16)等も同様であり、和のS(2)等は、正の値と負の値を足し合わせて算出されることになる(図10(a)、(b)参照)。
ところが、位相が揃う場合(パターンが一致する場合)の式(29)では、「Vf(1)とVr(15)の積」〜「Vf(16)とVr(30)の積」のすべてが正の値になるので、和のS(15)も、S(j)の中で最も大きな値になる(jは1〜15)。
つまり、VfとVrの位相が異なっているときはVfとVrの積は負の値となり、VfとVrの位相が一致しているときはVfとVrの積は正の値となるので、両者の積分値の最大となるところを求める。このようにして最大値となるS(j)のインデックスjを見つけ出せば、そのインデックスjとサンプリング間隔(ここでは10ms)から位相差がどれだけの時間あるのかが分かる。
The determination of the phase difference will be supplementarily described using FIGS. 10A and 10B and equations (15) to (29). In the equation (15) when the phases are not aligned on the front wheel side Wf and the rear wheel side Wr (when the patterns are different), for example, “product of Vf (2) and Vr (2)”, “Vf (3)” “Product of Vr (3)” becomes a negative value, for example, “Product of Vf (16) and Vr (16)” becomes a positive value. Therefore, the sum S (1) is calculated by adding a positive value and a negative value.
The same applies to equations (16) and the like when the phases are not aligned, and the sum S (2) and the like are calculated by adding a positive value and a negative value (FIG. 10 (a), ( b)).
However, in Expression (29) when the phases are aligned (when the patterns match), all of “product of Vf (1) and Vr (15)” to “product of Vf (16) and Vr (30)” are Since it becomes a positive value, the sum S (15) is also the largest value in S (j) (j is 1 to 15).
That is, when the phases of Vf and Vr are different, the product of Vf and Vr is a negative value. When the phases of Vf and Vr are the same, the product of Vf and Vr is a positive value. Find the maximum integral value of. If the index j of S (j) having the maximum value is found in this way, it is possible to know how long the phase difference is from the index j and the sampling interval (here, 10 ms).
次に、ステップS27において、S(j)から時間差を求めて車体速Vvを算出する処理を具体的な数字を用いて説明する。
仮に、配列変数S(15)が最大値であったとすると(ステップS26)、時間差Δtは、Δt=(15−1)×10ms=140ms(0.14秒)になる。ここで、ホイールベースWBを2.83mとすると、車体速Vvは式(32)により次のように求められる。
Vv=WB/Δt×3600/1000=2.83/0.14×3.6=73[km/h]
Next, the process of calculating the vehicle speed Vv by obtaining the time difference from S (j) in step S27 will be described using specific numbers.
If the array variable S (15) is the maximum value (step S26), the time difference Δt is Δt = (15−1) × 10 ms = 140 ms (0.14 seconds). Here, when the wheel base WB is set to 2.83 m, the vehicle body speed Vv is obtained as follows by the equation (32).
Vv = WB / Δt × 3600/1000 = 2.83 / 0.14 × 3.6 = 73 [km / h]
このようにして、本実施の形態に適用される車体速測定装置2は、車輪速センサSにより検出される車輪速の検出値V(Vf,Vr)の変動(即ちタイヤを介して入力される路面との振動)に基づいて車体速Vvを算出(測定)する。このような測定によれば、タイヤの径が変化しても車体速Vvをより正しく測定して適切にDLRを算出することができる。また、閾値のTHRiを適切に設定することができる。
In this manner, the vehicle body
≪空気圧検知装置の動作≫
図2等を参照して本実施形態の空気圧検知装置1の動作を説明する。
タイヤを新しいものに交換(例えばメーカ推奨の圧力に調整された4本の新品のタイヤに交換)した場合、例えばドライバが、図示しないインストルメントパネルに装備された空気圧検知装置1の図示しないタイヤ交換時操作ボタンを押下して、タイヤが交換されたことを空気圧検知装置1に知らせる。これにより、通常走行時は機能しない図3に示す閾値補正モジュール50が機能するようになる。
≪Air pressure detector operation≫
With reference to FIG. 2 etc., operation | movement of the air
When a tire is replaced with a new one (for example, replaced with four new tires adjusted to the manufacturer's recommended pressure), for example, the driver replaces the tire (not shown) of the air
そして、ドライバが車両Cを走行させると(速度を変化させながら走行)、閾値補正モジュール50が、車体速測定装置2(図5参照)が測定した車体速VvとABSの車輪速センサS(図2参照)が測定した車輪速Vw等を用いて、所定の車体速Vv(Vn,Vn+1,Vn+2,…)におけるDLRi(動荷重半径)を算出する。続いて、既に説明したようにして、所定の各区間(車体速の区間)におけるTHRi(閾値)が補正される。そして、図示しない記憶手段により、補正されたTHRiが記憶される。なお、この補正されたTHRiは、次にタイヤ交換時操作ボタンが押下されるまで書き換えられることなく、記憶手段に記憶されるものとする。空気圧検知装置1は、このようにして記憶されたTHRiを用いて空気圧の低下の検知を行う。ちなみに、本実施形態では、空気圧検知装置1が、通常走行時、車輪速Vwと車体速Vv等とからDLRを算出し、このDLR(動荷重半径)の減少を閾値(THRi)と比較して空気圧の低下の検知を行っているものとする。
When the driver drives the vehicle C (travels while changing the speed), the threshold correction module 50 detects the vehicle body speed Vv and the ABS wheel speed sensor S (see FIG. 5) measured by the vehicle body speed measuring device 2 (see FIG. 5). 2) is used to calculate DLRi (dynamic load radius) at a predetermined vehicle speed Vv (Vn, Vn + 1, Vn + 2,...). Subsequently, as described above, THRi (threshold value) in each predetermined section (vehicle speed section) is corrected. Then, the corrected THRi is stored by a storage means (not shown). The corrected THRi is stored in the storage means without being rewritten until the next operation button for tire replacement is pressed. The air
これによれば、タイヤが交換されても、空気圧を上げたり下げたりするといった面倒な空気圧の調整の手間をかけずに(タイヤの空気圧を変化させるといった手法を採用することなく)、車両Cを走行させることで閾値を補正することができ、これにより適切な閾値で空気圧の低下の検知が行われる。
なお、空気圧が30%程度、標準の値よりも低下しても、動荷重半径は0.2%程度しか小さくならないといわれている。このため、閾値は微妙に設定されるが、本実施形態によれば、タイヤ交換した後も、この閾値を交換したタイヤに応じた適切なものにすることができる。
よって、現在のタイヤをリプレースタイヤ(新しいタイヤ)に交換したときに、タイヤの特性の違いにより閾値が適切なものでなくなってしまい、このため、空気圧の低下を適切に判定することができなくなってしまうといった問題を、ドライバに負担をかけずに解決することができる。また、例えば、タイヤの磨耗により動荷重半径が変化するといったような場合でも、ドライバに負担をかけずに簡単に閾値の補正を行うことができ、これにより、適切な閾値で空気圧の低下を判定することができる。
According to this, even if the tire is replaced, the vehicle C can be operated without taking the trouble of adjusting the air pressure such as increasing or decreasing the air pressure (without adopting a method of changing the tire air pressure). It is possible to correct the threshold value by running the vehicle, thereby detecting a decrease in air pressure with an appropriate threshold value.
It is said that even if the air pressure drops by about 30%, which is lower than the standard value, the dynamic load radius is only reduced by about 0.2%. For this reason, although a threshold value is set delicately, according to this embodiment, after changing a tire, it can be made appropriate according to the tire which changed this threshold value.
Therefore, when the current tire is replaced with a replacement tire (new tire), the threshold value is not appropriate due to the difference in tire characteristics, and therefore it is impossible to properly determine the decrease in air pressure. Can be solved without imposing a burden on the driver. In addition, for example, even when the dynamic load radius changes due to tire wear, the threshold can be easily corrected without imposing a burden on the driver, thereby determining a decrease in air pressure with an appropriate threshold. can do.
以上説明した本発明は、前記した実施形態に限定されることなく、その技術思想の及ぶ範囲で種々の変更実施をすることができる。
例えば、閾値補正モジュールはソフトウェア的に構成したが、タイヤ空気圧検知システムの発明を実施するうえでは、ハードウェア的に構成されていても構わない。また、車体速に対応付けてDLRを記憶等したが、車輪速に対応付けて記憶するようにしてもよい。また、タイヤの交換が行われた際に閾値を補正することとしたが、ドライバが思いついたときに閾値を補正することとしてもよい。そして、この考えのもとに、「交換前タイヤ」及び「交換後タイヤ」という請求項の用語が解釈されるものとする。
また、車体速は、例えば、4輪の車輪速の平均値等としてもよいし、左右の駆動輪の車輪速の平均値、左右の従動輪の車輪速の平均値、対角線上にある車輪の車輪速の平均値等としてもよい。
また、動荷重半径を算出する例を示したが、動荷重半径ではなく、各車輪における車輪速の偏差(ΔV)を算出し、この偏差を本発明により補正した閾値(偏差の閾値)と比較するタイヤ空気圧検知システムとしてもよい。
また、閾値は、工場出荷時のタイヤを基準としたが、2度・3度とタイヤ交換をした場合等は、前回のタイヤの閾値を基準としてもよい。つまり、一旦補正された閾値を再度補正するようにしてもよい。この場合は、基準閾値記憶手段が書換可能な構成になっているものとする。
また、「閾値の補正」という用語は、「閾値の設定(再設定)」や「閾値の置換」といった用語に置き換えることも可能である。
また、前記したプログラムは、CD−ROM等の記憶媒体に記憶されて流通されたり、ネットワークを介して伝送されたりして、車両に搭載されたコンピュータにインストール等される。
The present invention described above is not limited to the embodiments described above, and various modifications can be made within the scope of the technical idea.
For example, the threshold correction module is configured as software, but may be configured as hardware in carrying out the invention of the tire pressure detection system. Further, the DLR is stored in association with the vehicle speed, but may be stored in association with the wheel speed. In addition, the threshold value is corrected when the tire is replaced. However, the threshold value may be corrected when the driver comes up. Based on this idea, the terms of the claims “pre-replacement tire” and “replacement tire” are to be interpreted.
The vehicle speed may be, for example, an average value of wheel speeds of four wheels, an average value of wheel speeds of left and right driving wheels, an average value of wheel speeds of left and right driven wheels, or a wheel on a diagonal line. It is good also as an average value of wheel speed.
Moreover, although the example which calculates a dynamic load radius was shown, the deviation ((DELTA) V) of the wheel speed in each wheel was calculated instead of a dynamic load radius, and this deviation was compared with the threshold value (deviation threshold value) correct | amended by this invention. It is good also as a tire pressure detection system to do.
The threshold value is based on the tire at the time of shipment from the factory. However, when the tire is changed at 2 degrees or 3 degrees, the threshold value of the previous tire may be used as a reference. That is, the corrected threshold value may be corrected again. In this case, it is assumed that the reference threshold value storage unit is rewritable.
Further, the term “threshold correction” can be replaced by a term such as “threshold setting (resetting)” or “threshold replacement”.
The above-described program is stored in a storage medium such as a CD-ROM and distributed, or transmitted via a network, and installed in a computer mounted on the vehicle.
1 空気圧検知装置
2 車体速測定装置(車体速測定手段)
50 閾値補正モジュール(閾値の補正プログラム)
51 偏差算出手段
52 基準DLR記憶手段
53 ΔDLR算出手段
54 DLRi算出手段
55 DLRi記憶手段
56 θi算出手段
57 基準θ算出手段
58 閾値変化量算出手段
59 基準閾値記憶手段
60 閾値補正手段
C 車両
S(SFR,SFL,SRR,SRL) 車輪速センサ
VwFR 右前輪車輪速(Vw,Vf)
VwFL 左前輪車輪速(Vw)
VwRR 右後輪車輪速(Vw,Vr)
VwRL 左後輪車輪速(Vw)
W 車輪(Wf前輪,Wr後輪)
WFR 右前車輪
WFL 左前車輪
WRR 右後車輪
WRL 左後車輪
DESCRIPTION OF
50 threshold correction module (threshold correction program)
51 Deviation calculation means 52 Reference DLR storage means 53 ΔDLR calculation means 54 DLRi calculation means 55 DLRi storage means 56 θi calculation means 57 Reference θ calculation means 58 Threshold variation calculation means 59 Reference threshold storage means 60 Threshold correction means C Vehicle S (SFR) , SFL, SRR, SRL) Wheel speed sensor VwFR Front right wheel speed (Vw, Vf)
VwFL Front left wheel speed (Vw)
VwRR Right rear wheel speed (Vw, Vr)
VwRL Left rear wheel speed (Vw)
W wheel (Wf front wheel, Wr rear wheel)
WFR Right front wheel WFL Left front wheel WRR Right rear wheel WRL Left rear wheel
Claims (5)
タイヤが交換された際に、記憶手段に記憶された前記閾値を、交換後のタイヤの空気圧低下を判定するための閾値に補正し、タイヤの空気圧の低下を検知するタイヤ空気圧検知システムであって、
車輪速又は車体速と交換前のタイヤの回転状況とを対応付けて記憶した交換前タイヤ特性の記憶手段と、
前記車輪速センサからの測定値に基づいて交換後のタイヤの回転状況を前記車輪速又は前記車体速に対応付けて算出する交換後タイヤ特性の算出手段と、
同じ車輪速又は車体速における同種の情報である前記交換前タイヤ特性と前記交換後タイヤ特性とから、同じ車輪速又は車体速における前記閾値を補正する補正値又は補正係数を算出する補正値又は補正係数の算出手段と、
前記補正値又は前記補正係数により、前記閾値を補正する閾値の補正手段とを備えて、
前記閾値を補正してタイヤの空気圧の低下を検知できるようにしたこと、
を特徴とするタイヤ空気圧検知システム。 The tire rotation state is calculated using the wheel speed measured by the wheel speed sensor provided for each wheel, and the difference in the calculated rotation state is compared with a threshold value for determining a decrease in the tire air pressure. In an indirect tire pressure detection system that detects a decrease in tire pressure,
A tire air pressure detection system for detecting a decrease in tire air pressure by correcting the threshold value stored in the storage means to a threshold value for determining a decrease in tire air pressure after replacement when a tire is replaced. ,
Storage means for pre-replacement tire characteristics in which the wheel speed or vehicle body speed and the rotation state of the tire before replacement are stored in association with each other;
A means for calculating after-replacement tire characteristics for calculating a rotation state of a tire after replacement based on a measurement value from the wheel speed sensor in association with the wheel speed or the vehicle body speed;
A correction value or correction for calculating a correction value or correction coefficient for correcting the threshold value at the same wheel speed or vehicle body speed from the tire characteristics before replacement and the tire characteristics after replacement that are the same type of information at the same wheel speed or vehicle body speed. Coefficient calculation means;
A threshold value correcting means for correcting the threshold value by the correction value or the correction coefficient,
The threshold value is corrected so that a decrease in tire air pressure can be detected,
Tire pressure detection system featuring.
前記交換後タイヤ特性の算出手段が、車体速と車輪速と基準となる動荷重半径とから交換後のタイヤの動荷重半径を算出する構成を有すると共に、
前記補正値又は補正係数の算出手段が、所定の車体速の区間幅における動荷重半径の増分を前記交換前のタイヤの剛性に関する特性及び前記交換後のタイヤの剛性に関する特性とし、この剛性に関する特性の増分の違いから前記補正値又は前記補正係数を算出する構成を有すること、
を特徴とする請求項1に記載のタイヤ空気圧検知システム。 The rotational state is a dynamic load radius;
The means for calculating the tire characteristics after replacement has a configuration for calculating the dynamic load radius of the tire after replacement from the vehicle body speed, the wheel speed, and the reference dynamic load radius,
Said calculation means of the correction values or correction factors, the characteristics related to the stiffness of the tire after characteristics and the exchange on the stiffness of the dynamic load radii of increments before the replacement tire in a section width of a predetermined vehicle speed, characteristic for this stiffness Having the configuration for calculating the correction value or the correction coefficient from the difference in increments of
The tire pressure detection system according to claim 1.
タイヤが交換された際に、記憶手段に記憶された前記閾値を、交換後のタイヤの空気圧低下を判定するための閾値に補正し、タイヤの空気圧の低下を検知するタイヤ空気圧検知システムであって、 A tire air pressure detection system for detecting a decrease in tire air pressure by correcting the threshold value stored in the storage means to a threshold value for determining a decrease in tire air pressure after replacement when a tire is replaced. ,
車輪速又は車体速と交換前のタイヤの基準回転状況と剛性に関する基準特性とを対応付けて記憶した交換前タイヤ特性の記憶手段と、 Storage means for pre-replacement tire characteristics in which the wheel speed or the vehicle body speed, the reference rotation state of the tire before replacement, and the reference characteristics related to rigidity are stored in association with each other;
前記車輪速センサからの測定値に基づいて交換後のタイヤの回転状況を前記車輪速又は前記車体速に対応付けて算出すると共に、この算出した回転状況と前記基準回転状況とに基づいて交換後のタイヤの剛性に関する特性を算出する交換後タイヤ特性の算出手段と、 Based on the measured value from the wheel speed sensor, the rotation state of the tire after replacement is calculated in association with the wheel speed or the vehicle body speed, and after replacement based on the calculated rotation state and the reference rotation state A means for calculating tire characteristics after replacement for calculating characteristics related to the tire stiffness of
同じ車輪速又は車体速における前記記憶された交換前のタイヤの剛性に関する特性と前記算出された交換後のタイヤの剛性に関する特性とから、前記閾値を補正する補正値又は補正係数を算出する補正値又は補正係数の算出手段と、 The correction value for correcting the threshold value or the correction coefficient for calculating the correction coefficient from the stored characteristic regarding the tire stiffness before replacement and the calculated characteristic regarding the tire stiffness after replacement at the same wheel speed or vehicle body speed. Or a correction coefficient calculation means;
前記補正値又は前記補正係数により、前記閾値を補正する閾値の補正手段とを備えて、 A threshold value correcting means for correcting the threshold value by the correction value or the correction coefficient,
前記閾値を補正してタイヤの空気圧の低下を検知できるようにしたこと、 The threshold value is corrected so that a decrease in tire air pressure can be detected,
を特徴とするタイヤ空気圧検知システム。Tire pressure detection system featuring.
タイヤが交換された際に、記憶手段に記憶された前記閾値を、交換後のタイヤの空気圧低下を判定するための閾値に補正する、閾値の補正方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、 A program for causing a computer to execute a threshold value correcting method for correcting the threshold value stored in the storage means to a threshold value for determining a decrease in tire air pressure after replacement when a tire is changed. ,
前記コンピュータに、 In the computer,
前記車輪速センサからの測定値に基づいて交換後のタイヤの回転状況を前記車輪速又は前記車体速に対応付けて算出する手順、 A procedure for calculating the rotation state of the replaced tire based on the measured value from the wheel speed sensor in association with the wheel speed or the vehicle body speed;
車輪速又は車体速と交換前のタイヤの基準回転状況とを対応付けて記憶した記憶手段から、前記算出したのと同じ車輪速又は車体速における前記基準回転状況を読み出す手順、 A procedure for reading out the reference rotation state at the same wheel speed or vehicle body speed as that calculated from the storage means that stores the wheel speed or vehicle body speed and the reference rotation state of the tire before replacement in association with each other.
前記算出した回転状況と前記読み出した基準回転状況とに基づいて交換後のタイヤの剛性に関する特性を算出する交換後タイヤ特性の算出手順、 A procedure for calculating a post-replacement tire characteristic for calculating a characteristic relating to the stiffness of the tire after the replacement based on the calculated rotation state and the read reference rotation state;
車輪速又は車体速と交換前のタイヤの剛性に関する基準特性とを対応付けて記憶した記憶手段から、前記同じ車輪速又は車体速における基準となるタイヤの剛性に関する基準特性を読み出す手順、 A procedure for reading the reference characteristics related to the stiffness of the tire serving as a reference at the same wheel speed or vehicle speed from the storage means that stores the wheel speed or the vehicle speed and the reference characteristics related to the rigidity of the tire before replacement in association with each other.
前記算出した交換後のタイヤの剛性に関する特性と前記読み出した交換前のタイヤの剛性に関する基準特性とから、前記閾値を補正する補正値又は補正係数を算出する補正値又は補正係数の算出手順、 A correction value or a correction coefficient calculation procedure for calculating a correction value or a correction coefficient for correcting the threshold value from the calculated characteristic regarding the rigidity of the tire after replacement and the read reference characteristic regarding the rigidity of the tire before replacement.
前記補正値又は前記補正係数により、記憶手段に記憶された前記閾値を補正する閾値の補正手順、を実行させること、 Executing a threshold value correction procedure for correcting the threshold value stored in the storage means using the correction value or the correction coefficient;
を特徴とするタイヤ空気圧検知システムにおける閾値の補正プログラム。A threshold value correction program in a tire air pressure detection system.
車体速と車輪速との偏差を算出し、同じ車体速又は車輪速における前記記憶された基準回転状況と前記算出した偏差とに基づいて算出されること、 Calculating a deviation between the vehicle speed and the wheel speed, and being calculated based on the stored reference rotation state and the calculated deviation at the same vehicle speed or wheel speed;
を特徴とする請求項4に記載のタイヤ空気圧検知システムにおける閾値の補正プログラム。The threshold value correction program in the tire pressure detection system according to claim 4.
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