JP5464580B2 - タイヤの共振周波数の減圧感度推定装置及び方法、並びにタイヤの共振周波数の減圧感度推定プログラム - Google Patents
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Description
まず、時系列データである車輪速信号を高次の自己回帰(Autoregressive;AR)モデルに基づいて解析する。次に、時系列解析により推定されたARモデルのパラメータと推定に用いた実際の車輪速信号とから、モデルに与えられたと仮定することができる入力信号を復元する。そして、この入力信号と出力信号(車輪速信号)に帯域通過フィルタなどの適当な信号処理を施した後に、2次の自己回帰移動平均(Autoregressive moving average;ARMA)モデルに基づいてシステムを決定する。路面や車両特性に起因するノイズの影響を高次モデルに基づく時系列解析によって吸収した後、共振ピークを含む周波数領域のみを低次モデルに基づいて抽出する先願発明は、従来技術に基づく空気圧低下警報システムの性能を大きく改善するものである。
この第2先願発明は、得られた観測情報(推定した共振周波数)に基づいて、その観測の原因となった事象(タイヤの空気圧状態)を推定するための確率論的方法により減圧判定を行うものであり、複数ブランドのタイヤが純正品として指定されている場合でも優れた性能を示す。
初期化時に、前記伝達関数のパラメータと前記推定された共振周波数とから共振ピークの立ち上がりの程度を表す尖度を計算する演算手段と、
尖度と減圧感度との関係を示す所定の関係式が記憶された記憶手段と、
前記演算手段により計算された尖度と、前記所定の関係式とからタイヤの減圧感度を求める減圧感度算出手段と
を備えたことを特徴としている。
第1の工程として、3次以上の線形モデルのパラメータを時系列推定するパラメータ推定手段、
第2の工程として、推定された線形モデルと、線形モデルの出力信号である前記回転速度情報とから、当該線形モデルに対する入力信号を推定する入力信号推定手段、
第3の工程として、推定された入力信号と、前記回転速度情報とから、2次に低次元化した線形モデルのパラメータを同定するパラメータ同定手段、及び
第4の工程として、2次に低次元化して同定されたパラメータからタイヤのねじり方向の共振周波数を推定する共振周波数推定手段
を含むものとすることができる。
初期化時に、前記伝達関数のパラメータと前記推定された共振周波数とから共振ピークの立ち上がりの程度を表す尖度を計算する演算手段と、
尖度と減圧感度との関係を示す所定の関係式が記憶された記憶手段と、
前記演算手段により計算された尖度と、前記所定の関係式とからタイヤの減圧感度を求める減圧感度算出手段と
を備えたことを特徴としている。
第1の工程として、3次以上の線形モデルのパラメータを時系列推定するパラメータ推定手段、
第2の工程として、推定された線形モデルと、線形モデルの出力信号である前記回転加速度情報とから、当該線形モデルに対する入力信号を推定する入力信号推定手段、
第3の工程として、推定された入力信号と、前記回転加速度情報とから、2次に低次元化した線形モデルのパラメータを同定するパラメータ同定手段、及び
第4の工程として、2次に低次元化して同定されたパラメータからタイヤのねじり方向の共振周波数を推定する共振周波数推定手段
を含むものとすることができる。
初期化時に、前記伝達関数のパラメータと前記推定された共振周波数とから共振ピークの立ち上がりの程度を表す尖度を計算する演算工程と、
前記演算工程において計算された尖度と、予め記憶手段に記憶されている前記尖度と減圧感度との関係を示す所定の関係式とからタイヤの減圧感度を求める減圧感度算出工程と
を含むことを特徴としている。
3次以上の線形モデルのパラメータを時系列推定する第1の工程、
推定された線形モデルと、線形モデルの出力信号である前記回転速度情報とから、当該線形モデルに対する入力信号を推定する第2の工程、
推定された入力信号と、前記回転速度情報とから、2次に低次元化した線形モデルのパラメータを同定する第3の工程、及び
2次に低次元化して同定されたパラメータからタイヤのねじり方向の共振周波数を推定する第4の工程
を含むものとすることができる。
初期化時に、前記伝達関数のパラメータと前記推定された共振周波数とから共振ピークの立ち上がりの程度を表す尖度を計算する演算工程と、
前記演算工程において計算された尖度と、予め記憶手段に記憶されている前記尖度と減圧感度との関係を示す所定の関係式とからタイヤの減圧感度を求める減圧感度算出工程と
を含むことを特徴としている。
3次以上の線形モデルのパラメータを時系列推定する第1の工程、
推定された線形モデルと、線形モデルの出力信号である前記回転加速度情報とから、当該線形モデルに対する入力信号を推定する第2の工程、
推定された入力信号と、前記回転加速度情報とから、2次に低次元化した線形モデルのパラメータを同定する第3の工程、及び
2次に低次元化して同定されたパラメータからタイヤのねじり方向の共振周波数を推定する第4の工程
を含むものとすることができる。
初期化時に、前記タイヤの回転速度情報から推定された、システムの伝達関数のパラメータと、前記共振周波数とから共振ピークの立ち上がりの程度を表す尖度を計算する演算手段、及び、前記演算手段により計算された尖度と、予め記憶手段に記憶されている、前記尖度と減圧感度との関係を示す所定の関係式とからタイヤの減圧感度を求める減圧感度算出手段
として機能させることを特徴としている。
第1の工程として、3次以上の線形モデルのパラメータを時系列推定するパラメータ推定手段、
第2の工程として、推定された線形モデルと、線形モデルの出力信号である前記回転速度情報とから、当該線形モデルに対する入力信号を推定する入力信号推定手段、
第3の工程として、推定された入力信号と、前記回転速度情報とから、2次に低次元化した線形モデルのパラメータを同定するパラメータ同定手段、及び
第4の工程として、2次に低次元化して同定されたパラメータからタイヤのねじり方向の共振周波数を推定する共振周波数推定手段
として機能させることができる。
第1の工程として、3次以上の線形モデルのパラメータを時系列推定するパラメータ推定手段、
第2の工程として、推定された線形モデルと、線形モデルの出力信号である前記回転加速度情報とから、当該線形モデルに対する入力信号を推定する入力信号推定手段、
第3の工程として、推定された入力信号と、前記回転加速度情報とから、2次に低次元化した線形モデルのパラメータを同定するパラメータ同定手段、及び
第4の工程として、2次に低次元化して同定されたパラメータからタイヤのねじり方向の共振周波数を推定する共振周波数推定手段
として機能させることができる。
図1に示されるように、本発明の減圧感度推定装置を備えたタイヤ空気圧低下検出装置は、4輪車両に備えられた4つのタイヤの左前輪(FL)、右前輪(FR)、左後輪(RL)および右後輪(RR)の回転速度情報を検出するため、各タイヤに関連して設けられた通常の車輪速度検出手段(回転速度情報検出手段)1を備えている。
また、タイヤの共振周波数の減圧感度を推定する本発明のプログラムは、前記制御ユニット2を、演算手段及び減圧感度算出手段として機能させる。
まず、減圧感度の推定に必要な共振周波数を推定する方法の一例について説明する。この一例は前記第1先願発明と同様である。
仮定したシステムモデルを同定する場合、入力信号と出力信号が得られるのであれば、当該入出力信号を使ってシステムの同定を行うのが一般的である。しかしながら、本発明のように出力信号(車輪回転信号)しか得られない場合、入力はホワイトノイズであると仮定して時系列推定を行い、システムを同定する方法が採られる。
(1)まず、車輪速度検出手段により、車輪の回転信号を検出する。
(2)ついで、前記車輪の回転信号を所定の周期にしたがって再サンプリングすることで、車輪速信号を得る。その周期は、着目するタイヤのねじり方向の共振周波数を考慮して決める必要がある
まず、第1工程において、回転加速度データを時系列信号として、以下の式(1)のn次(nは3以上の整数)の線形モデルとして、時系列推定手段により各パラメータを時系列推定する。時系列推定は、コンピュータリソースなどを考慮すると、逐次最小二乗法を用いて行うことが望ましい。
具体的に、第1工程における時系列推定では、システムへの入力は外乱w(k)として定義されており、この外乱w(k)はタイヤが路面から受けるホワイトノイズ的な力であると仮定している。かかる外乱w(k)、すなわち入力信号を、第1工程で推定された各パラメータと、車輪回転加速度の時系列信号とから、以下の式(2)に従って推定する。
なお、2次に低次元化する際に、特にタイヤの共振周波数に着目するために、入力信号及び出力信号に対して、所定の通過帯域幅をもったフィルタ手段によるフィルタリング処理を施した後に、システム同定を行うことが望ましい。
次に、車両に装着されたタイヤの減圧感度を初期化時に推定する方法について説明する。この減圧感度に基づけば、タイヤ空気圧の低下を判定する際のしきい値を設定する等の処理を行うことができる。
従来から、共振ピークが明瞭に立ち上がるタイヤほど減圧感度が良いことが知られている。これは、柔らかい(剛性が低い)タイヤほど充填された空気がタイヤ全体の物理特性に与える影響が大きいため、同量の空気が抜けた場合に硬い(剛性が高い)タイヤに比べて共振周波数の変化幅が大きいと同時に、柔らかい物質ほど振動の収束が遅い(減衰が悪く、いつまでも振動している)ため、周波数解析を行った場合の共振周波数のゲインが大きくなるためである。
2 制御ユニット
2a インターフェース
2b CPU
2c ROM
2d RAM
3 表示器
4 初期化ボタン
5 警報器
6 温度センサ
Claims (14)
- 車両の各輪に装着されたタイヤの回転速度情報を検出する検出手段と、この検出手段により得られる回転速度情報からシステムの伝達関数のパラメータを推定するパラメータ推定手段と、前記検出手段により得られる回転速度情報から前記タイヤの共振周波数を推定する推定手段と、この推定手段により推定された共振周波数に基づいてタイヤ空気圧の低下を判定する判定手段と、を備えたタイヤ空気圧低下検出装置に用いられ、前記タイヤの共振周波数の減圧感度を推定する減圧感度推定装置であって、
初期化時に、前記伝達関数のパラメータと前記推定された共振周波数とから共振ピークの立ち上がりの程度を表す尖度を計算する演算手段と、
尖度と減圧感度との関係を示す所定の関係式が記憶された記憶手段と、
前記演算手段により計算された尖度と、前記所定の関係式とからタイヤの減圧感度を求める減圧感度算出手段と
を備えたことを特徴とする減圧感度推定装置。 - 前記共振周波数を推定する推定手段は、前記回転速度情報を含む時系列信号に対し、
第1の工程として、3次以上の線形モデルのパラメータを時系列推定するパラメータ推定手段、
第2の工程として、推定された線形モデルと、線形モデルの出力信号である前記回転速度情報とから、当該線形モデルに対する入力信号を推定する入力信号推定手段、
第3の工程として、推定された入力信号と、前記回転速度情報とから、2次に低次元化した線形モデルのパラメータを同定するパラメータ同定手段、及び
第4の工程として、2次に低次元化して同定されたパラメータからタイヤのねじり方向の共振周波数を推定する共振周波数推定手段
を含む請求項1に記載の減圧感度推定装置。 - 車両の各輪に装着されたタイヤの回転速度情報を検出する検出手段と、この検出手段により得られる回転速度情報から前記タイヤの回転加速度情報を算出する算出手段と、この算出手段により得られる回転加速度情報からシステムの伝達関数のパラメータを推定するパラメータ推定手段と、前記算出手段により得られる回転加速度情報からタイヤの共振周波数を推定する推定手段と、この推定手段により推定された共振周波数に基づいてタイヤ空気圧の低下を判定する判定手段と、を備えたタイヤ空気圧低下検出装置に用いられ、前記タイヤの共振周波数の減圧感度を推定する減圧感度推定装置であって、
初期化時に、前記伝達関数のパラメータと前記推定された共振周波数とから共振ピークの立ち上がりの程度を表す尖度を計算する演算手段と、
尖度と減圧感度との関係を示す所定の関係式が記憶された記憶手段と、
前記演算手段により計算された尖度と、前記所定の関係式とからタイヤの減圧感度を求める減圧感度算出手段と
を備えたことを特徴とする減圧感度推定装置。 - 前記共振周波数を推定する推定手段は、前記回転加速度情報を含む時系列信号に対し、
第1の工程として、3次以上の線形モデルのパラメータを時系列推定するパラメータ推定手段、
第2の工程として、推定された線形モデルと、線形モデルの出力信号である前記回転加速度情報とから、当該線形モデルに対する入力信号を推定する入力信号推定手段、
第3の工程として、推定された入力信号と、前記回転加速度情報とから、2次に低次元化した線形モデルのパラメータを同定するパラメータ同定手段、及び
第4の工程として、2次に低次元化して同定されたパラメータからタイヤのねじり方向の共振周波数を推定する共振周波数推定手段
を含む請求項3に記載の減圧感度推定装置。 - 車両の各輪に装着されたタイヤの回転速度情報を検出する検出工程と、この検出工程において得られる回転速度情報からシステムの伝達関数のパラメータを推定するパラメータ推定工程と、前記検出工程において得られる回転速度情報からタイヤの共振周波数を推定する推定工程と、この推定工程において推定された共振周波数に基づいてタイヤ空気圧の低下を判定する判定工程と、を含むタイヤ空気圧低下検出方法に用いられ、前記タイヤの共振周波数の減圧感度を推定する減圧感度推定方法であって、
初期化時に、前記伝達関数のパラメータと前記推定された共振周波数とから共振ピークの立ち上がりの程度を表す尖度を計算する演算工程と、
前記演算工程において計算された尖度と、予め記憶手段に記憶されている前記尖度と減圧感度との関係を示す所定の関係式とからタイヤの減圧感度を求める減圧感度算出工程と
を含むことを特徴とする減圧感度推定方法。 - 前記共振周波数を推定する推定工程は、前記回転速度情報を含む時系列信号に対し、
3次以上の線形モデルのパラメータを時系列推定する第1の工程、
推定された線形モデルと、線形モデルの出力信号である前記回転速度情報とから、当該線形モデルに対する入力信号を推定する第2の工程、
推定された入力信号と、前記回転速度情報とから、2次に低次元化した線形モデルのパラメータを同定する第3の工程、及び
2次に低次元化して同定されたパラメータからタイヤのねじり方向の共振周波数を推定する第4の工程
を含む請求項6に記載の減圧感度推定方法。 - 車両の各輪に装着されたタイヤの回転速度情報を検出する検出工程と、この検出工程において得られる回転速度情報から前記タイヤの回転加速度情報を算出する算出工程と、この算出工程において得られる回転加速度情報からシステムの伝達関数のパラメータを推定するパラメータ推定工程と、前記算出工程において得られる回転加速度情報からタイヤの共振周波数を推定する推定工程と、この推定工程において推定された共振周波数に基づいてタイヤ空気圧の低下を判定する判定工程と、を含むタイヤ空気圧低下検出方法に用いられ、前記タイヤの共振周波数の減圧感度を推定する減圧感度推定方法であって、
初期化時に、前記伝達関数のパラメータと前記推定された共振周波数とから共振ピークの立ち上がりの程度を表す尖度を計算する演算工程と、
前記演算工程において計算された尖度と、予め記憶手段に記憶されている前記尖度と減圧感度との関係を示す所定の関係式とからタイヤの減圧感度を求める減圧感度算出工程と
を含むことを特徴とする減圧感度推定方法。 - 前記共振周波数を推定する推定工程は、前記回転加速度情報を含む時系列信号に対し、
3次以上の線形モデルのパラメータを時系列推定する第1の工程、
推定された線形モデルと、線形モデルの出力信号である前記回転加速度情報とから、当該線形モデルに対する入力信号を推定する第2の工程、
推定された入力信号と、前記回転加速度情報とから、2次に低次元化した線形モデルのパラメータを同定する第3の工程、及び
2次に低次元化して同定されたパラメータからタイヤのねじり方向の共振周波数を推定する第4の工程
を含む請求項8に記載の減圧感度推定方法。 - 走行中の車両のタイヤの共振周波数に基づいて当該タイヤの空気圧低下を検出するべく前記タイヤの共振周波数の減圧感度を推定するためにコンピュータを、
初期化時に、前記タイヤの回転速度情報から推定された、システムの伝達関数のパラメータと、前記共振周波数とから共振ピークの立ち上がりの程度を表す尖度を計算する演算手段、及び、前記演算手段により計算された尖度と、予め記憶手段に記憶されている、前記尖度と減圧感度との関係を示す所定の関係式とからタイヤの減圧感度を求める減圧感度算出手段
として機能させることを特徴とする、タイヤの共振周波数の減圧感度推定プログラム。 - 前記共振周波数を推定するためにコンピュータを、車両の各輪に装着されたタイヤの回転速度情報を検出する検出手段から得られる回転速度情報を含む時系列信号に対し、
第1の工程として、3次以上の線形モデルのパラメータを時系列推定するパラメータ推定手段、
第2の工程として、推定された線形モデルと、線形モデルの出力信号である前記回転速度情報とから、当該線形モデルに対する入力信号を推定する入力信号推定手段、
第3の工程として、推定された入力信号と、前記回転速度情報とから、2次に低次元化した線形モデルのパラメータを同定するパラメータ同定手段、及び
第4の工程として、2次に低次元化して同定されたパラメータからタイヤのねじり方向の共振周波数を推定する共振周波数推定手段
として機能させる請求項11に記載のタイヤの共振周波数の減圧感度推定プログラム。 - 前記共振周波数を推定するためにコンピュータを、車両の各輪に装着されたタイヤの回転速度情報を検出する検出手段から得られる回転速度情報から、タイヤの回転加速度情報を算出する算出手段、並びに、この算出手段により得られる回転加速度情報を含む時系列信号に対し、
第1の工程として、3次以上の線形モデルのパラメータを時系列推定するパラメータ推定手段、
第2の工程として、推定された線形モデルと、線形モデルの出力信号である前記回転加速度情報とから、当該線形モデルに対する入力信号を推定する入力信号推定手段、
第3の工程として、推定された入力信号と、前記回転加速度情報とから、2次に低次元化した線形モデルのパラメータを同定するパラメータ同定手段、及び
第4の工程として、2次に低次元化して同定されたパラメータからタイヤのねじり方向の共振周波数を推定する共振周波数推定手段
として機能させる請求項11に記載のタイヤの共振周波数の減圧感度推定プログラム。
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