JP6122916B2 - タイヤ摩耗を決定するためのシステムおよび方法 - Google Patents

Description

本発明は、ホイール付き自動車のタイヤに関するタイヤ摩耗を決定するためのシステムおよび方法に関する。

米国特許出願公開第２０１０／００６０４４３Ａ１号明細書は、ホイール付き自動車のタイヤに関するタイヤ摩耗を決定するための従来技術によるシステムを開示する。このシステムは、ホイール速度センサ、圧力センサ、およびＧＰＳ受信機によって提供される信号を使用して、タイヤ摩耗を計算する。

米国特許出願公開第２０１０／０１８６４９２Ａ１号明細書は、ホイール付き自動車のタイヤに関するタイヤ摩耗を決定するための別の従来技術によるシステムを開示する。このシステムは、ホイール速度センサおよび加速度センサによって提供される信号を使用して、タイヤ摩耗を計算する。

米国特許出願公開第２０１０／００６０４４３Ａ１号明細書 米国特許出願公開第２０１０／０１８６４９２Ａ１号明細書

上記背景に対し、本発明は、単純で、高信頼性で、確実なタイヤ摩耗の決定を可能にする、ホイール付き自動車のタイヤに関するタイヤ摩耗を決定するための新規のシステムおよび新規の方法を提供する。

本発明によるホイール付き自動車のタイヤに関するタイヤ摩耗を決定するためのシステムが、請求項１に定義されている。

本発明によるシステムは、少なくとも自動車のタイヤのタイヤ圧を測定するように構成された直接タイヤ圧決定ユニットを備える。本発明によるシステムは、間接タイヤ圧決定ユニットをさらに備える。間接タイヤ圧決定ユニットは、自動車のタイヤの少なくともいくつかに関して、それぞれのタイヤのロール半径に対応または依存するロール半径係数を決定するように構成される。本発明によるシステムは、タイヤ力決定ユニットをさらに備える。タイヤ力決定ユニットは、自動車のタイヤに加えられる垂直力に対応または依存する垂直力係数を決定するように構成される。

本発明によるシステムは、間接タイヤ圧決定ユニットがそれぞれのロール半径係数を提供する自動車のタイヤに関するタイヤ摩耗を決定する処理ユニットをさらに備える。処理ユニットは、直接タイヤ圧決定ユニットによって提供されるそれぞれのタイヤのタイヤ圧に基づいて、およびタイヤ力決定ユニットによって提供されるそれぞれのタイヤの垂直力係数に基づいて、間接タイヤ圧決定ユニットによって提供されるタイヤのロール半径係数を補償し、それにより、それぞれのタイヤに関する補償ロール半径係数を提供する。処理ユニットは、それぞれのタイヤに関する補償ロール半径係数を基準ロール半径係数と比較し、それにより、それぞれのタイヤの補償ロール半径係数と基準ロール半径係数との差が、それぞれのタイヤのタイヤ摩耗を提供する。

本発明は、単純で、高信頼性で、確実なタイヤ摩耗の決定を可能にする、自動車のタイヤに関するタイヤ摩耗を決定するための新規のシステムを提供する。

改良された実施形態によれば、直接タイヤ圧決定ユニットは、自動車のタイヤのタイヤ温度を測定するようにさらに構成される。ここで、処理ユニットは、直接タイヤ圧決定ユニットによって提供されるそれぞれのタイヤのタイヤ温度にも基づいて、間接タイヤ圧決定ユニットによって提供されるタイヤのロール半径係数を補償する。これにより、より高信頼性の、よりロバストなタイヤ摩耗の決定が可能となる。

本発明の第１の代替形態によれば、間接タイヤ圧決定ユニットは、相対ロール半径解析に基づいて、自動車のタイヤのサブセットに関する相対ロール半径係数を決定するように構成される。ここで、処理ユニットは、タイヤのそのサブセットに関してのみ相対タイヤ摩耗を決定する。処理ユニットは、入力デバイスによって受信された入力データに基づいて、基準ロール半径係数を決定する。相対ロール半径解析を使用するタイヤ摩耗決定には、入力デバイスによって入力データが提供されることが必要である。さらに、相対ロール半径解析を使用する第１の代替形態の性質上、全てのタイヤがほぼ同じ速度で摩耗する場合には、このタイヤ摩耗は検出されない。

これらの欠点は、本発明の第２の代替形態によってなくすことができる。第２の代替形態では、間接タイヤ圧決定ユニットは、絶対ロール半径解析に基づいて、自動車の全てのタイヤに関する絶対ロール半径係数を決定するように構成される。ここで、処理ユニットは、自動車の全てのタイヤに関する絶対タイヤ摩耗を決定する。処理ユニットは、自動車の通常駆動モード中に、通常駆動モード中に測定および／または計算されたデータに基づいて基準ロール半径係数を決定する。

本発明によるホイール付き自動車のタイヤに関するタイヤ摩耗を決定するための方法が、請求項１１に定義されている。

上記のステップを実施する、ホイール付き自動車のタイヤのタイヤ摩耗を決定するためのコンピュータプログラム製品が、請求項１５に記載されている。

自動車のタイヤに関するタイヤ摩耗を決定するためのシステムのいくつかの実施形態を、従属請求項および以下の説明で提示する。図面を参照しながら、例示的実施形態をより詳細に説明する。

自動車のタイヤに関するタイヤ摩耗を決定するためのシステムの概略ブロック図である。 図１のシステムに関する別のブロック図である。 図１および図２のシステムに関する別のブロック図である。 自動車のタイヤを示す図である。 相対ロールホイール半径解析を使用する本発明の第１の代替形態を示す図である。 相対ロールホイール半径解析を使用する本発明の第１の代替形態を示す別の図である。 絶対ロールホイール半径解析を使用する本発明の第２の代替形態を示す図である。

本特許出願は、ホイール付き自動車のタイヤに関するタイヤ摩耗を決定するためのシステムに関する。

図１は、前輪タイヤ１１、１２と後輪タイヤ１３、１４とを有するホイール付き自動車１０の概略的な例示的ブロック図を示す。本発明は、そのような自動車に限定されないことに留意すべきである。本発明はまた、単一の前輪タイヤと単一の後輪タイヤとを有するオートバイなど、他の自動車に関連して使用することもできる。

前輪タイヤ１１および１２、すなわち左側前輪タイヤ１１および右側前輪タイヤ１２は、自動車の前車軸１５に割り当てられる。後輪タイヤ１３および１４、すなわち左側後輪タイヤ１３および右側後輪タイヤ１４は、自動車１０の後車軸１６に割り当てられる。

自動車１０のタイヤ１１、１２、１３、１４のタイヤ摩耗を決定するためのシステムは、直接タイヤ圧決定ユニット１７を備える。直接タイヤ圧決定ユニット１７は、少なくとも自動車１０のタイヤ１１、１２、１３、および１４のタイヤ圧を測定するように構成される。図示される実施形態では、直接タイヤ圧決定ユニット１７は、自動車１０のタイヤ１１、１２、１３、および１４に割り当てられたセンサ１８を備える。直接タイヤ圧決定ユニット１７のセンサ１８は、少なくとも自動車１０のタイヤ１１、１２、１３、および１４のタイヤ圧を測定するように構成される。

好ましくは、直接タイヤ圧決定ユニット１７、すなわちそのセンサは、さらに、自動車１０のタイヤのタイヤ温度を測定するように構成される。

自動車１０のタイヤ１１、１２、１３、１４のタイヤ摩耗を決定するためのシステムは、さらに、間接タイヤ圧決定ユニット１９を備える。間接タイヤ圧決定ユニット１９は、自動車１０のタイヤ１１、１２、１３、１４の少なくともいくつかに関して、それぞれのタイヤ１１、１２、１３、１４のロール半径（転動半径）に対応または依存するロール半径係数（転動半径係数）を決定するように構成される。

図示される実施形態では、間接タイヤ圧決定ユニット１９は、自動車１０のタイヤ１１、１２、１３、１４に割り当てられたセンサ２０を備える。間接タイヤ圧決定ユニット１９のセンサ２０は、自動車の変数、例えばタイヤ１１、１２、１３、および１４のホイール速度を測定するように構成され、それに基づいて間接タイヤ圧決定ユニット１９はロール半径係数（相対ロール半径係数又は絶対ロール半径係数）を決定することができる。ロール半径係数の決定の詳細について、以下により詳細に述べる。

自動車１０のタイヤ１１、１２、１３、１４のタイヤ摩耗を決定するためのシステムは、さらに、タイヤ力決定ユニット２１を備える。タイヤ力決定ユニット２１は、自動車１０のタイヤ１１、１２、１３、１４に加えられる垂直力に対応または依存して垂直力係数を決定するように構成される。タイヤ力決定ユニット２１はセンサ２２を備える。センサ２２は、タイヤ１１、１２、１３、１４の高さ、またはタイヤ１１、１２、１３、１４が割り当てられた車軸１５、１６の高さを測定し、それにより、自動車１０のタイヤ１１、１２、１３、１４に加えられる垂直力に対応または依存する垂直力係数を提供するように構成される。

第１の実施形態によれば、センサ２２は、車軸高さセンサとして設計される。キセノンライト制御システム、すなわち調節可能なビームアライメントを有するヘッドライトを装備された自動車１０に関しては、自動車１０のピッチ角を決定しなければならない。ピッチ角の推定は、後車軸１６とシャーシとの間の距離を測定するセンサによって実現される。多くの自動車に関して、これは、追加のセンサを備えるように拡張され、前車軸１５とシャーシとの間の距離も測定する。第２の実施形態によれば、センサ２２は、個別のタイヤ高さセンサとして設計される。

タイヤ１１、１２、１３、１４とシャーシとの間の高さを測定するそのようなセンサは、例えばエアサスペンションシステムを備える車両で利用可能である。車軸高さセンサとは対照的に、これらのセンサは、各タイヤ１１、１２、１３、および１４に関して個別であり、これにより、車内の側方負荷変化を検出できるセンサの機能がより高まる。

自動車１０のタイヤ１１、１２、１３、１４のタイヤ摩耗を決定するためのシステムは、さらに、間接タイヤ圧決定ユニット１９がそれぞれのロール半径係数を提供する自動車のタイヤについてのタイヤ摩耗を決定する処理ユニット２３を備える。処理ユニット２３は、少なくとも、直接タイヤ圧決定ユニット１７によって提供されるそれぞれのタイヤ１１、１２、１３、１４のタイヤ圧に基づいて、およびタイヤ力決定ユニット２１によって提供されるそれぞれのタイヤ１１、１２、１３、１４の垂直力係数に基づいて、間接タイヤ圧決定ユニット１９によって提供されるタイヤ１１、１２、１３、１４のロール半径係数を補償し、それにより、それぞれのタイヤに関する補償ロール半径係数を提供する。直接タイヤ圧決定ユニット１７が自動車１０のタイヤのタイヤ温度も測定するように構成される場合には、処理ユニット２３は、さらにタイヤ温度に基づいてタイヤ１１、１２、１３、１４のロール半径係数を補償する。間接タイヤ圧決定ユニット１９によって提供されるタイヤ１１、１２、１３、１４のロール半径係数の上記の補償により、それぞれのタイヤ１１、１２、１３、１４に関する補償ロール半径係数が得られる。次いで、処理ユニット２３は、それぞれのタイヤ１１、１２、１３、１４に関する補償ロール半径係数を基準ロール半径係数と比較し、それにより、それぞれのタイヤの補償ロール半径係数と基準ロール半径係数との差が、それぞれのタイヤ１１、１２、１３、１４のタイヤ摩耗を提供する。

本発明は、各タイヤの有効なロール半径が、主に、それぞれのタイヤ１１、１２、１３、１４内のタイヤ圧、それぞれのタイヤ１１、１２、１３、１４に対して加えられる垂直力、およびそれぞれのタイヤ１１、１２、１３、１４の実際のタイヤ摩耗に応じているという見解に基づく。タイヤ摩耗を決定するために、本発明によるシステムは、少なくとも、それぞれのタイヤ１１、１２、１３、１４内のタイヤ圧、およびそれぞれのタイヤ１１、１２、１３、１４に対する垂直力を補償する。

図２および図３は、他のブロック図の形態で、自動車１０のタイヤ１１、１２、１３、１４のタイヤ摩耗を決定するためのシステムのさらなる詳細を示す。

図２でのブロック２４は、タイヤ摩耗決定システムが、少なくとも直接タイヤ圧決定ユニット１７、間接タイヤ圧決定ユニット１９、およびタイヤ力決定ユニット２１のセンサ１８、２０、２２から入力データ２５を受信することを示す。システム２４は出力データ２６を発生し、すなわち、出力データは、少なくとも、決定されたタイヤ摩耗を示す。

図２のブロック２７は、信号前処理（ＳＰＰ）ユニットを示す。信号前処理（ＳＰＰ）ユニット２７は、信号調整および共通変数の計算を行う。図２のブロック２８は、間接タイヤ圧決定ユニット１９によるロール半径係数の計算と、処理ユニット２３によるロール半径係数の補償とを示す。図２のブロック２９は、補償ロール半径係数に基づくタイヤ１１、１２、１３、１４のタイヤ摩耗の決定を示す。

図２は、さらに、駆動状態検出器ユニット３０を示す。駆動状態検出器ユニット３０は、自動車１０の駆動状態を検出するように構成される。処理ユニット２３は、自動車１０の所定の駆動状態でのみ、好ましくは、自動車１０の側方加速度が比較的低い場合、および自動車１０のブレーキが非作動状態である場合、および自動車１０のトランスミッションシステムが非作動状態である場合、および自動車１０のＥＳＰユニットが非作動状態である場合にのみ、タイヤ１１、１２、１３、１４のタイヤ摩耗を決定する。

図３は、図２のブロック２８、２９をより詳細に示す。図３において、図２のブロック２８は、３つのサブブロック２８ａ、２８ｂ、および２８ｃによって表されている。図２のブロック２９は、２つのサブブロック２９ａおよび２９ｂによって表されている。サブブロック２８ａは、信号品質チェックを示す。サブブロック２８ｂは、間接タイヤ圧決定ユニット１９によるロール半径係数の計算を示す。サブブロック２８ｃは、処理ユニット２３によるロール半径係数の補償を示す。サブブロック２９ａは、サブブロック２８ｃによって提供される補償ロール半径係数と、サブブロック２９ｂによって提供される基準ロール半径係数とに基づくタイヤ１１、１２、１３、１４のタイヤ摩耗の決定を示す。また、タイヤ１１、１２、１３、１４に対する周方向の力を変えることになる自動車１０の速度の変化に関して、ロール半径係数を補償することも可能である。

第１の代替実施形態によれば、間接タイヤ圧決定ユニット１９は、相対ロール半径解析に基づいて、自動車１０のタイヤ１１、１２、１３、１４のサブセットに関する相対ロール半径係数を決定するように構成される。ここで、処理ユニット２３は、タイヤ１１、１２、１３、１４のサブセットに関してのみ相対タイヤ摩耗を決定する。以下に詳細を述べる。

相対および絶対ロール半径解析は、タイヤ圧および垂直負荷を一定とすると、タイヤ摩耗に比例してタイヤ１１、１２、１３、１４のロール半径が小さくなり、したがってホイール速度が増加するという原理に基づく。タイヤ摩耗推定では、図４に示される幾何学を検討する。自動車１０の駆動輪またはタイヤｉ（ｉ＝１１、１２、１３、１４）で、接地位置での周方向速度ω_ｉｒ_ｉは、典型的には、ホイールハブと舗装道路との間の絶対速度ｖ_ｉとは異なる。この差は、長手方向ホイールスリップｓ_ｉと呼ばれ、以下のように定義される。

さらに、ホイール反力Ｆ_ｉと垂直力Ｎ_ｉの比として、正規化された牽引力μ_ｉが定義される。

ここで、μ_{ｉ，ｍａｘ}＝ｍａｘ｜Ｆ_ｉ／Ｎ_ｉ｜は、各ホイールに関する長手方向での最大摩擦値に対応する。

力Ｆ_ｉは、自動車１０のギアボックスまたはトランスミッションシステムの下流にある所与のホイールで利用可能なトルクＴ_ｉによって計算することができる。

Ｔを、ギアボックスの下流で利用可能な全トルクとする。ここで、前車軸（Ｆ）１５と後車軸（Ｒ）１６との間のトルク分配を、

Ｔ_Ｆ＝γＴ
Ｔ_Ｒ＝（１−γ）Ｔ

（ここでγ∈［０，１］は、既知のトルク伝達パラメータ）と仮定することによって、車軸での各ホイールまたはタイヤに関する正規化された牽引力は、以下のように計算することができる。

ここで、ｒ_Ｆ、ｒ_Ｒ、Ｎ_Ｆ、およびＮ_Ｒは、それぞれ前車軸（Ｆ）１５および後車軸（Ｒ）１６でのホイール半径および垂直力である。

相対タイヤ摩耗決定の根底にある着想は、測定され且つ正規化された牽引力および長手方向ホイールスリップを使用して、タイヤ１１、１２、１３、１４の現在の相対タイヤ摩耗を識別することである。この方法は、牽引モードで、以下の車両に適用できる。前輪駆動車（後輪が速度基準となる）；後輪駆動車（前輪が速度基準となる）；駆動状況に応じて駆動トルクが前車軸または後車軸に無段式に分配されるハングオン全輪駆動機能を備える車両。

例えば、前輪駆動車１０に関して、前輪タイヤ１１、１２はスリップによって影響を受け、これは、以下のようにホイール速度ω_ｉ（ｉ＝１１、１２、１３、１４）から直接計算される。

前輪１１、１２の正規化された牽引力μ_ｉは、エンジントルクに基づいて計算される。自動車１０のエンジントルクは、自動車１０のバスシステムで利用可能である。

上記の計算は、好ましくは、図２のブロック２７で行われる。

次いで、信号処理技法を使用して、スリップデータｓ_ｉに対するμ_ｉの線形回帰当て嵌め（図５参照）のズレ値δ_ｉおよび傾き１／ｋ_ｉを計算する。

スリップｓ_ｉと正規化された牽引力μ_ｉとの線形回帰は、相対ロール半径係数を提供する。特に、ズレ値δ_Ｌ、δ_Ｒは、相対ロール半径係数となる。

上記の線形回帰は、好ましくは、図２、３のブロック２８、２８ａで行われる。

相対ロール半径解析は、１〜３つのタイヤの相対タイヤ摩耗を検出するために実施することができる。ここで、タイヤ摩耗は、一般の利用者用の駆動では駆動軸で顕著であり、レーストラック用途では前車軸で顕著であると仮定される。

さらに、後輪駆動車についても同じ式が当て嵌まり、前輪が速度基準となる。

例えば、前車軸１５または後車軸１６に駆動トルクが無段式に分配される全輪駆動車に関しても、上の式が当てはまる。非限定的な例では、駆動トルクのほとんどが後車軸１６に加えられる自動車１０について、スリップは、以下のように計算される。

ここで求解すべき線形回帰は、例えば以下のようなものとなり得る。

ここで、間接タイヤ圧決定ユニット１９は、絶対ロール半径係数を提供することができないことを強調しておく。間接タイヤ圧決定ユニット１９は、性質上、相対的なものである。

上で説明したように、相対ロール半径係数は、垂直負荷およびタイヤ圧の関数であり、したがって、これらの変数に基づいて、直接タイヤ圧決定ユニット１７およびタイヤ力決定ユニット２１によって提供されるデータを使用して補償される。この補償は、図２、３のブロック２８、２８ｂで行われる。補償は、それぞれのタイヤ１１、１２、１３、１４に関する補償ロール半径係数を提供する。

やはり上で説明したように、処理ユニット２３は、それぞれのタイヤ１１、１２、１３、１４に関する補償ロール半径係数を基準ロール半径係数と比較し、それにより、それぞれのタイヤの補償ロール半径係数と基準ロール半径係数との差が、それぞれのタイヤ１１、１２、１３、１４のタイヤ摩耗を提供する。

相対ロール半径解析が使用されるとき、処理ユニット２３は、入力デバイス３１（図１参照）によって受信された入力データに基づいて基準ロール半径係数を決定する。入力デバイス３１は、ユーザインターフェースを介して入力デバイス３１と対話するユーザによって提供される入力データを受信するように構成され、処理ユニット２３は、入力デバイス３１によって受信された入力データに基づいて相対タイヤ摩耗を決定する。好ましくは、新たなタイヤ１１、１２、１３、１４が取り付けられると、運転者が、上記のデータを入力する。タイヤ交換後、運転者は、タイヤを取り付けた時点で測定された実際のトレッドの深さを、ユーザインターフェースを使用して入力する。したがって、この情報は、タイヤ摩耗に関する基準を与える。

相対ロール半径解析は、さらに学習データを使用する。このデータは、運転者によって能動リセットされた後、通常駆動中に学習される。学習データは、タイヤ位置間のロール半径係数の比からなり、これらの値は、様々な駆動速度間隔に関して記憶される。相対ロール半径解析に関する較正データは、いくつかの速度スロットで収集される。較正は、線形回帰でのバッチベースのものであり、各速度スロットが複数のバッチを含むことができる。

特定のタイヤのロール半径係数がタイヤ摩耗により変化している場合に、タイヤ摩耗の状況を検出することができる。ロール半径係数は、外的影響、すなわち少なくとも垂直負荷変化および圧力変化を補償される。上述したように、相対ロール半径解析は、１〜３つのタイヤの半径変化に適用できる。しかし、後車軸１６または前車軸１５に取り付けられたタイヤに対してタイヤ摩耗が最も激しいと予想されるので、これは重大な制限とは考えられない。本発明の明らかな利益は、タイヤ摩耗の状態を監視するために追加のセンサが必要ないことである。

相対ロール半径解析を使用する例示的な結果を図６に示す。ここでは、自動車１０は、全てのホイールに新たなタイヤ１１、１２、１３、１４を取り付けて駆動され、時点ｔ０でスタートする。時点ｔ１で、後車軸１６に取り付けられたタイヤは摩耗している。見て分かるように、システムは、後車軸１６でのタイヤ１３、１４に関してタイヤ摩耗ＴＷ_１３、ＴＷ_１４を明らかに示す。

決定されたタイヤ摩耗が所定のしきい値よりも大きいとき、システムは、運転者に警告信号を発生することができる。決定されたタイヤ摩耗が所定のしきい値よりも小さいとき、システムは、そのような警告信号を発生しない。

相対ロール半径解析の主な欠点は、トレッドの深さを測定し、それを、入力ユニット３１によって開始点基準として入力する必要があることである。

相対ロール半径解析の別の欠点は、推定が性質上相対的なものであるので、全てのタイヤ１１、１２、１３、１４がほぼ同じ速度で摩耗する場合には、このタイヤ摩耗が検出されないことである。

この状況に対する解決策は、アダプティブクルーズコントロールからの車両絶対速度の推定を提供するレーダー速度、ＧＰＳドップラー速度、微分擬似レンジを使用するＧＰＳ速度など、様々な入力信号を使用して絶対ロール半径解析を使用して、個々の１１、１２、１３、および１４での絶対速度を高精度で推定するものである。このために、次いで、車両の絶対速度のこの推定を使用して、個々のホイールスリップを計算する。正規化された牽引力に関して、相対ロール半径解析に関連して説明した式が依然として当てはまるが、ここでは、線形回帰は以下のように拡張される。

ここで、Δｒ_ｉは、仮定された個々のホイール半径ｒ_ｉでの推定誤差であり、ω_ｉは、測定された角速度である。この新たな線形回帰を用いて、上で述べたのと同じ手法が当てはまるが、ここでは、交点がΔｒ_ｉである。Δｒ_ｉが、絶対ロール半径係数となる。

したがって、以下に述べるように、使用されるホイール半径ｒ_ｉを内挿／外挿して、車両速度、個々のタイヤ圧、および垂直負荷の関数として計算することができる。

絶対タイヤ摩耗推定器は、基準データを必要とする。このデータは、必須ではないが場合によっては運転者によって能動リセットされた後、通常駆動中に学習される。能動リセットが行われる場合、これは、好ましくはタイヤ交換後に行われる。

学習データは、仮定された個々のホイール半径の推定誤差Δｒ_ｉからなり、これらの値は、様々な駆動速度間隔にわたって記憶される。ホイールの個々の半径に関する較正データは、いくつかの速度スロットで収集される。較正は、線形回帰でのバッチベースのものであり、各速度スロットが複数のバッチを含むことができる。

較正中、個々の速度範囲それぞれに関して、個別の較正が計算される。速度範囲に関する較正値が計算された場合にのみ、その速度範囲でタイヤ摩耗の監視が提供される。このために、車両が実際に、タイヤ摩耗推定を達成することができる速度範囲内にあり、それによりその速度範囲に関する較正が可能であることが必要である。

較正は、数分間行われる。その結果、市街地または郊外の環境で許可される速度で前に駆動されており、現在は例えば高速道路においてより高い速度で駆動されている自動車１０に関しては、それぞれのより高い速度範囲に関する較正が完了しない限り、タイヤ摩耗情報は利用可能でない。すなわち、少なくとも数分にわたって、予め較正された速度範囲内でのタイヤ摩耗監視は可能でなく、または少なくとも信頼性が低い。そのような期間をカバーするために、タイヤ圧監視用途において、そのような速度範囲に関する較正値を推定することが知られている。

欧州特許出願公開第１４０３１００Ａ１号明細書は、較正が完了されている隣接する速度範囲の較正値に基づいて、較正が完了されていない速度範囲に関する較正値を外挿することを開示している。独国特許出願公開第１０３６０７２３Ａ１号明細書は、特に、隣接するより低い速度範囲と隣接するより高い速度範囲との較正値の平均を取ることによって、較正が完了されている隣接する速度範囲の較正値に基づいて、較正が完了されていない速度範囲に関する較正値を推定することを開示する。

タイヤ１１、１２、１３、１４のロール半径は、様々な速度範囲、圧力、および垂直負荷に関するテストベンチで測定することができるので、そのような較正値を、全く新しいタイヤのための規定の較正曲線として使用することができる。したがって、少なくとも１つのタイヤ較正データに基づいて、そのような較正曲線を選択することができ、次いで、それを、自動車１０の完全な速度範囲に関する開始点として使用することができる。次いで、この選択された較正曲線を、直接タイヤ圧決定ユニット１７からの測定されたタイヤ圧、およびタイヤ力決定ユニットからの垂直力と共に使用して、様々な速度範囲に関する補償ホイール半径ｒ_ｉを計算し、補償絶対ロール半径係数を求めることができる。

絶対ロール半径解析を使用する例示的な結果を図７に示す。ここでは、車両は、全てのホイールに新しいタイヤを取り付けて、時点ｔ０から時点ｔ１まで駆動される。時点ｔ１で、全てのホイールに取り付けられているタイヤが摩耗している。絶対タイヤ摩耗推定器は、全てのタイヤ１１、１２、１３、１４におけるタイヤ摩耗ＴＷを明瞭に示す。相対速度が変わらないので、このタイヤ摩耗は、相対タイヤ摩耗推定器によっては検出されない。さらに、絶対タイヤ摩耗推定器は、前車軸１５と後車軸１６との間で５０：５０でトルクが分割される永久全輪駆動車を含め、全てのタイプの前輪／後輪／全輪駆動車に適用できる。

上述したように、処理ユニット２３は、駆動状態検出器ユニット３０によって検出された自動車１０の規定の駆動状態でのみ、タイヤ１１、１２、１３、１４のタイヤ摩耗を決定する。自動車１０のいくつかの駆動状態では、センサ信号は、タイヤ摩耗以外の因子によっても影響を受け、これは、誤指示など、望ましくない挙動をもたらすことがある。

したがって、サンプル毎に入力データの品質検査が行われ、品質が不適切であると判断された場合には、処理ユニット２３によるタイヤ摩耗決定は一時的に停止される。そのような状況は、例えば、走行中の制動時、走行中のギアシフト時、ＡＢＳやＥＳＰ関連などの制御システムの作動時である。品質検査は、駆動状態検出器ユニット３０によって行われる。

駆動状態検出器ユニット３０を使用してデータを監視することもでき、必要と考えられる場合にはロール半径解析を使用不可にする。駆動状態検出器ユニット３０の出力信号は、ある期間にわたって何らかの特定の状況（例えば、オーバルトラック駆動状態や周回駆動状態）が生じていない限りトリガされないことがある。

ホイール速度信号は、例えばＡＢＳシステムの１つまたは複数のホイール速度センサを使用して得ることができ、および／または車両内部のＣＡＮ／Ｆｌｅｘ Ｒａｙバスおよび／または好ましくは既に車両の一部にある任意の適切な車両センサから得ることができる。

本発明と共に使用することができるセンサ信号を発生するためのセンサは、例えば、ホイール速度センサ、ホイール加速度センサ、３Ｄ駆動車両位置センサ、３Ｄ駆動車両速度センサ、駆動車両速度センサ、ホイール加速度センサ、ホイール／タイヤ圧センサ、駆動車両ヨーレートセンサ、エンジントルクセンサ、ホイール軸トルクセンサ、サスペンション（関連）センサ、ホイール温度センサ、および周囲温度センサの少なくとも１つから選ばれたものである。適切なセンサタイプとしては、例えば、車軸高さセンサ、任意の他のアナログ距離センサ、変位を電圧に変換するジオフォン、または例えばタイヤ内圧／加速度計センサが挙げられる。

１０ 自動車
１１ タイヤ
１２ タイヤ
１３ タイヤ
１４ タイヤ
１５ 車軸
１６ 車軸
１７ 直接タイヤ圧決定ユニット
１８ センサ
１９ 間接タイヤ圧決定ユニット
２０ センサ
２１ タイヤ力決定ユニット
２２ センサ
２３ 処理ユニット
２４ システム
２５ 入力データ
２６ 出力データ
２７ ブロック
２８ ブロック
２８ａ サブブロック
２８ｂ サブブロック
２８ｃ サブブロック
２９ ブロック
２９ａ サブブロック
２９ｂ サブブロック
３０ ブロック
３１ 入力ユニット

Claims (14)

1. ホイール付き自動車（１０）のタイヤ（１１、１２、１３、１４）に関するタイヤ摩耗を決定するシステムであって、
   少なくとも前記タイヤ（１１、１２、１３、１４）のタイヤ圧を測定するように構成された直接タイヤ圧決定ユニット（１７）と、
   前記タイヤ（１１、１２、１３、１４）の少なくともいくつかに関して、前記タイヤ（１１、１２、１３、１４）それぞれの少なくとも長手方向ホイールスリップと正規化された牽引力を決定するロール半径解析に基づいてそれぞれの前記タイヤのロール半径に対応または依存するロール半径係数を決定するように構成された間接タイヤ圧決定ユニット（１９）と、
   前記タイヤ（１１、１２、１３、１４）に加えられた垂直力に対応または依存する垂直力係数を決定するように構成されたタイヤ力決定ユニット（２１）と、
   前記間接タイヤ圧決定ユニット（１９）がそれぞれの前記ロール半径係数を提供する前記自動車のタイヤ（１１、１２、１３、１４）に関して、前記タイヤ摩耗を決定する処理ユニット（２３）と
   を備え、
   前記間接タイヤ圧決定ユニット（１９）によって提供される前記タイヤ（１１、１２、１３、１４）の前記ロール半径係数が、直接タイヤ圧決定ユニット（１７）によって提供されるそれぞれの前記タイヤの前記タイヤ圧に基づいて、および前記タイヤ力決定ユニット（２１）によって提供されるそれぞれの前記タイヤの前記垂直力係数に基づいて補償され、それにより、それぞれの前記タイヤ（１１、１２、１３、１４）に関する補償ロール半径係数を提供し、
   それぞれの前記タイヤに関する前記補償ロール半径係数が基準ロール半径係数と比較され、それにより、それぞれの前記タイヤの前記補償ロール半径係数と前記基準ロール半径係数との差が、それぞれの前記タイヤ（１１、１２、１３、１４）の前記タイヤ摩耗を提供し、
   前記直接タイヤ圧決定ユニット（１７）が、前記自動車の前記タイヤ（１１、１２、１３、１４）に割り当てられたセンサ（１８）を備え、前記直接タイヤ圧決定ユニット（１７）の前記センサが、少なくとも前記自動車の前記タイヤのタイヤ圧を測定するように構成され、
   前記タイヤ力決定ユニット（２１）が、センサ（２２）を備え、前記センサ（２２）が、前記タイヤ（１１、１２、１３、１４）の高さまたは前記タイヤが割り当てられた車軸（１５、１６）の高さを測定するように構成され、それにより、前記自動車の前記タイヤに加えられる垂直力に対応または依存する前記垂直力係数を提供する
   システム。
2. 前記直接タイヤ圧決定ユニット（１７）が、前記自動車の前記タイヤのタイヤ温度を測定するようにさらに構成され、前記処理ユニット（２３）が、前記直接タイヤ圧決定ユニット（１７）によって提供されるそれぞれの前記タイヤの前記タイヤ温度にも基づいて、前記間接タイヤ圧決定ユニット（１９）によって提供される前記タイヤの前記ロール半径係数を補償する請求項１に記載のシステム。
3. 前記直接タイヤ圧決定ユニット（１７）の前記センサ（１８）が、前記自動車の前記タイヤ（１１、１２、１３、１４）のタイヤ温度を測定するように構成される請求項２に記載のシステム。
4. 前記間接タイヤ圧決定ユニット（１９）が、相対ロール半径解析に基づいて、前記自動車（１０）のタイヤ（１１、１２、１３、１４）のサブセットに関する相対ロール半径係数を決定するように構成され、前記処理ユニット（２３）が、前記自動車のタイヤ（１１、１２、１３、１４）の前記サブセットに関してのみ相対タイヤ摩耗を決定する請求項１〜３のいずれか一項に記載のシステム。
5. 入力デバイス（３１）をさらに備え、前記入力デバイス（３１）が、ユーザインターフェースを介して前記入力デバイス（３１）と対話するユーザによって提供される入力データを受信するように構成され、前記処理ユニット（２３）が、前記入力デバイス（３１）によって受信された前記入力データに基づいて前記相対タイヤ摩耗を決定する請求項４に記載のシステム。
6. 前記処理ユニット（２３）が、前記入力デバイス（３１）によって受信された入力データに基づいて、前記基準ロール半径係数を決定する請求項４または５に記載のシステム。
7. 前記間接タイヤ圧決定ユニット（１９）が、絶対ロール半径解析に基づいて、前記自動車（１０）の全てのタイヤ（１１、１２、１３、１４）に関する絶対ロール半径係数を決定するように構成され、前記処理ユニット（２３）が、前記自動車の全てのタイヤに関する絶対タイヤ摩耗を決定する請求項１〜３のいずれか一項に記載のシステム。
8. 前記処理ユニット（２３）が、前記自動車（１０）の通常駆動モード中に、前記通常駆動モード中に測定および／または計算されたデータに基づいて前記基準ロール半径係数を決定する請求項７に記載のシステム。
9. 前記処理ユニット（２３）が、前記自動車（１０）の所定の駆動状態でのみ、好ましくは、前記自動車の側方加速度が比較的低い場合、および／または前記自動車のブレーキが非作動状態である場合、および／または前記自動車のトランスミッションシステムが非作動状態である場合、および／または前記自動車のＥＳＰユニットが非作動状態である場合にのみ、タイヤの前記タイヤ摩耗を決定する請求項１〜８のいずれか一項に記載のシステム。
10. ホイール付き自動車（１０）のタイヤ（１１、１２、１３、１４）に関するタイヤ摩耗を決定するための方法であって、
    直接タイヤ圧決定ユニット（１７）を使用して、少なくとも前記タイヤ（１１、１２、１３、１４）のタイヤ圧を測定するステップと、
    間接タイヤ圧決定ユニット（１９）を使用して、前記タイヤ（１１、１２、１３、１４）の少なくともいくつかに関して、前記タイヤ（１１、１２、１３、１４）それぞれの少なくとも長手方向ホイールスリップと正規化された牽引力を決定するロール半径解析に基づいてそれぞれの前記タイヤのロール半径に対応または依存するロール半径係数を決定するステップと、
    タイヤ力決定ユニット（２１）を使用して、前記タイヤ（１１、１２、１３、１４）に加えられる垂直力に対応または依存して垂直力係数を決定するステップと、
    前記間接タイヤ圧決定ユニット（１９）がそれぞれの前記ロール半径係数を提供する前記自動車のタイヤ（１１、１２、１３、１４）に関して、前記タイヤ摩耗を決定するステップと
    を含み、
    前記間接タイヤ圧決定ユニット（１９）によって提供される前記タイヤ（１１、１２、１３、１４）の前記ロール半径係数が、直接タイヤ圧決定ユニット（１７）によって提供されるそれぞれの前記タイヤの前記タイヤ圧に基づいて、および前記タイヤ力決定ユニット（２１）によって提供されるそれぞれの前記タイヤの前記垂直力係数に基づいて補償され、それにより、それぞれの前記タイヤ（１１、１２、１３、１４）に関する補償ロール半径係数を提供し、
    それぞれの前記タイヤに関する前記補償ロール半径係数が基準ロール半径係数と比較され、それにより、それぞれの前記タイヤの前記補償ロール半径係数と前記基準ロール半径係数との差が、それぞれの前記タイヤ（１１、１２、１３、１４）の前記タイヤ摩耗を提供し、
    前記直接タイヤ圧決定ユニット（１７）が、前記自動車の前記タイヤ（１１、１２、１３、１４）に割り当てられたセンサ（１８）を備え、前記直接タイヤ圧決定ユニット（１７）の前記センサが、少なくとも前記自動車の前記タイヤのタイヤ圧を測定するように構成され、
    前記タイヤ力決定ユニット（２１）が、センサ（２２）を備え、前記センサ（２２）が、前記タイヤ（１１、１２、１３、１４）の高さまたは前記タイヤが割り当てられた車軸（１５、１６）の高さを測定するように構成され、それにより、前記自動車の前記タイヤに加えられる垂直力に対応または依存する前記垂直力係数を提供する
    方法。
11. 前記直接タイヤ圧決定ユニット（１７）を使用して、前記自動車の前記タイヤのタイヤ温度を測定するステップをさらに含み、前記直接タイヤ圧決定ユニット（１７）によって提供されるそれぞれの前記タイヤのタイヤ温度にも基づいて、前記間接タイヤ圧決定ユニット（１９）によって提供される前記タイヤの前記ロール半径係数が補償される請求項１０に記載の方法。
12. 前記自動車（１０）のタイヤ（１１、１２、１３、１４）のサブセットに関する相対ロール半径係数の決定が相対ロール半径解析に基づいて行われ、処理ユニット（２３）が、タイヤ（１１、１２、１３、１４）の前記サブセットに関してのみ相対タイヤ摩耗を決定する請求項１０または１１に記載の方法。
13. 前記自動車（１０）の全てのタイヤ（１１、１２、１３、１４）に関する絶対ロール半径係数の決定が、絶対ロール半径解析に基づいて行われ、処理ユニット（２３）が、前記自動車の全てのタイヤ（１１、１２、１３、１４）に関する絶対タイヤ摩耗を決定する請求項１０または１１に記載の方法。
14. ホイール付き自動車（１０）のタイヤ（１１、１２、１３、１４）のタイヤ摩耗を決定するためのコンピュータプログラム製品であって、処理システムで実行されるときに請求項１０〜１３のいずれか一項に記載の方法のステップを実施するためのプログラムコードを備えるコンピュータプログラム製品。

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