Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

JP7543968B2 - Device for estimating tire wear condition - Google Patents

Device for estimating tire wear condition Download PDF

Info

Publication number
JP7543968B2
JP7543968B2 JP2021065464A JP2021065464A JP7543968B2 JP 7543968 B2 JP7543968 B2 JP 7543968B2 JP 2021065464 A JP2021065464 A JP 2021065464A JP 2021065464 A JP2021065464 A JP 2021065464A JP 7543968 B2 JP7543968 B2 JP 7543968B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
slip ratio
vehicle
slope
driving force
temperature
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2021065464A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2022160933A (en
Inventor
悠輔 前田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Rubber Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Rubber Industries Ltd filed Critical Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority to JP2021065464A priority Critical patent/JP7543968B2/en
Publication of JP2022160933A publication Critical patent/JP2022160933A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7543968B2 publication Critical patent/JP7543968B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Tires In General (AREA)

Description

本発明は、車両に装着されたタイヤの摩耗状態を推定する装置、車両が走行する路面の状態を判定する判定装置、タイヤの摩耗状態を推定する方法、路面の状態を判定する方法、タイヤの摩耗状態を推定するプログラム、及び路面の状態を判定するプログラムに関する。 The present invention relates to a device for estimating the wear state of tires mounted on a vehicle, a determination device for determining the condition of the road surface on which the vehicle travels, a method for estimating the wear state of tires, a method for determining the condition of a road surface, a program for estimating the wear state of tires, and a program for determining the condition of a road surface.

特許文献1は、路面の状態を判定できるとともに、タイヤの摩耗状態を判定する装置を開示する。特許文献1に開示の装置によれば、タイヤの車輪速度から算出されるスリップ比と、車両の加減速度との関係式の傾きを路面の判定値とし、判定値を予め定められた閾値と比較することにより路面の状態を判定する。閾値は、タイヤの無線式IDタグから読み取られたタイヤの種類に応じて、装置に予め記憶された計算式により変更される。変更された閾値と、アスファルト走行時の判定値の平均値とを比較することにより、タイヤの摩耗状態も推定する。 Patent Document 1 discloses a device that can determine the condition of the road surface as well as the wear state of tires. According to the device disclosed in Patent Document 1, the slope of the relational equation between the slip ratio calculated from the wheel speed of the tire and the acceleration/deceleration of the vehicle is used as a road surface judgment value, and the judgment value is compared with a predetermined threshold value to judge the road surface condition. The threshold value is changed by a calculation formula pre-stored in the device according to the type of tire read from the tire's wireless ID tag. The tire wear state is also estimated by comparing the changed threshold value with the average judgment value when driving on asphalt.

特開2005-138702号公報JP 2005-138702 A

特許文献1には、タイヤが摩耗すると、トレッドのスティフネスが高くなり、路面の滑り易さを判定するための判定値が小さくなることが記載されている。ここで、スティフネスは温度にも依存して変化する。しかし、特許文献1では路面の滑り易さを判定するための判定値に、温度が与える影響が考慮されていない。このため、特許文献1のように、スティフネスに依存する判定値、特にスリップ比と加減速度(駆動力)との回帰直線の傾きに基づく値を用いる制御において、温度の影響による精度悪化を招く恐れがある。 Patent Document 1 describes that as a tire wears, the stiffness of the tread increases and the judgment value for judging the slipperiness of the road surface decreases. Here, stiffness also changes depending on temperature. However, Patent Document 1 does not take into account the effect of temperature on the judgment value for judging the slipperiness of the road surface. For this reason, in control using a judgment value that depends on stiffness, as in Patent Document 1, particularly a value based on the slope of the regression line between the slip ratio and acceleration/deceleration (driving force), there is a risk of accuracy being degraded due to the effects of temperature.

本発明は、温度による影響を考慮し、タイヤの摩耗状態を精度よく推定することが可能な装置、方法及びプログラム、並びに路面の状態を精度よく判定することが可能な装置、方法及びプログラムを提供することを目的とする。 The present invention aims to provide an apparatus, method, and program that can accurately estimate the wear state of a tire while taking into account the effects of temperature, as well as an apparatus, method, and program that can accurately determine the condition of the road surface.

本発明の第1観点に係る装置は、車両に装着されたタイヤの摩耗状態を推定する装置であって、回転速度取得部と、駆動力取得部と、温度取得部と、スリップ比算出部と、傾き算出部と、傾き補正部と、推定部とを備える。回転速度取得部は、前記車両に装着されたタイヤの回転速度を順次取得する。駆動力取得部は、前記車両の駆動力を順次取得する。温度取得部は、前記車両の外部の温度を取得する。スリップ比算出部は、順次取得される前記タイヤの回転速度に基づいてスリップ比を算出する。傾き算出部は、前記スリップ比と前記駆動力との線形関係を表す回帰係数として、前記スリップ比及び前記駆動力の多数のデータセットに基づいて、前記駆動力に対する前記スリップ比の傾きを算出する。傾き補正部は、前記傾きの温度依存性を表す指標と、補正時の前記温度とに基づいて、算出された前記傾きを補正する。推定部は、補正された前記傾きに基づいて、前記タイヤの摩耗状態を推定する。 The device according to the first aspect of the present invention is a device for estimating the wear state of a tire mounted on a vehicle, and includes a rotation speed acquisition unit, a driving force acquisition unit, a temperature acquisition unit, a slip ratio calculation unit, a slope calculation unit, a slope correction unit, and an estimation unit. The rotation speed acquisition unit sequentially acquires the rotation speed of the tire mounted on the vehicle. The driving force acquisition unit sequentially acquires the driving force of the vehicle. The temperature acquisition unit acquires the temperature outside the vehicle. The slip ratio calculation unit calculates the slip ratio based on the rotation speed of the tire sequentially acquired. The slope calculation unit calculates the slope of the slip ratio with respect to the driving force based on multiple data sets of the slip ratio and the driving force as a regression coefficient representing a linear relationship between the slip ratio and the driving force. The slope correction unit corrects the calculated slope based on an index representing the temperature dependency of the slope and the temperature at the time of correction. The estimation unit estimates the wear state of the tire based on the corrected slope.

本発明の第2観点に係る装置は、車両が走行する路面の状態を判定する装置であって、回転速度取得部と、駆動力取得部と、温度取得部と、スリップ比算出部と、傾き算出部と、傾き補正部と、判定部とを備える。回転速度取得部は、前記車両に装着されたタイヤの回転速度を順次取得する。駆動力取得部は、前記車両の駆動力を順次取得する。温度取得部は、前記車両の外部の温度を取得する。スリップ比算出部は、順次取得される前記タイヤの回転速度に基づいてスリップ比を算出する。傾き算出部は、前記スリップ比と前記駆動力との線形関係を表す回帰係数として、前記スリップ比及び前記駆動力の多数のデータセットに基づいて、前記駆動力に対する前記スリップ比の傾きを算出する。傾き補正部は、前記傾きの温度依存性を表す指標と、補正時の前記温度とに基づいて、算出された前記傾きを補正する。判定部は、補正された前記傾きに基づいて、前記路面の状態を判定する。 The device according to the second aspect of the present invention is a device for determining the state of a road surface on which a vehicle travels, and includes a rotation speed acquisition unit, a driving force acquisition unit, a temperature acquisition unit, a slip ratio calculation unit, a slope calculation unit, a slope correction unit, and a judgment unit. The rotation speed acquisition unit sequentially acquires the rotation speeds of tires mounted on the vehicle. The driving force acquisition unit sequentially acquires the driving force of the vehicle. The temperature acquisition unit acquires the temperature outside the vehicle. The slip ratio calculation unit calculates a slip ratio based on the rotation speeds of the tires sequentially acquired. The slope calculation unit calculates the slope of the slip ratio with respect to the driving force based on multiple data sets of the slip ratio and the driving force as a regression coefficient representing a linear relationship between the slip ratio and the driving force. The slope correction unit corrects the calculated slope based on an index representing the temperature dependency of the slope and the temperature at the time of correction. The judgment unit judges the state of the road surface based on the corrected slope.

本発明の第3観点に係る装置は、第1観点又は第2観点に係る装置であって、前記指標は、前記温度と前記傾きとの線形関係を表す傾きである。 The device according to the third aspect of the present invention is the device according to the first or second aspect, and the index is a slope that represents a linear relationship between the temperature and the slope.

本発明の第4観点に係る装置は、第1観点から第3観点のいずれかに係る装置であって、前記車両に加わる横方向加速度を順次取得する横方向加速度取得部をさらに備える。前記スリップ比算出部は、順次取得される前記横方向加速度に応じて、順次取得される前記タイヤの前記回転速度のうち、左のタイヤの回転速度に基づき算出される前記タイヤのスリップ比である第1スリップ比と、右のタイヤの回転速度に基づき算出される前記タイヤのスリップ比である第2スリップ比と、左右のタイヤの回転速度の平均に基づき算出される前記タイヤのスリップ比である第3スリップ比とを含む群からいずれか1つを順次選択して取得する。 The device according to a fourth aspect of the present invention is a device according to any one of the first to third aspects, further comprising a lateral acceleration acquisition unit that sequentially acquires lateral acceleration applied to the vehicle. The slip ratio calculation unit sequentially selects and acquires one from a group including a first slip ratio that is the slip ratio of the tire calculated based on the rotation speed of the left tire, a second slip ratio that is the slip ratio of the tire calculated based on the rotation speed of the right tire, and a third slip ratio that is the slip ratio of the tire calculated based on the average of the rotation speeds of the left and right tires, among the rotation speeds of the tires that are sequentially acquired, according to the lateral accelerations that are sequentially acquired.

本発明の第5観点に係る装置は、第4観点に係る装置であって前記スリップ比算出部は、前記横方向加速度に応じて、前記車両の右旋回時には前記第1スリップ比を、前記車両の左旋回時には前記第2スリップ比を、前記車両の直進時には前記第3スリップ比を選択する。 The device according to the fifth aspect of the present invention is the device according to the fourth aspect, in which the slip ratio calculation unit selects the first slip ratio when the vehicle turns right, the second slip ratio when the vehicle turns left, and the third slip ratio when the vehicle travels straight, depending on the lateral acceleration.

本発明の第6観点に係る装置は、第1観点から第5観点のいずれかに係る装置であって、前記車両の旋回半径を取得する旋回半径取得部と、前記旋回半径と前記スリップ比との関係を表す第1関係情報と、補正時の前記旋回半径とに基づいて、前記スリップ比を補正する第1補正部とをさらに備える。 The device according to a sixth aspect of the present invention is a device according to any one of the first to fifth aspects, further comprising a turning radius acquisition unit that acquires a turning radius of the vehicle, first relationship information that represents a relationship between the turning radius and the slip ratio, and a first correction unit that corrects the slip ratio based on the turning radius at the time of correction.

本発明の第7観点に係る装置は、第6観点に係る装置であって、前記第1関係情報は、前記スリップ比を前記旋回半径の逆数の二次関数で表す情報である。 The device according to the seventh aspect of the present invention is the device according to the sixth aspect, in which the first relationship information is information that expresses the slip ratio as a quadratic function of the reciprocal of the turning radius.

本発明の第8観点に係る装置は、第1観点から第7観点のいずれかに係る装置であって、前記車両に加わる横方向加速度を順次取得する横方向加速度取得部と、前記横方向加速度と前記駆動力と前記スリップ比の関係を表す第2関係情報と、補正時の前記横方向加速度及び前記駆動力とに基づいて、前記スリップ比を補正する第2補正部とをさらに備える。 The device according to the eighth aspect of the present invention is a device according to any one of the first to seventh aspects, further comprising a lateral acceleration acquisition unit that sequentially acquires lateral acceleration applied to the vehicle, second relationship information that represents the relationship between the lateral acceleration, the driving force, and the slip ratio, and a second correction unit that corrects the slip ratio based on the lateral acceleration and the driving force at the time of correction.

本発明の第9観点に係る装置は、第8観点に係る装置であって、前記第2関係情報は、前記スリップ比を前記駆動力の一次関数で表し、前記駆動力に対する前記スリップ比の傾きを前記横方向加速度の二次関数で表す情報である。 The device according to the ninth aspect of the present invention is the device according to the eighth aspect, in which the second relationship information is information that expresses the slip ratio as a linear function of the driving force and expresses the slope of the slip ratio with respect to the driving force as a quadratic function of the lateral acceleration.

本発明の第10観点に係る方法は、車両に装着されたタイヤの摩耗状態を推定する方法であって、以下のことを含む。また、本発明の第12観点に係るプログラムは、車両に装着されたタイヤの摩耗状態を推定するプログラムであって、以下のことをコンピュータに実行させる。
・前記車両に装着されたタイヤの回転速度を順次取得すること。
・前記車両の駆動力を順次取得すること。
・前記車両の外部の温度を取得すること。
・順次取得される前記タイヤの回転速度に基づいてスリップ比を算出すること。
・前記スリップ比と前記駆動力との線形関係を表す回帰係数として、前記スリップ比及び前記駆動力の多数のデータセットに基づいて、前記駆動力に対する前記スリップ比の傾きを算出すること。
・前記傾きの温度依存性を表す指標と、補正時の前記温度とに基づいて、算出された前記傾きを補正すること。
・補正された前記傾きに基づいて、前記タイヤの摩耗状態を推定すること。
A method according to a tenth aspect of the present invention is a method for estimating a wear state of a tire mounted on a vehicle, and includes the following. A program according to a twelfth aspect of the present invention is a program for estimating a wear state of a tire mounted on a vehicle, and causes a computer to execute the following.
- Sequentially acquiring the rotational speeds of the tires mounted on the vehicle.
- Sequentially acquiring the driving force of the vehicle.
- Obtaining the temperature outside the vehicle.
Calculating a slip ratio based on the rotational speeds of the tires that are successively acquired.
Calculating a slope of the slip ratio with respect to the driving force based on multiple data sets of the slip ratio and the driving force as a regression coefficient representing a linear relationship between the slip ratio and the driving force.
Correcting the calculated inclination based on an index representing the temperature dependency of the inclination and the temperature at the time of correction.
- Estimating the wear state of the tire based on the corrected slope.

本発明の第11観点に係る方法は、車両が走行する路面の状態を判定する方法であって、以下のことを含む。また、本発明の第13観点に係るプログラムは、車両が走行する路面の状態を判定するプログラムであって、以下のことをコンピュータに実行させる。
・前記車両に装着されたタイヤの回転速度を順次取得すること。
・前記車両の駆動力を順次取得すること。
・前記車両の外部の温度を取得すること。
・順次取得される前記タイヤの回転速度に基づいてスリップ比を算出すること。
・前記スリップ比と前記駆動力との線形関係を表す回帰係数として、前記スリップ比及び前記駆動力の多数のデータセットに基づいて、前記駆動力に対する前記スリップ比の傾きを算出すること。
・前記傾きの温度依存性を表す指標と、補正時の前記温度とに基づいて、算出された前記傾きを補正すること。
・補正された前記傾きに基づいて、前記路面の状態を判定すること。
A method according to an eleventh aspect of the present invention is a method for determining the condition of a road surface on which a vehicle travels, and includes the following. A program according to a thirteenth aspect of the present invention is a program for determining the condition of a road surface on which a vehicle travels, and causes a computer to execute the following.
- Sequentially acquiring the rotational speeds of the tires mounted on the vehicle.
- Sequentially acquiring the driving force of the vehicle.
- Obtaining the temperature outside the vehicle.
Calculating a slip ratio based on the rotational speeds of the tires that are successively acquired.
Calculating a slope of the slip ratio with respect to the driving force based on multiple data sets of the slip ratio and the driving force as a regression coefficient representing a linear relationship between the slip ratio and the driving force.
Correcting the calculated inclination based on an index representing the temperature dependency of the inclination and the temperature at the time of correction.
- Determining the condition of the road surface based on the corrected inclination.

スリップ比と、車両の駆動力(加減速度)との関係式の傾きに基づく値は、タイヤが路面を滑り易いか否かを判定する指標として用いられる。この指標は、タイヤのドライビングスティフネスとも関係し、車両が走行する路面の滑り易さ及びタイヤの摩耗状態の程度に依存して変化する。ドライビングスティフネスは温度によっても影響を受けるため、スリップ比と車両の駆動力(加減速度)との関係式の傾きも同様に温度に依存して変化する。本発明の第1観点によれば、タイヤの摩耗状態の推定のために、温度による影響が補正された傾きに基づく値が用いられる。これにより、タイヤの摩耗状態をより精度よく推定することができる。また、本発明の第2観点によれば、路面の状態の判定のために、温度による影響が補正された傾きに基づく値が用いられる。これにより、車両が走行する路面の状態をより精度よく判定することができる。 The value based on the slope of the relational equation between the slip ratio and the driving force (acceleration/deceleration) of the vehicle is used as an index for judging whether the tire is slippery on the road surface. This index is also related to the driving stiffness of the tire, and changes depending on the slipperiness of the road surface on which the vehicle runs and the degree of tire wear. Since the driving stiffness is also affected by temperature, the slope of the relational equation between the slip ratio and the driving force (acceleration/deceleration) of the vehicle also changes depending on temperature. According to the first aspect of the present invention, a value based on the slope corrected for the effect of temperature is used to estimate the tire wear state. This makes it possible to estimate the tire wear state more accurately. According to the second aspect of the present invention, a value based on the slope corrected for the effect of temperature is used to judge the road surface state. This makes it possible to judge the road surface state on which the vehicle runs more accurately.

第1実施形態に係る推定装置としての制御ユニットが車両に搭載された様子を示す模式図。1 is a schematic diagram showing a state in which a control unit serving as an estimation device according to a first embodiment is mounted on a vehicle; 第1実施形態に係る制御ユニットの電気的構成を示すブロック図。FIG. 2 is a block diagram showing the electrical configuration of a control unit according to the first embodiment. 第1実施形態に係る摩耗状態の推定処理の流れを示すフローチャート。5 is a flowchart showing the flow of a wear state estimation process according to the first embodiment. スリップ比と車両の旋回半径との関係を表すグラフ。4 is a graph showing the relationship between the slip ratio and the turning radius of the vehicle. 駆動力に対するスリップ比の傾きと横方向加速度との関係を表すグラフ。4 is a graph showing the relationship between the slope of the slip ratio with respect to the driving force and the lateral acceleration. スリップ比と駆動力との関係を表すグラフ。4 is a graph showing the relationship between slip ratio and driving force. 実験により取得された制動力係数及びスリップ比をプロットしたグラフ。5 is a graph plotting braking force coefficient and slip ratio obtained by an experiment. 実験により取得された制動力係数及びスリップ比をプロットしたグラフ。5 is a graph plotting braking force coefficient and slip ratio obtained by an experiment. 実験により取得された駆動力及びスリップ比をプロットしたグラフ。6 is a graph plotting driving force and slip ratio obtained by an experiment. 実験により取得された駆動力及びスリップ比をプロットしたグラフ。6 is a graph plotting driving force and slip ratio obtained by an experiment. 傾きの温度依存性を表すグラフ。1 is a graph showing the temperature dependence of the slope. 傾きの温度依存性を表すグラフ。1 is a graph showing the temperature dependence of the slope. 傾きの温度依存性を表すグラフ。1 is a graph showing the temperature dependence of the slope. 傾きの温度依存性を表すグラフ。1 is a graph showing the temperature dependence of the slope. 第2実施形態に係る制御ユニットの電気的構成を示すブロック図。FIG. 11 is a block diagram showing the electrical configuration of a control unit according to a second embodiment. 第2実施形態に係る路面の状態の判定処理の流れを示すフローチャート。10 is a flowchart showing the flow of a process for determining a road surface condition according to a second embodiment. 直進時、左旋回時及び右旋回時における様々なスリップ比と駆動力との関係を表すグラフ。5 is a graph showing the relationship between various slip ratios and driving force when traveling straight, turning left, and turning right. 直進時における様々な車体速度に対する第1スリップ比及び第2スリップ比と駆動力との関係を表すグラフ。5 is a graph showing the relationship between the first slip ratio and the second slip ratio and the driving force for various vehicle speeds when traveling straight. 左旋回時における様々な車体速度に対する第1スリップ比及び第2スリップ比と駆動力との関係を表すグラフ。6 is a graph showing the relationship between the first slip ratio and the second slip ratio and the driving force for various vehicle speeds when turning left; 右旋回時における様々な車体速度に対する第1スリップ比及び第2スリップ比と駆動力との関係を表すグラフ。6 is a graph showing the relationship between the first slip ratio and the second slip ratio and the driving force for various vehicle speeds when turning right. 摩耗度合いに対する傾きの相関の強さを、補正なしと補正ありとの場合で比較するグラフ。13 is a graph comparing the strength of correlation of the slope with respect to the degree of wear without and with correction. 摩耗度合いに対する傾きの相関の強さを、補正なしと補正ありとの場合で比較するグラフ。13 is a graph comparing the strength of correlation of the slope with respect to the degree of wear without and with correction.

以下、図面を参照しつつ、本発明の幾つかの実施形態に係る装置、方法及びプログラムについて説明する。 The following describes devices, methods, and programs according to some embodiments of the present invention with reference to the drawings.

<1.第1実施形態>
<1-1.摩耗状態を推定する装置の構成>
図1は、第1実施形態に係るタイヤの摩耗状態を推定する装置(推定装置)としての制御ユニット2が車両1に搭載された様子を示す模式図である。車両1は、四輪車両であり、左前輪FL、右前輪FR、左後輪RL及び右後輪RRを備えている。車輪FL,FR,RL,RRには、それぞれ、タイヤTFL,TFR,TRL,TRRが装着されている。本実施形態に係る車両1は、フロントエンジン・フロントドライブ車(FF車)であり、前輪タイヤTFL,TFRが駆動輪タイヤであり、後輪タイヤTRL,TRRが従動輪タイヤである。
1. First embodiment
<1-1. Configuration of device for estimating wear state>
1 is a schematic diagram showing a state in which a control unit 2 as a device (estimation device) for estimating a tire wear state according to the first embodiment is mounted on a vehicle 1. The vehicle 1 is a four-wheel vehicle and has a left front wheel FL, a right front wheel FR, a left rear wheel RL, and a right rear wheel RR. Tires TFL , TFR, TRL, and TRR are mounted on the wheels FL, FR , RL , and RR, respectively. The vehicle 1 according to this embodiment is a front engine, front drive vehicle (FF vehicle), with the front tire TFL , TFR being the driving tire, and the rear tire TRL , TRR being the driven tire.

制御ユニット2は、走行中のタイヤTFL,TFR,TRL,TRRの回転速度の情報に基づいて、走行中のタイヤTFL,TFR,TRL,TRRのスリップのし易さを表すスリップ比Sを判定し、車両1の駆動力Fに対するスリップ比Sの傾きに基づいて、駆動輪タイヤであるタイヤTFL,TFRの平均摩耗状態を推定する。タイヤのトレッド部に形成されている溝は、摩耗するにつれて浅くなる。これにより、タイヤにスリップが発生しやすくなり、ひいては駆動力及び制動力の低下を招く。このような状態が深刻化することを回避するため、一般にはトレッド部の溝の深さが所定の閾値以下となったタイミングでタイヤを交換することが推奨される。制御ユニット2は、タイヤTFL,TFRの摩耗状態としてタイヤTFL,TFRの残り溝の深さの平均を推定し、タイヤ交換が推奨されるタイミングを検知し、これを車両1のドライバーに通知する。 The control unit 2 determines a slip ratio S, which indicates the tendency of the tires TFL , TFR , TRL , and TRR to slip while the vehicle is running, based on information on the rotation speeds of the tires TFL , TFR , TRL , and TRR while the vehicle is running, and estimates the average wear state of the tires TFL and TFR , which are driving wheel tires, based on the slope of the slip ratio S with respect to the driving force F of the vehicle 1. The grooves formed in the tread portion of the tire become shallower as they wear. This makes the tire more susceptible to slipping, which in turn leads to a decrease in driving force and braking force. In order to prevent such a state from becoming serious, it is generally recommended to replace the tire when the groove depth of the tread portion becomes equal to or less than a predetermined threshold value. The control unit 2 estimates the average remaining groove depth of the tires TFL and TFR as the wear state of the tires TFL and TFR , detects the timing when tire replacement is recommended, and notifies the driver of the vehicle 1 of this.

タイヤの摩耗状態の情報は、車両1のドライバーに適時にタイヤ交換を促す以外にも、様々な用途に応用することができる。タイヤの摩耗状態の情報は、例えば路面の滑り易さのモニタリング及びブレーキシステムの制御等に応用することができる。 Information on the tire wear state can be used for various purposes other than prompting the driver of vehicle 1 to change tires at the appropriate time. Information on the tire wear state can be used, for example, to monitor the slipperiness of the road surface and to control the brake system.

車両1のタイヤTFL,TFR,TRL,TRR(より正確には、車輪FL,FR,RL,RR)には、各々、車輪速センサ6が取り付けられており、車輪速センサ6は、自身の取り付けられた車輪に装着されたタイヤの回転速度(すなわち、車輪速)V1~V4を検出する。V1~V4は、それぞれ、タイヤTFL,TFR,TRL,TRRの回転速度である。車輪速センサ6としては、走行中の車輪FL,FR,RL,RRの車輪速を検出できるものであれば、どのようなものでも用いることができる。例えば、電磁ピックアップの出力信号から車輪速を測定するタイプのセンサを用いることもできるし、ダイナモのように回転を利用して発電を行い、このときの電圧から車輪速を測定するタイプのセンサを用いることもできる。車輪速センサ6の取り付け位置も、特に限定されず、車輪速の検出が可能である限り、センサの種類に応じて、適宜、選択することができる。車輪速センサ6は、制御ユニット2に通信線5を介して接続されている。車輪速センサ6で検出された回転速度V1~V4の情報は、リアルタイムに制御ユニット2に送信される。 A wheel speed sensor 6 is attached to each of the tires T FL , T FR , T RL , and T RR (more precisely, the wheels FL, FR, RL, and RR) of the vehicle 1, and the wheel speed sensor 6 detects the rotational speed (i.e., wheel speed) V1 to V4 of the tire attached to the wheel to which the wheel speed sensor 6 is attached. V1 to V4 are the rotational speeds of the tires T FL , T FR , T RL , and T RR , respectively. Any type of wheel speed sensor 6 can be used as long as it can detect the wheel speeds of the wheels FL, FR, RL, and RR while the vehicle is moving. For example, a type of sensor that measures the wheel speed from an output signal of an electromagnetic pickup can be used, or a type of sensor that generates electricity using rotation like a dynamo and measures the wheel speed from the voltage generated at that time can be used. The attachment position of the wheel speed sensor 6 is not particularly limited, and can be appropriately selected according to the type of sensor as long as it is possible to detect the wheel speed. The wheel speed sensor 6 is connected to the control unit 2 via a communication line 5. Information on the rotation speeds V1 to V4 detected by the wheel speed sensors 6 is transmitted to the control unit 2 in real time.

車両1には、車両1のホイールトルクWTを検出するトルクセンサ7が取り付けられている。トルクセンサ7としては、車両1のホイールトルクWTを検出できる限り、その構造も取り付け位置も特に限定されない。トルクセンサ7は、制御ユニット2に通信線5を介して接続されている。トルクセンサ7で検出されたホイールトルクWTの情報は、回転速度V1~V4の情報と同様、リアルタイムに制御ユニット2に送信される。 A torque sensor 7 is attached to the vehicle 1 to detect the wheel torque WT of the vehicle 1. The structure and mounting position of the torque sensor 7 are not particularly limited as long as it can detect the wheel torque WT of the vehicle 1. The torque sensor 7 is connected to the control unit 2 via a communication line 5. Information on the wheel torque WT detected by the torque sensor 7 is transmitted to the control unit 2 in real time, similar to the information on the rotational speeds V1 to V4.

また、車両1には、車両1に加わる横方向加速度γを検出する横方向加速度センサ4が取り付けられている。横方向加速度γとは、車両1の旋回時に、旋回外側に向かって車両1に作用する遠心加速度である。横方向加速度センサ4としては、横方向加速度γを検出できる限り、その構造も取り付け位置も特に限定されない。横方向加速度センサ4は、制御ユニット2に通信線5を介して接続されている。横方向加速度センサ4で検出された横方向加速度γの情報は、回転速度V1~V4及び加速度αの情報と同様、リアルタイムに制御ユニット2に送信される。 The vehicle 1 is also fitted with a lateral acceleration sensor 4 that detects the lateral acceleration γ applied to the vehicle 1. The lateral acceleration γ is the centrifugal acceleration that acts on the vehicle 1 towards the outside of the turn when the vehicle 1 turns. The structure and mounting position of the lateral acceleration sensor 4 are not particularly limited as long as it can detect the lateral acceleration γ. The lateral acceleration sensor 4 is connected to the control unit 2 via a communication line 5. Information on the lateral acceleration γ detected by the lateral acceleration sensor 4 is transmitted to the control unit 2 in real time, similar to information on the rotational speeds V1 to V4 and the acceleration α.

また、車両1には、車両1のヨーレートωを検出するヨーレートセンサ8が取り付けられている。ヨーレートωとは、車両1の旋回時の鉛直軸周りの回転角速度である。ヨーレートセンサ8としては、例えば、コリオリ力を利用してヨーレートを検出するタイプのセンサを用いることができるが、ヨーレートωを検出できる限り、その構造も取り付け位置も特に限定されない。ヨーレートセンサ8は、制御ユニット2に通信線5を介して接続されている。ヨーレートセンサ8で検出されたヨーレートωの情報は、回転速度V1~V4、加速度α及び横方向加速度γの情報と同様、リアルタイムに制御ユニット2に送信される。 The vehicle 1 is also fitted with a yaw rate sensor 8 that detects the yaw rate ω of the vehicle 1. The yaw rate ω is the rotational angular velocity around the vertical axis when the vehicle 1 turns. The yaw rate sensor 8 may be, for example, a type of sensor that detects the yaw rate using Coriolis force, but there are no particular limitations on its structure or mounting position as long as it can detect the yaw rate ω. The yaw rate sensor 8 is connected to the control unit 2 via a communication line 5. Information on the yaw rate ω detected by the yaw rate sensor 8 is transmitted to the control unit 2 in real time, similar to information on the rotational speeds V1 to V4, the acceleration α and the lateral acceleration γ.

また、車両1には、車両1の外部の温度を検出する温度センサ9が取り付けられている。温度センサ9としては、車両1の外部の温度を検出できる限り、どのようなものでも用いることができ、例えば、サーミスタを使用するもの、半導体を使用するもの、熱電対を使用するもの等を用いることができる。温度センサ9の取り付け位置は特に限定されないが、車両1のエンジンや排気の熱等による影響を受けにくい場所であることが好ましい。温度センサ9は、制御ユニット2に通信線5を介して接続されている。温度センサ9で検出された外部温度の情報は、回転速度V1~V4、ホイールトルクWT、横方向加速度γ及びヨーレートωの情報と同様、リアルタイムに制御ユニット2に送信される。 The vehicle 1 is also fitted with a temperature sensor 9 that detects the temperature outside the vehicle 1. Any type of temperature sensor can be used as the temperature sensor 9 as long as it can detect the temperature outside the vehicle 1, and examples of such sensors include those that use a thermistor, a semiconductor, or a thermocouple. The location where the temperature sensor 9 is attached is not particularly limited, but it is preferable that it is attached in a location that is unlikely to be affected by the heat of the engine or exhaust of the vehicle 1. The temperature sensor 9 is connected to the control unit 2 via a communication line 5. Information on the external temperature detected by the temperature sensor 9 is transmitted to the control unit 2 in real time, as are information on the rotational speeds V1 to V4, the wheel torque WT, the lateral acceleration γ, and the yaw rate ω.

図2は、制御ユニット2の電気的構成を示すブロック図である。制御ユニット2は、車両1に搭載されるコンピュータであり、図2に示されるとおり、I/Oインターフェース11、CPU12、ROM13、RAM14、及び不揮発性で書き換え可能な記憶装置15を備えている。I/Oインターフェース11は、車輪速センサ6、トルクセンサ7、横方向加速度センサ4、ヨーレートセンサ8、温度センサ9及び表示器3等の外部装置との通信を行うための通信装置である。ROM13には、車両1の各部の動作を制御するためのプログラム10が格納されている。CPU12は、ROM13からプログラム10を読み出して実行することにより、仮想的に回転速度取得部21、駆動力取得部22、横方向加速度取得部23、旋回半径取得部24、温度取得部25、スリップ比算出部26、関係特定部27、補正部28、傾き算出部29、傾き補正部30及び推定部31として動作する。補正部28は、本発明の第1補正部及び第2補正部の例である。各部21~31の動作の詳細は、後述する。記憶装置15は、ハードディスクやフラッシュメモリ等で構成される。なお、プログラム10の格納場所は、ROM13ではなく、記憶装置15であってもよい。RAM14及び記憶装置15は、CPU12の演算に適宜使用される。 2 is a block diagram showing the electrical configuration of the control unit 2. The control unit 2 is a computer mounted on the vehicle 1, and as shown in FIG. 2, includes an I/O interface 11, a CPU 12, a ROM 13, a RAM 14, and a non-volatile rewritable storage device 15. The I/O interface 11 is a communication device for communicating with external devices such as the wheel speed sensor 6, the torque sensor 7, the lateral acceleration sensor 4, the yaw rate sensor 8, the temperature sensor 9, and the display 3. The ROM 13 stores a program 10 for controlling the operation of each part of the vehicle 1. The CPU 12 reads out and executes the program 10 from the ROM 13, thereby virtually operating as a rotation speed acquisition unit 21, a driving force acquisition unit 22, a lateral acceleration acquisition unit 23, a turning radius acquisition unit 24, a temperature acquisition unit 25, a slip ratio calculation unit 26, a relationship identification unit 27, a correction unit 28, a tilt calculation unit 29, a tilt correction unit 30, and an estimation unit 31. Correction unit 28 is an example of the first correction unit and second correction unit of the present invention. Details of the operation of each unit 21 to 31 will be described later. Storage device 15 is composed of a hard disk, flash memory, etc. The program 10 may be stored in storage device 15 instead of ROM 13. RAM 14 and storage device 15 are used as appropriate for the calculations of CPU 12.

表示器3は、ユーザ(主として、ドライバー)に警報を含む各種情報を出力することができ、例えば、液晶表示素子、液晶モニター、プラズマディスプレイ、有機ELディスプレイ等、任意の態様で実現することができる。表示器3の取り付け位置は、適宜選択することができるが、例えば、インストルメントパネル上等、ドライバーに分かりやすい位置に設けることが好ましい。制御ユニット2がカーナビゲーションシステムに接続される場合には、カーナビゲーション用のモニターを表示器3として使用することも可能である。表示器3としてモニターが使用される場合、警報はモニター上に表示されるアイコンや文字情報とすることができる。 The display 3 can output various information, including warnings, to the user (mainly the driver), and can be realized in any form, for example, a liquid crystal display element, a liquid crystal monitor, a plasma display, an organic EL display, etc. The mounting position of the display 3 can be selected appropriately, but it is preferable to provide it in a position that is easy for the driver to see, for example, on the instrument panel. When the control unit 2 is connected to a car navigation system, it is also possible to use a monitor for the car navigation as the display 3. When a monitor is used as the display 3, the warning can be an icon or text information displayed on the monitor.

<1-2.摩耗状態の推定処理>
以下、図3を参照しつつ、車両1の駆動力Fとスリップ比Sとの回帰係数を算出し、これに基づきタイヤの摩耗の状態を推定する推定処理について説明する。この推定処理は、車両1の電気系統に電源が投入されている間、繰り返し実行されてもよいし、1日に1回といった所定の頻度で、車両1が走行している間に行われてもよい。
<1-2. Estimation of wear state>
Hereinafter, an estimation process for calculating a regression coefficient between the driving force F and the slip ratio S of the vehicle 1 and estimating the state of tire wear based on the regression coefficient will be described with reference to Fig. 3. This estimation process may be executed repeatedly while the electric system of the vehicle 1 is powered on, or may be executed at a predetermined frequency, such as once a day, while the vehicle 1 is running.

ステップS1では、回転速度取得部21が、走行中のタイヤTFL,TFR,TRL,TRRの回転速度V1~V4を取得する。回転速度取得部21は、所定のサンプリング周期における車輪速センサ6からの出力信号を受信し、これを回転速度V1~V4に換算する。 In step S1, the rotational speed acquisition unit 21 acquires the rotational speeds V1 to V4 of the tires T FL , T FR , T RL , and T RR while the vehicle is running. The rotational speed acquisition unit 21 receives output signals from the wheel speed sensors 6 at a predetermined sampling period, and converts these into rotational speeds V1 to V4.

ステップS2では、駆動力取得部22が、車両1のホイールトルクWTを取得する。駆動力取得部22は、所定のサンプリング周期におけるトルクセンサ7からの出力信号を受信し、これをホイールトルクWTに換算する。 In step S2, the driving force acquisition unit 22 acquires the wheel torque WT of the vehicle 1. The driving force acquisition unit 22 receives an output signal from the torque sensor 7 at a predetermined sampling period and converts it into the wheel torque WT.

ここで、ステップS1、S2で取得された回転速度V1~V4及びホイールトルクWTのデータが有効なデータか否かによって、処理がステップS3に移行するかどうかが判定されてもよい。有効なデータとは、後の処理で摩耗状態を精度よく推定することが可能なデータであり、有効でないデータは、摩耗状態の推定に好ましくない影響を及ぼしうるデータである。有効でないデータの例としては、例えば車両1のブレーキ作動中に取得されたデータが挙げられる。本実施形態では、ステップS1、S2で取得された回転速度V1~V4及びホイールトルクWTのデータが有効なデータと判定されるときは、処理はステップS3に移行する。一方、回転速度V1~V4及びホイールトルクWTのデータが有効なデータでないと判定されるときは、当該データが破棄され、処理はステップS1に戻る。 Here, whether the process proceeds to step S3 may be determined depending on whether the data of the rotation speeds V1 to V4 and the wheel torque WT acquired in steps S1 and S2 is valid data. Valid data is data that can accurately estimate the wear state in subsequent processing, and invalid data is data that can have an undesirable effect on the estimation of the wear state. An example of invalid data is data acquired while the brakes of the vehicle 1 are operating. In this embodiment, when the data of the rotation speeds V1 to V4 and the wheel torque WT acquired in steps S1 and S2 is determined to be valid data, the process proceeds to step S3. On the other hand, when the data of the rotation speeds V1 to V4 and the wheel torque WT is determined to be invalid data, the data is discarded and the process returns to step S1.

ステップS3では、横方向加速度取得部23が、車両1に加わる横方向加速度γを取得する。横方向加速度取得部23は、所定のサンプリング周期における横方向加速度センサ4からの出力信号を受信し、これを横方向加速度γに換算する。 In step S3, the lateral acceleration acquisition unit 23 acquires the lateral acceleration γ acting on the vehicle 1. The lateral acceleration acquisition unit 23 receives an output signal from the lateral acceleration sensor 4 at a predetermined sampling period and converts it into a lateral acceleration γ.

ステップS4では、旋回半径取得部24が、車両1のヨーレートωを取得する。旋回半径取得部24は、所定のサンプリング周期におけるヨーレートセンサ8からの出力信号を受信し、これをヨーレートωに換算する。旋回半径取得部24は、車体速度をヨーレートωで除することにより、車両1の旋回半径Rを取得する。車体速度は、従動輪の速度で近似することができるため、例えば、R=(V3+V4)/2ωとして算出することもできる。 In step S4, the turning radius acquisition unit 24 acquires the yaw rate ω of the vehicle 1. The turning radius acquisition unit 24 receives an output signal from the yaw rate sensor 8 at a predetermined sampling period and converts it into a yaw rate ω. The turning radius acquisition unit 24 acquires the turning radius R of the vehicle 1 by dividing the vehicle body speed by the yaw rate ω. The vehicle body speed can be approximated by the speed of the driven wheels, so it can also be calculated as R = (V3 + V4) / 2ω, for example.

ステップS5では、温度取得部25が、車両1の外部の温度Tを取得する。温度取得部25は、所定のサンプリング周期における温度センサ9からの出力信号を受信し、これを温度Tに換算する。 In step S5, the temperature acquisition unit 25 acquires the temperature T outside the vehicle 1. The temperature acquisition unit 25 receives an output signal from the temperature sensor 9 at a predetermined sampling period and converts it into a temperature T.

ステップS6では、駆動力取得部22が、換算されたホイールトルクWTから、車両1の駆動力Fを算出する。駆動力Fは、例えばホイールトルクWTをタイヤTFL,TFR,TRL,TRRの半径で除することにより算出することができる。 In step S6, the driving force obtaining unit 22 calculates the driving force F of the vehicle 1 from the converted wheel torque WT. The driving force F can be calculated, for example, by dividing the wheel torque WT by the radius of the tires TFL , TFR , TRL , and TRR .

ステップS7では、スリップ比算出部26が、回転速度V1~V4に基づいて、スリップ比Sを算出する。本実施形態では、スリップ比Sは、(駆動輪の速度-車体速度)/車体速度として算出され、車体速度として、従動輪の速度が用いられる。スリップ比Sは、本実施形態では、以下のとおり定義される。
S={(V1+V2)-(V3+V4)}/(V3+V4)
In step S7, the slip ratio calculation unit 26 calculates the slip ratio S based on the rotation speeds V1 to V4. In this embodiment, the slip ratio S is calculated as (speed of the driving wheels-vehicle speed)/vehicle speed, and the vehicle speed is the speed of the driven wheels. In this embodiment, the slip ratio S is defined as follows.
S={(V1+V2)-(V3+V4)}/(V3+V4)

ステップS6及びステップS7が実行された後であって、次の処理が実行される前に、ステップS6で算出された車両1の駆動力Fと、ステップS7で算出されたスリップ比Sに対し、測定誤差を除去するためのフィルタリングが行われてもよい。 After steps S6 and S7 are performed and before the next process is performed, the driving force F of the vehicle 1 calculated in step S6 and the slip ratio S calculated in step S7 may be filtered to remove measurement errors.

連続して実行されるステップS1~S7において取得される回転速度V1~V4、ホイールトルクWT、横方向加速度γ、ヨーレートω、旋回半径R、温度T、並びにスリップ比S及び駆動力Fのデータは、同時刻又は概ね同時刻に取得されたデータセットとして取り扱われ、RAM14又は記憶装置15に保存される。図3に示すとおり、ステップS1~S7は、繰り返し実行されるため、以上のデータセットは、順次取得される。ステップS7の後、このようなデータセットがN1個(N1≧2)溜まると、ステップS8及びステップS9に移行する。ステップS8及びステップS9は、一度だけ実行される。ステップS8及びステップS9が一度実行された後は、ステップS1~S7の後、ステップS10に移行する。 The data of rotational speeds V1 to V4, wheel torque WT, lateral acceleration γ, yaw rate ω, turning radius R, temperature T, slip ratio S, and driving force F acquired in steps S1 to S7, which are executed consecutively, are treated as data sets acquired at the same time or approximately the same time, and are stored in the RAM 14 or storage device 15. As shown in FIG. 3, steps S1 to S7 are executed repeatedly, so the above data sets are acquired sequentially. After step S7, when N1 such data sets (N1≧2) are accumulated, the process proceeds to steps S8 and S9. Steps S8 and S9 are executed only once. After steps S8 and S9 have been executed once, the process proceeds to step S10 after steps S1 to S7.

ステップS8では、関係特定部27が、ステップS4で算出された旋回半径Rと、ステップS7で算出されたスリップ比Sとの多数のデータセットに基づいて、旋回半径Rとスリップ比Sとの関係を表す第1関係情報を特定する。第1関係情報は、以後のスリップ比Sの補正(ステップS10)に用いられる。本実施形態では、摩耗状態は、スリップ比Sと駆動力Fとの線形関係に基づいて推定される。しかし、車両1の旋回中は、車両1が同じ状態の路面を走行している場合でも、直進時と比べてスリップ比Sと駆動力Fとの線形関係が変化するため、摩耗状態を正しく推定できなくなり得る。旋回中は、左右のタイヤに軌道差(経路差)が生じ、この軌道差の影響により、スリップ比Sが直進時から変化するからである。よって、ここでは、スリップ比Sに基づく安定した各種制御を実現するべく、スリップ比Sから、旋回中の左右の軌道差により生じる影響がキャンセルされる。 In step S8, the relationship identification unit 27 identifies first relationship information that represents the relationship between the turning radius R and the slip ratio S based on a large number of data sets of the turning radius R calculated in step S4 and the slip ratio S calculated in step S7. The first relationship information is used for the subsequent correction of the slip ratio S (step S10). In this embodiment, the wear state is estimated based on the linear relationship between the slip ratio S and the driving force F. However, when the vehicle 1 is turning, even if the vehicle 1 is running on the same road surface, the linear relationship between the slip ratio S and the driving force F changes compared to when traveling straight, so that the wear state may not be estimated correctly. This is because a trajectory difference (path difference) occurs between the left and right tires during turning, and the slip ratio S changes from when traveling straight due to the influence of this trajectory difference. Therefore, here, in order to realize various stable controls based on the slip ratio S, the influence caused by the trajectory difference between the left and right during turning is canceled from the slip ratio S.

旋回中の左右の軌道差は、旋回半径Rに依存し、旋回半径Rとスリップ比Sとの間には、一定の関係が成立する。本発明者が行った実験によれば、スリップ比Sは、図4Aに示すように、概ね旋回半径Rの逆数の二次関数で表される。ステップS8では、関係特定部27が、このような旋回半径Rとスリップ比Sとの関係を表す第1関係情報として、下式の係数a1、b1及びc1を特定する。
S=a1(1/R)2+b1(1/R)+c1
The difference between the left and right trajectories during turning depends on the turning radius R, and a certain relationship is established between the turning radius R and the slip ratio S. According to an experiment conducted by the present inventor, the slip ratio S is generally expressed as a quadratic function of the reciprocal of the turning radius R, as shown in Fig. 4A. In step S8, the relationship specifying unit 27 specifies the coefficients a1 , b1 , and c1 of the following equation as first relationship information that indicates such a relationship between the turning radius R and the slip ratio S.
S=a 1 (1/R) 2 +b 1 (1/R)+c 1

係数a1、b1及びc1は、RAM14又は記憶装置15に保存されているスリップ比S及び旋回半径Rの多数のデータセットに基づいて算出され、例えば、最小二乗法等の方法で算出される。 The coefficients a 1 , b 1 and c 1 are calculated based on a large number of data sets of the slip ratio S and turning radius R stored in the RAM 14 or the storage device 15, and are calculated by a method such as the least squares method.

なお、旋回半径Rの逆数とスリップ比Sとの関係を表す放物線の頂点は、直進時に対応し、図4に示すとおり、概ねスリップ比Sを表す縦軸に重なる。言い換えると、b1は概ね0である。よって、ここでは、下式に従って、第1関係情報として、係数a1及びc1のみを特定することもできる。
S=a1(1/R)2+c1
The apex of the parabola representing the relationship between the reciprocal of the turning radius R and the slip ratio S corresponds to the time of traveling straight, and as shown in Fig. 4, it generally overlaps with the vertical axis representing the slip ratio S. In other words, b1 is generally 0. Therefore, here, it is also possible to specify only the coefficients a1 and c1 as the first relationship information according to the following formula.
S=a 1 (1/R) 2 +c 1

ステップS9では、関係特定部27が、ステップS23で取得された横方向加速度γと、スリップ比S及び駆動力Fとの多数のデータセットに基づいて、横方向加速度γと駆動力Fとスリップ比Sとの関係を表す第2関係情報を特定する。第2関係情報も、以後のスリップ比Sの補正(ステップS11)に用いられる。上記のとおり、車両1の旋回中は、スリップ比Sと駆動力Fとの線形関係が変化するため、摩耗状態を正しく推定できなくなり得る。そして、旋回中、この線形関係は、左右の軌道差のみならず、車体の左右方向の荷重移動の影響によっても、直進時から変化する。このような荷重移動の影響によっても、スリップ比Sが直進時から変化するからである。よって、ここでは、スリップ比Sに基づく安定した各種制御を実現するべく、スリップ比Sから、旋回中の左右方向の荷重移動により生じる影響がキャンセルされる。 In step S9, the relationship determination unit 27 determines second relationship information representing the relationship between the lateral acceleration γ, the driving force F, and the slip ratio S based on multiple data sets of the lateral acceleration γ, the slip ratio S, and the driving force F acquired in step S23. The second relationship information is also used for the subsequent correction of the slip ratio S (step S11). As described above, when the vehicle 1 is turning, the linear relationship between the slip ratio S and the driving force F changes, so that the wear state may not be estimated correctly. During turning, this linear relationship changes from when the vehicle is traveling straight, not only due to the difference in the left and right trajectories, but also due to the influence of the load movement in the left and right direction of the vehicle body. This is because the slip ratio S changes from when the vehicle is traveling straight due to the influence of such load movement. Therefore, in this case, in order to realize various stable controls based on the slip ratio S, the influence caused by the load movement in the left and right direction during turning is canceled from the slip ratio S.

旋回中の左右方向の荷重移動は、横方向加速度γに依存し、横方向加速度γと、駆動力Fに対するスリップ比Sの傾きf1との間には、一定の関係が成立する。本発明者が行った実験によれば、傾きf1は、図4Bに示すように、概ね横方向加速度γの二次関数で表される。ステップS9では、関係特定部27が、このような横方向加速度γと駆動力Fとスリップ比Sとの関係を表す第2関係情報として、下式の係数a2、b2、c2及びf2を特定する。なお、f2は、駆動力Fに対するスリップ比Sの切片である。
S=f1F+f2=(a2γ2+b2γ+c2)F+f2
Load transfer in the left and right direction during cornering depends on lateral acceleration γ, and a certain relationship is established between the lateral acceleration γ and the slope f1 of the slip ratio S with respect to the driving force F. According to an experiment conducted by the present inventor, the slope f1 is generally expressed as a quadratic function of the lateral acceleration γ, as shown in FIG. 4B. In step S9, the relationship specifying unit 27 specifies the coefficients a2, b2, c2 , and f2 of the following equation as second relationship information that indicates such a relationship between the lateral acceleration γ, the driving force F , and the slip ratio S. Here, f2 is the intercept of the slip ratio S with respect to the driving force F.
S=f1F+f2=(a 2 γ 2 +b 2 γ+c 2 )F+f2

係数a2、b2、c2及びf2は、スリップ比S、駆動力F及び横方向加速度γの多数のデータセットに基づいて算出され、例えば、最小二乗法等の方法で算出される。また、横方向加速度γの範囲を任意の範囲に区切り、各範囲でスリップ比Sと駆動力Fとの一次回帰を行い、回帰係数f1及びf2を算出した後、各範囲で横方向加速度γの平均値及び傾きf1の平均値を算出し、これらの平均値に基づき、ガウスの消去法により、係数a2、b2及びc2を特定することもできる。 The coefficients a2 , b2 , c2 and f2 are calculated based on multiple data sets of the slip ratio S, driving force F and lateral acceleration γ, for example using a method such as the least squares method. Alternatively, the range of lateral acceleration γ may be divided into arbitrary ranges, linear regression of the slip ratio S and driving force F may be performed in each range to calculate the regression coefficients f1 and f2, and then the average value of the lateral acceleration γ and the average value of the slope f1 may be calculated in each range, and the coefficients a2 , b2 and c2 may be specified by Gaussian elimination based on these average values.

ステップS9が終了すると、ステップS1に戻り、再度ステップS1~S7が繰り返される。図3に示すとおり、ステップS8及びS9が一度実行され、旋回半径Rとスリップ比Sとの第1関係情報a1、b1及びc1、並びに横方向加速度γと駆動力Fとスリップ比Sとの第2関係情報a2、b2及びc2が特定された後は、ステップS1~S7が1回ずつ実行される度に、これに続いてステップS10~S13が繰り返し実行される。 3, after steps S8 and S9 have been executed once to determine the first relationship information a1 , b1 , and c1 between the turning radius R and the slip ratio S, and the second relationship information a2 , b2 , and c2 between the lateral acceleration γ, the driving force F, and the slip ratio S, steps S10 to S13 are repeatedly executed each time steps S1 to S7 are executed once.

ステップS10では、補正部28が、旋回半径Rとスリップ比Sとの関係を表す第1関係情報a1、b1及びc1と、最新のステップS4で取得された旋回半径Rとに基づいて、最新のステップS7で取得されたスリップ比Sを補正する。以上のとおり、スリップ比Sは、旋回半径Rの逆数の二次関数で表される。よって、補正部28は、下式に従って、スリップ比Sから、補正時の旋回半径Rの逆数を二乗した値に係数a1を乗じた値を減算することにより、スリップ比Sを補正する。
S=S-a1(1/R)2
なお、下式によって、スリップ比Sから、補正時の旋回半径Rの逆数に係数b1を乗じた値をさらに減算することにより、スリップ比Sを補正してもよい。
S=S-a1(1/R)2-b1(1/R)
In step S10, the correction unit 28 corrects the slip ratio S acquired in the latest step S7 based on the first relationship information a1 , b1 , and c1 that indicate the relationship between the turning radius R and the slip ratio S, and the turning radius R acquired in the latest step S4. As described above, the slip ratio S is expressed as a quadratic function of the reciprocal of the turning radius R. Therefore, the correction unit 28 corrects the slip ratio S by subtracting from the slip ratio S a value obtained by multiplying the reciprocal of the turning radius R at the time of correction by the coefficient a1 , in accordance with the following equation.
S=S-a 1 (1/R) 2
The slip ratio S may be corrected by further subtracting from the slip ratio S a value obtained by multiplying the reciprocal of the turning radius R at the time of correction by a coefficient b1 using the following formula:
S=S-a 1 (1/R) 2 -b 1 (1/R)

以上の補正式によれば、図4Aに示すとおり、実質的に(1/R)=0のときに、すなわち、直進時に換算したスリップ比Sを算出することができ、スリップ比Sから左旋回及び右旋回による軌道差の影響がキャンセルされる。 According to the above correction formula, as shown in Figure 4A, it is possible to calculate the slip ratio S when (1/R) is substantially 0, i.e., when traveling straight, and the effect of the trajectory difference due to left and right turns is cancelled from the slip ratio S.

次のステップS11では、補正部28が、横方向加速度γとスリップ比Sとの関係を表す第2関係情報a2、b2及びc2と、最新のステップS3で取得された横方向加速度γと、最新のステップS6で取得された駆動力Fとに基づいて、ステップS10で取得されたスリップ比Sをさらに補正する。以上のとおり、スリップ比Sは、傾きをf1とする駆動力Fの一次関数で表され、傾きf1は、横方向加速度γの二次関数で表される。よって、補正部28は、下式に従って、補正時の横方向加速度γを二乗した値に係数a2を乗じた値と、補正時の横方向加速度γに係数b2を乗じた値と、c2との和を算出し、当該和と補正時の駆動力Fとの積を算出し、当該積をステップS10で取得されたスリップ比Sから減算することにより、スリップ比Sをさらに補正する。
S=S-f1F=S-(a2γ2+b2γ+c2)F
In the next step S11, the correction unit 28 further corrects the slip ratio S acquired in step S10 based on the second relationship information a2 , b2 , and c2 representing the relationship between the lateral acceleration γ and the slip ratio S, the lateral acceleration γ acquired in the latest step S3, and the driving force F acquired in the latest step S6. As described above, the slip ratio S is expressed as a linear function of the driving force F with a slope of f1, and the slope f1 is expressed as a quadratic function of the lateral acceleration γ. Therefore, the correction unit 28 calculates the sum of the value obtained by multiplying the squared value of the lateral acceleration γ at the time of correction by the coefficient a2 , the value obtained by multiplying the lateral acceleration γ at the time of correction by the coefficient b2 , and c2 according to the following formula, calculates the product of the sum and the driving force F at the time of correction, and subtracts the product from the slip ratio S acquired in step S10 to further correct the slip ratio S.
S=S-f1F=S-(a 2 γ 2 +b 2 γ+c 2 )F

なお、b2も概ね0となるため、下式に従ってスリップ比Sを補正してもよい。
S=S-(a2γ2+c2)F
Since b2 is also approximately 0, the slip ratio S may be corrected according to the following formula:
S=S-(a 2 γ 2 +c 2 )F

以上の補正式によれば、直進時に換算したスリップ比Sを算出することができ、スリップ比Sから左旋回及び右旋回による左右方向の荷重移動の影響がキャンセルされる。 The above correction formula makes it possible to calculate the slip ratio S converted when traveling straight, and the effect of the load shift in the left and right direction caused by turning left and right can be cancelled from the slip ratio S.

ステップS12では、傾き算出部29が、駆動力F及び補正されたスリップ比Sの多数のデータセットに基づいて、駆動力Fとスリップ比Sとの線形関係を表す回帰係数として、駆動力Fに対するスリップ比Sの傾きf1及び切片f2を算出する。傾きf1及び切片f2は、例えば最小二乗法等により算出することができる。傾きf1及び切片f2は、駆動力F及びスリップ比Sの多数のデータセットに基づいて、逐次的に算出されてもよいし、バッチ処理により算出されてもよい。本実施形態では、好ましい例として、逐次最小二乗法が用いられる。 In step S12, the slope calculation unit 29 calculates the slope f1 and intercept f2 of the slip ratio S with respect to the driving force F as regression coefficients representing the linear relationship between the driving force F and the slip ratio S, based on multiple data sets of the driving force F and the corrected slip ratio S. The slope f1 and intercept f2 can be calculated, for example, by the least squares method. The slope f1 and intercept f2 may be calculated sequentially or by batch processing, based on multiple data sets of the driving force F and the slip ratio S. In this embodiment, the sequential least squares method is used as a preferred example.

ところで、妥当な傾きf1及び切片f2を算出するためには、所定の期間における駆動力Fのデータに一定以上のばらつきがあることが好ましい。しかし、例えば下り坂において車両1が一定速度で走行している期間のように、駆動力Fがあまり変化していない期間においてはデータセットにばらつきがあまり見られない。従って、摩耗状態の推定時である現在において、駆動力Fのばらつきが一定値以上であるか否かを判断し、ばらつきが一定値以上であると判断される場合に、傾き算出部29が傾きf1及び切片f2を算出することとしてもよい。駆動力Fのばらつきは、例えば直近の所定の期間に取得された駆動力Fの幅及び分散で判断することができ、これらがそれぞれ所定の閾値以上である場合には、ばらつきが一定値以上であると判断することができる。 In order to calculate a reasonable slope f1 and intercept f2, it is preferable that the data on the driving force F over a specified period have a certain level of variation. However, during a period in which the driving force F does not change much, such as a period in which the vehicle 1 is traveling at a constant speed downhill, there is little variation in the data set. Therefore, at the current time when the wear state is estimated, it may be determined whether the variation in the driving force F is equal to or greater than a certain value, and if it is determined that the variation is equal to or greater than the certain value, the slope calculation unit 29 may calculate the slope f1 and intercept f2. The variation in the driving force F can be determined, for example, from the width and variance of the driving force F obtained over the most recent specified period, and if these are equal to or greater than a specified threshold, it can be determined that the variation is equal to or greater than a certain value.

以後のステップでは、補正されたスリップ比Sの傾きf1に基づいて、タイヤの摩耗状態が推定される。ただし、以下で説明するように、傾きf1は、周辺温度にも依存する。このため、取得された温度Tと、基準温度T1との差分に対する傾きf1の変化の程度を示す指標が予めシミュレーション又は実験により特定され、特定された指標に基づいて、ステップS13において傾きf1が補正される。まず、スリップ比Sの傾きf1により摩耗状態を推定する原理を説明する。 In the subsequent steps, the tire wear state is estimated based on the slope f1 of the corrected slip ratio S. However, as described below, the slope f1 also depends on the ambient temperature. For this reason, an index showing the degree of change in the slope f1 relative to the difference between the acquired temperature T and the reference temperature T1 is identified in advance by simulation or experiment, and the slope f1 is corrected in step S13 based on the identified index. First, the principle of estimating the wear state from the slope f1 of the slip ratio S will be described.

一般に、路面の状態が一定であるとき、スリップ比Sと駆動力Fとの間には、図5のグラフに示すような関係が成り立つことが知られている。ただし、図5のグラフでは、横軸がスリップ比Sであり、縦軸が駆動力Fである。車両1が通常走行する環境下では、スリップ比Sは概ね0~Scの範囲を遷移する。図5から分かるように、スリップ比Sが0~Scである領域では、スリップ比Sと駆動力Fとの間に近似的な線形関係が成り立つと言ってよく、この近似的な線形関係に支配的な因子の1つとして、以下の式(1)で表されるドライビングスティフネスが知られている。
C=wkx2/2 (1)
It is generally known that when the road surface condition is constant, a relationship as shown in the graph of Fig. 5 holds between the slip ratio S and the driving force F. In the graph of Fig. 5, the horizontal axis represents the slip ratio S, and the vertical axis represents the driving force F. In an environment in which the vehicle 1 normally travels, the slip ratio S transitions generally within a range of 0 to Sc. As can be seen from Fig. 5, in the region in which the slip ratio S is 0 to Sc, it can be said that an approximate linear relationship holds between the slip ratio S and the driving force F, and the driving stiffness represented by the following formula (1) is known as one of the factors that govern this approximate linear relationship.
C=wk x l 2 /2 (1)

ここで、wはタイヤの接地幅、kxはタイヤのトレッドゴムブロックTB(以下、ブロックTBとも称する)の単位面積当たりのせん断剛性、lはタイヤの接地長である。ブロックTBは、直方体であるとする。 Here, w is the tire contact width, kx is the shear stiffness per unit area of the tire tread rubber block TB (hereinafter also referred to as block TB), and l is the tire contact length. The block TB is assumed to be a rectangular parallelepiped.

式(1)から、駆動力Fに対するスリップ比Sの傾きf1はブロックTBの単位面積当たりのせん断剛性kxが高いほど小さくなると考えられる。そこで、傾きf1が単位面積当たりのせん断剛性kxに反比例すると仮定する。一方、ブロックTBの単位面積当たりのせん断剛性kxは、摩耗が進むにつれて高くなるとされる。つまり、路面の条件が一定であれば、摩耗が進むにつれて、傾きf1が小さくなると考えられる。 From formula (1), it is considered that the slope f1 of the slip ratio S with respect to the driving force F becomes smaller as the shear stiffness kx per unit area of the block TB becomes higher. Therefore, it is assumed that the slope f1 is inversely proportional to the shear stiffness kx per unit area. On the other hand, it is considered that the shear stiffness kx per unit area of the block TB becomes higher as wear progresses. In other words, if the road surface conditions are constant, it is considered that the slope f1 becomes smaller as wear progresses.

発明者は、以上のことを裏付ける実験を行った。図6~7は、それぞれの実験結果を示すグラフである。まず、発明者は、摩耗量Wが0mm(摩耗なし)、2mm、4mm、6mmである同一種類のタイヤを用いて、タイヤのスリップ比Sに対する制動力係数μを測定した。ここで、摩耗量Wは、新品状態のタイヤの溝の深さから現在のタイヤの溝の深さを減算した量である。この測定は、それぞれのタイヤについて同一の乾いたアスファルト路面という条件下で、μ-S特性を測定する専用の実験設備を用いて行われた。その結果が図6A及び図6Bに示すグラフである。図6Bのグラフは、図6Aのグラフのスリップ比Sが0~0.1の範囲を詳細に示している。図6A及び6Bから分かるように、摩耗量Wが増えるにつれ、同じスリップ比Sに対して制動力係数μが増加した。このことにより、摩耗量Wが増えるにつれブロックTBの単位面積当たりのせん断剛性kxが高くなることが確認された。すると、上述したように、傾きf1が単位面積当たりのせん断剛性kxに反比例するため、摩耗量Wが増えるにつれ傾きf1が小さくなると考えられる。 The inventor conducted an experiment to support the above. Figures 6 to 7 are graphs showing the results of each experiment. First, the inventor measured the braking force coefficient μ for the slip ratio S of the tire using the same type of tires with wear amounts W of 0 mm (no wear), 2 mm, 4 mm, and 6 mm. Here, the wear amount W is the amount obtained by subtracting the groove depth of the current tire from the groove depth of the tire in a new state. This measurement was performed using dedicated experimental equipment for measuring the μ-S characteristics for each tire under the condition of the same dry asphalt road surface. The results are shown in the graphs of Figures 6A and 6B. The graph of Figure 6B shows in detail the range of the slip ratio S of 0 to 0.1 in the graph of Figure 6A. As can be seen from Figures 6A and 6B, as the wear amount W increases, the braking force coefficient μ increases for the same slip ratio S. This confirmed that the shear stiffness k x per unit area of the block TB increases as the wear amount W increases. Then, as described above, since the slope f1 is inversely proportional to the shear stiffness kx per unit area, it is considered that the slope f1 becomes smaller as the amount of wear W increases.

そこで、発明者は摩耗量Wが増えると傾きf1が小さくなることを裏付けるべく、更なる実験を行った。図7A及び7Bは、この実験結果を表すグラフである。実験は、車両の4輪に新品状態(W=0)のタイヤを装着して直進走行した場合と、4輪に摩耗状態のタイヤを装着して直進走行した場合とにおける傾きf1をそれぞれ算出することにより行われた。車両は同一の車両を使用し、走行した路面は同一の乾いたアスファルト路面であった。傾きf1は、車両に搭載されているセンサの出力信号を利用して、後述するステップS12と同様の手順で算出された。図7Aのグラフは、新品状態のタイヤで走行した場合の駆動力F及びスリップ比S、並びに同一種類の摩耗状態(W=6mm)のタイヤで走行した場合の駆動力F及びスリップ比Sをプロットしたものである。タイヤの新品状態及び摩耗状態のそれぞれのデータセットについて回帰係数を算出すると、摩耗状態における傾きf1は0.0183となり、新品状態における傾きf1N(=0.0269)より小さくなった。 Therefore, the inventor conducted further experiments to prove that the slope f1 becomes smaller as the wear amount W increases. Figures 7A and 7B are graphs showing the results of the experiments. The experiments were carried out by calculating the slope f1 when the vehicle was driven straight with tires in a new condition (W = 0) on all four wheels and when the vehicle was driven straight with tires in a worn condition on all four wheels. The same vehicle was used, and the road surface on which the vehicle was driven was the same dry asphalt road surface. The slope f1 was calculated using the output signal of a sensor mounted on the vehicle in the same procedure as in step S12 described later. The graph in Figure 7A plots the driving force F and slip ratio S when the vehicle was driven with tires in a new condition, and the driving force F and slip ratio S when the vehicle was driven with tires in the same type of wear condition (W = 6 mm). When the regression coefficients were calculated for the data sets of the new and worn tires, the slope f1 in the worn condition was 0.0183, which was smaller than the slope f1 N (=0.0269) in the new condition.

図7Bのグラフは、新品状態のタイヤ(図7Aとは別の種類のタイヤ)で走行した場合の駆動力F及びスリップ比S、並びに同一種類の摩耗状態(W=8mm)のタイヤで走行した場合の駆動力F及びスリップ比Sをプロットしたものである。図7Aの場合と同様に、タイヤの新品状態及び摩耗状態のそれぞれのデータセットについて回帰係数を算出すると、摩耗状態における傾きf1は0.0191となり、新品状態における傾きf1N(=0.0534)より小さくなった。 The graph in Fig. 7B plots the driving force F and slip ratio S when running on new tires (a different type of tire from that in Fig. 7A) and when running on tires of the same type of wear (W = 8 mm). As in the case of Fig. 7A, when the regression coefficients were calculated for the data sets of the new and worn tires, the slope f1 in the worn condition was 0.0191, which was smaller than the slope f1N (= 0.0534) in the new condition.

ところで、単位面積当たりのせん断剛性kxは、周辺温度による影響を受けることが分かっている。より具体的には、単位面積当たりのせん断剛性kxは、温度が高い程小さくなり、温度が低い程大きくなる。従って、タイヤが走行する路面の状態及びタイヤの摩耗量が同一である場合であっても、温度が高くなると傾きf1が大きくなり、温度が低くなると傾きf1が小さくなるものと考えられる。 Incidentally, it is known that the shear stiffness kx per unit area is affected by the ambient temperature. More specifically, the higher the temperature, the smaller the shear stiffness kx per unit area, and the lower the temperature, the larger the shear stiffness kx. Therefore, even if the condition of the road surface on which the tire runs and the amount of tire wear are the same, it is considered that the slope f1 becomes larger when the temperature is higher and the slope f1 becomes smaller when the temperature is lower.

発明者は、このことを裏付けるべく、様々な種類のタイヤTY1~TY12について傾きf1の温度依存性を計測する実験を行った。実験は、図7A及び図7Bの実験と同様、車両にタイヤを装着して走行し、車両に搭載されているセンサの出力値から傾きf1を算出することにより行われた。実験の結果を図8A~8Dのグラフに示す。それぞれのグラフの横軸は車両の温度T(℃)、縦軸は算出された傾きf1である。図8A~8Dにおいては、同一種類のタイヤについて、左側に新品状態のグラフ、右側に完全摩耗状態のグラフを示している。なお、ここでいう完全摩耗状態とは、スリップサインが現れた状態であり、溝深さが1.6mmとなった状態である。図8A~8Dから分かるように、いずれのタイヤにおいても、温度Tが低いと傾きf1が小さく、温度Tが高いと傾きf1が大きくなった。これにより、傾きf1の温度依存性は、温度T及び傾きf1のデータセットの線形回帰により良好に表現できることが分かる。 To support this, the inventors conducted an experiment to measure the temperature dependency of the slope f1 for various types of tires TY1 to TY12. The experiment was conducted by mounting the tires on a vehicle and running the vehicle, and calculating the slope f1 from the output value of a sensor mounted on the vehicle, as in the experiment in FIG. 7A and FIG. 7B. The results of the experiment are shown in the graphs of FIG. 8A to FIG. 8D. The horizontal axis of each graph is the temperature T (°C) of the vehicle, and the vertical axis is the calculated slope f1. In FIG. 8A to FIG. 8D, for the same type of tire, a graph of a new tire is shown on the left, and a graph of a completely worn tire is shown on the right. The completely worn tire is a tire in which slip signs appear and the tread depth is 1.6 mm. As can be seen from FIG. 8A to FIG. 8D, for all tires, the slope f1 was small when the temperature T was low, and the slope f1 was large when the temperature T was high. This shows that the temperature dependency of the slope f1 can be well expressed by linear regression of the data set of the temperature T and the slope f1.

以上より、タイヤの摩耗状態の推定や、路面の状態の判定等、スリップ比Sに対する駆動力Fの傾きf1を用いる制御については、傾きf1の算出精度を向上させるために、温度Tによる影響を考慮することが求められる。 In view of the above, when using control that uses the slope f1 of the driving force F relative to the slip ratio S, such as estimating the state of tire wear or determining the state of the road surface, it is necessary to take into account the effect of temperature T in order to improve the calculation accuracy of the slope f1.

再び図3を参照して、ステップS13では、傾き補正部30が、ステップS12で算出された傾きf1から温度Tの影響をキャンセルする補正を行う。本実施形態では、基準温度をT1(℃)として、以下の式に基づいて傾きf1が補正される。
f1=f1-a3×(T-T1)
3 again, in step S13, the slope correction unit 30 performs a correction to cancel the influence of the temperature T from the slope f1 calculated in step S12. In this embodiment, the reference temperature is T1 (° C.), and the slope f1 is corrected based on the following formula:
f1=f1-a 3 ×(T-T1)

係数a3は、傾きf1が温度Tに依存する程度を表す指標であり、本実施形態では、補正時の温度Tと所定の基準温度T1との差分に対し、傾きf1が変化する程度を示す正の定数である。係数a3は、基準温度T1が定まっていれば、温度T及び傾きf1の多数のデータセットに対し、回帰分析を行うことにより特定することができる。係数a3は、タイヤの種類ごとに特定され、ROM13又は記憶装置15に保存されていてもよく、傾き補正部30は、車両1に装着されているタイヤの種類の情報を取得し、当該タイヤに適した係数a3をROM13又は記憶装置15から読み出して傾きf1を補正するように構成されてもよい。あるいは、タイヤの種類に関係なく代表的な係数a3が定められ、ROM13又は記憶装置15に保存されていてもよい。 The coefficient a3 is an index showing the degree to which the slope f1 depends on the temperature T, and in this embodiment, is a positive constant showing the degree to which the slope f1 changes with respect to the difference between the temperature T at the time of correction and a predetermined reference temperature T1. If the reference temperature T1 is determined, the coefficient a3 can be determined by performing a regression analysis on a large number of data sets of the temperature T and the slope f1. The coefficient a3 may be determined for each type of tire and stored in the ROM 13 or the storage device 15, and the slope correction unit 30 may be configured to obtain information on the type of tire mounted on the vehicle 1, read the coefficient a3 suitable for the tire from the ROM 13 or the storage device 15, and correct the slope f1. Alternatively, a representative coefficient a3 may be determined regardless of the type of tire and stored in the ROM 13 or the storage device 15.

なお、基準温度T1を特に定めない場合であっても、温度T及び傾きf1の多数のデータセットに対して回帰分析を行うことにより、以下に示す回帰直線の傾きa4及び切片b4を予め決定しておき、傾き補正部30による傾き補正に用いてもよい。
f1=a4×T+b4
Incidentally, even if the reference temperature T1 is not specifically determined, a regression analysis may be performed on a large number of data sets of the temperature T and the slope f1 to determine in advance the slope a4 and intercept b4 of the regression line shown below, and these may be used for the slope correction by the slope correction unit 30.
f1 = a4 x T + b4

ステップS12で算出され、ステップS13で補正された傾きf1が、乾いたアスファルトを走行中に取得されたデータセットに由来しない場合は、傾きf1は摩耗状態の推定に使用されず、処理はステップS1に戻る。ステップS12で算出された傾きf1が、乾いたアスファルトを走行中に取得されたデータセットに由来する場合は、推定部31が、傾きf1と所定の閾値とを比較する。所定の閾値は、実験又はシミュレーションにより予め特定され、ROM13又は記憶装置15に保存されている閾値である。推定部31は、傾きf1が所定の閾値を超えているとき、タイヤの溝の深さが摩耗と判断される基準値よりも深く、摩耗状態ではないと推定する。その後、処理はステップS1に戻る。 If the slope f1 calculated in step S12 and corrected in step S13 does not originate from a data set acquired while driving on dry asphalt, the slope f1 is not used to estimate the wear state, and the process returns to step S1. If the slope f1 calculated in step S12 originates from a data set acquired while driving on dry asphalt, the estimation unit 31 compares the slope f1 with a predetermined threshold value. The predetermined threshold value is a threshold value that is specified in advance by experiment or simulation and stored in the ROM 13 or the storage device 15. When the slope f1 exceeds the predetermined threshold value, the estimation unit 31 estimates that the tire groove depth is deeper than the reference value for determining wear, and that the tire is not in a worn state. Then, the process returns to step S1.

一方、推定部31は、傾きf1が所定の閾値以下であるとき、タイヤの溝の深さが摩耗と判断される基準値よりも浅く、摩耗状態であると推定する。その後のステップS14では、推定部31がタイヤの摩耗を通知する信号を生成し、表示器3を介してドライバーに対する通知を表示させる。表示器3に表示される通知の内容は、例えばタイヤが基準値以上に摩耗していること、スリップが起きやすくなっていること、及びタイヤの交換を促すこと等を含んでいてもよい。通知の態様は特に限定されず、文字情報によるメッセージ、アイコンの点灯、グラフィックの表示等、適宜選択できる。また、車両1のスピーカーを介して、同様の内容を含む通知が音声出力されてもよい。 On the other hand, when the slope f1 is equal to or less than a predetermined threshold, the estimation unit 31 estimates that the tire groove depth is shallower than the reference value for judging wear, and that the tire is in a worn state. In the subsequent step S14, the estimation unit 31 generates a signal notifying the driver of tire wear, and displays a notification to the driver via the display unit 3. The content of the notification displayed on the display unit 3 may include, for example, that the tire has worn down beyond the reference value, that the tire is prone to slipping, and a recommendation to change the tire. The form of the notification is not particularly limited, and may be appropriately selected from a message using text information, the illumination of an icon, the display of a graphic, and the like. A notification including the same content may also be output as audio via the speaker of the vehicle 1.

<2.第2実施形態>
以下、本発明の第2実施形態に係る装置、方法及びプログラムについて説明する。第2実施形態に係る装置は、車両1が走行する路面の状態を判定する装置(判定装置)として構成される。スリップ比Sに対する駆動力Fの傾きf1は、路面の状態によっても変化するため、摩耗状態の推定と比較して短い期間における傾きf1をモニタリングすることで、車両1が走行する路面の状態を判定することが可能である。上述したように、傾きf1は車両1の外部温度にも依存する。このため、第1実施形態と同様に、傾きf1から温度による影響をキャンセルすることが、路面状態の判定の精度向上のためには重要である。以下では、第1実施形態と相違する構成及び処理手順(ステップ)について主に説明し、第1実施形態と共通する構成及びステップについては同一の符号を付して説明を省略する。
<2. Second embodiment>
Hereinafter, a device, a method, and a program according to the second embodiment of the present invention will be described. The device according to the second embodiment is configured as a device (determination device) for determining the state of the road surface on which the vehicle 1 runs. Since the slope f1 of the driving force F with respect to the slip ratio S also changes depending on the state of the road surface, it is possible to determine the state of the road surface on which the vehicle 1 runs by monitoring the slope f1 in a short period compared to the estimation of the wear state. As described above, the slope f1 also depends on the external temperature of the vehicle 1. For this reason, as in the first embodiment, it is important to cancel the influence of temperature from the slope f1 in order to improve the accuracy of the determination of the road surface state. Below, the configuration and processing procedure (steps) different from the first embodiment will be mainly described, and the configuration and steps common to the first embodiment will be assigned the same reference numerals and will not be described.

<2-1.路面の状態を判定する装置の構成>
図1は、判定装置としての制御ユニット2Aが車両1に搭載された様子を示す模式図であり、車両1、表示器3、横方向加速度センサ4、車輪速センサ6、トルクセンサ7、ヨーレートセンサ8及び温度センサ9の構成は、それぞれ第1実施形態と共通である。
2-1. Configuration of the device for determining road surface conditions
FIG. 1 is a schematic diagram showing a state in which a control unit 2A as a determination device is mounted on a vehicle 1, and the configurations of the vehicle 1, the display 3, the lateral acceleration sensor 4, the wheel speed sensor 6, the torque sensor 7, the yaw rate sensor 8 and the temperature sensor 9 are each common to the first embodiment.

図9は、制御ユニット2Aの電気的構成を示すブロック図である。制御ユニット2Aの電気的構成のほとんどは制御ユニット2の電気的構成と共通であるが、ROM13に格納されている、車両1の各部の動作を制御するためのプログラム10Aがプログラム10と異なっている。これにより、CPU12は、ROM13からプログラム10Aを読み出して実行することにより、仮想的に回転速度取得部21、駆動力取得部22、横方向加速度取得部23、旋回半径取得部24、温度取得部25、スリップ比算出部26、関係特定部27、補正部28、傾き算出部29、傾き補正部30及び判定部31Aとして動作する。各部21~30の動作は、制御ユニット2と共通である。判定部31Aの動作は、後述する。 Figure 9 is a block diagram showing the electrical configuration of control unit 2A. Most of the electrical configuration of control unit 2A is the same as that of control unit 2, but program 10A, which is stored in ROM 13 and is used to control the operation of each part of vehicle 1, is different from program 10. As a result, by reading and executing program 10A from ROM 13, CPU 12 virtually operates as rotational speed acquisition unit 21, driving force acquisition unit 22, lateral acceleration acquisition unit 23, turning radius acquisition unit 24, temperature acquisition unit 25, slip ratio calculation unit 26, relationship determination unit 27, correction unit 28, tilt calculation unit 29, tilt correction unit 30, and judgment unit 31A. The operation of each of units 21 to 30 is the same as that of control unit 2. The operation of judgment unit 31A will be described later.

<2-2.路面の状態の推定処理>
図10は、制御ユニット2Aによる路面の状態を判定する判定処理の流れを示すフローチャートである。この判定処理は、車両1の電気系統に電源が投入されている間、繰り返し実行されてもよい。
<2-2. Road surface condition estimation process>
10 is a flowchart showing the flow of a determination process for determining the road surface condition by the control unit 2A. This determination process may be repeatedly executed while the electric system of the vehicle 1 is powered on.

図10から分かるように、制御ユニット2Aによる判定処理は、傾き補正部30がステップS12で算出された傾きf1を補正するまでのステップまで、制御ユニット2による摩耗状態の推定処理と共通である。つまり、図10におけるステップS1~ステップS13は、既に説明した第1実施形態に係る推定処理のステップS1~ステップS13と同様であるため、以下ではステップS13以降の処理について説明する。 As can be seen from FIG. 10, the determination process by the control unit 2A is the same as the wear condition estimation process by the control unit 2 up to the step where the slope correction unit 30 corrects the slope f1 calculated in step S12. In other words, steps S1 to S13 in FIG. 10 are the same as steps S1 to S13 of the estimation process according to the first embodiment already described, so the process from step S13 onwards will be described below.

制御ユニット2Aによる判定処理では、ステップS13の後、ステップS15に進む。ステップS15では、判定部31Aが、補正された傾きf1と路面の判定のための所定の閾値とを比較する。所定の閾値は、実験又はシミュレーションにより予め決定され、ROM13又は記憶装置15に保存されている値であってもよい。判定部31Aは、傾きf1が所定の閾値未満であれば、路面が滑りにくい状態であると判定する。その後、処理はステップS1に戻る。一方、判定部31Aは、傾きf1が所定の閾値以上であれば、ハイドロプレーニング等が起こり易くなっており、路面が滑り易い状態であると判定する。判定部31Aによって、路面が滑り易い状態であると判定されると、処理はステップS16に進む。 In the judgment process by the control unit 2A, after step S13, the process proceeds to step S15. In step S15, the judgment unit 31A compares the corrected inclination f1 with a predetermined threshold value for judging the road surface. The predetermined threshold value may be a value determined in advance by experiment or simulation and stored in the ROM 13 or the storage device 15. If the inclination f1 is less than the predetermined threshold value, the judgment unit 31A judges that the road surface is not slippery. Thereafter, the process returns to step S1. On the other hand, if the inclination f1 is equal to or greater than the predetermined threshold value, the judgment unit 31A judges that hydroplaning or the like is likely to occur and that the road surface is slippery. If the judgment unit 31A judges that the road surface is slippery, the process proceeds to step S16.

ステップS16では、判定部31Aが、路面が滑り易い状態であることを警報する信号を生成し、表示器3を介してドライバーに対する警報を表示させる。通知の態様は特に限定されず、文字情報によるメッセージ、アイコンの点灯、グラフィックの表示等、適宜選択できる。また、車両1のスピーカーを介して、同様の内容を含む通知が音声出力されてもよい。さらに、判定部31Aは、傾きf1に応じて滑り易さを示す指標を算出し、これを制御ユニット2A上で実行されている各種制御のプロセスに受け渡す。ここでいう制御の例としては、車両の走行時のブレーキ制御や車間距離の制御等が挙げられる。 In step S16, the determination unit 31A generates a signal to warn that the road surface is slippery, and displays the warning to the driver via the display 3. The form of the notification is not particularly limited, and can be appropriately selected from a text message, an icon light, a graphic display, and the like. A notification containing similar content may also be output as audio via the speaker of the vehicle 1. Furthermore, the determination unit 31A calculates an index indicating the slipperiness according to the inclination f1, and passes this to various control processes executed on the control unit 2A. Examples of the control referred to here include brake control and vehicle distance control while the vehicle is traveling.

<3.変形例>
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、種々の変更が可能である。例えば、以下の変更が可能である。また、以下の変形例の要旨は、適宜組み合わせることができる。
3. Modifications
Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications are possible without departing from the spirit of the present invention. For example, the following modifications are possible. In addition, the gist of the following modifications can be combined as appropriate.

<3-1>
上記実施形態に係るタイヤの摩耗状態の推定及び路面状態の判定は、後輪駆動車にも適用することができるし、四輪駆動車にも適用することもできる。さらに、同機能は、四輪車両に限られず、三輪車両又は六輪車両などにも適宜、適用することができる。上記実施形態に係るタイヤの摩耗状態の推定が後輪駆動車に適用される場合、駆動輪である後輪に装着されたタイヤの平均の摩耗量が推定される。
<3-1>
The tire wear state estimation and road surface state determination according to the above embodiment can be applied to rear-wheel drive vehicles and four-wheel drive vehicles. Furthermore, the same function is not limited to four-wheel vehicles, but can also be appropriately applied to three-wheel vehicles or six-wheel vehicles. When the tire wear state estimation according to the above embodiment is applied to a rear-wheel drive vehicle, the average amount of wear of the tires mounted on the rear wheels, which are the driving wheels, is estimated.

<3-2>
車両1の横方向加速度γの取得方法は、上記実施形態で説明されたものに限定されない。例えば、ヨーレートセンサ8からのヨーレートω及び回転速度V1~V4の情報からも、横方向加速度γを取得することができる。
<3-2>
The method of acquiring the lateral acceleration γ of the vehicle 1 is not limited to the method described in the above embodiment. For example, the lateral acceleration γ can also be acquired from information on the yaw rate ω and the rotational speeds V1 to V4 from the yaw rate sensor 8.

<3-3>
上記実施形態において、スリップ比Sや旋回半径R等の算出に使用される車体速度の算出方法は、上記実施形態で説明されたものに限定されない。例えば、車両1に取り付けられている加速度センサにより取得される加速度αを積分した値を車体速度として、スリップ比Sや旋回半径R等を算出してもよい。また、車両1に通信接続されているGPS等の衛星測位システムの測位信号から車体速度を算出し、スリップ比Sや旋回半径R等の算出に用いてもよい。
<3-3>
In the above embodiment, the method of calculating the vehicle speed used to calculate the slip ratio S, turning radius R, etc. is not limited to that described in the above embodiment. For example, the slip ratio S, turning radius R, etc. may be calculated by integrating the acceleration α acquired by an acceleration sensor attached to the vehicle 1 as the vehicle speed. In addition, the vehicle speed may be calculated from a positioning signal of a satellite positioning system such as GPS that is communicatively connected to the vehicle 1, and used to calculate the slip ratio S, turning radius R, etc.

<3-4>
駆動力Fの取得方法は、上記実施形態で説明されたものに限られない。例えば、駆動力Fは、車両1に取り付けられている加速度センサの出力値から導出することもできるし、車両1のエンジンの制御装置から取得されるエンジントルク及びエンジンの回転数から導出することもできるし、タイヤの回転速度V1~V4から導出することもできる。
<3-4>
The method of acquiring the driving force F is not limited to that described in the above embodiment. For example, the driving force F can be derived from the output value of an acceleration sensor attached to the vehicle 1, or from the engine torque and engine speed acquired from a control device of the engine of the vehicle 1, or from the tire rotation speeds V1 to V4.

<3-5>
スリップ比Sから車両の旋回中に生じる荷重移動の影響をキャンセル方法するとしては、関係情報a2、b2及びc2と、横方向加速度γと、駆動力Fに基づいてスリップ比Sを補正する方法に代えて、横方向加速度γに応じて、スリップ比Sを以下の式(3)~(5)のいずれかに基づいて算出する方法を用いることもできる。式(3)は、左のタイヤの回転速度のみに基づいてスリップ比Sを算出する式であり、式(4)は、右のタイヤの回転速度のみに基づいてスリップ比Sを算出する式であり、式(5)は、左右のタイヤの回転速度の平均に基づいてスリップ比Sを算出する式である。
S=(V1-V3)/V3 (3)
S=(V2-V4)/V4 (4)
S={(V1+V2)-(V3+V4)}/(V3+V4) (5)
以下、説明の便宜上、式(3)により算出されたスリップ比Sを第1スリップ比S、式(4)により算出されたスリップ比Sを第2スリップ比S、式(5)により算出されたスリップ比Sを第3スリップ比Sと称する。
<3-5>
As a method for canceling the effect of load transfer occurring during turning of the vehicle from the slip ratio S, instead of correcting the slip ratio S based on the relationship information a2 , b2 , and c2 , the lateral acceleration γ, and the driving force F, it is also possible to use a method of calculating the slip ratio S based on any of the following equations (3) to (5) according to the lateral acceleration γ. Equation (3) is an equation for calculating the slip ratio S based only on the rotational speed of the left tire, equation (4) is an equation for calculating the slip ratio S based only on the rotational speed of the right tire, and equation (5) is an equation for calculating the slip ratio S based on the average of the rotational speeds of the left and right tires.
S=(V1-V3)/V3 (3)
S=(V2-V4)/V4 (4)
S={(V1+V2)-(V3+V4)}/(V3+V4) (5)
Hereinafter, for ease of explanation, the slip ratio S calculated using equation (3) will be referred to as the first slip ratio S, the slip ratio S calculated using equation (4) will be referred to as the second slip ratio S, and the slip ratio S calculated using equation (5) will be referred to as the third slip ratio S.

スリップ比算出部26は、横方向加速度取得部23によって取得された最新の横方向加速度γに応じて、式(3)~(5)のいずれかを選択し、選択した式に基づいて第1~第3スリップ比Sのいずれかを算出することができる。より具体的には、スリップ比算出部26は、車両1の右旋回時には第1スリップ比Sを、車両1の左旋回時には第2スリップ比Sを、車両1の直進時には第3スリップ比Sを、それぞれ算出することができる。このとき、例えばーA≦γ≦Aのとき直進時であり、γ<ーAのとき右旋回時であり、A<γのとき左旋回時であると判断することができる。Aは、予め定められている正の値をとる閾値である。 The slip ratio calculation unit 26 can select one of the formulas (3) to (5) according to the latest lateral acceleration γ acquired by the lateral acceleration acquisition unit 23, and calculate one of the first to third slip ratios S based on the selected formula. More specifically, the slip ratio calculation unit 26 can calculate the first slip ratio S when the vehicle 1 turns right, the second slip ratio S when the vehicle 1 turns left, and the third slip ratio S when the vehicle 1 travels straight. At this time, it can be determined that the vehicle is traveling straight when -A≦γ≦A, that the vehicle is turning right when γ<-A, and that the vehicle is turning left when A<γ. A is a threshold value that takes a predetermined positive value.

図11は、直進時、より横方向加速度γの大きさが小さい左旋回時、より横方向加速度γの大きさが大きい左旋回時、より横方向加速度γの大きさが小さい右旋回時、及びより横方向加速度γの大きさが大きい右旋回時における、3種類のスリップ比Sと駆動力Fとの線形関係を示すグラフである。また、図12A~図12Cは、実際の車両を走行させたときの計測データに基づき、スリップ比Sと駆動力Fとの関係をプロットしたグラフであり、縦軸がスリップ比、横軸が駆動力Fである。図12Aは、直進時の第1スリップ比及び第2スリップ比と駆動力Fとの関係を示しており、図12Bは、左旋回時の第1スリップ比及び第2スリップ比と駆動力Fとの関係を示しており、図12Cは、右旋回時の第1スリップ比及び第2スリップ比と駆動力Fとの関係を示している。いずれのグラフにおいても、右上に駆動力Fに対するスリップ比Sの傾きf1の値が示されている。図12A~図12Cでは、車両1の車体速度毎にグラフが描画されている。なお、横方向加速度γの大きさは、車体速度の二乗に比例するため、車体速度が大きくなる程、すなわち、各図において下方のグラフ程、横方向加速度γの大きさが大きい。 Figure 11 is a graph showing the linear relationship between three types of slip ratios S and driving force F when going straight, when turning left with a smaller magnitude of lateral acceleration γ, when turning left with a larger magnitude of lateral acceleration γ, when turning right with a smaller magnitude of lateral acceleration γ, and when turning right with a larger magnitude of lateral acceleration γ. Also, Figures 12A to 12C are graphs plotting the relationship between slip ratio S and driving force F based on measurement data when an actual vehicle is driven, with the vertical axis representing slip ratio and the horizontal axis representing driving force F. Figure 12A shows the relationship between the first and second slip ratios and driving force F when going straight, Figure 12B shows the relationship between the first and second slip ratios and driving force F when turning left, and Figure 12C shows the relationship between the first and second slip ratios and driving force F when turning right. In each graph, the value of the slope f1 of the slip ratio S with respect to the driving force F is shown in the upper right corner. In Figures 12A to 12C, a graph is drawn for each vehicle speed of the vehicle 1. Note that since the magnitude of the lateral acceleration γ is proportional to the square of the vehicle speed, the magnitude of the lateral acceleration γ increases as the vehicle speed increases, i.e., the graphs are lower in each figure.

車両1の旋回中、旋回内側においては、遠心力により相対的に荷重が減少し、相対的にタイヤのスリップが増加する一方、旋回外側においては、相対的に荷重が増加するため、相対的にタイヤのスリップが減少する。また、この現象に付随し、図11及び図12A~図12Cに示されるように、車両1の駆動力Fに対するスリップ比Sの傾きf1は、旋回内側においては横方向加速度γの大きさが大きくなる程大きくなるが、旋回外側においては値が収束し、概ね一定になることが分かる。よって、左旋回時においては、右のタイヤの回転速度に基づく第2スリップ比Sが、最も傾きf1を小さな値に収束させ、右旋回時においては、左のタイヤの回転速度に基づく第1スリップ比Sが、最も傾きf1を小さな値に収束させる。直進時はいずれのスリップ比Sによっても、傾きf1に大きな差異は見られない。このため、直進時のスリップ比として、第3スリップ比ではなく、第1スリップ比又は第2スリップ比のいずれかを選択するようにしてもよい。 During the turning of the vehicle 1, on the inside of the turn, the load is relatively reduced due to centrifugal force, and the tire slip is relatively increased, while on the outside of the turn, the load is relatively increased, and the tire slip is relatively decreased. In addition, as shown in Figures 11 and 12A to 12C, the slope f1 of the slip ratio S with respect to the driving force F of the vehicle 1 increases as the magnitude of the lateral acceleration γ increases on the inside of the turn, but on the outside of the turn, the value converges and becomes roughly constant. Therefore, when turning left, the second slip ratio S based on the rotational speed of the right tire converges the slope f1 to the smallest value, and when turning right, the first slip ratio S based on the rotational speed of the left tire converges the slope f1 to the smallest value. When traveling straight, there is no significant difference in the slope f1 regardless of the slip ratio S. For this reason, the slip ratio when traveling straight may be selected to be either the first slip ratio or the second slip ratio, rather than the third slip ratio.

<3-6>
上述の方法により、横方向加速度γに応じて算出された第1~第3スリップ比Sは、上記実施形態に係る推定処理及び判定処理のステップS10で実行されるスリップ比Sの補正処理によってさらに補正されてもよい。つまり、上述の方法により横方向加速度γに応じて算出された第1~第3スリップ比Sを傾きf1の算出に使用してもよく、第1~第3スリップ比Sをさらに旋回半径Rとの関係情報に基づいて補正したものを傾きf1の算出に使用してもよい。
<3-6>
The first to third slip ratios S calculated according to the lateral acceleration γ by the above-mentioned method may be further corrected by a correction process for the slip ratio S executed in step S10 of the estimation process and determination process according to the above-mentioned embodiment. In other words, the first to third slip ratios S calculated according to the lateral acceleration γ by the above-mentioned method may be used to calculate the slope f1, or the first to third slip ratios S may be further corrected based on relationship information with the turning radius R and used to calculate the slope f1.

<3-7>
上記実施形態に係る推定処理及び判定処理では、旋回半径Rによるスリップ比Sの補正及び横方向加速度γと駆動力Fとによるスリップ比Sの補正のうち、少なくとも一方が省略されてもよい。つまり、ステップS8及びステップS10ならびにステップS9及びステップS11のうち、少なくとも一方が省略されてもよい。スリップ比Sについて旋回による影響の補正を行わない場合は、車両1の旋回時のデータセットを選別し、推定処理及び判定処理に使用しないようにしてもよい。また、ステップS1~S7を実行する順序は上記実施形態の順序に限られず、適宜変更されてもよい。
<3-7>
In the estimation process and the determination process according to the above embodiment, at least one of the correction of the slip ratio S based on the turning radius R and the correction of the slip ratio S based on the lateral acceleration γ and the driving force F may be omitted. That is, at least one of steps S8 and S10 and steps S9 and S11 may be omitted. When the slip ratio S is not corrected for the effect of turning, a data set when the vehicle 1 is turning may be selected so as not to be used in the estimation process and the determination process. Furthermore, the order of executing steps S1 to S7 is not limited to that of the above embodiment and may be changed as appropriate.

<3-8>
上記実施形態では、関係情報は、車両の走行時に特定されたが、関係情報を予め導出しておき、スリップ比Sの補正時にこれを参照するようにしてもよい。また、傾きf1を補正するための係数a3は、車両1の走行中に取得された温度Tと傾きf1との多数のデータセットに基づいて、車両1の走行中に特定されてもよい。
<3-8>
In the above embodiment, the relationship information is identified while the vehicle is running, but the relationship information may be derived in advance and referred to when correcting the slip ratio S. Furthermore, the coefficient a3 for correcting the slope f1 may be identified while the vehicle 1 is running, based on a large number of data sets of the temperature T and the slope f1 acquired while the vehicle 1 is running.

<3-9>
上記実施形態に係る推定処理では、摩耗状態を判定するための傾きf1の閾値に代えて、摩耗量W(又は溝の残り深さ)と傾きf1との回帰式を特定する係数がROM13又は記憶装置15に保存されていてもよい。回帰式は、例えば直線の式であってもよい。回帰式を特定する係数は、摩耗量W(又は溝の残り深さ)と傾きf1との多数のデータセットに基づいて、予め実験又はシミュレーションにより算出することができる。推定部31は、ROM13又は記憶装置15に保存されている回帰式に基づいて、傾きf1から摩耗量W(又は溝の残り深さ)を推定してもよい。
<3-9>
In the estimation process according to the above embodiment, instead of a threshold value of the slope f1 for determining the wear state, a coefficient specifying a regression equation between the wear amount W (or the remaining groove depth) and the slope f1 may be stored in the ROM 13 or the storage device 15. The regression equation may be, for example, a linear equation. The coefficient specifying the regression equation may be calculated in advance by experiment or simulation based on a large number of data sets of the wear amount W (or the remaining groove depth) and the slope f1. The estimation unit 31 may estimate the wear amount W (or the remaining groove depth) from the slope f1 based on the regression equation stored in the ROM 13 or the storage device 15.

<4.評価>
図8A~8Dのグラフにプロットされた温度T及び傾きf1(温度補正前)のデータセットから、グラフごとに傾きf1を温度Tで補正する係数a3を算出した。算出された係数a3のうち、最大の値と最小の値との平均値を代表的な係数a3と決定した。この係数a3と基準温度T1とを用いて傾きf1を補正した場合と、傾きf1を補正しなかった場合とで、実測されたタイヤの溝の残り深さ(残溝)に対して傾きf1がどのように変化するか、種類の異なるタイヤTY13~TY17ごとに比較した。なお、これに限定されないが、ここでは基準温度T1を20℃とした。結果のグラフを図13A及び13Bに示す。それぞれのグラフの横軸は残溝、縦軸は傾きf1である。
4. Evaluation
From the data set of temperature T and slope f1 (before temperature correction) plotted on the graphs of Figures 8A to 8D, a coefficient a3 for correcting the slope f1 with temperature T for each graph was calculated. The average value of the maximum and minimum values of the calculated coefficients a3 was determined as a representative coefficient a3 . The change in slope f1 with respect to the remaining depth (remaining groove) of the tire groove measured when the slope f1 was corrected using this coefficient a3 and the reference temperature T1 was compared for each of different types of tires TY13 to TY17. Note that, although not limited thereto, the reference temperature T1 was set to 20°C here. The graphs of the results are shown in Figures 13A and 13B. The horizontal axis of each graph is the remaining groove, and the vertical axis is the slope f1.

図13A及び13Bに示すように、タイヤTY13~TY17において、温度補正を行った場合の方が、温度補正を行わなかった場合と比べて相関係数R2が大きくなり、タイヤの溝の残り深さと傾きf1との線形関係がより強くなる結果となった。これにより、温度の影響が補正されたスリップ比Sに対する傾きf1の方が、路面とタイヤとの滑り易さをより正確に反映することが分かった。この温度補正による傾きf1を路面状態の判定や摩耗状態の推定の制御に活用することにより、路面状態の判定の精度や摩耗状態の推定の精度がより向上することが期待される。 13A and 13B, for tires TY13 to TY17, the correlation coefficient R2 was larger when temperature correction was performed than when temperature correction was not performed, and the linear relationship between the remaining tire groove depth and the slope f1 was stronger. This shows that the slope f1 for the slip ratio S corrected for the effect of temperature more accurately reflects the ease of slipping between the road surface and the tire. By utilizing the slope f1 resulting from temperature correction in determining the road surface condition and controlling the estimation of the wear state, it is expected that the accuracy of determining the road surface condition and the accuracy of estimating the wear state will be further improved.

1 車両
2 制御ユニット(推定装置)
2A 制御ユニット(判定装置)
3 表示器
4 横方向加速度センサ
6 車輪速センサ
7 加速度センサ
8 ヨーレートセンサ
9 温度センサ
10 プログラム
10A プログラム
21 回転速度取得部
22 駆動力取得部
23 横方向加速度取得部
24 旋回半径取得部
25 温度取得部
26 スリップ比算出部
27 関係特定部
28 補正部(第1補正部、第2補正部)
29 傾き算出部
30 傾き補正部
31 推定部
31A 判定部
FL 左前輪
FR 右前輪
RL 左後輪
RR 右後輪
V1~V4 タイヤの回転速度
1 Vehicle 2 Control unit (estimation device)
2A Control unit (judgment device)
3 Display 4 Lateral acceleration sensor 6 Wheel speed sensor 7 Acceleration sensor 8 Yaw rate sensor 9 Temperature sensor 10 Program 10A Program 21 Rotational speed acquisition unit 22 Driving force acquisition unit 23 Lateral acceleration acquisition unit 24 Turning radius acquisition unit 25 Temperature acquisition unit 26 Slip ratio calculation unit 27 Relationship determination unit 28 Correction unit (first correction unit, second correction unit)
29 Inclination calculation unit 30 Inclination correction unit 31 Estimation unit 31A Determination unit FL Left front wheel FR Right front wheel RL Left rear wheel RR Right rear wheel V1 to V4 Tire rotation speed

Claims (13)

車両に装着されたタイヤの摩耗状態を推定する装置であって、
前記車両に装着されたタイヤの回転速度を順次取得する回転速度取得部と、
前記車両の駆動力を順次取得する駆動力取得部と、
前記車両の外部の温度を取得する温度取得部と、
順次取得される前記タイヤの回転速度に基づいてスリップ比を算出するスリップ比算出部と、
前記スリップ比と前記駆動力との線形関係を表す回帰係数として、前記スリップ比及び前記駆動力の多数のデータセットに基づいて、前記駆動力に対する前記スリップ比の傾きを算出する傾き算出部と、
前記傾きの温度依存性を表す指標と、補正時の前記温度とに基づいて、算出された前記傾きを補正する傾き補正部と、
補正された前記傾きに基づいて、前記タイヤの摩耗状態を推定する推定部と
を備える、
装置。
A device for estimating a wear state of a tire mounted on a vehicle, comprising:
A rotation speed acquisition unit that sequentially acquires the rotation speeds of tires mounted on the vehicle;
a driving force acquisition unit that sequentially acquires driving forces of the vehicle;
a temperature acquisition unit that acquires a temperature outside the vehicle;
a slip ratio calculation unit that calculates a slip ratio based on the rotational speeds of the tires that are sequentially acquired;
a gradient calculation unit that calculates a gradient of the slip ratio with respect to the driving force based on a large number of data sets of the slip ratio and the driving force as a regression coefficient that represents a linear relationship between the slip ratio and the driving force;
a slope correction unit that corrects the calculated slope based on an index representing the temperature dependency of the slope and the temperature at the time of correction;
and an estimation unit that estimates a wear state of the tire based on the corrected inclination.
Device.
車両が走行する路面の状態を判定する装置であって、
前記車両に装着されたタイヤの回転速度を順次取得する回転速度取得部と、
前記車両の駆動力を順次取得する駆動力取得部と、
前記車両の外部の温度を取得する温度取得部と、
順次取得される前記タイヤの回転速度に基づいてスリップ比を算出するスリップ比算出部と、
前記スリップ比と前記駆動力との線形関係を表す回帰係数として、前記スリップ比及び前記駆動力の多数のデータセットに基づいて、前記駆動力に対する前記スリップ比の傾きを算出する傾き算出部と、
前記傾きの温度依存性を表す指標と、補正時の前記温度とに基づいて、算出された前記傾きを補正する傾き補正部と、
補正された前記傾きに基づいて、前記路面の状態を判定する判定部と
を備える、
装置。
A device for determining a condition of a road surface on which a vehicle is traveling, comprising:
A rotation speed acquisition unit that sequentially acquires the rotation speeds of tires mounted on the vehicle;
a driving force acquisition unit that sequentially acquires driving forces of the vehicle;
a temperature acquisition unit that acquires a temperature outside the vehicle;
a slip ratio calculation unit that calculates a slip ratio based on the rotational speeds of the tires that are sequentially acquired;
a gradient calculation unit that calculates a gradient of the slip ratio with respect to the driving force based on a large number of data sets of the slip ratio and the driving force as a regression coefficient that represents a linear relationship between the slip ratio and the driving force;
a slope correction unit that corrects the calculated slope based on an index representing the temperature dependency of the slope and the temperature at the time of correction;
and a determination unit that determines a state of the road surface based on the corrected inclination.
Device.
前記指標は、前記温度と前記傾きとの線形関係を表す傾きである、
請求項1又は2に記載の装置。
The index is a slope that represents a linear relationship between the temperature and the slope.
3. Apparatus according to claim 1 or 2.
前記車両に加わる横方向加速度を順次取得する横方向加速度取得部
をさらに備え、
前記スリップ比算出部は、順次取得される前記横方向加速度に応じて、順次取得される前記タイヤの前記回転速度のうち、左のタイヤの回転速度に基づき算出される前記タイヤのスリップ比である第1スリップ比と、右のタイヤの回転速度に基づき算出される前記タイヤのスリップ比である第2スリップ比と、左右のタイヤの回転速度の平均に基づき算出される前記タイヤのスリップ比である第3スリップ比とを含む群からいずれか1つを順次選択して取得する、
請求項1から3のいずれかに記載の装置。
A lateral acceleration acquisition unit is further provided for sequentially acquiring lateral acceleration applied to the vehicle,
the slip ratio calculation unit sequentially selects and acquires, in response to the sequentially acquired lateral acceleration, one from a group including a first slip ratio which is the slip ratio of the tire calculated based on the rotational speed of a left tire, a second slip ratio which is the slip ratio of the tire calculated based on the rotational speed of a right tire, and a third slip ratio which is the slip ratio of the tire calculated based on an average of the rotational speeds of the left and right tires among the sequentially acquired rotational speeds of the tires;
4. Apparatus according to any one of claims 1 to 3.
前記スリップ比算出部は、前記横方向加速度に応じて、前記車両の右旋回時には前記第1スリップ比を、前記車両の左旋回時には前記第2スリップ比を、前記車両の直進時には前記第3スリップ比を選択する、
請求項4に記載の装置。
the slip ratio calculation unit selects, in response to the lateral acceleration, the first slip ratio when the vehicle is turning right, the second slip ratio when the vehicle is turning left, and the third slip ratio when the vehicle is traveling straight.
5. The apparatus of claim 4.
前記車両の旋回半径を取得する旋回半径取得部と、
前記旋回半径と前記スリップ比との関係を表す第1関係情報と、補正時の前記旋回半径とに基づいて、前記スリップ比を補正する第1補正部と
をさらに備える、
請求項1から5のいずれかに記載の装置。
a turning radius acquisition unit that acquires a turning radius of the vehicle;
a first correction unit that corrects the slip ratio based on first relationship information that indicates a relationship between the turning radius and the slip ratio and the turning radius at the time of correction,
6. Apparatus according to any one of claims 1 to 5.
前記第1関係情報は、前記スリップ比を前記旋回半径の逆数の二次関数で表す情報である、
請求項6に記載の装置。
The first relationship information is information expressing the slip ratio as a quadratic function of the reciprocal of the turning radius.
7. The apparatus of claim 6.
前記車両に加わる横方向加速度を順次取得する横方向加速度取得部と、
前記横方向加速度と前記駆動力と前記スリップ比の関係を表す第2関係情報と、補正時の前記横方向加速度及び前記駆動力とに基づいて、前記スリップ比を補正する第2補正部と
をさらに備える、
請求項1から7のいずれかに記載の装置。
a lateral acceleration acquisition unit that sequentially acquires lateral acceleration applied to the vehicle;
a second correction unit that corrects the slip ratio based on second relationship information that indicates a relationship between the lateral acceleration, the driving force, and the slip ratio, and the lateral acceleration and the driving force at the time of correction,
8. Apparatus according to any one of claims 1 to 7.
前記第2関係情報は、前記スリップ比を前記駆動力の一次関数で表し、前記駆動力に対する前記スリップ比の傾きを前記横方向加速度の二次関数で表す情報である、
請求項8に記載の装置。
The second relationship information is information that expresses the slip ratio as a linear function of the driving force, and expresses a slope of the slip ratio with respect to the driving force as a quadratic function of the lateral acceleration.
9. The apparatus of claim 8.
車両に装着されたタイヤの摩耗状態を推定する方法であって、
前記車両に装着されたタイヤの回転速度を順次取得することと、
前記車両の駆動力を順次取得することと、
前記車両の外部の温度を取得することと、
順次取得される前記タイヤの回転速度に基づいてスリップ比を算出することと、
前記スリップ比と前記駆動力との線形関係を表す回帰係数として、前記スリップ比及び前記駆動力の多数のデータセットに基づいて、前記駆動力に対する前記スリップ比の傾きを算出することと、
前記傾きの温度依存性を表す指標と、補正時の前記温度とに基づいて、算出された前記傾きを補正することと、
補正された前記傾きに基づいて、前記タイヤの摩耗状態を推定することと、
を含む、
方法。
A method for estimating a wear state of a tire mounted on a vehicle, comprising the steps of:
Sequentially acquiring rotational speeds of tires mounted on the vehicle;
Sequentially acquiring driving forces of the vehicle;
obtaining a temperature outside the vehicle;
Calculating a slip ratio based on the rotational speeds of the tires that are sequentially acquired;
Calculating a slope of the slip ratio with respect to the driving force based on multiple data sets of the slip ratio and the driving force as a regression coefficient representing a linear relationship between the slip ratio and the driving force;
correcting the calculated slope based on an index representing temperature dependency of the slope and the temperature at the time of correction;
estimating a wear state of the tire based on the corrected slope; and
Including,
method.
車両が走行する路面の状態を判定する方法であって、
前記車両に装着されたタイヤの回転速度を順次取得することと、
前記車両の駆動力を順次取得することと、
前記車両の外部の温度を取得することと、
順次取得される前記タイヤの回転速度に基づいてスリップ比を算出することと、
前記スリップ比と前記駆動力との線形関係を表す回帰係数として、前記スリップ比及び前記駆動力の多数のデータセットに基づいて、前記駆動力に対する前記スリップ比の傾きを算出することと、
前記傾きの温度依存性を表す指標と、補正時の前記温度とに基づいて、算出された前記傾きを補正することと、
補正された前記傾きに基づいて、前記路面の状態を判定することと
を含む、
方法。
1. A method for determining a condition of a road surface on which a vehicle is traveling, comprising:
Sequentially acquiring rotational speeds of tires mounted on the vehicle;
Sequentially acquiring driving forces of the vehicle;
Obtaining a temperature outside the vehicle;
Calculating a slip ratio based on the rotational speeds of the tires that are sequentially acquired;
Calculating a slope of the slip ratio with respect to the driving force based on multiple data sets of the slip ratio and the driving force as a regression coefficient representing a linear relationship between the slip ratio and the driving force;
correcting the calculated slope based on an index representing temperature dependency of the slope and the temperature at the time of correction;
and determining a state of the road surface based on the corrected inclination.
method.
車両に装着されたタイヤの摩耗状態を推定するプログラムであって、
前記車両に装着されたタイヤの回転速度を順次取得することと、
前記車両の駆動力を順次取得することと、
前記車両の外部の温度を取得することと、
順次取得される前記タイヤの回転速度に基づいてスリップ比を算出することと、
前記スリップ比と前記駆動力との線形関係を表す回帰係数として、前記スリップ比及び前記駆動力の多数のデータセットに基づいて、前記駆動力に対する前記スリップ比の傾きを算出することと、
前記傾きの温度依存性を表す指標と、補正時の前記温度とに基づいて、算出された前記傾きを補正することと、
補正された前記傾きに基づいて、前記タイヤの摩耗状態を推定することと、
をコンピュータに実行させる、
プログラム。
A program for estimating a wear state of a tire mounted on a vehicle, comprising:
Sequentially acquiring rotational speeds of tires mounted on the vehicle;
Sequentially acquiring driving forces of the vehicle;
Obtaining a temperature outside the vehicle;
Calculating a slip ratio based on the rotational speeds of the tires that are sequentially acquired;
Calculating a slope of the slip ratio with respect to the driving force based on multiple data sets of the slip ratio and the driving force as a regression coefficient representing a linear relationship between the slip ratio and the driving force;
correcting the calculated slope based on an index representing temperature dependency of the slope and the temperature at the time of correction;
estimating a wear state of the tire based on the corrected slope; and
to cause a computer to execute
program.
車両が走行する路面の状態を判定するプログラムであって、
前記車両に装着されたタイヤの回転速度を順次取得することと、
前記車両の駆動力を順次取得することと、
前記車両の外部の温度を取得することと、
順次取得される前記タイヤの回転速度に基づいてスリップ比を算出することと、
前記スリップ比と前記駆動力との線形関係を表す回帰係数として、前記スリップ比及び前記駆動力の多数のデータセットに基づいて、前記駆動力に対する前記スリップ比の傾きを算出することと、
前記傾きの温度依存性を表す指標と、補正時の前記温度とに基づいて、算出された前記傾きを補正することと、
補正された前記傾きに基づいて、前記路面の状態を判定することと
をコンピュータに実行させる、
プログラム。
A program for determining a condition of a road surface on which a vehicle is traveling,
Sequentially acquiring rotational speeds of tires mounted on the vehicle;
Sequentially acquiring driving forces of the vehicle;
obtaining a temperature outside the vehicle;
Calculating a slip ratio based on the rotational speeds of the tires that are sequentially acquired;
Calculating a slope of the slip ratio with respect to the driving force based on multiple data sets of the slip ratio and the driving force as a regression coefficient representing a linear relationship between the slip ratio and the driving force;
correcting the calculated slope based on an index representing temperature dependency of the slope and the temperature at the time of correction;
and determining a condition of the road surface based on the corrected inclination.
program.
JP2021065464A 2021-04-07 2021-04-07 Device for estimating tire wear condition Active JP7543968B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021065464A JP7543968B2 (en) 2021-04-07 2021-04-07 Device for estimating tire wear condition

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021065464A JP7543968B2 (en) 2021-04-07 2021-04-07 Device for estimating tire wear condition

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2022160933A JP2022160933A (en) 2022-10-20
JP7543968B2 true JP7543968B2 (en) 2024-09-03

Family

ID=83657962

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021065464A Active JP7543968B2 (en) 2021-04-07 2021-04-07 Device for estimating tire wear condition

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7543968B2 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001255140A (en) 2000-03-10 2001-09-21 Toyota Motor Corp Slip angle arithmetic device for car body
JP2001287518A (en) 2000-04-05 2001-10-16 Toyota Central Res & Dev Lab Inc Tire parameter estimating device and road surface determination device
JP2005125812A (en) 2003-10-21 2005-05-19 Fuji Heavy Ind Ltd Device and method for determining road surface
JP2005138702A (en) 2003-11-06 2005-06-02 Sumitomo Rubber Ind Ltd Method, device and program for determining road surface state
US20170113499A1 (en) 2015-10-21 2017-04-27 The Goodyear Tire & Rubber Company Method of tire state estimation through wheel speed signal feature extraction

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001255140A (en) 2000-03-10 2001-09-21 Toyota Motor Corp Slip angle arithmetic device for car body
JP2001287518A (en) 2000-04-05 2001-10-16 Toyota Central Res & Dev Lab Inc Tire parameter estimating device and road surface determination device
JP2005125812A (en) 2003-10-21 2005-05-19 Fuji Heavy Ind Ltd Device and method for determining road surface
JP2005138702A (en) 2003-11-06 2005-06-02 Sumitomo Rubber Ind Ltd Method, device and program for determining road surface state
US20170113499A1 (en) 2015-10-21 2017-04-27 The Goodyear Tire & Rubber Company Method of tire state estimation through wheel speed signal feature extraction

Also Published As

Publication number Publication date
JP2022160933A (en) 2022-10-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7563169B2 (en) Tire wear condition estimation device
JP3150893B2 (en) Tire identification method and device
CN111315593B (en) Method, control device and system for determining the profile depth of a tire profile
EP2955078A1 (en) Tire classfication
CN110182214B (en) Method and system for estimating tire-road friction prior to safety system engagement
US20090319129A1 (en) Motor vehicle driver assisting method
CN111132878B (en) Friction estimation
JP7543968B2 (en) Device for estimating tire wear condition
EP3431313B1 (en) Tire rotation speed correction apparatus
JP7434909B2 (en) Road surface condition determination device, determination method, and determination program
JP5251278B2 (en) Tire wear state estimation method and apparatus
JP2002274357A (en) Road surface condition discriminating device and method and discriminating program for road surface condition
JP4582920B2 (en) Tire wear state detecting device and method, and tire wear judging program
JP7063162B2 (en) Tire speed compensator, method and program
JP7103010B2 (en) Road surface condition judgment device, method and program
JP7434910B2 (en) Road surface condition determination device, determination method, and determination program
JP7396054B2 (en) Tire slip ratio determination device, determination method, and determination program
JP7396053B2 (en) Tire slip ratio determination device, determination method, and determination program; road surface condition determination device, determination method, and determination program
JP5705051B2 (en) Road surface state estimation method and road surface state estimation device
JP2023163712A (en) Tire abrasion state estimation device
JP2020011651A (en) Correction device, method and program for rotational speed of tire
JP2019190959A (en) Tire change determination device
JP2002181669A (en) Tire distinguishing device and method
US20240175679A1 (en) Estimation apparatus for water film thickness on road surface
JP2024122031A (en) Tire pressure drop detection device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20240226

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20240723

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20240724

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20240805

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7543968

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150