JP5241556B2 - Road surface condition estimation device - Google Patents
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Description
本発明は、タイヤの内側に設けられ、タイヤ内の音を測定するタイヤ内音測定手段と、タイヤ内音測定手段からの音測定信号に基づいて路面状態を推定する演算を行う演算手段と、を具えた路面状態推定装置に関する。 The present invention is provided on the inner side of the tire, a tire internal sound measuring means for measuring the sound in the tire, an arithmetic means for performing an operation for estimating a road surface state based on a sound measurement signal from the tire internal sound measuring means, It is related with the road surface state estimation apparatus provided with.
走行中の車両が接地している路面の状態をリアルタイムに検知することは極めて有意義であり、この情報を運転者に伝えることにより走行時の安全性を向上させ、また、路面状態を知ることによりアンチロックブレーキシステムを効果的に作動させることができる等の効果を生み出すことができる。路面状態を検知する方法として、スリップ率を測定しそことから求められる摩擦係数に基づく方法も提案されているが、求められた摩擦係数は、特にスリップ率が小さなときには信頼性が極めて低いため、路面の推定がうまく行えないという問題があり、その対応策として、路面によってタイヤ内の音が変化することを利用して、タイヤ内の音を測定し、この測定音を、予め登録されている各路面状態に対応する基準音と比較(より具体的には、測定音と基準音との、予め定められた周波数領域の音の強度を比較)し判定することによって、路面状態を推定する方法が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。 It is extremely meaningful to detect in real time the condition of the road surface on which the traveling vehicle is in contact with the ground. By conveying this information to the driver, safety during driving is improved, and by knowing the road surface condition. It is possible to produce an effect that the antilock brake system can be effectively operated. As a method of detecting the road surface condition, a method based on a friction coefficient obtained by measuring a slip ratio has been proposed, but the obtained friction coefficient is extremely low reliability especially when the slip ratio is small. As a countermeasure, the sound in the tire is measured by using the fact that the sound in the tire changes depending on the road surface. A method for estimating the road surface state by comparing with a reference sound corresponding to the road surface state (more specifically, comparing the intensity of sound in a predetermined frequency region between the measurement sound and the reference sound) and determining. It has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、特許文献1に開示された路面状態の推定方法においては、第一に、音は車両の走行速度に大きく依存して変化するはずなのに、車両の走行速度を無視して、それらの音を比較していること、第二に、比較の方法として、1つの周波数領域に限定してそれらを比較しており、設定された周波数領域では同程度の強度を示していても、別の周波数領域では強度が全く異なっていることがあり、その結果、この推定方法も、その推定精度において殆ど実用的なものには成り得なかった。 However, in the road surface state estimation method disclosed in Patent Document 1, first, the sound should change greatly depending on the traveling speed of the vehicle. Compared, secondly, as a comparison method, they are limited to one frequency region and compared, and even if the set frequency region shows the same level of strength, another frequency region However, the intensity may be completely different. As a result, this estimation method could hardly be practical in terms of the estimation accuracy.
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、タイヤ内の音を測定するタイヤ内音測定手段音測定信号に基づいて、路面状態の推定を高精度に行えることのできる路面状態推定装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such problems, and a road surface capable of estimating a road surface state with high accuracy on the basis of a sound measurement signal in a tire sound measuring means for measuring sound in the tire. An object is to provide a state estimation device.
<1>は、車両速度を測定する車両速度測定手段と、タイヤの内側に設けられ、タイヤ内の音を測定するタイヤ内音測定手段と、タイヤ内音測定手段からの音測定信号に基づいて路面状態を推定する演算を行う演算手段と、を具えた路面状態推定装置において、
予め定められたI個の路面状態と、予め定められたJ個の車両速度領域とを組み合わせたI x J個の条件下で車両を走行させて得られた音測定信号のそれぞれから、予め定められたK個の周波数帯域に対する強度もしくはそれに相関する物理量Pとして得られたI x J x K個の基準特性値P0ijk(i=1,2,・・・・,I, j=1,2,・・・・,J, k=1,2,・・・・,K)を格納する記憶部を具え、
前記演算手段は、車両走行下で、タイヤ内音検出手段からの音測定信号と、車両速度測定手段からの車両速度信号とをリアルタイムに入力し、車両速度信号に基づいて音測定信号入力時の車両速度領域Vnを前記J個の車両速度領域の中から推定するとともに、音測定信号からK個の各周波数帯域Fkに対する強度もしくはそれに相関する前記物理量Pを、音測定信号入力時の車両速度領域Vnに対応する測定特性値P1nkとして算出し、これらのK個の測定特性値P1nkと、車両速度領域Vnに属するI個の路面状態のそれぞれに対応するK個の基準特性値P0ink(i=1,2,・・・・,I, k=1,2,・・・・,K)と、を比較することにより、前記音測定信号測定時に走行していた路面の路面状態を推定し、
前記K個の測定特性値P1 nk と、車両速度領域V n に属するI個の路面状態のそれぞれに対応するK個の基準特性値P0 ink とを比較するに際し、K個の測定特性値P1 nk を、K次元空間における点Q n (P1 n1 , P1 n2 , ・・・・, P1 nK )で表し、車両速度領域V n に属し、i番目の路面状態に対応するK個の基準特性値P0 in を、K次元空間における点Q in (P0 in1 , P0 in2 , ・・・・, P0 inK )で表して、点Q n とI個の点Q in との距離D i を式(1)に基づいてそれぞれ算出してこれらを比較し、これらのI個の距離のうちもっとも近い距離に対応する路面状態を、前記音測定信号測定時に走行していた路面の路面状態として推定する路面状態推定装置である。
<1> is based on a vehicle speed measuring means for measuring the vehicle speed, a tire internal sound measuring means for measuring a sound in the tire provided inside the tire, and a sound measurement signal from the tire internal sound measuring means. In a road surface state estimation device comprising: a calculation means for performing a calculation for estimating a road surface state;
Predetermined from each of the sound measurement signals obtained by running the vehicle under I x J conditions combining the predetermined I road surface conditions and the predetermined J vehicle speed regions. I x J x K reference characteristic values P0 ijk (i = 1, 2,..., I, j = 1, 2) obtained as intensities or physical quantities P correlated to the K frequency bands ,..., J, k = 1, 2,...
The calculation means inputs a sound measurement signal from the tire internal sound detection means and a vehicle speed signal from the vehicle speed measurement means in real time while the vehicle is running, and when the sound measurement signal is input based on the vehicle speed signal. The vehicle speed region V n is estimated from the J vehicle speed regions, and the intensity of each of the K frequency bands F k from the sound measurement signal or the physical quantity P correlated therewith is input to the vehicle when the sound measurement signal is input. calculated as the measured characteristic values P1 nk corresponding to the velocity region V n, these and the K measured characteristic values P1 nk, the K reference characteristics corresponding to each of the I-number of road conditions belonging to the vehicle speed range V n By comparing the values P0 ink (i = 1, 2,..., I, k = 1, 2,..., K), the road surface traveling at the time of the sound measurement signal measurement Estimate the road surface condition ,
Upon comparing the with the K measured characteristic values P1 nk, and the K reference characteristic value P0 ink corresponding to each of the I-number of road conditions belonging to the vehicle speed range V n, the K measured characteristic values P1 nk Is represented by a point Q n (P1 n1 , P1 n2 ,..., P1 nK ) in the K-dimensional space , belongs to the vehicle speed region V n, and K reference characteristic values P0 corresponding to the i-th road surface state in is represented by a point Q in (P0 in1 , P0 in2 ,..., P0 inK ) in the K-dimensional space, and the distance D i between the point Q n and the I points Q in is expressed by Equation (1). A road surface state estimating device that estimates the road surface state corresponding to the closest distance among these I distances as the road surface state of the road surface that was traveling at the time of the sound measurement signal measurement It is.
<1>によれば、測定特性値P1nkを、音測定時の車両速度の属する車両速度領域Vnの基準特性値P0inkに対して比較しており、すなわち、同一車両速度を合わせた上で、測定音と基準音とを比較しており、また、測定特性値P1nkと基準特性値P0inkとの比較において、複数個の周波数領域において総合的に比較しており、これらのことによって、路面状態の推定を精度の高いものとすることができる。 According to <1>, the measured characteristic values P1 nk, is compared to a reference characteristic value P0 ink vehicle speed range V n Field of the vehicle speed during the sound measurement, i.e., on the combined identical vehicle speed Therefore, the measured sound and the reference sound are compared, and in the comparison between the measured characteristic value P1 nk and the reference characteristic value P0 ink , a comprehensive comparison is made in a plurality of frequency regions. The road surface state can be estimated with high accuracy.
また、<1>によれば、測定特性値P1nkと基準特性値P0inkとの比較において、それらをK次元空間における点に対応させたときのそれらの点間の距離の大小で、測定特性値がどの路面状態の基準特性値にもっとも近いかを判定するので、極めて高い精度で、路面状態を推定することができる。 Also, according to < 1 >, in the comparison between the measurement characteristic value P1 nk and the reference characteristic value P0 ink , the distance between these points when they are made to correspond to the points in the K-dimensional space Since it is determined which road surface condition is closest to the reference characteristic value, the road surface state can be estimated with extremely high accuracy.
本発明の実施形態について図に基づいて説明する。図1は、本発明に係る実施形態の路面状態推定装置の構成を示すブロック線図である。路面状態推定装置10は、車両速度を測定する車両速度測定手段1と、タイヤ20の内側に設けられ、タイヤ内20の音を測定するタイヤ内音測定手段2と、タイヤ内音測定手段2からの音測定信号に基づいて路面状態を推定するための演算を行う演算手段3と、予め定められた値のデータを格納する記憶部4とを具える。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a road surface state estimating device according to an embodiment of the present invention. The road surface
車両測定手段1は、例えば、各車輪に設けられた周知の車輪回転速度センサ11a、11bと、車輪回転速度センサ11a、11bから得られた車輪速度を基に車両の平均速度を算出して車両速度信号を生成する車速演算部12とで構成することができ、車速演算部12は、例えば、演算手段3、および、記憶部4とともに、車両全体を制御する制御部5の中に設けられる。車速演算部12からの車両速度信号は、所定のサンプリングタイムでリアルタイムに演算手段3に入力される。
The vehicle measuring means 1 calculates the average speed of the vehicle based on the wheel speeds obtained from the well-known
また、タイヤ内音測定手段2は、これを、例えば、タイヤ20の内面に貼り付けられ、もしくは、リムに取り付けられた発信アンテナ付のマイクロフォンモジュールで構成することができ、この場合、タイヤ内音測定手段2からは、所定のサンプリングタイムで音測定信号が発信され、この信号は、タイヤの近くの車体側に設けられた受信アンテナ13で受信されて、演算手段3に入力される。
Further, the tire internal sound measuring means 2 can be constituted by, for example, a microphone module with a transmitting antenna attached to the inner surface of the
本発明は、タイヤ内音測定手段2で測定された音測定信号から特性値を算出し、この測定特性値を、予め路面状態ごとに採取され保存されている基準特性値と照合し、測定特性値にもっとも近い基準特性値に対応する路面状態を、測定推定値に対応する路面状態であるとして推定する方法の1つであるが、その特長は、第一に、測定特性値をほぼ同じ車両速度の条件下で採取された基準特性値に対して比較する点であり、このことによって、車両速度条件が推定されていない基準特性値と比較する場合に対比して、高い信頼性をもって路面状態を推定することができ、第二に、測定特性値と基準特性値とを比較する際の特性値として、音測定信号から複数の周波数成分を抽出し、それぞれの成分に基づいたものを用いていることであり、このことによって、単一の周波数成分に基づいた特性値同士を比較する場合に対して一層高い信頼性をもって路面状態を推定することが可能となる。 In the present invention, a characteristic value is calculated from the sound measurement signal measured by the tire internal sound measuring means 2, and the measured characteristic value is collated with a reference characteristic value that is previously collected and stored for each road surface state, This is one of the methods for estimating the road surface state corresponding to the reference characteristic value closest to the value as the road surface state corresponding to the measured estimated value. It is a point to compare against the reference characteristic value collected under speed conditions, and this makes it possible to compare the road surface condition with high reliability compared with the case of comparing with the reference characteristic value for which the vehicle speed condition is not estimated. Secondly, as a characteristic value when comparing the measured characteristic value and the reference characteristic value, a plurality of frequency components are extracted from the sound measurement signal, and those based on each component are used. Is that this And makes it possible to estimate the road surface condition with a higher reliability for the case of comparing the characteristic value with each other based on a single frequency component.
演算手段3の処理についてより具体的に説明する。演算手段3は、期間Tにわたって、所定のサンプリングタイムで連続的に入力される音測定信号Xn(m)の路面状態を推定する処理を1回行うものとし、図2は、演算手段3の1回の処理を示す概念図である。期間Tとしては、例えば、タイヤ1回転分をとり、m(m=1,2,3,・・・・)は、この期間内におけるサンプリングポイントである。 The processing of the calculation means 3 will be described more specifically. The calculation means 3 performs the process of estimating the road surface state of the sound measurement signal X n (m) that is continuously input at a predetermined sampling time over a period T, and FIG. It is a conceptual diagram which shows 1 process. As the period T, for example, one rotation of the tire is taken, and m (m = 1, 2, 3,...) Is a sampling point within this period.
上記に説明したように、本発明に特徴の1つは、測定特性値とほぼ同じ車両速度の条件下で採取された基準特性値と比較する点であり、このため、演算手段3は、1回の路面状態推定処理について、この処理に対応する期間Tにおける車両の速度を知る必要があり、期間T内の1もしくは複数のサンプリングポイントにおける車両速度信号を入力し、この信号に基づいて、そのサンプリングポイントにおける車両速度が、予め定められたJ個の車両速度領域Vj(j=1,2,3,・・・,J)のいずれに属するかを推定する処理を行う。 As described above, one of the features of the present invention is that it is compared with the reference characteristic value collected under the condition of the vehicle speed that is substantially the same as the measured characteristic value. It is necessary to know the speed of the vehicle in the period T corresponding to this process for each road surface state estimation process. The vehicle speed signal at one or more sampling points in the period T is input, and based on this signal, A process of estimating which of the J vehicle speed regions Vj (j = 1, 2, 3,..., J) that the vehicle speed at the sampling point belongs to is performed.
ここで、J個の車両速度領域としては、例えば、1番目の速度領域を10km/h未満、2番目の速度領域を10km/h以上20km/h未満、・・・・・、J番目の速度領域を(J-1)*10km/h以上J*10km/h未満というように設定することができる。以下の説明においては、路面状態を推定する処理に対応する車両速度領域はVnであったとする。(車両速度領域はVnを推定する上記の説明は、図2には図示せず) Here, as the J vehicle speed range, for example, the first speed range is less than 10 km / h, the second speed range is 10 km / h or more and less than 20 km / h, ... The area can be set to be (J-1) * 10 km / h or more and less than J * 10 km / h. In the following description, the vehicle speed region corresponding to the processing for estimating the road surface condition is assumed to be V n. (The above description for estimating the vehicle speed region V n is not shown in FIG. 2)
図2に示すように、入力した音測定信号Xn(m)は、予め定められたK個のバンドフィルタfk(z-1)(k=1,2,3,・・・・,K)によって各周波数帯域成分Ynk(m)が抽出される。ここで、サフィックスnは、この音測定信号を採取された時点に対応する車両速度領域がVnであることを意味し、また、サフィックスkは、周波数帯域を区別するための符号である。バンドフィルタfk(z-1)としては、K=4として、以下の周波数帯域Fkのものを例示することができる。
バンドフィルタf1(z-1)の周波数帯域F1:中心周波数31.5Hz、1/3オクターブ幅、
バンドフィルタf2(z-1)の周波数帯域F2:中心周波数125Hz、1/3オクターブ幅、
バンドフィルタf3(z-1)の周波数帯域F3:中心周波数250Hz、1/3オクターブ幅、
バンドフィルタf4(z-1)の周波数帯域F4:中心周波数3150Hz、1/3オクターブ幅
As shown in FIG. 2, the input sound measurement signal X n (m) is a predetermined number of K band filters f k (z −1 ) (k = 1, 2, 3,..., K ), Each frequency band component Y nk (m) is extracted. Here, the suffix n means that the vehicle speed region corresponding to the time when the sound measurement signal is sampled is V n , and the suffix k is a code for distinguishing the frequency band. Examples of the band filter f k (z −1 ) include the following frequency band F k with K = 4.
Frequency band F 1 of band filter f 1 (z -1 ): center frequency 31.5 Hz, 1/3 octave width,
Frequency band F 2 of band filter f 2 (z −1 ): center frequency 125 Hz, 1/3 octave width,
Frequency band F 3 of band filter f 3 (z -1 ): center frequency 250 Hz, 1/3 octave width,
Frequency band F 4 of band filter f 4 (z -1 ): Center frequency 3150Hz, 1/3 octave width
音測定信号Xn (m)の各周波数帯域成分Ynk(m)は、時間や、タイヤの位置、路面の微細な変化によるバラツキを抑えるために平均化処理を行う。平均化の処理としては、例えば、式(2)、(3)、(4)に示すように、期間Tにわたる二乗平均化しさらにこれを移動平均化するとよい。
Each frequency band component Y nk (m) of the sound measurement signal X n (m) is averaged in order to suppress variations due to minute changes in time, tire position, and road surface. As the averaging process, for example, as shown in equations (2), (3), and (4), it is preferable to perform a square average over a period T and further perform a moving average.
ここで、上記平均化は、タイヤ5〜10回転分に対応する期間Tについて行うのが好ましく、期間Tがタイヤ5回転分に対応する期間より小さいと、期間T内のYnk(m)のサンプリングポイントによるバラツキを十分抑えることがむつかしい。一方、期間Tを10回転分に対応する長さより長くすると路面の変化した時の推定がむつかしくなる。また、期間Tを、例えば、タイヤ10周分とした場合、タイヤ10周分に対応する期間Tはタイヤの回転速度によって異なるが、別途設けられている車速測定手段1の車輪回転速度センサ11aの情報を用いて補正することによってこの期間Tを、各処理の都度ほぼ正確に設定することができる。
Here, the averaging is preferably performed for the period T corresponding to 5 to 10 rotations of the tire. If the period T is smaller than the period corresponding to the 5 rotations of the tire, Y nk (m) within the period T It is difficult to sufficiently suppress variations due to sampling points. On the other hand, if the period T is longer than the length corresponding to 10 revolutions, it becomes difficult to estimate when the road surface changes. Further, when the period T is, for example, 10 laps of the tire, the period T corresponding to 10 laps of the tire varies depending on the rotation speed of the tire, but the wheel
以上の平均化処理によって算出されたZavenk(T)は、先に説明した、車両速度領域Vnに対応するK個の測定特性値P1nkであり、演算手段3は、図2に示すように、平均化処理のあと、これらの測定特性値P1nkを、予め設定された、車両速度領域Vnに属するI個の路面状態の対応するK個の基準特性値P0ink(i=1,2,・・・・,I, k=1,2,・・・・,K)に対して比較する比較演算処理を行う。 Zave nk (T) calculated by the above averaging process is the K measurement characteristic values P1 nk corresponding to the vehicle speed region V n described above, and the calculation means 3 is as shown in FIG. to, after the averaging processing, these measurements characteristic values P1 nk, preset, K pieces of the reference characteristic value P0 ink a corresponding I-number of road conditions belonging to the vehicle speed range V n (i = 1, 2,..., I, k = 1, 2,.
基準特性値P0ijk(i=1,2,・・・・,I, j=1,2,・・・・,J,k=1,2,・・・・,K)は、図3に示すような演算を行うことによって得られるZave ijk (T)で表すことができる。すなわち、基準特性値P0ijk求めるには、予め定められたI個の路面状態のうち、i番目の路面状態の路面を、速度が車両速度領域Vjとなるようににして、車両を走行させ、そのとき、タイヤ内音測定手段2からの音測定信号Xij(m)から、前記のK個のバンドフィルタfk(z-1)(k=1,2,3,・・・・,K)によって各周波数帯域成分Yijk(m)を抽出する。 Reference characteristic values P0 ijk (i = 1, 2,..., I, j = 1, 2,..., J, k = 1, 2,..., K) are shown in FIG. It can be represented by Zave ijk (T) obtained by performing the calculation as shown. That is, in order to obtain the reference characteristic value P0 ijk , among the predetermined I road surface conditions, the road surface of the i-th road surface state is set so that the speed becomes the vehicle speed region Vj, the vehicle is run, At that time, the K band filters f k (z −1 ) (k = 1, 2, 3,..., K from the sound measurement signal X ij (m) from the tire internal sound measurement means 2. ) To extract each frequency band component Y ijk (m).
次いで、各周波数帯域成分Yijk(m)を、例えば、式(5)、(6)、(7)に従って平均化処理する。この平均化処理に際しては、先に、式(2)、(3)、(4)について説明したのと同様に処理することができる。
Next, each frequency band component Y ijk (m) is averaged according to, for example, equations (5), (6), and (7). The averaging process can be performed in the same manner as described above with respect to equations (2), (3), and (4).
さて、図2に示した比較演算処理において、K個の測定特性値P1nk(すなわちZavenk(T))と、、I組の路面状態のそれぞれに対応するK個の基準特性値P0ink(すなわちZaveink(T))と比較する処理を行うが、もし、i番目の路面状態に対して、実際の測定時の条件が、完璧に、基準特性値P0inkを取得したときの条件と同じであったとするならば、このiに対して、K個の測定特性値P1nkは、対応するK個の基準特性値P0inkとすべて同じとなるはずである。しかし、実際には条件は微妙に異なるのでそうはならない。このような場合、K個の測定特性値P1nkが、対応するK個の基準特性値P0inkに総合的に見てもっとも近いようなiを現在走行中の路面状態と推定するのが妥当である。 Now, in comparison operation processing shown in FIG. 2, and the K measured characteristic values P1 nk (i.e. Zave nk (T)),, the K reference characteristic value P0 ink corresponding to each of the I sets of road conditions ( In other words, the process is compared with Zave ink (T)), but if the i-th road surface condition, the actual measurement conditions are perfectly the same as the conditions when the reference characteristic value P0 ink was obtained. If this is the case, for this i, the K measured characteristic values P1 nk should all be the same as the corresponding K reference characteristic values P0 ink . However, this is not the case because the conditions are slightly different in practice. In such a case, it is reasonable to estimate i that is closest to the K measured characteristic values P1 nk as a whole when compared to the corresponding K reference characteristic values P0 ink as the current road surface condition. is there.
このような、K個の測定特性値P1nkと、対応するK個の基準特性値P0inkとの総合的な遠近度合いを表すものとして、K個の測定特性値P1nkを、K次元空間における点Qn(P1n1, P1n2, ・・・・, P1nK)で表し、i番目の路面状態に対応するK個の基準特性値P0nkを、K次元空間における点Qin(P0in1, P0in2, ・・・・, P0inK)で表したときの点Qnと点Qinとの間の距離を用い、点Qnに対して、この距離が最も近い点Qinに対応する路面状態iを、現在走行中の路面として推定する。すなわち、先述の式(1)で表される距離が最も小さくなるiに対応する路面状態iを、現在走行中の路面として推定するものである。 The K measurement characteristic values P1 nk in the K-dimensional space are expressed as the total perspective of the K measurement characteristic values P1 nk and the corresponding K reference characteristic values P0 ink . This is represented by a point Q n (P1 n1 , P1 n2 ,..., P1 nK ), and K reference characteristic values P0 nk corresponding to the i-th road surface state are represented by points Q in (P0 in1 , P0 in2 ,..., P0 inK ), using the distance between the point Q n and the point Q in and the road surface corresponding to the point Q in that is the closest to the point Q n The state i is estimated as the road surface currently running. That is, the road surface state i corresponding to i having the smallest distance represented by the above-described equation (1) is estimated as the currently traveling road surface.
なお、式(1)で表される距離Diをが、K個の測定特性値P1nkと、対応するK個の基準特性値P0inkとの総合的な遠近度合いを表すものとすることについては、K=3とした3次元空間における点Qnと例えば2個の点Qin(i=1,2)を表す図4を見ると明らかである。 Note that the distance D i represented by the equation (1) represents the total perspective of the K measurement characteristic values P1 nk and the corresponding K reference characteristic values P0 ink. Is apparent from FIG. 4 showing a point Q n and, for example, two points Q in (i = 1, 2) in a three-dimensional space with K = 3.
しかし、本発明は、上記遠近度合いを示す指標として、距離Diに限定されるものではなく、例えば、式(8)であらわされるような、K個の測定特性値P1nkと、対応する基準特性値P0inkとのそれぞれの差の絶対値の合計Ciを用いることもできる。
However, the present invention is, as an indication of the distance degree, the distance is not limited to D i, for example, such as represented by the formula (8), and the K measured characteristic values P1 nk, corresponding reference it is also possible to use the total C i of the absolute values of respective differences between the characteristic values P0 ink.
上記の説明に従った路面推定装置を搭載した車両を、路面状態の異なる路面上を、種々の速度で走行させ、路面を推定し、路面推定装置によって推定した路面状態と、実際の路面状態とを比較して速度ごとの正解率を算出し表1にまとめた。 A vehicle equipped with a road surface estimation device according to the above description is run at various speeds on road surfaces with different road surface conditions, the road surface is estimated, the road surface state estimated by the road surface estimation device, and the actual road surface state And the accuracy rate for each speed was calculated and summarized in Table 1.
走行させた路面は、
1)舗装アスファルト路面
2)ひび割れアスファルト路面
3)石畳路面
4)低摩擦係数路面
の4種類とした。また、速度は、20km/h、30km/h、40km/h、50km/h、60km/h、70km/h、80km/hの7レベルで変化させた。
The road surface I drove
1) Paved asphalt road surface 2) Cracked asphalt road surface 3) Cobblestone road surface 4) Low friction coefficient road surface. The speed was changed at seven levels of 20km / h, 30km / h, 40km / h, 50km / h, 60km / h, 70km / h and 80km / h.
バンドフィルタとしては、先に例示したf1(z-1)、f2(z-1)、 f3(z-1)、 f4(z-1)を用いた。それぞれのバンドフィルタの周波数帯域は以下の通りである。
バンドフィルタf1(z-1)の周波数帯域F1:中心周波数31.5Hz、1/3オクターブ、
バンドフィルタf2(z-1)の周波数帯域F2:中心周波数125Hz、1/3オクターブ、
バンドフィルタf3(z-1)の周波数帯域F3:中心周波数250Hz、1/3オクターブ、
バンドフィルタf4(z-1)の周波数帯域F4:中心周波数3150Hz、1/3オクターブ
As the band filter, f 1 (z −1 ), f 2 (z −1 ), f 3 (z −1 ), and f 4 (z −1 ) exemplified above were used. The frequency band of each band filter is as follows.
Frequency band F 1 of band filter f 1 (z −1 ): center frequency 31.5 Hz, 1/3 octave,
Frequency band F 2 of band filter f 2 (z -1 ): center frequency 125 Hz, 1/3 octave,
Frequency band F 3 of band filter f 3 (z -1 ): center frequency 250 Hz, 1/3 octave,
Frequency band F 4 of band filter f 4 (z -1 ): Center frequency 3150Hz, 1/3 octave
平均化処理には、式(2)〜(4)に従った。また、基準特性値を求めるに際しては、式(5)〜(7)に従った。また、判定には、式(1)を用いた。正解率の算出にあたっては、各条件について50回判定した際の正解率とした。 In the averaging process, the equations (2) to (4) were followed. In obtaining the reference characteristic value, the equations (5) to (7) were followed. Further, the formula (1) was used for the determination. In calculating the correct answer rate, the correct answer rate was determined for 50 times for each condition.
1 車両速度測定手段
2 タイヤ内音測定手段
3 演算手段
4 記憶部
5 制御部
10 路面状態推定装置
11a、11b 車輪回転速度センサ
12 車速演算部
13 受信アンテナ
20 タイヤ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vehicle speed measuring means 2 Tire internal sound measuring means 3 Calculation means 4 Memory |
Claims (1)
予め定められたI個の路面状態と、予め定められたJ個の車両速度領域とを組み合わせたI x J個の条件下で車両を走行させて得られた音測定信号のそれぞれから、予め定められたK個の周波数帯域に対する強度もしくはそれに相関する物理量Pとして得られたI x J x K個の基準特性値P0ijk(i=1,2,・・・・,I, j=1,2,・・・・,J, k=1,2,・・・・,K)を格納する記憶部を具え、
前記演算手段は、車両走行下で、タイヤ内音検出手段からの音測定信号と、車両速度測定手段からの車両速度信号とをリアルタイムに入力し、車両速度信号に基づいて音測定信号入力時の車両速度領域Vnを前記J個の車両速度領域の中から推定するとともに、音測定信号からK個の各周波数帯域Fkに対する強度もしくはそれに相関する前記物理量Pを、音測定信号入力時の車両速度領域Vnに対応する測定特性値P1nkとして算出し、これらのK個の測定特性値P1nkと、車両速度領域Vnに属するI個の路面状態のそれぞれに対応するK個の基準特性値P0ink(i=1,2,・・・・,I, k=1,2,・・・・,K)と、を比較することにより、前記音測定信号測定時に走行していた路面の路面状態を推定し、
前記K個の測定特性値P1 nk と、車両速度領域V n に属するI個の路面状態のそれぞれに対応するK個の基準特性値P0 ink とを比較するに際し、K個の測定特性値P1 nk を、K次元空間における点Q n (P1 n1 , P1 n2 , ・・・・, P1 nK )で表し、車両速度領域V n に属し、i番目の路面状態に対応するK個の基準特性値P0 in を、K次元空間における点Q in (P0 in1 , P0 in2 , ・・・・, P0 inK )で表して、点Q n とI個の点Q in との距離D i を式(1)に基づいてそれぞれ算出してこれらを比較し、これらのI個の距離のうちもっとも近い距離に対応する路面状態を、前記音測定信号測定時に走行していた路面の路面状態として推定する路面状態推定装置。
A vehicle speed measuring means for measuring the vehicle speed, a tire internal sound measuring means for measuring a sound in the tire provided inside the tire, and a road surface state is estimated based on a sound measurement signal from the tire internal sound measuring means. In a road surface state estimating device comprising a calculation means for performing calculation,
Predetermined from each of the sound measurement signals obtained by running the vehicle under I x J conditions combining the predetermined I road surface conditions and the predetermined J vehicle speed regions. I x J x K reference characteristic values P0 ijk (i = 1, 2,..., I, j = 1, 2) obtained as intensities or physical quantities P correlated to the K frequency bands ,..., J, k = 1, 2,...
The calculation means inputs a sound measurement signal from the tire internal sound detection means and a vehicle speed signal from the vehicle speed measurement means in real time while the vehicle is running, and when the sound measurement signal is input based on the vehicle speed signal. The vehicle speed region V n is estimated from the J vehicle speed regions, and the intensity of each of the K frequency bands F k from the sound measurement signal or the physical quantity P correlated therewith is input to the vehicle when the sound measurement signal is input. calculated as the measured characteristic values P1 nk corresponding to the velocity region V n, these and the K measured characteristic values P1 nk, the K reference characteristics corresponding to each of the I-number of road conditions belonging to the vehicle speed range V n By comparing the values P0 ink (i = 1, 2,..., I, k = 1, 2,..., K), the road surface traveling at the time of the sound measurement signal measurement Estimate the road surface condition ,
Upon comparing the with the K measured characteristic values P1 nk, and the K reference characteristic value P0 ink corresponding to each of the I-number of road conditions belonging to the vehicle speed range V n, the K measured characteristic values P1 nk Is represented by a point Q n (P1 n1 , P1 n2 ,..., P1 nK ) in the K-dimensional space , belongs to the vehicle speed region V n, and K reference characteristic values P0 corresponding to the i-th road surface state in is represented by a point Q in (P0 in1 , P0 in2 ,..., P0 inK ) in the K-dimensional space, and the distance D i between the point Q n and the I points Q in is expressed by Equation (1). A road surface state estimating device that estimates the road surface state corresponding to the closest distance among these I distances as the road surface state of the road surface that was running at the time of the sound measurement signal measurement .
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