(57)【要約】  この発明は、車両に取り付けられているタイヤの形式を識別するための方法に関し、その際少なくとも一つの車両タイヤの周波数スペクトルのピーク周波数ｆｐから、車両に取り付けられているタイヤの形式を示す少なくとも一つのタイヤ固有の特性、例えば、タイヤの転がり円の圧力感度などを求めるものである。更に、この発明は、コンピュータプログラム製品に関する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に取り付けられているタイヤの形式を識別するための方法において、
少なくとも一つの車両タイヤの周波数スペクトルのピーク周波数ｆｐから、車両に取り付けられているタイヤの形式を示す、少なくとも一つのタイヤ固有の特性を求めることを特徴とする方法。
【請求項２】
数値解析方法を用いて、特にフーリエ解析原理にもとづき、周波数スペクトルからピーク周波数ｆｐを求めることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
一定の車輪速度又は一定の車輪速度範囲内において、ピーク周波数ｆｐを算出することを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
当該のタイヤ固有の特性を、車輪速度を考慮した形でピーク周波数ｆｐとタイヤ固有の特性間の相関関係を示す特性要因図又は数学の関数の形式で保存していることを特徴とする請求項１から３までのいずれか一つに記載の方法。
【請求項５】
車両タイヤの規定の基準圧におけるピーク周波数ｆｐを算出することを特徴とする請求項１から４までのいずれか一つに記載の方法。
【請求項６】
ピーク周波数ｆｐと少なくとも一つのタイヤ固有の特性の両方又は一方を、その他の車両システム、特にアンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）、電子走行安定性プログラム（ＥＳＰ）、タイヤ空気圧制御システム（ＤＤＳ）などの中の一つ以上に供給することを特徴とする請求項１から５までのいずれか一つに記載の方法。
【請求項７】
請求項１から６までのいずれか一つに記載の方法を含むアルゴリズムを規定していることを特徴とするコンピュータプログラム製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、請求項１にもとづく車両に取り付けられているタイヤの形式を識別するための方法及び請求項７にもとづくコンピュータプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
今日では、近代的な自動車とその乗客の安全性を改善するために、電子支援システム、例えば、アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）や電子走行安定性プログラム（ＥＳＰ）が、益々使用されてきている。この電子支援システムの制御アルゴリズムを改善するために、例えば、特許文献１により、車両の車輪の回転速度から、車両に夏用タイヤ又は冬用タイヤが取り付けられているのか否かを識別する方法が知られている。それにもとづき、識別したタイヤ（夏用又は冬用タイヤ）に応じて、ＡＢＳ制御器の制御アルゴリズムを識別したタイヤに適合させている。夏用と冬用タイヤは、異なるタイヤ特性、例えば、溝の剛性の違いを持っており、これらの特性は、例えば、伝えるべき最大車両遅延に影響を与える可能性がある。従って、ＡＢＳ制御器を識別したタイヤに適合させることは、安全性を積極的に改善する役割を持つものである。
【０００３】
更に、特許文献２により、タイヤ空気圧の状態を検出するための装置が周知であり、その装置は、フーリエ解析又は同等の方法を用いて、車両タイヤの振動特性を評価することによって、タイヤ空気圧損失を求めている。そのために、共振周波数（ピーク周波数とも呼ぶ）の偏位を評価している。図１には、一定のタイヤ空気圧に関して、約４０Ｈｚのところに明らかなピーク周波数ｆｐを持つタイヤの典型的な例を図示している。この周知の装置は、このピーク周波数の高い方又は低い方の周波数への偏位を、タイヤ空気圧損失として解釈している。
【特許文献１】欧州特許公開明細書第０７８３９８３Ｂ１号
【特許文献２】欧州特許公開明細書第０５７８８２６Ｂ１号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この発明の課題は、その振動特性にもとづき車両に取り付けられているタイヤの形式を識別する、車両に取り付けられているタイヤの形式を識別するための別の方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この課題は、この発明にもとづき、請求項１に記載の方法により解決される。
【０００６】
この発明では、「タイヤ固有の特性」という用語は、例えば、タイヤの転がり円の圧力感度、ピーク周波数ｆｐの圧力感度などの数量であると解釈する。
【０００７】
以下においては、一般的に「ピーク周波数」という用語は、タイヤの固有振動に関する特性値であると解釈し、その際本来の固有周波数の他に、例えば、図１において約４０Ｈｚの周囲での周波数スペクトルの拡がり又は明らかな形状として図示されている減衰をも意味するものとする。
【０００８】
「車両タイヤの基準圧」という用語は、例えば、車両メーカーが一定の積荷に対して規定した標準圧力などの規定のタイヤ空気圧であると解釈する。この基準圧は、特に当該の車両形式、車両の積荷、使用しているタイヤ寸法に依存するものである。
【０００９】
有利には、この発明による方法の実施は、得られたタイヤ空気圧が、車両タイヤの基準圧と一致する場合にのみ行われる。
【００１０】
有利には、車両の運転者による車両タイヤの基準圧の調整又は検査は、タイヤ空気充填機又はタイヤ空気圧計を用いて行われる。
【００１１】
有利には、車両運転者は、予め車両タイヤの基準圧を調整又は検査した後に、作動機器、特にリセットボタンを操作して、この発明による方法を開始する。
【００１２】
有利には、車両タイヤの所定の基準圧におけるタイヤ固有の特性を、特性要因図、数学の関数の形式又は同様の方法で保存しておく。例えば、そのような特性要因図からは、一定のタイヤ空気圧で、一定のタイヤサイズで、一定のタイヤ形式におけるピーク周波数が得られる。この特性要因図は、例えば、温度の影響を排除するためのタイヤ又は空気の温度又は補正値に関する情報を含むこともできる。この特性要因図は、例えば、テーブル又はグラフとして表すことができ、その際車輪速度ｖとピーク周波数ｆｐに関して、一つの関数ｆ（ｆｐ，ｖ）にもとづき異なるタイヤ形式が示される。この特性要因図からは、一方では一定の速度ｖにおけるピーク周波数ｆｐを直接読み出す又は読み取ることができ、他方では一定の車輪速度ｖにおけるピーク周波数ｆｐを、例えば、補間又は勾配の考察によって、関数ｆ（ｆｐ，ｖ）から算出することもできる。従って、車輪速度ｖに関するピーク周波数ｆｐの推移は、使用中のタイヤ形式に関する直接的な情報を与えるものである。そのような特性要因図は、車両固有のものとして算出されなければならない。
【００１３】
有利には、少なくとも一つのタイヤ固有の特性は、別の車両システム、例えば、アンチブロックブレーキシステム（ＡＢＳ）、走行安定性プログラム（ＥＳＰ）、間接測定式タイヤ空気圧制御システム（ＤＤＳ）やその他の周知のシステムにも利用される。
【００１４】
このタイヤ形式の識別方法は、タイヤ転がり円Ｕの空気圧に依存する変化にもとづき、又は空気圧に依存するピーク周波数ｆｐにもとづき動作するタイヤ空気圧制御システムに対するタイヤの特徴付けにも非常に適している。これらのタイヤ空気圧制御システムには、タイヤ転がり円の圧力感度ｄＵ／ｄｐ又はピーク周波数の圧力感度ｄｆｐ／ｄｐが、タイヤに大きく依存するという問題が有る。この場合、タイヤを特徴付けるピーク周波数ｆｐは、速度に依存するということに注意すべきである。即ち、ピーク周波数ｆｐの決定は、常に同じ速度で又は同じ速度範囲内に対して行うということを確実に行うべきである。更に、このピーク周波数は、車輪運動量に依存し、そのためピーク周波数の決定に際し、その時点の車輪速度に対して、限定された範囲の車輪運動量のみを許容するか、或いは基本的に車輪運動量を考慮したもとでのみ、ピーク周波数を決定する。観測車両が、すべての車輪に同一のタイヤだけを備えていない可能性があるので、場合によっては、様々なピーク周波数が出現する可能性がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
その他の有利な実施構成は、従属請求項及び以下における図面にもとづく唯一つの実施例の記述から明らかとなる。
【００１６】
図１には、タイヤの典型的な周波数スペクトルが図示されている。横座標には周波数がヘルツで、縦座標には振幅が任意の単位で示されている。図示した例では、約４０Ｈｚのところに明らかなピーク周波数ｆｐが見える。図１に図示された周波数スペクトルは、センサー、例えば、車両の車輪の回転特性（例えば、回転速度）を算出する、車両に有るＡＢＳセンサーの信号から、フーリエ解析を用いて周知の方法で求めたものである。ここでは、約４０Ｈｚのところに明らかなピーク周波数ｆｐが現れている。この場合、このピーク周波数ｆｐの位置は、例えば、タイヤ空気圧などのタイヤ特性と車両の速度に依存するものである。
【００１７】
図２のグラフは、異なるタイヤ形式／寸法Ａ，Ｂ，Ｃに対するピーク周波数を示しており、その際これらのタイヤ形式／寸法は、それぞれ異なるピーク周波数ｆＡ，ｆＢ，ｆＣを有する。図示したタイヤ形式とピーク周波数間の依存関係は、特に速度に依存するものであり、そのためこのグラフは、一定の車両での一つの観測速度に対してのみ有効である。その他の速度又はその他の車両では、この依存関係は、異なった形で見える可能性がある。ピーク周波数ｆｐの位置が、使用中のタイヤ形式を決めるのに適していることが分かった。この場合、ピーク周波数を、固定値（例えば、４０Ｈｚ）として、或いは例えば、タイヤの既存の製造誤差をも考慮に入れるために数値範囲（例えば、３８Ｈｚ〜４２Ｈｚ）として定義することができる。この算出したタイヤ形式は、別の車両システム、例えば、ＡＢＳ、ＥＳＰなどに送って、そこで制御アルゴリズムを適合させるために利用することができる。
【００１８】
図３には、観測車両に関する一つの観測速度におけるピーク周波数ｆｐの位置とタイヤ転がり円の圧力感度ｄＵ／ｄｐ間の依存関係又は相関関係を図示している。また、より高い周波数のピーク周波数は、より高いタイヤ転がり円の圧力感度ｄＵ／ｄｐを有する。この発明による方法では、タイヤ空気圧損失に関する識別限界を規定するのに、この知見を考慮している。従来のタイヤ空気圧制御システムでは、この識別限界は、タイヤ特性と独立して規定されており、そのことは、多くのシステムにおいて設計次第では警報を誤らせる、或いは警報が発生しないことに繋がるものである。従って、タイヤ空気圧制御システムにおいてタイヤ特性を考慮することは、タイヤ空気圧損失の識別を改善する、詳しく言うとすべてのタイヤに対して圧力限界をほぼ均等にすることによって改善する役割を果たすものである。この場合、ピーク周波数ｆｐと転がり円の圧力感度ｄＵ／ｄｐ間の依存関係は、例えば、特性要因図又は数学の関数の形式で保存されている。
【００１９】
以下では、この発明による方法を個々のステップで示す。
ステップ１：車両タイヤの基準圧（推奨されるタイヤ空気圧）を調整するとともに、リセットボタンを操作して、この発明による方法を開始する。
ステップ２：周知の方法によるフーリエ解析の周波数スペクトルから、車輪速度と車輪運動量を考慮して、個々のタイヤの基準圧におけるピーク周波数ｆｐを求める。
ステップ３：保存してある特性要因図から、例えば、タイヤ転がり円の圧力感度やピーク周波数ｆｐの圧力感度などのタイヤ固有の特性を求める（図３参照）。
【００２０】
この発明による方法をその他の車両システム（例えば、ＡＢＳ、ＥＳＰ、ＤＤＳ）で使用するためには、更に以下のステップが必要な場合も有る。
ステップ４：例えば、タイヤ転がり円の圧力感度やピーク周波数ｆｐの圧力感度に依存して、使用する識別限界／警報限界を選定する。
ステップ５：基準圧での速度に依存したピーク周波数ｆｐと識別限界／警報限界を後続システム、例えば、タイヤ空気圧制御システム（ＤＤＳ）、ＡＢＳ、ＥＳＰなどに伝送する。
【００２１】
基本的には、転がり円の圧力感度又はピーク周波数の圧力感度は、相関関係を有するタイヤの振動特性によって、例えば、車輪加速度特性を評価することによって算出することができ、この振動特性は、別の方法で評価することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】タイヤの周知の周波数スペクトル
【図２】一つの観測速度での異なるタイヤ形式／寸法に対する異なるピーク周波数
【図３】一つの観測速度での圧力感度のピーク周波数に対する依存性
【符号の説明】
【００２３】
Ａ，Ｂ，Ｃ    タイヤ形式／寸法
ｆＡ，ｆＢ，ｆＣ    タイヤ形式／寸法Ａ，Ｂ，Ｃに対するピーク周波数
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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