路面状态推定装置及利用其的路面状态推定方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及路面状态推定装置及利用其的路面状态推定方法，更详细地，涉及即使在天气等的外部环境发生变化的情况下也能够准确地推定路面状态的路面状态推定装置及利用其的路面状态推定方法。用于实现如上所述的目的的本发明专利技术提供一种轮胎的路面状态推定装置，其特征在于，包括：传感器模块，安装于轮胎；接收模块，用于接收由上述传感器模块测定的传感信息；处理模块，通过分析由上述接收模块接收的传感信息来抽取用于推定路面状态的参数；以及推定模块，利用由上述处理模块抽取的上述参数来推定路面状态，上述传感信息包含轮胎的加速度。

【技术实现步骤摘要】
路面状态推定装置及利用其的路面状态推定方法
本专利技术涉及路面状态推定装置及利用其的路面状态推定方法，更详细地，涉及即使在天气等的外部环境发生变化的情况下也能够准确地推定路面状态的路面状态推定装置及利用其的路面状态推定方法。
技术介绍
轮胎为车辆部件中的直接与路面相接触的唯一要素，由于通过产生车辆的旋转力、驱动力、制动力来使车辆行驶，因而对车辆的行驶性能及安全性起到非常重要的作用。在轮胎与路面之间产生的驱动力、制动力及旋转力很受轮胎的特性和路面种类及状态的影响。因此，只要可在车辆推定实时路面状态来向车辆的电子控制单元(ECU)提供信息，则可期待制动防抱死系统(ABS)、高级驾驶辅助系统(ADAS)等的车辆控制的性能提高。并且，这种信息将通过车辆仪表板等来向驾驶人员发出提示，并引导适合各种路面的适当的驾驶。例如，当检测到湿滑路面时，驾驶人员会为了避免水幕现象而降低车辆速度。这种路面推定方法有利用安装在车辆的摄像头等来拍摄路面并利用图像处理来推定路面的方法。但是，在湿滑的路面或有雪路面，有可能会因摄像头的镜头被污染而导致图像的分辨率下降，深夜有可能会导致光学路面识别变得困难。并且，另外安装摄像头有可能会造成车辆费用上升以及车载传感器网络变得复杂。路面状态推定还可从由车辆动力学模型及车载传感器测定的车辆的行驶状态信息间接推定，这种推定方法广泛应用于车辆控制。但是，这种方法存在如下的缺点，即，在间接推定步骤中，有可能会导致误差积累，只有在路面与轮胎之间产生规定程度以上的滑动的情况下才能够进行推定。在美国授权专利第9170102号中，利用由附着于轮胎内部的加速度传感器测定的加速度波形的特性而对多种路面状态进行分类。该专利技术涉及划分有雪路面、雨天路面、干燥路面、冰面路面等的方法及设备，有雪路面也可细分为compactedsnow、deeplysherbetlikesnow、shallowlyshebertlikesnow等来分析。但是，在美国授权专利第9170102号中，为了判断路面上是否覆盖某种物质，需另外计测路面的温度和在轮胎中产生的噪音，例如，为了区分湿滑路面和干燥路面，需另外计测路面的温度和在轮胎中产生的噪音。这种路面温度传感器及声音录音传感器将追加安装于车辆并成为增加传感器网络的复杂性和传感器费用的因素。并且，在该专利中，以实施例提出的推定结果的准确度在湿滑(wet)、冰面(icy)、sherbert等的路面状态达到57～86％左右，准确度并不高。为了将路面推定结果有效应用于车辆控制等，需使准确度达到90％以上。美国公开专利第2018-0222458号公开了可在多种行驶速度下抽取轮胎的加速度传感器的接地区域的方法。由于在轮胎内部进行计测的加速度传感器受到行驶速度的影响，因而在特定速度下划分接地区域的算法很难在其他行驶速度下有效地抽取接地区域。因此，提出了包含速度效果的接地区域划分算法，通过利用这样分离的接地区域的加速度信号的振动能，来分离摩擦系数高的路面和摩擦系数低的路面。但是，这种方法因路面推定算法中并不包含轮胎接地区域振动特性、接地前后的振动特性，因而无法实现准确的推定。并且，仅划分沥青路面和摩擦系数低的路面，则无法向电子控制单元(ECU)提供详细的路面信息。因此，需要更准确地推定路面状态的技术。现有技术文献专利文献专利文献1：美国授权专利第9170102号
技术实现思路
技术问题用于解决如上所述的问题的本专利技术的目的在于提供即使在天气等的外部环境发生变化的情况下也能够准确地推定路面状态的路面状态推定装置及利用其的路面状态推定方法。本专利技术所要实现的技术问题并不限定于以上提及的技术问题，未提及的其他技术问题可由本专利技术所属
的普通技术人员根据以下记载明确理解。解决问题的手段用于实现如上所述的目的的本专利技术提供一种轮胎的路面状态推定装置，其特征在于，包括：传感器模块，安装于轮胎；接收模块，用于接收由上述传感器模块测定的传感信息；处理模块，通过分析由上述接收模块接收的传感信息来抽取用于推定路面状态的参数；以及推定模块，利用由上述处理模块抽取的上述参数来推定路面状态，上述传感信息包含轮胎的加速度。根据本专利技术的实施例，本专利技术的特征在于，上述传感器模块形成于上述轮胎的内部表面的胎面部中心。根据本专利技术的实施例，本专利技术的特征在于，上述传感器模块包括：加速度传感器，用于测定上述轮胎的圆周方向加速度、以及径向(radialdirection)加速度；以及压力传感器，用于测定上述轮胎的内部压力。根据本专利技术的实施例，本专利技术的特征在于，上述处理模块通过加速度波形曲线分析加速度振动特性，来抽取上述参数。根据本专利技术的实施例，本专利技术的特征在于，上述处理模块从上述加速度波形曲线中抽取上述轮胎的接地区域，通过对上述接地区域进行频率分析来抽取参数。根据本专利技术的实施例，本专利技术的特征在于，在上述加速度波形曲线中，上述处理模块将径向加速度曲线的微分值的最小值与最大值之间的区域抽取成接地区域。根据本专利技术的实施例，本专利技术的特征在于，在上述加速度波形曲线中，上述处理模块将圆周方向加速度曲线的最小值与最大值之间的区域抽取成接地区域。根据本专利技术的实施例，本专利技术的特征在于，上述处理模块通过按路面分析高频区域的功率频谱密度(powerspectrumdensity)来选择关注频率区域，将在上述关注频率区域内所计算出的信号能确定成将向机器学习输入的上述参数。根据本专利技术的实施例，本专利技术的特征在于，上述信号能通过以下数学式计算，其中，y为信号能、f1为关注频率区域开始点、f2为关注频率区域结束点、X(f)为关注频率区域内的功率频谱密度。根据本专利技术的实施例，本专利技术的特征在于，针对分别从上述轮胎的圆周方向加速度曲线及径向加速度曲线抽取的上述接地区域范围内的区域、接地前区域、接地后区域以及整体区域计算上述信号能，所计算出的值包含在将向上述机器学习输入的参数。根据本专利技术的实施例，本专利技术的特征在于，上述高频区域的频带为1.5kHz至4.5kHz。根据本专利技术的实施例，本专利技术的特征在于，上述关注频率区域为被判断为可通过按路面分析高频区域的功率频谱密度来区分各个路面之间的差异的区域。根据本专利技术的实施例，本专利技术的特征在于，上述推定模块通过在由上述处理模块抽取的多个上述参数还添加轮胎空气压力、轮胎支撑负荷、行驶速度来推定路面状态。根据本专利技术的实施例，本专利技术的特征在于，还包括显示模块，用于向使用人员显示由上述推定模块所推定出的路面状态。根据本专利技术的实施例，本专利技术的特征在于，还包括电子控制单元模块，用于从上述推定模块接收所推定出的路面状态，上述电子控制单元模块用于根据上述路面状态来控制车辆。用于实现如上所述的目的的本专利技术提供一种利用轮胎的路面状态推定装置的路面状态推定方法，利用轮胎的路面状态推定装置来实施，其特征在于，包括：步骤a)，测本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种轮胎的路面状态推定装置，其特征在于，/n包括：/n传感器模块，安装于轮胎；/n接收模块，用于接收由上述传感器模块测定的传感信息；/n处理模块，通过分析由上述接收模块接收的传感信息来抽取用于推定路面状态的参数；以及/n推定模块，利用由上述处理模块抽取的上述参数来推定路面状态，/n上述传感信息包含轮胎的加速度。/n

【技术特征摘要】
20191002 KR 10-2019-01222751.一种轮胎的路面状态推定装置，其特征在于，
包括：
传感器模块，安装于轮胎；
接收模块，用于接收由上述传感器模块测定的传感信息；
处理模块，通过分析由上述接收模块接收的传感信息来抽取用于推定路面状态的参数；以及
推定模块，利用由上述处理模块抽取的上述参数来推定路面状态，
上述传感信息包含轮胎的加速度。


2.根据权利要求1所述的轮胎的路面状态推定装置，其特征在于，上述传感器模块形成于上述轮胎的内部表面的胎面部中心。


3.根据权利要求2所述的轮胎的路面状态推定装置，其特征在于，上述传感器模块包括：
加速度传感器，用于测定上述轮胎的圆周方向加速度、以及径向加速度；以及
压力传感器，用于测定上述轮胎的内部压力。


4.根据权利要求1所述的轮胎的路面状态推定装置，其特征在于，上述处理模块通过加速度波形曲线分析加速度振动特性，来抽取上述参数。


5.根据权利要求4所述的轮胎的路面状态推定装置，其特征在于，
上述处理模块从上述加速度波形曲线中抽取上述轮胎的接地区域，
通过对上述接地区域进行频率分析来抽取参数。


6.根据权利要求5所述的轮胎的路面状态推定装置，其特征在于，在上述加速度波形曲线中，上述处理模块将径向加速度曲线的微分值的最小值与最大值之间的区域抽取成接地区域。


7.根据权利要求5所述的轮胎的路面状态推定装置，其特征在于，在上述加速度波形曲线中，上述处理模块将圆周方向加速度曲线的最小值与最大值之间的区域抽取成接地区域。


8.根据权利要求5所述的轮胎的路面状态推定装置，其特征在于，
上述处理模块通过按路面分析高频区域的功率频谱密度来选择关注频率区域，
将在上述关注频率区域内所计算出的信号能确定成将向机器学习输入的上述参数。


9.根据权利要求8所述的轮胎的路面状态推定装置，其特征在于，上述信号能通过以下数学式计算，



其中，y为信号能、f1为关注频率区域开始点、f2为关注频率区域结束点、X(f)为关注频率区域内的功率频谱密度。


10.根据权利要求9所述的轮胎的路面状态推定装置，其特征在于，
针对分别从上述轮胎的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李浩宗，金珉泰，S·塔何瑞，
申请(专利权)人：韩国轮胎与科技株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR