CN100478198C

CN100478198C - 轮胎气压异常报警装置和方法

Info

Publication number: CN100478198C
Application number: CNB2006101690226A
Authority: CN
Inventors: 尾白祐司
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2005-12-08
Filing date: 2006-12-06
Publication date: 2009-04-15
Anticipated expiration: 2026-12-06
Also published as: CN1978228A

Abstract

本发明提供一种即便是轮胎气压完全为零的情况下也允许检测轮胎气压异常的轮胎气压异常检测装置及方法。该轮胎气压异常报警装置包括：(1)根据由车轮转速计算出的轮胎加速度计算各个轮胎的加速度变分的装置；(2)比较所计算的各个轮胎的加速度变分的装置；以及(3)当作为比较结果有轮胎的加速度变分大于其余轮胎的加速度变分时检测出轮胎气压异常的装置。

Description

轮胎气压异常报警装置和方法

技术领域

本发明涉及轮胎气压异常报警装置和方法。

背景技术

尤其是诸如轮胎气压即便为零也能够行驶的零压保用型(run-flat)轮胎，难以检测轮胎气压降低。在车辆高速行驶时轮胎气压不足的情况下，存在可能爆胎这一问题。

调研了各种各样的方法来检测轮胎气压的降低。但如果轮胎气压完全为零的话，那么由于绝大多数的方法根据加速度变分得出的是路面状况差的结论而排斥全部数据，因而无法检测轮胎气压的降低。

日本特开305011/1988号专利公报披露了一种在四轮汽车上使用轮胎漏气报警系统(DWS)根据车轮速度来检测轮胎气压降低的方法。但这种方法无法检测轮胎气压为零的情形。

本发明的目的在于提供一种即便是轮胎气压完全为零的情况下也允许检测轮胎气压异常的轮胎气压异常检测装置及方法。

发明内容

本发明的一个方面涉及轮胎气压异常报警装置，其中包括下列装置：(1)根据由车轮转速计算出的轮胎加速度计算各个轮胎的加速度变分的装置；(2)比较所计算的各个轮胎的加速度变分的装置；以及(3)当作为比较结果有轮胎的加速度变分大于其余轮胎的加速度变分时判定轮胎气压异常的装置。

装置(3)较好是当轮胎的加速度变分大于其余轮胎的加速度变分时，仅在该轮胎加速度变分大于或等于第一阈值但小于通过将至少为1的系数与其余轮胎的加速度变分当中的最大加速度变分相乘得到的第二阈值的情况下，才判定轮胎气压异常的装置。

装置(3)较好是当轮胎的加速度变分大于其余轮胎的加速度变分时，在该轮胎加速度变分大于第三阈值而其余轮胎的加速度变分当中的最大加速度变分小于第四阈值的情况下，判定轮胎气压异常的装置。

轮胎气压异常报警装置较好是进一步包括当轮胎气压由装置(3)判定为零时，仅在将该轮胎的车轮转速与其余轮胎的车轮转速相比较得出该轮胎的车轮转速为最快或者最慢的情况下，才判定轮胎气压异常的装置(4)。

本发明的另一方面涉及轮胎气压异常报警方法，其中包括下列步骤：(1)根据由车轮转速计算出的轮胎加速度计算各个轮胎的加速度变分；(2)比较所计算的各个轮胎的加速度变分；以及(3)当作为比较结果有轮胎的加速度变分大于其余轮胎的加速度变分时判定轮胎气压异常。

步骤(3)较好是当轮胎的加速度变分大于其余轮胎的加速度变分时，仅在该轮胎加速度变分大于或等于第一阈值但小于通过将至少为1的系数与其余轮胎的加速度变分当中的最大加速度变分相乘得到的第二阈值的情况下，才判定轮胎气压异常的步骤。

步骤(3)较好是当轮胎的加速度变分大于其余轮胎的加速度变分时，在该轮胎加速度变分大于第三阈值而其余轮胎的加速度变分当中的最大加速度变分小于第四阈值的情况下，判定轮胎气压异常的步骤。

轮胎气压异常报警方法较好是进一步包括当轮胎气压由步骤(3)判定为零时，仅在将该轮胎的车轮转速与其余轮胎的车轮转速相比较得出该轮胎的车轮转速为最快或者最慢的情况下，才判定轮胎气压异常的步骤(4)。

根据本发明，可提供一种可以通过作为对各个轮胎的加速度变分进行比较的结果检测出有一轮胎的加速度变分大于其余轮胎的加速度变分，来检测轮胎气压为零的轮胎气压异常报警装置和方法。

附图说明

图1是示出本发明轮胎气压异常报警装置一实施例的框图；

图2是示出图1中所示的轮胎气压异常报警装置的电子配置的框图；

图3图示的是配备有正常气压轮胎的测试车A中各个轮胎的车轮转速和加速度绝对值之和；以及

图4图示的是配备有正常气压轮胎的测试车B中各个轮胎的车轮转速和加速度绝对值之和。

具体实施方式

实施例

本发明一实施例的轮胎气压异常报警装置，其中包括下列装置：(1)根据由车轮转速计算出的轮胎加速度计算各个轮胎的加速度变分的装置；(2)比较所计算的各个轮胎的加速度变分的装置；以及(3)当作为比较结果有轮胎的加速度变分大于其余轮胎的加速度变分时检测出轮胎气压异常的装置。

下面参照附图说明本发明的轮胎气压异常报警装置。

图1是示出本发明轮胎气压异常报警装置一实施例的框图。

如图1所示，本发明一实施例的轮胎气压异常报警装置检测例如一车辆上设置的四个轮胎(左前胎(FL胎)、右前胎(FR胎)、左后胎(RL胎)、以及右后胎(RR胎))的气压是否下降。该轮胎气压异常报警装置包括属于对每一轮胎提供的常规速度检测装置的轮速传感器1。该轮速传感器1的输出提供给控制单元2。警报器3和初始化开关4连接至控制单元2。上述警报器3包括诸如液晶显示元件、等离子显示元件、或者阴极射线管(CRT)用来告知某个轮胎的气压已经降低。上述初始化开关4可以由驾驶者操纵。

控制单元2包括：相对于外部装置发送/接收信号所需的输入/输出接口2a；起到计算中心作用的CPU 2b；其中存储CPU 2b用的控制运行程序的只读存储器ROM 2c；以及当CPU 2b执行控制运行时临时写入和读出数据的随机存取存储器RAM 2d(参见图2)。

轮速传感器1输出与轮胎转数相对应的脉冲信号(下面称为轮速脉冲)。CPU 2b中以特定的取样时间ΔT(秒)(例如ΔT＝1秒)根据轮速传感器1输出的轮速脉冲计算四个轮胎的旋转角速度F_i(F₁至F₄)。F₁至F₄分别示出FL胎、FR胎、RL胎、以及RR胎的旋转角速度。

因为所制造的轮胎在标准范围内具有种种差异(初次差异)，因而即便是全部轮胎的内部压力都正常，各个轮胎的有效旋转半径(各数值是轮胎行进一周所通过的距离除以2π得到的数值)不一定相同。因此各个轮胎的旋转角速度F_i有所不同。所以，经过修正的旋转角速度F1_i是根据初次差异计算出用以进行差异校准的。具体来说，数值修正如下：

F1₁＝F₁

F1₂＝mF₂

F1₃＝F₃

F1₄＝nF₄

修正系数m、n通过在车辆直行条件下计算旋转角速度F_i，并根据所计算的旋转角速度F_i计算m＝F₁/F₂以及n＝F₃/F₄。

然后根据F1_i计算车轮转速Vi。

由下列等式求得具有最慢转速的车轮(慢速轮胎)和具有最快转速的车轮(快速轮胎)：

DEL(1)＝{(V1+V4)/2-(V2+V3)/2}/{(V1+V2+V3+V4)/4}×100(％)

DEL(2)＝{(V1+V2)/2-(V3+V4)/2}/{(V1+V2+V3+V4)/4}×100(％)

DEL(3)＝{(V1+V3)/2-(V2+V4)/2}/{(V1+V2+V3+V4)/4}×100(％)

上述等式中V1至V4分别代表左前胎(FL胎)、右前胎(FR胎)、左后胎(RL胎)、以及右后胎(RR胎)的轮速。

如下面表1和表2所示，根据计算得到的判定值DEL(1)至DEL(3)的符号来判断哪一车轮是较慢车轮或较快车轮。

表1

表2

步骤(1)中轮胎的车轮加速度是根据上述车轮转速计算得到的。

加速度变分是每40毫秒采集一次得到的25个加速度的绝对值的积分值(即1秒期间各绝对值的积分值)。某一轮胎的积分值与其他轮胎的积分值有所不同的情况下，判定该轮胎气压异常(尤其是零值气压情形)(装置(1))。

计算所得的各个轮胎的加速度变分通过对所得的各个加速度变分进行相减或比值运算来进行比较。(装置(2))。

作为比较的结果，某个轮胎的加速度变分大于其余轮胎的加速度变分的情况下，判定该轮胎气压存在异常(装置(3))。通常，由于除了气压为零的情形(排除路面状况差的因素)加速度是不会变化的，因而能够检测出轮胎气压的降低。但尤其是零气压情形下则无法检测出气压异常。与之相反，本发明的装置则允许根据只有其气压为零的某一轮胎其加速度才变化这一事实(路面状况差的情形将有两个或以上轮胎其加速度变化)，来检测出某一车轮的气压为零。

装置(3)较好是当轮胎的加速度变分大于其余轮胎的加速度变分时，仅在该轮胎加速度变分大于或等于第一阈值但小于通过将至少为1的系数与其余轮胎的加速度变分当中的最大加速度变分相乘得到的第二阈值的情况下，才判定轮胎气压为零的装置。这样的阈值是通过使用配备有正常气压轮胎的测试车和配备有零气压轮胎的测试车进行驾驶测试所得到的结果来设定的。

此外，装置(3)较好是当轮胎的加速度变分大于其余轮胎的加速度变分时，在该轮胎加速度变分大于第三阈值而其余轮胎的加速度变分当中的最大加速度变分小于第四阈值的情况下，判定轮胎气压为零的装置。这样的阈值是通过使用配备有正常气压轮胎的测试车和配备有零气压轮胎的测试车进行驾驶测试所得到的结果来设定的。

本发明的轮胎气压异常报警装置进一步包括当某个轮胎气压由装置(3)判定为异常时，仅在将该轮胎的车轮转速与其余轮胎的车轮转速相比较得出该轮胎的车轮转速为最快或者最慢的情况下，才判定轮胎气压异常，具体来说，判定气压值为零的装置(4)。由于某种原因，存在加速度变分最大的轮胎与具有最快或最慢车轮转速的轮胎不相符的情况。这种情况下，可能并不存在气压异常情形，可能是例如气压值并不为零的情形。设置该装置(4)正是用来在上述情况下避免给出误报。

当车辆高速行驶(即大于100公里/时)时，本发明的轮胎气压异常报警装置可以放弃装置(3)对零气压值的检测。这是因为在高速行驶期间无法检测零气压值。

本发明一实施例涉及轮胎气压异常报警方法，其中包括下列步骤：(1)根据由车轮转速计算出的轮胎加速度计算各个轮胎的加速度变分；(2)比较所计算的各个轮胎的加速度变分；以及(3)当作为比较结果有轮胎的加速度变分大于其余轮胎的加速度变分时判定轮胎气压为零。本实施例可按与本发明轮胎气压异常报警装置中所实施的情形相同的方式来实施。

此外，本发明一实施例涉及轮胎气压异常报警程序，该程序使计算机执行下列进程：(1)根据由车轮转速计算出的轮胎加速度计算各个轮胎的加速度变分；(2)比较所计算的各个轮胎的加速度变分；以及(3)当作为比较结果有轮胎的加速度变分大于其余轮胎的加速度变分时判定轮胎气压值为零。本实施例可按与本发明轮胎气压异常报警装置中所实施的情形相同的方式来实施。

实例

下面根据各实例具体说明本发明。但本发明并不局限于这些实例。

下面给出对本发明的轮胎气压异常报警方法进行证实的驾驶测试条件。同样给出测试过程。

(试验条件)

测试车辆类型：FR(前置引擎后轮驱动)两座车

前轮轮胎规格：245/40ZR18

后轮轮胎规格：265/35ZR18

试验位置：住友橡胶工业公司冈山测试跑道以及附近的当地直线公路

(测试车辆)

通过使用配备有正常气压轮胎的测试车A和配备有零气压的左前胎(其余轮胎气压正常)的测试车B来进行试验。

<行驶测试>

<测试车A的行驶测试>

下面将说明使用测试车A和测试车B的行驶测试。在行驶测试中，从测试开始起130秒内每隔1秒计算一次数据。

(左前胎)

对测试开始起1秒时刻的数据计算方法给出如下说明。

1秒期间每隔40毫秒检测一次来检测25次测试车A上左前胎的车轮转速。根据所得到的车轮转速计算25个车轮加速度其中每一个，从而得到各个车轮加速度的绝对值。接着计算25个绝对值之和(∑|FL Acc|)作为从测试开始起1秒时刻的左前胎加速度的绝对值之和。

此外，通过利用车速传感器输出的脉冲信号和取样时间，来根据左前胎的25个车轮转速计算测试开始起1秒时刻左前胎的车轮转速(FL₁)。

至于所得到的(∑|FL Acc|)和(FL₁)，则在图表上绘制车轮转速值和加速度的绝对值之求和值，图中横轴代表车轮转速，纵轴代表加速度的绝对值(绘制(FL₁))。

与上述1秒时刻的计算方法同样，通过在图表上绘制从测试开始起2至130秒的数据，来生成测试车A左前胎的绘制数据。

(右前胎、左后胎、以及右后胎)

按与“测试车A左前胎”情形相同的方式绘制每一秒的数据(从测试开始起1至130秒)，来生成测试车A的右前胎、左后胎、以及右后胎的绘制数据。

按上述方式生成的测试车A的绘制数据示于图3中。

<测试车B的行驶测试>

按与“测试车A的行驶测试”相同的方式生成测试车B的左前胎、右前胎、左后胎、以及右后胎的绘制数据。从测试开始起持续130秒进行上述测试。绘制数据示于图4中。

<测试结果>

因而可理解，可以通过设定一为45的变分阈值和一为1.5的系数来检测出零气压轮胎。

虽然上面说明了本发明若干实施例，但是要理解本发明并不局限于上面所述内容，可以在不背离其实质和保护范围的情况下进行种种的变化和修改。

Claims

1.一种轮胎气压异常报警装置，包括下列装置：

(1)根据由车轮转速计算出的轮胎加速度计算各个轮胎的加速度变分的装置；(2)比较所计算的各个轮胎的加速度变分的装置；以及(3)当作为比较结果有轮胎的加速度变分大于其余轮胎的加速度变分时检测出轮胎气压异常的装置。

2.如权利要求1所述的轮胎气压异常报警装置，其特征在于，所述检测出轮胎气压异常的装置(3)是当轮胎的加速度变分大于其余轮胎的加速度变分时，仅在该轮胎加速度变分大于或等于第一阈值但小于通过将至少为1的系数与其余轮胎的加速度变分当中的最大加速度变分相乘得到的第二阈值的情况下，才检测出轮胎气压异常的装置。

3.如权利要求1或2所述的轮胎气压异常报警装置，其特征在于，所述检测出轮胎气压异常的装置(3)是当轮胎的加速度变分大于其余轮胎的加速度变分时，在该轮胎加速度变分大于第三阈值而其余轮胎的加速度变分当中的最大加速度变分小于第四阈值的情况下，检测出轮胎气压异常的装置。

4.如权利要求1或2所述的轮胎气压异常报警装置，其特征在于，进一步包括当轮胎气压由所述检测出轮胎气压异常的装置(3)判定为异常时，仅在将该轮胎的车轮转速与其余轮胎的车轮转速相比较得出该轮胎的车轮转速为最快或者最慢的情况下，才判定轮胎气压异常的装置(4)。

5.一种轮胎气压异常报警方法，包括下列步骤：

(1)根据由车轮转速计算出的轮胎加速度计算各个轮胎的加速度变分；(2)比较所计算的各个轮胎的加速度变分；以及(3)当作为比较结果有轮胎的加速度变分大于其余轮胎的加速度变分时检测出轮胎气压异常。

6.如权利要求5所述的轮胎气压异常报警方法，其特征在于，所述检测出轮胎气压异常的步骤(3)是当轮胎的加速度变分大于其余轮胎的加速度变分时，仅在该轮胎加速度变分大于或等于第一阈值但小于通过将至少为1的系数与其余轮胎的加速度变分当中的最大加速度变分相乘得到的第二阈值的情况下，才检测出轮胎气压异常的步骤。

7.如权利要求5或6所述的轮胎气压异常报警方法，其特征在于，所述检测出轮胎气压异常的步骤(3)是当轮胎的加速度变分大于其余轮胎的加速度变分时，在该轮胎加速度变分大于第三阈值而其余轮胎的加速度变分当中的最大加速度变分小于第四阈值的情况下，检测出轮胎气压异常的步骤。

8.如权利要求5或6所述的轮胎气压异常报警方法，其特征在于，进一步包括，当轮胎气压在所述检测出轮胎气压异常的步骤(3)中判定为异常时，仅在将该轮胎的车轮转速与其余轮胎的车轮转速相比较得出该轮胎的车轮转速为最快或者最慢的情况下，才判定轮胎气压异常的步骤(4)。