CN101011922B - 轮胎气压异常报警装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种即便是诸如车辆偏载或者其中一个车轮设置有防滑链这类较少发生的情况下，也允许检测出轮胎异常的轮胎气压异常报警装置、方法、以及程序。该轮胎气压异常报警装置、方法、以及程序，包括比较车辆上设置的各个轮胎的车轮转速、并通过比较车辆上设置的各个轮胎的车轮转速来检测是否其中一个车轮的车乍轮转速低于其他车轮的车轮转速的手段。

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的报警装置、方法和程序。 

背景技术

轮胎当中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，难以判定轮胎气压降低。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。 

为此调研了各种各样的方法来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一轮胎减压报警系统(DWS)根据车轮速度来检测减压轮胎的方法。按照该方法，利用当轮胎气压降低时因轮胎的实际旋转半径变短而造成转速增加这种现象，根据其中一对对角轮胎的车轮转速和值和其中另一对对角轮胎的车轮转速和值两者之差、以及某一车轮转速和四个车轮转速的平均值两者之差，检测出某一车轮轮胎气压降低。 

但不仅在诸如车辆偏载、或其中一个车轮设置有防滑链(snow chain)这类较少发生的情况下，而且在车辆转弯的情况下，往往某一车轮转速低于其他车轮转速。在这样的行驶条件下，以上述轮胎气压降低检测方法检测气压的情况下，往往存在事实上没有发生气压降低也发出减压报警的情况。存在这种不必要的报警导致驾驶者误判和发生不必要的花费(维护)这一问题。 

本发明其目的在于，提供一种即便是诸如车辆偏载或其中一个车轮设置有防滑链这类较少发生的行驶情况，也允许检测出轮胎异常的轮胎气压异常报警装置、方法和程序。 

发明内容

本发明的一个方面涉及轮胎气压异常报警装置，其中包括比较车辆上设置的各个轮胎的车轮转速、并检测是否其中一个车轮的车轮转速低于其他车轮的车轮转速的装置，在其中一个车轮的车轮转速低的情况下，不执行轮胎气压降低的判断，或仅对该车轮对角位置的车轮执行轮胎气压降低的判断，以防止误报警的发生。 

本发明的另一方面涉及轮胎气压异常报警方法，其中包括比较车辆上设置的各个轮胎的车轮转速、并检测是否其中一个车轮的车轮转速低于其他车轮的车轮转速的步骤，在其中一个车轮的车轮转速低的情况下，不执行轮胎气压降低的判断，或仅对该车轮对角位 置的车轮执行轮胎气压降低的判断，以防止误报警的发生。 

根据本发明，可通过比较车辆上设置的各个轮胎的车轮转速，来判定是否其中一个车轮的车轮转速低于其他车轮的车轮转速。因此，不仅在诸如车辆偏载、或其中一个车轮设置有防滑链这类较少发生的行驶情况下，而且在车辆转弯的情况下，都能防止发出误报。 

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是示出本发明轮胎气压异常报警方法的数据处理程序的流程图； 

图4是示出本发明轮胎气压异常报警方法的数据处理程序的流程图； 

图5图示的是常规的轮胎气压降低检测方法的驾驶测试结果； 

图6图示的是本发明轮胎气压异常报警方法的驾驶测试结果。 

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，其中包括通过比较车辆上设置的各个轮胎的车轮转速、来检测是否其中一个车轮的车轮转速低于其他车轮的车轮转速的装置。 

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))其中任何一个轮胎的气压是否下降。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。有一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的警报器3和一可以由驾驶者操纵的初始化开关4与控制单元2连接。 

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；起到处理中心作用的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各个轮胎的旋转角速度F_i(F₁至F₄)。F₁至F₄分别代表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包括种种差异(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(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Fi有所不同。所以，经过修正的旋转角速度F1_i是因初次差异而计算出用以消除差异的。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。 

由下列基于比值的判定值计算出在所计算出的车轮转速Vi当中具有最慢转速的慢速车轮(慢速轮)： 

DEL(1)＝[(V1+V4)/(V2+V3)-1]×100％ 

DEL(2)＝[(V1+V2)/(V3+V4)-1]×100％ 

DEL(3)＝[(V1+V3)/(V2+V4)-1]×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。 

应注意，除了上述基于比值的判定值以外，还可以使用如下所示基于差值的判定值： 

DEL(1)＝[(V1+V4)-(V2+V3)]/(V1+V2+V3+V4)×200％ 

DEL(2)＝[(V1+V2)-(V3+V4)]/(V1+V2+V3+V4)×200％ 

DEL(3)＝[(V1+V3)-(V2+V4)]/(V1+V2+V3+V4)×200％ 

根据如表1所示的计算得到的判定值的符号来判定慢速轮。 

表1

就使用条件而言，通过比较车辆上设置的各个轮胎的车轮转速来检测某个车轮的车轮转速是否较慢所用的数据比气压异常报警所用的数据更为严格。因此，为了避免影响对气压异常报警的判定，最好将该检测仅限定于行驶的初始阶段。这里行驶的初始阶段是指直到检测出其中一个车轮具有较慢的车轮转速为止的时间。换句话说，就是采集完用于检测的数据(例如采集完15个数据)所需的时间。 

对于通过比较车辆上设置的各个轮胎的车轮转速来检测其中一个车轮的车轮转速是否比其他车轮慢所用的数据，最好是惟独使用直行附近位置的数据以提高检测的正确性。另外，因为车辆有可能直行，最好是惟独使用其判定值稳定的数据来检测。转弯时的数据很可能出错。可以通过监测横摆率来判断车辆是否直行，同时可以通过考察诸如判定值的时间变化来判断判定值是否稳定。 

当车辆停下时，最好是重新设置通过比较车辆上设置的各个轮胎的车轮转速来检测其中一个车轮的车轮转速是否比其他车轮慢的检测结果。这是因为，偏载或者其中一个车轮设置有防滑链的情形是其中一个车轮的车轮转速变得较慢的状况，而这种状况在车辆停下的时候也发生。也可以仅在其中一个车轮的车轮转速较慢的情况下重新设置检测结果。 

总的来说，在其中一个车轮的车轮转速比较快的情况下，轮胎的气压有可能会下降。另一方面，在其中一个车轮的车轮转速较慢的情况下，由于偏载或者其中一个车轮设置有防滑链，或者由于转弯行驶，该车轮的车轮转速有可能比其他车轮慢。因而，按照本发明的轮胎气压异常报警装置，在其中一个车轮的车轮转速慢的情况下，较好是不执行轮胎气压降低的判断，或者较好是仅对较慢车轮转速的车轮其对角位置的车轮执行轮胎气压降低的判断。 

对于检测轮胎气压降低的装置来说，可以采用诸如利用动态负载平均的方法或者利用其中一个车轮的车轮转速变快这一事实的方法这类公知手段。 

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比较车辆上设置的各个轮胎的车轮转速、并检测是否其中一个车轮的车轮转速低于其他车轮的车轮转速的进程。本实施例可按与本发明轮胎气压异常报警装置相同的方式来实施，下面参照图3和图4的流程图具体说明。 

首先说明流程图中所描述的变量。 

当判断其中一个车轮的车轮转速是否低于其他车轮的车轮转速时，变量SlowerConfirmation Done Flag(慢速确认完成标记)设置为1。另一方面，当判定其中一个车轮的车轮转速比其他车轮的车轮转速慢时，变量Slower Wheel Flag(慢速轮标记)设置为1。 

C1是当判断直行期间的判定值稳定时计数增加的计数器，当计数器达到例如15时则 最终判断是否其中一个车轮的车轮转速低于其他车轮的车轮转速。另一方面，C2则是当(通过惟独使用当前的判定值)判断其中一个车轮的车轮转速低于其他轮胎的车轮转速时计数增加的计数器。举例来说，当C2是15个数值当中的10个时，判断其中一个车轮的车轮转速低于其他轮胎的车轮转速。 

图3和图4中，步骤S1、步骤S2在停车期间(至少2秒)重新设置各变量。步骤S3对较慢转速的车轮的检测标记(慢速轮标记(Slower Wheel Flag))和该检测的执行标记(慢速确认标记(Slower Confirmation Flag))其数值是否为0进行确认。在标记数值均为0这种情况下，则进行到后续步骤。 

步骤S4判定车辆是否直行(横摆率不大于预定值)。仅在车辆稳定行驶的情况下才对轮速进行判定。步骤S5计算一秒之前的转速判定值(DEL(1)、DEL(2)、以及DEL(3))和当前的判定值(Delta 1、Delta 2、以及Delta 3)两者间的差值。步骤S6将所求得的差值与预定的阈值相比较，并进一步判定车辆是否稳定行驶。 

步骤S7中，在步骤S4和S6中判定车辆稳定行驶的情况下，对表示行驶稳定性的计数器C1加1。步骤S8根据各转速判定值(DEL(1)、DEL(2)、以及DEL(3))的符号临时判定具有最慢转速的车轮。当判定了具有最慢转速的车轮时，在步骤S9中使对判定值计数用的计数器C2加1，并且存储转速判定值DEL(1)的符号。 

步骤S10将对稳定行驶的判定次数进行计数用的计数器C1与预设的最大值Clmax例如15相比较。步骤S11将对具有最慢车轮转速的车轮的判定次数进行计数用的计数器C2与预设的最大值C2max例如10相比较。在步骤S10和S11中每个计数器超出各自的预设值的情况下，代表最慢车轮的判定结果的标记(慢速车轮标记(Slower Wheel Flag))最终在步骤S12中设置为1。然后，存储的是多个所存储的DEL(1)(最大值C1max＝15)的符号当中占大多数(C2max＝10)的符号。 

步骤S13中一旦终止对稳定行驶的次数进行计数用的计数器C1的计数(Clmax＝15)，慢速确认完成标记(Slower Confirmation Done Flag)设置为1。 

步骤S14中将所存储的(1秒之前的)转速判定值(DEL(1)、DEL(2)、以及DEL(3))更新为当前值。 

步骤S15中对具有最慢转速的车轮的判定标记(慢速车轮标记(Slower Wheel Flag))其数值进行检查。在数值为0的情况下，在步骤S17中启动一减压报警模块。 

对于该减压报警模块来说，可使用公知模块。当步骤S15中判定标记其数值为1时，在所存储的DEL(1)的符号与当前DEL(1)的符号不同(S16)的情况下，判定具有最慢转速的车轮其对角位置的车轮的相对侧位置的车轮的气压是否降低(S17)。 

本发明的另一实施例涉及轮胎气压异常报警方法，其中包括通过比较车辆上设置的各个轮胎的车轮转速、来检测是否其中一个车轮的车轮转速低于其他车轮的车轮转速的步骤。该方法可按与本发明轮胎气压异常报警装置相同的方式来实施。 

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。 

下面结合测试过程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。(测试车辆) 

测试车辆类型：梅塞德斯-奔驰E系车 

轮胎规格：245/40ZR18(邓洛普SP Wi Sp M397V) 

内部压力：N.P.(常压) 

(试验条件) 

负载：偏载(驾驶者和290千克荷载处于左厢) 

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 

对照例1

为了检测数据，通过安装一轮胎减压报警系统、应用其中不包括用于检测其中一个车轮的车轮转速是否低于其他车轮的车轮转速的装置的常规气压降低检测方法，减压来实施测试驾驶。图5示出发出轮胎减压报警的条件。 

图5中，车辆在接近140秒至220秒期间转弯。由于转弯所造成的DEL(3)(黑三角)符号的变化，即便是轮胎气压正常，仍发出减压报警(+号)(而发出误报)。 

实例1

为了检测数据，通过安装一轮胎气压异常报警装置、应用本发明的气压降低检测方法，来实施测试驾驶。图6示出发出轮胎减压报警的条件。 

在此情况下，在车辆转弯的140秒至220秒期间，发出慢速判定(慢速车轮标记(SlowerWheel Flag)：*号)表明其中一个车轮的转速较慢。由此否定减压判定，从而不发出减压报警(+号)。 

由上述结果可知，即便是诸如转弯这种按常规的轮胎气压检测方法可能会发出误报的行驶条件下，本发明的轮胎气压异常报警方法仍可阻止误报。 

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 (2)

1.一种轮胎气压异常报警装置，包括比较车辆上设置的各个轮胎的车轮转速、并检测是否其中一个车轮的车轮转速低于其他车轮的车轮转速的装置，

在其中一个车轮的车轮转速低的情况下，仅对该车轮对角位置的车轮执行轮胎气压降低的判断，以防止误报警的发生。

2.一种轮胎气压异常报警方法，包括比较车辆上设置的各个轮胎的车轮转速、并检测是否其中一个车轮的车轮转速低于其他车轮的车轮转速的步骤，

在其中一个车轮的车轮转速低的情况下，仅对该车轮对角位置的车轮执行轮胎气压降低的判断，以防止误报警的发生。

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