JP2002541006A - 圧力低下検出と走行ダイナミクスコントロールのための方法と装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 車両のタイヤの圧力低下を検出する方法において、検出方法は少なくとも１つの走行ダイナミクス変数に依存して動作する。走行ダイナミクスコントローラのための方法において、走行ダイナミクスの制御は決定されたタイヤ圧力低下に依存して行われる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 本発明は、圧力低下検出と車両ダイナミクスコントロールのための方法と装置
に関する。

【０００２】 周知の圧力低下検出方法では、センサ信号や場合によっては他の車両構成要素
からの中間量のようないろいろな信号に関連して、１つまたは複数の検査量が決
定される。この検査量は、車両のタイヤの圧力状態を推測できるようにするため
に、例えば閾値と比較することができる。圧力低下検出は車輪個々に行うことが
できるかあるいは車両の複数の車輪または全部の車輪について一括して行うこと
ができる（例えば対角線の車輪の車輪速度の合計の商を求め、この商を閾値と比
較する）。更に、タイヤ圧力低下検出は通常は、車速（例えば車両基準速度）と
個々のタイヤの角速度（センサで検出可能）との比較に基づいている。この場合
、関係ｗ＝ｖ／ｒが当てはまる。ここで、ｗは角速度、ｖは車速（車軸の速度）
そしてｒはダイナミックな転動外周である。この転動外周は、圧力低下したタイ
ヤの場合、正常なタイヤよりも小さい。

【０００３】 タイヤ圧力検出は多数の外乱、例えばカーブ走行時（例えば図３参照、車両３
０のカーブ外側の車輪３１，３４はほぼ半径Ｒａに沿って走行し、車輪３２，３
３は小さな半径Ｒｉに沿って走行するので、この車輪は同じ時間で短い距離を進
まなければならず、従って回転数が少なくなる）の車輪の異なる回転速度によっ
て影響を受ける。車両の走行ダイナミクスによって生じる他のメカニズムも誤差
を生じることになる（例えばブレーキスリップまたはトラクションスリップ、車
両のオーバーステアリングまたはアンダーステアリングの場合の信号誤差）ので
、不正確な検出または特に検出エラーとなり得る。

【０００４】 検出アルゴリズムを選択することによってまたは学習補正値表を使用すること
によって、エラーをシステム的に部分補正することができる。しかし、特に高い
ダイナミクスの走行状況では、これは、検出エラーを充分確実に回避するには不
充分である。

【０００５】 他方では、タイヤ圧力状態は、アンチロックシステム、電子式スタビリティコ
ントルール、トラクションスリップコントロールのような走行ダイナミクスコン
トロールの質に影響を与える。上記のコントロールは通常、車両ブレーキにアク
セスし、時々アクチュエータとしての車両エンジンにアクセスし、そこで所望な
制御目的または調整目的に相応して、所定の状態、例えばブレーキ圧力、ブレー
キ圧力勾配、車輪スリップ、エンジン出力トルク等を調節する。このすべての制
御介入は少なくとも、車両／車輪と道路との間の力の伝達を妨害しないという仮
定の下で行われる（車道側で例えば滑らかな氷によって妨害される）。しかし、
この仮定は、車両の１個または複数のタイヤが圧力低下するときには正しくない
。その場合、力の伝達が妨害され、通常は小さな力だけしか伝達することができ
ない。これは最後には、上記の調整および制御が実際の状態に誤って適合するこ
とになる。これはそれ自体不利である。更に、例えば非対称の力伝達によって、
予期しない不安定な走行状態が生じるので、これは危険である。

【０００６】 本発明の課題は、特に高い走行ダイナミクス（走行動特性）を有する走行状況
において、タイヤ圧力と走行ダイナミクスとの間の相互作用を考慮する、圧力低
下検出および走行ダイナミクスコントロールための方法と装置を提供することで
ある。

【０００７】 この課題は独立請求項記載の特徴によって解決される。従属請求項は本発明の
有利な実施形である。

【０００８】 本発明による圧力低下検出装置は少なくとも１つの走行ダイナミクス変数に依
存して作動する。走行ダイナミクス変数が所定の条件を満足すると、圧力低下検
出は予め定めたパターンに従って影響を受ける。そのために、予め定めた補正値
または補正アルゴリズムを使用することができる。これに関連して“予め定めた
”とは、車両運転中に学習した値ではなく、最初から存在する補正値または補正
戦略であることを意味する。これは特に、高い走行ダイナミクスを有する走行状
況の場合、例えば縦方向加速度が0.1 ｇよりも大きく、好ましくは0.2 ｇよりも
大きく、およびまたは横方向加速度が0.2 ｇまたは0.3 ｇよりも大きく、および
または少なくとも１個の車輪のスリップが４％よりも大きく、好ましくは６％よ
りも大きい（トラクションスリップとブレーキスリップ）ときに使用可能である
。

【０００９】 走行ダイナミクス変数として、次の変数の１つまたは複数を使用することがで
きる。すなわち、車速、例えば車輪速度から所定のアルゴリズムによって生じる
ような車両基準速度、車両基準速度から計算によって決定されるかあるいはセン
サによって検出される縦方向加速度、センサで検出されるかまたは計算されるヨ
ーレイト（上下軸線回りの角速度）、横方向加速度（センサで検出されるかまた
は計算される）、操舵角、通常はカーブ特性量（例えば計算されたカーブ半径）
、例えば車輪センサの車輪信号から導き出すことができる車輪加速度、特に車輪
角加速度、車輪スリップ（車輪（車道）速度と車両基準速度の差）、車輪スリッ
プ勾配（車輪スリップ、車輪スリップ加速度から導き出される）、例えばセンサ
で検出されるタイヤサイドウォールねじれの１つまたは複数を使用することがで
きる。

【００１０】 上記変数の１つまたは複数は、その値に関しておよび場合によってはその時間
的な変化に関して、所定の条件の存在をチェックすることができる。この条件が
存在すると（値条件と場合によっては付加的な時間条件）、圧力低下検出を修正
することができる。

【００１１】 本発明による走行ダイナミクスコントロールは更に、決定されたタイヤ圧力状
態に依存して行われる。タイヤ圧力状態は、目標値設定、応答閾値または制御戦
略選択に影響を与えることができる。

【００１２】 圧力低下している車輪が知られていると、この車輪についてのみ、修正を制御
戦略で行うことができる。この場合更に、力をつり合わせるために、他の車輪で
も修正を行うことができる。

【００１３】 圧力低下している車輪が知られていないときには、すべての車輪について修正
を行うことができる。

【００１４】 一般的に、圧力低下時に、小さな目標圧力値、目標圧力勾配、車輪スリップ値
または駆動トルクを目標値として設定または調整することができる。走行タイナ
ミクスコントロールに影響を与えるための圧力低下検出は上述のように行うこと
ができる。

【００１５】 次に、図を参照して、本発明の個々の実施の形態を説明する。

【００１６】 図１は、本発明による圧力低下検出装置を示している。実際の検出は、慣用の
ごとく動作可能な装置１１で行われる。圧力低下検出装置１１は入力信号１３を
受け取り、出力信号１５を出力する。入力信号はセンサ信号、他の車両構成要素
からの中間量およびその他のデータを含むことができる。出力信号１５は警報信
号、他の装置要素のための制御信号およびタイヤ圧力に関する情報信号を含むこ
とができる。圧力低下検出では例えば次のようにして検査量ＰＧを決定可能であ
る。

【００１７】 ＰＧ＝（（ｗｖｌ＋ｗｈｒ）／（ｗｖｒ＋ｗｈｌ）） ここで、ｗｖｌは左前輪の車輪速度、ｗｖｒは右前輪の車輪速度、ｗｈｒは右後
輪の車輪速度、ｗｈｌは左後輪の車輪速度である。理想的な場合（すべての車輪
が同一速度で、すべての車輪が同一直径である）、検査量は１であり、この検査
量からの偏差はタイヤ圧力のために比較的小さなタイヤ、それによって比較的に
迅速に回転するタイヤを示すことができる。検査量ＰＧは閾値と比較される。閾
値を上回ったり下回ったりする場合には、圧力低下が検出され、適当な信号が出
力される。

【００１８】 １２は、１個または複数の走行ダイナミクス変数（ドライビング動特性変数）
を反映する入力信号１４を受け取る修正装置である。修正装置自体は、圧力低下
検出装置１１に影響を与えることができる信号を発生する。

【００１９】 圧力低下検出装置への影響はいろいろな方法で行うことができる。これは図２
に一層正確に示してある。検出装置１１は検査量を例えば上述のように決定する
決定装置２２と、２６によって象徴的に示した閾値に基づいて検査量をチェック
するチェック装置２５とを有する検出部分２１を備えている。所定の条件が存在
する際に、１つまたは複数の信号が出力される。修正装置１２はいろいろな方法
で検出装置に作用可能である。修正装置は例えば圧力低下が存在する際に入力信
号を修正可能である。これは、修正装置１２に応じて操作またはセットおよび調
節される切換えスイッチ２３ｂ，２３ｃと修正装置２４ｂ，２４ｃによって象徴
的に示してある。

【００２０】 修正装置１２は決定装置２２で使用されるアルゴリズムに影響を与えることが
できるかまたは変更することができる。例えばトラクションスリップが存在する
ときに、駆動される車輪に関してもはや検査量が決定されないかまたはこの検査
量のために他の値（例えば駆動されない車輪の検査量）を使用するようにするこ
とができる。

【００２１】 更に、検査量自体を、決定装置２２によって決定されたように修正することが
できる。これは修正装置１２に応じて操作される切換えスイッチ２３ａと修正装
置２４ａによって示してある。更に、スイッチ２０による出力の中断によって示
すように、タイヤ圧力チェックを完全に阻止することができる。このスイッチは
同様に修正装置１２に応じて操作される。

【００２２】 更に、例えばメモリ２６に異なる値を書き込むことにより、検出に関連する閾
値を変更することができる。

【００２３】 上記の手段は個別的におよび互いに組み合わせて使用可能である。修正装置１
２内には論理２９がある。この論理は走行ダイナミクスデータ１４ａ〜１４ｄを
受け取り、それに応じて、１つまたは複数の走行ダイミナミクス変数に従って圧
力低下検出装置に影響を与えるための適切な制御信号を発生する。修正装置１２
には更に、メモリ２８を設けることができる。このメモリは例えば補正値のテー
ブルを含むことができる。この場合、走行ダイナミクス変数に応じてテーブルに
アクセスし、読み取った値は入力信号１３ａ，１３ｂの補正のためあるいは検査
量の補正のために使用される。補正値は加法的にまたは乗法的にあるいは置換値
として使用される。これにより、入力量１３ａ，１３ｂ、検査量のような中間量
または閾値を変更、補正または置換することができる。

【００２４】 圧力低下検出装置は、方法ステップが修正に対応して持続的に行われ（圧力低
下の有無）、圧力低下が存在しない場合には修正が中立である（例えば１を掛け
、０を加える）ように設計可能である。これは、圧力低下の場合に、適当なアル
ゴリズムを変えないで、補正のために使用される量だけを変えればよいという利
点がある。

【００２５】 決定装置２２は、図２に示した質的な検出信号のほかに、データ信号、例えば
個々の車輪の車輪直径差を示すデータを発生することができる。このデータも走
行ダイナミクスに応じて修正可能であり、場合によっては出力可能である。

【００２６】 タイヤのサイドウォールねじれセンサは、本目的のために特に望ましい信号を
供給する。加速過程および減速過程およびサイドフォースにより、タイヤのサイ
ドウォールは車輪の周方向と半径方向、場合によっては軸方向に変位するかまた
はねじれる。これはタイヤの圧力が低下した場合特に顕著である。サイドウォー
ルのねじれがセンサで検出されると、この信号は車輪ダイナミクスを決定するた
めに用いられ、そしてタイヤ圧力検出装置に影響を与えるために間接的に用いら
れるかあるいは例えばねじれが所定の量を超えるときに、圧力低下検出のために
直接的に用いられる。

【００２７】 上記の直接的な修正の範囲内において、例えば車両の運転中に補正値を決定す
るために、学習を行うことができる。この補正値は工場でセットされた補正値よ
りも良好に適応する。このような学習補正値を記憶するために、メモリが設けら
れている。このメモリは、その入力電圧が失われる場合にも、書き込まれた情報
を保持する。

【００２８】 走行ダイナミクスセンサが冗長性である場合には、最高の分解能を有する信号
を選択することができる。

【００２９】 一般的に、必要とされる入力信号と発生した出力信号はデータバス、例えばＣ
ＡＮバスから取り出し可能であり、またデータバスに供給可能である。使用され
る走行ダイナミクス変数はセンサ量、ろ波されたセンサ量または事前評価された
データでもよい。

【００３０】 図４は本発明による走行ダイナミクス制御装置を示している。この走行ダイナ
ミクス制御装置は少なくとも１個のコントローラ４１を備えている。このコント
ローラは入力信号４３を受け取り、出力信号４５を出力する。入力信号４３の一
部は制御対象からの測定信号になる（車輪センサ、加速度センサ、横方向加速度
センサ、ヨーレイトセンサ、ステアリングホイール角度センサ等）。更に、他の
入力信号、例えば他の過程からの量を受け取ることができる。出力信号４５の一
部は制御要素、例えば車輪ブレーキ、液圧ポンプ、エンジンインターフェース等
のための制御信号になる。コントローラはブレーキ制御装置およびまたはトラク
ションスリップコントロール装置およびまたは電子式スタビリティコントロール
装置である。コントローラは周知のアルゴリズムに従ってアプリオリ（演繹）的
に作動可能である。

【００３１】 ４２は圧力低下検出装置を示している。この圧力低下検出装置は一般的に、車
両の特別な車輪または或る車輪の圧力低下の存在を検出する。圧力低下検出装置
４２は上述のように構成可能である。

【００３２】 圧力低下検出装置４２は、圧力損失が検出されるときに、コントローラの動作
を修正する信号を発生する。修正は入力量４３、出力量４５または入力データを
処理するためおよび出力データを発生するためのパラメータもしくはアルゴリズ
ムに関する。

【００３３】 １個の車輪の圧力が低下するとき、加速力と制動力によるこの車輪の負荷を比
較的に小さくすることがアプリオリ的に望ましい。従って、このような車輪のた
めに制動力または制動力の勾配を比較的に小さくすることが望ましい。これを達
成するために、ブレーキ圧力値またはブレーキ圧力勾配あるいはエンジントルク
またはエンジントルク勾配を比較的に小さくすることができる。

【００３４】 圧力低下車輪が具体的に知られている場合には、修正されたこのこの制御は知
られている車輪だけに行うことができる。この場合更に、力を相殺するために、
他の車輪、例えば対角線の車輪を類似の方法で修正制御することができる。圧力
低下した車輪が知られていないときには、すべての車輪を修正制御することがで
きる。

【００３５】 車両が自動クラッチまたは（全輪駆動の場合）自動介入のセンタークラッチを
備えている場合には、この制御要素は走行ダイナミクスコントロールのために使
用可能である。圧力低下が検出されると、例えば対応する車輪またはそれぞれの
車軸のドライブトレーン内のクラッチまたはロック装置が開放されるかまたは部
分的に閉鎖される。これは特にトラクションスリップコントロール装置の場合に
適用される。

【００３６】 上記の走行ダイナミクスコントロールが慣用のシステムに統合されて動作する
と特に有利である。これは特に、本発明によるシステムが慣用のシステムと“競
合する”ことなしに作用することを意味する。本発明による走行ダイナミクスコ
ントロールがアルゴリズム的に慣用のコントロールに統合されているので、走行
ダイナミクスコントロールが特に従来のコントロールと共に同じハードウェアで
動作すると有利である。

【００３７】 図５は圧力低下検出装置と走行ダイナミクスコントロール装置を組み合わせた
実施の形態を示している。図１〜４と同じ参照符号は同じ構成要素を示す。この
同じ構成要素については再度説明しない。コントローラ４１は特に圧力低下検出
装置１１から処理の信号を受け取る。これは圧力低下検出装置から出力されるす
べての信号でなくてもよい。

【００３８】 図５において分離して示した信号列１３，１４，４３は少なくとも一部が同じ
信号を含んでいるかまたは示すことができる。少なくとも一部は必要なデータを
例えば周期的に入手し得るバスへのアクセスである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による圧力低下検出装置の実施の形態を示す図である。

【図２】 図１の実施の形態の詳細図である。

【図３】 外乱を説明するための図である。

【図４】 本発明による走行ダイナミクスコントロール装置を示す図である。

【図５】 走行ダイナミクスコントロール装置と圧力低下検出装置からなる組み合わせ式
システムを示す図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 １９９ ６１ ６８１．７ (32)優先日 平成11年12月21日(1999．12．21) (33)優先権主張国 ドイツ（ＤＥ） (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＪＰ，ＵＳ

Claims (24)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両のタイヤの圧力低下を検出する方法において、検出方法
   が少なくとも１つの走行ダイナミクス変数に依存して動作することを特徴とする
   方法。
2. 【請求項２】 走行ダイナミクスが、車速、縦方向加速度、ヨーレイト、横
   方向加速度、操舵角度、カーブ特性値、車輪加速度、車輪スリップ、車輪スリッ
   プ勾配、タイヤねじれの１つまたは複数を含んでいることを特徴とする請求項１
   記載の方法。
3. 【請求項３】 圧力低下検出のために、検査量が入力量から決定される、請
   求項１または２記載の方法において、入力量が走行ダイナミクス変数に応じて修
   正されることを特徴とする方法。
4. 【請求項４】 圧力低下検出のために検査量が決定される、請求項１または
   ２記載の方法において、この検査量が走行ダイナミクス変数に応じて修正される
   ことを特徴とする方法。
5. 【請求項５】 走行ダイナミクス変数が設定された値範囲の外側にあるとき
   に、圧力低下検出が行われないことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに
   記載の方法。
6. 【請求項６】 車両運転中修正量が決定され、非揮発的に記憶されることを
   特徴とする請求項３または４記載の方法。
7. 【請求項７】 圧力低下検出のための検出装置（１１）を備えた、タイヤ内
   の圧力低下を検出するため、特に請求項１〜６のいずれか一つに記載の方法を実
   施するための装置において、少なくとも１つの走行ダイナミクス変数に依存して
   圧力低下検出に影響を与える修正装置（１２，２０，２３，２４）を備えている
   ことを特徴とする装置。
8. 【請求項８】 修正装置が、車速、縦方向加速度、ヨーレイト、横方向加速
   度、操舵角度、カーブ特性値、車輪加速度、車輪スリップ、車輪スリップ勾配、
   タイヤねじれの１つまたは複数に依存して動作することを特徴とする請求項７記
   載の装置。
9. 【請求項９】 検出装置が入力量に関連して動作する、請求項７または８記
   載の装置において、修正装置（２３ｂ．２３ｃ．２４ｂ．２４ｃ）が走行ダイナ
   ミクス変数に応じて入力量を修正することを特徴とする装置。
10. 【請求項１０】 検出装置が検査量を決定する、請求項７〜９のいずれか一
    つに記載の装置において、修正装置（２３ａ，２４ａ）が走行ダイナミクス変数
    に応じて検査量を修正することを特徴とする装置。
11. 【請求項１１】 走行ダイナミクス変数が設定された値範囲の外側にあると
    きに、修正装置（２０）が圧力低下検出を行わないことを特徴とする請求項７〜
    １０のいずれか一つに記載の装置。
12. 【請求項１２】 車両運転中に決定される修正量を記憶するために非揮発性
    のメモリ（２８）を備えていることを特徴とする請求項９または１０記載の装置
    。
13. 【請求項１３】 走行ダイナミクスの制御が決定されたタイヤ圧力低下に依
    存して行われることを特徴とする走行ダイナミクスを制御する方法。
14. 【請求項１４】 ブレーキ制御において、ブレーキ装置のための目標値およ
    びまたは応答閾値およびまたは制御アルゴリズムが、タイヤ圧力低下に依存して
    セットまたは変更されることを特徴とする請求項１３記載の方法。
15. 【請求項１５】 圧力低下している車輪が知られており、この車輪について
    目標値が変更されることを特徴とする請求項１４記載の方法。
16. 【請求項１６】 圧力低下していない少なくとも１個の車輪について、目標
    値が変更されることを特徴とする請求項１５記載の方法。
17. 【請求項１７】 圧力低下している車輪が知られていないときに、すべての
    車輪について目標値が変更されることを特徴とする請求項１４〜１６のいずれか
    一つに記載の方法。
18. 【請求項１８】 トラクションスリップコントロールにおいて、ブレーキ装
    置およびまたはエンジンのための目標値およびまたは応答閾値およびまたは制御
    アルゴリズムが、タイヤ圧力状態に依存してセットされるかまたは変更されるこ
    とを特徴とする請求項１３〜１７のいずれか一つに記載の方法。
19. 【請求項１９】 圧力低下が知られているときに、車両の最高速度がエンジ
    ン介入によって制限されることを特徴とする請求項１３〜１８のいずれか一つに
    記載の方法。
20. 【請求項２０】 タイヤ圧力低下検出が請求項１〜６のいずれか一つに記載
    の方法によって行われることを特徴とする請求項１３〜１９のいずれか一つに記
    載の方法。
21. 【請求項２１】 センサ装置と、少なくとも１個のコントローラ（４１）と
    、アクチュエータと、圧力低下検出装置（４２）とを備えた、特に請求項１３〜
    ２０のいずれか一つに記載の方法を実施するための走行ダイナミクスコントロー
    ル装置において、コントローラが、圧力低下検出装置によって決定されたタイヤ
    圧力状態に依存して走行ダイナミクスを制御することを特徴とする装置。
22. 【請求項２２】 コントローラが、タイヤ圧力状態に依存してブレーキ装置
    の目標値およびまたは応答閾値およびまたは制御アルゴリズムをセットまたは変
    更するブレーキコントローラであることを特徴とする請求項２１記載の装置。
23. 【請求項２３】 コントローラが、タイヤ圧力状態に依存してブレーキ装置
    およびまたはエンジンの目標値およびまたは応答閾値およびまたは制御アルゴリ
    ズムをセットまたは変更するトラクションスリップコントローラであることを特
    徴とする請求項２１または２２記載の装置。
24. 【請求項２４】 圧力低下検出装置（４２）が請求項７〜１２のいずれか一
    つに従って構成されていることを特徴とする請求項２１〜２７のいずれか一つに
    記載の装置。