JP2003220965A - 車両制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 車輪（タイヤ）の空気圧が所定範囲から逸脱
したときに警報を発することに加えて、空気圧の変化に
応じて車両の制御特性を変更し、車輪（タイヤ）の空気
圧変化に起因する車両の走行特性の変化を抑制すること
ができる車両制御装置を提供すること。 【解決手段】 各車輪２それぞれの空気圧を検出し、何
れかの車輪の空気圧が所定範囲から逸脱したときに警報
を発する空気圧警報システム６と、前記車輪の空気圧に
応じて車両の制御特性を変更する特性変更手段６と、を
備えていることを特徴とする車両制御装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両制御装置に関
し、より詳細には、車輪（タイヤ）の空気圧が所定範囲
から逸脱したとき等に警報を発するとともに、空気圧の
変化に応じて車両の制御特性を補正する車両制御装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】車輪の空気圧を測定し、測定した空気圧
が所定範囲から逸脱していた場合にその旨の警報を発し
て運転者に報知する空気圧警報システムを搭載した自動
車が提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】車輪の空気圧が変化す
ると、路面に対するタイヤグリップ力等も変化し、その
結果、車両の走行特性が変化することになる。

【０００４】本発明は、この点に着目してなされたもの
であり、車輪（タイヤ）の空気圧が所定範囲から逸脱し
たときに警報を発することに加えて、空気圧の変化に応
じて車両の制御特性を変更し、車輪（タイヤ）の空気圧
変化に起因する車両の走行特性の変化を抑制することが
できる車両制御装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、各車輪
それぞれの空気圧を検出し、何れかの車輪の空気圧が所
定範囲から逸脱したときに警報を発する空気圧警報シス
テムと、前記車輪の空気圧に応じて車両の制御特性を変
更する特性変更手段とを備えていることを特徴とする車
両制御装置が提供される。

【０００６】このような構成を備えた本発明によれば、
車輪（タイヤ）の空気圧が低下したとき等に警報を発す
ることに加えて、空気圧の変化に応じて車両の走行制御
特性が変更されるので、車輪の空気圧変化に起因する車
両の走安性変化が抑制され、車両の安全性がより向上す
る。また、空気圧警報システム用に検出された空気圧が
車両の走行制御にも利用されているので、検出したデー
タの有効利用が図られる。

【０００７】本発明の他の好ましい態様によれば、前記
特性変更手段が、車輪の空気圧変化に伴うタイヤグリッ
プ力変化を補うように、前記制御特性を変更する。具体
的には、例えば、アンチロックブレーキシステム（ＡＢ
Ｓ）、トラクションコントロールシステム（ＴＲＣ）等
の機能を有し、車輪毎に駆動力、制動力を制御して車両
のスピン等を防止するＤＳＣ(Dynamic Stability Contr
ol：車両安定性制御)装置等の制御特性が変更される。

【０００８】このような構成によれば、各車輪の空気圧
を加味した制御特性が得られるので、ＡＢＳ、ＴＣＳ、
ＤＳＣ等の機能を最大限に発揮させ、安定した走行が実
現される。

【０００９】本発明のもう一つの好ましい態様によれ
ば、前記特性変更手段が、車輪の空気圧の変化に伴う操
舵変化を補うように、前記制御特性を変更する。具体的
には、例えば、パワステ装置のアシスト力、可変ギア比
操舵機構のギア比の変更、これらの変更タイミングの変
更等が行われる。このような構成によれば、車輪の空気
圧変化に起因する操舵時の位相変化、操舵感の変化等が
補正され、車両の安定走行が実現される。

【００１０】本発明の別の好ましい態様によれば、前記
特性変更手段が、車輪の空気圧の変化に伴う車高変化を
補うように、前記制御特性を変更する。具体的には、例
えば、エアサス等のサスペンション装置の高さ変更が行
われる。このような構成によれば、車輪の空気圧変化に
起因する車高変化が補正され、車両の安定走行が実現さ
れる。

【００１１】本発明の別の好ましい態様によれば、前記
特性変更手段が、車輪の空気圧の変化に伴う振動特性変
化を補うように、前記制御特性を変更する。具体的に
は、例えば、サスペンション装置のダンパの硬さ変更等
が行われる。このような構成によれば、車輪の空気圧変
化に起因する振動特性変化が補正され、車両の安定走行
が実現される。

【００１２】本発明の別の好ましい態様によれば、前記
特性変更手段が、車輪の空気圧の変化に応じた制御特性
の変更量を演算する演算手段を備え、該演算手段が、前
記変更量を特性制御手段に出力し、これに基づいて、該
特性制御手段が前記制御特性を変更する。このような構
成によれば、例えば、車両安定性制御装置、パワステ装
置、サスペンション装置等を制御する各特性制御手段側
は、制御特性の変更量を演算する機能を有する必要がな
い。このため、各特性制御手段を安価な構成をすること
ができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の好
ましい実施形態について詳細に説明する。まず、本発明
の実施形態の車両制御装置の構成を説明する。図１は、
本実施形態の車両制御装置１が搭載された車両の概略的
な構成を示すブロック図である。本実施形態の車両制御
装置１は、車輪（タイヤ）２の空気圧を検出し、空気圧
が適正範囲から逸脱したときに警報を発するとともに、
空気圧の変化に応じて車両の制御特性を補正することが
できる車両制御装置である。

【００１４】図１に示されているように、車両制御装置
１は、車両の各車輪２に取付けられた検出装置４と、車
体側に配置された処理装置６を備えている。本実施形態
の車両は、アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）お
よびトラクションコントロールシステム（ＴＲＣ）の機
能を有する車両安定性制御装置（ＤＳＣ：Dynamic Stab
ility Control)を備えている。また、本実施形態の車両
は、ギア比が変更可能な（Variable Gear Ratio）機構
を備えた電動パワーステアリング(Electric Power Stee
ring）装置７を備えている。さらに、本実施形態の車両
は、ダンパの硬さ変更による振動特性の変更、ダンパの
長さ変更による車高変更等を行うことができるサスペン
ション装置を備えている。

【００１５】検出装置４は、各車輪２のホイールのエア
バルブ付近に取付けられ、各車輪内（タイヤ内）の空気
の圧力、温度等を検出し、検出結果等を空気圧信号とし
て、車体側の処理装置６に送信するように構成されてい
る。

【００１６】検出装置４は、図２に示されているよう
に、各車輪（タイヤ）内の空気圧を検出する圧力センサ
８と、車輪（タイヤ）内の空気の温度を検出する温度セ
ンサ１０と、車輪２に加わる加速度を検出する加速度セ
ンサ１２と、タイヤ識別ＩＤを記憶しているメモリ１４
を備えている。検出装置４には、さらに、各センサ８、
１０、１２の検出値およびタイヤ識別ＩＤを含む空気圧
信号を生成し、これを処理装置６側に送信させる送信Ｃ
ＰＵ１６と、送信を行う送信機１８が設けられている。
検出装置４は、図示しない内蔵バッテリによって作動さ
れるように構成されている。

【００１７】本実施形態では、空気圧信号は、図３に示
されているように、タイヤ識別ＩＤ、車輪内空気圧信
号、車輪内空気温度信号、加速度信号、異常低下コー
ド、バッテリ電圧信号および故障コードが順に並べられ
たデータフォーマットで、検出装置４から処理装置６側
に送信される。

【００１８】空気圧信号に含まれる、タイヤ識別ＩＤ
は、空気圧信号が自車両に取付けられている車輪からの
信号であることを識別するために用いられる符号であ
り、処理装置４毎に異なる。このタイヤ識別ＩＤは、検
出装置４からの送信後、処理装置６側で登録されている
タイヤ識別ＩＤと照合される。また、加速度信号は、車
輪の回転による円周方向の加速度に車輪の上下動による
加速度等が加わった加速度を示している。異常低下コー
ドとは、車輪内の空気圧が急速に低下したことを報知す
るコードである。さらに、バッテリ電圧信号および故障
コードは、それぞれ、検出装置４の内蔵バッテリの電圧
および検出装置４の作動状態を処理装置６に報知するた
めに用いられる信号である。

【００１９】本実施形態は、検出装置４が、空気圧信号
を、能動的に所定の時間間隔で処理装置６に送信し、こ
の時間間隔が車両の走行状況等に応じて変化するように
構成されている。例えば、車両の停車中は、車輪の空気
圧が変化する可能性が少ない等の理由から、空気圧信号
の送信間隔は極めて長く設定される。なお、車両の停車
は、加速度センサ１２の出力が零であるか否かで判断さ
れる。また、走行中は、空気圧が適正範囲であれば、停
車時の間隔よりは短いが比較的長い第１の間隔で送信さ
れ、空気圧が適正範囲から逸脱しているときには、第１
の間隔より短い第２の間隔で送信される。さらに、空気
圧が急変しているときには、第２の間隔より短い第３の
間隔で、空気圧信号が送信される。

【００２０】図１に示されているように、各車輪２の近
傍の位置に、各検出装置４から送信された空気圧信号を
受信するための専用アンテナ１９が、それぞれ配置され
ている。各アンテナ１９が受信した空気圧信号は処理装
置４に伝えられる。

【００２１】処理装置６は、空気圧警報ＣＰＵ２０と、
ＡＢＳ／ＴＲＣ／ＤＳＣ制御用ＣＰＵ２２と、ＥＰＳ／
ＶＧＲ制御用ＣＰＵ２４と、サスペンション制御用ＣＰ
Ｕ２６と、総合制御ＣＰＵ２８と、記憶手段３０とを備
えている。

【００２２】空気圧警報ＣＰＵ２０は、いずれかの検出
装置４から送信されてきた空気圧信号に基づいて算出さ
れた車輪の空気圧が、適正範囲から逸脱したときには、
インスツルメントパネル内に配置された空気圧警告灯３
２を点灯させ、乗員に何れかの車輪の空気圧が異常であ
る旨の報知を行うように構成されている。空気圧の適正
範囲は、車輪内の空気温度と関連するので、適正範囲で
あるか否かの判定には、空気圧信号に含まれる車輪内空
気温度が勘案される。

【００２３】ＡＢＳ／ＴＲＣ／ＤＳＣ制御用ＣＰＵ２２
は、舵角センサ、スロットル開度センサ、車輪速セン
サ、ヨーレートセンサ等からの種々の情報に基づいて、
車載の車両安定性制御装置（ＤＳＣ：Dynamic Stabilit
y Control)の制御特性を決定し、この制御特性に基づい
て、これらの装置の作動を制御するように構成されてい
る。

【００２４】同様に、ＥＰＳ／ＶＧＲ制御用ＣＰＵ２４
は、車両の走行状態、運転状態等に基づいて、電動パワ
ーステアリング(Electric Power Steering）装置のアシ
スト量の変更、ギア比の変更およびこれらの変更タイミ
ング等の制御特性を決定し、この制御特性に基づいて、
電動パワーステアリングの作動を制御するように構成さ
れている。さらに、サスペンション制御用ＣＰＵ２６
は、車両の走行状態等に基づいて、サスペンションのダ
ンパの硬さ変更による振動特性制御、ダンパの長さ変更
による車高制御等の制御特性を決定し、この制御特性に
基づいて、サスペンション装置の作動を制御するように
構成されている。

【００２５】また、総合制御ＣＰＵ２８は、車輪の空気
圧変化に起因する車両の走行特性の変化、例えば、グリ
ップ力の変化、操舵時の位相遅れ、車高変化等を補正す
るために必要な制御特性の変更量を算出する。具体的に
は、一方の前輪の空気圧が或る量低下したとき、この空
気圧低下に起因する操舵時の位相遅れを補正し、空気圧
が低下していない場合の操舵状態を維持するためには、
どの制御の特性をどれだけ変更すればよいか等を演算す
る。同様に、この空気圧低下に起因する路面に対するタ
イヤグリップ力の変化を補正し、空気圧が低下していな
い場合の走行状態を維持するためには、どの制御特性を
どれだけ変更すればよいかを演算する。このような演算
に基づいて算出された、制御特性の変更量が、各制御を
行うＡＢＳ／ＴＲＣ／ＤＳＣ制御用ＣＰＵ２２、ＥＰＳ
／ＶＧＲ制御用ＣＰＵ２４と、サスペンション制御用Ｃ
ＰＵ２６に送られ、制御特性が変更される。

【００２６】記憶手段３０は、自車両に装着されている
タイヤのタイヤ識別ＩＤ、装着されているタイヤの適正
空気圧等の空気圧警報を行うときに必要となるデータが
記憶されている。さらに、記憶手段３０には、空気圧変
化に伴う走行特性の変化を補正する制御特性の変更量を
算出するために必要なデータが記憶されている。

【００２７】次に、本実施形態の車両制御装置の動作を
説明する。車両完成時、タイヤ交換時等には、各車輪に
取付けられている検出装置４のタイヤ識別ＩＤが、処理
装置６の記憶手段３０に記憶させられる。本実施形態で
は、車輪２毎に専用のアンテナ１９が配置されているの
で、各検出装置４から空気圧信号を各アンテナ１９に受
信させることにより、どの位置の車輪がどのタイヤ識別
ＩＤを有しているかを登録することができる。

【００２８】車両の使用中には、上述したように、状況
に応じた時間間隔で、検出装置４から処理装置６に空気
圧信号が送られる。この空気圧信号に基づいて、空気圧
警報ＣＰＵ２０が各車輪の空気圧が、記憶手段３０に記
憶されている適正範囲内にあるか否かを判定し、適正範
囲から逸脱しているときには、空気圧警告灯３２を点灯
させる。車両がナビゲーション装置などの表示画面を備
えた装置を搭載している場合には、図４に示されてるよ
うな表示を画面上に表示させ、どの車輪の空気圧がどの
程度不足（または過剰）であるか、さらに、各車輪（左
前輪：ＦＬ、右前輪：ＦＲ、左後輪：ＲＬ、右後輪：Ｒ
Ｒ）の空気圧と適正空気圧帯域との関係を知らせるよう
に構成してもよい。さらに、専用腕時計に表示部に、各
車輪の現在の空気圧と、適正空気圧とを表示させるよう
に構成してもよい（図５）。

【００２９】さらに、総合制御ＣＰＵ２８は、車輪の空
気圧が適正範囲から逸脱したことに起因する走行特性の
変化を補正するために必要な、車両の各制御特性の変更
量を演算し、この変更量を制御を行う各ＣＰＵ２２、２
４、２６に送り、制御特性を変更させる。

【００３０】本実施形態では、ＡＢＳ／ＴＲＣ／ＤＳＣ
制御用ＣＰＵ２２等によって、ドリフトアウトを回避・
抑制する制御であるアンダーステア制御と、スピン等を
回避・抑制する制御であるオーバーステア制御が行われ
る。このアンダーステア制御は、制御目標ヨーレートと
実際のヨーレートとの偏差が介入しきい値より大きいと
きに、旋回内側の前輪（旋回内前輪）あるいは旋回内側
の後輪（旋回内後輪）に対して制動力を付予する制御が
おこなわれる。また、オーバーステア制御では、制御目
標ヨーレートと実際のヨーレートとの偏差が介入しきい
値より小さいときに、旋回外側の前輪（旋回外前輪）に
制動力を付予する制御がおこなわれる。

【００３１】このような制御は、基本的には、制御対象
（制動対象）となる車輪の空気圧が適正範囲にあること
を前提に、制御量（制動量）が設定される。しかしなが
ら、対象となる車輪の空気圧が適正範囲から逸脱してい
たときには、空気圧が適正範囲にあるときと同じ内容の
制御を行ったのでは、所望の効果が得られない。例え
ば、オーバーステア制御では、旋回外側の前輪（旋回外
前輪）に制動力を付予するとき、この旋回外前輪の空気
圧が適正範囲より低い状態にあると、空気圧が適正範囲
にあることを前提に設定された制御量に基づいて制動力
を付予しても、空気圧の低下により十分なグリップ力を
発揮できない旋回外前輪は、路面に対して所定の制動力
を発揮できず、その結果、所望のオーバーステア制御が
行われないことになる。

【００３２】このため、空気圧が適正範囲より低い状態
にあってもオーバーステア制御に必要な制動力が得られ
るように、空気圧の適正範囲からの逸脱量あるいは最適
空気圧との差に基づいて制御量が変更される。本実施形
態は、総合制御ＣＰＵ２８が、車輪内空気圧に基づい
て、制御特性の変更量の演算を行い、この演算結果を、
制御を行うＡＢＳ／ＴＲＣ／ＤＳＣ制御用ＣＰＵ２２に
送り、変更量を加味した制御を行われる。

【００３３】さらに、操舵輪の空気圧が低下すると、ハ
ンドル操作が重くなり、操舵時の位相遅れが生じるの
で、本実施形態では、総合制御ＣＰＵ２８が、車輪内空
気圧に基づいて、これらの操舵時の特性変化を補うため
に必要なＥＰＳ装置制御の変更量を演算し、この演算結
果を、制御を行うＥＰＳ／ＶＧＲ用ＣＰＵ２４に送り、
変更量を加味したＥＰＳ装置の制御が行われる。具体的
には、ＥＰＳ装置のアシスト量が大きく、アシストの介
入タイミングが早く、ギア比が大きくなる等の制御内容
の変更が行われる。

【００３４】さらにまた、車輪の空気圧が低くなると、
車高が下がるので、本実施形態では、総合制御ＣＰＵ２
８が、車輪内空気圧に基づいて、空気圧の低下を補正す
るようなサスペンションの制御量の変更量を演算し、こ
の演算結果を、制御を行うサスペンション用ＣＰＵ２６
に送り、変更量を加味したサスペンション装置の制御を
行い、車両が所定の車高で水平に維持される。

【００３５】また、車輪の空気圧が高くなると、振動特
性が変化し乗り心地が低下するので、本実施形態では、
総合制御ＣＰＵ２８が、各車輪の車輪内空気圧に基づい
て、高すぎる空気圧を補正するようなサスペンションの
制御量の変更量を演算し、この演算結果を、制御を行う
サスペンション用ＣＰＵ２６に送り、変更量を加味した
制御を行い、車両の振動特性が適正状態に維持される。

【００３６】上述した制御特性の変更は、複数の車輪の
空気圧が適正範囲から逸脱してる場合にも、これらに起
因する車両の特性変化を補正するように行われる。

【００３７】本発明は、車両の制御特性の変更を、車輪
の空気圧が適正範囲から逸脱しているときのみに行う構
成であっても、または、車輪の空気圧が最適値からずれ
たときに行う構成であってもよい。

【００３８】本発明は、上記実施形態に限定されるもの
ではなく、特許請求の範囲に記載された事項の範囲内で
種々の変更・変形が可能である。

【００３９】上記実施形態では、車両が、車両安定性制
御（ＤＳＣ：Dynamic Stability Control)装置、ギア比
が変更可能な（Variable Gear Ratio）機構を備えた電
動パワーステアリング(Electric Power Steering）装置
および振動特性・長さを変更可能なダンパを備えている
が、本発明では、これら全てが備えられてる必要はな
く、これらの少なくとも１つ、又は、これら以外の車両
の走行特性を制御する装置を備えたものでもよい。

【００４０】また、上記実施形態では、各検出装置４毎
に専用アンテナが配置された構成であるが、１本のアン
テナが各検出装置４からの空気圧信号を受信するように
構成してもよい。この場合、登録時に、車輪の位置と、
タイヤ識別ＩＤとが処理装置側に登録される。

【００４１】さらに、上記実施形態では、各検出装置
が、所定時間間隔で能動的に空気圧信号を発信する構成
であるが、処理装置側からの命令に応じて、検出装置が
空気圧信号を処理装置側に送信する構成でもよい。

【００４２】

【発明の効果】本発明によれば、車輪（タイヤ）の空気
圧が所定範囲から逸脱したときに警報を発することに加
えて、空気圧の変化に応じて車両の制御特性を変更し、
車輪（タイヤ）の空気圧変化に起因する車両の走行特性
の変化を抑制することができる車両制御装置が提供され
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態の車両制御装置が搭載された
車両の概略的な構成を示すブロック図である。

【図２】検出装置の構成を示すブロック図である。

【図３】空気圧信号のデータフォーマットを示す図面で
ある。

【図４】車輪の空気圧表示の例示である。

【図５】車輪の空気圧を表示する専用腕時計を示す図面
である。

【符号の説明】

１：車両制御装置 ２：車輪 ４：検出装置 ６：処理装置

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ６２Ｄ 113:00 Ｂ６２Ｄ 113:00 (72)発明者 岡崎 俊実 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ 株式会社内 (72)発明者 足立 智彦 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ 株式会社内 Ｆターム(参考） 3D001 AA08 BA01 CA01 DA17 EA00 EA01 EB17 ED01 3D032 CC02 DA03 DA24 DA25 DA33 DA47 DA92 DB11 DD02 EB05 EC22 EC31 FF01 FF03 FF08 GG01 3D046 BB28 BB29 HH05 HH08 HH16 HH36

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 各車輪それぞれの空気圧を検出し、何れ
   かの車輪の空気圧が所定範囲から逸脱したときに警報を
   発する空気圧警報システムと、 前記車輪の空気圧に応じて車両の制御特性を変更する特
   性変更手段と、 を備えていることを特徴とする車両制御装置。
2. 【請求項２】 前記特性変更手段が、車輪の空気圧の変
   化に伴うタイヤグリップ力変化を補うように、前記制御
   特性を変更する、 請求項１に記載の車両制御装置。
3. 【請求項３】 前記特性変更手段が、車輪の空気圧の変
   化に伴う操舵変化を補うように、前記制御特性を変更す
   る、 請求項１または２に記載の車両制御装置。
4. 【請求項４】 前記特性変更手段が、車輪の空気圧の変
   化に伴う車高変化を補うように、前記制御特性を変更す
   る、 請求項１ないし３のいずれか１項に記載の車両制御装
   置。
5. 【請求項５】 前記特性変更手段が、車輪の空気圧の変
   化に伴う振動特性変化を補うように、前記制御特性を変
   更する、 請求項１ないし４のいずれか１項に記載の車両制御装
   置。
6. 【請求項６】 前記特性変更手段が、車輪の空気圧の変
   化に応じた制御特性の変更量を演算する演算手段を備
   え、 該演算手段が、前記変更量を特性制御手段に出力し、こ
   れに基づいて、該特性制御手段が前記制御特性を変更す
   る、 請求項１ないし５のいずれか１項に記載の車両制御装
   置。