JP2004529798A - 自動車の右輪及び左輪の自動位置確認のための方法 - Google Patents

Abstract

本発明は車輪の求心加速度の自動測定ステップを有するタイプの自動車の右輪及び左輪を自動位置確認するための方法に関する。本方法は、直線走行時の前記車輪の理論上の求心加速度（Ａ_ｉ）を、所定の車速（Ｖ）及び所定の舵角（Ｔ）のもとでのコーナリング時に測定された同じ車輪の求心加速度と比較し、前記車輪が自動車の右側にあるのか又は左側にあるのかを判定することを特徴とする。

Description

【０００１】
本発明は自動車の右輪及び左輪の自動位置確認のための方法に関する。とりわけ、本方法はタイヤ圧力の監視システムと組合せて使用されるが、これに特化している訳ではない。
【０００２】
実際、車両のタイヤ内の圧力を常時監視することは公知である。これらの圧力測定値（必要に応じてタイヤの温度及び劣化又は他のすべてのパラメータに依存して補正される）はコンピュータにより処理され、、タイヤの圧力が異常なときには警報信号が発せられる。それらの測定値を処理するコンピュータは車輪自体に又は車両の適切な位置に設置してもよい。
【０００３】
圧力の測定は各車輪に対応した専用センサにより行われる。このセンサは、リモートコンピュータに対して、センサ識別コードに対応した圧力測定値を送る。もちろん、コンピュータはこの識別コードに車両におけるセンサの位置を対応させることができなければならない。したがって処理前に、コンピュータは識別コードＸに対応する圧力測定値が（例えば）右前輪からのものであることを判別できなければならない。このためには、コンピュータにおいて、センサの車両上での位置及びその識別コードを学習する必要がある。
【０００４】
この学習は手動で実行してもよい。例えば、コンピュータが学習モードにセットされ、各々の圧力センサのコードが予め決められた順番で要求される。しかし、この学習プロセスは比較的緩慢である。そのうえ、この学習プロセスはタイヤ交換のたびに繰り返さねばならず、運転者が車両のコンピュータにデータを入力するのを忘れるという不都合が生じる。運転者がタイヤ交換の前に新たなコードを覚えていなければ、異常な圧力を示す車輪の位置に関して誤差の危険性がある。このことは重大な結果を生じかねない。
【０００５】
この車輪位置の学習は、車両が動いている間に、自動的に行うと有利である。
【０００６】
これを実行するために、つぎの物理的原理を利用する。すなわち、コーナリング時の内側車輪はこのコーナリング時の外側車輪よりも遅く回転する。
【０００７】
しかし、各車輪の求心加速度を考慮して行われる試行は、右輪と左輪との間の速度の差が測定値（加速度）の１〜１０％のオーダーであることを示している。
【０００８】
自動車の求心加速度の測定を可能にする標準的な加速度計は１％の分解能、±１０％の雑音、±１５％の誤差を有しており、さらに温度及び時間による偏差を示すことを知っていれば、標準的加速度計を使用しては、直接的な比較によってどの車輪がより遅く回転しているかを判定するために各車輪の求心加速度の測定を利用することは不可能だと思われる。
【０００９】
もちろん、より精度の高い加速度計を使用することは可能である。しかし、ここで要求される測定精度は、非常に高価で一般に非常に脆い加速度計を使用することを意味する。この解決策は自動車の環境では適用不可能である。
【００１０】
したがって本発明の課題は、標準的加速度計を使用しつつ、自動車の右輪及び左輪の位置を自動的に検出することである。
【００１１】
そのために、本発明は車輪の求心加速度の自動測定ステップを有するタイプの自動車の右輪及び左輪の自動位置確認のための方法に関しており、この方法は、直線走行時の前記車輪の理論上の求心加速度を、所定の車速及び所定の舵角のもとでコーナリング時に測定された同じ車輪の求心加速度と比較し、前記車輪が自動車の右側にあるのか又は左側にあるのかを判定することを特徴としている。
【００１２】
したがって、同じ車輪の直線走行時及びコーナリング時の加速度を比較することにより、様々な加速度センサ相互間での精度のばらつきの問題は解消される。
【００１３】
とりわけ、本発明による方法は、第１の段階では、
ａ）前記車両の舵角Ｔを測定し、該舵角がほぼゼロのときには、
ｂ）前記車両の各車輪（１０〜１３）の求心加速度を前記各車輪に関連したセンサ（１５〜１６）により測定し、
ｃ）前記各車輪に対する補正係数を下記の法則
Ａ_ｉ＝Ｋ_ｉＶ^２ （１）
に従って決定し、ただし、Ａ_ｉは車輪ｉで測定された直線走行時の求心加速度であり、Ｖは前記自動車の車速であり、
第２の段階では、前記自動車のコーナリング時に、
ｄ）前記各車輪のコーナリング時の求心加速度Ａ_ｉｖを測定し、
ｅ）前記車輪ｉ及び所定の速度Ｖでの直線走行時の理論上の加速度と、同じ車輪及び同じ車速でコーナリング時に測定された加速度との間の加速度差Δ_ｉを求め、
Δ_ｉ＝Ａ_ｉｖ−Ａ_ｉ，すなわち、
Δ_ｉ＝Ａ_ｉｖ−Ｋ_ｉＶ^２ （２）
ｆ）前記差Δ_ｉと前記舵角Ｔとの積を求め、
（Ａ_ｉｖ−Ｋ_ｉＶ^２）×Ｔ （３）
ｇ）前記積の符号を選択された規則、すなわち、左折時には舵角は負（又はその逆）なる規則に従って決定し、
ｈ）前記決定から、前記各車輪に関して、該車輪が前記車両の左側にあるのか又は右側にあるのかを演繹する。
【００１４】
有利には、自動車が直線走行しているときに、各車輪に関して補正係数を計算する。これにより、異なる車輪のセンサにより為された測定を比較し、異なるセンサ間の誤差及び不正確さを取り除くことが可能となる。
【００１５】
有利には、本発明は標準的なセンサを使用して、１％未満の誤差を有する結果を得ることを可能にする。
【００１６】
また有利には、舵角の表現に関する規則を定め（例えば、負の舵角は自動車の左折に対応する）、この規則から単純に以下の積
（Ａ_ｉｖ−Ｋ_ｉＶ^２）×Ｔ
の符号を求めることにより、車輪ｉが右輪であるのか又は左輪であるのかを演繹することが可能である。ただし、ここで、Ａ_ｉｖはコーナリング時の車輪ｉの加速度の測定値であり、Ｋ_ｉＶ^２は直線走行時の車輪ｉの理論上の加速度であり、Ｔは舵角の代数値である。
【００１７】
実際、舵角の測定値に関する規則によって左折は負の角度を有することを仮定すれば、車両が左に曲がるときにはＴ＜０を得る。車両が左に曲がるときには、その左輪は直線走行時の同じ左輪よりも低い速度を有する。同様に、コーナリング時の左輪の加速度は直線走行時の同じ左輪の加速度よりも低い。この事実から、コーナリング時に測定された加速度と直線走行時の理論上の加速度との間の差Δ_ｉは＜０である。したがって、ＴとΔ_ｉとの積は正である。
【００１８】
舵角に関するこの同じ規則に対してＴとΔ_ｉとの積が負であれば、それは車輪ｉが右輪であるということである。
【００１９】
したがって、採用された舵角の測定値に関する規則（左＝負）に関しては、Ｔ×Δ_ｉの符号が負であれば車輪ｉは右輪であり、正であれば車輪ｉは左輪であることが直接示される。
【００２０】
有利には、右輪及び左輪の位置確認の精度を上げるために、右輪及び左輪の判定をある一定の回数繰り返し、所定の車輪に関して同じ位置が複数回検出されたときにのみそれを有効と認めるようにしてもよい。
【００２１】
また有利には、同じ車輪の複数のΔ_ｉの総和を求め、この総和を他の車輪のすべての総和と比較した場合（左折には負の舵角という指示を選択したうえで）、得られる２つの最大の総和は自動車の左輪に対応する。
【００２２】
本発明の他の対象、特徴及び利点は、以下の非限定的な実施例の説明及び添付した図面を参照することにより明らかとなる。
【００２３】
図１は、本発明による方法の概略を示す概略図であり、
図２は、４つの加速度センサを備えた自動車を示す概略図である。
【００２４】
図２に示されているように、車両１４は少なくとも４つの車輪１０〜１３を備えている。これら車輪の各々は標準的な求心加速度センサ１５〜１８を備えている。これらのセンサは周知のものであり、ここでは詳細に説明しない。
【００２５】
本発明は、コーナリング時の内側車輪の速度はコーナリング時の外側車輪の速度よりも低い、という原理に基づいている。本発明は、より詳細には、コーナリング時の内側車輪の速度は車両が直線走行しているときのこの同じ車輪の速度よりも低い、という事実に基づいている。この事実の結果として、コーナリング時の内側車輪の加速度は車両が直線走行しているときのこの同じ車輪の加速度よりも低いことが導かれる。
【００２６】
車両１４はさらにそれ自体周知の舵角Ｔのセンサも備えている。このセンサは特にパワーステアリングを制御するのに必要である。本発明の枠組み内では、車両の回転方向を知ることが必須である。それゆえ、車両の回転方向を表すための規則が定められる。すなわち、例えば、車両が左折するときには、舵角Ｔは負である（図２に示されているケース）。もちろん、同様に逆の規則を採用してもよい。
【００２７】
車両１４はまた従来のスピードメータも備えている。この事実から、車両の移動速度は既知である。
【００２８】
本発明による方法は、第１の段階では、車両が直線走行しているときには、
車両の各車輪の求心加速度Ａ_ｉを前記各車輪に関連したセンサにより測定し、 前記各車輪に対する補正係数を下記の法則
Ａ_ｉ＝Ｋ_ｉＶ^２ （１）
に従って決定する。ただし、Ａ_ｉは車輪ｉで測定された直線走行時の求心加速度であり、Ｖは前記自動車の車速である。
【００２９】
本発明によれば、舵角Ｔが５°未満のとき、つまりほぼゼロのときには車両１４は直線走行していると見なされる。
【００３０】
各車輪の求心加速度はこの車輪に関連したセンサにより連続して測定される。例えば、車輪１０の求心加速度Ａ_１はセンサ１５によって測定される（他の車輪についても同様）。
【００３１】
各車輪について、上記数式（１）に従って補正係数Ｋ_ｉが計算される。実際、車両の速度Ｖは既知であり、直線走行時の加速度Ａ_ｉは測定されるので、この係数Ｋ_ｉはＡ_ｉ／Ｖ^２に等しい。
【００３２】
このようにして、車輪１０の補正係数Ｋ_１、車輪１１の補正係数Ｋ_２、車輪１２の補正係数Ｋ_３及び車輪１３の補正係数Ｋ_４が決定される。もちろん、これら係数の計算を強化する目的で、実際に各車輪について平均のＫ_ｉを求めるために、補正係数の平均値を算出してもよい。
【００３３】
ここで、各車輪の係数Ｋ_ｉの計算は車両が直線走行しているとき（Ｔは５°未満）に行われることに注意されたい。というのも、これが上記関係式（１）が完全に実証される唯一のときだからである。
【００３４】
係数Ｋ_ｉの計算により、異なるセンサ間のばらつきが解消され、異なる車輪からの加速度測定値であっても比較が可能であるような加速度測定値が得られる。
【００３５】
本発明によれば、第２の段階では、測定の精度をさらに上げるために、２つの車輪（一方はコーナリング時の内側車輪、他方は外側車輪）の加速度を比較するのではなく、直線走行時の車輪の理論上の加速度とコーナリング時のこの同じ車輪の加速度とを比較する。これにより、より高い精度で加速度の差をすべて検出することができる。というのも、同じセンサによる測定の反復精度は９９％を上回るからである。
【００３６】
したがって、車両がコーナリング（Ｔは５°を上回る）していることが検出されたときには、コーナリング時の各車輪の加速度Ａ_ｉｖを測定する。
【００３７】
車両の速度Ｖも同時に測定される。計算によって、直線走行時にこの同じ車輪が有しているであろう理論上の加速度を求める。このためには、各車輪について積Ｋ_ｉＶ^２を求めるだけでよい。
【００３８】
同じ１つの車輪に関して、コーナリング時に測定された加速度Ａ_ｉｖと直線走行時の理論上の加速度Ａ_ｉとの間に存在する差、すなわち、
Ａ_ｉｖ−Ａ_ｉ＝Ａ_ｉｖ−（Ｋ_ｉＶ^２）＝Δ_ｉ （２）
が計算される。
【００３９】
舵角の表現に関する規則が以下のようである場合、すなわち、
車両が左折するときには舵角は負である場合、車両が左折するときには、左前輪１０は直線走行時の加速度Ａ_１よりも低いコーナリング時の加速度Ａ_１ｖを有する。このことから、（Ａ_１ｉｖ−Ａ_１）は負、つまりΔ_１は負である。同様に、車両が左折するときにはＴもまた負である！その結果、積Ｔ×Δ_１は正である。
【００４０】
このことから、積
Δ_ｉ×Ｔ （３）
の符号は車輪ｉの位置を示す。
【００４１】
こうして、左折時にはＴは負という規則により、積
ａ）Δ_ｉ×Ｔは車輪ｉが車両の左側にあるときには正であり、
ｂ）Δ_ｉ×Ｔは車輪ｉが車両の右側にあるときには負である。
【００４２】
したがって、ある所定の車輪に対する積Δ_ｉ×Ｔの符号は直接この車輪の位置に関する情報を与える。
【００４３】
もちろん、舵角の表現に関して逆の規則（車両が左折するときには舵角は正）を採用する場合には、上記のケースａ）及びｂ）を逆にするだけでよい。
【００４４】
積Δ_ｉ×Ｔの値に関しては言えば、それはこの車輪の検出された位置の信頼度指数を示すものである。実際、舵角が大きければ大きいほど、コーナリング時の加速度と直線走行時の加速度との間の差は大きい。したがって、Δ_ｉ×Ｔの値が大きければ大きいほど、この測定から得られる車輪の位置はより信頼性が高い。
【００４５】
それゆえ、標準的なセンサが最適な条件下で使用されれば、Δ_ｉ×Ｔの符号は対応する車輪ｉが車両のどちら側にあるかを示すのに十分である。しかし、つねにそうである訳ではない。
【００４６】
実際、しばしばこの積の符号は継起する複数の測定の間変化する。したがって、測定をただ１回実行しただけで車輪の位置を確認することはつねに可能とは限らない。
【００４７】
このような場合、本発明は、最終的に車輪の位置を決定する前に、所定の回数の測定と相応の計算とを行う。
【００４８】
車両ｉに関してΔ_ｉの複数の値の総和をとり、これを各車輪についても行えば、求められた２つの最大値は車両の左輪に対応する（車両が左折するときには舵角は負という規則のもとで）。逆の規則を採用した場合には、これら２つの最大の和は車両の右輪に対応する。
【００４９】
各車輪に関してΔ_ｉの総和をとる代わりに、平均値をとることも同様に可能である。測定の回数が十分であれば（典型的には１０回を越える）、２つの最大値は車両の左輪に対応する（つねに同じ規則に基づいて）。
【００５０】
平均値又は総和をとるときには、これら平均値又は総和から、偏差しているコーナリング時の加速度の値を除くと有利である。値は、例えば、他の車輪に関して同じ瞬間に求められた加速度の別の値との差が１０ｇ（ｇは重力加速度）を越えていると、偏差していると見なされる。
【００５１】
加速度センサのバッテリを経済化するために、加速度の測定は例えば１分ごとに行われることに注意されたい。車輪の左右の位置が得られるとすぐに、残りの行程全体の間、この位置確認方法は中断される。経験によれば、車両が走行して数分間で車輪の位置は確認される。
【００５２】
つぎに、これら車輪のうちの１つの空気が突然抜けた場合、又は、温度及び／又は圧力の異常状態が存在するときには、車両内でこの機能を管理しているコンピュータ（図示せず）は、運転者に右又は左の車輪に不具合があることを知らせることができる。
【００５３】
もちろん、右輪及び左輪を位置確認するこの方法を前輪及び後輪を位置確認する方法と組合せれば、システムは各車輪の正確な位置を自動的に知ることができる。これら車輪のうちの１つに不具合が生じるとすぐに、運転者に不具合の生じた車輪の正確な位置を知らせることが可能である。
【００５４】
もちろん、本発明は上記の実施形態に限定されない。車輪の滑り又はスリップといった現象を検出するために、同じ車軸に取り付けられた車輪からの加速度の測定値を比較してもよい。同様に、車両の直線走行を検出するために、５°の限界値（車両に応じて）を少し変更してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明による方法の概略を示す概略図である。
【図２】
４つの加速度センサを備えた自動車を示す概略図である。
【符号の説明】
Ａ_ｉ 車輪ｉの直線走行時の求心加速度
Ａ_ｉｖ コーナ車輪ｉのリング時の求心加速度
Ｋ_ｉ 車輪ｉのセンサの誤差の補正係数
Ｔ 舵角（代数値）
Ｖ 車両の移動速度
Δ_ｉ 車両ｉのコーナリング時の加速度と直線走行時の加速度との間の差
１０〜１３ 車輪
１４ 車両
１５〜１８ 各車輪に配置された加速度センサ

Claims (9)

1. 車輪（ｉ）の求心加速度（Ａ_ｉ）の自動測定ステップを有するタイプの自動車（１４）の右輪及び左輪を自動位置確認するための方法において、
   前記方法は直線走行時の前記車輪の理論上の求心加速度（Ａ_ｉ）を、所定の車速（Ｖ）及び所定の舵角（Ｔ）のもとでコーナリング時に測定された同じ車輪の求心加速度と比較し、前記車輪が自動車の右側にあるのか又は左側にあるのかを判定する、ことを特徴とする自動車（１４）の右輪及び左輪の自動位置確認のための方法。
2. 第１の段階では、
   ａ）前記自動車の舵角（Ｔ）を測定し、該舵角がほぼゼロのとき（前記自動車の直線走行時）には、
   ｂ）前記自動車の各車輪（１０〜１３）の求心加速度を前記各車輪に関連したセンサ（１５〜１６）により測定し、
   ｃ）前記各車輪に対する補正係数を下記の法則
   Ａ_ｉ＝Ｋ_ｉＶ^２ （１）
   に従って決定し、ただし、Ａ_ｉは車輪ｉで測定された直線走行時の求心加速度であり、Ｖは前記自動車の車速であり、
   第２の段階では、前記自動車のコーナリング時に、
   ｄ）前記各車輪のコーナリング時の求心加速度（Ａ_ｉｖ）を測定し、
   ｅ）前記車輪ｉ及び所定の速度Ｖでの直線走行時の理論上の加速度と同じ車輪及び同じ車速でコーナリング時に測定された加速度との間の加速度差Δ_ｉを求め、 Δ_ｉ＝Ａ_ｉｖ−Ａ_ｉ，すなわち、
   Δ_ｉ＝Ａ_ｉｖ−Ｋ_ｉＶ^２ （２）
   ｆ）前記差Δ_ｉと前記舵角Ｔとの積を求め、
   （Ａ_ｉｖ−Ｋ_ｉＶ^２）×Ｔ （３）
   ｇ）前記積の符号を選択された規則、すなわち、左折時には舵角は負（又はその逆）なる規則に従って決定し、
   ｈ）前記決定から、前記各車輪に関して、該車輪が前記自動車の左側にあるのか又は右側にあるのかを演繹する、請求項１記載の自動位置確認方法。
3. 所定の車輪に関して、コーナリング時に測定された加速度と直線走行時の理論上の加速度との間の差と前記舵角の代数値との積を求め、前記車輪が前記自動車の右輪であるのか又は左輪であるのかを判定する、請求項２に記載の自動位置確認方法。
4. 左折は負の代数値を有するという規則を採用するならば、前記ステップｇ）において求められた値が正のときには、加速度測定の為された車輪（ｉ）は左輪である、請求項２記載の方法。
5. 左折は正の代数値を有するという規則を採用するならば、ステップｇ）において求められた値が正のときには、加速度測定の為された車輪（ｉ）は右輪である、請求項２記載の自動位置確認方法。
6. 所定の車輪に関して複数の加速度差Δ_ｉの総和を求め、当該総和を他の各車輪に関して得られた総和と比較する、請求項１か５のいずれか１項に記載の方法。
7. ２つの最大の総和は、
   前記規則が「左折＝負の舵角」である場合には、左輪に対応しており、
   前記規則が「左折＝正の舵角」である場合には、右輪に対応している、請求項６記載の方法。
8. 各車輪に関して、該車輪の加速度差Δ_ｉの平均値を求める、請求項１から５のいずれか１項に記載の方法。
9. ２つの最大平均値は、
   前記規則が「左折＝負の舵角」である場合には、左輪に対応しており、
   前記規則が「左折＝正の舵角」である場合には、右輪に対応している、請求項８記載の方法。

Images