JP2005088731A - タイヤ空気圧警報装置 - Google Patents

Abstract

【課題】タイヤの特性値に係らず確実に空気圧の低下を検出できるようにする。
【解決手段】タイヤ個々の特性を示す空気圧感度もしくは空気圧感度に関するデータ（動負荷半径と空気圧の関係等）をタイヤごとにバーコードで表示し、これらタイヤを車両Ｍに取り付けたときコードリーダ４１により、空気圧感度もしくは空気圧感度に関するデータを読み取り、これらの値から空気圧の低下を判定する比較値を演算するようにした。
【選択図】 図１

Description

本発明は、車両におけるタイヤ空気圧の状態を間接的に検出し、その検出結果に基づいてタイヤ空気圧の低下を警報するタイヤ空気圧警報装置に関するものである。

この種のタイヤ空気圧警報装置としては、車両の各車輪の車輪速度を検出する車輪速度検出手段と、この車輪速度検出手段によって検出された各車輪速度に基づいて判定値を導出する判定値導出手段と、この判定値導出手段によって導出された判定値に基づいて車輪のタイヤ空気圧の低下を判定する空気圧低下判定手段と、この空気圧低下判定手段によって車輪のタイヤ空気圧の低下が判定された場合には、その旨を警報する警報手段とを備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

この装置においては、特許文献１に記載されているように、各車輪の速度偏差に基づいてタイヤ空気圧の低下を判定するようにするとともに、装着されるタイヤ個々で特性のばらつきがあることから、タイヤの新規装着時や空気圧調整時に全てのタイヤについて同一特性とみなすための初期補正を行い、タイヤの新規装着時や空気圧調整時においては個々のタイヤの特性によって車輪速度差が発生しないようにして、空気圧低下の誤警報が発生しないようにし、この状態から各車輪の速度差が所定値以上になった場合に空気圧低下を警告している。
特開平７−１５６６２１号公報（段落番号０００６から０００９）

上述した装置においては、空気圧低下を判定する所定値が固定値である。このため同一規格のタイヤのみについて空気圧低下の警告が有効になる。しかしながら、タイヤの種類の規格は多種であり、同じ空気圧であったとしても性能に何ら問題がないタイヤもあれば、著しく性能が低下するタイヤもある。このため、空気圧低下を警告する値が固定値であれば、一部の規格のタイヤにしか警告が有効にならず、他の規格のタイヤを装着したときには誤警報を生ずる問題があった。

本発明はこれら規格の異なるタイヤを装着したときにも正確にタイヤ空気圧低下を通知可能な装置とすることを目的とする。

上記の課題を解決するため、請求項１に係る発明の構成上の特徴は、上記のように構成した請求項１に係る発明においては、タイヤ毎に特定された空気圧感度に基づいて警報手段を作動させる比較値を導出する比較値導出手段をさらに備え、空気圧判定手段は判定値と比較値とを比較してタイヤ空気圧が低下しているか否かを判定することである。

請求項２に係る発明の構成上の特徴は、請求項１において、比較値導出手段は、車両に装着されたタイヤのうちの最も空気圧感度の低い該空気圧感度を選択する空気圧感度選択手段を備え、該空気圧感度選択手段より選択された空気圧感度に基づいて比較値を導出することである。

請求項３に係る発明の構成上の特徴は、請求項１において、比較値導出手段は、車両の車両速度に応じた比較値を導出することである。

請求項４に係る発明の構成上の特徴は、請求項１乃至請求項３の何れか一項において、比較値導出手段は、タイヤ特性値に基づいて空気圧感度を導出する空気圧感度導出手段を備えたことである。

請求項５に係る発明の構成上の特徴は、請求項１乃至請求項４の何れか一項において、予めタイヤ毎に記録された空気圧感度もしくは該空気圧感度に関する物理量を取り込む取込手段を備えたことである。

上記のように構成した請求項１に係る発明においては、比較値導出手段がタイヤ毎に特定される空気圧感度に基づいて比較値を導出する。したがって、各タイヤに応じてタイヤ空気圧の低下を警告する比較値が設定され、常に正確なタイヤ空気圧低下の警告をすることができる。

上記のように構成した請求項２に係る発明においては、車両に装着されたタイヤのうちの最も空気圧感度の低い値を比較値として選択する。これにより、最もセンスティブなタイヤの比較値を基準にして各タイヤの空気圧低下を判定することができる。したがって、それぞれ特性の異なるタイヤを装着していても確実に空気圧の低下を検出することができる。

上記のように構成した請求項３に係る発明においては、車両速度に応じた比較値によって空気圧の低下を判定することができるので、車両速度に応じて的確に判定するので、空気圧低下の検出精度をさらに向上させることができる。

上記のように構成した請求項４に係る発明においては、タイヤ特性値に基づいて空気圧感度を導出する。したがって、個々のタイヤの特性値を求めるだけで、確実かつ簡単に空気圧感度を導出することができる。

上記のように構成した請求項４に係る発明においては、外部から空気圧感度または空気圧感度に関する物理量を取り込むことができるので、異なる特性のタイヤを車両に装着しても確実かつ簡単に空気圧の低下を検出することができる。

（第１の実施の形態）
以下、本発明によるタイヤ空気圧警報装置の第１の実施の形態について図面を参照して説明する。このタイヤ空気圧警報装置のブロック図を図１に示す。タイヤ空気圧警報装置は、車輪速センサＳＦＬ，ＳＦＲ，ＳＲＬ，ＳＲＲ、制御装置１０、警報装置２０、通信装置３０、読み込み装置４０およびコードリーダ４１を備えている。車両Ｍには、車輪速センサＳＦＬ，ＳＦＲ，ＳＲＬ，ＳＲＲ、制御装置１０、警報装置２０および通信装置３０が備えられ、読み込み装置４０とコードリーダ４１は適宜に通信装置３０に接続される。車輪速センサＳＦＬ，ＳＦＲ，ＳＲＬ，ＳＲＲは、ホイール（図示省略）とホイールに装着されたタイヤＴｆｌ，Ｔｆｒ，Ｔｒｌ，Ｔｒｒから構成される左右前後輪Ｗｆｌ，Ｗｆｒ，Ｗｒｌ，Ｗｒｒの各車輪速度を検出するものであり、左右前後輪ＷＦＬ，ＷＦＲ，ＷＲＬ，ＷＲＲの各回転をそれぞれピックアップすることにより、各回転速度に反比例する周期のパルス列信号をそれぞれ制御装置１０に出力する。

制御装置１０は、マイクロコンピュータ（図示省略）を有しており、マイクロコンピュータは、バスを介してそれぞれ接続された入出力インターフェース、ＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭ（いずれも図示省略）を備えている。ＣＰＵは、図２、図６のフローチャートに対応したプログラムを実行して、読み込み装置４０から読み込まれる空気圧感度または該空気圧感度に関するデータに基づき比較値を導出するとともに、車両走行中に入力された車輪速度に基づいて判定値を導出し、この判定値と比較値の比較に基づいてタイヤの空気圧の低下を判定し、この判定結果に応じて警報装置２０を制御するものであり、ＲＯＭは前記プログラムを記憶するものであり、ＲＡＭは制御に関する演算値を一時的に記憶するものである。

警報装置２０は、表示器（例えば、警告ランプ、ＣＲＴ、液晶など）によって構成されるものであり、制御装置１０からの指令により空気圧の低下したタイヤを表示するようになっている。なお、警報装置をスピーカなどの音声発生装置によって構成するようにしてもよく、この場合、空気圧の低下したタイヤを音声によってアナウンスするようにすればよい。

コードリーダ４１はタイヤ表面に記録されたバーコード、ＱＲコード等のコードデータを読み取るもので、読み取り装置４０はコードリーダ４１で読み取られたコードデータをデコードして数値化する。なお、コードリーダ４１および読み取り装置４０は制御装置１０にデータを入力する取込手段の一例を示すものであり、データの取込手段としてはキーボードやタッチパネルのテンキーにより直接入力する方法、または、空気圧感度や該空気圧感度に関するデータをＩＣチップに記録し、このＩＣチップのデータを読み取る方法等がある。

次に、上記のように構成したタイヤ空気圧警報装置の動作を図２のフローチャートに沿って説明する。制御装置１０は、車両Ｍに対してタイヤの組付けおよび交換を行ったときに図２のフローチャートを実行する。

図２のフローチャートが実行されると、制御装置１０は、ステップ５０において、コードリーダ４１によって車両に組み付けられるタイヤのコードデータを読み取る。このコードデータは、例えば空気圧感度や該空気圧感度に関するデータである。空気圧感度とはタイヤの空気圧（圧力：Ｋｐａ）と動負荷半径（ｍｍ）の関係（傾向）を示すもので、タイヤの個々によって固有の特性を示す。また、空気圧感度に関するデータとは、空気圧感度を求めるために必要なデータであって、図３に示すタイヤの特性を示す、車両速度，輪荷重，空気圧および動負荷半径のデータであり、これらデータから下記数１によって空気圧感度が求められる。

（数１）
空気圧感度（Ａ）＝（Ｒ１−Ｒ２）／（Ｓ１−Ｓ２）
但し、Ｒ１,Ｒ２は所定の車両速度において所定の輪荷重をかけたときの空気圧における動負荷半径であり、Ｓ１，Ｓ２はＲ１，Ｒ２を求めたときの各空気圧である。

例えば輪荷重が３００ｋｇｆであり、かつ車両速度が５０ｋｍ／ｈである場合の空気圧感度Ａ１は、図３のデータから上記数１によって（２８１．８−２８０．５）／（２００−１４０）を計算して０．０２１６６７と算出される。同様に、輪荷重が３００ｋｇｆであり、かつ車両速度が１００ｋｍ／ｈである場合の空気圧感度Ａ２、輪荷重が５００ｋｇｆであり、かつ車両速度が５０ｋｍ／ｈである場合の空気圧感度Ａ３、および輪荷重が５００ｋｇｆであり、かつ車両速度が１００ｋｍ／ｈである場合の空気圧感度Ａ４が算出される。このように算出した各車両速度と輪荷重における空気圧感度をまとめた表が図４に示されている。図５は図４をグラフ化したものである。

制御装置１０は、ステップ５２においては、ステップ５０にて算出された空気圧感度Ａ１〜Ａ４のうち最小のものを選択する。これにより、図３に示すようにタイヤの空気圧および動負荷半径は車両速度と輪荷重によって異なるものの、空気圧に対して動負荷半径の変化が少ない空気圧感度を選択することができる。したがって、この選択された空気圧感度をそのタイヤの空気圧感度として設定することとなる。本実施の形態においては、上述した図５のグラフからもわかるように、輪荷重が５００ｋｇｆ，車両速度が１００ｋｍ／ｈでの空気圧感度が最も小さいことから、この空気圧感度を選択する。

制御装置１０は、ステップ５４において、ステップ５２にて選択された空気圧感度に基づいて下記数２によって比較値Ｄｔｈを演算する。この演算を全てのタイヤに対して実行して、各タイヤの比較値Ｄｔｈを導出する。

（数２）
比較値Ｄｔｈ＝｛ＭIN（A1,A2,A3,A4）×F×０．０１×P｝／Ｒ
但し、A1〜A4は左右前後輪ＷＦＬ，ＷＦＲ，ＷＲＬ，ＷＲＲに装着されたタイヤの空気圧感度、Ｆは標準設定圧（ｋｐａ）、Ｐはタイヤ空気圧の低下率、ＲはＡ1〜Ａ４の中で選択された空気圧感度における動負荷半径である。

そして、制御装置１０は、ステップ５４にて導出した各タイヤの比較値Ｄｔｈのうち最小のものを選択し（ステップ５６）、この選択された比較値ＤｔｈをＲＡＭに格納し（ステップ５８）、処理を終了する。

上述したように、個々のタイヤに固有の特性である空気圧感度に基づいて比較値Ｄｔｈを求めることにより、タイヤの種類におよび個体差に係らず適切に空気圧低下の警報を出せるようになり、空気圧低下の警報の精度を向上させることができる。また、車両Ｍに取り付けられた4個のタイヤのうち最も空気圧感度の低いタイヤのから比較値Ｄｔｈを求めるので、最もセンスティブなタイヤの比較値Ｄｔｈを基準にして各タイヤの空気圧低下を判定することができる。したがって、それぞれ特性の異なるタイヤを装着していても確実に空気圧の低下を検出することができる。

次に、図６を参照してタイヤの空気圧低下の検出方法について説明する。制御装置１０は、図示しない車両Ｍのイグニションスイッチがオン状態になったとき、図６のフローチャートに対応したプログラムを実行する。後述する繰り返し実行される各ステップの処理は、所定の短時間（例えば１秒）毎に実行されるようになっている。

制御装置１０は、図６のステップ１００にてプログラムの実行を開始すると、ステップ１０２において、制御装置１０は、車輪速センサＳＦＬ，ＳＦＲ，ＳＲＬ，ＳＲＲから入力したパルス列信号から各車輪ＷＦＬ，ＷＦＲ，ＷＲＬ，ＷＲＲの車輪速度ＶＦＬ，ＶＦＲ，ＶＲＬ，ＶＲＲを導出し、これら導出した車輪速度ＶＦＬ，ＶＦＲ，ＶＲＬ，ＶＲＲに基づいて車輪速度偏差Ｄを下記数３より導出する。

（数３）
Ｄ＝ＶＦＲ／ＶＦＬ−ＶＲＲ／ＶＲＬ

制御装置１０は、ステップ１０４において、前回まで積算した積算値Ｄｓｕｍに今回導出した車輪速度偏差Ｄを積算するとともに、ステップ１０６において、積算回数Ｃを「１」だけカウントアップする。そして、ステップ１０８において、積算回数Ｃが所定回数（例えばＬ回）に到達したか否かを判定する。制御装置１０は、積算回数Ｃが所定回数Ｌ未満の場合には、プログラムをステップ１０２に戻し、積算回数Ｃが所定回数Ｌ以上となるまで上述したステップ１０２〜１０８の処理を繰り返し実行する。

制御装置１０は、ステップ１０８にて、積算回数Ｃが所定回数（例えばＬ回）に到達したと判定すると、ステップ１１０以降の処理を実行して、空気圧低下を判定する。具体的には、ステップ１１０において、制御装置１０は、前述した処理によってＬ回積算した積算値Ｄｓｕｍの平均値Ｄａｖｅを下記数４より導出する。またステップ１１２にて、次回の平均値Ｄａｖｅを導出するために積算回数Ｃをクリアする。

（数４）
Ｄａｖｅ＝Ｄｓｕｍ／Ｃ

ステップ１１４において、制御装置１０は、ステップ１１０にて導出した車輪速度偏差Ｄの平均値Ｄａｖｅの絶対値｜Ｄａｖｅ｜が図６のフローチャートを実行して求めた比較値Ｄｔｈ以上である場合には、タイヤ空気圧が低下したと判定し、平均値Ｄａｖｅの絶対値｜Ｄａｖｅ｜が比較値Ｄｔｈ未満である場合には、タイヤ空気圧が低下していないと判定する。そして、制御装置１０は、ステップ１１４にてタイヤ空気圧が低下したと判定すると、プログラムをステップ１１６に進めて、警報装置２０に指令を送って空気圧低下を警報するように制御する。その後プログラムをステップ１１８に進めてプログラムを終了する。またタイヤ空気圧が低下していないと判定すると、プログラムをステップ１０２に戻し、ステップ１１４にてタイヤ空気圧が低下したと判定するまで、上述したステップ１０２〜１１４の処理を繰り返し実行する。

本実施の形態においては、１つの車輪速度偏差Ｄのみに基づいて空気圧低下を判定しておらず、最新の複数の所定個数（例えばＬ個）の車輪速度偏差Ｄの平均値に基づいて空気圧低下を判定するようにしている。これにより、不適切な車輪速度偏差Ｄによって判定することを防止することにより、適切な車輪速度偏差Ｄによって正確かつ確実に空気圧低下を判定することができる。

上述した説明から明らかなように、本実施の形態においては、ステップ５０〜５６によってタイヤ毎に特定される空気圧感度に基づいて比較値Ｄｔｈを導出する。したがって、各タイヤに応じてタイヤ空気圧の低下を警告する比較値Ｄｔｈが設定され、常に正確なタイヤ空気圧低下の警告をすることができる。また、車両に装着されたタイヤのうちの最も空気圧感度の低い値を比較値Ｄｔｈとして選択する。これにより、最もセンスティブなタイヤの比較値を基準にして各タイヤの空気圧低下を判定することができる。したがって、それぞれ特性の異なるタイヤを装着していても確実に空気圧の低下を検出することができる。

また、タイヤ特性値である動負荷半径に基づいて空気圧感度を導出するので、個々のタイヤの特性値（動負荷半径）を求めるだけで、確実かつ簡単に空気圧感度を導出することができる。また、取り込み手段である読み込み装置４０によって外部から空気圧感度または空気圧感度に関する物理量を取り込むことができるので、異なる特性のタイヤを車両に装着しても確実かつ簡単に空気圧の低下を検出することができる。

（第２の実施の形態）
次に、タイヤ空気圧低下を検出するための比較値Ｄｔｈについて、第2の実施の形態を図７のフローチャートに基づいて説明する。第1の実施の形態でも説明したようにタイヤの動負荷半径は、車両の速度によって同じ空気圧であっても変化する（図３参照）。このため、空気圧低下の検出精度を向上させるためには、車両の速度に応じた比較値Ｄｔｈを求める必要がある。第2の実施の形態は車両の速度に応じて比較値Ｄｔｈを求めるようにしている。

制御装置１０は、ステップ６０において、コードリーダ４１によって車両に組み付けられるタイヤのコードデータを読み取る。次にステップ６２では空気圧感度を車両速度ごとに上述の数１により求め、この車両速度ごとに求めた空気圧感度のうちから最も小さい値をそれぞれＤｔｈ＿ＬとＤｔｈ＿Ｈとする。例えば、車両が低速（５０ｋｍ／ｈ）のときの比較値Ｄｔｈ＿Ｌとして空気圧感度Ａ１,Ａ３のうち小さい方を採用し、車両が高速（１００ｋｍ／ｈ）のときの比較値Ｄｔｈ＿Ｈとして空気圧感度Ａ２,Ａ４のうち小さい方を採用する。

制御装置１０は、ステップ６４において、車両速度Ｖにおける比較値Ｄｔｈ（Ｖ）を低速および高速の比較値Ｄｔｈ＿ＬとＤｔｈ＿Ｈに基づいて下記数５により演算する。

（数５）
Ｄth(v)＝{(Ｄth_Ｌ−Ｄth_Ｈ)／(Ｖ_Ｈ−Ｖ_Ｌ)｝×Ｖ＋２Ｄth_Ｌ−Ｄth_Ｈ
但し、Ｖ_ＬおよびＶ_Ｈは、それぞれ低速および高速の比較値Ｄｔｈ＿ＬとＤｔｈ＿Ｈに対応する車両速度であり、ここではそれぞれ５０ｋｍ／ｈ、１００ｋｍ／ｈである。

そして、制御装置１０は、ステップ６４にて導出した各タイヤの比較値Ｄｔｈ（Ｖ）のうち最小のものを選択し（ステップ６６）、この選択された比較値Ｄｔｈ（Ｖ）をＲＡＭに格納し（ステップ６８）、処理を終了する。

このように導出した比較値Ｄｔｈ（Ｖ）を用いて、上述した空気圧の低下を判定すれば、車両速度に応じた比較値Ｄｔｈによって空気圧の低下を判定することができるので、車両速度に応じて的確に判定するので、空気圧低下の検出精度をさらに向上させることができる。

なお、上述した各実施の形態においてはタイヤの特性値として動負荷半径を取り上げたが、タイヤの特性値としてグリップ特性を取り上げてもよい。この場合、グリップ特性として、摩擦係数−スリップ率特性、駆動力−スリップ率特性、ドライビングスティフネスなどが挙げられる。

本発明によるタイヤ空気圧警報装置の第１の実施の形態を示すブロック図である。 図１に示す制御装置にて実行されるプログラムを表すフローチャートである。 空気圧と動負荷半径の関係を示す表である。 タイヤの動負荷半径から求められる空気圧感度の表である。 空気圧と動負荷半径の関係を示すグラフである。 図１に示す制御装置にて実行されるプログラムを表すフローチャートである。 第２の実施の形態による制御装置にて実行されるプログラムを表すフローチャートである。

符号の説明

１０…制御装置、２０…警報装置、３０…通信装置、４０…読み込み装置、４１…コードリーダ、Ｓｆｌ，Ｓｆｒ，Ｓｒｌ，Ｓｒｒ…車輪速センサ、Ｔｆｌ，Ｔｆｒ，Ｔｒｌ，Ｔｒｒ…タイヤ、左右前後輪Ｗｆｌ，Ｗｆｒ，Ｗｒｌ，Ｗｒｒ。

Claims (5)

1. 車両の各車輪の車輪速度を検出する車輪速度検出手段と、
   該車輪速度検出手段によって検出された各車輪速度に関する判定値を導出する判定値導出手段と、
   該判定値導出手段によって導出された判定値に基づいて前記車輪のタイヤ空気圧の低下を判定する空気圧低下判定手段と、
   該空気圧低下判定手段によって前記車輪のタイヤ空気圧の低下が判定された場合には、その旨を警報する警報手段とを備えたタイヤ空気圧警報装置において、
   前記タイヤ毎に特定される空気圧感度に基づいて前記空気圧低下判定手段にて前記判定値との比較に用いられる比較値を導出する比較値導出手段をさらに備え、前記空気圧判定手段は前記判定値と比較値とを比較してタイヤ空気圧が低下しているか否かを判定することを特徴とするタイヤ空気圧警報装置。
2. 請求項１において、前記比較値導出手段は、前記車両に装着されたタイヤのうちの最も空気圧感度の低い該空気圧感度を選択する空気圧感度選択手段を備え、該空気圧感度選択手段より選択された空気圧感度に基づいて比較値を導出することを特徴とするタイヤ空気圧警報装置。
3. 請求項１において、前記比較値導出手段は、前記車両の車両速度に応じた比較値を導出することを特徴とするタイヤ空気圧警報装置。
4. 請求項１乃至請求項３の何れか一項において、前記比較値導出手段は、タイヤ特性値に基づいて空気圧感度を導出する空気圧感度導出手段を備えたことを特徴とするタイヤ空気圧警報装置。
5. 請求項１乃至請求項４の何れか一項において、予めタイヤ毎に記録された空気圧感度もしくは該空気圧感度に関する物理量を取り込む取込手段を備えたことを特徴とするタイヤ空気圧警報装置。
   

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