JP2005153608A

JP2005153608A - タイヤ空気圧低下検出方法および装置、ならびにタイヤ減圧判定のプログラム

Info

Publication number: JP2005153608A
Application number: JP2003392314A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Matsuura; 真一松浦
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2003-11-21
Filing date: 2003-11-21
Publication date: 2005-06-16

Abstract

【課題】減圧判定の精度を向上させて、誤報を防止することができるタイヤ空気圧低下検出方法を提供する。
【解決手段】車両に装着したタイヤから得られる車輪回転情報に基づいてタイヤ空気圧の低下を検出するタイヤ空気圧低下検出方法。前記各タイヤの車輪速度を検出する工程と、初期化ボタンを押してからのタイヤの走行距離を求める工程と、該車輪回転情報から算出される車輪速度および走行距離を記憶する工程と、該走行距離に応じて減圧の判定のしきい値を変更する工程と、該走行距離に応じたしきい値を用いて、タイヤの空気圧低下を判定する工程を含んでいる。
【選択図】なし

Description

本発明はタイヤ空気圧低下検出方法および装置、ならびにタイヤ減圧判定のプログラムに関する。さらに詳しくは、減圧判定の精度を向上させて、誤報を防止することができるタイヤ空気圧低下検出方法および装置、ならびにタイヤ減圧判定のプログラムに関する。

従来より、タイヤ空気圧低下検出装置は、タイヤが減圧すると正常内圧のタイヤより外径（タイヤの動荷重半径）が減少するため、他の正常なタイヤに比べると車輪速度（回転角速度）が増加するという原理を用いている。たとえばタイヤの車輪速度の相対的な差から内圧低下を検出する方法では、判定値として、
ＤＥＬ＝｛（Ｖ１＋Ｖ４）／２−（Ｖ２＋Ｖ３）／２｝／
｛（Ｖ１＋Ｖ２＋Ｖ３＋Ｖ４）／４｝×１００（％）
を用いている（たとえば特許文献１参照）。ここで、Ｆ１〜Ｆ４は、それぞれ前左タイヤ、前右タイヤ、後左タイヤおよび後右タイヤの車輪速度である。

特開昭６３−３０５０１１号公報

タイヤ特性やトレッドゴム強度などにより異なるが、タイヤは、たとえば１万ｋｍ走行で１ｍｍ程度の摩耗が生じ、タイヤの動荷重半径は小さくなる。しかし、この程度のタイヤ摩耗による車輪速度の変化は小さいので、前記減圧判定にはほとんど影響せずに、正確に減圧判定をすることができる。

しかしながら、タイヤの摩耗がさらに進み、とくに左右輪タイヤで摩耗度合いが大きく異なると、タイヤの動荷重半径の変化による車輪速度が前記減圧判定に影響を及ぼして、正常空気圧であってもドライバーに減圧警報を発するという問題がある。

本発明は、叙上の事情に鑑み、減圧判定の精度を向上させて、誤報を防止することができるタイヤ空気圧低下検出方法および装置、ならびにタイヤ減圧判定のプログラムを提供することを目的とする。

本発明のタイヤ空気圧低下検出方法は、車両に装着したタイヤから得られる車輪回転情報に基づいてタイヤ空気圧の低下を検出するタイヤ空気圧低下検出方法であって、前記各タイヤの車輪速度を検出する工程と、初期化ボタンを押してからのタイヤの走行距離を求める工程と、該車輪回転情報から算出される車輪速度および走行距離を記憶する工程と、該走行距離に応じて減圧の判定のしきい値を変更する工程と、該走行距離に応じたしきい値を用いて、タイヤの空気圧低下を判定する工程を含むことを特徴としている。

また、本発明のタイヤ空気圧低下検出方法は、車両に装着したタイヤから得られる車輪回転情報に基づいてタイヤ空気圧の低下を検出するタイヤ空気圧低下検出方法であって、前記各タイヤの車輪速度を検出する工程と、初期化ボタンを押してからのタイヤの走行距離を求める工程と、該車輪回転情報から算出される車輪速度および走行距離を記憶する工程と、該走行距離からタイヤの摩耗度合いを判定する工程と、該タイヤの摩耗度合いに応じて減圧の判定のしきい値を変更する工程と、該タイヤの摩耗度合いに応じたしきい値を用いて、タイヤの空気圧低下を判定する工程を含むことを特徴としている。

また、本発明のタイヤ空気圧低下検出装置は、車両に装着したタイヤから得られる車輪回転情報に基づいてタイヤ空気圧の低下を検出するタイヤ空気圧低下検出方法装置であって、前記各タイヤの車輪回転情報を検出する車輪速度検出手段と、初期化ボタンを押してからのタイヤの走行距離を求める走行距離手段と、該車輪回転情報から算出される車輪速度および走行距離を記憶する記憶手段と、該走行距離に応じて減圧の判定のしきい値を変更するしきい値変更手段と、該走行距離に応じたしきい値を用いて、タイヤの空気圧低下を判定する減圧判定手段とを備えてなることを特徴としている。

また、本発明のタイヤ空気圧低下検出装置は、車両に装着したタイヤから得られる車輪回転情報に基づいてタイヤ空気圧の低下を検出するタイヤ空気圧低下検出方法装置であって、前記各タイヤの車輪回転情報を検出する車輪速度検出手段と、初期化ボタンを押してからのタイヤの走行距離を求める走行距離手段と、該車輪回転情報から算出される車輪速度および走行距離を記憶する記憶手段と、該走行距離からタイヤの摩耗度合いを判定する摩耗度合い判定手段と、該タイヤの摩耗度合いに応じて減圧の判定のしきい値を変更するしきい値変更手段と、該タイヤの摩耗度合いに応じたしきい値を用いて、タイヤの空気圧低下を判定する減圧判定手段とを備えてなることを特徴としている。

また、本発明のタイヤ減圧判定のプログラムは、車両に装着したタイヤから得られる車輪回転情報に基づいてタイヤ空気圧の低下を判定するためにコンピュータを、車輪回転情報から算出される車輪速度および走行距離を記憶する記憶手段、該走行距離に応じて減圧の判定のしきい値を変更するしきい値変更手段、該走行距離に応じたしきい値を用いて、タイヤの空気圧低下を判定する減圧判定手段として機能させることを特徴としている。

さらに、本発明のタイヤ減圧判定のプログラムは、車両に装着したタイヤから得られる車輪回転情報に基づいてタイヤ空気圧の低下を判定するためにコンピュータを、車輪回転情報から算出される車輪速度および走行距離を記憶する記憶手段、該走行距離からタイヤの摩耗度合いを判定する摩耗度合い判定手段、該タイヤの摩耗度合いに応じて減圧の判定のしきい値を変更するしきい値変更手段、該タイヤの摩耗度合いに応じたしきい値を用いて、タイヤの空気圧低下を判定する減圧判定手段として機能させることを特徴としている。

本発明によれば、摩耗したタイヤに応じてしきい値を変更するため、減圧判定の警報精度を向上させて、誤報を防止することができる。

以下、添付図面に基づいて、本発明のタイヤ空気圧低下検出方法および装置、ならびにタイヤ減圧判定のプログラムを説明する。

図１に示されるように、本発明の一実施の形態にかかわるタイヤ空気圧低下検出装置は、車両に備えられた４つのタイヤＦＬ、ＦＲ、ＲＬおよびＲＲの空気圧が低下しているか否かを検出するもので、タイヤにそれぞれ関連して設けられた通常の車輪速度検出手段１を備えている。

前記車輪速度検出手段１としては、電磁ピックアップなどを用いて回転パルスを発生させてパルスの数から回転角速度や車輪速度を測定するための車輪速センサまたはダイナモのように回転を利用して発電を行ない、この電圧から回転角速度や車輪速度を測定するためのものを含む角速度センサなどを用いることができる。前記車輪速度検出手段１の出力はＡＢＳなどのコンピュータである制御ユニット２に与えられる。制御ユニット２には、空気圧が低下したタイヤを知らせるための液晶表示素子、プラズマ表示素子またはＣＲＴなどで構成された表示器３、ドライバーによって操作することができる初期化ボタン４、警報器５および車両（タイヤ）の走行距離を検出する走行距離検出手段６が接続されている。この走行距離検出手段６としては、たとえば最近では正確な走行距離を出すためのＧＰＳを使用したナビゲータを用いることができるが、前記車輪速度検出手段１から得られる従動輪の車輪速度情報を利用して走行距離を算出することもでき、この場合は別途走行距離検出手段６を設ける必要はない。

前記制御ユニット２は、図２に示されるように、外部装置との信号の受け渡しに必要なＩ／Ｏインターフェイス２ａと、演算処理の中枢として機能するＣＰＵ２ｂと、該ＣＰＵ２ｂの制御動作プログラムが格納されたＲＯＭ２ｃと、前記ＣＰＵ２ｂが制御動作を行なう際にデータなどが一時的に書き込まれたり、その書き込まれたデータなどが読み出されるＲＡＭ２ｄとから構成されている。

前記車輪速度検出手段１では、タイヤの回転数に対応したパルス信号（以下、車輪速パルスという）が出力される。またＣＰＵ２ｂでは、車輪速度検出手段１から出力された車輪速パルスに基づき、所定のサンプリング周期ΔＴ(sec)、たとえばΔＴ＝１秒ごとに各タイヤの回転角速度Ｆｉが算出される。

ところで、タイヤは規格内でのばらつき（初期差異）が含まれて製造されるため、各タイヤの有効転がり半径（一回転により進んだ距離を２πで割った値）は、すべてのタイヤがたとえ正常空気圧であっても、同一とは限らない。そのため、各タイヤの回転角速度Ｆｉはばらつくことになる。そこで、たとえば回転角速度Ｆｉから初期差異の影響を排除する方法がある。この方法では、まず、つぎに示される初期補正係数Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３を算出する。
Ｋ１＝Ｆ１／Ｆ２・・・（１）
Ｋ２＝Ｆ３／Ｆ４・・・（２）
Ｋ３＝（Ｆ１＋Ｋ１×Ｆ２）／（Ｆ２＋Ｋ２×Ｆ４）・・・（３）

ついで、この算出された初期補正係数Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３を用いて式（４）〜（７）に示されるように新たな回転角速度Ｆ１_iを求めるようにしている。
Ｆ１₁＝Ｆ１・・・（４）
Ｆ１₂＝Ｋ１×Ｆ２・・・（５）
Ｆ１₃＝Ｋ３×Ｆ３・・・（６）
Ｆ１₄＝Ｋ２×Ｋ３×Ｆ４・・・（７）

ここで、初期補正係数Ｋ１は、前左右タイヤ間の初期差異による有効ころがり半径の差を補正するための係数である。初期補正係数Ｋ２は、後左右タイヤ間の初期差異による有効ころがり半径の差を補正するための係数である。初期補正係数Ｋ３は、前左タイヤと後左タイヤとのあいだの初期差異による有効ころがり半径の差を補正するための係数である。そして、前記Ｆ１_iに基づき、各車輪のタイヤの車輪速度Ｖｉを算出する。

タイヤが減圧しているときの車両は、操舵に対する応答性がわるく、操舵角と車輪の軌跡の位相遅れが大きい。一方、タイヤの摩耗度合いが進んでいるときは、トレッドゴムが減っているので、車両は操舵に対する応答性がよく、位相遅れが少ない。つまりキビキビと車が動く。したがって、車両の操舵角と応答性（車輪の軌跡）を監視することにより、摩耗タイヤと減圧タイヤを区別し、誤報を防止することができる。

ところで、タイヤの摩耗度合いと車両の走行距離とは、つぎのようにある程度相関関係があり、本発明ではこの相関関係を利用して、後述するように、車両の走行距離からタイヤの摩擦度合いを判定し、タイヤの摩耗度合いに応じて減圧の判定のしきい値を変更するようにしている。
摩耗度合い（摩耗量）＝定数ａ×（摩耗エネルギー／ゴム強さ）×走行距離

新車装着タイヤのように、スペックが固定されているタイヤでは、
摩耗度合い（摩耗量）＝定数Ａ×走行距離
と表すことができる。

たとえば正常空気圧時と３０％減圧時の走行試験によるタイヤ（タイヤサイズ：１７５／６０Ｒ１５ＳＰ３００）の感度（しきい値）を表１に示す。新品時の感度は、正常空気圧の動荷重半径２８４．４ｍｍに対する３０％減圧時の動荷重半径２８３．８ｍｍの比率として０．２％である。

新品時の感度０．２％をしきい値に設定すると、２万ｋｍ走行以上では、３０％減圧に達していないにもかかわらず、警報を発してしまう。摩耗タイヤの警報精度を向上させて、誤報を防止するために、少なくとも感度が２倍になる５万km走行時には、減圧判定のしきい値の設定を変更するのが好ましい。ただし、しきい値と走行距離との関係は、タイヤ特性、トレッドゴム強度および車両要因（アライメントや、エンジントルクなど摩耗に影響を与える要因）を考慮して、前述した走行試験を行なうなどして適宜選定される。

そこで、本実施の形態にかかわるタイヤ空気圧低下検出装置は、車輪速度検出手段１と、初期化ボタン４を押してからのタイヤの走行距離を求める走行距離検出手段６と、車輪速度および走行距離を記憶する記憶手段と、該走行距離に応じて減圧の判定のしきい値を変更するしきい値変更手段と、該走行距離に応じたしきい値を用いて、タイヤの空気圧低下を判定する減圧判定手段とから構成されている。そして、タイヤ減圧判定のプログラムは、前記制御ユニット２を、記憶手段、しきい値変更手段、減圧判定手段として機能させている。

また、たとえばタイヤ特性やトレッドゴム強度などにより異なるが、走行距離が５万ｋｍ程度走行になった場合、タイヤの摩耗度合いが進み、５ｍｍ程度の摩耗状態になると、タイヤの動荷重半径にも影響が発生してくる。

したがって、初期化ボタン４を押してから走行距離が所定の走行距離、たとえば５万ｋｍ程度走行になった場合にタイヤの摩耗がかなり進行していると想定されるため、初期化時のしきい値を予め指定したしきい値へ変更すると、摩耗したタイヤでの警報精度を向上させて、誤報を防止することができることがわかる。

そこで、他の実施の形態にかかわるタイヤ空気圧低下検出装置では、車輪速度検出手段１と、走行距離検出手段６と、車輪速度および走行距離を記憶する記憶手段と、走行距離からタイヤの摩耗度合いを判定する摩耗度合い判定手段と、該タイヤの摩耗度合いに応じて減圧の判定のしきい値を変更するしきい値変更手段と、該タイヤの摩耗度合いに応じたしきい値を用いて、タイヤの空気圧低下を判定する減圧判定手段とから構成されている。このときのタイヤ減圧判定のプログラムは、前記制御ユニット２を、記憶手段、摩耗度合い判定手段、しきい値変更手段、減圧判定手段として機能させる。

以下、図３に基づいて本実施の形態にかかわるタイヤ空気圧低下検出装置の動作の手順（１）〜（４）について説明する。
（１）まず車両に装着された各タイヤの製造ばらつきを補正するための補正係数Ｋ１〜Ｋ３を求める処理を開始する（ステップＳ１）。そして、この初期化後の減圧判定のしきい値として、０．２％が設定されている。
（２）ついで前記初期化開始後からの走行距離を走行距離検出手段により演算する（ステップＳ２）。
（３）ついで前記走行距離が所定の走行距離、たとえば５万ｋｍ以上であるか否かを判断する（ステップＳ３）。走行距離が５万ｋｍ以上であると判断される場合、タイヤの摩耗度合いが、たとえば５ｍｍ程度に進行しているとみなしてステップＳ４に進む。これに対し、走行距離が５万ｋｍ未満であると判断される場合、ステップＳ２に進み、走行距離の判断を繰り返す。
（４）ついで摩耗タイヤに対応した減圧判定のためのしきい値（感度）を、たとえば表１に示されるように、０．４％相当値に変更する（ステップＳ４）。

なお、タイヤが摩耗している場合も、タイヤが減圧している場合も、外観上はタイヤの半径が減少しているため、タイヤの動荷重半径の減少を利用してタイヤの減圧を検出する方式では誤報に至る可能性がある。しかしながら、タイヤが減圧しているときの車両は、操舵に対する応答性がわるく、操舵角と車輪の軌跡の位相遅れが大きい。一方、タイヤの摩耗度合いが進んでいるときは、トレッドゴムが減っているので、車両は操舵に対する応答性がよく、位相遅れが少ない。つまりキビキビと車が動く。したがって、車両の操舵角と応答性（車輪の軌跡）を監視することにより、摩耗タイヤと減圧タイヤを区別し、誤報を防止することができる。

そこで、誤報を防ぐために、車両の操舵角と車両の軌跡を監視して、その応答遅れ（前記操舵角と軌跡のずれを表わしている）が所定の値より小さいときには、タイヤの摩耗により動荷重半径が減少しているものと判断し、得られた車輪回転情報をリジェクトして、減圧判定を行なわないようにするのが好ましい。

具体的には、たとえば新車時（新品タイヤ）の操舵角と車両の軌跡を学習し、応答遅れｘと記憶させておくことにより、車両の操舵角と車両の軌跡を監視することができる。

つぎに本発明を実施例に基づいて説明するが、本発明はかかる実施例に限定されるものではない。

実施例１
車両として、一般のＦＦ車を用意した。そして、表２に示されるように、新品タイヤ（タイヤ寸法：タイヤ１７５／６０Ｒ１５ＳＰ３００）において、３０％減圧時には５分で警報を発するようにしきい値を０．２に設定した、本実施の形態にかかわるタイヤ減圧判定のプログラムをプログラミングしたタイヤ空気圧低下検出装置（実施例１）と従来のタイヤ空気圧低下検出装置（比較例１）をそれぞれ車両に搭載した。

ついで摩耗タイヤ（古品タイヤ）（同じタイヤ寸法である）の場合、正常内圧でも減圧判定のための判定値はシフトするため、実施例１のタイヤ空気圧低下検出装置におけるしきい値を改めて０．２５に変更した。これに対し、比較例１のタイヤ空気圧低下検出装置については、しきい値（０．２）を変更しなかった。

前述のしきい値条件のもとで、まず実施例１の装置を搭載した車両に正常内圧の摩耗タイヤと３０％減圧の摩耗タイヤを別々に装着したのち、走行試験をそれぞれ行なった。その結果、表２に示されるように、実施例１では、正常内圧では警報を発しないが、３０％減圧の場合には、新品タイヤと同様に５分で警報を発した。ついで比較例１の装置を搭載した車両に正常内圧の摩耗タイヤを装着したのち、実施例１と同じ走行試験を行なった。その結果、表２に示されるように、正常内圧であっても誤報を発した。

本実施例により、タイヤの摩耗度合いに応じて減圧の判定のしきい値を変更し、該しきい値を用いて、タイヤの空気圧低下を判定すると、誤報を防止することができることがわかる。

本発明の一実施の形態にかかわるタイヤ空気圧低下検出装置を示すブロック図である。図１のタイヤ空気圧低下検出装置の電気的構成を示すブロック図である。実施の形態にかかわるフローチャートである。

符号の説明

１車輪速度検出手段
２制御ユニット
３表示器
４初期化スイッチ
５警報器
６走行距離検出手段

Claims

車両に装着したタイヤから得られる車輪回転情報に基づいてタイヤ空気圧の低下を検出するタイヤ空気圧低下検出方法であって、前記各タイヤの車輪回転情報を検出する工程と、初期化ボタンを押してからのタイヤの走行距離を求める工程と、該車輪回転情報から算出される車輪速度および走行距離を記憶する工程と、該走行距離に応じて減圧の判定のしきい値を変更する工程と、該走行距離に応じたしきい値を用いて、タイヤの空気圧低下を判定する工程を含むタイヤ空気圧低下検出方法。
車両に装着したタイヤから得られる車輪回転情報に基づいてタイヤ空気圧の低下を検出するタイヤ空気圧低下検出方法であって、前記各タイヤの車輪回転情報を検出する工程と、初期化ボタンを押してからのタイヤの走行距離を求める工程と、該車輪回転情報から算出される車輪速度および走行距離を記憶する工程と、該走行距離からタイヤの摩耗度合いを判定する工程と、該タイヤの摩耗度合いに応じて減圧の判定のしきい値を変更する工程と、該タイヤの摩耗度合いに応じたしきい値を用いて、タイヤの空気圧低下を判定する工程を含むタイヤ空気圧低下検出方法。
前記車両の操舵角と車両の軌跡のずれが所定の値より小さい場合に、得られた車輪回転情報をリジェクトする工程をさらに含む請求項１または２記載のタイヤ空気圧低下検出方法。
車両に装着したタイヤから得られる車輪回転情報に基づいてタイヤ空気圧の低下を検出するタイヤ空気圧低下検出方法装置であって、前記各タイヤの車輪回転情報を検出する車輪速度検出手段と、初期化ボタンを押してからのタイヤの走行距離を求める走行距離手段と、該車輪回転情報から算出される車輪速度および走行距離を記憶する記憶手段と、該走行距離に応じて減圧の判定のしきい値を変更するしきい値変更手段と、該走行距離に応じたしきい値を用いて、タイヤの空気圧低下を判定する減圧判定手段とを備えてなるタイヤ空気圧低下検出装置。
車両に装着したタイヤから得られる車輪回転情報に基づいてタイヤ空気圧の低下を検出するタイヤ空気圧低下検出方法装置であって、前記各タイヤの車輪回転情報を検出する車輪速度検出手段と、初期化ボタンを押してからのタイヤの走行距離を求める走行距離手段と、該車輪回転情報から算出される車輪速度および走行距離を記憶する記憶手段と、該走行距離からタイヤの摩耗度合いを判定する摩耗度合い判定手段と、該タイヤの摩耗度合いに応じて減圧の判定のしきい値を変更するしきい値変更手段と、該タイヤの摩耗度合いに応じたしきい値を用いて、タイヤの空気圧低下を判定する減圧判定手段とを備えてなるタイヤ空気圧低下検出装置。
前記車両の操舵角と車両の軌跡のずれが所定の値より小さい場合に、得られた車輪回転情報をリジェクトする手段をさらに備えてなる請求項４または５記載のタイヤ空気圧低下検出装置。
車両に装着したタイヤから得られる車輪回転情報に基づいてタイヤ空気圧の低下を判定するためにコンピュータを、車輪回転情報から算出される車輪速度および走行距離を記憶する記憶手段、該走行距離に応じて減圧の判定のしきい値を変更するしきい値変更手段、該走行距離に応じたしきい値を用いて、タイヤの空気圧低下を判定する減圧判定手段として機能させるためのタイヤ減圧判定のプログラム。
車両に装着したタイヤから得られる車輪回転情報に基づいてタイヤ空気圧の低下を判定するためにコンピュータを、車輪回転情報から算出される車輪速度および走行距離を記憶する記憶手段、該走行距離からタイヤの摩耗度合いを判定する摩耗度合い判定手段、該タイヤの摩耗度合いに応じて減圧の判定のしきい値を変更するしきい値変更手段、該タイヤの摩耗度合いに応じたしきい値を用いて、タイヤの空気圧低下を判定する減圧判定手段として機能させるためのタイヤ減圧判定のプログラム。
前記コンピュータを、前記車両の操舵角と車両の軌跡のずれが所定の値より小さい場合に、得られた車輪回転情報をリジェクトする手段として機能させる請求項７または８記載のタイヤ減圧判定のプログラム。