JP2005225428A - タイヤ空気圧低下警報方法および装置、ならびにタイヤ減圧判定のプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】車輪速度情報だけで従動軸を含む同軸２輪減圧、および４輪同時減圧またはタイヤの摩耗を検出することができるタイヤ空気圧低下警報方法を提供する。
【解決手段】各タイヤの回転情報を検出する工程と、該各タイヤの回転情報から車輪速度、車両加速度、前後輪のスリップ比、走行距離および旋回半径をそれぞれ演算し、記憶する工程と、前記車両加速度と前後輪のスリップ比を移動平均化する工程と、走行距離、移動平均された車両加速度および前後輪のスリップ比を蓄積する工程と、前記車両加速度と前後輪のスリップ比との互いの１次の回帰係数と相関係数を求める工程と、車両加速度がゼロのときの前後輪のスリップ比を求める工程と、１次の回帰係数および車両加速度がゼロのときの前後輪のスリップ比に基づいて、少なくとも同軸２輪または４輪が同時に減圧しているか否かを判定する工程と、タイヤの空気圧低下の警報を発する工程とを含む。
【選択図】なし

Description

本発明はタイヤ空気圧低下警報方法および装置、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、車輪速度情報だけで同軸２輪減圧、および４輪同時減圧またはタイヤの摩耗を検出することができるタイヤ空気圧低下警報方法および装置、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、間接方式のタイヤ空気圧低下検出装置は、タイヤが減圧すると正規圧（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回転角速度（車輪速度）が増加するという原理を用いている。たとえばタイヤの回転角速度の相対的な差から空気圧低下を検出する方法では、判定値として、
ＤＥＬ＝｛（Ｆ１＋Ｆ４）／２−（Ｆ２＋Ｆ３）／２｝／
｛（Ｆ１＋Ｆ２＋Ｆ３＋Ｆ４）／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回転角速度である。

しかしながら、この方法は４輪の対角にある回転角速度の和同士の差から減圧を判定しているため、同軸２輪タイヤの同時減圧や４輪タイヤが同時に自然減圧した場合を判定することができなかった。

そこで、本出願人は、さきにタイヤの回転情報を用いる間接方式において、少なくとも駆動輪タイヤの減圧を検知することができるタイヤ空気圧低下方法および装置を提案した（特許文献２参照）。

この特許文献２記載の方法は、タイヤの回転情報を検出する工程と、該各タイヤの回転情報から車輪速度、車両加速度、前後輪のスリップ比、走行距離および旋回半径をそれぞれ演算し、記憶する工程と、前記車両加速度と前後輪のスリップ比を移動平均化する工程と、前記旋回半径が所定値以上の場合、走行距離、移動平均された車両加速度および前後輪のスリップ比を蓄積する工程と、当該蓄積された走行距離が所定の距離以上となった場合、前記車両加速度と前後輪のスリップ比との互いの１次の回帰係数と相関係数を求める工程と、該相関係数が所定値以上の場合の１次の回帰係数を判定値として、該１次の回帰係数の判定値と予めタイヤの基準内圧時に前記工程により演算された１次の回帰係数の内圧基準値とを比較することにより、少なくとも駆動輪タイヤが減圧しているか否かを判定する工程と、当該減圧判定の結果に基づいて、タイヤの空気圧低下の警報を発する工程とを含むものである。この方法では、駆動輪のタイヤの内圧が低下すると、車両加速度とスリップ比の関係が変化することを利用して、４輪タイヤの車輪速度に基づいて車両加速度とスリップ比を求め、互いの１次の回帰係数の経時変化から、１つの駆動輪タイヤまたは左右の駆動輪タイヤの同時減圧などを判定するものである。

特開昭６３−３０５０１１号公報 特開２００３−２１１９２５号公報

しかしながら、特許文献２記載の方法は基本的に駆動輪の内圧低下を検知するものであるため、従動輪のみの減圧を検知することができない。また、たとえ駆動輪が減圧した場合でも、減圧の判断基準として用いている車両加速度とスリップ比の関係は、タイヤが摩耗した場合と同様の傾向を示すため、そのタイヤの使用期間や走行距離から、タイヤの内圧が低下しているのか、またはタイヤが摩耗しているのかを判断しなければならない。このため、特許文献２記載の方法では、所定の期間、初期化スイッチが操作されなかった場合または初期化スイッチが操作されたのち、再度初期化スイッチが操作されるまでの総走行距離が所定距離に達した場合、タイヤの空気圧を検査するように警告を発し得る構成となっている。

本発明は、叙上の事情に鑑み、車輪速度情報だけで従動軸を含む同軸２輪減圧、および４輪同時減圧またはタイヤの摩耗を検出することができるタイヤ空気圧低下警報方法および装置、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警報方法は、車両に装着したタイヤから得られる回転情報に基づいてタイヤの内圧低下を検出し、警報を発するタイヤ空気圧低下警報方法であって、前記各タイヤの回転情報を検出する工程と、該各タイヤの回転情報から車輪速度、車両加速度、前後輪のスリップ比、走行距離および旋回半径をそれぞれ演算し、記憶する工程と、前記車両加速度と前後輪のスリップ比を移動平均化する工程と、前記旋回半径が所定値以上の場合、走行距離、移動平均された車両加速度および前後輪のスリップ比を蓄積する工程と、当該蓄積された走行距離が所定の距離以上となった場合、前記車両加速度と前後輪のスリップ比との互いの１次の回帰係数と相関係数を求める工程と、車両加速度がゼロのときの前後輪のスリップ比を求める工程と、前記相関係数が所定値以上の場合の１次の回帰係数および車両加速度がゼロのときの前後輪のスリップ比に基づいて、少なくとも同軸２輪または４輪が同時に減圧しているか否かを判定する工程と、当該減圧判定の結果に基づいて、タイヤの空気圧低下の警報を発する工程と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警報装置は、車両に装着したタイヤから得られる回転情報に基づいてタイヤの内圧低下を検出し、警報を発するタイヤ空気圧低下警報装置であって、前記各タイヤの回転情報を検出する回転情報検出手段と、該各タイヤの回転情報から車輪速度、車両加速度、前後輪のスリップ比、走行距離および旋回半径をそれぞれ演算し、記憶する第１演算処理手段と、前記車両加速度と前後輪のスリップ比を移動平均化する第２演算処理手段と、前記旋回半径が所定値以上の場合、走行距離、移動平均された車両加速度および前後輪のスリップ比を蓄積する蓄積手段と、当該蓄積された走行距離が所定の距離以上となった場合、前記車両加速度と前後輪のスリップ比との互いの１次の回帰係数と相関係数を求める第３演算処理手段と、車両加速度がゼロのときの前後輪のスリップ比を求める第４演算処理手段と、前記相関係数が所定値以上の場合の１次の回帰係数および車両加速度がゼロのときの前後輪のスリップ比に基づいて、少なくとも同軸２輪または４輪が同時に減圧しているか否かを判定する減圧判定手段と、当該減圧判定の結果に基づいて、タイヤの空気圧低下の警報を発する警報手段とを備えてな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、タイヤの空気圧低下を判定するためにコンピュータを、タイヤの回転情報から車輪速度、車両加速度、前後輪のスリップ比、走行距離および旋回半径をそれぞれ演算し、記憶する第１演算処理手段、前記車両加速度と前後輪のスリップ比を移動平均化する第２演算処理手段、前記旋回半径が所定値以上の場合、走行距離、移動平均された車両加速度および前後輪のスリップ比を蓄積する蓄積手段、当該蓄積された走行距離が所定の距離以上となった場合、前記車両加速度と前後輪のスリップ比との互いの１次の回帰係数と相関係数を求める第３演算処理手段、車両加速度がゼロのときの前後輪のスリップ比を求める第４演算処理手段、および前記相関係数が所定値以上の場合の１次の回帰係数および車両加速度がゼロのときの前後輪のスリップ比に基づいて、少なくとも同軸２輪または４輪が同時に減圧しているか否か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、車両加速度と前後輪のスリップ比の１次の回帰係数の経時変化とともに、車両加速度がゼロのときの前後輪のスリップ比の経時変化に基づいて減圧の判定をしているので、駆動軸だけでなく従動軸の同軸２輪の減圧を検出することができる。また、４輪の同時減圧またはタイヤの摩耗を検出することもできる。

したがって、減圧判定の範囲を広げることによって車両走行の安全性を高めることができる。

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

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警報装置は、４輪車両に備えられた４つのタイヤＦＬ、ＦＲ、ＲＬおよびＲＲ（以下、総称してＷｉという。ここで、ｉ＝１〜４、１：前左タイヤ、２：前右タイヤ、３：後左タイヤ、４：後右タイヤ）の空気圧が低下しているか否かを検出するもので、各タイヤＷｉにそれぞれ関連して設けられた通常の回転情報検出手段１を備えている。

前記回転情報検出手段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速度情報の車輪速度（回転速度）を測定する車輪速センサなどを用いることができる。前記回転情報検出手段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などで構成された内圧低下警報器３、およびタイヤを交換したときまたはタイヤの基準内圧（正常空気圧）に調整したときにドライバーによって操作される初期化スイッチ４が接続されている。前記初期化スイッチ４は、タイヤを交換したときまたは正常内圧に調整したときに操作することで今まで保持していた基準値をリセットし、新たな基準値を設定し直す。

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。

本実施の形態では、車両加速度と前後輪のスリップ比との互いの１次の回帰係数の経時変化と、車両加速度がゼロのときの前後輪のスリップ比の経時変化とを組み合わせて、タイヤの減圧またはタイヤの摩耗を検出している。ただし、左右の車輪速度を平均化して検出・判定しているので、１輪のみの減圧は、検出精度が低下する。このため、本実施の形態にかかわるタイヤ空気圧低下警報装置と、従来の、タイヤの回転情報を相対的に比較して内圧の低下を検出する装置（１輪減圧を精度よく検出することができる）とを併用することにより、減圧判定の精度を向上させることができる。

したがって、本実施の形態は、前記各タイヤＷｉの回転情報を検出する回転情報検出手段１と、該各タイヤＷｉの回転情報から車輪速度、車両加速度、前後輪のスリップ比、走行距離および旋回半径をそれぞれ演算し、記憶する第１演算処理手段と、前記車両加速度と前後輪のスリップ比を移動平均化する第２演算処理手段と、前記旋回半径が所定値以上の場合、走行距離、移動平均された車両加速度および前後輪のスリップ比を蓄積する蓄積手段と、当該蓄積された走行距離が所定の距離以上となった場合、前記車両加速度と前後輪のスリップ比との互いの１次の回帰係数と相関係数を求める第３演算処理手段と、車両加速度がゼロのときの前後輪のスリップ比を求める第４演算処理手段と、前記相関係数が所定値以上の場合の１次の回帰係数および車両加速度がゼロのときの前後輪のスリップ比に基づいて、少なくとも同軸２輪または４輪が同時に減圧しているか否かを判定する減圧判定手段と、当該減圧判定の結果に基づいて、タイヤの空気圧低下の警報を発する内圧低下警報器３とから構成されている。

また、前記４輪のタイヤの車輪速度から左前後輪および右前後輪のそれぞれのスリップ比の差の変動量を演算する第５演算処理手段と、前記走行距離が所定距離ごとの該変動量の平均変動量に応じて前記１次の回帰係数を補正する回帰係数補正手段を備えている。

そして、本実施の形態におけるタイヤ減圧判定のプログラムは、制御ユニット２を、タイヤの回転情報から車輪速度、車両加速度、前後輪のスリップ比、走行距離および旋回半径をそれぞれ演算し、記憶する第１演算処理手段、前記車両加速度と前後輪のスリップ比を移動平均化する第２演算処理手段、前記旋回半径が所定値以上の場合、走行距離、移動平均された車両加速度および前後輪のスリップ比を蓄積する蓄積手段、当該蓄積された走行距離が所定の距離以上となった場合、前記車両加速度と前後輪のスリップ比との互いの１次の回帰係数と相関係数を求める第３演算処理手段、車両加速度がゼロのときの前後輪のスリップ比を求める第４演算処理手段、および前記相関係数が所定値以上の場合の１次の回帰係数および車両加速度がゼロのときの前後輪のスリップ比に基づいて、少なくとも同軸２輪または４輪が同時に減圧しているか否かを判定する減圧判定手段として機能させる。

また、前記４輪のタイヤの車輪速度から左前後輪および右前後輪のそれぞれのスリップ比の差の変動量を演算する第５演算処理手段、前記走行距離が所定距離ごとの該変動量の平均変動量に応じて前記１次の回帰係数を補正する回帰係数補正手段として機能させる。

つぎに前記車両加速度とスリップ比の関係を求める手順について、一例として４輪の同時減圧の場合を説明する。まず図３に示されるように、回転情報を取り込んだのち、車輪速度および走行距離を演算し（ステップＳ１、Ｓ２）、ついで４輪の車輪速度から車両加速度、前後輪のスリップ比、左右のスリップ比の差の変動量および旋回半径を演算する（ステップＳ３）。なお、ステップＳ３における左右のスリップ比の差の変動量については後述する。

ついで車両加速度と前後輪のスリップ比を移動平均する（ステップＳ４）。そして、旋回半径が所定値、たとえば８００Ｒ以上の場合の、移動平均された車両加速度およびスリップ比を蓄積する（ステップＳ５、Ｓ６）。なお、旋回半径を規定するのは、旋回中の横方向加速度による影響を除くためである。

ついで走行距離が所定値、たとえば１０００ｍに達する（ステップＳ７）と、車両加速度とスリップ比の互いの１次の回帰係数（車両加速度の前後輪のスリップ比に対する回帰係数）Ｋ２と相関係数Ｒを求める（ステップＳ９、Ｓ１０）。この相関係数Ｒが所定値、たとえば０．９以上の場合の１次の回帰係数（以下、単に回帰係数という）Ｋ２が、ここでいう車両加速度とスリップ比の関係であり、この回帰係数Ｋ２を減圧判定値とする。ここで、走行距離をゼロにクリアしている（ステップＳ８）。これは、１０００ｍごとのデータでタイヤ内圧の低下を検出するためである。たとえば５０００ｍ以上のデータで検出しようとすると、５０００ｍ分のデータを蓄積するため、路面μや路面の勾配や走行速度などいろいろな要因により、データがばらついて１次の回帰係数の相関係数が所定値以上になかなかならない。また、逆に距離が短すぎると、相関係数は高くなるが、路面μの影響で、１次の回帰係数がばらつく可能性が高くなる。このため、走行距離が所定値に達するとゼロにクリアする。なお、かかる所定値は前記１０００ｍ以外に５００〜２０００ｍとすることができる。

しかしながら、この回帰係数Ｋ２は、内圧の低下だけではなく、つぎに説明する路面の摩擦係数（μ）の要因でも変化する。

すなわち、摩擦係数の低い路面と高い路面では同じタイヤでも回帰係数が異なる。たとえば低μよりも高μは、同じ加速度(駆動力)を得るためには、加速度とスリップ率の関係（μ−ｓ勾配）から小さなスリップ率ですむ。また、高内圧より低内圧の方が接地面積が大きいので、よりグリップする方向へシフトする。このため、摩擦係数が低い路面に対して高い路面では、内圧が低下した場合と同じ方向へ回帰係数が変化する。

したがって、前記回帰係数から内圧の低下を判断する場合、内圧の低下および路面の摩擦係数の変化のうち、いずれの要因によるものかを見分ける必要がある。

そこで、本実施の形態では、路面の摩擦係数の変化による対応を考慮している。前記回帰係数を求める方法は、アスファルトのような路面の摩擦係数の安定した高μ路でのみ行なうようにしている。なぜなら雪道やアイスバーン路などは摩擦係数が不安定であるために、たとえば１０００ｍ分のデータを蓄積すると、車両加速度とスリップ比の関係がばらついてしまうため、相関係数が所定値をこえるようなことはほとんど起こらないからである。したがって、高μ路のみで回帰係数を求めるので、路面の摩擦係数が変化したことによる誤判定は起こりにくくなる。さらに低μ路を走行した場合は、判定値（回帰係数）が内圧低下とは逆方向へシフトするので誤判定とはならない。ただし、きれいな圧雪路などではデータのばらつきが小さく、かつ高μ路面とは異なる回帰係数が得られることがある。仮に初期化スイッチを操作した直後にそのような路面を長時間走行した場合、誤った初期設定がされてしまうため、そののちアスファルト路のような高μ路を走行すると、内圧が低下していると判断して誤警報を発する場合が考えられる。したがって、低μ路を走行し、相関係数が高くなった場合のことを考えて、得られた回帰係数を補正する必要がある。

つぎに回帰係数を補正する手順について説明する。４輪の車輪速度から左右のスリップ比（左前後輪と右前後輪のそれぞれのスリップ比）の差を求めたのち、その差の変動量、すなわちばらつきを求める（ステップＳ３）。その変動量を前記所定の走行距離（１０００ｍ）になるまで蓄積した（ステップＳ５、Ｓ６）のち、その変動量の平均値（ＳＶＡＬＭ）によって回帰係数を補正する（ステップＳ１１〜Ｓ１３）。なお、相関係数Ｒが前記所定値（０．９）より大きくても平均変動量ＳＶＡＬＭが所定値、たとえば０．３以上の場合、路面状態が安定していないため、得られた１次の回帰係数Ｋ２はリジェクトする。ここで、前記回帰係数の補正は、前述したように低μ路で相関係数が所定値（０．９）以上となってしまった場合、車両加速度とスリップ比の関係だけでは見極められなかった低μ路を別の見方である、左右のスリップ比の差の平均変動量で見分けようとするものである。すなわち左右のスリップ比の差の平均変動量が大きいほど低μ路であると認識し、平均変動量の値が所定値以下のときに回帰係数を補正する。

図３〜４に示されるように、予め初期化スイッチが操作された直後に、前記左右のスリップ比の差の平均変動量に応じて補正された車両加速度に対するスリップ比の回帰係数を所定の個数、たとえば１０個を平均化し、その平均値をタイヤの基準内圧時の基準補正回帰係数ａ０_aveとして記憶する（ステップＳ１５〜Ｓ１９）。

本実施の形態においては、ステップＳ１３において１次の回帰係数が補正されたのちに、第１の判定指標である車両加速度と前後輪のスリップ比の１次の回帰係数と合わせて考慮される、第２の判定指標である車両加速度がゼロのときの前後輪のスリップ比（ゼロスリップ比）を演算する（ステップＳ１４）。

この第２の判定指標は、前述した１次の回帰係数を求めるのに用いた車両加速度と前後輪のスリップ比を使用することができる。

すなわち、所定距離走行するあいだに蓄積された車両加速度のデータと前後輪のスリップ比のデータから車両加速度がゼロのときの前後輪のスリップ比の値を求める。具体的には、車両加速度をＸ、前後輪のスリップ比をＹとして、これらを１次回帰した場合の回帰係数をａとすると、
Ｙ＝ａｘ ＋ ｂ …（Ａ）
という一次式が得られる。ここで所定距離走行するあいだに蓄積された車両加速度の平均値Ｘ_aveと前後輪のスリップ比の平均値Ｙ_aveを前記式（Ａ）に代入することでｂを求める。このｂが、車両加速度がゼロのときの前後輪のスリップ比となる。この第２の判定指標を求めるのは、第１の指標を求める際の相関係数が所定値（本実施の形態では０．９）以上になった場合のみとする。

この車両加速度がゼロのときの前後輪のスリップ比についても所定の個数、たとえば１０個を平均化し、その平均値をタイヤ基準内圧時の基準ゼロスリップ比ｂ０_aveとして記憶する（ステップＳ１５〜１９）。

ついで図３〜５に示されるように、以後、前記ステップＳ１〜Ｓ１５により車両走行中の補正回帰係数ａおよびゼロスリップ比ｂを演算し、所定の個数、たとえば２０個の平均値として回帰係数の判定値ａ_aveおよびゼロスリップ比の判定値ｂ_aveを求め（ステップＳ２０〜Ｓ２３）、それぞれ前記基準補正回帰係数ａ０_aveおよび基準ゼロスリップ比ｂ０_aveと比較する（ステップＳ２４）。

たとえば、ａ_aveとａ０_aveの比（（ａ_ave／ａ０_ave）×１００）およびｂ_aveとｂ０_aveの差（ｂ_ave−ｂ０_ave）が以下の表１に示される条件となった場合、それぞれの判定結果を前記内圧低下警報器３を用いてドライバーへ知らせる（警告する）（ステップＳ２５〜２７）。なお、前記しきい値は、予め車両毎に正常内圧時と一定の減圧時の走行実験を行なうなどして設定しておく。

以下、本実施の形態にかかわるタイヤ空気圧低下警報装置の動作の手順(1)〜(14)について説明する。

(1)車両の４輪タイヤＦＬ、ＦＲ、ＲＬおよびＲＲのそれぞれの回転速度から車輪速度（Ｖ１_n、Ｖ２_n、Ｖ３_n、Ｖ４_n）を算出する。

たとえば、ＡＢＳセンサなどのセンサから得られた車両の各車輪タイヤＦＬ、ＦＲ、ＲＬ、ＲＲのある時点の車輪速データを車輪速度Ｖ１_n、Ｖ２_n、Ｖ３_n、Ｖ４_nとする。

(2)ついで従動輪および駆動輪の平均車輪速度（Ｖｆ_n、Ｖｄ_n）を演算する。

前輪駆動の場合、ある時点の従動輪および駆動輪の平均車輪速度Ｖｆ_n、
Ｖｄ_nをつぎの式（１）、（２）により求める。
Ｖｆ_n＝（Ｖ３_n＋Ｖ４_n）／２ ・・・（１）
Ｖｄ_n＝（Ｖ１_n＋Ｖ２_n）／２ ・・・（２）

(3)ついで車両の単位時間の走行距離をつぎの式（３）により演算する。
ＤＩＳＴ＝Ｖｆ_n × Δｔ ・・・（３）

ここで、Δｔは車輪速データから算出される従動輪の平均車輪速度Ｖｆ_nとＶｆ_n-1の時間間隔（サンプリング時間）である。

(4)ここで、左側前後輪と右側前後輪のスリップ比の差ＳＳＲをつぎの式（４）により演算する。
ＳＳＲ＝｜Ｖ₁／Ｖ₃−Ｖ₂／Ｖ₄｜ ・・・（４）

(5)ついで前記スリップ比の差ＳＳＲの変動量ＳＶＡＬをつぎの式（５）により演算し、この変動量ＳＶＡＬについて、前記所定の走行距離、たとえば１０００ｍごとに平均変動量ＳＶＡＬＭを演算する。
ＳＶＡＬ_n＝｜ＳＳＲ_n−ＳＳＲ_n-1｜ ・・・（５）

(6)また、前記車両加速度（すなわち従動輪の平均車輪加減速度）Ａｆ_nを演算する。

前記従動輪の平均車輪速度Ｖｆ_nより１つ前の車輪速データから得られる平均車輪速度をＶｆ_n-1とすると、車両加速度Ａｆ_nはつぎの式（６）で求められる。
Ａｆ_n＝（Ｖｆ_n−Ｖｆ_n-1）／Δｔ／ｇ ・・・（６）

ここで、Δｔは車輪速データから算出される車輪速度Ｖｆ_nとＶｆ_n-1の時間間隔（サンプリング時間）であり、ｇは重力加速度である。

(7)前記車両加速度Ａｆ_nの値に応じて、前後輪のスリップ比を演算する。

まず、加速状態で、駆動輪がロック状態で車両が滑っているとき（Ｖｄ_n＝０、Ｖｆ_n≠０）や、減速状態で、車両が停止状態で駆動輪がホイールスピンを起こしているとき（Ｖｆ_n＝０、Ｖｄ_n≠０）は、起こり得ないものとして、スリップ比Ｓ_nをつぎの式（７）、（８）から演算する。
Ａｆ_n≧０およびＶｄ_n≠０である場合、Ｓ_n＝（Ｖｆ_n−Ｖｄ_n）／Ｖｄ_n・・・（７）
Ａｆ_n＜０およびＶｆ_n≠０である場合、Ｓ_n＝（Ｖｆ_n−Ｖｄ_n）／Ｖｆ_n・・・（８）
前記以外の場合は、Ｓ_n＝１とする。

(8)車両の旋回半径Ｒを、つぎの式（９）を用いて、前記従動輪の車輪速度と従動輪のトレッド幅Ｔｒから算出する。

(9)ついで前後輪のスリップ比および車両加速度のデータをサンプリング時間ごとに移動平均化処理する。

スリップ比については、
ＭＳ_n＝（Ｓ₁＋Ｓ₂＋…＋Ｓ_n）／Ｎ ・・・（１０）
ＭＳ_n+1＝（Ｓ₂＋Ｓ₃＋…＋Ｓ_n+1）／Ｎ ・・・（１１）
ＭＳ_n+2＝（Ｓ₃＋Ｓ₄＋…＋Ｓ_n+2）／Ｎ ・・・（１２）
車両加速度については、
ＭＡｆ_n＝（Ａｆ₁＋Ａｆ₂＋…＋Ａｆ_n）／Ｎ ・・・（１３）
ＭＡｆ_n+1＝（Ａｆ₂＋Ａｆ₃＋…＋Ａｆ_n+1）／Ｎ ・・・（１４）
ＭＡｆ_n+2＝（Ａｆ₃＋Ａｆ₄＋…＋Ａｆ_n+2）／Ｎ ・・・（１５）
移動平均されたスリップ比と車両加速度を走行距離が所定の距離に達するまで蓄積して、回帰係数と相関係数を求める。

(10)前記走行距離が所定の距離である場合、回帰係数、すなわち前後輪のスリップ比の車両加速度に対する回帰係数Ｋ１と車両加速度の前後輪のスリップ比に対する回帰係数Ｋ２および相関係数Ｒを演算する。

また相関係数Ｒは、
ＲＡ＝Ｋ１×Ｋ２ ・・・（１８）
となる。

(11)つぎに前記平均変動量ＳＶＡＬＭに応じて、回帰係数Ｋ２の値を補正する。この補正される回帰係数Ｋ２は、前記所定の距離ごとの車両加速度に対するスリップ比から計算されたものであり、かつ相関係数Ｒが所定値、たとえば０．９をこえる場合である。ここで、相関係数Ｒが前記所定値より大きくても平均変動量ＳＶＡＬＭが所定値０．３以上の場合、路面状態が安定していないため、得られた回帰係数Ｋ２はリジェクトする。

前記回帰係数Ｋ２の補正の一例としては、まず平均変動量ＳＶＡＬＭが大きな路面ほど低μ路であると判断して補正する。たとえば平均変動量ＳＶＡＬＭをα倍、たとえば０．１倍した値を回帰係数Ｋ２から引く。なお、αの値については、各車両ごとに予め実験により設定する。

補正回帰係数＝Ｋ２−α×ＳＶＡＬＭ ・・・（１９）

(12)ついで、所定距離走行するあいだに蓄積された車両加速度の平均値Ｘ_ave、前後輪のスリップ比の平均値Ｙ_aveおよび補正された回帰係数Ｋ２を用い、前述した式（Ａ）（Ｙ＝ａｘ＋ｂ）にしたがい、車両加速度がゼロのときの前後輪のスリップ比ｂを求める。

(13)これまでの手順は、カウントがゼロから始まり、たとえば１０回繰り返されるまで繰り返す。ついでカウントが１０回になると、補正回帰係数を平均化してタイヤの基準内圧時の基準補正回帰係数および基準ゼロスリップ比を記憶する。ついで車両走行中の前記回帰係数およびゼロスリップ比を演算し、所定の個数、たとえば２０個の平均値として補正回帰係数の判定値およびゼロスリップ比の判定値を求め、前記基準値とそれぞれ比較する。

(14)そして、基準補正回帰係数ａ０_aveと補正回帰係数ａ_aveの比（（ａ_ave／ａ０_ave）×１００）、およびゼロスリップ比ｂ_aveと基準ゼロスリップ比ｂ０_aveの差が表１に示される範囲に入る場合、ドライバーへ内圧低下を警告する。なお、しきい値は予め車両ごとに実験を行ない設定しておく。

なお、本発明では、前述した２つの判定指標を用いることによって、従動軸または駆動軸の同軸２輪減圧とともに、４輪同時減圧またはタイヤ磨耗を検出することができるが、このうち４輪同時減圧なのか、タイヤ磨耗なのかの区別は、たとえば前記特許文献２に記載したように、タイマーを設けて初期化スイッチが押されてからの期間を監視するか、または前述した演算において総走行距離を求め、これが所定の基準値（たとえば、２０，０００ｋｍ）をこえているか否かを監視することにより、行なうことができる。初期化スイッチを操作した（新品タイヤに交換するとともに基準内圧に調整した）のち、所定の期間（たとえば１年）または所定の距離（たとえば２０，０００ｋｍ）を走行するまでに警報が発せられた場合は、タイヤの内圧が低下したものと判断することができる。

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のみに限定されるものではない。

前輪駆動車を用意し、この車両に本発明のタイヤ空気圧低下警報装置を搭載した。

本実施例では、同軸２輪タイヤの減圧、および４輪タイヤの同時減圧の判定について調べるために、タイヤの内圧を正常内圧、駆動輪（前輪）３０％減圧および５０％減圧、従動（前後）３０％減圧および５０％減圧、ならびに４輪３０％減圧および５０％減圧の７つの場合について図３〜５に示されるフローチャートに沿って測定を行なった。そして、車両加速度に対するスリップ比の１次の回帰係数を測定し、左右のスリップ比の差の平均変動量にて補正を行なった。

その結果、正常内圧時に測定した１次の回帰係数ａ_aveとゼロスリップ比ｂ０_aveは、それぞれ０．０３７および０．００３３であった。

駆動輪、従動輪および４輪それぞれについて減圧した場合に算出された、車両加速度と前後輪のスリップ比の関係を図６に示す。それぞれの場合における１次の回帰係数ａ_aveとゼロスリップ比ｂ_aveは、表２のとおりであった。

正常内圧時のａ０_aveとの比、およびｂ０_aveとの差を求めると表３のとおりであった。

したがって、減圧判定のしきい値をつぎの表４のように設定することにより、同軸２輪の減圧、および４輪減圧またはタイヤ磨耗を検出することができる。

本発明のタイヤ空気圧低下警報装置の一実施の形態を示すブロック図である。 図１に示されるタイヤ空気圧低下警報装置の電気的構成を示すブロック図である。 本発明のタイヤ空気圧低下警報方法にかかわるフローチャートの一例である。 本発明のタイヤ空気圧低下警報方法にかかわるフローチャートの一例である。 本発明のタイヤ空気圧低下警報方法にかかわるフローチャートの一例である。 駆動輪、従動輪および４輪のそれぞれについて減圧した場合に算出した車両加速度と前後輪のスリップ比との関係の一例を示す図である。

Claims (10)

1. 車両に装着したタイヤから得られる回転情報に基づいてタイヤの内圧低下を検出し、警報を発するタイヤ空気圧低下警報方法であって、前記各タイヤの回転情報を検出する工程と、該各タイヤの回転情報から車輪速度、車両加速度、前後輪のスリップ比、走行距離および旋回半径をそれぞれ演算し、記憶する工程と、前記車両加速度と前後輪のスリップ比を移動平均化する工程と、前記旋回半径が所定値以上の場合、走行距離、移動平均された車両加速度および前後輪のスリップ比を蓄積する工程と、当該蓄積された走行距離が所定の距離以上となった場合、前記車両加速度と前後輪のスリップ比との互いの１次の回帰係数と相関係数を求める工程と、車両加速度がゼロのときの前後輪のスリップ比を求める工程と、前記相関係数が所定値以上の場合の１次の回帰係数および車両加速度がゼロのときの前後輪のスリップ比に基づいて、少なくとも同軸２輪または４輪が同時に減圧しているか否かを判定する工程と、当該減圧判定の結果に基づいて、タイヤの空気圧低下の警報を発する工程とを含むタイヤ空気圧低下警報方法。
2. 前記車両加速度がゼロのときの前後輪のスリップ比が、前記１次の回帰係数を含む１次式から得られる請求項１記載のタイヤ空気圧低下警報方法。
3. 前記減圧を判定する工程において、前記１次の回帰係数と予めタイヤの基準内圧時に前記工程により演算された１次の回帰係数の基準値とを比較するとともに、前記前後輪のゼロスリップ比と予めタイヤの基準内圧時に前記工程により演算された前後輪のゼロスリップ比の基準値とを比較する請求項１または２記載のタイヤ空気圧低下警報方法。
4. 前記４輪のタイヤの車輪速度から左前後輪および右前後輪のそれぞれのスリップ比の差の変動量を演算し、前記走行距離が所定距離ごとの該変動量の平均変動量に応じて前記１次の回帰係数を補正する請求項１、２または３記載のタイヤ空気圧低下警報方法。
5. 車両に装着したタイヤから得られる回転情報に基づいてタイヤの内圧低下を検出し、警報を発するタイヤ空気圧低下警報装置であって、前記各タイヤの回転情報を検出する回転情報検出手段と、該各タイヤの回転情報から車輪速度、車両加速度、前後輪のスリップ比、走行距離および旋回半径をそれぞれ演算し、記憶する第１演算処理手段と、前記車両加速度と前後輪のスリップ比を移動平均化する第２演算処理手段と、前記旋回半径が所定値以上の場合、走行距離、移動平均された車両加速度および前後輪のスリップ比を蓄積する蓄積手段と、当該蓄積された走行距離が所定の距離以上となった場合、前記車両加速度と前後輪のスリップ比との互いの１次の回帰係数と相関係数を求める第３演算処理手段と、車両加速度がゼロのときの前後輪のスリップ比を求める第４演算処理手段と、前記相関係数が所定値以上の場合の１次の回帰係数および車両加速度がゼロのときの前後輪のスリップ比に基づいて、少なくとも同軸２輪または４輪が同時に減圧しているか否かを判定する減圧判定手段と、当該減圧判定の結果に基づいて、タイヤの空気圧低下の警報を発する警報手段とを備えてなるタイヤ空気圧低下警報装置。
6. 前記第４演算処理手段が、車両加速度がゼロのときの前後輪のスリップ比を、前記１次の回帰係数を含む１次式から求める請求項５記載のタイヤ空気圧低下警報装置。
7. 前記減圧判定手段が、前記１次の回帰係数と予めタイヤの基準内圧時に演算された１次の回帰係数の基準値とを比較するとともに、前記前後輪のゼロスリップ比と予めタイヤの基準内圧時に演算された前後輪のゼロスリップ比の基準値とを比較する請求項５または６記載のタイヤ空気圧低下警報装置。
8. 前記４輪のタイヤの車輪速度から左前後輪および右前後輪のそれぞれのスリップ比の差の変動量を演算する第５演算処理手段と、前記走行距離が所定距離ごとの該変動量の平均変動量に応じて前記１次の回帰係数を補正する回帰係数補正手段を備える請求項５、６または７記載のタイヤ空気圧低下警報装置。
9. タイヤの空気圧低下を判定するためにコンピュータを、タイヤの回転情報から車輪速度、車両加速度、前後輪のスリップ比、走行距離および旋回半径をそれぞれ演算し、記憶する第１演算処理手段、前記車両加速度と前後輪のスリップ比を移動平均化する第２演算処理手段、前記旋回半径が所定値以上の場合、走行距離、移動平均された車両加速度および前後輪のスリップ比を蓄積する蓄積手段、当該蓄積された走行距離が所定の距離以上となった場合、前記車両加速度と前後輪のスリップ比との互いの１次の回帰係数と相関係数を求める第３演算処理手段、車両加速度がゼロのときの前後輪のスリップ比を求める第４演算処理手段、および前記相関係数が所定値以上の場合の１次の回帰係数および車両加速度がゼロのときの前後輪のスリップ比に基づいて、少なくとも同軸２輪または４輪が同時に減圧しているか否か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。
10. 前記４輪のタイヤの車輪速度から左前後輪および右前後輪のそれぞれのスリップ比の差の変動量を演算する第５演算処理手段、前記走行距離が所定距離ごとの該変動量の平均変動量に応じて前記１次の回帰係数を補正する回帰係数補正手段として機能させるための請求項９記載のタイヤ減圧判定のプログラム。

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