JP2006001298A - タイヤ空気圧低下警報装置における減圧判定値の速度感度補正方法の改善 - Google Patents

Abstract

【課題】車両が高速走行している場合に、駆動輪または従動輪のいずれが減圧していても正確に減圧を判定し、かつ誤って減圧していると判定しない、タイヤ空気圧低下警報装置を提供する。
【解決手段】本発明のタイヤ空気圧低下警報装置は、車両の対角に位置する２組の車輪の回転速度和の差からなる減圧判定値を、車両の速度に応じて連続的に変化する重み係数を乗じて補正し、該補正後の減圧判定値をしきい値と比較してタイヤの空気圧低下を判定するタイヤ空気圧低下警報装置において、減圧車輪があるかどうかを仮判定し、駆動輪が減圧していると仮判定された場合は、従動輪が減圧していると仮判定された場合よりも大きい前記重み係数を、前記減圧判定値に乗ずることを特徴とする。また、前記駆動輪が減圧していると判定された場合の駆動輪の減圧判定しきい値を、前記従動輪が減圧していると判定された場合の従動輪の減圧判定しきい値より小さい値とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、４輪車両の各タイヤの空気圧の低下を検出するための装置に関する。さらに詳しくは、駆動輪が減圧している場合と従動輪が減圧している場合のいずれにおいても、タイヤ空気圧の低下判定をより確実に行なうタイヤ空気圧低下警報装置に関する。

従来、車両に装着された車輪の回転速度を用いて、タイヤの空気圧が低下しているかどうかを検出する方法が実用化されている。車両に装着されたタイヤの空気圧低下を知らせるタイヤ空気圧異常警報方法は、４輪の回転速度の相対比較で判定している。

減圧している車輪は回転速度が早くなるため、タイヤ空気圧低下警報装置（ＤＷＳ）では、Ｖfrを前輪右側タイヤの回転速度（動荷重半径×回転角速度、以下同じ）、Ｖflを前輪左側タイヤの回転速度、Ｖrrを後輪右側タイヤの回転速度、Ｖrlを後輪左側タイヤの回転速度として、減圧判定値（ＤＥＬ値）を
ＤＥＬ ＝ （Ｖfl＋Ｖrr−Ｖfr−Ｖrl）／Ｖmean × ５０
という式を使い、ある位置だけが減圧するとＤＥＬ値（の絶対値）が０から大きくなることである一輪が減圧していることがわかる。ＤＷＳでは、ＤＥＬ値がある決めた値（たとえば０．１３）を超えた場合を減圧状態と推定して、警報するようにしている。このある決めた値を減圧判定しきい値と呼んでいる。

一方、同じ３０％減圧状態でも、５０ｋｍ／時の場合と１００ｋｍ／時の場合とでは、１００ｋｍ／時のときの方がより遠心力でタイヤの半径が大きくなり、減圧輪と正常車輪の回転速度の差が小さくなり、１００ｋｍ／時の場合のＤＥＬ値が、５０ｋｍ／時の場合のＤＥＬ値に対して小さくなって、正常状態のＤＥＬ値に近づくという現象がある。たとえば、前輪が３０％減圧しているとき５０ｋｍ／時ではＤＥＬ＝０．１５となるのに１００ｋｍ／時ではＤＥＬ＝０．１となる。

ＤＷＳでは警報をするしきい値（例えば０．１３）を速度に対して一定にしているため、ＤＥＬ値に対して速度に対し可変の係数（速度の関数になっている重み係数、図８参照）を乗じて、減圧輪がある場合の高速時のＤＥＬ値の低下を補正して、速度に対して一定の減圧判定しきい値と比較して、減圧状態かどうかを判定している。

図９（前輪が駆動輪、後輪が従動輪車両ＢＵＩＣＫ ＲＥＮＤＥＺＶＯＵＳ ＣＶＬ）に示すように、減圧している車輪の回転速度が速くなるため、ＤＥＬ値は０ではなく、０．１５などのように大きくなるが、高速走行時は、遠心力の影響で減圧しているタイヤの半径が大きくなり、減圧タイヤと正常タイヤの回転速度の差が小さくなって０に近づく（図９参照。９０ｋｍ／時から１４０ｋｍ／時の範囲）。

この影響は、従動輪より駆動トルクが加わる駆動輪が減圧した場合の方が大きく、その結果、ＤＥＬ値が急低下する（図９の９０ｋｍ／時から１４０ｋｍ／時）。この減少を“駆動輪減圧高速時に生じる著しいＤＥＬ値もしくはそれに類似する式の値の急低下”と指している。

そこで、減圧判定値を速度に応じた重み係数で補正して、高速時の減圧感度の減少を補正するタイヤ空気圧低下検出方法が知られている。たとえば図８に示す、速度に応じた重み係数によって減圧判定値を重み付けし（ＤＥＬ値に重み係数をかける）、ＤＥＬ値の低下を補正し、高速時の判定を可能にしていた。

このほかにも、共振周波数に基づく空気圧の判定結果と複数のタイヤの回転速度成分の比較による空気圧の判定結果に基づき、路面状態を含めた車両の走行状態によりいずれかの判定結果を選択、あるいは重み付けを行なって空気圧を検知する方法（特許文献１）、車両の前後加速度の範囲に応じて空気圧低下を判定することに加えて、車両の速度に応じた重み係数で減圧判定値を補正する方法（特許文献２）、車両の速度に応じてタイヤ空気圧低下判定値を補正するもの（特許文献３および５）、および、タイヤ回転角速度に応じてあらかじめ求めた駆動輪と従動輪との比率によって、回転角速度を補正する方法（特許文献４）が知られている。

特開平６−２９７９２３号公報 特開平９−２０３６７８号公報 特許第３１３５４３７号公報 特開平７−１３７５１２号公報 特許第３４７５１６号公報

駆動輪が減圧している場合における、高速時のＤＥＬ値の低下は、前記のように、従動輪が減圧している場合における、高速時のＤＥＬ値の低下より低下率が大きい場合がある（図９参照。前輪が駆動輪、後輪が従動輪、車両ＢＵＩＣＫ ＲＥＮＤＥＺＶＯＵＳ ＣＸＬ）。

このような場合、従動輪が減圧しているときの減圧判定値の低下率に合うように速度感度補正すると（すなわち、小さい重み係数をかけると）、駆動輪が減圧している場合には判定値が小さいので、高速走行している時の駆動輪減圧の警報が不可能になる（図１０参照。通常の警報しきい値０．１３、駆動輪用警報しきい値０．０９）。逆に、駆動輪が減圧している場合の減圧判定値の大きな低下率に合うように速度感度補正すると（すなわち、大きい重み係数をかけると）、たとば３０％減圧で警報することを前提に考えたとき、従動輪が１０％減圧している場合でも、補正後のＤＥＬ値が高い値になるので、警報しきい値に近づいて誤警報が起こる可能性がある（図１１参照）。

本発明の目的は、車両が高速に走行している場合に、駆動輪または従動輪のいずれが減圧していても正確に減圧を判定し、またいずれの場合にも誤って減圧していると判定しない、タイヤ空気圧低下警報装置またはタイヤ空気圧低下判定方法を提供することである。

本発明のタイヤ空気圧低下警報装置は、車両に装着された車輪の回転速度を検出する手段と、車両の対角に位置する２組の前記車輪の回転速度和の差からなるタイヤの空気圧低下を判定する減圧判定値を求め、前記減圧判定値を車両の速度に応じて連続的に変化する重み係数を乗ずることによって補正し、該補正後の減圧判定値をしきい値と比較してタイヤの空気圧低下を判定する手段とを有するタイヤ空気圧低下警報装置において、減圧車輪があるかどうかを仮判定し、駆動輪が減圧していると仮判定された場合は、従動輪が減圧していると仮判定された場合よりも大きい前記重み係数を、前記減圧判定値に乗ずることを特徴とする。

また、本発明のタイヤ空気圧低下警報装置は、前記駆動輪が減圧していると仮判定された場合の駆動輪の減圧判定しきい値を、前記従動輪が減圧していると仮判定された場合の従動輪の減圧判定しきい値より小さい値とする。

本発明によれば、駆動輪が減圧している場合において、高速走行時にも減圧状態を警報することが可能になる。また同時に本発明によれば、従動輪の減圧が小さい状態における高速走行時のように、タイヤ空気圧低下警報すべきでない状況における速度感度補正後ＤＥＬ値の上昇を抑制し、誤警報の回避を可能にしてタイヤ空気圧低下警報の精度が向上する。

実施の形態
図２を用いて、本発明におけるタイヤ空気圧警報装置を例示して説明する。

本実施の形態におけるタイヤ空気圧警報装置１は、各車輪の回転速度を検出する手段２と接続し、タイヤ空気圧警報表示装置に接続されている。タイヤ空気圧警報装置１は、演算装置、プログラムおよび演算データを記憶するメモリ、車輪回転速度検出手段から車輪回転速度を入力する入力装置、タイヤ空気圧警報表示装置に警報を出力する出力装置を備える。車輪の回転速度以外に、車両の速度を検出して入力するようにしてもよい。また、タイヤ空気圧低下警報は、他の車両制御装置などに出力されてもよい。

本実施の形態では、タイヤ空気圧低下判定プログラムとデータが同じメモリに記憶されるように記載しているが、タイヤ空気圧低下判定プログラムをＲＯＭ（読み出し専用メモリ）に記憶し、データをＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）に記憶してもよい。

つぎに図１を参照して、動作について説明する。

ステップＳ１において、入力装置にデータ入力命令を出し、車輪の回転速度情報をメモリに取り込み、減圧判定値（ＤＥＬ値）を計算する。ＤＥＬ値はたとえば、以下の値を使用する。Ｖfrを前輪右側タイヤの回転速度（動荷重半径×回転角速度、以下同じ）、Ｖflを前輪左側タイヤの回転速度、Ｖrrを後輪右側タイヤの回転速度、Ｖrlを後輪左側タイヤの回転速度として、
ＤＥＬ＝（Ｖfl＋Ｖrr−Ｖfr−Ｖrl）／Ｖmean×５０
ここで、Ｖmeanは４つの車輪の回転速度の平均である。減圧判定値としては、前記の式を変形したり、係数が異なる式であってもよい。

つぎにステップＳ２において、減圧しているタイヤがあるかどうかを仮判定する。たとえば、空気圧が低下しているタイヤの位置を判定するロジックとして、前輪、後輪それぞれの左右輪の回転速度比の１との差を、しきい値と比較して仮判定を行なう。空気圧が低下しているタイヤの位置を仮判定するには、以下のような式を用いることができる。

Ｒf＝１−Ｖfr／Ｖfl
Ｒr＝１−Ｖrr／Ｖrl
Ｒfrlp＝Ｒf−Ｒr
の３つの式を定義する。たとえば、前記定義された３つの値が、
Ｒfrlpの絶対値＞Ｒfrlpのしきい値
Ｒf＞Ｒfのしきい値
Ｒrの絶対値＜Ｒrのしきい値
である場合に、前輪左側タイヤが減圧している可能性があると判別できる。

前輪右側タイヤが減圧している可能性があると判別されるのは同様に、
Ｒfrlpの絶対値＞Ｒfrlpのしきい値
Ｒf＜−１×Ｒfのしきい値
Ｒrの絶対値＜Ｒrのしきい値
の場合である。

上記３つのしきい値は、たとえば−３０％を減圧状態であると規定したとき、前輪−３０％、後輪−３０％のそれぞれの状態でのＲf、Ｒr、Ｒfrlpの３つの値を参照して判別を行なうことができる速度の範囲内で必ず判別できるように決定する。本実施の形態では、後に正確な減圧判定を行なうので、ステップＳ２の仮判定では、広く減圧の可能性があるとしてよい（仮判定は厳密でなくてもよい）。

減圧しているタイヤがないと仮判定される場合は、ステップＳ１から繰り返し（ステップＳ３）、減圧しているタイヤがあると仮判定された場合は、減圧している車輪が駆動輪が従動輪かによって、分岐する（ステップＳ４）。

減圧している車輪が駆動輪であると仮判定された場合は、そのときの速度に応じた駆動輪減圧用の大きな重み係数をＤＥＬ値に乗じて補正する。たとえば、図３のＢの線で示される速度に応じた重み係数を、ステップＳ１で求めたＤＥＬ値に乗ずる。

ついで、補正したＤＥＬ値と駆動輪減圧判定用のしきい値とを比較する（ステップＳ６）。駆動輪減圧判定用のしきい値は、通常、従動輪減圧判定用のしきい値より小さくする（たとえば、０．０９とする）。背景技術で述べたように、駆動輪減圧時のほうが減圧タイヤと正常タイヤの回転速度の差が小さくなるためである。

補正したＤＥＬ値が駆動輪減圧判定用のしきい値より大きい場合は、駆動輪が減圧していることを警報する（ステップＳ７）。補正したＤＥＬ値が駆動輪減圧判定用しきい値以下である場合は、減圧警報しない（ステップＳ８）。

ステップＳ４において、減圧車輪が従動輪であると仮判定された場合は、そのときの速度に応じた従動輪減圧用の小さい重み係数をＤＥＬ値に乗じて補正する。たとえば、図３のＡの線で示される速度に応じた重み係数を、ステップＳ１で求めたＤＥＬ値に乗ずる（ステップＳ９）。

ついで、補正したＤＥＬ値と従動輪減圧判定用のしきい値とを比較する（ステップＳ１０）。従動輪減圧判定用のしきい値は、通常、駆動輪減圧判定用のしきい値より大きくする（たとえば、０．１３とする）。補正したＤＥＬ値が従動輪減圧判定用のしきい値より大きい場合は、従動輪が減圧していることを警報する（ステップＳ１１）。補正したＤＥＬ値が従動輪減圧判定用しきい値以下である場合は、減圧警報しない（ステップＳ１２）。

図４は、駆動輪（前輪）が３０％減圧している場合と、従動輪（後輪）が３０％または１０％減圧している場合の、補正前のＤＥＬ値と、図３に示す重み係数を用いて重み付けした値を示すグラフである。

図１０と図４とを比較すると、駆動輪（前輪）が３０％減圧している場合において、車両速度が高速（約９０ｋｍ／時以上）のときには、駆動輪の減圧判定しきい値を０．０９として、図１０の従動輪と同じ重み係数では、補正後の減圧判定値が減圧判定しきい値に近いかまたは下回っているのに対して、図４では駆動輪用の大きい重み係数としているので、高速でも減圧判定しきい値０．０９より大きく、正確に減圧判定できることがわかる。

図１１と図４とを比較すると、従動輪（後輪）が１０％減圧している場合において、車両が高速のときには、従動輪の減圧判定しきい値を０．１３として、図１１の駆動輪と同じ重み係数では、補正後の減圧判定値が減圧判定しきい値に近くなっているのに対して、図４では従動輪用の小さい重み係数としているので、減圧判定しきい値との差が十分あり、誤って減圧していると判定する可能性が極めて小さいことがわかる。また、従動輪（後輪）が３０％減圧している場合は、図４の従動輪用の小さい重み係数でも、補正後のＤＥＬ値は十分大きく、確実に減圧判定できる。

この結果、駆動輪側の減圧状態を高速時にも警報することが可能になる。と同時に、従動輪の減圧が小さい状態の高速走行時のように、空気圧低下警報すべきでない状況における速度感度補正後ＤＥＬ値の上昇を抑制し、誤警報を回避してタイヤ空気圧低下警報の精度が向上する。

以下、本発明の効果を、具体的な実施例に基づいて説明する。

実施例と比較例
本実施例と比較例では、
車両：ＢＵＩＣＫ ＲＥＮＤＥＺＶＯＵＳ ＣＸＬ （前輪駆動）、
タイヤ：Ｇｏｏｄｙｅａｒ Ｆｏｒｔｅｒａ Ｐ２２５／６０Ｒ１７
車両速度：１１２ｋｍ／時までの速度範囲で減圧警報を行ないたい場合
を条件として設定した。

テストはすべてアメリカの高速道Ｉ−８０にて実施した。

図５は、軽積状態、右後輪が１０％減圧で、速度約１０４ｋｍ／時の場合の、本発明の実施例と従来の方法による比較例の補正後のＤＥＬ値を示すグラフである。

図６は、定積状態、右後輪が３０％減圧で、速度約１１２ｋｍ／時の場合の、本発明の実施例と従来の方法による比較例の補正後のＤＥＬ値を示すグラフである。

図７は、定積状態、左前輪が３０％減圧で、速度約１１２ｋｍ／時の場合の、本発明の実施例と従来の方法による比較例の補正後のＤＥＬ値を示すグラフである。

ここで、従来の方法による比較例は、駆動輪と従動輪を区別しない従来の速度感度補正を行なう方法である。従来の方法による比較例では、重み係数を図８に類似する折れ線とし、重み係数を変化させ始めるポイントが、ＲＶＢ０＝７０ｋｍ／時（７０ｋｍ以下では重み係数＝１）、最大重み係数に達するポイントが、ＲＶＢ１＝１１５ｋｍ／時で、最大重み係数を１．８に設定した。

本発明の方法による実施例では、重み係数を図３に類似する駆動輪と従動輪を分けた折れ線とし、重み係数を変化させ始めるポイントが、ＲＶＢ０＝７０ｋｍ／時（７０ｋｍ以下では、駆動輪減圧の場合も従動輪減圧の場合も重み係数＝１）、最大重み係数に達するポイントが、ＲＶＢ１＝１１５ｋｍ／時とし、従動輪の最大重み係数を１．６、駆動輪の最大重み係数を１．８とした。

図５に示す場合、比較例より実施例では補正後のＤＥＬ値（ＤＥＬＡＶ）が低くなり、誤警報の確率が低減されていることがわかる。図６の場合も、比較例より実施例では補正後のＤＥＬ値（ＤＥＬＡＶ）が低くなっているが、警報に十分な値は維持されている（従動輪の警報しきい値＝０．１３）。

図７の場合も、測定当初は比較例より実施例が補正後のＤＥＬ値（ＤＥＬＡＶ）が低いが、２００秒経過した後では、減圧輪位置仮判定ロジックで駆動輪が減圧していることを仮判定したのち、駆動輪用の大きな重み係数を付加しているので、警報に十分なＤＥＬ値になり警報することができる（駆動輪用の警報しきい値０．０９）。本実施例における、駆動輪が減圧していると判定された場合の重み係数（最大１．８）は、比較例の重み係数（最大１．８）と同じなので、駆動輪が減圧している場合のＤＥＬ値は一致する。図７の計測開始から２００秒までの区間における相違は、仮判定ロジックおよび平均化処理の特性によって生じたものである。

実施例と比較例とを対比すると、たとえば、３０％の減圧を減圧状態と定義したとき、従来の方法の比較例では図５の場合、従動輪の後輪１０％減圧にもかかわらず、速度感度補正後ＤＥＬ値（平均値ＤＥＬＡＶ）が約０．１２と通常の警報しきい値に近づくのに対し、本発明の方法の実施例では約０．１０となって値を低下させているので、誤ってタイヤ空気圧が低下していると判定することがない。同時に、図６または図７の場合でも、警報するに十分なＤＥＬ値を保ってして警報することができる。この結果、駆動輪減圧時での高速走行時での警報を可能にし、かつ誤警報を回避することができる。

本発明の実施の形態における、タイヤ減圧判定するフローチャートである。 本発明の実施の形態における、装置の構成を示すブロック図である。 本発明の、駆動輪と従動輪とで重み付け係数を変える例を示す図である。 図３の重み付け係数で速度感度補正した判定値を示す図である。 軽積、右後輪１０％減圧、速度１０４ｋｍ／時の場合における、本発明の実施例と比較例の、補正後のＤＥＬ値を示すグラフである。 定積、右後輪３０％減圧、速度１１２ｋｍ／時の場合における、本発明の実施例と比較例の、補正後のＤＥＬ値を示すグラフである。 定積、左前輪３０％減圧、速度１１２ｋｍ／時の場合における、本発明の実施例と比較例の、補正後のＤＥＬ値を示すグラフである。 従来の速度に応じた重み係数の例を示す図である。 速度補正をしない、駆動輪減圧と従動輪減圧の減圧判定値を示す図である。 従来の従動輪にあわせた速度補正をした場合の、駆動輪が減圧した場合と従動輪が減圧した場合の減圧判定値を示す図である。 従来の駆動輪にあわせた速度補正をした場合の、駆動輪が減圧した場合と従動輪が減圧した場合の減圧判定値を示す図である。

符号の説明

１ タイヤ空気圧警報装置
２ 車輪回転速度検出装置
３ 入力装置
４ 演算装置
５ 記憶装置
６ 出力装置
７ タイヤ空気圧警報表示装置

Claims (6)

1. 車両に装着された車輪の回転速度を検出する手段と、車両の対角に位置する２組の前記車輪の回転速度和の差からなるタイヤの空気圧低下を判定する減圧判定値を求め、前記減圧判定値を車両の速度に応じて連続的に変化する重み係数を乗ずることによって補正し、該補正後の減圧判定値をしきい値と比較してタイヤの空気圧低下を判定する手段とを有するタイヤ空気圧低下警報装置において、減圧車輪があるかどうかを仮判定し、駆動輪が減圧していると仮判定された場合は、従動輪が減圧していると仮判定された場合よりも大きい前記重み係数を、前記減圧判定値に乗ずるタイヤ空気圧低下警報装置。
2. 前記駆動輪が減圧していると仮判定された場合の駆動輪の減圧判定しきい値が、前記従動輪が減圧していると仮判定された場合の従動輪の減圧判定しきい値より小さい値である請求項１記載のタイヤ空気圧低下警報装置。
3. 車両に装着された車輪の回転速度を検出し、車両の対角に位置する２組の前記車輪の回転速度和の差からなるタイヤの空気圧低下を判定する減圧判定値を求め、該減圧判定値を車両の速度に応じて連続的に変化する重み係数を乗ずることによって補正し、該補正後の減圧判定値をしきい値と比較してタイヤの空気圧低下を判定するタイヤ空気圧低下判定方法において、減圧車輪があるかどうかを仮判定し、駆動輪が減圧していると仮判定された場合は、従動輪が減圧していると仮判定された場合よりも大きい前記重み係数を、前記減圧判定値に乗ずるタイヤ空気圧低下判定方法。
4. 前記駆動輪が減圧していると仮判定された場合の駆動輪の減圧判定しきい値が、前記従動輪が減圧していると仮判定された場合の従動輪の減圧判定しきい値より小さい値である請求項３記載のタイヤ空気圧低下判定方法。
5. 車両に装着された車輪の回転速度を検出する手段と、車両の対角に位置する２組の前記車輪の回転速度和の差からなるタイヤの空気圧低下を判定する減圧判定値を求め、該減圧判定値を車両の速度に応じて連続的に変化する重み係数を乗ずることによって補正し、該補正後の減圧判定値をしきい値と比較してタイヤの空気圧低下を判定する手段とを有するタイヤ空気圧低下警報装置において、減圧車輪があるかどうかを仮判定し、駆動輪が減圧していると仮判定された場合は、従動輪が減圧していると仮判定された場合よりも大きい前記重み係数を、前記減圧判定値に乗ずるタイヤ空気圧低下判定プログラム。
6. 前記駆動輪が減圧していると仮判定された場合の駆動輪の減圧判定しきい値が、前記従動輪が減圧していると仮判定された場合の従動輪の減圧判定しきい値より小さい値である請求項５記載のタイヤ空気圧低下判定プログラム。

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