JP2006264439A - Device and method for acquiring wheel state - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ホイールと、空気圧の低下時にランフラット走行を可能とするランフラットタイヤとを含む複数の車輪を有する車両に適用される車輪状態取得装置および車輪状態取得方法に関する。 The present invention relates to a wheel state acquisition device and a wheel state acquisition method applied to a vehicle having a plurality of wheels including a wheel and a run-flat tire that enables run-flat traveling when air pressure decreases.
近年では、車両の走行中にタイヤがパンクしてタイヤ空気圧が低下しても、ある程度の距離だけ緊急走行を可能にするランフラットタイヤの普及が進みつつある。このようなランフラットタイヤとしては、サイドウォール部が補強されたものや、空気が抜けたタイヤをホイールに対して支持する中子を有するもの等が知られている。ただし、この種のランフラットタイヤは、あくまで緊急走行を可能とするものであり、空気圧が低下した状態での車両走行状態であるランフラット走行に関しては、少なくとも最高速度と連続走行距離とについて上限が定められる。このため、ランフラットタイヤを備えた車両においては、車輪がランフラット状態にある否か把握することが重要となる。 In recent years, run-flat tires that enable emergency travel for a certain distance even when the tires are punctured and the tire air pressure is reduced while the vehicle is running are becoming popular. As such a run-flat tire, a tire with a reinforced sidewall, a tire with a core that supports a tire from which air has escaped, and the like are known. However, this type of run-flat tire is only capable of emergency travel, and for run-flat travel, which is a vehicle travel state with reduced air pressure, there is an upper limit for at least the maximum speed and continuous travel distance. Determined. For this reason, in vehicles equipped with run-flat tires, it is important to know whether the wheels are in a run-flat state.
ランフラット状態を検出するための技術としては、ランフラットタイヤの振動成分を検出し、検出された振動成分と、予め求められた正常走行時のランフラットタイヤの振動成分とを比較するものが知られている(例えば、特許文献1参照。)。また、この種の技術として、ランフラット走行時に横方向の振動を発生させるための切開部を有する中子を備えたランフラットタイヤも知られている(例えば、特許文献2参照。)。更に、時間の変数であるホイールの角速度と共に変化する量から測定信号を得て、当該測定信号の分散の特徴量を算出し、当該特徴量が所定の比を満たした際に警報を発するランフラット状態の検出方法も提案されている(例えば、特許文献3参照。)。なお、ランフラットタイヤを含むシステムの耐久性評価手法としては、例えば特許文献4に記載されたものが知られている。
しかしながら、上記従来例のように、車輪の振動すなわちランフラットタイヤやその中子等の振動を検出しても、正常な走行状態とランフラット状態とを良好に区別し得ないことが多く、上記従来例は、何れもランフラット状態の検出精度に問題を有している。 However, as in the conventional example, even if the vibration of the wheel, that is, the vibration of the run-flat tire or its core is detected, the normal running state and the run-flat state cannot often be distinguished well. Each of the conventional examples has a problem in the detection accuracy of the run-flat state.
そこで、本発明は、ランフラットタイヤを含む車輪がランフラット状態にあるか否か精度よく判定可能とする車輪状態取得装置および車輪状態取得方法の提供を目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a wheel state acquisition device and a wheel state acquisition method that can accurately determine whether or not a wheel including a run flat tire is in a run flat state.
本発明による車輪状態取得装置は、ホイールと、空気圧の低下時にランフラット走行を可能とするランフラットタイヤとを含む複数の車輪を有する車両に適用され、各車輪の状態を取得するために用いられる車輪状態取得装置において、車輪ごとに設けられて対応する車輪の振動状態を検出する振動検出手段と、各振動検出手段の検出値に基づいて車輪がランフラット状態にあるか否か判定する判定手段とを備え、振動検出手段は、車輪がランフラット状態にある際にその振動が車輪との共振により増幅されるように車輪に対して取り付けられていることを特徴とする。 The wheel state acquisition device according to the present invention is applied to a vehicle having a plurality of wheels including a wheel and a run-flat tire that enables run-flat traveling when the air pressure decreases, and is used to acquire the state of each wheel. In the wheel state acquisition device, a vibration detection unit that is provided for each wheel and detects a vibration state of the corresponding wheel, and a determination unit that determines whether or not the wheel is in a run-flat state based on the detection value of each vibration detection unit The vibration detecting means is attached to the wheel so that the vibration is amplified by resonance with the wheel when the wheel is in a run-flat state.
この車輪状態取得装置は、ホイールとランフラットタイヤとを含む車輪に取り付けられた振動検出手段の検出値に基づいて車輪がランフラット状態にあるか否か判定する判定手段を備えるものである。そして、この車輪状態取得装置の振動検出手段は、車輪がランフラット状態にある際にその振動が車輪との共振により増幅されるように車輪に対して取り付けられる。これにより、振動検出手段の検出値は、正常な走行状態とランフラット走行状態とで明瞭に変化することになるので、振動検出手段の検出値を監視することにより、車輪がランフラット状態にあるか否かを精度よく判定することが可能となる。 The wheel state acquisition device includes a determination unit that determines whether or not the wheel is in a run flat state based on a detection value of a vibration detection unit attached to the wheel including the wheel and the run flat tire. And the vibration detection means of this wheel state acquisition device is attached to the wheel so that when the wheel is in a run-flat state, the vibration is amplified by resonance with the wheel. As a result, the detection value of the vibration detection means changes clearly between the normal running state and the run-flat running state, so that the wheels are in the run-flat state by monitoring the detection value of the vibration detection means. It is possible to accurately determine whether or not.
この場合、振動検出手段の車輪に対する取付強度は、車輪がランフラット状態にある際に振動検出手段の振動が車輪との共振により増幅されるように設定されると好ましい。 In this case, it is preferable that the attachment strength of the vibration detection means to the wheel is set so that the vibration of the vibration detection means is amplified by resonance with the wheel when the wheel is in a run-flat state.
すなわち、振動検出手段の車輪に対する取付強度は、例えば振動検出手段の取付部に介設されるグロメット等の剛性を適宜選択することにより容易に調整可能である。そして、上記取付強度を適切に選択すれば、車輪がランフラット状態にある際に振動検出手段の振動を車輪との共振により容易かつ確実に増幅させることが可能となる。 That is, the mounting strength of the vibration detecting unit with respect to the wheel can be easily adjusted by appropriately selecting the rigidity of a grommet or the like interposed in the mounting portion of the vibration detecting unit, for example. If the mounting strength is appropriately selected, the vibration of the vibration detecting means can be easily and reliably amplified by resonance with the wheel when the wheel is in a run-flat state.
また、本発明による車輪状態取得装置は、判定手段によって少なくとも何れかの車輪がランフラット状態にあると判断された際に、振動検出手段の検出値と車両のランフラット走行距離とに基づいてランフラット状態にあるランフラットタイヤの残寿命を推定する残寿命推定手段を更に備えると好ましい。 In addition, the wheel state acquisition device according to the present invention performs the run based on the detection value of the vibration detection unit and the run flat travel distance of the vehicle when the determination unit determines that at least one of the wheels is in the run flat state. It is preferable to further include a remaining life estimating means for estimating the remaining life of the run-flat tire in the flat state.
ランフラットタイヤの残寿命は、ランフラット走行中に車輪に加わる荷重と、ランフラット走行距離すなわちランフラット走行状態に移行した後の累積走行距離とから推定可能である。また、本発明による車輪状態取得装置では、上述のように車輪がランフラット状態にあるか否かを精度よく判定可能であることから、ランフラット走行距離を正確に把握すると共に、車両が正常な走行状態からランフラット走行状態に移行した後も、振動検出手段の検出値に基づいて路面から車輪に対して入力する荷重を取得することができる。従って、かかる残寿命推定手段を車輪状態取得装置に更に設ければ、ランフラット状態になったランフラットタイヤの残寿命を精度よく推定し、推定された残寿命に基づいてドライバーに対する警告等を発生することが可能となる。 The remaining life of the run-flat tire can be estimated from the load applied to the wheel during the run-flat running and the accumulated running distance after shifting to the run-flat running distance, that is, the run-flat running state. Moreover, in the wheel state acquisition device according to the present invention, it is possible to accurately determine whether or not the wheel is in a run-flat state as described above, so that the run-flat travel distance is accurately grasped and the vehicle is normal. Even after shifting from the running state to the run-flat running state, it is possible to acquire the load input to the wheels from the road surface based on the detection value of the vibration detecting means. Therefore, if such a remaining life estimation means is further provided in the wheel state acquisition device, the remaining life of the run-flat tire in the run-flat state is accurately estimated, and a warning or the like is generated for the driver based on the estimated remaining life. It becomes possible to do.
更に、振動検出手段は、車輪の縦方向における加速度を検出すると好ましい。 Furthermore, it is preferable that the vibration detection means detects acceleration in the longitudinal direction of the wheel.
一般にランフラットタイヤの空気圧が低下すると、タイヤの縦方向すなわちタイヤ径方向における剛性が著しく変化し、それに伴って車輪の振動のうち、縦方向成分が正常時の値から変動する。従って、車輪の縦方向における加速度を検出可能な振動検出手段を用いると共に、当該振動検出手段と車輪とを縦方向に共振させることにより、車輪がランフラット状態にあるか否か精度よく判定することが可能となる。 In general, when the air pressure of a run-flat tire decreases, the rigidity in the longitudinal direction of the tire, that is, in the tire radial direction, changes significantly, and accordingly, the longitudinal component of the wheel vibration varies from the normal value. Therefore, it is possible to accurately determine whether or not the wheel is in a run-flat state by using vibration detection means capable of detecting acceleration in the longitudinal direction of the wheel and resonating the vibration detection means and the wheel in the vertical direction. Is possible.
また、振動検出手段は、更に車輪の横方向における加速度を検出可能であってもよい。 Further, the vibration detecting means may be capable of detecting acceleration in the lateral direction of the wheel.
このように、車輪の振動のうち、横方向すなわち車輪の幅方向における成分をも検出することにより、車輪に加わる横方向の荷重を求めることができる。これにより、例えば車輪に加わる横方向の荷重をも考慮してランフラットタイヤの残寿命を推定すれば、当該残寿命の推定精度を向上させることが可能となる。 Thus, the lateral load applied to the wheel can be obtained by detecting the component in the lateral direction, that is, the width direction of the wheel, among the vibrations of the wheel. Accordingly, for example, if the remaining life of the run-flat tire is estimated in consideration of a lateral load applied to the wheel, it is possible to improve the estimation accuracy of the remaining life.
更に、振動検出手段は、車輪の横方向における加速度を検出可能であるとよく、本発明による車輪状態取得装置は、判定手段によって少なくとも何れかの車輪がランフラット状態にあると判断された際に、振動検出手段によって検出される車輪の横方向における加速度が所定値を上回っているか否か判定する第2の判定手段と、第2の判定手段によってランフラット状態にある車輪の横方向における加速度が所定値を上回っていると判断された場合に、所定の警報を発生する警報手段とを更に備えていてもよい。 Furthermore, the vibration detection means may be capable of detecting acceleration in the lateral direction of the wheel, and the wheel state acquisition device according to the present invention may detect when at least one of the wheels is in the run-flat state by the determination means. The second determination means for determining whether or not the acceleration in the lateral direction of the wheel detected by the vibration detection means exceeds a predetermined value, and the acceleration in the lateral direction of the wheel in the run-flat state by the second determination means. An alarm unit that generates a predetermined alarm when it is determined that the predetermined value is exceeded may be further provided.
また、車輪には、ランフラットタイヤのための空気圧調整用バルブが設けられるとよく、振動検出手段は、空気圧調整用バルブに一体化された加速度センサであると好ましい。 The wheel may be provided with an air pressure adjusting valve for a run-flat tire, and the vibration detecting means is preferably an acceleration sensor integrated with the air pressure adjusting valve.
このような構成を採用すれば、部品点数を増加させることなく、車輪がランフラット状態にある際に車輪との共振により振動検出手段の振動を増幅させるために必要なマスを容易に確保することが可能となる。 By adopting such a configuration, it is possible to easily secure a mass necessary for amplifying the vibration of the vibration detecting means by resonance with the wheel when the wheel is in a run-flat state without increasing the number of parts. Is possible.
本発明による他の車輪状態取得装置は、ホイールと、空気圧の低下時にランフラット走行を可能とするランフラットタイヤとを含む車輪を有する車両に適用され、各車輪の状態を取得するために用いられる車輪状態取得装置において、車輪がランフラット状態にあるか否か判定する第1の判定手段と、車輪の横方向における加速度を検出する検出手段と、第1の判定手段によって少なくとも何れかの車輪がランフラット状態にあると判断された際に、振動検出手段によって検出されるランフラット状態にある車輪の横方向における加速度が所定値を上回っているか否か判定する第2の判定手段とを備えることを特徴とする。 Another wheel state acquisition device according to the present invention is applied to a vehicle having wheels including a wheel and a run-flat tire that enables run-flat traveling when the air pressure decreases, and is used to acquire the state of each wheel. In the wheel state acquisition device, at least one of the wheels is determined by a first determination unit that determines whether or not the wheel is in a run-flat state, a detection unit that detects acceleration in the lateral direction of the wheel, and the first determination unit. Second determination means for determining whether or not the acceleration in the lateral direction of the wheel in the run-flat state detected by the vibration detection means exceeds a predetermined value when it is determined that the run-flat state exists. It is characterized by.
ランフラットタイヤは、タイヤ空気圧が低下してもある程度の距離だけ緊急走行を可能にするものであるが、タイヤ空気圧が低下している状態で当該緊急走行が継続された場合、ランフラット状態にあるランフラットタイヤがホイールから離脱してしまうおそれもある。このような場合、ランフラットタイヤは、主として車輪に対して横方向に作用する力によってホイールから離脱させられる。従って、この車輪状態取得装置のように、少なくとも何れかの車輪がランフラット状態にあると判断された場合に、ランフラット状態にある車輪の横方向における加速度を監視すれば、ランフラット状態にあるランフラットタイヤがホイールから離脱するおそれがあるか否か判定することができる。これにより、ランフラット状態にある車輪の横方向における加速度が所定値を上回っていると判断された場合に例えば所定の警報を発生することにより、ランフラットタイヤがホイールから離脱してしまうことを未然に抑制すると共に、ランフラット走行状態が限度を超えて継続されてしまうことを抑制することが可能となる。 Run-flat tires allow emergency travel for a certain distance even when tire pressure drops, but are in a run-flat state when the emergency run is continued while tire pressure is reduced. There is also a risk that the run-flat tire will come off the wheel. In such a case, the run-flat tire is separated from the wheel mainly by a force acting in the lateral direction with respect to the wheel. Therefore, if it is determined that at least one of the wheels is in the run-flat state, as in this wheel state acquisition device, if the acceleration in the lateral direction of the wheel in the run-flat state is monitored, it is in the run-flat state. It can be determined whether or not the run-flat tire may be detached from the wheel. As a result, when it is determined that the acceleration in the lateral direction of the wheel in the run-flat state exceeds a predetermined value, for example, a predetermined alarm is generated to prevent the run-flat tire from coming off the wheel. It is possible to suppress the run-flat running state from continuing beyond the limit.
本発明による車輪状態取得方法は、ホイールと、空気圧の低下時にランフラット走行を可能とするランフラットタイヤとを含む複数の車輪を有する車両に適用され、各車輪の状態を取得するために用いられる車輪状態取得方法において、車輪の振動を検出する振動検出手段を車輪がランフラット状態にある際にその振動が車輪との共振により増幅されるように車輪に対して取り付けると共に、振動検出手段の検出値に基づいて車輪がランフラット状態にあるか否か判定することを特徴とする。 The wheel state acquisition method according to the present invention is applied to a vehicle having a plurality of wheels including a wheel and a run-flat tire that enables run-flat traveling when the air pressure decreases, and is used to acquire the state of each wheel. In the wheel state acquisition method, the vibration detection means for detecting the vibration of the wheel is attached to the wheel so that the vibration is amplified by resonance with the wheel when the wheel is in the run-flat state, and the vibration detection means is detected. It is characterized by determining whether a wheel is in a run-flat state based on a value.
本発明による他の車輪状態取得方法は、ホイールと、空気圧の低下時にランフラット走行を可能とするランフラットタイヤとを含む複数の車輪を有する車両に適用され、各車輪の状態を取得するために用いられる車輪状態取得方法において、複数の車輪のうち、少なくとも何れかの車輪がランフラット状態にあると判断された際に、ランフラット状態にある車輪の横方向における加速度を検出すると共に、当該横方向における加速度が所定値を上回っているか否か判定することを特徴とする。 Another wheel state acquisition method according to the present invention is applied to a vehicle having a plurality of wheels including a wheel and a run-flat tire that enables a run-flat running when the air pressure is reduced, in order to acquire the state of each wheel. In the wheel state acquisition method used, when it is determined that at least one of the plurality of wheels is in the run-flat state, the lateral acceleration of the wheel in the run-flat state is detected, and It is determined whether or not the acceleration in the direction exceeds a predetermined value.
本発明によれば、ランフラットタイヤを含む車輪がランフラット状態にあるか否か精度よく判定することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to accurately determine whether or not a wheel including a run-flat tire is in a run-flat state.
以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明による車輪状態取得装置を備えた車両の要部を示す概略構成図であり、図2は、図1の車両に備えられた車輪を示す部分断面図である。図1に示される車両10は、車体12に設けられた4体の車輪14と、これら4体の車輪14のうちの操舵輪を操舵する図示されない操舵装置や、これら4体の車輪14のうちの駆動輪を駆動する図示されない走行駆動源等を備えるものである。そして、車輪14は、それぞれホイール16と、ランフラットタイヤ18とを含む。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating a main part of a vehicle including a wheel state acquisition device according to the present invention, and FIG. 2 is a partial cross-sectional view illustrating wheels provided in the vehicle of FIG. A
本実施形態の車両10において採用されているランフラットタイヤ18は、いわゆるサイド補強型ランフラットタイヤであり、空気圧の低下時にランフラット走行を可能とするものである。図2に示されるように、ランフラットタイヤ18は、ビードコア180が埋設される一対のビード部181と、ビード部181からタイヤ径方向外側に延びる一対のサイドウォール部182と、両サイドウォール部182間に延在するトレッド部183とを含む。一対のビード部181、一対のサイドウォール部182およびトレッド部183には、例えば1枚の繊維材からなるカーカス184が埋設されており、トレッド部183には、カーカス184の外側に位置するようにベルト層185が埋設されている。そして、各サイドウォール部182には、インナーライナ186の内側に位置するように補強ゴム187が埋設されている。
The run
各補強ゴム187は、高い剛性を有し、ホイール16とランフラットタイヤ18とにより画成されるタイヤ内部空間188内の空気圧がパンク等により低下した際に、タイヤ18の全体をホイール16に対して支持し、それにより、ランフラット走行を可能とする。なお、車両10に設けられるランフラットタイヤ18は、サイド補強型に限られるものではなく、タイヤ内部空間188内の空気圧が低下した際にタイヤ18の全体をホイール16に対して支持する中子を備えた中子型のものであってもよい。また、ホイール16には、打ち込み式あるいは貼り付け式のバランスウェイト17が適宜装着される。
Each reinforcing
更に、上述の各車輪14には、ランフラットタイヤ18の空気圧調整用バルブとして機能するTPMSバルブ20が装着されている。各TPMSバルブ20は、ホイール16のホイールリム16aに設けられた取付孔16bに弾性ゴムからなるグロメット19、ワッシャおよびボルトを介して取り付けられる。グロメット19は、所定の剛性を有しており、タイヤ内部空間188を気密保持する。また、TPMSバルブ20のバルブキャップ20aは、ホイールリム16aの外側に突出しており、このバルブキャップ20aを取り外して、図示されない弁口に空気供給装置のホースを接続すれば、タイヤ内部空間188内に空気を供給可能となる。
Furthermore, a
図2に示されるように、各TPMSバルブ20は、タイヤ内部空間188内に突出するハウジング21を有している。このハウジング21内には、タイヤ内部空間188内の空気圧を検出する空気圧センサ22、ハウジング21すなわち車輪14の加速度を検出する加速度センサ(Gセンサ)23、センサ22,23により検出された空気圧、加速度の検出値を示す信号を無線送信する車輪側通信機24およびこれらのセンサ22,23および車輪側通信機24に電力を供給するための図示されない電源(電池)が収容されている。
As shown in FIG. 2, each
本実施形態では、空気圧センサ22として、例えば半導体圧力センサが採用されている。また、加速度センサ23としては、いわゆる2軸加速度センサが用いられており、加速度センサ23は、車輪14の縦方向すなわち車輪14の径方向における加速度と、車輪14の横方向すなわち車輪14の幅方向における加速度とを検出可能である。車輪側通信機24は、ハウジング21内のセンサ22,23の検出値を例えば15秒〜60秒間隔で無線送信することが可能なものである。
In the present embodiment, for example, a semiconductor pressure sensor is employed as the
なお、車輪側通信機24は、センサ22,23の検出値を相互に対応づけして送信する。本実施形態では、TPMSバルブ20に含まれるセンサ22,23の検出値のすべてが1回の送信毎に無線信号に含まれ、これにより、各センサ22,23の検出値が相互に対応づけられる。また、TPMSバルブ20のハウジング21内には、タイヤ内部空間188内の空気の温度を検出する温度センサが更に配置されてもよい。
Note that the wheel
一方、車両10の車体12には、図1に示されるように、TPMSバルブ20の車輪側通信機24から送信される情報を用いて各種制御を実行する電子制御ユニット(以下「ECU」という)30が搭載されている。ECU30は、各種演算処理を実行するCPU、各種制御プログラムを格納するROM、データ格納やプログラム実行のためのワークエリアとして利用されるRAM、入出力インターフェース、メモリ等を備えるものである。そして、当該ECU30には、図1に示されるように、車体側通信機25、センサ群26および警報装置27が接続されている。
On the other hand, as shown in FIG. 1, the
車体側通信機25は、各車輪14のTPMSバルブ20のハウジング21に収容された車輪側通信機24との間で信号の送受信を行うものであり、車輪側通信機24から無線送信された信号を受信してECU30に与える。センサ群26には、例えば、車輪14ごとに設けられて対応する車輪14の速度を検出する図示されない車輪速センサ等が含まれる。警報装置27は、ECU30の制御のもと、所定条件下でドライバーに警報を発するものであり、例えば、車両10のインストルメンツパネルに設けられている警告表示装置等が含まれる。
The vehicle body
さて、上述の車両10には、パンク等によりタイヤ空気圧が低下しても、ある程度の距離だけ緊急走行を可能にするランフラットタイヤ18が装着されているが、このようなランフラットタイヤ18を備えた車両10においては、車両10がランフラット走行中である否か把握することが重要となる。
The above-described
ここで、パンク等によりランフラットタイヤ18の空気圧が低下し、各サイドウォール部182の補強ゴム187によってランフラットタイヤ18がホイール16に対して支持されるランフラット状態になると、ランフラットタイヤ18の縦方向(径方向)の剛性が大きくなり、ランフラットタイヤ18を介して加速度センサ23に入力する縦方向(車輪径方向)の振動の周波数は、所定の値fxに概ね近づく。一方、各TPMSバルブ20のハウジング21内に収容された加速度センサ23は、基本的には、車輪14と同期して振動するが、加速度センサ23自体の振動が車輪14との共振により縦方向に増幅されれば、図3に示されるように、加速度センサ23により出力される車輪14の縦方向加速度の値が正常走行時に比べて大幅に大きくなる。
Here, when the air pressure of the run-
このような点に鑑みて、車両10の各車輪14では、振動検出手段としての加速度センサ23が、ランフラット走行中にその振動が車輪との共振により縦方向に増幅されるように車輪14に対して取り付けられている。すなわち、本実施形態では振動検出手段としての加速度センサ23がTPMSバルブ20のハウジング21内に収容されることから、加速度センサ23を収容したハウジング21の固有振動数が、上述の値fx、つまり、車輪14がランフラット状態にある際にタイヤ18を介して加速度センサ23に入力する縦方向(車輪径方向)の振動の周波数fxと概ね一致するように設定されている。
In view of such a point, in each
この場合、ハウジング21すなわち加速度センサ23の車輪14すなわちホイール16に対する取付強度は、主としてグロメット19の剛性により規定される。従って、本実施形態では、車輪14がランフラット状態にある際にタイヤ18を介して加速度センサ23に入力する縦方向(車輪径方向)の振動の周波数fxを実験的、解析的に求めた上で、TPMSバルブ20の重量、サイズ等に応じて、ハウジング21の固有振動数が上述の値fxとなるようにグロメット19の剛性等が定められる。
In this case, the attachment strength of the
これにより、ランフラット走行中に車輪14とハウジング21とを縦方向に共振させて加速度センサ23の縦方向における振動を容易かつ確実に増幅させることが可能となり、加速度センサ23により検出される車輪14の縦方向加速度を正常な走行状態とランフラット走行状態とで明瞭に変化させることができる。従って、加速度センサ23により検出される車輪14の縦方向の加速度を監視することにより、車両がランフラット走行中であるか否かを精度よく判定することが可能となる。また、本実施形態のように、ランフラットタイヤ18のための空気圧調整用バルブとして機能するTPMSバルブ20に振動検出手段としての加速度センサ23を一体化することにより、部品点数を増加させることなく、ランフラット走行中に加速度センサ23の振動を車輪14との共振により増幅させるために必要なマスを容易に確保することが可能となる。
This makes it possible to easily and reliably amplify vibration in the longitudinal direction of the
そして、上述のECU30は、TPMSバルブ20のハウジング21内の加速度センサ23の検出値に基づいて何れかの車輪14がランフラット状態にあるか否か良好に検出できるように図4に示される構成を有している。図4は、車両10におけるランフラット走行状態の検出に関連する構成を示す制御ブロック図である。同図に示されるように、ECU30には、走行状態判定部31、走行距離算出部32、横G判定部33、および残寿命推定判定部34が構築されており、かかるECU30と、上述の各加速度センサ23等により本発明による車輪状態取得装置100が構成される。なお、図3には、簡単のために、1体のTPMSバルブ20のみが示される。
The above-described
走行状態判定部31は、各TPMSバルブ20から車体側通信機25を介して受け取った加速度センサ23の検出値のうち、車輪14の縦方向加速度の検出値と、図示されないメモリ等に記憶されている閾値とに基づいて何れかの車輪14がランフラット状態にあるか否か判定する。そして、走行状態判定部31は、その判定結果に応じて警報を発生させるべく警報装置27に指令信号を与える。また、走行距離算出部32は、走行状態判定部31により何れかの車輪14がランフラット状態にあると判断されると、例えばセンサ群26に含まれる各車輪14の車輪速センサの検出値に基づいて、車両10のランフラット走行距離、すなわち、何れかの車輪14がランフラット状態となって車両10が正常走行状態からランフラット走行状態に移行した後の累積走行距離を算出する。
The traveling
横G判定部33は、各TPMSバルブ20から車体側通信機25を介して受け取った加速度センサ23の検出値のうち、車輪14の幅方向における横方向加速度の検出値と、図示されないメモリに記憶されている閾値とに基づいてランフラット状態にある車輪14においてランフラットタイヤ18がホイールリム16aから離脱するおそれがあるか否か判定する。横G判定部33も、その判定結果に応じて警報を発生させるべく警報装置27に指令信号を与える。
The lateral
また、本実施形態の車両10には、当該車両10の旋回方向の安定性が確保されるように何れも図示されないブレーキユニットや走行駆動源を制御する車両安定性制御装置(VSC)が備えられており、横G判定部33は、当該車両安定性制御装置の電子制御ユニット(以下「VSCECU」という)40に接続されている。そして、横G判定部33は、その判定結果に応じて車両10の走行安定性が確保されるようにブレーキユニットや走行駆動源を制御させるべくVSCECU40に対して指令信号を与える。
Further, the
残寿命推定判定部34は、走行状態判定部31によって何れかの車輪14がランフラット状態にあると判断された際に、各TPMSバルブ20から車体側通信機25を介して受け取った加速度センサ23の検出値と車両10のランフラット走行距離とを用いると共に、図示されないメモリに格納された所定の演算アルゴリズムに従ってランフラット状態になったランフラットタイヤ18の残寿命を推定する。残寿命推定判定部34は、その判定結果に応じて、警報を発生させるべく警報装置27に指令信号を与えると共に、車両10の走行安定性が確保されるようにブレーキユニットや走行駆動源を制御させるべくVSCECU40に対して指令信号を与える。
The remaining life
なお、上述の走行状態判定部31、走行距離算出部32、横G判定部33、および残寿命推定判定部34は、CPUにプログラムを実行させることにより構築される機能ブロックであるが、これらの機能ブロックの少なくとも一部がハードウエアにより構築され得ることはいうまでもない。
The travel
次に、図5を参照しながら、上述の車両10においてランフラット状態にある車輪14を検出する手順について説明する。
Next, a procedure for detecting the
図5に示されるルーチンは、車両10の走行中に上述のECU30によって所定時間おきに繰り返し実行されるものである。このルーチンの実行タイミングになると、ECU30は、車輪14ごとに、車体側通信機25等を介してTPMSバルブ20の加速度センサ23の検出値を取得する(S10)。この場合、ECU30の走行状態判定部31は、各加速度センサ23の検出値のうち、車輪14の縦方向加速度の検出値を受け取り、車輪14ごとに、加速度センサ23により検出された車輪14の縦方向加速度と予め求められている正常走行時の車輪14の縦方向加速度の最大値との偏差が所定の閾値を上回っているか否か判定する(S12)。
The routine shown in FIG. 5 is repeatedly executed at predetermined intervals by the
ここで、パンク等によりランフラットタイヤ18の空気圧が低下すると、一般に、タイヤの縦方向すなわちタイヤの径方向における剛性が著しく変化し、それに伴って車輪14の振動のうち、縦方向成分が正常時の値から変動する。そして、本実施形態では、何れかの車輪14がランフラット状態になると、上述のように当該車輪14の加速度センサ23自体の縦方向における振動が車輪14との共振により増幅されるので、当該加速度センサ23により出力される車輪14の縦方向加速度の値が正常走行時に比べて大幅に大きくなる。
Here, when the air pressure of the run-
従って、加速度センサ23により出力される車輪14の縦方向加速度と、予め実験的、解析的に求められる正常走行時の車輪14の縦方向加速度の最大値とを比較することにより、車輪14がランフラット状態にあるか否か容易に判定することが可能となる。すべての車輪14において上記偏差が上記閾値を上回っていない場合、走行状態判定部31は、すべての車輪14のランフラットタイヤ18が正常であると判断する(S12におけるNo)。この場合、S12以降の処理は実行されず、再度S10以降の処理が実行されることになる。
Therefore, by comparing the longitudinal acceleration of the
一方、何れかの車輪14において上記偏差が上記閾値を上回っている場合、走行状態判定部31は、当該何れかの車輪14がランフラット状態にあると判断する(S12におけるYes)。そして、走行状態判定部31は、ランフラット状態にある車輪14を特定すると共に、ドライバーに対して車両10がランフラット走行状態にある旨を報知すべく、警報装置27に指令信号を与える(S14)。本実施形態の車両10では、例えば、インストルメンツパネルに設けられている所定の表示領域にランフラット状態にある車輪14を示す点滅表示がなされる。また、S14において、走行状態判定部31は、走行距離算出部32に対して、ランフラット走行距離の算出を開始させるべく指令信号を与えると共に、ランフラット状態にあると特定した車輪14を示す信号を横G判定部33に与える。
On the other hand, when the deviation exceeds the threshold value in any of the
走行状態判定部31から信号を受け取った横G判定部33は、ランフラット状態にあると特定された車輪14の加速度センサ23の検出値のうち、車輪14の横方向加速度の検出値を取得し、当該車輪14について、加速度センサ23により検出された車輪14の横縦方向加速度が予め求められている閾値を上回っているか否か判定する(S16)。ここで、ランフラットタイヤ18は、タイヤ空気圧が低下してもある程度の距離だけ緊急走行を可能にするものである。しかしながら、タイヤ空気圧が低下している状態で当該緊急走行が継続された場合、ランフラット状態にあるランフラットタイヤ18がホイール16から離脱してしまうおそれもある。このような場合、ランフラットタイヤ18は、主として車輪14に対して横方向に作用する力によってホイール16から離脱させられる。
The lateral
従って、何れかの車輪14がランフラット状態にあると判断された場合、ランフラット状態にある車輪14の横方向における加速度を監視すれば、ランフラット状態にあるランフラットタイヤ18がホイール16から離脱するおそれがあるか否か判定することができる。すなわち、ランフラット状態にある車輪14の横方向加速度が予め実験的、解析的に定められる閾値を超えるような場合、ランフラット状態にあるランフラットタイヤ18がホイール16から離脱する可能性がある。
Therefore, when it is determined that any of the
このため、横G判定部33は、ランフラット状態にある車輪14について加速度センサ23により検出された横方向加速度が予め求められている閾値を上回っていると判断すると(S16におけるYes)、ドライバーに対してランフラット状態にあるランフラットタイヤ18がホイール16から離脱するおそれがある旨を報知すべく警報装置27に指令信号を与えると共に、車両10の走行安定性が確保されるようにブレーキユニットや走行駆動源を制御させるべくVSCECU40に対して指令信号を与える(S18)。
For this reason, if the lateral
このように、ランフラット状態にある車輪14の横方向における加速度が上記閾値を上回っていると判断された場合に所定の警報を発生することにより、ランフラット状態にあるランフラットタイヤ18がホイール16から離脱してしまうことを未然に抑制すると共に、ランフラット走行状態が限度を超えて継続されてしまうことを抑制することが可能となる。また、本実施形態の車両10では、ランフラット状態にある車輪14の横方向における加速度が上記閾値を上回っていると判断された場合、警報が発生されると共に、車両安定性制御装置によって車両10の走行安定性が確保されるようにブレーキユニットや走行駆動源が制御される。従って、その後にランフラット走行状態が継続されても、車両10の操縦安定性を確保することが可能となる。
As described above, when it is determined that the acceleration in the lateral direction of the
一方、横G判定部33によりランフラット状態にある車輪14の横方向加速度が予め求められている閾値以下であると判断されると(S16におけるNo)、残寿命推定判定部34は、ランフラット状態にあると特定された車輪14のランフラットタイヤ18の残寿命を推定・算出する(S20)。かかる残寿命の推定に際して、残寿命推定判定部34は、ランフラット状態にある車輪14について加速度センサ23により検出された縦方向加速度および横方向加速度を取得する共に、走行距離算出部32から、車両10のランフラット走行距離、すなわち、何れかの車輪14がランフラット状態となって車両10が正常走行状態からランフラット走行状態に移行した後の累積走行距離を取得する。
On the other hand, when the lateral
そして、残寿命推定判定部34は、予め用意されている演算アルゴリズムに従ってランフラット状態になったランフラットタイヤ18の残寿命を推定・算出する。本実施形態の車両10においては、ランフラット状態にある車輪14に対して走行中に加わる縦方向の荷重および横方向の荷重とフラット走行距離とを変数としてランフラット状態になったランフラットタイヤ18の残寿命を規定する関数が予め定められ、当該関数を用いた演算アルゴリズムが図示されないメモリに格納されている。残寿命推定判定部34は、ランフラット状態にある車輪14について加速度センサ23により検出された縦方向加速度および横方向加速度から、ランフラット状態にある車輪14に対して走行中に加わっている縦方向の荷重および横方向の荷重を求めると共に、これらの荷重、ランフラット走行距離および上記関数を用いてランフラット状態になったランフラットタイヤ18の残寿命を算出する。
Then, the remaining life
上述のように、本実施形態の車両10では、車輪14がランフラット状態にあるか否かを精度よく判定可能であることから、ランフラット走行距離を正確に把握すると共に、車両10が正常な走行状態からランフラット走行状態に移行した後も、車輪14に設けられた加速度センサ23の検出値に基づいて路面から車輪14に対して入力する荷重を取得することができる。従って、S20では、残寿命推定判定部34によって、ランフラット状態になったランフラットタイヤの残寿命が精度よく推定・算出される。また、本実施形態のように、車輪14に加わる荷重のうち、車輪14に加わる横方向の荷重をも考慮してランフラットタイヤ18の残寿命を推定すれば、当該残寿命の推定精度を向上させることが可能となる。
As described above, in the
残寿命推定判定部34は、ランフラット状態にある車輪14のランフラットタイヤ18の残寿命を算出すると、算出した残寿命と、図示されないメモリ等に記憶されている閾値とを比較する(S22)。S22にて用いられる閾値は、例えばタイヤメーカー等により保証されているランフラットタイヤ18の寿命に所定の係数(例えば90%)を乗じた値とされる。そして、残寿命推定判定部34は、算出した残寿命が上記閾値を下回っていると判断した場合(S22におけるYes)、ドライバーに対してランフラット状態にあるランフラットタイヤ18が使用限界に近づきつつある旨を報知すべく警報装置27に指令信号を与えると共に、車両10の走行安定性が確保されるようにブレーキユニットや走行駆動源を制御させるべくVSCECU40に対して指令信号を与える(S18)。
When calculating the remaining life of the run-
このように、ランフラット状態にあるランフラットタイヤ18が使用限界に近づきつつある時点でドライバーに警告を与えることにより、ランフラット走行状態が限度を超えて継続されてしまうことを抑制することが可能となる。また、車両10では、ランフラット状態にあるランフラットタイヤ18が使用限界に近づきつつある時点でも、車両安定性制御装置によるブレーキユニットや走行駆動源の制御が開始される。従って、その後にランフラット走行状態が継続されても、車両10の操縦安定性を確保することが可能となる。なお、残寿命推定判定部34により算出された残寿命が上記閾値を下回っていないと判断された場合(S22におけるNo)、再度S10以降の処理が実行されることになる。
Thus, by giving a warning to the driver when the run-
10 車両、12 車体、14 車輪、16 ホイール、16a ホイールリム、16b 取付孔、17 バランスウェイト、18 ランフラットタイヤ、19 グロメット、20 TPMSバルブ、20a バルブキャップ、21 ハウジング、22 空気圧センサ、23 加速度センサ、24 車輪側通信機、25 車体側通信機、26 センサ群、27 警報装置、30 ECU、31 走行状態判定部、32 走行距離算出部、33 横G判定部、34 残寿命推定判定部、40 VSCECU、100 車輪状態取得装置、180 ビードコア、181 ビード部、182 サイドウォール部、183 トレッド部、184 カーカス、185 ベルト層、186 インナーライナ、187 補強ゴム、188 タイヤ内部空間。
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記車輪ごとに設けられて対応する車輪の振動状態を検出する振動検出手段と、
前記各振動検出手段の検出値に基づいて前記車輪がランフラット状態にあるか否か判定する判定手段とを備え、
前記振動検出手段は、前記車輪がランフラット状態にある際にその振動が前記車輪との共振により増幅されるように前記車輪に対して取り付けられていることを特徴とする車輪状態取得装置。 In a wheel state acquisition device that is applied to a vehicle having a plurality of wheels including a wheel and a run-flat tire that enables run-flat traveling when air pressure decreases, and used to acquire the state of each wheel,
Vibration detecting means provided for each wheel to detect the vibration state of the corresponding wheel;
Determination means for determining whether or not the wheel is in a run-flat state based on a detection value of each vibration detection means,
The wheel state acquisition device, wherein the vibration detection means is attached to the wheel so that the vibration is amplified by resonance with the wheel when the wheel is in a run-flat state.
前記判定手段によって少なくとも何れかの車輪がランフラット状態にあると判断された際に、前記振動検出手段によって検出されるランフラット状態にある車輪の横方向における加速度が所定値を上回っているか否か判定する第2の判定手段と、
前記第2の判定手段によって前記ランフラット状態にある車輪の横方向における加速度が前記所定値を上回っていると判断された場合に、所定の警報を発生する警報手段とを更に備えることを特徴とする請求項1〜4の何れかに記載の車輪状態取得装置。 The vibration detection means can detect acceleration in the lateral direction of the wheel,
Whether or not the acceleration in the lateral direction of the wheel in the run-flat state detected by the vibration detection means exceeds a predetermined value when at least one of the wheels is determined to be in the run-flat state by the determination means A second determination means for determining;
And a warning means for generating a predetermined warning when it is determined by the second determination means that the acceleration in the lateral direction of the wheel in the run-flat state is higher than the predetermined value. The wheel state acquisition device according to any one of claims 1 to 4.
前記車輪がランフラット状態にあるか否か判定する第1の判定手段と、
前記車輪の横方向における加速度を検出する検出手段と、
前記第1の判定手段によって少なくとも何れかの車輪がランフラット状態にあると判断された際に、前記振動検出手段によって検出されるランフラット状態にある車輪の横方向における加速度が所定値を上回っているか否か判定する第2の判定手段とを備えることを特徴とする車輪状態取得装置。 In a wheel state acquisition device applied to a vehicle having a wheel and a wheel including a run flat tire that enables run flat running when the air pressure decreases, and used to acquire the state of each wheel,
First determination means for determining whether or not the wheel is in a run-flat state;
Detecting means for detecting acceleration in a lateral direction of the wheel;
When the first determination means determines that at least one of the wheels is in a run-flat state, the lateral acceleration of the wheel in the run-flat state detected by the vibration detection means exceeds a predetermined value. And a second determination means for determining whether or not there is a wheel state acquisition device.
前記車輪の振動を検出する振動検出手段を前記車輪がランフラット状態にある際にその振動が前記車輪との共振により増幅されるように前記車輪に対して取り付けると共に、前記振動検出手段の検出値に基づいて前記車輪がランフラット状態にあるか否か判定することを特徴とする車輪状態取得方法。 In a wheel state acquisition method that is applied to a vehicle having a plurality of wheels including a wheel and a run-flat tire that enables run-flat traveling when the air pressure decreases, and used to acquire the state of each wheel,
The vibration detection means for detecting the vibration of the wheel is attached to the wheel so that the vibration is amplified by resonance with the wheel when the wheel is in a run-flat state, and the detection value of the vibration detection means And determining whether the wheel is in a run-flat state based on the above.
前記複数の車輪のうち、少なくとも何れかの車輪がランフラット状態にあると判断された際に、ランフラット状態にある車輪の横方向における加速度を検出すると共に、当該横方向における加速度が所定値を上回っているか否か判定することを特徴とする車輪状態取得方法。
In a wheel state acquisition method that is applied to a vehicle having a plurality of wheels including a wheel and a run-flat tire that enables run-flat traveling when the air pressure decreases, and used to acquire the state of each wheel,
When it is determined that at least one of the plurality of wheels is in a run-flat state, acceleration in the lateral direction of the wheel in the run-flat state is detected, and the acceleration in the lateral direction has a predetermined value. It is determined whether it exceeds, The wheel state acquisition method characterized by the above-mentioned.
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KR101853844B1 (en) * | 2016-10-12 | 2018-06-08 | 넥센타이어 주식회사 | Tire monitoring device, vehicle comprising the same and tire monitoring method |
CN109059839A (en) * | 2018-05-23 | 2018-12-21 | 唐智科技湖南发展有限公司 | A kind of wheel tread loses diagnostic method, the apparatus and system of circle failure |
-
2005
- 2005-03-23 JP JP2005083312A patent/JP2006264439A/en active Pending
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