JP2006525175A - タイヤ空気圧監視装置及びタイヤ空気圧の監視をするための方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、直接測定式のタイヤ空気圧監視システムが、駆動される車軸の各ホイール及び駆動されない車軸のせいぜい１つのホイールにのみ、タイヤ空気圧値を検出するためのタイヤ空気圧測定装置を備え、間接測定式のタイヤ空気圧監視システムが、特にもっぱらホイール回転数センサを駆動されない車軸に備える、圧力センサによって決定されるタイヤ空気圧値を伝送するための伝送装置を有する直接測定式のタイヤ空気圧監視システムと、ホイール回転数センサに基づいて作動する間接測定式のタイヤ空気圧監視システムを含んでいる自動車用タイヤ空気圧監視装置に関する。更に、本発明は、タイヤ空気圧の監視をするための方法並びにコンピュータプログラム製品に関する。

Description

本発明は、請求項１及び８の上位概念によるタイヤ空気圧監視装置及びタイヤ空気圧の監視をするための方法に関する。更に、本発明は、請求項１２によるコンピュータプログラム製品に関する。

自動車の全てのホイールのタイヤ空気圧の確実な監視は、車両の安全にとって大変重要である。どのようにタイヤ空気圧監視システムを実現することができるか、種々の手掛かりがある。例えば、特許文献１に記載されている、各タイヤ内の圧力センサによって付属するホイール内のそれぞれの圧力を決定するいわゆる直接測定式のタイヤ空気圧監視システムある。このようなシステムは、全てのホイールのタイヤ空気圧を監視するが、しかしながらこれらのシステムは、これらが例えば圧力センサ情報の伝送及び評価をするための付加的な装置を要するので比較的効果である。更に、例えば特許文献２からは、補助値から例えば個々のホイールの回転円周値を比較することによって圧力損失を決定することができるいわゆる間接測定式のタイヤ空気圧監視システムが公知である。

これらのシステムにおける欠点は、故障したタイヤが明らかな圧力損失を生じた場合に初めて検出されることである。これらのシステムは、確かに安価で確実であるが、１つのタイヤで圧力損失が生じた場合にしか機能しない。複数のタイヤで同時に圧力損失が生じた場合、これは検出されない。

特許文献３からは、既に、直接測定式のタイヤ空気圧監視システムと間接測定式のタイヤ空気圧監視システムの組み合わせから成るタイヤ空気圧監視装置が公知である。この刊行物に記載されたタイヤ空気圧監視装置は、間接測定式タイヤ空気圧監視システムとタイヤ空気圧センサの組み合わせによって４つ全てのホイールの空気圧損失検出することができる。

この場合の欠点は、１つのタイヤ空気圧センサだけを使用した場合、何のタイヤ空気圧センサも取り付けられていないホイールが、比較的大きな検出限度でしか監視することができないことである。これにより、空気圧損失は非常に後になってから初めて認められる。この刊行物に挙げられた２つのタイヤ空気圧センサ−この場合、各タイヤにまさにタイヤ空気圧センサが配設されている−の選択的な使用によって、各車軸に対して個々のタイヤ空気圧規定値を決定することができる。しかしながら、この措置からは、本質的に早い空気圧損失の検出に至ることはない。間接測定式のタイヤ空気圧監視システムは、ホイール回転数に基づいて作動するので、従って直接ホイール回転円周値に依存しているので、駆動されるホイールの圧力損失は、しばしば非常に粗悪にしか、又は自由回転の稀な瞬間にしか検出することができない。

駆動される車軸の一方のホイールだけにタイヤ空気圧センサを使用する場合、駆動される他方のホイールでは、更に、非常に大きい圧力損失しか検出することができない。加えて、駆動される一方のホイールでのホイールスリップが、間接測定式のタイヤ空気圧監視システムによってこのホイールの圧力損失として解釈できることが問題点として残っている。何故なら、間接測定式のタイヤ空気圧監視システムは、ホイール回転数の上昇が、故障しているタイヤに起因するのか、スリップしている状況に起因するのかが検出されないからである。従って、頑丈さの理由から、このようなタイヤ空気圧監視システムの場合、圧力損失の検出をするために大きな検出限度しか使用することができない。
独国特許第１９９ ２６ ６１６号明細書 独国特許出願公開第１００ ５８ １４０号明細書 独国特許出願公開第１００ ６０ ３９２号明細書

本発明の課題は、確実かつ安価な方法で、自動車の複数のタイヤもしくは全てのタイヤの圧力損失を、ホイールスリップを考慮しつつ、高い精度で確実に検出する、タイヤ空気圧監視装置及びタイヤ空気圧の監視をするための方法を提供することにある。

この課題は、請求項１によるタイヤ空気圧監視装置及び請求項８によるタイヤ空気圧の監視をするための方法によって解決される。

複数の車軸が駆動される車両の場合、直接測定式のタイヤ空気圧監視システムが、車両エンジンの最大駆動トルクが加えられる車軸に配設されていることが好ましい。これにより、例えば車両を加速させる場合に、駆動輪が駆動トルクもしくはホイールスリップにさらされる場合でも、駆動される車軸の圧力損失も検出される。駆動トルクは、駆動される車軸にだけ加えられるので、駆動されないホイールは、間接測定式のタイヤ空気圧監視システムによって確実に監視することができる。

加えて、タイヤ空気圧値の無線伝送が、無線送信機及び無線受信機による無線伝送又は送信ダイオード及び受信ダイオードによる光学伝送によって行なわれることが好ましい。更に、無線受信機もしくは受信ダイオードと評価ユニットの間に、タイヤ空気圧値を伝送するためのワイヤで結ばれた伝送区間があることが好ましい。

中央受信アンテナは、好ましくは、当該車輪への個々の送信装置の割当てが、電界強度もしくは送信される信号の強度を介して行なわれるように、車両に配設されている。

本発明によるタイヤ空気圧監視装置の好ましい実施形態では、間接測定式のタイヤ空気圧監視システムは、駆動されない車軸のホイール回転数センサに加えて、更に別のホイール回転数センサを、駆動される車軸又は駆動される車軸の一方のホイールに備える。特に好ましい実施形態では、全ての車輪がホイール回転数センサを備える。

別の好ましい実施形態では、駆動されない車軸もしくは全輪駆動車両の場合には駆動される別の車軸に、付加的なタイヤ空気圧測定装置が配設される。

好ましくは、間接もしくは直接測定式のタイヤ空気圧監視システムに加えて、車両のヨーレート及び／又は横Ｇに関する情報を供給するドライブダイナミックセンサを評価ユニットに接続することができ、これにより、カーブの走行が確実かつ迅速に検出される。これは、間接測定式のタイヤ空気圧監視システムにおいて、圧力損失の検出を、より正確で、より迅速なものにする。

学習モードは、例えばタイヤ交換の場合に、好ましくはリセットボタンを操作することによってスタートされる。この場合、リセットボタンの操作は、運転者又はメカニックによって行なわれる。

加えて、本発明は、本発明による方法を有するコンピュータプログラム製品に関する。

本発明の更なる特徴は、下位の請求項及び５つの実施例による以下の説明から分かる。

本発明によるタイヤ空気圧監視装置は、第１の実施例では、２つのタイヤ空気圧センサを、即ちホイール毎にそれぞれ１つタイヤ空気圧センサを、駆動される車軸に備える。駆動されない車軸は、例えばアンチロックシステム（ＡＢＳ）を有する車両に既に存在するホイール回転数センサを介して監視される。この配設は、駆動されるホイールの圧力損失が確実に検出されるという利点を提供する。（例えば車両の加速に際して）ホイールを駆動することによって、間接測定式のタイヤ空気圧監視システムの場合に利用される効果は、しばしば、圧力損失が直接測定式のタイヤ空気圧監視システムによってしか検出され得ないほど僅かである。これに対して、駆動されない車軸の場合、間接測定式のタイヤ空気圧監視システムは、圧力損失を確実に検出するために十分である。各タイヤ空気圧センサは、送信ユニット及びタイヤの圧力値に関する情報を評価ユニットに供給する車両に取り付けられた受信ユニットとを使用する。これにより、位置の検出が、即ち個々のホイールのその取付け場所への割当て（左前輪、右前輪等）が可能である。タイヤと路面間の異なった摩擦値μの影響は、ここでは駆動輪に加えられるトルクによって高い摩擦値μ_ｈｏｃｈのホイールと低い摩擦値μ_{ｎｉｅｄｒｉｇ}のホイール間に回転数差があるので、駆動輪にのみ作用する。従って、前記のタイヤ空気圧監視装置は、いわゆるマイクロスプリットコンディション（駆動される車軸のホイールが異なった摩擦値で存在する）でも僅かな圧力損失を確実かつ迅速に検出することができる。異なった摩擦値とは、例えば乾燥したアスファルトの高い摩擦値μ_ｈｏｃｈと氷結した路面の低い摩擦値μ_{ｎｉｅｄｒｉｇ}と理解され得る。これに対して駆動されないホイールは、その回転特性に関しては、何ら摩擦値に対する依存の支配下にない。これにより、従来技術による従来の間接式のタイヤ空気圧監視システムにおいて比較的高い検出限度とは異なり、比較的僅かな検出限度で、僅かなタイヤ空気圧の損失でさえ確実かつ迅速に検出される。

第２の実施形態では、第１の実施形態とは異なり、タイヤ空気圧センサの全ての送信ユニットのために中央受信ユニットが使用される。これによっても、例えば送信ユニットに対して空間的に近い配設によって、送信ユニットの異なった電界強度を介してホイールのその取付け位置への割当てが行なわれるように受信ユニットが配設される場合、位置の検出が可能である。

第３の実施形態では、駆動軸において付加的に、別のホイール回転数センサが、駆動される車軸の一方のホイールに、又は直接駆動される車軸、例えばディファレンシャルに使用される。これにより、駆動されない車軸の両輪の同時の圧力損失もしくは全てのホイールの同時の圧力損失が検出される。第１及び第２の実施形で説明した受信ユニットの配設もしくは受信ユニットの使用によって、ここでも位置の検出が可能である。

第４の実施形態では、説明した第１の実施形態が、全てのホイールにホイール回転数センサが使用されるように補足される。ここでも、第１及び第２の実施形態で説明した受信ユニットの配設もしくは受信ユニットの使用によって、位置の検出が可能である。更に、この実施形態は、直接測定式のタイヤ空気圧監視システムが故障した場合でも、間接測定式のタイヤ空気圧監視システムによって、個々のタイヤの圧力損失を検出する代替レベルが存在するという利点を提供する。

第５の実施形態では、第１の実施形態に加えて、駆動されない車軸において、一方のホイールにタイヤ空気圧センサが使用される。これにより、圧力損失が迅速に検出される。

例えばヨーレートセンサ又は横Ｇセンサのようなドライブダイナミックセンサの使用によって、前記の実施形は更に改善される。何故なら、例えばカーブの走行は、これらドライブダイナミックセンサによって確実に検出されるので、間接測定式のタイヤ空気圧監視システムの監視時間が短縮されるからである。

以下では、タイヤ空気圧の監視をするための方法を、上記の実施例を基にして説明する。出発点として、フロントアクスルが駆動される車両が考察され、この場合、本発明による方法は、フロントアクスルが駆動される車両に限定されるものではない。ホイールＶＬ（左前輪）及びＶＲ（右前輪）は、ホイール圧力センサによって直接監視される。ホイールＨＬ（左後輪）及びＨＲ（右後輪）は、ホイール回転数センサによって監視される。ホイール回転数センサは、個々のホイールＨＬ及びＨＲのホイール速度を測定し、この場合、このホイール速度は、ホイール回転円周値とホイールが回転するためのホイール回転時間Ｔから成る。各ホイールＨＬ及びＨＲは、個々のホイール回転時間（Ｔ_ＨＬ，Ｔ_ＨＲ）を備える。

第１の実施例によれば、間接測定式のタイヤ空気圧監視システムは、リセットボタンを操作した後、駆動されない車軸の両ホイール回転数センサに基づいて１つの基準値Ｘ１_ｒｅｆを覚え込む。この基準値Ｘ１_ｒｅｆは、本質的に考察されるホイールＨＬ及びＨＲの両ホイール回転時間Ｔ_ＨＬとＴ_ＨＲ間の差に基づいており、この場合、この差は、両ホイール回転時間Ｔ_ＨＬとＴ_ＨＲの和によって割られる。基準値Ｘ１_ｒｅｆは、異なった車両速度を考慮し、カーブの走行を考慮して決定される。この学習段階の終了後、上記の方法によれば、継続的に現在の比較値Ｘ１_{ａｋｔｕｅｌｌ}が、同じホイール回転時間Ｔ_ＨＬとＴ_ＨＲから決定される。比較値Ｘ１_{ａｋｔｕｅｌｌ}と基準値Ｘ１_ｒｅｆから、差が求められる。この差は、予め基準値Ｘ１_ｒｅｆから決定される限界値Ｓもしくは限界値−Ｓと比較される。この差が、限界値Ｓよりも大きいか、もしくは限界値−Ｓよりも小さい場合、ホイールＨＬ及びＨＲの一方の圧力損失を、正確に当該ホイールＨＬ又はＨＲに割り当てることができる。この場合重要であるのは、差が、同じ走行状況にある場合にだけ、例えば車両速度が同じで直進走行が認められた場合にだけ、比較値Ｘ１_{ａｋｔｕｅｌｌ}と基準値Ｘ１_ｒｅｆから求められることである。電子スタビリティプログラム（ＥＳＰ）を装備している車両の場合、ヨーレートセンサ又は横Ｇセンサのデータは、カーブの走行に関する情報を得るために、簡単に評価することができる。

例えば駆動される車軸の一方のホイールＶＬの第３の実施例による付加的なホイール回転数センサによって、間接測定式のタイヤ空気圧監視システムは、異なった基準値Ｘ１_ｒｅｆ及びＸ２_ｒｅｆを覚え込む。基準値Ｘ１_ｒｅｆは、前の実施例におけるように決定される。基準値Ｘ２_ｒｅｆは、本質的に両ホイール回転時間Ｔ_ＨＬとＴ_ＶＬの差から成り、この場合、この差は、ホイール回転時間Ｔ_ＨＬとＴ_ＶＬの和によって割られる。基準値Ｘ２_ｒｅｆは、基準値Ｘ１_ｒｅｆのように異なった走行状況で学習される。この場合、駆動される車軸のどのホイールに付加的なホイール回転数センサが配設されているのかは重要でない。ホイール回転数センサは、駆動される車軸のディファレンシャルに配設されていてもよい。この付加的なホイール回転数センサによって、忍び寄る駆動されない車軸の圧力損失が検出される。駆動されない車軸の監視は、第１の実施例と同様に行なわれる。駆動される車軸のタイヤ空気圧センサが圧力差を確定した場合に初めて、相応に基準値Ｘ２_ｒｅｆのように走行状況が同じであることに注意して、現在の比較値Ｘ２_{ａｋｔｕｅｌｌ}が求められる。現在の比較値Ｘ２_{ａｋｔｕｅｌｌ}と基準値Ｘ２_ｒｅｆから差が求められる。この差は、予め確定された限界値Ｓ１と比較される。この差が、限界値Ｓ１よりも小さい場合、駆動されない車軸の両輪に忍び寄る圧力損失が存在する。

第４の実施例によれば、上記のような完全な間接式のタイヤ空気圧監視システムが存在する。これにより、システムのフェールセーフが更に向上させられる。何故なら、１つ又は複数のホイール回転数センサが故障した場合、前述の実施例の１つによるシステムが存在するからである。この場合、駆動されない車軸は、第１の実施例におけるように監視される。駆動される車軸は、駆動されない車軸と同様に監視される。付加的に、第３の実施例で説明した方法によって、車軸に忍び寄る圧力損失を検出することができる。

他の実施例は、ここでは詳細には説明しない。何故なら、直接タイヤ空気圧値が存在するので、直接測定式のタイヤ空気圧センサの付加的な使用によって顕著な精度改善が存在するからである。上で説明したように、別のドライブダイナミックセンサの付加的な使用によって、前記の実施例は、より短い監視時間もしくはカーブ走行の検出に関して明らかに改善される。

Claims (12)

1. 圧力センサによって決定されるタイヤ空気圧値を伝送するための伝送装置を有する直接測定式のタイヤ空気圧監視システムと、ホイール回転数センサに基づいて作動する間接測定式のタイヤ空気圧監視システムを含んでいる自動車用タイヤ空気圧監視装置において、
   直接測定式のタイヤ空気圧監視システムが、駆動される車軸の各ホイール及び駆動されない車軸のせいぜい１つのホイールにのみ、タイヤ空気圧値を検出するためのタイヤ空気圧測定装置を備え、間接測定式のタイヤ空気圧監視システムが、特にもっぱらホイール回転数センサを駆動されない車軸に備えることを特徴とするタイヤ空気圧監視装置。
2. 伝送ユニットが、タイヤ空気圧値の無線伝送を可能にする送受信ユニットを含んでいることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ空気圧監視装置。
3. 個々のタイヤ空気圧測定装置の全ての送信ユニットに、受信ユニットと接続されている唯一の中央受信アンテナが割り当てられていることを特徴とする請求項２に記載のタイヤ空気圧監視装置。
4. タイヤ空気圧測定装置の各送信ユニットに、それぞれの送信ユニットの直近に配設されている受信アンテナが割り当てられており、個々のアンテナが、受信ユニットと接続されていることを特徴とする請求項２に記載のタイヤ空気圧監視装置。
5. 間接タイヤ空気圧監視システムが、付加的に別のタイヤ回転数センサを駆動される車軸又は駆動される車軸の一方のホイールに備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載のタイヤ空気圧監視装置。
6. 間接タイヤ空気圧監視システムが、全ての車輪にホイール回転数センサを備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載のタイヤ空気圧監視装置。
7. 評価ユニットが、車両のヨーレート及び／又は横Ｇに関する情報を少なくとも１つの付加的なドライブダイナミックセンサから受けることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載のタイヤ空気圧監視装置。
8. 特に請求項１〜７のいずれか１つによるタイヤ空気圧監視装置のためのタイヤ空気圧の監視をするための方法において、
   この方法が、
   −タイヤ空気圧値を決定する方法ステップと、
   −間接測定式のタイヤ空気圧監視システムのホイール回転数値から基準値を決定するための学習モードをスタートさせる方法ステップと、
   −決定された基準値からタイヤ空気圧損失のための限界値を決定するための方法ステップと、
   −間接測定式のタイヤ空気圧監視システムのホイール回転数値から現在の比較値を決定する方法ステップと、
   −タイヤ空気圧損失を顧慮して検出限度を考慮して現在測定された比較値と基準値とタイヤ空気圧値との間の差を評価する方法ステップと
   を有することを特徴とするタイヤ空気圧の監視をするための方法。
9. タイヤ空気圧値又は対応する特性値を決定するための間接測定式のタイヤ空気圧監視システムが、駆動されないホイールのホイール回転数情報だけを処理することを特徴とする請求項８に記載のタイヤ空気圧の監視をするための方法。
10. 現在の比較値と好ましくは基準値とが商を有し、その分子が、少なくともホイール回転数を表現する駆動されない車軸の２つの特性値の差又は和から構成され、分母が、少なくとも、好ましくは
    ａ）駆動されない車軸の特性値によって決定された、及び／又は
    ｂ）駆動される車軸の特性値によって決定された
    規格値から構成されることを特徴とする請求項８又は９に記載のタイヤ空気圧の監視をするための方法。
11. 学習モードが、リセットボタンを操作することによってスタートされることを特徴とする請求項８〜１０のいずれか１つに記載のタイヤ空気圧の監視をするための方法。
12. 請求項８〜１１のいずれか１つによる方法を有するアルゴリズムを定義することを特徴とするコンピュータプログラム製品。