JP3475165B2 - タイヤ空気圧低下警報装置および方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はタイヤ空気圧低下警
報装置および方法に関する。さらに詳しくは、低燃費タ
イヤのような柔らかく高扁平のタイヤの高速走行時にお
いても、タイヤの減圧を検知することができるタイヤ空
気圧低下警報装置および方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、４輪の回転（車輪速）情報か
らタイヤの減圧を検出するタイヤ空気圧低下警報システ
ム（ＤＷＳ（登録商標））がある。このシステムは、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
ると回転速度や回転角速度が増加するという原理を用い
ている。たとえばタイヤの回転角速度の相対的な差から
内圧低下を検出する方法（特開昭６３−３０５０１１号
公報参照）では、判定値ＤＥＬとして、 ＤＥＬ＝｛（Ｆ１＋Ｆ４）／２−（Ｆ２＋Ｆ３）／２｝
／｛（Ｆ１＋Ｆ２＋Ｆ３＋Ｆ４）／４｝×１００（％） を用いている。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。

【０００３】このＤＥＬ値を計算し、さらにコーナリン
グ補正など必要な補正や不要なデータのリジェクトを施
し、予め設定したしきい値をこえたときにタイヤの減圧
が発生していると判定している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、走行中
のタイヤには遠心力が作用しており、タイヤを外側へ膨
らまそうとする働きがある。そのため、タイヤが減圧し
ても遠心力の影響でタイヤ径があまり変化しないため
に、従来の方法では、パンクを検出できないというケー
スがしばしば存在する。

【０００５】とくに、低燃費仕様のタイヤで、１５０ｋ
ｍ／ｈ程度の高速走行を行なうと、パンクを検出できな
いというケースが多くなる。この低燃費仕様のタイヤ
は、構造が柔らかく高扁平なので、内圧が低下すると遠
心力に対する拘束力がさらに弱くなるため、外側に膨れ
やすくなる。このような理由から、このような低燃費仕
様のタイヤで、１５０ｋｍ／ｈ程度の高速走行中、パン
クが生じても、従来のタイヤ空気圧低下警報装置では検
出することは難しい。

【０００６】本発明は、叙上の事情に鑑み、車両の高速
走行時においても、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警報装置および方法を提供すること
を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明のタイヤ空気圧低
下警報装置は、車両の車輪から得られる車輪速情報に基
づいてタイヤの内圧低下を検知してドライバーに警報す
るタイヤ空気圧低下警報装置であって、前記各タイヤの
車輪速情報を検知する車輪速情報検知手段と、前記各タ
イヤの車輪速情報を記憶するメモリ手段と、車両速度お
よび各タイヤの車輪速情報から判定値を演算する演算手
段と、高速走行中における車両速度と前記判定値との相
関関係の度合に基づいて、タイヤの空気圧の低下を判定
する判定手段とを備えてなることを特徴とする。

【０００８】また本発明のタイヤ空気圧低下警報方法
は、車両の車輪から得られる車輪速情報に基づいてタイ
ヤの内圧低下を検知してドライバーに警報するタイヤ空
気圧低下警報方法であって、前記各タイヤの車輪速情報
を検知する工程と、前記各タイヤの車輪速情報を記憶す
る工程と、車両速度および各タイヤの車輪速情報から判
定値を演算する工程と、高速走行中における車両速度と
前記判定値との相関関係の度合に基づいて、タイヤの空
気圧の低下を判定する工程を備えていることを特徴とす
る。

【０００９】

【発明の実施の形態】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装置および方法を説明する。

【００１０】図１は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、図２は図１における
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。

【００１１】図１に示すように、タイヤの空気圧低下警
報装置は、４輪車両に備えられた４つのタイヤＦＬ、Ｆ
Ｒ、ＲＬおよびＲＲ（前左タイヤ、前右タイヤ、後左タ
イヤおよび後右タイヤ）の空気圧が低下しているか否か
を検出するもので、前記タイヤＦＬ、ＦＲ、ＲＬおよび
ＲＲにそれぞれ関連して設けられた通常の車輪速センサ
１を備えている。車輪速センサ１は、各タイヤの回転情
報、たとえば回転数、回転速度または角速度などを検知
する。そして、該車輪速センサ１の出力は制御ユニット
２に与えられる。この制御ユニット２には、空気圧が低
下したタイヤＦＬ、ＦＲ、ＲＬおよびＲＲ（Ｗ１〜Ｗ
４）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、およびドライ
バーなどによって操作することができる初期化スイッチ
４が接続されている。

【００１２】前記制御ユニット２は、図２に示すよう
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ＣＰ
Ｕ２ｂ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。

【００１３】なお、本実施の形態では、前記車輪速セン
サ１が車輪速情報検知手段であり、前記制御ユニット２
にメモリ手段、演算手段および判定手段が含まれる。

【００１４】一般のタイヤのうち、とくにタイヤ構造の
柔らかいタイヤでの高速走行では、タイヤへの遠心力の
影響が大きくなる。もともと構造が柔らかいうえに、減
圧が生じるとさらにタイヤの拘束力が低くなるため、遠
心力によってタイヤが外側へ膨らむ量が多くなる。これ
は、車両速度によってタイヤ径が変化しやすくなり、減
圧が生じると車両速度とタイヤの外径との相関が高くな
ることを示している。

【００１５】これは、言い換えると、対角線上にある一
対の車輪からの車輪速の合計から対角線上にある他の一
対の車輪からの車輪速の合計を引き算し、その結果と２
つの合計の平均値との比率を判定値（ＤＥＬ値）とした
場合に、減圧が生じると、そのタイヤの外径変化量の速
度依存性が大きくなるため、減圧を生じたタイヤでの高
速走行においては、ＤＥＬ値と車両速度との相関関係の
度合がかなり高くなることがわかる。

【００１６】前記ＤＥＬ値としては、つぎの式から求め
ることができる。

【００１７】

【数１】

【００１８】ここで、Ｖ(X)：タイヤの回転速度（ｍ／
ｓｅｃ） ｘ ：１＝前左タイヤ、２＝前右タイヤ、３＝後左タイ
ヤ、４＝後右タイヤである。

【００１９】なお、４輪のタイヤの空気圧がほとんど等
しければ、遠心力に対する影響も等しいので相殺され、
ＤＥＬ値には影響はでない。

【００２０】本実施の形態では、減圧したタイヤが、そ
の他の正常内圧のタイヤに比べて、タイヤの回転時に生
じる遠心力の影響を受けやすいため、高速走行時には車
両速度とタイヤの外径との相関が高くなるという現象を
利用し、高速走行中にＤＥＬ値と車両速度との相関係数
を計算する。そして、その相関係数が予め設定したしき
い値をこえ、ＤＥＬ値と車両速度との相関関係の度合が
非常に高いと判断されたときに、タイヤに減圧が生じた
と判断し、ドライバーに警報する。

【００２１】たとえばｘ_iをｉ番目の車両速度、ｙ_iをｉ
番目のＤＥＬ値とすると、前記判定値と車両速度との相
関係数ｒはつぎの式（２）で求められる。

【００２２】

【数２】

【００２３】ここに、Ｓ(xx)、Ｓ(yy)はそれぞれ変量ｘ
とｙの偏差平方和であり、Ｓ(xy)はｘとｙとの偏差積和
である。すなわち

【００２４】

【数３】

【００２５】である。ただし、ｎは、ｘとｙの１対のデ
ータを１個として数えたデータの数である。前記式
（２）によって求められる試料相関係数ｒは、 −１≦ｒ≦１ の範囲にある。

【００２６】そして、相関係数ｒは、一般的に相関係数
が０．８を超えると「かなり高度な相関」であるとみな
すことができることから、０．８〜１または−０．８〜
−１の範囲に設定するのが好ましい。

【００２７】

【実施例】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。

【００２８】まず前輪駆動車（ＦＦ車）の４輪タイヤと
して、低燃費仕様のタイヤ（タイヤサイズ １５５／７
０Ｒ１５）を装着した車両を用意した。そして、４つの
タイヤの空気圧を正常内圧にした場合（車両Ａ）および
後右タイヤのみ４０％減圧にした場合（車両Ｂ）につい
て車両をドイツのアウトバーンを走行させた。

【００２９】車輪速のサンプリング時間は１秒である。
走行中の測定時間は１０分に設定した。

【００３０】車両Ｂについては、車両速度Ｖが１００ｋ
ｍ／ｈ以下の走行と車両速度Ｖが平均１５１ｋｍ／ｈ
（最低速度９０ｋｍ／ｈ〜最高速度１９０ｋｍ／ｈ）で
走行させた。

【００３１】つぎに前記車両Ａおよび車両Ｂの走行中
に、判定値（ＤＥＬ値）と車両速度Ｖとのあいだの相関
関係の度合から、タイヤの空気圧の低下を判定するとと
もに（実施例）、判定値（ＤＥＬ値）の平均を求める従
来の手法による減圧判定を行なった（比較例）。その結
果を表１に示す。なお、実施例における警報のしきい値
は、−０．８〜−１または０．８〜１とした。また比較
例における警報のしきい値は、０．１５とした。

【００３２】

【表１】

【００３３】表１から、比較例では１００ｋｍ／ｈ以下
の速度域での減圧検出は可能であるが、９０ｋｍ／ｈか
ら１９０ｋｍ／ｈの高速域での減圧検出は不可能である
ことがわかる。反対に実施例では、１００ｋｍ／ｈ以下
での減圧検出は不可能であるが、９０ｋｍ／ｈから１９
０ｋｍ／ｈの速度域での減圧検出が可能であることがわ
かる。したがって、両方の検出方法を併用することで、
減圧検出の性能を向上させることが可能であることがわ
かる。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明によれば、
高速走行によって遠心力の影響が大きくなり、タイヤが
減圧しているにもかかわらず、判定値が大きくならなく
ても、判定値と車両速度の相関関係の度合より、減圧し
ているかどうかを判断することができる。したがって、
従来手法と本発明を組み合わせて判定を行なうことによ
り、高速領域および低速領域のどちらにおいてもタイヤ
の減圧判定を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】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２】図１におけ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。

【符号の説明】

１ 車輪速センサ（車輪速情報検知手段） ２ 制御ユニット ３ 表示器 ４ 初期化スイッチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B60C 23/00 - 23/08

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両の車輪から得られる車輪速情報に基
   づいてタイヤの内圧低下を検知してドライバーに警報す
   るタイヤ空気圧低下警報装置であって、前記各タイヤの
   車輪速情報を検知する車輪速情報検知手段と、前記各タ
   イヤの車輪速情報を記憶するメモリ手段と、車両速度お
   よび各タイヤの車輪速情報から判定値を演算する演算手
   段と、高速走行中における車両速度と前記判定値との相
   関関係の度合に基づいて、タイヤの空気圧の低下を判定
   する判定手段とを備えてなるタイヤ空気圧低下警報装
   置。
2. 【請求項２】 前記判定手段が、タイヤの外径が当該タ
   イヤの車輪の車輪速と相関関係にある場合、対角線上に
   ある一対の車輪からの車輪速の合計から対角線上にある
   他の一対の車輪からの車輪速の合計を引き算し、その結
   果と２つの合計の平均値との比率を減圧の判定値とし、
   高速走行中における当該判定値と車両速度とのあいだの
   相関関係の度合から、タイヤの空気圧の低下を判定する
   請求項１記載の空気圧低下警報装置。
3. 【請求項３】 前記判定値と車両速度の相関関係におい
   て、相関係数が０．８〜１または−０．８〜−１の範囲
   である請求項２記載の空気圧低下警報装置。
4. 【請求項４】 車両の車輪から得られる車輪速情報に基
   づいてタイヤの内圧低下を検知してドライバーに警報す
   るタイヤ空気圧低下警報方法であって、前記各タイヤの
   車輪速情報を検知する工程と、前記各タイヤの車輪速情
   報を記憶する工程と、車両速度および各タイヤの車輪速
   情報から判定値を演算する工程と、高速走行中における
   車両速度と前記判定値との相関関係の度合に基づいて、
   タイヤの空気圧の低下を判定する工程を備えているタイ
   ヤ空気圧低下警報方法。
5. 【請求項５】 前記タイヤの外径が当該タイヤの車輪の
   車輪速と相関関係にある場合、対角線上にある一対の車
   輪からの車輪速の合計から対角線上にある他の一対の車
   輪からの車輪速の合計を引き算し、その結果と２つの合
   計の平均値との比率を減圧の判定値とし、高速走行中に
   おける当該判定値と車両速度とのあいだの相関関係の度
   合から、タイヤの空気圧の低下を判定する請求項４記載
   の空気圧低下警報方法。
6. 【請求項６】 前記判定値と車両速度の相関関係におい
   て、相関係数が０．８〜１または−０．８〜−１の範囲
   である請求項５記載の空気圧低下警報方法。