JP3570743B2 - タイヤ監視システム内での信号を利用する方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、運転者に対して可能な限り完全な補助をもたらすためにタイヤを測定するタイヤの監視システムに関し、特に、タイヤ監視システム内での信号を利用する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
タイヤ監視システムの第１の目的は、複数のタイヤまたはこれらのタイヤのうちの一つに発生しうるあらゆる異常について運転者に警報を発することにある。このため、タイヤにて読み取られた圧力及び温度の値を表示するだけでは充分ではない。また、読み取られた圧力及び温度に関する表示事項を常時参照することは面倒であり、特にこれらの測定が走行中のタイヤの過熱等のような様々な外乱に影響されるので、運転者によるそれら表示事項の解釈は、きわめて不確かなものである。このような理由から、タイヤのうちの１本または複数本がもはや正常な機能状態でなくなり、更に車両の利用安全性にとって危険な領域に入った場合、プロセッサーは運転者に警報を与えるために適切な処理プログラムに従って信号を包括的に利用する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、故障の場合に「警報」機能を確保することができるばかりでなく、空気入れステーションにおいてまたはポータブル式空気入れ装置を用いて、定期メンテナンス作業中にタイヤに続けて空気入れをする場合にその補助を提供することにあるが、通常、作業者は該当する車両の膨張圧力を示す表をもっていない。タイヤ圧力監視システムが利用可能であっても、このシステムは必ずしも作業者に対して公称圧力値についての情報を与えてくれない。作業者に対し、タイヤ監視システムによってインパネに供給された表示を各調整の間に照合することによって連続的調整を行なう負担を課すことは考えられない。
作業者に対して再膨張の一助を提供するために、タイヤ監視システムを利用することは既に提案されてきた。この問題に対する従来のアプローチは、再膨張に着手しようとしていることを、例えばインパネでの適切な制御によりシステムに指示するよう運転者に要求すること、或いは、例えばＥＰ特許出願ＥＰ ０ ２８４ ８９５号で提案されているように、バルブなどにセンサーを取り付けて、空気入れ装置の利用を検出すること等であった。
【０００４】
材料の多孔性または漏れを原因として、利用中のタイヤは一方的に空気を失うのみであるという観察事実から出発して、再膨張の始まりが検出された時点で正常機能モードから再膨張補助モードに自動的に転換することのできる監視システムを作ることが提案されている。この転換は自動的であるばかりでなく、自然発生的であり、再膨張状況に特異的な補足的情報を援用することなく、タイヤの状態についての独自の知識しか利用しない。
本発明の目的は、故障の場合に「警報」機能を確保することができるばかりでなく、空気入れステーションにおいてまたはポータブル式空気入れ装置を用いて、定期メンテナンス作業中にタイヤに続けて空気入れをする場合にその補助を与えるタイヤ監視システム内での信号を利用する方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、各タイヤの膨張圧力Ｐの測定値を送り出し、一つのタイヤの圧力がもはや正常とみなされない場合に車両の運転者に対して警報を与えることからなる正常機能モードと再膨張補助機能モードを有するタイヤ監視システムにおける信号を利用する方法は、あらゆる瞬時ｔにおいて、
ａ）瞬時ｔの前に存在するタイヤの前状態を表わす膨張圧力Ｐのろ過された値を示すろ過膨張圧力Ｐ_Ｆ を計算し、
ｂ）膨張圧力Ｐと、ろ過膨張圧力Ｐ_Ｆ を比較し、
ｃ）膨張圧力Ｐと、ろ過膨張圧力Ｐ_Ｆ との差を表わすＰ−Ｐ_Ｆ の絶対値が経験的に決定されたしきい値よりも大きい場合、観察されたタイヤが再膨張中であることを検出し、考慮対象のタイヤの再膨張を補助する機能モードに自動的に転換する。
【０００６】
【作用】
本発明のタイヤ監視システムにおける信号を利用する方法では、あらゆる瞬時ｔにおいて、瞬時ｔの前に存在するタイヤの前状態を表わす膨張圧力Ｐのろ過された値を示すろ過膨張圧力Ｐ_Ｆ を計算し、膨張圧力Ｐと、ろ過膨張圧力Ｐ_Ｆ を比較し、膨張圧力Ｐと、ろ過膨張圧力Ｐ_Ｆ との差を表わすＰ−Ｐ_Ｆ の絶対値が経験的に決定されたしきい値よりも大きい場合、観察されたタイヤが再膨張中であることを検出し、考慮対象のタイヤの再膨張を補助する機能モードに自動的に転換する。
【０００７】
【実施例】
以下の記述は、ろ過膨張圧力Ｐ_Ｆ を計算するために選択されたフィルターによって特に効果的な本発明の一実施例について述べており、これは、信号処理アルゴリズムを示す添付された図１によって例示されている。
各タイヤｉについて膨張公称圧力Ｐ_{ｉ ｎｏｍ} が分かっているため、次元無しの推定量を構築することができる：
ＰＲ_ｉ （ｔ） ＝Ｐ_ｉ （ｔ） ／Ｐ_{ｉ ｎｏｍ}
測定値Ｐ_ｉ （ｔ） に基づく値ＰＲ_ｉ （ｔ） の全ての変動を隠すことを可能にするフィルターを構築しなければならない。このフィルターは、タイヤの膨張圧力の前状態の経過を表わしていなければならない。従って各タイヤｉについて、好ましくは最後の再膨張以降のタイヤの膨張状態全ての表示を具現化するろ過された値を示すろ過膨張圧力Ｐ_Ｆ （または次元無しの推定量を利用する場合にはＰＲ_Ｆ ）を計算することになる。このろ過された値は、以下のように計算される：
ＰＲ_Ｆｉ（ｔ） ＝Ｋ_１ ＰＲ_Ｆｉ（ｔ−１）＋Ｋ_２ ＰＲ_ｉ（ｔ）
ただしＫ_１ ＋Ｋ_２ ＝１である。
【０００８】
圧力再調整の直後に、最初のろ過された値としてＰＲ_Ｆｉ（ｔ） ＝１を採り入れることによりシステムを初期設定する。次に、その後のサイクル全てについて計算されたこのろ過された値は、膨張圧力の実際状態に適合する基準、即ち熱現象によるかなり緩慢な変動に従うことができるが再膨張による急速な変動には従わない基準、を与えることを可能にする。再膨張の検出は、推定量の最後の値ＰＲ_ｉ （ｔ） がろ過された値ＰＲ_Ｆｉ（ｔ） から超過して離れたことを探知することからなる。実験により、熱的原因による偏向を考慮に入れるのに充分な大きさでしかも開始してまもなく再膨張を検出するのに充分小さいものにとどまっているしきい値εがきわめて容易に選択される。
実験では、Ｋ_１ ＝０．９及びＫ_２ ＝０．１という値が優れた結果を与えることを示した。フィルターの感度、即ち再膨張を実際に始めた時点からの反応速度は、タイヤに吹き込まれた空気の流量によって左右される。提案されたフィルターは、手動ポンプと同様に高流量の空気入れステーションをも利用することを可能にする。再膨張ポンプの流量が高いだけに、重量Ｋ_１ を減少させることが望ましい。図１において、Ｋ_１ 及びＫ_２ の値は、それぞれ０．９８及び０．０２で示されている。これらの値は、それぞれ０．９９及び０．０１に達してもよい。この後者の場合でさえも、約０．７秒ぐらいの監視周期時間で、一つのステーションが膨張度を監視するのが普通であり、システムは、再膨張補助モードに転換するのに２〜３秒以上も掛からない。
【０００９】
再膨張に対する補助として、正常モードで作動している場合の同じシステムにより利用されものと同じ空気圧監視範囲を再利用することで満足することはできない。いわゆる監視を行なう正常モードでは、より大きい空気損失（例えば公称圧力との関係において−１５％）を許容することになるのに対して、場合によっては車両の利用条件（例えば場合によっての荷重センサー）を考慮に入れる公称値を綿密にとり囲む一つのせまい許容範囲（例えば±３％）を遵守しながら再膨張させなくてはならない。
提案された再膨張に対する補助は、測定された圧力Ｐ_ｉ （ｔ） が最小しきい値Ｐ_{ｉ ｍｉｎ} より小さい場合に第１の警報を供給し、測定された圧力Ｐ_ｉ （ｔ） が最大しきい値Ｐ_{ｉ ｍａｘ} より大きい場合に第１の警報とは全く異なる第２の警報を供給することからなる。
作業者は、通常、車外にいることから、第１の警報は連続的に報知器を起動し、第２の警報はこの同じ報知器を断続的に起動する。報知器が止まらないかぎり、そして少なくとも報知器が断続的に作動するようになるまでは、空気入れをしなくてはならないということを作業者は知っている。ユーザーに対し必要な指示事項を連絡するため、考慮対象のタイヤに最も近いウィンカーの電球を利用することもできる。
【００１０】
再膨張補助モードへの自動的移行の信頼性を増大すべく、その他の信憑性テストを付加することができる。例えば、ＰＲ_ｉ（ｔ）-ＰＲ_Ｆｉ（ｔ）の絶対値が、しきい値εよりも更に大きいことを確認した後、同じテストが、車両の他の全てのタイヤについてしきい値εよりも小さいままでとどまる値を与えることを確認することができる。これは、ユーザーが一度にそのタイヤのうちの一つしか空気を入れることができないと仮定しているからである。
ステーションで再膨張を行なうのが普通であり、膨張のための空気の流量は、空気が抜けるときの流量よりも大きい。従って、警報が高らかに鳴るまで考慮の対象となるタイヤを再膨張し、そして当該警報が高らかに鳴るのが止まるまでゆっくりゆっくりタイヤの空気を抜いて行くので、再膨張補助モードの利用が特に容易である。
一定の与えられたタイヤについてシステムがいかに膨張補助モードに転換できるかを上述した。このことは、添付した図１のフローチャート上でＭ_ｉ＝Ａｓｓｉｓ．という条件で象徴されている。ここでタイヤｉについてシステムがこの補助モードを自動的に終了するために満たすべき条件を設定しなければならない。そこで以下の３つの条件を確認する：
別のタイヤｊに対する補助モードへの切替え：Ｍ_ｊ＝Ａｓｓｉｓ．；
同じタイヤへの空気の供給なしでの補助モードにおける長い期間θ_Ｍｉ：ここでθ_{Ｍｉ＝Ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ}＞θ_０であり、θ_０は予め設定されたしきい値持続時間、及び
車両の発進：例えばスタータからの操作指示（プロンプティング）、好ましくは速度センサーから得られた情報からの操作指示。
【００１１】
これら３つの条件のうち少なくとも一つの条件が満たされた場合、システムは、タイヤｉに対して正常モードに切り替わる。これは図１で、モードＭ_ｉ＝Ｎｏｒｍａｌへの切替えとして示される。
そして図１に示すように、正常機能モードを再膨張補助モードに切り替わった後、タイヤｉに対する新しい基準値が記憶され（Ｐ_ｉｎｏｍの記憶）、フィルターＰＲ_Ｆｉは経過（即ち、履歴）を消去して再度初期設定される。フィルターは慣習的に値１をとる（即ち、ＰＲ_ＦｉのＲＡＺ）。
監視システム自体が電力を消費するかぎりにおいて、一般に、原動機が機能しない場合にはシステムは自動的に切断されるようになっている。本発明により提案されているように再膨張補助モードをシステムに内蔵する場合、車両のスタータースイッチがオフ位置以外の位置にある時にシステムが作動できることが必要である。好ましくは不揮発性メモリにタイヤの経過に関するデータを記憶させなくてはならない。
上述したように、本発明の方法を利用したタイヤ監視システムは、パンク及び膨張不足の検出という正常モードとタイヤ再膨張補助モードに従って機能する。二つのモード間の切替えには、ユーザーの介入が全く必要とされない。即ち、一つのタイヤの膨張圧力の上昇を検出することにより、それから問題のタイヤが再膨張中であることを推測することができる。
【００１２】
【発明の効果】
本発明のタイヤ監視システムにおける信号を利用する方法を用いたシステムは、各タイヤの内部で読みとられた圧力の測定値に基づいている。ところでこの圧力は、タイヤの過熱のためまたはタイヤを再膨張させているときに限らず、上昇する可能性がある。しかし、熱現象である過熱の時定数は非常に大きく、低流量の手動式空気入れ装置を利用している場合でさえ、再膨張のものよりもはるかに大きい。適切なフィルターのおかげで、非常に信頼性の高いやり方で、過熱と再膨張を区別することができる。
このように練上げられた監視システムは、実際にタイヤを再膨張させたいと考える場合に運転者に補助をもたらすのみならず、例えば前後で異なる膨張圧力をもつ車両上でのタイヤの入れ換えの際に圧力を再調整するのを忘れた場合に警報を与えることをも可能にする。この場合、少なくとも一つの車軸上で、システムは、自然でない推移つまり再膨張を検出することになり、入れ換え作業を行なった者つまり運転者は、再膨張補助モードへの自動的移行により警告を受けることができる。同様に、パンクの後に非常用ホイールを設置する際には、システムは自動的に再膨張補助モードに転換し、非常用ホイールは常に各車軸のタイヤの公称圧力のうち最大のものよりも上回る圧力に膨張されていなくてはならないことから、一般に過剰膨張の警報を与えることになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の車両タイヤ監視システムにおける信号を利用する方法における信号処理のアルゴリズムを説明するためのフローチャートである。

Claims (5)

1. 各タイヤの膨張圧力Ｐの測定値を送り出し、一つのタイヤの圧力がもはや正常とみなされない場合に車両の運転者に対し警報を与えることからなる正常動作モード及び再膨張補助動作モードを有するタイヤ監視システムにおける信号を利用する方法であり、該監視システムは、前記車両の前記タイヤの一つの前記膨張圧力の大きな変化の検出により正常動作モードから再膨張補助動作モードに自動的に切り替える、該方法であって、瞬時ｔにおいて、
   ａ）Ｋ_１＋Ｋ_２＝１の関係を有し、Ｐ_Ｆ（ｔ）＝Ｋ_１Ｐ_Ｆ（ｔ−１）＋Ｋ_２Ｐ（ｔ）であるような、瞬時ｔの前に存在するタイヤの前状態を表わす膨張圧力Ｐのろ過された値を示すろ過膨張圧力Ｐ_Fを計算し、
   ｂ）前記膨張圧力Ｐと前記ろ過膨張圧力Ｐ_Fを比較し、
   ｃ）前記膨張圧力Ｐと前記ろ過膨張圧力Ｐ_Fとの差を表すＰ−Ｐ_Fの絶対値が経験的に求められたしきい値よりも大きい場合には、観察されたタイヤが再膨張中であることを検出し、考慮されるタイヤに対して前記再膨張補助動作モードに自動的に切り替わることを特徴とするタイヤ監視システムにおける信号を利用する方法。
2. 前記膨張圧力Ｐの測定値は、考慮される前記タイヤについての公称圧力Ｐ_ｉとの関係における割合で表わされることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記再膨張に対する補助は、測定圧力Ｐ_i(t)が最小しきい値Ｐ_iminより小さい場合に第１の警報を供給し、該測定圧力Ｐ_i(t)が最大しきい値Ｐ_imaxより大きい場合に該第１の警報とは全く異なる第２の警報を供給することを特徴とする請求項１または請求項２のいずれか一項に記載の方法。
4. 前記Ｐ−Ｐ_Fの絶対値は、考慮される前記タイヤについて選択されたしきい値よりも大きいことを確認した後、該Ｐ−Ｐ_Fの絶対値が同じ車両のその他のタイヤ全体について選ばれたしきい値よりも小さいままでとどまる場合にのみ前記再膨張に対する補助モードに切り替わることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の方法。
5. もう一つのタイヤの再膨張が検出された場合、または一定のタイヤについての再膨張補助モードでの動作時間が予め定められた期間を超えた場合、またはその他の予め定められた条件が満たされた場合に、一つのタイヤの再膨張補助モードを終了することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の方法。

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