JP3702816B2 - タイヤ空気圧低下警報装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、タイヤ空気圧が低下しているとの警報をステアリングの振動で運転者に告知するタイヤ空気圧低下警報装置の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、タイヤ空気圧警報技術としては、例えば、特開平７−２５７１１９号公報には、タイヤ内圧を直接検出し、自動車のタイヤ空気圧が減少したとき、何れのタイヤであるかを電磁波により運転者に対して的確に伝送できるタイヤ毎の減圧警報装置が記載されている。また、例えば、特開平１０−４４７２７号公報には、タイヤの動荷重半径比によりタイヤ空気圧を推定し、タイヤ空気圧が異常時に警報を行うタイヤ空気圧警報装置が記載されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のタイヤ空気圧警報技術にあっては、タイヤ空気圧を直接的または間接的に検出し、タイヤ空気圧の低下時にインジケータランプへの点灯表示やディスプレイへの圧力値表示等により運転者にタイヤ空気圧の低下を告知する構成になっていたため、運転者が表示を見落としたり、或いは、的確にタイヤ空気圧の低下を認識できないという問題があった。
【０００４】
また、上記表示による警報手段に加え、ブザーによってタイヤ空気圧の低下を告知する構成とした場合、ブザー音により運転者だけでなく同乗者にも不快感を与えるという問題がある。
【０００５】
一方、視覚（点灯表示等）や聴覚（ブザー音等）に訴える警報とした場合の問題を解決するものとして、例えば、特開２０００−１６８４６８号公報（発明の名称：車両用の情報伝達装置）や、特開平９−１６４８５８号公報（発明の名称：車両用警報装置）や、特開平７−２１５１４４号公報（発明の名称：操舵系加振式車両用警告装置）には、ステアリング振動という触覚に訴える手段により運転者に異常を認識させるものが知られている。
【０００６】
そこで、従来のタイヤ空気圧警報技術とステアリング振動技術との組み合わせを想定した場合、タイヤ空気圧を直接的または間接的に検出し、タイヤ空気圧の低下時にステアリング振動により運転者に空気圧低下を告知するものとなる。
【０００７】
しかし、この組み合わせ技術にあっては、タイヤの空気圧低下状況にかかわらず同じ振動パターンによる一定のステアリング振動を与えるものであるため、例えば、タイヤの空気圧が急激に低下している状況なのか、タイヤの空気圧がほんの少しずつ低下している状況なのか、という空気圧の減少度合いを運転者が認識することができない。
【０００８】
このため、ステアリング振動により空気圧低下を認知したら早急に車両を停止してタイヤ交換等を行うべきなのか、或いは、ステアリング振動により空気圧低下を認知しても、タイヤ空気圧の低下した車両を走行させて適切な場所（駐車場やガソリンスタンド等）まで移動し、そこでタイヤ交換やタイヤ修復を行うべきなのか、を判断することができない。
【０００９】
本発明は、上記問題点に着目してなされたもので、第１の目的とするところは、運転者が容易にタイヤ空気圧の減少度合いを認識できると共に、同乗者に不快感を与えないタイヤ空気圧低下警報装置を提供することにあり、第２の目的とするところは、タイヤ空気圧低下状態でタイヤの負荷が高くなったことを認識できるタイヤ空気圧低下警報装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記第１の目的を達成するため、請求項１に係る発明では、
タイヤの空気圧を検出する空気圧検出手段と、
前記空気圧検出手段の検出結果に基づきタイヤ空気圧が警報を与えるレベルまで低下したかどうかを判断する空気圧低下判断手段と、
微少振動をステアリング系に付与する振動付与手段と、前記空気圧低下判断手段によりタイヤ空気圧の低下が判断された場合、前記振動付与手段を作動させる振動発令制御手段と、
前記空気圧検出手段からのタイヤ空気圧検出値が減少するほど、ステアリング系に付与する前記微少振動の周波数を低くする振動パターンに設定する空気圧対応振動パターン設定手段と、
前記振動付与手段に対し、前記空気圧対応振動パターン設定手段による振動パターン設定に応じた振動変更指令を出力する振動変更制御手段と、
を備えていることを特徴とする。
請求項２に係る発明では、
請求項１に記載されたタイヤ空気圧低下警報装置において、
前記空気圧対応振動パターン設定手段は、空気圧検出手段からのタイヤ空気圧検出値が減少するほど、ステアリング系に付与する前記微少振動の周波数を低くすると共に振幅を大とする振動パターンに設定することを特徴とする。
【００１１】
上記第２の目的を達成するため、請求項３に係る発明では、
タイヤの空気圧を検出する空気圧検出手段と、
前記空気圧検出手段の検出結果に基づきタイヤ空気圧が警報を与えるレベルまで低下したかどうかを判断する空気圧低下判断手段と、
車速を検出する車速検出手段と、
微少振動をステアリング系に付与する振動付与手段と、
前記空気圧低下判断手段によりタイヤ空気圧の低下が判断された場合、前記振動付与手段を作動させる振動発令制御手段と、
前記車速検出手段からの車速検出値が高車速を示すほど前記微少振動の振幅を大とするか、若しくは、前記微少振動の頻度を低とする振動パターンに設定する車速対応振動パターン設定手段と、
前記振動付与手段に対し、前記車速対応振動パターン設定手段による振動パターン設定に応じた振動変更指令を出力する振動変更制御手段と、
を備えていることを特徴とする。
【００１２】
上記第２の目的を達成するため、請求項４に係る発明では、
タイヤの空気圧を検出する空気圧検出手段と、
前記空気圧検出手段の検出結果に基づきタイヤ空気圧が警報を与えるレベルまで低下したかどうかを判断する空気圧低下判断手段と、
車両に作用する横加速度を検出する横加速度検出手段と、
微少振動をステアリング系に付与する振動付与手段と、
前記空気圧低下判断手段によりタイヤ空気圧の低下が判断された場合、前記振動付与手段を作動させる振動発令制御手段と、
前記横加速度検出手段からの横加速度検出値が大きい値を示すほど前記微少振動の振幅を大とするか、若しくは、前記微少振動の頻度を低とする振動パターンに設定する横加速度対応振動パターン設定手段と、
前記振動付与手段に対し、前記横加速度対応振動パターン設定手段による振動パターン設定に応じた振動変更指令を出力する振動変更制御手段と、
を備えていることを特徴とする。
【００１３】
請求項５に係る発明では、請求項１ないし請求項４の何れか１項に記載されたタイヤ空気圧低下警報装置において、
前記振動付与手段は、自動操舵制御により車両の走行軌跡を目標軌跡に追従させるレーンキープシステムのステアリング系に設けられたレーンキープアクチュエータであることを特徴とする。
【００１４】
請求項６に係る発明では、請求項３に記載されたタイヤ空気圧低下警報装置において、
前記車速対応振動パターン設定手段は、前記車速検出手段からの車速検出値が所定車速以下の場合に前記微少振動のステアリング系への付与を中止することを特徴とする。
【００１５】
請求項７に係る発明では、請求項４に記載されたタイヤ空気圧低下警報装置において、
前記横加速度対応振動パターン設定手段は、前記横加速度検出手段からの横加速度検出値が所定値以下の場合に前記微少振動のステアリング系への付与を中止することを特徴とする。
【００１６】
【発明の作用および効果】
請求項１に係る発明にあっては、空気圧検出手段において、タイヤの空気圧が検出され、空気圧低下判断手段において、空気圧検出手段の検出結果に基づきタイヤ空気圧が警報を与えるレベルまで低下したかどうかが判断され、この空気圧低下判断手段によりタイヤ空気圧の低下が判断された場合、振動発令制御手段において、微少振動をステアリング系に付与する振動付与手段が作動される。そして、空気圧対応振動パターン設定手段において、空気圧検出手段からのタイヤ空気圧検出値が減少するほど、ステアリング系に付与する前記微少振動の周波数を低くする振動パターンに設定され、振動変更制御手段において、振動付与手段に対し、空気圧対応振動パターン設定手段による振動パターン設定に応じた振動変更指令が出力される。
【００１７】
よって、走行中にタイヤ空気圧が警報を与えるレベルまで低下すると、タイヤ空気圧の減少するほど周波数を低くする振動パターンによる微少振動がステアリング系に付与されるため、ステアリングホイールを握っている運転者は、手に伝わる振動の周波数により容易にタイヤ空気圧の減少度合いを認識することができる。つまり、振動周波数を低周波数にするほどより運転者に違和感を与えることができるため、運転者が感じる違和感の大きさにより、空気圧の減少度合いを容易に認識することができる。
加えて、ステアリング振動による警報であるため、ブザー等の音による警報と比較した場合、同乗者に不快感を与えることがない。
請求項２に係る発明にあっては、空気圧対応振動パターン設定手段において、空気圧検出手段からのタイヤ空気圧検出値が減少するほど、ステアリング系に付与する前記微少振動の周波数を低くすると共に振幅を大とする振動パターンに設定されるため、手に伝わる振動の周波数と振幅により容易にタイヤ空気圧の減少度合いを認識することができる。つまり、振動周波数の振幅を大きくするほどより運転者に違和感を与えることができるため、周波数と振幅との組み合わせとすることで、運転者が感じる違和感の大きさにより、周波数のみに比べてより空気圧の減少度合いを容易に認識することができる。
【００１８】
請求項３に係る発明にあっては、空気圧検出手段において、タイヤの空気圧が検出され、空気圧低下判断手段において、空気圧検出手段の検出結果に基づきタイヤ空気圧が警報を与えるレベルまで低下したかどうかが判断され、この空気圧低下判断手段によりタイヤ空気圧の低下が判断された場合、振動発令制御手段において、微少振動をステアリング系に付与する振動付与手段が作動される。
そして、車速対応振動パターン設定手段において、車速検出手段からの車速検出値が高車速を示すほど微少振動の振幅を大とするか、若しくは、微少振動の頻度を低とする振動パターンに設定され、振動変更制御手段において、振動付与手段に対し、車速対応振動パターン設定手段による振動パターン設定に応じた振動変更指令が出力される。
【００１９】
よって、走行中にタイヤ空気圧が警報を与えるレベルまで低下すると、車速が高車速であるほど振幅を大とする微少振動、若しくは、頻度を低とする微少振動（低周波数振動）が与えられるため、高速走行時はステアリングホイールを握っている運転者に対しタイヤへの負荷を軽減する低車速走行への移行を促し、低速での移動中はステアリングホイールを握っている運転者に対する違和感を減少させることができる。つまり、タイヤ空気圧低下状態でタイヤの負荷が高くなったことを認識することができる。
【００２０】
請求項４に係る発明にあっては、空気圧検出手段において、タイヤの空気圧が検出され、空気圧低下判断手段において、空気圧検出手段の検出結果に基づきタイヤ空気圧が警報を与えるレベルまで低下したかどうかが判断され、この空気圧低下判断手段によりタイヤ空気圧の低下が判断された場合、振動発令制御手段において、微少振動をステアリング系に付与する振動付与手段が作動される。
そして、横加速度対応振動パターン設定手段において、横加速度検出手段からの横加速度検出値が大きい値を示すほど微少振動の振幅を大とするか、若しくは、微少振動の頻度を低とする振動パターンに設定され、振動変更制御手段において、振動付与手段に対し、横加速度対応振動パターン設定手段による振動パターン設定に応じた振動変更指令が出力される。
【００２１】
よって、走行中にタイヤ空気圧が警報を与えるレベルまで低下すると、横加速度が高横加速度であるほど振幅を大とする微少振動、若しくは、頻度を低とする微少振動（低周波数振動）が与えられるため、高横加速度が発生するような旋回時はステアリングホイールを握っている運転者に対しタイヤへの負荷を軽減する低横加速度走行への移行を促し、低横加速度による緩旋回時や直進走行時にはステアリングホイールを握っている運転者に対する違和感を減少させることができる。つまり、タイヤ空気圧低下状態でタイヤの負荷が高くなったことを認識することができる。
【００２２】
請求項５に係る発明にあっては、振動付与手段として、自動操舵制御により車両の走行軌跡を目標軌跡に追従させるレーンキープシステムのステアリング系に設けられたレーンキープアクチュエータが用いられる。
【００２３】
よって、レーンキープシステムが搭載されている車両であれば、ステアリング系に対し新たに警報専用の振動付与手段を設ける必要が無く、低コストとしながら、同乗者に不快感を与えないステアリング振動を付与することができる。
【００２４】
請求項６に係る発明にあっては、車速検出手段からの車速検出値が、タイヤに対する負荷が許容できる車速以下である所定車速以下の場合に微少振動のステアリング系への付与を中止するため、運転者がタイヤ空気圧の低下を認識して低速で走行している場合には、不要なステアリング系振動を付加して運転者に違和感を与えることがない。
【００２５】
請求項７に係る発明にあっては、横加速度検出手段からの横加速度検出値が、タイヤに対する負荷が許容できる横加速度以下である所定値以下の場合に微少振動のステアリング系への付与を中止するため、運転者がタイヤ空気圧の低下を認識して低横加速度で走行している場合には、不要なステアリング系振動を付加して運転者に違和感を与えることがない。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明におけるタイヤ空気圧低下警報装置を実現する実施の形態を、請求項１〜請求項７に対応する第１実施例に基づいて説明する。
【００２７】
（第１実施例）
まず、構成を説明する。
図１は第１実施例のタイヤ空気圧低下警報装置が適用されたレーンキープシステム搭載車を示す全体システム図であり、図中１はステアリングホイール、２はコラムシャフト、３は油圧パワーステアリングシステム、４は左前輪、５は右前輪、６は左後輪、７は右後輪、８はレーンキープアクチュエータ（振動付与手段）、９はモータ、１０は電磁クラッチ、１１はウォーム＆ウォームホイール、１２はロータリエンコーダ、１３は舵角センサ、１４は車輪速センサ（車速検出手段）、１５はレーン認識カメラ、１６は車線認識装置、１７はレーンキープコントロールユニット、１８は空気圧センサ（空気圧検出手段）、１９は空気圧センサコントロールユニット、２０は空気圧低下ワーニングランプである。
【００２８】
前記ステアリングホイール１は、運転者によるステアリング操作手段であり、操舵時にその回転角がコラムシャフト２を介して油圧パワーステアリングシステム３のステアリングギヤに伝えられ、ステアリングギヤ内のラックを左右にストローク移動させることにより左右の前輪４，５が操舵される。
【００２９】
前記レーンキープアクチュエータ８は、図２に示すように、レーンキープ制御が行われる自動運転時におけるステアリング操作手段であり、モータ９と、自動運転時にＯＮとなる電磁クラッチ１０と、モータ９の回転をコラムシャフト２に伝えるウォーム＆ウォームホイール１１により構成されている。
【００３０】
前記レーンキープコントロールユニット１７は、前記コラムシャフト２に設けられたレーンキープアクチュエータ８のモータ９及び電磁クラッチ１０に対する制御指令により自車両を目標車線に追従させる車線追従制御手段であり、ロータリエンコーダ１２からのコラムシャフト回転角信号、舵角センサ１３からのハンドル舵角信号、車輪速センサ１４からの車速信号、車両の前方道路を撮影するＣＣＤカメラ等によるレーン認識カメラ１５からの影像信号により走行車線を認識する車線認識装置１６からの信号（例えば、道路曲率、前方注視点横変位等）、等を入力し、これらの入力信号に基づいて、電磁クラッチ１０を締結すると共にモータ９の電流を印加することで自車両を目標車線に追従させるレーンキープ制御を行う。
【００３１】
前記レーンキープコントロールユニット１７は、図３に示すように、舵角センサ１３からのハンドル舵角信号、車輪速センサ１４からの車速信号、空気圧センサコントロールユニット１９からタイヤ空気圧信号を入力し、レーンキープアクチュエータ８のモータ９に対するモータ指令値によりタイヤ空気圧が低下したときにステアリング振動による警報制御を行う。
【００３２】
前記空気圧センサ１８は、前後輪４，５，６，７の各輪のロードホイールにそれぞれ取り付けられ、各輪のタイヤ空気圧を検出する手段で、図４に示すように、タイヤの空気圧（内圧）を検出する圧力センサ１８ａと、作用する遠心力が小さい領域では開となり遠心力が大きい領域では閉となる遠心力スイッチ１８ｂと、特定用途向け集積回路であるＡＳＩＣ１８ｃと、発信子１８ｄと、送信アンテナ１８ｅとを有して構成され、電池寿命を確保するために設置された遠心力スイッチ１８ｂの開閉をトリガにして、停止を含む車速が低い領域では長い送信間隔（１時間）、それより車速が高い領域では、短い送信間隔（１分）というように送信周期を２段階に変え、圧力センサ１８ａからの圧力値の情報を変調し、電磁波を用いて送信する。
【００３３】
前記空気圧センサコントロールユニット１９は、図４に示すように、電源回路１９ａと、前記空気圧センサ１８の送信アンテナ１８ｅからの送信データを受信する受信アンテナ１９ｂ及び受信回路１９ｃと、受信回路６からの受信データを入力するマイクロコンピュータ１９ｄと、受信データ内の圧力値を判断して圧力低下時にタイヤ空気圧警報指令を空気圧低下ワーニングランプ２０に出力するワーニングランプ出力回路１９ｅを有して構成され、マイクロコンピュータ１９ｄからはレーンキープコントロールユニット１７に対しタイヤ空気圧信号が出力される。
【００３４】
次に、作用を説明する。
【００３５】
［タイヤ空気圧低下警報処理］
図５はレーンキープコントロールユニット１７のタイヤ空気圧低下警報部で実行されるタイヤ空気圧低下警報処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する。
【００３６】
ステップ５０では、空気圧センサコントロールユニット１９から入力されるタイヤ空気圧信号が示す４輪それぞれのタイヤ空気圧値について、予め設定された警報しきい値以下かどうかによりタイヤ空気圧低下を判断する（空気圧低下判断手段）。そして、４輪全てタイヤ空気圧値が警報しきい値を超えている場合にはステップ５１へ進み、また、４輪のタイヤ空気圧値のうち少なくとも１輪が警報しきい値以下の場合にはステップ５２へ進む。
【００３７】
ステップ５１では、通常のレーンキープ制御（車線維持制御）が実行される。
【００３８】
ステップ５２では、タイヤ空気圧が減少するほどステアリング振動の振幅を大とする振動パターンに設定される（空気圧対応振動パターン設定手段）。
すなわち、図６ａに示すような空気圧−振幅マップを用い、タイヤ空気圧が設定圧P0以下の領域において、タイヤ空気圧が低圧であるほど比例的に大きな振幅に設定される。
【００３９】
ステップ５３では、車輪速センサ１４からの信号により求められた車速が高車速側でステアリング振動の周波数を低周波数とする振動パターンに設定される（車速対応振動パターン設定手段）。
すなわち、図６ｂに示すような車速−周波数マップを用い、車速が設定車速V0までの極低車速領域では周波数がゼロに設定され、車速が設定車速V0以上で車速V1までの低車速領域では、車速V0での周波数を最も高くし、車速V0から車速V1までは車速が高くなるに従って徐々に周波数が低くされ、車速V1以上の高車速領域では一定の低周波数に設定される。
【００４０】
ステップ５４では、車輪速センサ１４からの車速Ｖと舵角センサ１３からのハンドル舵角θにより横加速度Ygを算出し、この横加速度が高横加速度領域ではステアリング振動の振幅を大きな振幅とする振動パターンに設定される（横加速度対応振動パターン設定手段）。
すなわち、図６ｃに示すような横加速度−振幅マップを用い、横加速度が設定横加速度Yg0までの低横加速度領域では振幅がゼロに設定され、横加速度が設定横加速度Yg0以上の高横加速度領域では大きな振幅に設定される。
【００４１】
ステップ５５では、ステップ５２，ステップ５３，ステップ５４での設定結果に基づき、例えば、図６ｄに示すように、付加しようとするステアリング振動の振動パターンが決定される。
なお、ステアリング振動の振幅は、タイヤ空気圧対応の振幅と横加速度対応の振幅とのセレクトハイや両振幅の和により決定され、ステアリング振動の周波数は、車速対応の周波数が用いられる。
【００４２】
ステップ５６では、フェールセーフロジックとして、付加するステアリング振動で実際の操舵されてしまわないように、振幅のリミット処理を行う。
【００４３】
ステップ５７では、ステップ５６で得られるリミット処理後の振動パターンを得る矩形波状による電流指令がレーンキープアクチュエータ８のモータ９に出力される（振動変更制御手段）。
なお、モータ１０は、正転，逆転の微少な動きを繰り返し、それがウォーム＆ウォームホイール１１を介してコラムシャフト２へ伝達される。ステアリング系にはギアのバックラッシュ等で不感帯領域が存在するため、実際に前輪４，５が切れることはない。
【００４４】
ステップ５８では、車線認識装置１６により認識されている車線を基にした自車の動き、または、横Ｇセンサ等により車両挙動をモニタし、付加したステアリング振動と同周期の挙動が発生している場合、付加しているステアリング振動が過大であると判断し、ステアリング振動の振幅を減少させる。
すなわち、警報として付加されたステアリング振動は、ステアリング系に存在するバックラッシュやガタ等により、実際にはステアリングホイール１に伝わるのみであり、タイヤが操舵されて車両挙動に影響を与えることはない。しかし、ステップ系の経時劣化等により当初の設計値との間にズレが生じた場合、付加したステアリング振動が車両挙動に影響を与えてしまった場合を想定してなされる車両挙動の検証である。
【００４５】
［タイヤ空気圧低下警報作用］
４輪のタイヤ空気圧が正常域にある場合は、図５のフローチャートにおいて、ステップ５０→ステップ５１へと進む流れとなり、通常のレーンキープ制御が実行されるが、４輪のタイヤ空気圧のうち少なくとも１輪のタイヤ空気圧が警報を要する圧力レベルまで低下した場合は、図５のフローチャートにおいて、ステップ５０→ステップ５２→ステップ５３→ステップ５４→ステップ５５→ステップ５６→ステップ５７へと進む流れとなり、ステップ５２においては、タイヤ空気圧に応じ、ステアリング振動の振幅が可変とされ、ステップ５３においては、車速に応じ、ステアリング振動の周波数が可変とされ、ステップ５４においては、旋回横加速度に応じ、ステアリング振動の振幅が可変とされ、ステップ５５においては、上記ステップ５２，５３，５４で各々算出された振動周波数及び振幅を基に、付加する振動パターンが決定され、ステップ５７においては、決定した振動パターンを得る矩形波状による電流指令がレーンキープアクチュエータ８のモータ９に出力される。
【００４６】
よって、モータ１０は、正転，逆転の微少な動きを繰り返し、それがウォーム＆ウォームホイール１１を介してコラムシャフト２へ伝達され、さらに、コラムシャフト２からステアリングホイール１に伝達されることで、ステアリングホイール１を握っている運転者は、手に伝わってくるステアリング振動を感じることができる。しかも、大きな振幅によるステアリング振動の場合には強い振動を手で感じ、また、小さな振幅によるステアリング振動の場合には弱い振動を手で感じることができる。さらに、低周波数によるステアリング振動の場合には強い違和感を運転者に与え、また、エンジン振動等に近いような高周波数によるステアリング振動の場合には違和感を運転者にほとんど与えない。
【００４７】
そして、タイヤ空気圧に応じ、ステアリング振動の振幅を可変とすることで、ステアリングホイール１を握っている運転者は、手に伝わる振動の振幅の大きさにより容易にタイヤ空気圧の減少度合いを認識することができる。
すなわち、一般的にタイヤ空気圧が正常値に対して低くなるほど、車両の走行安定性が低下し、またタイヤに対する負荷も高まる。そこで、付加するステアリング振動の振幅（大きさ）をタイヤ空気圧の低下代が大きいほど振幅を大きくするというように可変とすることで（図６ａ参照）、よりタイヤ空気圧の低い状態では、より大きなステアリング振動を付加することで、運転者に対し感覚的にタイヤ空気圧の低下状況を伝えることができる。
【００４８】
また、車速に応じ、ステアリング振動の周波数を可変とすることで、高速走行時はステアリングホイール１を握っている運転者に対し車速を下げることを促し、低速での移動中はステアリングホイール１を握っている運転者に対する違和感を減少させることができる。
すなわち、上記のように、タイヤ空気圧低下状態を運転者に伝えることが本警報の主目的であるが、タイヤ空気圧低下状態での高速走行は、よりタイヤに対する負荷が高まるため、タイヤ空気圧低下状態で過度の速度での走行を控えるように促すためにも、車速が高い状態では、より運転者に違和感を与えるような低周波数（周期が長い）のステアリング振動を付加する。また逆に、運転者がタイヤ空気圧の低下を認識し、応急処置までの間、低速で移動するような場合には、過度の違和感を与えないように、高周波数（周期が短い）のステアリング振動を付加し、ある車速以下ではステアリング振動を止める（図６ｂ参照）。
【００４９】
さらに、旋回横加速度に応じ、ステアリング振動の振幅を可変とすることで、高横加速度が発生するような旋回時はステアリングホイール１を握っている運転者に対しタイヤへの負荷を軽減する低横加速度走行への移行を促し、低横加速度による緩旋回時や直進走行時はステアリングホイール１を握っている運転者に対する違和感を減少させることができる。
すなわち、タイヤ空気圧の低下に伴い旋回横加速度が大きくなるほどタイヤに対する負荷が高まるため、ステアリング振動の振幅を高横加速度領域で大きくするというように可変とすることで（図６ｃ参照）、運転者に対し感覚的にタイヤ負荷が高いという状況を伝えることができる。
また逆に、運転者がタイヤ空気圧の低下を認識し、低横加速度走行を行っているような場合には、過度の違和感を与えないように、ステアリング振動の振幅を小さくし、ある横加速度以下ではステアリング振動を止める。
【００５０】
次に、効果を説明する。
【００５１】
(1) ステップ５２において、タイヤ空気圧が減少するほどステアリング振動の振幅を大とする振動パターンに設定するようにしたため、ステアリングホイール１を握っている運転者は、手に伝わる振動の振幅や周波数により容易にタイヤ空気圧の減少度合いを認識することができると共に、ステアリング振動による警報であるため、ブザー等の音による警報と比較した場合、同乗者に不快感を与えることがない。
【００５２】
(2) ステップ５３において、車輪速センサ１４からの信号により求められた車速が高車速側でステアリング振動の周波数を低周波数とする振動パターンに設定するようにしたため、高速走行時はステアリングホイール１を握っている運転者に対し車速を下げることを促し、低速での移動中はステアリングホイール１を握っている運転者に対する違和感を減少させることができる。
【００５３】
(3) ステップ５４において、車輪速センサ１４からの車速Ｖと舵角センサ１３からのハンドル舵角θにより横加速度Ygを算出し、この横加速度が高横加速度領域ではステアリング振動の振幅を大きな振幅とする振動パターンに設定するようにしたため、高横加速度が発生するような旋回時はステアリングホイール１を握っている運転者に対しタイヤへの負荷を軽減する低横加速度走行への移行を促し、低横加速度による緩旋回時や直進走行時はステアリングホイール１を握っている運転者に対する違和感を減少させることができる。
【００５４】
(4) ステアリング振動を付与する手段として、自動操舵制御により車両の走行軌跡を目標軌跡に追従させるレーンキープシステムのステアリング系に設けられたレーンキープアクチュエータ８を用いるようにしたため、第１実施例のように、レーンキープシステムが搭載されている車両であれば、ステアリング系に対し新たに警報専用の振動付与手段を設ける必要が無く、低コストとしながら、同乗者に不快感を与えないステアリング振動を付与することができる。
【００５５】
（他の実施例）
以上、本発明のタイヤ空気圧低下警報装置を第１実施例に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この第１実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に記載された本発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
【００５６】
例えば、第１実施例では、タイヤ空気圧と車速と横加速度の全てに対応してステアリング振動パターンを決定する好適な例を示したが、タイヤ空気圧と車速と横加速度のそれぞれ１つ、若しくは、２つに対応してステアリング振動パターンを決定するようにしても良い。
【００５７】
第１実施例では、タイヤ空気圧に対応して振幅、車速に対応して周波数、横加速度に対応して振幅を可変とする例を示したが、タイヤ空気圧に対応して周波数、車速に対応して振幅、横加速度に対応して周波数を可変とする例としても良いし、さらに、タイヤ空気圧、車速、横加速度に対応して振幅と周波数の両方を可変とする例としても良い。
【００５８】
第１実施例では、レーンキープシステムのステアリング系に設けられたレーンキープアクチュエータ８をステアリング振動付与手段とする例を示したが、電動パワーステアリングのアクチュエータをステアリング振動付与手段としても良いし、さらに、ステアリング系に車両の様々な異常を運転者に伝える振動付与手段が設けられている場合には、この振動付与手段を利用するようにしても良い。勿論、新たにるステアリング系に振動付与手段を設けるようにしても良い。
【００５９】
第１実施例では、空気圧検出手段として、ロードホイールに組み込まれた空気圧センサによりタイヤ内圧を直接的に検出し、無線で圧力値を受け取る例を示したが、ＡＢＳ等に用いられる車輪速センサを使用し、タイヤ外径の変化からタイヤ空気圧を間接的に検出するような手段を用いても良い。
【００６０】
第１実施例では、横加速度情報を車速とハンドル舵角を用いた演算により得る例を示したが、横加速度センサが設けられている車両では、横加速度センサからのセンサ信号により横加速度情報を得るようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例のタイヤ空気圧低下警報装置が適用されたレーンキープシステム搭載車を示す全体システム図である。
【図２】第１実施例のタイヤ空気圧低下警報装置における振動付与手段であるレーンキープアクチュエータを示すステアリング系の斜視図である。
【図３】第１実施例のタイヤ空気圧低下警報装置の制御系ブロック図である。
【図４】第１実施例のタイヤ空気圧低下警報装置の空気圧センサ及び空気圧センサコントロールユニットを示す図である。
【図５】第１実施例のタイヤ空気圧低下警報装置におけるレーンキープコントロールユニットのタイヤ空気圧低下警報部で実行されるタイヤ空気圧低下警報処理の流れを示すフローチャートである。
【図６】第１実施例のタイヤ空気圧低下警報処理で用いられるタイヤ空気圧−振幅マップ、車速−周波数マップ、横加速度−振幅マップ、決定された振動パターンの例を示す図である。
【符号の説明】
１ ステアリングホイール
２ コラムシャフト
３ 油圧パワーステアリングシステム
４ 左前輪
５ 右前輪
６ 左後輪
７ 右後輪
８ レーンキープアクチュエータ（振動付与手段）
９ モータ
１０ 電磁クラッチ
１１ ウォーム＆ウォームホイール
１２ ロータリエンコーダ
１３ 舵角センサ
１４ 車輪速センサ（車速検出手段）
１５ レーン認識カメラ
１６ 車線認識装置
１７ レーンキープコントロールユニット
１８ 空気圧センサ（空気圧検出手段）
１９ 空気圧センサコントロールユニット
２０ 空気圧低下ワーニングランプ
【発明の属する技術分野】
本発明は、タイヤ空気圧が低下しているとの警報をステアリングの振動で運転者に告知するタイヤ空気圧低下警報装置の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、タイヤ空気圧警報技術としては、例えば、特開平７−２５７１１９号公報には、タイヤ内圧を直接検出し、自動車のタイヤ空気圧が減少したとき、何れのタイヤであるかを電磁波により運転者に対して的確に伝送できるタイヤ毎の減圧警報装置が記載されている。また、例えば、特開平１０−４４７２７号公報には、タイヤの動荷重半径比によりタイヤ空気圧を推定し、タイヤ空気圧が異常時に警報を行うタイヤ空気圧警報装置が記載されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のタイヤ空気圧警報技術にあっては、タイヤ空気圧を直接的または間接的に検出し、タイヤ空気圧の低下時にインジケータランプへの点灯表示やディスプレイへの圧力値表示等により運転者にタイヤ空気圧の低下を告知する構成になっていたため、運転者が表示を見落としたり、或いは、的確にタイヤ空気圧の低下を認識できないという問題があった。
【０００４】
また、上記表示による警報手段に加え、ブザーによってタイヤ空気圧の低下を告知する構成とした場合、ブザー音により運転者だけでなく同乗者にも不快感を与えるという問題がある。
【０００５】
一方、視覚（点灯表示等）や聴覚（ブザー音等）に訴える警報とした場合の問題を解決するものとして、例えば、特開２０００−１６８４６８号公報（発明の名称：車両用の情報伝達装置）や、特開平９−１６４８５８号公報（発明の名称：車両用警報装置）や、特開平７−２１５１４４号公報（発明の名称：操舵系加振式車両用警告装置）には、ステアリング振動という触覚に訴える手段により運転者に異常を認識させるものが知られている。
【０００６】
そこで、従来のタイヤ空気圧警報技術とステアリング振動技術との組み合わせを想定した場合、タイヤ空気圧を直接的または間接的に検出し、タイヤ空気圧の低下時にステアリング振動により運転者に空気圧低下を告知するものとなる。
【０００７】
しかし、この組み合わせ技術にあっては、タイヤの空気圧低下状況にかかわらず同じ振動パターンによる一定のステアリング振動を与えるものであるため、例えば、タイヤの空気圧が急激に低下している状況なのか、タイヤの空気圧がほんの少しずつ低下している状況なのか、という空気圧の減少度合いを運転者が認識することができない。
【０００８】
このため、ステアリング振動により空気圧低下を認知したら早急に車両を停止してタイヤ交換等を行うべきなのか、或いは、ステアリング振動により空気圧低下を認知しても、タイヤ空気圧の低下した車両を走行させて適切な場所（駐車場やガソリンスタンド等）まで移動し、そこでタイヤ交換やタイヤ修復を行うべきなのか、を判断することができない。
【０００９】
本発明は、上記問題点に着目してなされたもので、第１の目的とするところは、運転者が容易にタイヤ空気圧の減少度合いを認識できると共に、同乗者に不快感を与えないタイヤ空気圧低下警報装置を提供することにあり、第２の目的とするところは、タイヤ空気圧低下状態でタイヤの負荷が高くなったことを認識できるタイヤ空気圧低下警報装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記第１の目的を達成するため、請求項１に係る発明では、
タイヤの空気圧を検出する空気圧検出手段と、
前記空気圧検出手段の検出結果に基づきタイヤ空気圧が警報を与えるレベルまで低下したかどうかを判断する空気圧低下判断手段と、
微少振動をステアリング系に付与する振動付与手段と、前記空気圧低下判断手段によりタイヤ空気圧の低下が判断された場合、前記振動付与手段を作動させる振動発令制御手段と、
前記空気圧検出手段からのタイヤ空気圧検出値が減少するほど、ステアリング系に付与する前記微少振動の周波数を低くする振動パターンに設定する空気圧対応振動パターン設定手段と、
前記振動付与手段に対し、前記空気圧対応振動パターン設定手段による振動パターン設定に応じた振動変更指令を出力する振動変更制御手段と、
を備えていることを特徴とする。
請求項２に係る発明では、
請求項１に記載されたタイヤ空気圧低下警報装置において、
前記空気圧対応振動パターン設定手段は、空気圧検出手段からのタイヤ空気圧検出値が減少するほど、ステアリング系に付与する前記微少振動の周波数を低くすると共に振幅を大とする振動パターンに設定することを特徴とする。
【００１１】
上記第２の目的を達成するため、請求項３に係る発明では、
タイヤの空気圧を検出する空気圧検出手段と、
前記空気圧検出手段の検出結果に基づきタイヤ空気圧が警報を与えるレベルまで低下したかどうかを判断する空気圧低下判断手段と、
車速を検出する車速検出手段と、
微少振動をステアリング系に付与する振動付与手段と、
前記空気圧低下判断手段によりタイヤ空気圧の低下が判断された場合、前記振動付与手段を作動させる振動発令制御手段と、
前記車速検出手段からの車速検出値が高車速を示すほど前記微少振動の振幅を大とするか、若しくは、前記微少振動の頻度を低とする振動パターンに設定する車速対応振動パターン設定手段と、
前記振動付与手段に対し、前記車速対応振動パターン設定手段による振動パターン設定に応じた振動変更指令を出力する振動変更制御手段と、
を備えていることを特徴とする。
【００１２】
上記第２の目的を達成するため、請求項４に係る発明では、
タイヤの空気圧を検出する空気圧検出手段と、
前記空気圧検出手段の検出結果に基づきタイヤ空気圧が警報を与えるレベルまで低下したかどうかを判断する空気圧低下判断手段と、
車両に作用する横加速度を検出する横加速度検出手段と、
微少振動をステアリング系に付与する振動付与手段と、
前記空気圧低下判断手段によりタイヤ空気圧の低下が判断された場合、前記振動付与手段を作動させる振動発令制御手段と、
前記横加速度検出手段からの横加速度検出値が大きい値を示すほど前記微少振動の振幅を大とするか、若しくは、前記微少振動の頻度を低とする振動パターンに設定する横加速度対応振動パターン設定手段と、
前記振動付与手段に対し、前記横加速度対応振動パターン設定手段による振動パターン設定に応じた振動変更指令を出力する振動変更制御手段と、
を備えていることを特徴とする。
【００１３】
請求項５に係る発明では、請求項１ないし請求項４の何れか１項に記載されたタイヤ空気圧低下警報装置において、
前記振動付与手段は、自動操舵制御により車両の走行軌跡を目標軌跡に追従させるレーンキープシステムのステアリング系に設けられたレーンキープアクチュエータであることを特徴とする。
【００１４】
請求項６に係る発明では、請求項３に記載されたタイヤ空気圧低下警報装置において、
前記車速対応振動パターン設定手段は、前記車速検出手段からの車速検出値が所定車速以下の場合に前記微少振動のステアリング系への付与を中止することを特徴とする。
【００１５】
請求項７に係る発明では、請求項４に記載されたタイヤ空気圧低下警報装置において、
前記横加速度対応振動パターン設定手段は、前記横加速度検出手段からの横加速度検出値が所定値以下の場合に前記微少振動のステアリング系への付与を中止することを特徴とする。
【００１６】
【発明の作用および効果】
請求項１に係る発明にあっては、空気圧検出手段において、タイヤの空気圧が検出され、空気圧低下判断手段において、空気圧検出手段の検出結果に基づきタイヤ空気圧が警報を与えるレベルまで低下したかどうかが判断され、この空気圧低下判断手段によりタイヤ空気圧の低下が判断された場合、振動発令制御手段において、微少振動をステアリング系に付与する振動付与手段が作動される。そして、空気圧対応振動パターン設定手段において、空気圧検出手段からのタイヤ空気圧検出値が減少するほど、ステアリング系に付与する前記微少振動の周波数を低くする振動パターンに設定され、振動変更制御手段において、振動付与手段に対し、空気圧対応振動パターン設定手段による振動パターン設定に応じた振動変更指令が出力される。
【００１７】
よって、走行中にタイヤ空気圧が警報を与えるレベルまで低下すると、タイヤ空気圧の減少するほど周波数を低くする振動パターンによる微少振動がステアリング系に付与されるため、ステアリングホイールを握っている運転者は、手に伝わる振動の周波数により容易にタイヤ空気圧の減少度合いを認識することができる。つまり、振動周波数を低周波数にするほどより運転者に違和感を与えることができるため、運転者が感じる違和感の大きさにより、空気圧の減少度合いを容易に認識することができる。
加えて、ステアリング振動による警報であるため、ブザー等の音による警報と比較した場合、同乗者に不快感を与えることがない。
請求項２に係る発明にあっては、空気圧対応振動パターン設定手段において、空気圧検出手段からのタイヤ空気圧検出値が減少するほど、ステアリング系に付与する前記微少振動の周波数を低くすると共に振幅を大とする振動パターンに設定されるため、手に伝わる振動の周波数と振幅により容易にタイヤ空気圧の減少度合いを認識することができる。つまり、振動周波数の振幅を大きくするほどより運転者に違和感を与えることができるため、周波数と振幅との組み合わせとすることで、運転者が感じる違和感の大きさにより、周波数のみに比べてより空気圧の減少度合いを容易に認識することができる。
【００１８】
請求項３に係る発明にあっては、空気圧検出手段において、タイヤの空気圧が検出され、空気圧低下判断手段において、空気圧検出手段の検出結果に基づきタイヤ空気圧が警報を与えるレベルまで低下したかどうかが判断され、この空気圧低下判断手段によりタイヤ空気圧の低下が判断された場合、振動発令制御手段において、微少振動をステアリング系に付与する振動付与手段が作動される。
そして、車速対応振動パターン設定手段において、車速検出手段からの車速検出値が高車速を示すほど微少振動の振幅を大とするか、若しくは、微少振動の頻度を低とする振動パターンに設定され、振動変更制御手段において、振動付与手段に対し、車速対応振動パターン設定手段による振動パターン設定に応じた振動変更指令が出力される。
【００１９】
よって、走行中にタイヤ空気圧が警報を与えるレベルまで低下すると、車速が高車速であるほど振幅を大とする微少振動、若しくは、頻度を低とする微少振動（低周波数振動）が与えられるため、高速走行時はステアリングホイールを握っている運転者に対しタイヤへの負荷を軽減する低車速走行への移行を促し、低速での移動中はステアリングホイールを握っている運転者に対する違和感を減少させることができる。つまり、タイヤ空気圧低下状態でタイヤの負荷が高くなったことを認識することができる。
【００２０】
請求項４に係る発明にあっては、空気圧検出手段において、タイヤの空気圧が検出され、空気圧低下判断手段において、空気圧検出手段の検出結果に基づきタイヤ空気圧が警報を与えるレベルまで低下したかどうかが判断され、この空気圧低下判断手段によりタイヤ空気圧の低下が判断された場合、振動発令制御手段において、微少振動をステアリング系に付与する振動付与手段が作動される。
そして、横加速度対応振動パターン設定手段において、横加速度検出手段からの横加速度検出値が大きい値を示すほど微少振動の振幅を大とするか、若しくは、微少振動の頻度を低とする振動パターンに設定され、振動変更制御手段において、振動付与手段に対し、横加速度対応振動パターン設定手段による振動パターン設定に応じた振動変更指令が出力される。
【００２１】
よって、走行中にタイヤ空気圧が警報を与えるレベルまで低下すると、横加速度が高横加速度であるほど振幅を大とする微少振動、若しくは、頻度を低とする微少振動（低周波数振動）が与えられるため、高横加速度が発生するような旋回時はステアリングホイールを握っている運転者に対しタイヤへの負荷を軽減する低横加速度走行への移行を促し、低横加速度による緩旋回時や直進走行時にはステアリングホイールを握っている運転者に対する違和感を減少させることができる。つまり、タイヤ空気圧低下状態でタイヤの負荷が高くなったことを認識することができる。
【００２２】
請求項５に係る発明にあっては、振動付与手段として、自動操舵制御により車両の走行軌跡を目標軌跡に追従させるレーンキープシステムのステアリング系に設けられたレーンキープアクチュエータが用いられる。
【００２３】
よって、レーンキープシステムが搭載されている車両であれば、ステアリング系に対し新たに警報専用の振動付与手段を設ける必要が無く、低コストとしながら、同乗者に不快感を与えないステアリング振動を付与することができる。
【００２４】
請求項６に係る発明にあっては、車速検出手段からの車速検出値が、タイヤに対する負荷が許容できる車速以下である所定車速以下の場合に微少振動のステアリング系への付与を中止するため、運転者がタイヤ空気圧の低下を認識して低速で走行している場合には、不要なステアリング系振動を付加して運転者に違和感を与えることがない。
【００２５】
請求項７に係る発明にあっては、横加速度検出手段からの横加速度検出値が、タイヤに対する負荷が許容できる横加速度以下である所定値以下の場合に微少振動のステアリング系への付与を中止するため、運転者がタイヤ空気圧の低下を認識して低横加速度で走行している場合には、不要なステアリング系振動を付加して運転者に違和感を与えることがない。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明におけるタイヤ空気圧低下警報装置を実現する実施の形態を、請求項１〜請求項７に対応する第１実施例に基づいて説明する。
【００２７】
（第１実施例）
まず、構成を説明する。
図１は第１実施例のタイヤ空気圧低下警報装置が適用されたレーンキープシステム搭載車を示す全体システム図であり、図中１はステアリングホイール、２はコラムシャフト、３は油圧パワーステアリングシステム、４は左前輪、５は右前輪、６は左後輪、７は右後輪、８はレーンキープアクチュエータ（振動付与手段）、９はモータ、１０は電磁クラッチ、１１はウォーム＆ウォームホイール、１２はロータリエンコーダ、１３は舵角センサ、１４は車輪速センサ（車速検出手段）、１５はレーン認識カメラ、１６は車線認識装置、１７はレーンキープコントロールユニット、１８は空気圧センサ（空気圧検出手段）、１９は空気圧センサコントロールユニット、２０は空気圧低下ワーニングランプである。
【００２８】
前記ステアリングホイール１は、運転者によるステアリング操作手段であり、操舵時にその回転角がコラムシャフト２を介して油圧パワーステアリングシステム３のステアリングギヤに伝えられ、ステアリングギヤ内のラックを左右にストローク移動させることにより左右の前輪４，５が操舵される。
【００２９】
前記レーンキープアクチュエータ８は、図２に示すように、レーンキープ制御が行われる自動運転時におけるステアリング操作手段であり、モータ９と、自動運転時にＯＮとなる電磁クラッチ１０と、モータ９の回転をコラムシャフト２に伝えるウォーム＆ウォームホイール１１により構成されている。
【００３０】
前記レーンキープコントロールユニット１７は、前記コラムシャフト２に設けられたレーンキープアクチュエータ８のモータ９及び電磁クラッチ１０に対する制御指令により自車両を目標車線に追従させる車線追従制御手段であり、ロータリエンコーダ１２からのコラムシャフト回転角信号、舵角センサ１３からのハンドル舵角信号、車輪速センサ１４からの車速信号、車両の前方道路を撮影するＣＣＤカメラ等によるレーン認識カメラ１５からの影像信号により走行車線を認識する車線認識装置１６からの信号（例えば、道路曲率、前方注視点横変位等）、等を入力し、これらの入力信号に基づいて、電磁クラッチ１０を締結すると共にモータ９の電流を印加することで自車両を目標車線に追従させるレーンキープ制御を行う。
【００３１】
前記レーンキープコントロールユニット１７は、図３に示すように、舵角センサ１３からのハンドル舵角信号、車輪速センサ１４からの車速信号、空気圧センサコントロールユニット１９からタイヤ空気圧信号を入力し、レーンキープアクチュエータ８のモータ９に対するモータ指令値によりタイヤ空気圧が低下したときにステアリング振動による警報制御を行う。
【００３２】
前記空気圧センサ１８は、前後輪４，５，６，７の各輪のロードホイールにそれぞれ取り付けられ、各輪のタイヤ空気圧を検出する手段で、図４に示すように、タイヤの空気圧（内圧）を検出する圧力センサ１８ａと、作用する遠心力が小さい領域では開となり遠心力が大きい領域では閉となる遠心力スイッチ１８ｂと、特定用途向け集積回路であるＡＳＩＣ１８ｃと、発信子１８ｄと、送信アンテナ１８ｅとを有して構成され、電池寿命を確保するために設置された遠心力スイッチ１８ｂの開閉をトリガにして、停止を含む車速が低い領域では長い送信間隔（１時間）、それより車速が高い領域では、短い送信間隔（１分）というように送信周期を２段階に変え、圧力センサ１８ａからの圧力値の情報を変調し、電磁波を用いて送信する。
【００３３】
前記空気圧センサコントロールユニット１９は、図４に示すように、電源回路１９ａと、前記空気圧センサ１８の送信アンテナ１８ｅからの送信データを受信する受信アンテナ１９ｂ及び受信回路１９ｃと、受信回路６からの受信データを入力するマイクロコンピュータ１９ｄと、受信データ内の圧力値を判断して圧力低下時にタイヤ空気圧警報指令を空気圧低下ワーニングランプ２０に出力するワーニングランプ出力回路１９ｅを有して構成され、マイクロコンピュータ１９ｄからはレーンキープコントロールユニット１７に対しタイヤ空気圧信号が出力される。
【００３４】
次に、作用を説明する。
【００３５】
［タイヤ空気圧低下警報処理］
図５はレーンキープコントロールユニット１７のタイヤ空気圧低下警報部で実行されるタイヤ空気圧低下警報処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する。
【００３６】
ステップ５０では、空気圧センサコントロールユニット１９から入力されるタイヤ空気圧信号が示す４輪それぞれのタイヤ空気圧値について、予め設定された警報しきい値以下かどうかによりタイヤ空気圧低下を判断する（空気圧低下判断手段）。そして、４輪全てタイヤ空気圧値が警報しきい値を超えている場合にはステップ５１へ進み、また、４輪のタイヤ空気圧値のうち少なくとも１輪が警報しきい値以下の場合にはステップ５２へ進む。
【００３７】
ステップ５１では、通常のレーンキープ制御（車線維持制御）が実行される。
【００３８】
ステップ５２では、タイヤ空気圧が減少するほどステアリング振動の振幅を大とする振動パターンに設定される（空気圧対応振動パターン設定手段）。
すなわち、図６ａに示すような空気圧−振幅マップを用い、タイヤ空気圧が設定圧P0以下の領域において、タイヤ空気圧が低圧であるほど比例的に大きな振幅に設定される。
【００３９】
ステップ５３では、車輪速センサ１４からの信号により求められた車速が高車速側でステアリング振動の周波数を低周波数とする振動パターンに設定される（車速対応振動パターン設定手段）。
すなわち、図６ｂに示すような車速−周波数マップを用い、車速が設定車速V0までの極低車速領域では周波数がゼロに設定され、車速が設定車速V0以上で車速V1までの低車速領域では、車速V0での周波数を最も高くし、車速V0から車速V1までは車速が高くなるに従って徐々に周波数が低くされ、車速V1以上の高車速領域では一定の低周波数に設定される。
【００４０】
ステップ５４では、車輪速センサ１４からの車速Ｖと舵角センサ１３からのハンドル舵角θにより横加速度Ygを算出し、この横加速度が高横加速度領域ではステアリング振動の振幅を大きな振幅とする振動パターンに設定される（横加速度対応振動パターン設定手段）。
すなわち、図６ｃに示すような横加速度−振幅マップを用い、横加速度が設定横加速度Yg0までの低横加速度領域では振幅がゼロに設定され、横加速度が設定横加速度Yg0以上の高横加速度領域では大きな振幅に設定される。
【００４１】
ステップ５５では、ステップ５２，ステップ５３，ステップ５４での設定結果に基づき、例えば、図６ｄに示すように、付加しようとするステアリング振動の振動パターンが決定される。
なお、ステアリング振動の振幅は、タイヤ空気圧対応の振幅と横加速度対応の振幅とのセレクトハイや両振幅の和により決定され、ステアリング振動の周波数は、車速対応の周波数が用いられる。
【００４２】
ステップ５６では、フェールセーフロジックとして、付加するステアリング振動で実際の操舵されてしまわないように、振幅のリミット処理を行う。
【００４３】
ステップ５７では、ステップ５６で得られるリミット処理後の振動パターンを得る矩形波状による電流指令がレーンキープアクチュエータ８のモータ９に出力される（振動変更制御手段）。
なお、モータ１０は、正転，逆転の微少な動きを繰り返し、それがウォーム＆ウォームホイール１１を介してコラムシャフト２へ伝達される。ステアリング系にはギアのバックラッシュ等で不感帯領域が存在するため、実際に前輪４，５が切れることはない。
【００４４】
ステップ５８では、車線認識装置１６により認識されている車線を基にした自車の動き、または、横Ｇセンサ等により車両挙動をモニタし、付加したステアリング振動と同周期の挙動が発生している場合、付加しているステアリング振動が過大であると判断し、ステアリング振動の振幅を減少させる。
すなわち、警報として付加されたステアリング振動は、ステアリング系に存在するバックラッシュやガタ等により、実際にはステアリングホイール１に伝わるのみであり、タイヤが操舵されて車両挙動に影響を与えることはない。しかし、ステップ系の経時劣化等により当初の設計値との間にズレが生じた場合、付加したステアリング振動が車両挙動に影響を与えてしまった場合を想定してなされる車両挙動の検証である。
【００４５】
［タイヤ空気圧低下警報作用］
４輪のタイヤ空気圧が正常域にある場合は、図５のフローチャートにおいて、ステップ５０→ステップ５１へと進む流れとなり、通常のレーンキープ制御が実行されるが、４輪のタイヤ空気圧のうち少なくとも１輪のタイヤ空気圧が警報を要する圧力レベルまで低下した場合は、図５のフローチャートにおいて、ステップ５０→ステップ５２→ステップ５３→ステップ５４→ステップ５５→ステップ５６→ステップ５７へと進む流れとなり、ステップ５２においては、タイヤ空気圧に応じ、ステアリング振動の振幅が可変とされ、ステップ５３においては、車速に応じ、ステアリング振動の周波数が可変とされ、ステップ５４においては、旋回横加速度に応じ、ステアリング振動の振幅が可変とされ、ステップ５５においては、上記ステップ５２，５３，５４で各々算出された振動周波数及び振幅を基に、付加する振動パターンが決定され、ステップ５７においては、決定した振動パターンを得る矩形波状による電流指令がレーンキープアクチュエータ８のモータ９に出力される。
【００４６】
よって、モータ１０は、正転，逆転の微少な動きを繰り返し、それがウォーム＆ウォームホイール１１を介してコラムシャフト２へ伝達され、さらに、コラムシャフト２からステアリングホイール１に伝達されることで、ステアリングホイール１を握っている運転者は、手に伝わってくるステアリング振動を感じることができる。しかも、大きな振幅によるステアリング振動の場合には強い振動を手で感じ、また、小さな振幅によるステアリング振動の場合には弱い振動を手で感じることができる。さらに、低周波数によるステアリング振動の場合には強い違和感を運転者に与え、また、エンジン振動等に近いような高周波数によるステアリング振動の場合には違和感を運転者にほとんど与えない。
【００４７】
そして、タイヤ空気圧に応じ、ステアリング振動の振幅を可変とすることで、ステアリングホイール１を握っている運転者は、手に伝わる振動の振幅の大きさにより容易にタイヤ空気圧の減少度合いを認識することができる。
すなわち、一般的にタイヤ空気圧が正常値に対して低くなるほど、車両の走行安定性が低下し、またタイヤに対する負荷も高まる。そこで、付加するステアリング振動の振幅（大きさ）をタイヤ空気圧の低下代が大きいほど振幅を大きくするというように可変とすることで（図６ａ参照）、よりタイヤ空気圧の低い状態では、より大きなステアリング振動を付加することで、運転者に対し感覚的にタイヤ空気圧の低下状況を伝えることができる。
【００４８】
また、車速に応じ、ステアリング振動の周波数を可変とすることで、高速走行時はステアリングホイール１を握っている運転者に対し車速を下げることを促し、低速での移動中はステアリングホイール１を握っている運転者に対する違和感を減少させることができる。
すなわち、上記のように、タイヤ空気圧低下状態を運転者に伝えることが本警報の主目的であるが、タイヤ空気圧低下状態での高速走行は、よりタイヤに対する負荷が高まるため、タイヤ空気圧低下状態で過度の速度での走行を控えるように促すためにも、車速が高い状態では、より運転者に違和感を与えるような低周波数（周期が長い）のステアリング振動を付加する。また逆に、運転者がタイヤ空気圧の低下を認識し、応急処置までの間、低速で移動するような場合には、過度の違和感を与えないように、高周波数（周期が短い）のステアリング振動を付加し、ある車速以下ではステアリング振動を止める（図６ｂ参照）。
【００４９】
さらに、旋回横加速度に応じ、ステアリング振動の振幅を可変とすることで、高横加速度が発生するような旋回時はステアリングホイール１を握っている運転者に対しタイヤへの負荷を軽減する低横加速度走行への移行を促し、低横加速度による緩旋回時や直進走行時はステアリングホイール１を握っている運転者に対する違和感を減少させることができる。
すなわち、タイヤ空気圧の低下に伴い旋回横加速度が大きくなるほどタイヤに対する負荷が高まるため、ステアリング振動の振幅を高横加速度領域で大きくするというように可変とすることで（図６ｃ参照）、運転者に対し感覚的にタイヤ負荷が高いという状況を伝えることができる。
また逆に、運転者がタイヤ空気圧の低下を認識し、低横加速度走行を行っているような場合には、過度の違和感を与えないように、ステアリング振動の振幅を小さくし、ある横加速度以下ではステアリング振動を止める。
【００５０】
次に、効果を説明する。
【００５１】
(1) ステップ５２において、タイヤ空気圧が減少するほどステアリング振動の振幅を大とする振動パターンに設定するようにしたため、ステアリングホイール１を握っている運転者は、手に伝わる振動の振幅や周波数により容易にタイヤ空気圧の減少度合いを認識することができると共に、ステアリング振動による警報であるため、ブザー等の音による警報と比較した場合、同乗者に不快感を与えることがない。
【００５２】
(2) ステップ５３において、車輪速センサ１４からの信号により求められた車速が高車速側でステアリング振動の周波数を低周波数とする振動パターンに設定するようにしたため、高速走行時はステアリングホイール１を握っている運転者に対し車速を下げることを促し、低速での移動中はステアリングホイール１を握っている運転者に対する違和感を減少させることができる。
【００５３】
(3) ステップ５４において、車輪速センサ１４からの車速Ｖと舵角センサ１３からのハンドル舵角θにより横加速度Ygを算出し、この横加速度が高横加速度領域ではステアリング振動の振幅を大きな振幅とする振動パターンに設定するようにしたため、高横加速度が発生するような旋回時はステアリングホイール１を握っている運転者に対しタイヤへの負荷を軽減する低横加速度走行への移行を促し、低横加速度による緩旋回時や直進走行時はステアリングホイール１を握っている運転者に対する違和感を減少させることができる。
【００５４】
(4) ステアリング振動を付与する手段として、自動操舵制御により車両の走行軌跡を目標軌跡に追従させるレーンキープシステムのステアリング系に設けられたレーンキープアクチュエータ８を用いるようにしたため、第１実施例のように、レーンキープシステムが搭載されている車両であれば、ステアリング系に対し新たに警報専用の振動付与手段を設ける必要が無く、低コストとしながら、同乗者に不快感を与えないステアリング振動を付与することができる。
【００５５】
（他の実施例）
以上、本発明のタイヤ空気圧低下警報装置を第１実施例に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この第１実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に記載された本発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
【００５６】
例えば、第１実施例では、タイヤ空気圧と車速と横加速度の全てに対応してステアリング振動パターンを決定する好適な例を示したが、タイヤ空気圧と車速と横加速度のそれぞれ１つ、若しくは、２つに対応してステアリング振動パターンを決定するようにしても良い。
【００５７】
第１実施例では、タイヤ空気圧に対応して振幅、車速に対応して周波数、横加速度に対応して振幅を可変とする例を示したが、タイヤ空気圧に対応して周波数、車速に対応して振幅、横加速度に対応して周波数を可変とする例としても良いし、さらに、タイヤ空気圧、車速、横加速度に対応して振幅と周波数の両方を可変とする例としても良い。
【００５８】
第１実施例では、レーンキープシステムのステアリング系に設けられたレーンキープアクチュエータ８をステアリング振動付与手段とする例を示したが、電動パワーステアリングのアクチュエータをステアリング振動付与手段としても良いし、さらに、ステアリング系に車両の様々な異常を運転者に伝える振動付与手段が設けられている場合には、この振動付与手段を利用するようにしても良い。勿論、新たにるステアリング系に振動付与手段を設けるようにしても良い。
【００５９】
第１実施例では、空気圧検出手段として、ロードホイールに組み込まれた空気圧センサによりタイヤ内圧を直接的に検出し、無線で圧力値を受け取る例を示したが、ＡＢＳ等に用いられる車輪速センサを使用し、タイヤ外径の変化からタイヤ空気圧を間接的に検出するような手段を用いても良い。
【００６０】
第１実施例では、横加速度情報を車速とハンドル舵角を用いた演算により得る例を示したが、横加速度センサが設けられている車両では、横加速度センサからのセンサ信号により横加速度情報を得るようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例のタイヤ空気圧低下警報装置が適用されたレーンキープシステム搭載車を示す全体システム図である。
【図２】第１実施例のタイヤ空気圧低下警報装置における振動付与手段であるレーンキープアクチュエータを示すステアリング系の斜視図である。
【図３】第１実施例のタイヤ空気圧低下警報装置の制御系ブロック図である。
【図４】第１実施例のタイヤ空気圧低下警報装置の空気圧センサ及び空気圧センサコントロールユニットを示す図である。
【図５】第１実施例のタイヤ空気圧低下警報装置におけるレーンキープコントロールユニットのタイヤ空気圧低下警報部で実行されるタイヤ空気圧低下警報処理の流れを示すフローチャートである。
【図６】第１実施例のタイヤ空気圧低下警報処理で用いられるタイヤ空気圧−振幅マップ、車速−周波数マップ、横加速度−振幅マップ、決定された振動パターンの例を示す図である。
【符号の説明】
１ ステアリングホイール
２ コラムシャフト
３ 油圧パワーステアリングシステム
４ 左前輪
５ 右前輪
６ 左後輪
７ 右後輪
８ レーンキープアクチュエータ（振動付与手段）
９ モータ
１０ 電磁クラッチ
１１ ウォーム＆ウォームホイール
１２ ロータリエンコーダ
１３ 舵角センサ
１４ 車輪速センサ（車速検出手段）
１５ レーン認識カメラ
１６ 車線認識装置
１７ レーンキープコントロールユニット
１８ 空気圧センサ（空気圧検出手段）
１９ 空気圧センサコントロールユニット
２０ 空気圧低下ワーニングランプ
Claims (7)
- タイヤの空気圧を検出する空気圧検出手段と、
前記空気圧検出手段の検出結果に基づきタイヤ空気圧が警報を与えるレベルまで低下したかどうかを判断する空気圧低下判断手段と、
微少振動をステアリング系に付与する振動付与手段と、
前記空気圧低下判断手段によりタイヤ空気圧の低下が判断された場合、前記振動付与手段を作動させる振動発令制御手段と、
前記空気圧検出手段からのタイヤ空気圧検出値が減少するほど、ステアリング系に付与する前記微少振動の周波数を低くする振動パターンに設定する空気圧対応振動パターン設定手段と、
前記振動付与手段に対し、前記空気圧対応振動パターン設定手段による振動パターン設定に応じた振動変更指令を出力する振動変更制御手段と、
を備えていることを特徴とするタイヤ空気圧低下警報装置。 - 請求項１に記載されたタイヤ空気圧低下警報装置において、
前記空気圧対応振動パターン設定手段は、空気圧検出手段からのタイヤ空気圧検出値が減少するほど、ステアリング系に付与する前記微少振動の周波数を低くすると共に振幅を大とする振動パターンに設定することを特徴とするタイヤ空気圧低下警報装置。 - タイヤの空気圧を検出する空気圧検出手段と、
前記空気圧検出手段の検出結果に基づきタイヤ空気圧が警報を与えるレベルまで低下したかどうかを判断する空気圧低下判断手段と、
車速を検出する車速検出手段と、
微少振動をステアリング系に付与する振動付与手段と、
前記空気圧低下判断手段によりタイヤ空気圧の低下が判断された場合、前記振動付与手段を作動させる振動発令制御手段と、
前記車速検出手段からの車速検出値が高車速を示すほど前記微少振動の振幅を大とするか、若しくは、前記微少振動の頻度を低とする振動パターンに設定する車速対応振動パターン設定手段と、
前記振動付与手段に対し、前記車速対応振動パターン設定手段による振動パターン設定に応じた振動変更指令を出力する振動変更制御手段と、
を備えていることを特徴とするタイヤ空気圧低下警報装置。 - タイヤの空気圧を検出する空気圧検出手段と、
前記空気圧検出手段の検出結果に基づきタイヤ空気圧が警報を与えるレベルまで低下したかどうかを判断する空気圧低下判断手段と、
車両に作用する横加速度を検出する横加速度検出手段と、
微少振動をステアリング系に付与する振動付与手段と、
前記空気圧低下判断手段によりタイヤ空気圧の低下が判断された場合、前記振動付与手段を作動させる振動発令制御手段と、
前記横加速度検出手段からの横加速度検出値が大きい値を示すほど前記微少振動の振幅を大とするか、若しくは、前記微少振動の頻度を低とする振動パターンに設定する横加速度対応振動パターン設定手段と、
前記振動付与手段に対し、前記横加速度対応振動パターン設定手段による振動パターン設定に応じた振動変更指令を出力する振動変更制御手段と、
を備えていることを特徴とするタイヤ空気圧低下警報装置。 - 請求項１ないし請求項４の何れか１項に記載されたタイヤ空気圧低下警報装置において、
前記振動付与手段は、自動操舵制御により車両の走行軌跡を目標軌跡に追従させるレーンキープシステムのステアリング系に設けられたレーンキープアクチュエータであることを特徴とするタイヤ空気圧低下警報装置。 - 請求項３に記載されたタイヤ空気圧低下警報装置において、
前記車速対応振動パターン設定手段は、前記車速検出手段からの車速検出値が所定車速以下の場合に前記微少振動のステアリング系への付与を中止することを特徴とするタイヤ空気圧低下警報装置。 - 請求項４に記載されたタイヤ空気圧低下警報装置において、
前記横加速度対応振動パターン設定手段は、前記横加速度検出手段からの横加速度検出値が所定値以下の場合に前記微少振動のステアリング系への付与を中止することを特徴とするタイヤ空気圧低下警報装置。
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