JP3832280B2 - タイヤ内圧監視装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両におけるタイヤ内圧を監視するタイヤ内圧監視装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、タイヤ内圧を検出する装置としてはタイヤの内圧が低下したときにタイヤ半径が変化することを利用して、各車輪の車輪速度を検出する車輪速度センサの検出信号に基づいて、車両のタイヤの内圧を間接的に検知する装置の開発が進められている。このような装置としては、例えば、特開平７−１４９１１９号公報に記載されたもの等が提案されている。
【０００３】
この公報に記載されている車両における減圧タイヤの検出方法は、各車輪における車輪速度センサから得られる角速度信号を比較し、タイヤの回転半径を比較することによって車両の減圧したタイヤを検知する方法であって、最初に正常な所定圧力にされた４個のタイヤの車両関連定数をセットアップ処理により決定し、次に通常走行について各車輪速度センサから得られる角速度信号に基づいて対角車輪における平均値の差分を全車輪における平均値で除したエラー値を計算し、次いで補正係数を決定して補正されたエラー値を計算し、最後に補正されたエラー値の大きさが０．０５から０．５の範囲にあると検知されたときに少なくとも一つのタイヤが減圧されていることを表示するために車両に装備されたタイヤ警告表示機を作動させるようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例におけるタイヤ空気圧検知方法は、警報を発するべき判断基準となるエラー値が随時各車輪速の平均値をもとに算出され、このエラー値が０．０５〜０．５の範囲となったときに内圧異常と判断するようにしている。そのため、図８に示すように、各輪のタイヤ内圧が指定圧ＰSETに設定されているときには、各車輪における内圧の平均値即ち指定圧ＰSETに対する９５％が警報を発する判断基準となる閾値ＰTとなるが、この各車輪の内圧が指定圧ＰSETにある状態から各車輪の内圧が自然リークによって、図８で右下がりの直線Ｌ０で示すように、徐々に減圧してゆくと、図８で右下がりの直線Ｌ１で示すように警報判断閾値ＰTも各車輪の内圧平均値の９５％に設定されることにより徐々に低下して、図８においてハッチングで示すように予め設定した指定圧ＰSETに対応する警報すべき値を下回っても警報しない領域が発生してしまうという未解決の課題がある。そのため、指定圧の９５％となる警報判断閾値ＰTで正確に警報を発しようとすると、タイヤ内圧を常時指定圧の状態に管理しなければならない。
【０００５】
そこで、本発明は、上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、各輪のタイヤ内圧が自然リークにより減圧した場合でもタイヤ内圧の減圧異常を正確に検出することができるタイヤ内圧監視装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の請求項１に係るタイヤ内圧監視装置は、車両におけるタイヤ内圧の異常を検出するタイヤ内圧監視装置において、
各車輪のうちタイヤ内圧が標準状態から変動する少なくとも１輪のタイヤ内圧を基準タイヤ内圧として検出するタイヤ内圧検出手段と、該タイヤ内圧検出手段で検出した基準タイヤ内圧に基づいて減圧状態が異常であると判断する異常判断用減圧率を設定することにより減圧率異常を生じている車輪を検出する減圧率異常タイヤ検出手段を備え、
前記減圧率異常タイヤ検出手段は、タイヤ内圧が低下した車輪の減圧率を算出する減圧率算出手段と、前記タイヤ内圧検出手段で検出した基準タイヤ内圧に応じて異常判断用減圧率を算出する異常判断用減圧率算出手段と、前記減圧率算出手段で算出された減圧率が前記異常判断用減圧率算出手段で算出された異常判断用減圧率以上となったときに減圧率異常と判定する減圧率異常判定手段と、を有することを特徴としている。
【０００８】
さらに、請求項２に係るタイヤ内圧監視装置は、請求項１に係る発明において、前記減圧率異常タイヤ検出手段は、前記減圧率異常判定手段で減圧率異常と判定されたときに警報を発する警報手段を有することを特徴としている。
【０００９】
さらにまた、請求項３に係るタイヤ内圧監視装置は、請求項１に係る発明において、前記減圧率異常タイヤ検出手段は、前記タイヤ内圧検出手段で検出した基準タイヤ内圧が予め設定された異常判断用タイヤ内圧以下となったときにタイヤ内圧不足異常を判定するタイヤ内圧不足異常判定手段と、前記タイヤ内圧不足異常判断手段でタイヤ内圧不足異常と判定されたとき及び前記減圧率異常判定手段で減圧率異常と判定されたときの何れかで警報を発する警報手段と、を有することを特徴としている。
【００１０】
なおさらに、請求項４に係るタイヤ内圧監視装置は、請求項１〜３の何れか一項に係る発明において、前記タイヤ内圧検出手段は、各車輪速を検出する車輪速検出手段と、該車輪速検出手段で検出した車輪速に基づいて各車輪のタイヤ内圧を推定するタイヤ内圧推定手段と、該タイヤ内圧推定手段で推定したタイヤ内圧のうち最小値を基準タイヤ内圧として選択出力する選択出力手段とで構成されることを特徴としている。
【００１１】
また、請求項５に係るタイヤ内圧監視装置は、請求項４に係る発明において、前記タイヤ内圧推定手段は、車体速に対する車輪速の頻度分布と予め記憶されたタイヤ内圧に対応する頻度分布とを比較することによりタイヤ内圧を推定することを特徴としている。
さらに、請求項６に係るタイヤ内圧監視装置は、請求項１〜３の何れか一項に係る発明において、前記タイヤ内圧検出手段は、タイヤ内圧が標準状態から変動する少なくとも１輪に装着されて基準タイヤ内圧を検出するタイヤ内圧センサと、該タイヤ内圧センサで検出された内圧信号を車体側へ伝送する送信機と、該送信機からの内圧信号を車体側で受信する受信機とで構成されることを特徴している。
【００１２】
さらにまた、請求項７に係るタイヤ内圧監視装置は、請求項１〜６の何れか一項に係る発明において、各車輪の車輪速を検出する車輪速検出手段を有し、前記減圧率算出手段は、前記車輪速検出手段で検出された各車輪速に基づいて判定値を算出する判定値算出手段を備え、該判定値算出手段で算出した判定値に基づいて減圧率を算出することを特徴としている。
【００１３】
さらに、請求項８に係るタイヤ内圧監視装置は、請求項１〜７の何れか一項に係る発明において、前記異常判断用減圧率算出手段は、前記タイヤ内圧検出手段で検出された基準タイヤ内圧をもとにタイヤ内圧と異常判断用減圧率との関係を示す制御マップを参照して異常判断用減圧率を算出することを特徴としている。
なおさらに、請求項９に係るタイヤ内圧監視装置は、請求項８に係る発明において、前記制御マップは、基準タイヤ内圧が予め設定した異常判断用タイヤ内圧となったときに異常判断用減圧率が零又はその近傍値となるように設定されていることを特徴としている。
【００１４】
【発明の効果】
請求項１に係るタイヤ内圧監視装置によれば、タイヤ内圧検出手段で、自然リーク等のタイヤ内圧が標準状態から変動している少なくとも1輪のタイヤ内圧を基準タイヤ内圧として検出し、この基準タイヤ内圧に基づいて異常判断用減圧率を設定することにより減圧異常を生じている車輪を検出するようにしたので、異常判断用減圧率が基準タイヤ内圧に応じて変動して自然リーク等の減圧状態に応じた最適な異常判断用減圧率を算出することができると共に、この異常判断用減圧率に基づいて減圧率異常を検出するため、実際にタイヤ内圧が所定の異常判断用タイヤ内圧を下回る以前に減圧率異常を正確に検出することができるという効果が得られる。
【００１５】
また、異常判断用減圧率算出手段で、タイヤ内圧検出手段で検出した基準タイヤ内圧に基づいて異常判断用減圧率を算出するようにしているので、各車輪のタイヤ内圧が指定圧力から自然リークによって減少した場合でもこれに応じた最適な異常判断用減圧率を算出することができると共に、この異常判断用減圧率を各車輪の減圧率が上回ったときに減圧率異常と判定するので、実際にタイヤ内圧が所定の異常判断用タイヤ内圧を下回る以前に減圧率異常を正確に検出することができるという効果が得られる。
【００１６】
さらに、請求項２に係るタイヤ内圧監視装置によれば、各車輪の減圧率が異常判断用減圧率を上回って減圧率異常と判定されたときに警報を発するので、減圧率異常の発生を運転者に確実に警告することができるという効果が得られる。
さらにまた、請求項３に係るタイヤ内圧監視装置によれば、基準タイヤ内圧が予め設定した異常判断用タイヤ内圧以下となったときに、タイヤ内圧不足異常と判定するので、より早く確実にタイヤ内圧異常を検出することができるという効果が得られる。
【００１７】
なおさらに、請求項４に係るタイヤ内圧監視装置によれば、タイヤ内圧検出手段で、車輪速検出手段で検出した各車輪速に基づいてタイヤ内圧を推定するようにしたので、アンチスキッド制御装置等を備える車両に既設の車輪速センサを使用して新たなセンサ類を追加することなくタイヤ内圧を推定することができ、また推定した全車輪のタイヤ内圧のうち最小となるタイヤ内圧を基準タイヤ内圧として選択するので、これに基づいて算出される異常判断用減圧率が安全サイドに算出されることになり、減圧率異常をより正確に検出することができるという効果が得られる。
また、請求項５に係るタイヤ内圧監視装置によれば、タイヤ内圧推定手段で車体速に対する車輪速の頻度分布よりタイヤ内圧を推定できるように構成されているので、タイヤ内圧を実測することなく車輪速からタイヤ内圧を正確に推定することができるという効果が得られる。
【００１８】
さらに、請求項６に係るタイヤ内圧監視装置によれば、タイヤ内圧検出手段で、タイヤ内圧センサによりタイヤ内圧を検出するので、タイヤ内圧の実測値を得ることができ精度よく最適な異常判断用減圧率を算出することができるという効果が得られる。
さらにまた、請求項７に係るタイヤ内圧監視装置によれば、減圧率算出手段で、車輪速検出手段で検出した車輪速に基づいて判定値を算出し、次いで判定値に基づいて減圧率を算出するので、タイヤ内圧の減圧率を実測することなく精度よく減圧率を算出することができるという効果が得られる。
【００１９】
なおさらに、請求項８に係るタイヤ内圧監視装置によれば、異常判断用減圧率を、タイヤ内圧検出手段で検出された基準タイヤ内圧をもとに基準タイヤ内圧と異常判断用減圧率との関係を示す制御マップに基づいて算出するので、基準タイヤ内圧に基づいて異常判断用減圧率を容易に算出することができるという効果が得られる。
【００２０】
また、請求項９に係るタイヤ内圧監視装置によれば、制御マップは基準タイヤ内圧が異常判断用タイヤ内圧となったときに異常判断用減圧率を零又はその近傍値として設定するように構成されているので、タイヤ内圧が異常判断用タイヤ内圧に達する以前に減圧率異常を正確に検出することができるという効果が得られる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の実施の形態を示す概略構成図であり、図中１ＦＬ、１ＦＲ、１ＲＬ及び１ＲＲは夫々前左輪、前右輪、後左輪及び後右輪であって、各車輪１ＦＬ〜１ＲＲに車輪の回転速度に応じた周波数の車輪速信号を出力する車輪速センサ２ＦＬ〜２ＲＲが装着されている。
【００２２】
これら車輪速センサ２ＦＬ〜２ＲＲの夫々は車輪１ＦＬ〜１ＲＲと共に回転し外周面に指定歯数Ｚ（例えばＺ＝２０）のセレーションが形成されたロータ２ａと、このロータ２ａに対向して固定部に配設された磁石が内蔵され且つその発生磁束による誘導起電力を検出する検出コイル２ｂとで構成されている。つまり、車輪速センサ２ＦＬ〜２ＲＲのコイル１ｂにはロータ２ａの回転に応じた周波数の起電力が誘導されるようになっていて、その誘導起電力が車輪速センサ2ＦＬ〜2ＲＲの出力となり、各車輪速信号は、コントローラ３に伝送される。
【００２３】
また、車両に発生する前後加速度を検出する前後加速度センサ４が配設され、この前後加速度センサ４で検出した前後加速度検出信号もコントローラ３に伝送される。
コントローラ３は、例えば少なくともメモリ５を有するマイクロコンピュータで構成され、車輪速センサ２ＦＬ〜２ＲＲから出力される各車輪速信号及び前後加速度センサ４から出力される前後加速度検出信号に基づいて後述する図２に示すタイヤ内圧監視処理手順の一例を示すフローチャートに従ってタイヤ内圧の異常を監視して、タイヤ内圧の不足異常やパンク等による急激な減圧率異常を検出し、これらを検出した場合に、警報回路６へ警報信号を出力するように構成されている。
【００２４】
ここで、メモリ５には、予め実験によってタイヤ内圧が指定圧の状態と、この指定圧からの自然リークによる減圧によって変化した夫々の状態において、車体速が所定範囲（例えば３０〜６０ｋｍ／ｈ）であるときの車輪速と頻度との関係を図３に示すように測定し、この頻度分布ｆ(ｘ)を下記（１）式及び（２）式の多項式で表したときの係数Ｃ0〜Ｃn及びＣ0′〜Ｃn′とそのときのタイヤ内圧との関係を表す記憶テーブルが記憶されている。
ｆ(ｘ)＝Ｃ0＋Ｃ1ｘ＋・・・・＋Ｃnｘn ………（１）
ｆ(ｘ)＝Ｃ0´+Ｃ1´ｘ+・・・・＋Ｃn´ｘn ………（２）
ここで、（１）式はタイヤ内圧が指定圧の場合を示し、（２）式はタイヤ内圧が指定値から自然リークによって減圧したときの場合を示しており、これら（１）式及び（２）式から明らかなようにタイヤ内圧の減圧時に変化するのは係数Ｃのみである。すなわちタイヤ内圧はこの係数Ｃの値に対応することになり、タイヤ内圧に対応させて係数Ｃ0〜Ｃn及びＣ0′〜Ｃn′を記憶テーブルに記憶しておくことにより、係数Ｃからタイヤ内圧を推定することができる。
【００２５】
次に、上記第１の実施形態の動作をコントローラ３で実行する図２のタイヤ内圧監視処理手順を示すフローチャートを用いて説明する。
コントローラ３は、常時、タイヤ内圧異常監視処理を実行する。このタイヤ内圧監視処理は、先ずステップＳ１で、車輪速センサ２ＦＬ〜２ＲＲで検出した各車輪速信号と、前後加速度センサ４で検出した前後加速度検出値ＧＸを読込み、次いでステップＳ２に移行して、読込んだ各車輪速信号を所定の信号処理を行って車輪速ＶｗFL〜ＶｗRRを算出すると共に、例えば車輪速ＶｗFL〜ＶｗRRの最大値を初期値として前後加速度検出値ＧＸを積分して加算することにより、車体速度Ｖｃを算出してからステップＳ３に移行する。
【００２６】
このステップＳ３では、タイヤ内圧が指定圧の状態で各車輪速ＶｗFL〜ＶｗRR毎に前述した所定車体速範囲における頻度分布ｆ(ｘ)を測定し、これらを前述した（１）に対応する下記（３）式の多項式で表して、係数Ｃｒ0〜Ｃｒnを算出する。
ｆ(ｘ)＝Ｃｒ0＋Ｃｒ1ｘ＋・・・・＋Ｃｒnｘn ………（３）
次いで、ステップＳ４に移行して、ステップＳ３で算出した各車輪１ＦＬ〜１ＲＲ毎の係数Ｃｒ0〜Ｃｒn をもとにメモリ５に記憶されている記憶テーブルを参照してタイヤ内圧ＰFL〜ＰRRを算出する。すなわち、メモリ５に記憶されている各項の係数Ｃの変化量を（３）式の係数Ｃｒに加えることで、自然リーク時の頻度分布を算出しその結果、タイヤ内圧ＰFL〜ＰRRを求めることができる。
【００２７】
次いで、ステップＳ５に移行してステップＳ４で算出した各車輪１ＦＬ〜１ＲＲのタイヤ内圧ＰFL〜ＰRRのうち一番低いタイヤ内圧を基準タイヤ内圧ＰSTとして選択してからステップＳ6に移行する。
このステップＳ6では、前記ステップＳ5で選択された基準タイヤ内圧ＰSTが、予め設定された異常判断用タイヤ内圧ＰA を超えているか否かを判定し、ＰST≦ＰAであるときには基準タイヤ内圧ＰSTの内圧不足異常と判断してステップＳ7に移行し、警報回路６に対して警報信号を出力し、この警報回路６で警報音を発するか又は全輪１ＦＬ〜１ＲＲに対する警告表示灯を点灯して警告表示を行って運転者に警告してから前記ステップＳ１に戻る。
【００２８】
また、ステップＳ６の判定結果がＰST＞ＰAであるときには基準タイヤ内圧ＰSTが正常であると判断してステップＳ８に移行する。
このステップＳ８では、基準タイヤ内圧ＰST をもとに図４に示す異常判断用減圧率算出マップを参照して異常判断用減圧率ＲA を算出する。この異常判断用減圧率算出マップは、図4に示すように、基準タイヤ内圧ＰSTが指定圧であるときに異常判断用減圧率ＲAが最大値ＲAMAX（例えばＲAMAX＝３０％）となり、この状態から基準タイヤ内圧ＰST が減少するとこれに比例して異常判断用減圧率ＲA も減少し、基準タイヤ内圧ＰST が異常判断用タイヤ内圧ＰA に達したときに異常判断用減圧率ＲA が最小値ＲAMIN（例えばＲAMIN ＝０）となるように設定されている。
【００２９】
次いで、ステップＳ９に移行して、前記ステップＳ２で算出した車輪速ＶｗFL〜ＶｗRRに基づいて下記（４）式の演算を行って各車輪速ＶｗFL〜ＶｗRRの平均値より低いタイヤ内圧が存在するか否かを表す判定値Ｊを算出する。
次いで、ステップＳ１０に移行して、ステップＳ９で算出した判定値Ｊをもとに図５に示す減圧率算出マップを参照して減圧率ＲRを算出する。
【００３０】
ここで、減圧率算出マップは、図５に示すように、判定値Ｊの絶対値｜Ｊ｜が“０”であるときに減圧率ＲR の絶対値｜ＲR｜も“０”となり、この状態から判定値Ｊの絶対値｜Ｊ｜が増加するとこれに比例して減圧率ＲR の絶対値｜ＲR ｜も増加するように設定されている。
次いで、ステップＳ１１に移行して、４輪１ＦＬ〜１ＲＲのうち最も減圧率の高いタイヤを特定する。この最大減圧率のタイヤの特定は、特開平１０−１５１９１９号公報に開示されているように、まず、車両の位置による位置感度係数をＰｉ（ｉ＝ＦＬ〜ＲＲ）、タイヤによるタイヤ感度係数をＴｉ（ｉ＝ＦＬ〜ＲＲ）タイヤ内圧が指定圧に対して例えば、３０％減圧したときの減圧時判定値をβＪ（β＞１）としたとき、この減圧時判定値がタイヤの仕様やバラツキの影響を表すタイヤ感度係数Ｔｉと荷重やアラインメントなどの装着位置の影響を表す位置感度係数Ｐｉの影響を受けることによりＰｉＴｉβＪで表されるものとする。
【００３１】
このときの、後輪側左右輪で減圧状態となったタイヤを交換することを想定したときに、左後輪１ＲＬが減圧したタイヤであるときの判定値Ｊ１はＪ１＝ＰRLＴRLβＪで表され、このタイヤを右後輪１ＲＲに交換したときの判定値Ｊ２はＪ２＝ＰRRＴRLβＪで表され、右後輪１ＲＲが減圧したタイヤであるときの判定値Ｊ３はＪ３＝ＰRRＴRRβJで表され、このタイヤを左後輪１ＲＲに交換したときの判定値Ｊ４はＪ４＝ＰRLＴRRβJで表せる。これらから位置感度比ＰRL／ＰRR＝Ｊ１／Ｊ２＝Ｊ４／Ｊ３及びタイヤ感度比ＴRL／ＴRR＝Ｊ２／Ｊ３＝Ｊ１／Ｊ４を算出することができる。
【００３２】
同様に、前輪側左右輪で減圧状態となったタイヤを交換することを想定することにより、位置感度比ＰFL／ＰFR及びタイヤ感度比ＴFR／ＴFLを算出することができ、さらに左側前後輪及び右側前後輪で減圧状態となったタイヤを交換することを想定することにより、位置感度比ＰRL／ＰFL及びタイヤ感度比ＴRL／ＴFLを算出することができる。
【００３３】
そして、前左輪１ＦＬを基準とし、４輪のタイヤが同一仕様でありタイヤ感度比が“１”であるとした場合に、補正前の判定値をＪｉとし、補正後の判定値Ｊｉ′としたときに、これら補正後の判定値Ｊ１′〜Ｊ４′は、
前左輪１ＦＬ減圧のとき Ｊ１′＝Ｊ１×（ＰFL／ＰFL）
前右輪１ＦＲ減圧のとき Ｊ２′＝Ｊ２×（ＰFL／ＰFR）
後左輪１ＲＬ減圧のとき Ｊ３′＝Ｊ３×（ＰFL／ＰRL）
後右輪１ＲＲ減圧のとき Ｊ４′＝Ｊ４×（ＰFL／ＰRL）×（ＰRL／ＰRR）
で算出することができる。
【００３４】
そして、算出した判定値Ｊ１′〜Ｊ４′の内一番大きい判定値となる車輪を選択することにより、減圧したタイヤを特定することができる。次いで、ステップＳ１２に移行し、前記ステップＳ１０で算出された減圧率ＲRの絶対値｜ＲR｜が、前記ステップＳ8で算出された異常判断用減圧率ＲA未満であるか否かを判定し、ＲR＜ＲA であるときには、減圧率が小さくパンク等の異常減圧状態ではないものと判断して前記ステップＳ１に戻り、ＲR≧ＲA であるときにはステップＳ１３に移行して、警報回路６に対して警報信号を出力して、この警報回路６で警報音を発する又は異常となった車輪の表示灯を点灯してから前記ステップＳ１に戻る。
【００３５】
この図２の処理において、ステップＳ１〜Ｓ５の処理がタイヤ内圧検出手段に対応し、この内ステップＳ１〜Ｓ４の処理がタイヤ内圧推定手段に対応し、ステップＳ８の処理が異常判断用減圧率算出手段に対応し、ステップＳ９の処理が減圧率算出手段に対応し、ステップＳ７及びＳ１３の処理が警報手段に対応している。
【００３６】
したがって、今、各車輪１ＦＬ〜１ＲＲのタイヤ内圧が指定圧となっている標準状態では、図２の処理において、ステップＳ３で算出される各車輪速ＶｗFL〜ＶｗRRの頻度分布が夫々図３の曲線Ｌ0で表されることになり、これを多項式で表したときに、各項の係数ＣR0〜ＣRnが予め実験で求めた前記（１）式の各項の係数Ｃ0 〜Ｃn と略等しくなることから、記憶テーブルを参照することにより各車輪１ＦＬ〜１ＲＲのタイヤ内圧ＰｒFL〜ＰｒRRが指定圧ＰSET として算出される。
【００３７】
この状態では、全ての車輪１ＦＬ〜１ＲＲのタイヤ内圧ＰｒFL〜ＰｒRRが指定圧ＰSETとなるので、この内の何れかが基準タイヤ内圧ＰSTとして選択される。そして、この基準タイヤ内圧ＰSTは異常判断用タイヤ内圧ＰA より十分に高い圧力であるので、ステップＳ６からステップＳ８に移行して、基準タイヤ内圧ＰSTをもとに図４示す異常判断用減圧率算出マップを参照して最大値ＰAMAXとなる異常判断用減圧率ＲA を算出する。
【００３８】
次いで、ステップＳ９で、前記（４）式に従って判定値Ｊを算出するが、この判定値Ｊの値は各車輪１ＦＬ〜１ＲＲの車輪速ＶｗFL〜ＶｗRRが等しいので、“０”となり、ステップＳ１２で、判定値Ｊをもとに図５に示す減圧率算出マップを参照して減圧率ＲRを算出したときに、この減圧率ＲRも“０”となる。
したがって、ステップＳ１２で減圧率Ｒと異常判断用減圧率ＲA とを比較したときに、ＲR＜ＲA となるので、正常であると判断されて前記ステップＳ１に戻る。
【００３９】
この各車輪１ＦＬ〜１ＲＲが指定圧ＰSETとなっている標準状態から、各車輪１ＦＬ〜１ＲＲで自然リークによってタイヤ内圧が非常に緩やかに減少した場合には、これらの内の最小値となるタイヤ内圧が基準タイヤ内圧ＰSTとして選択され、これに基づいて異常判断用減圧率ＲA が算出されることにより、この基準タイヤ内圧ＰSTの減少に伴って図４に示すように異常判断用減圧率ＲA も減少することになる。しかしながら、自然リークによる減圧の場合には、各車輪１ＦＬ〜１ＲＲのタイヤ内圧に大きな偏差を生じないので、ステップＳ９で算出される判定値Ｊは“０”に近い値を維持することになり、ステップＳ１０で図５の減圧率算出マップを参照して算出される減圧率ＲRも“０”に近い値となるため、ステップＳ１２の判定結果がＲR＜ＲA となり、正常状態と判断される。
【００４０】
この自然リーク状態を長時間継続して、各車輪１ＦＬ〜１ＲＲにおけるタイヤ内圧の低下状態が継続すると、これに応じて異常判断用減圧率ＲA も徐々に“０”に近づくことになる。このとき、一般的には各車輪１ＦＬ〜１ＲＲ間で自然リークによる減少率には差が生じるので、ステップＳ９で算出される判定値Ｊが“０”よりやや大きな値となる。そして、基準タイヤ内圧ＰSTとして各車輪１ＦＬ〜１ＲＲにおけるタイヤ内圧の最小値が選択され、この基準タイヤ内圧ＰSTが異常判断用タイヤ内圧ＰA に近づくことにより、算出される異常判断用減圧率ＲAが“０”に近づく。この結果、ステップＳ１０で算出される減圧率ＲR が異常判断用タイヤ内圧ＰA以上となったときに、ステップＳ12からステップＳ13に移行して、警報回路6を作動させてタイヤ減圧率異常の警報を発する。
【００４１】
各車輪１ＦＬ〜１ＲＲでタイヤ内圧にバラツキがない状態で自然リークを長時間継続した場合には、ステップＳ８で算出される判定値Ｊが“０”を維持し、ステップＳ９で算出される減圧率ＲRも“０”を維持するので、ステップＳ１２ではＲR＜ＲA の状態を維持し、警報が発せられることはないが、基準タイヤ内圧ＰSTが異常判断用タイヤ内圧ＰA 以下となるとステップＳ６でタイヤ内圧不足異常と判断されてステップＳ７に移行し、警報回路６が作動されて、その旨を表す警報が発せられる。
【００４２】
さらに、各車輪１Ｆ〜１ＲＲで自然リークを継続している状態で、その内の１輪１ｉ（ｉ＝ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲ）がパンク等によって減圧率が他の車輪に比較して増加した場合には、減圧状態となった車輪１ｉのタイヤ内圧が基準タイヤ内圧ＰSTとして選択される。
このため、ステップＳ８で算出される異常判断用減圧率ＲA が基準タイヤ内圧ＰSTの比較的急な減少に応じて減少することになると共に、減圧状態となった車輪１ｉの車輪速Ｖｗiが他の車輪の車輪速に比較して増加することから、ステップＳ９で算出される判定値Ｊが“０”に近い値から正又は負方向に増加することになり、ステップＳ１１で減圧率算出マップを参照して算出される減圧率ＲRも増加する。
【００４３】
このため、ステップＳ１２の判定結果がＲR≧ＲA となって、減圧率異常と判断されてステップＳ１２からステップＳ１３に移行して警報回路６で警報が発せられる。
このように、上記第１の実施形態においては、各車輪１ＦＬ〜１ＲＲのタイヤ内圧ＰFL〜ＰRRを推定し、これらのうちの最小値を基準タイヤ内圧ＰSTとして選択し、この基準タイヤ内圧ＰSTに基づいて異常判断用減圧率ＲAを算出するので、この異常判断用減圧率ＲA が基準タイヤ内圧ＰSTの減少に応じて減少することになり、基準タイヤ内圧ＰSTが異常判断用タイヤ内圧ＰA に近づくにつれて異常判断用減圧率ＲAが小さくなって、減圧タイヤを検出する感度を高めることができる。このため、基準タイヤ内圧ＰST が指定圧ＰSETに近い状態では減圧タイヤを検出する感度が低いことにより、コーナリング走行や加減速走行時のタイヤ内圧変動による一時的なタイヤ内変動が生じてもこれを誤検出することを確実に防止することができ、逆にタイヤ内圧が異常判断用タイヤ内圧ＰA近くまで減少したときには、高感度で減圧タイヤを検出して、運転者に減圧率異常を即座に警告することができる。
【００４４】
次に、本発明の第２の実施形態を図６及び図７に基づいて説明する。
この第２の実施形態は、前述した第１の実施形態における基準タイヤ内圧ＰSTを高精度に検出するようにしたものである。
すなわち、第２の実施形態では、基準タイヤ内圧ＰSTの検出を図６に示すように車輪１ＦＬ〜１ＲＲのうちの少なくとも１つ例えば左前輪１ＦＬに配設されたタイヤ内圧を磁石の反発力を利用して空気圧の変化を捉え、その空気圧の変化に応じたタイヤ内圧信号を出力するタイヤ内圧検出手段としてのタイヤ内圧センサ１１と、このタイヤ内圧センサ１１で検出したタイヤ内圧検出信号を車体側へ伝送する送信器１２と、送信器１２からのタイヤ内圧検出信号を車体側で受信アンテナ１３を介して受信する受信器１４とで行うようにすることを除いては、第１の実施形態における図１と同様の構成を有し、図１との対応部分には同一符号を付し、その詳細説明はこれを省略する。
【００４５】
また、コントローラ３で実行されるタイヤ内圧異常監視処理が、図７に示すように、前述した第１の実施形態における図２の処理において、ステップＳ１の車体速信号と各車輪速信号の読み込み処理がステップＳ２１のタイヤ内圧検出信号と各車輪速信号を読込む読込み処理に変更され、続くステップＳ２〜ステップＳ５のタイヤ内圧推定処理がステップＳ２２の基準タイヤ内圧ＰSTと車輪速ＶｗFL〜ＶｗRRの算出処理に変更され、続いてタイヤ内圧不足異常監視処理を行うように構成されていることを除いては前述した第１の実施形態の図２と同様の処理を実行するように変更され、図２との対応処理には同一符号を付し、その詳細説明はこれを省略する。
【００４６】
この第２の実施形態によると、基準タイヤ内圧ＰSTとして前左輪１ＦＬに配設されたタイヤ内圧センサ１１で検出したタイヤ内圧検出信号を基準タイヤ内圧ＰSTとして設定するようにしているので、自然リークに応じたタイヤ内圧の減少を正確に検出することができる。しかも、エンジン、変速機、ステアリング機構等が配置されて大きな負荷荷重が掛かり、後輪１ＲＬ及び１ＲＲに比較して自然リークによる減圧量が多くなる前輪側でタイヤ内圧を検出しているので、この基準タイヤ内圧ＰSTをもとにステップＳ８で前述した図4の異常判断用減圧率算出マップを参照して算出される異常判断用減圧率ＲAが低めに設定されることになり、減圧異常をより正確に検出することができる。
【００４７】
そして、前述した第１の実施形態と同様に前記（４）式に基づいて算出した判定値Ｊをもとに図５の減圧率算出マップを参照して減圧率ＲR を算出し、算出した減圧率ＲR とステップＳ８で算出した異常判断用減圧率ＲA とを比較して、減圧率異常を検出するので、第１の実施形態に比較して減圧率異常をより正確に検出することができる。
【００４８】
なお、上記第２の実施形態においては、前左輪１ＦＬにタイヤ内圧センサ１１及び送信器１２を配設した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、前右輪１ＦＲにタイヤ内圧センサ１１及び送信器１２を配設するようにしてもよく、さらに、前左右輪１ＦＬ及び１ＦＲの双方にタイヤ内圧センサ１１及び送信器１２を配設し、両タイヤ内圧センサ１１で検出したタイヤ内圧の低い方を基準タイヤ内圧ＰSTとして選択するようにしてもよい。
【００４９】
また、上記第１及び第２の実施形態においては、車輪速センサ２ＦＬ〜２ＲＲがロータ２ａと検出コイル２ｂとで構成されている場合について説明したが、これに限定されるものではなく、車体側にロータ２ａの歯を挟んで発光素子と受光素子とを配設し、受光素子から車輪速に応じたパルス信号を得、単位時間当たりのパルス信号数又は１つのパルス信号から次のパルス信号までの時間を計測することにより、車輪速を算出するようにしてもよく、同様にロータ２ａの外周縁に所定数の磁石を等間隔で埋め込み、車体側にホール素子等の磁力検出素子を配設してパルス信号を得るようにしてもよく、要は車輪１ＦＬ〜１ＲＲの車輪速に応じた検出信号が得られれば、任意のセンサを適用することができる。
【００５０】
さらに、上記第１及び第２の実施形態においては、警報回路６で警報を発する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、警報回路６を省略して、減圧率異常やタイヤ内圧不足異常を検出したときに制動装置等を作動させて、制動動作を行うようにしてもよい。
さらにまた、上記第１及び第２の実施形態においては、減圧しているタイヤを特定するようにした場合について説明したが、これに限定されるものではなく、減圧しているタイヤの特定を省略して、単に何れかの車輪１ＦＬ〜１ＲＲで減圧率異常又はタイヤ内圧不足異常が発生していることを警告するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態を示す概略構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態におけるコントローラで実行するタイヤ内圧異常監視処理を示すフローチャートである。
【図３】本発明の第１実施形態におけるコントローラの初期設定で記憶された車体速に対する車輪速の頻度分布を示す特性図である。
【図４】本発明の第１実施形態におけるタイヤ内圧と異常判断用減圧率との関係を示す制御マップである。
【図５】本発明の第１実施形態における判定値と減圧率との関係を示す制御マップである。
【図６】本発明の第２実施形態を示す概略構成図である。
【図７】本発明の第２実施形態におけるコントローラで実行するタイヤ内圧異常監視処理を示すフローチャートである。
【図８】従来例の問題点を説明するグラフである。
【符号の説明】
１ＦＬ〜１ＲＲ 車輪
２ＦＬ〜２ＲＲ 車輪速センサ
３ コントローラ
４ 前後加速度センサ
５ メモリ
６ 警報回路
１１ タイヤ内圧センサ
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両におけるタイヤ内圧を監視するタイヤ内圧監視装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、タイヤ内圧を検出する装置としてはタイヤの内圧が低下したときにタイヤ半径が変化することを利用して、各車輪の車輪速度を検出する車輪速度センサの検出信号に基づいて、車両のタイヤの内圧を間接的に検知する装置の開発が進められている。このような装置としては、例えば、特開平７−１４９１１９号公報に記載されたもの等が提案されている。
【０００３】
この公報に記載されている車両における減圧タイヤの検出方法は、各車輪における車輪速度センサから得られる角速度信号を比較し、タイヤの回転半径を比較することによって車両の減圧したタイヤを検知する方法であって、最初に正常な所定圧力にされた４個のタイヤの車両関連定数をセットアップ処理により決定し、次に通常走行について各車輪速度センサから得られる角速度信号に基づいて対角車輪における平均値の差分を全車輪における平均値で除したエラー値を計算し、次いで補正係数を決定して補正されたエラー値を計算し、最後に補正されたエラー値の大きさが０．０５から０．５の範囲にあると検知されたときに少なくとも一つのタイヤが減圧されていることを表示するために車両に装備されたタイヤ警告表示機を作動させるようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例におけるタイヤ空気圧検知方法は、警報を発するべき判断基準となるエラー値が随時各車輪速の平均値をもとに算出され、このエラー値が０．０５〜０．５の範囲となったときに内圧異常と判断するようにしている。そのため、図８に示すように、各輪のタイヤ内圧が指定圧ＰSETに設定されているときには、各車輪における内圧の平均値即ち指定圧ＰSETに対する９５％が警報を発する判断基準となる閾値ＰTとなるが、この各車輪の内圧が指定圧ＰSETにある状態から各車輪の内圧が自然リークによって、図８で右下がりの直線Ｌ０で示すように、徐々に減圧してゆくと、図８で右下がりの直線Ｌ１で示すように警報判断閾値ＰTも各車輪の内圧平均値の９５％に設定されることにより徐々に低下して、図８においてハッチングで示すように予め設定した指定圧ＰSETに対応する警報すべき値を下回っても警報しない領域が発生してしまうという未解決の課題がある。そのため、指定圧の９５％となる警報判断閾値ＰTで正確に警報を発しようとすると、タイヤ内圧を常時指定圧の状態に管理しなければならない。
【０００５】
そこで、本発明は、上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、各輪のタイヤ内圧が自然リークにより減圧した場合でもタイヤ内圧の減圧異常を正確に検出することができるタイヤ内圧監視装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の請求項１に係るタイヤ内圧監視装置は、車両におけるタイヤ内圧の異常を検出するタイヤ内圧監視装置において、
各車輪のうちタイヤ内圧が標準状態から変動する少なくとも１輪のタイヤ内圧を基準タイヤ内圧として検出するタイヤ内圧検出手段と、該タイヤ内圧検出手段で検出した基準タイヤ内圧に基づいて減圧状態が異常であると判断する異常判断用減圧率を設定することにより減圧率異常を生じている車輪を検出する減圧率異常タイヤ検出手段を備え、
前記減圧率異常タイヤ検出手段は、タイヤ内圧が低下した車輪の減圧率を算出する減圧率算出手段と、前記タイヤ内圧検出手段で検出した基準タイヤ内圧に応じて異常判断用減圧率を算出する異常判断用減圧率算出手段と、前記減圧率算出手段で算出された減圧率が前記異常判断用減圧率算出手段で算出された異常判断用減圧率以上となったときに減圧率異常と判定する減圧率異常判定手段と、を有することを特徴としている。
【０００８】
さらに、請求項２に係るタイヤ内圧監視装置は、請求項１に係る発明において、前記減圧率異常タイヤ検出手段は、前記減圧率異常判定手段で減圧率異常と判定されたときに警報を発する警報手段を有することを特徴としている。
【０００９】
さらにまた、請求項３に係るタイヤ内圧監視装置は、請求項１に係る発明において、前記減圧率異常タイヤ検出手段は、前記タイヤ内圧検出手段で検出した基準タイヤ内圧が予め設定された異常判断用タイヤ内圧以下となったときにタイヤ内圧不足異常を判定するタイヤ内圧不足異常判定手段と、前記タイヤ内圧不足異常判断手段でタイヤ内圧不足異常と判定されたとき及び前記減圧率異常判定手段で減圧率異常と判定されたときの何れかで警報を発する警報手段と、を有することを特徴としている。
【００１０】
なおさらに、請求項４に係るタイヤ内圧監視装置は、請求項１〜３の何れか一項に係る発明において、前記タイヤ内圧検出手段は、各車輪速を検出する車輪速検出手段と、該車輪速検出手段で検出した車輪速に基づいて各車輪のタイヤ内圧を推定するタイヤ内圧推定手段と、該タイヤ内圧推定手段で推定したタイヤ内圧のうち最小値を基準タイヤ内圧として選択出力する選択出力手段とで構成されることを特徴としている。
【００１１】
また、請求項５に係るタイヤ内圧監視装置は、請求項４に係る発明において、前記タイヤ内圧推定手段は、車体速に対する車輪速の頻度分布と予め記憶されたタイヤ内圧に対応する頻度分布とを比較することによりタイヤ内圧を推定することを特徴としている。
さらに、請求項６に係るタイヤ内圧監視装置は、請求項１〜３の何れか一項に係る発明において、前記タイヤ内圧検出手段は、タイヤ内圧が標準状態から変動する少なくとも１輪に装着されて基準タイヤ内圧を検出するタイヤ内圧センサと、該タイヤ内圧センサで検出された内圧信号を車体側へ伝送する送信機と、該送信機からの内圧信号を車体側で受信する受信機とで構成されることを特徴している。
【００１２】
さらにまた、請求項７に係るタイヤ内圧監視装置は、請求項１〜６の何れか一項に係る発明において、各車輪の車輪速を検出する車輪速検出手段を有し、前記減圧率算出手段は、前記車輪速検出手段で検出された各車輪速に基づいて判定値を算出する判定値算出手段を備え、該判定値算出手段で算出した判定値に基づいて減圧率を算出することを特徴としている。
【００１３】
さらに、請求項８に係るタイヤ内圧監視装置は、請求項１〜７の何れか一項に係る発明において、前記異常判断用減圧率算出手段は、前記タイヤ内圧検出手段で検出された基準タイヤ内圧をもとにタイヤ内圧と異常判断用減圧率との関係を示す制御マップを参照して異常判断用減圧率を算出することを特徴としている。
なおさらに、請求項９に係るタイヤ内圧監視装置は、請求項８に係る発明において、前記制御マップは、基準タイヤ内圧が予め設定した異常判断用タイヤ内圧となったときに異常判断用減圧率が零又はその近傍値となるように設定されていることを特徴としている。
【００１４】
【発明の効果】
請求項１に係るタイヤ内圧監視装置によれば、タイヤ内圧検出手段で、自然リーク等のタイヤ内圧が標準状態から変動している少なくとも1輪のタイヤ内圧を基準タイヤ内圧として検出し、この基準タイヤ内圧に基づいて異常判断用減圧率を設定することにより減圧異常を生じている車輪を検出するようにしたので、異常判断用減圧率が基準タイヤ内圧に応じて変動して自然リーク等の減圧状態に応じた最適な異常判断用減圧率を算出することができると共に、この異常判断用減圧率に基づいて減圧率異常を検出するため、実際にタイヤ内圧が所定の異常判断用タイヤ内圧を下回る以前に減圧率異常を正確に検出することができるという効果が得られる。
【００１５】
また、異常判断用減圧率算出手段で、タイヤ内圧検出手段で検出した基準タイヤ内圧に基づいて異常判断用減圧率を算出するようにしているので、各車輪のタイヤ内圧が指定圧力から自然リークによって減少した場合でもこれに応じた最適な異常判断用減圧率を算出することができると共に、この異常判断用減圧率を各車輪の減圧率が上回ったときに減圧率異常と判定するので、実際にタイヤ内圧が所定の異常判断用タイヤ内圧を下回る以前に減圧率異常を正確に検出することができるという効果が得られる。
【００１６】
さらに、請求項２に係るタイヤ内圧監視装置によれば、各車輪の減圧率が異常判断用減圧率を上回って減圧率異常と判定されたときに警報を発するので、減圧率異常の発生を運転者に確実に警告することができるという効果が得られる。
さらにまた、請求項３に係るタイヤ内圧監視装置によれば、基準タイヤ内圧が予め設定した異常判断用タイヤ内圧以下となったときに、タイヤ内圧不足異常と判定するので、より早く確実にタイヤ内圧異常を検出することができるという効果が得られる。
【００１７】
なおさらに、請求項４に係るタイヤ内圧監視装置によれば、タイヤ内圧検出手段で、車輪速検出手段で検出した各車輪速に基づいてタイヤ内圧を推定するようにしたので、アンチスキッド制御装置等を備える車両に既設の車輪速センサを使用して新たなセンサ類を追加することなくタイヤ内圧を推定することができ、また推定した全車輪のタイヤ内圧のうち最小となるタイヤ内圧を基準タイヤ内圧として選択するので、これに基づいて算出される異常判断用減圧率が安全サイドに算出されることになり、減圧率異常をより正確に検出することができるという効果が得られる。
また、請求項５に係るタイヤ内圧監視装置によれば、タイヤ内圧推定手段で車体速に対する車輪速の頻度分布よりタイヤ内圧を推定できるように構成されているので、タイヤ内圧を実測することなく車輪速からタイヤ内圧を正確に推定することができるという効果が得られる。
【００１８】
さらに、請求項６に係るタイヤ内圧監視装置によれば、タイヤ内圧検出手段で、タイヤ内圧センサによりタイヤ内圧を検出するので、タイヤ内圧の実測値を得ることができ精度よく最適な異常判断用減圧率を算出することができるという効果が得られる。
さらにまた、請求項７に係るタイヤ内圧監視装置によれば、減圧率算出手段で、車輪速検出手段で検出した車輪速に基づいて判定値を算出し、次いで判定値に基づいて減圧率を算出するので、タイヤ内圧の減圧率を実測することなく精度よく減圧率を算出することができるという効果が得られる。
【００１９】
なおさらに、請求項８に係るタイヤ内圧監視装置によれば、異常判断用減圧率を、タイヤ内圧検出手段で検出された基準タイヤ内圧をもとに基準タイヤ内圧と異常判断用減圧率との関係を示す制御マップに基づいて算出するので、基準タイヤ内圧に基づいて異常判断用減圧率を容易に算出することができるという効果が得られる。
【００２０】
また、請求項９に係るタイヤ内圧監視装置によれば、制御マップは基準タイヤ内圧が異常判断用タイヤ内圧となったときに異常判断用減圧率を零又はその近傍値として設定するように構成されているので、タイヤ内圧が異常判断用タイヤ内圧に達する以前に減圧率異常を正確に検出することができるという効果が得られる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の実施の形態を示す概略構成図であり、図中１ＦＬ、１ＦＲ、１ＲＬ及び１ＲＲは夫々前左輪、前右輪、後左輪及び後右輪であって、各車輪１ＦＬ〜１ＲＲに車輪の回転速度に応じた周波数の車輪速信号を出力する車輪速センサ２ＦＬ〜２ＲＲが装着されている。
【００２２】
これら車輪速センサ２ＦＬ〜２ＲＲの夫々は車輪１ＦＬ〜１ＲＲと共に回転し外周面に指定歯数Ｚ（例えばＺ＝２０）のセレーションが形成されたロータ２ａと、このロータ２ａに対向して固定部に配設された磁石が内蔵され且つその発生磁束による誘導起電力を検出する検出コイル２ｂとで構成されている。つまり、車輪速センサ２ＦＬ〜２ＲＲのコイル１ｂにはロータ２ａの回転に応じた周波数の起電力が誘導されるようになっていて、その誘導起電力が車輪速センサ2ＦＬ〜2ＲＲの出力となり、各車輪速信号は、コントローラ３に伝送される。
【００２３】
また、車両に発生する前後加速度を検出する前後加速度センサ４が配設され、この前後加速度センサ４で検出した前後加速度検出信号もコントローラ３に伝送される。
コントローラ３は、例えば少なくともメモリ５を有するマイクロコンピュータで構成され、車輪速センサ２ＦＬ〜２ＲＲから出力される各車輪速信号及び前後加速度センサ４から出力される前後加速度検出信号に基づいて後述する図２に示すタイヤ内圧監視処理手順の一例を示すフローチャートに従ってタイヤ内圧の異常を監視して、タイヤ内圧の不足異常やパンク等による急激な減圧率異常を検出し、これらを検出した場合に、警報回路６へ警報信号を出力するように構成されている。
【００２４】
ここで、メモリ５には、予め実験によってタイヤ内圧が指定圧の状態と、この指定圧からの自然リークによる減圧によって変化した夫々の状態において、車体速が所定範囲（例えば３０〜６０ｋｍ／ｈ）であるときの車輪速と頻度との関係を図３に示すように測定し、この頻度分布ｆ(ｘ)を下記（１）式及び（２）式の多項式で表したときの係数Ｃ0〜Ｃn及びＣ0′〜Ｃn′とそのときのタイヤ内圧との関係を表す記憶テーブルが記憶されている。
ｆ(ｘ)＝Ｃ0＋Ｃ1ｘ＋・・・・＋Ｃnｘn ………（１）
ｆ(ｘ)＝Ｃ0´+Ｃ1´ｘ+・・・・＋Ｃn´ｘn ………（２）
ここで、（１）式はタイヤ内圧が指定圧の場合を示し、（２）式はタイヤ内圧が指定値から自然リークによって減圧したときの場合を示しており、これら（１）式及び（２）式から明らかなようにタイヤ内圧の減圧時に変化するのは係数Ｃのみである。すなわちタイヤ内圧はこの係数Ｃの値に対応することになり、タイヤ内圧に対応させて係数Ｃ0〜Ｃn及びＣ0′〜Ｃn′を記憶テーブルに記憶しておくことにより、係数Ｃからタイヤ内圧を推定することができる。
【００２５】
次に、上記第１の実施形態の動作をコントローラ３で実行する図２のタイヤ内圧監視処理手順を示すフローチャートを用いて説明する。
コントローラ３は、常時、タイヤ内圧異常監視処理を実行する。このタイヤ内圧監視処理は、先ずステップＳ１で、車輪速センサ２ＦＬ〜２ＲＲで検出した各車輪速信号と、前後加速度センサ４で検出した前後加速度検出値ＧＸを読込み、次いでステップＳ２に移行して、読込んだ各車輪速信号を所定の信号処理を行って車輪速ＶｗFL〜ＶｗRRを算出すると共に、例えば車輪速ＶｗFL〜ＶｗRRの最大値を初期値として前後加速度検出値ＧＸを積分して加算することにより、車体速度Ｖｃを算出してからステップＳ３に移行する。
【００２６】
このステップＳ３では、タイヤ内圧が指定圧の状態で各車輪速ＶｗFL〜ＶｗRR毎に前述した所定車体速範囲における頻度分布ｆ(ｘ)を測定し、これらを前述した（１）に対応する下記（３）式の多項式で表して、係数Ｃｒ0〜Ｃｒnを算出する。
ｆ(ｘ)＝Ｃｒ0＋Ｃｒ1ｘ＋・・・・＋Ｃｒnｘn ………（３）
次いで、ステップＳ４に移行して、ステップＳ３で算出した各車輪１ＦＬ〜１ＲＲ毎の係数Ｃｒ0〜Ｃｒn をもとにメモリ５に記憶されている記憶テーブルを参照してタイヤ内圧ＰFL〜ＰRRを算出する。すなわち、メモリ５に記憶されている各項の係数Ｃの変化量を（３）式の係数Ｃｒに加えることで、自然リーク時の頻度分布を算出しその結果、タイヤ内圧ＰFL〜ＰRRを求めることができる。
【００２７】
次いで、ステップＳ５に移行してステップＳ４で算出した各車輪１ＦＬ〜１ＲＲのタイヤ内圧ＰFL〜ＰRRのうち一番低いタイヤ内圧を基準タイヤ内圧ＰSTとして選択してからステップＳ6に移行する。
このステップＳ6では、前記ステップＳ5で選択された基準タイヤ内圧ＰSTが、予め設定された異常判断用タイヤ内圧ＰA を超えているか否かを判定し、ＰST≦ＰAであるときには基準タイヤ内圧ＰSTの内圧不足異常と判断してステップＳ7に移行し、警報回路６に対して警報信号を出力し、この警報回路６で警報音を発するか又は全輪１ＦＬ〜１ＲＲに対する警告表示灯を点灯して警告表示を行って運転者に警告してから前記ステップＳ１に戻る。
【００２８】
また、ステップＳ６の判定結果がＰST＞ＰAであるときには基準タイヤ内圧ＰSTが正常であると判断してステップＳ８に移行する。
このステップＳ８では、基準タイヤ内圧ＰST をもとに図４に示す異常判断用減圧率算出マップを参照して異常判断用減圧率ＲA を算出する。この異常判断用減圧率算出マップは、図4に示すように、基準タイヤ内圧ＰSTが指定圧であるときに異常判断用減圧率ＲAが最大値ＲAMAX（例えばＲAMAX＝３０％）となり、この状態から基準タイヤ内圧ＰST が減少するとこれに比例して異常判断用減圧率ＲA も減少し、基準タイヤ内圧ＰST が異常判断用タイヤ内圧ＰA に達したときに異常判断用減圧率ＲA が最小値ＲAMIN（例えばＲAMIN ＝０）となるように設定されている。
【００２９】
次いで、ステップＳ９に移行して、前記ステップＳ２で算出した車輪速ＶｗFL〜ＶｗRRに基づいて下記（４）式の演算を行って各車輪速ＶｗFL〜ＶｗRRの平均値より低いタイヤ内圧が存在するか否かを表す判定値Ｊを算出する。
【００３０】
ここで、減圧率算出マップは、図５に示すように、判定値Ｊの絶対値｜Ｊ｜が“０”であるときに減圧率ＲR の絶対値｜ＲR｜も“０”となり、この状態から判定値Ｊの絶対値｜Ｊ｜が増加するとこれに比例して減圧率ＲR の絶対値｜ＲR ｜も増加するように設定されている。
次いで、ステップＳ１１に移行して、４輪１ＦＬ〜１ＲＲのうち最も減圧率の高いタイヤを特定する。この最大減圧率のタイヤの特定は、特開平１０−１５１９１９号公報に開示されているように、まず、車両の位置による位置感度係数をＰｉ（ｉ＝ＦＬ〜ＲＲ）、タイヤによるタイヤ感度係数をＴｉ（ｉ＝ＦＬ〜ＲＲ）タイヤ内圧が指定圧に対して例えば、３０％減圧したときの減圧時判定値をβＪ（β＞１）としたとき、この減圧時判定値がタイヤの仕様やバラツキの影響を表すタイヤ感度係数Ｔｉと荷重やアラインメントなどの装着位置の影響を表す位置感度係数Ｐｉの影響を受けることによりＰｉＴｉβＪで表されるものとする。
【００３１】
このときの、後輪側左右輪で減圧状態となったタイヤを交換することを想定したときに、左後輪１ＲＬが減圧したタイヤであるときの判定値Ｊ１はＪ１＝ＰRLＴRLβＪで表され、このタイヤを右後輪１ＲＲに交換したときの判定値Ｊ２はＪ２＝ＰRRＴRLβＪで表され、右後輪１ＲＲが減圧したタイヤであるときの判定値Ｊ３はＪ３＝ＰRRＴRRβJで表され、このタイヤを左後輪１ＲＲに交換したときの判定値Ｊ４はＪ４＝ＰRLＴRRβJで表せる。これらから位置感度比ＰRL／ＰRR＝Ｊ１／Ｊ２＝Ｊ４／Ｊ３及びタイヤ感度比ＴRL／ＴRR＝Ｊ２／Ｊ３＝Ｊ１／Ｊ４を算出することができる。
【００３２】
同様に、前輪側左右輪で減圧状態となったタイヤを交換することを想定することにより、位置感度比ＰFL／ＰFR及びタイヤ感度比ＴFR／ＴFLを算出することができ、さらに左側前後輪及び右側前後輪で減圧状態となったタイヤを交換することを想定することにより、位置感度比ＰRL／ＰFL及びタイヤ感度比ＴRL／ＴFLを算出することができる。
【００３３】
そして、前左輪１ＦＬを基準とし、４輪のタイヤが同一仕様でありタイヤ感度比が“１”であるとした場合に、補正前の判定値をＪｉとし、補正後の判定値Ｊｉ′としたときに、これら補正後の判定値Ｊ１′〜Ｊ４′は、
前左輪１ＦＬ減圧のとき Ｊ１′＝Ｊ１×（ＰFL／ＰFL）
前右輪１ＦＲ減圧のとき Ｊ２′＝Ｊ２×（ＰFL／ＰFR）
後左輪１ＲＬ減圧のとき Ｊ３′＝Ｊ３×（ＰFL／ＰRL）
後右輪１ＲＲ減圧のとき Ｊ４′＝Ｊ４×（ＰFL／ＰRL）×（ＰRL／ＰRR）
で算出することができる。
【００３４】
そして、算出した判定値Ｊ１′〜Ｊ４′の内一番大きい判定値となる車輪を選択することにより、減圧したタイヤを特定することができる。次いで、ステップＳ１２に移行し、前記ステップＳ１０で算出された減圧率ＲRの絶対値｜ＲR｜が、前記ステップＳ8で算出された異常判断用減圧率ＲA未満であるか否かを判定し、ＲR＜ＲA であるときには、減圧率が小さくパンク等の異常減圧状態ではないものと判断して前記ステップＳ１に戻り、ＲR≧ＲA であるときにはステップＳ１３に移行して、警報回路６に対して警報信号を出力して、この警報回路６で警報音を発する又は異常となった車輪の表示灯を点灯してから前記ステップＳ１に戻る。
【００３５】
この図２の処理において、ステップＳ１〜Ｓ５の処理がタイヤ内圧検出手段に対応し、この内ステップＳ１〜Ｓ４の処理がタイヤ内圧推定手段に対応し、ステップＳ８の処理が異常判断用減圧率算出手段に対応し、ステップＳ９の処理が減圧率算出手段に対応し、ステップＳ７及びＳ１３の処理が警報手段に対応している。
【００３６】
したがって、今、各車輪１ＦＬ〜１ＲＲのタイヤ内圧が指定圧となっている標準状態では、図２の処理において、ステップＳ３で算出される各車輪速ＶｗFL〜ＶｗRRの頻度分布が夫々図３の曲線Ｌ0で表されることになり、これを多項式で表したときに、各項の係数ＣR0〜ＣRnが予め実験で求めた前記（１）式の各項の係数Ｃ0 〜Ｃn と略等しくなることから、記憶テーブルを参照することにより各車輪１ＦＬ〜１ＲＲのタイヤ内圧ＰｒFL〜ＰｒRRが指定圧ＰSET として算出される。
【００３７】
この状態では、全ての車輪１ＦＬ〜１ＲＲのタイヤ内圧ＰｒFL〜ＰｒRRが指定圧ＰSETとなるので、この内の何れかが基準タイヤ内圧ＰSTとして選択される。そして、この基準タイヤ内圧ＰSTは異常判断用タイヤ内圧ＰA より十分に高い圧力であるので、ステップＳ６からステップＳ８に移行して、基準タイヤ内圧ＰSTをもとに図４示す異常判断用減圧率算出マップを参照して最大値ＰAMAXとなる異常判断用減圧率ＲA を算出する。
【００３８】
次いで、ステップＳ９で、前記（４）式に従って判定値Ｊを算出するが、この判定値Ｊの値は各車輪１ＦＬ〜１ＲＲの車輪速ＶｗFL〜ＶｗRRが等しいので、“０”となり、ステップＳ１２で、判定値Ｊをもとに図５に示す減圧率算出マップを参照して減圧率ＲRを算出したときに、この減圧率ＲRも“０”となる。
したがって、ステップＳ１２で減圧率Ｒと異常判断用減圧率ＲA とを比較したときに、ＲR＜ＲA となるので、正常であると判断されて前記ステップＳ１に戻る。
【００３９】
この各車輪１ＦＬ〜１ＲＲが指定圧ＰSETとなっている標準状態から、各車輪１ＦＬ〜１ＲＲで自然リークによってタイヤ内圧が非常に緩やかに減少した場合には、これらの内の最小値となるタイヤ内圧が基準タイヤ内圧ＰSTとして選択され、これに基づいて異常判断用減圧率ＲA が算出されることにより、この基準タイヤ内圧ＰSTの減少に伴って図４に示すように異常判断用減圧率ＲA も減少することになる。しかしながら、自然リークによる減圧の場合には、各車輪１ＦＬ〜１ＲＲのタイヤ内圧に大きな偏差を生じないので、ステップＳ９で算出される判定値Ｊは“０”に近い値を維持することになり、ステップＳ１０で図５の減圧率算出マップを参照して算出される減圧率ＲRも“０”に近い値となるため、ステップＳ１２の判定結果がＲR＜ＲA となり、正常状態と判断される。
【００４０】
この自然リーク状態を長時間継続して、各車輪１ＦＬ〜１ＲＲにおけるタイヤ内圧の低下状態が継続すると、これに応じて異常判断用減圧率ＲA も徐々に“０”に近づくことになる。このとき、一般的には各車輪１ＦＬ〜１ＲＲ間で自然リークによる減少率には差が生じるので、ステップＳ９で算出される判定値Ｊが“０”よりやや大きな値となる。そして、基準タイヤ内圧ＰSTとして各車輪１ＦＬ〜１ＲＲにおけるタイヤ内圧の最小値が選択され、この基準タイヤ内圧ＰSTが異常判断用タイヤ内圧ＰA に近づくことにより、算出される異常判断用減圧率ＲAが“０”に近づく。この結果、ステップＳ１０で算出される減圧率ＲR が異常判断用タイヤ内圧ＰA以上となったときに、ステップＳ12からステップＳ13に移行して、警報回路6を作動させてタイヤ減圧率異常の警報を発する。
【００４１】
各車輪１ＦＬ〜１ＲＲでタイヤ内圧にバラツキがない状態で自然リークを長時間継続した場合には、ステップＳ８で算出される判定値Ｊが“０”を維持し、ステップＳ９で算出される減圧率ＲRも“０”を維持するので、ステップＳ１２ではＲR＜ＲA の状態を維持し、警報が発せられることはないが、基準タイヤ内圧ＰSTが異常判断用タイヤ内圧ＰA 以下となるとステップＳ６でタイヤ内圧不足異常と判断されてステップＳ７に移行し、警報回路６が作動されて、その旨を表す警報が発せられる。
【００４２】
さらに、各車輪１Ｆ〜１ＲＲで自然リークを継続している状態で、その内の１輪１ｉ（ｉ＝ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲ）がパンク等によって減圧率が他の車輪に比較して増加した場合には、減圧状態となった車輪１ｉのタイヤ内圧が基準タイヤ内圧ＰSTとして選択される。
このため、ステップＳ８で算出される異常判断用減圧率ＲA が基準タイヤ内圧ＰSTの比較的急な減少に応じて減少することになると共に、減圧状態となった車輪１ｉの車輪速Ｖｗiが他の車輪の車輪速に比較して増加することから、ステップＳ９で算出される判定値Ｊが“０”に近い値から正又は負方向に増加することになり、ステップＳ１１で減圧率算出マップを参照して算出される減圧率ＲRも増加する。
【００４３】
このため、ステップＳ１２の判定結果がＲR≧ＲA となって、減圧率異常と判断されてステップＳ１２からステップＳ１３に移行して警報回路６で警報が発せられる。
このように、上記第１の実施形態においては、各車輪１ＦＬ〜１ＲＲのタイヤ内圧ＰFL〜ＰRRを推定し、これらのうちの最小値を基準タイヤ内圧ＰSTとして選択し、この基準タイヤ内圧ＰSTに基づいて異常判断用減圧率ＲAを算出するので、この異常判断用減圧率ＲA が基準タイヤ内圧ＰSTの減少に応じて減少することになり、基準タイヤ内圧ＰSTが異常判断用タイヤ内圧ＰA に近づくにつれて異常判断用減圧率ＲAが小さくなって、減圧タイヤを検出する感度を高めることができる。このため、基準タイヤ内圧ＰST が指定圧ＰSETに近い状態では減圧タイヤを検出する感度が低いことにより、コーナリング走行や加減速走行時のタイヤ内圧変動による一時的なタイヤ内変動が生じてもこれを誤検出することを確実に防止することができ、逆にタイヤ内圧が異常判断用タイヤ内圧ＰA近くまで減少したときには、高感度で減圧タイヤを検出して、運転者に減圧率異常を即座に警告することができる。
【００４４】
次に、本発明の第２の実施形態を図６及び図７に基づいて説明する。
この第２の実施形態は、前述した第１の実施形態における基準タイヤ内圧ＰSTを高精度に検出するようにしたものである。
すなわち、第２の実施形態では、基準タイヤ内圧ＰSTの検出を図６に示すように車輪１ＦＬ〜１ＲＲのうちの少なくとも１つ例えば左前輪１ＦＬに配設されたタイヤ内圧を磁石の反発力を利用して空気圧の変化を捉え、その空気圧の変化に応じたタイヤ内圧信号を出力するタイヤ内圧検出手段としてのタイヤ内圧センサ１１と、このタイヤ内圧センサ１１で検出したタイヤ内圧検出信号を車体側へ伝送する送信器１２と、送信器１２からのタイヤ内圧検出信号を車体側で受信アンテナ１３を介して受信する受信器１４とで行うようにすることを除いては、第１の実施形態における図１と同様の構成を有し、図１との対応部分には同一符号を付し、その詳細説明はこれを省略する。
【００４５】
また、コントローラ３で実行されるタイヤ内圧異常監視処理が、図７に示すように、前述した第１の実施形態における図２の処理において、ステップＳ１の車体速信号と各車輪速信号の読み込み処理がステップＳ２１のタイヤ内圧検出信号と各車輪速信号を読込む読込み処理に変更され、続くステップＳ２〜ステップＳ５のタイヤ内圧推定処理がステップＳ２２の基準タイヤ内圧ＰSTと車輪速ＶｗFL〜ＶｗRRの算出処理に変更され、続いてタイヤ内圧不足異常監視処理を行うように構成されていることを除いては前述した第１の実施形態の図２と同様の処理を実行するように変更され、図２との対応処理には同一符号を付し、その詳細説明はこれを省略する。
【００４６】
この第２の実施形態によると、基準タイヤ内圧ＰSTとして前左輪１ＦＬに配設されたタイヤ内圧センサ１１で検出したタイヤ内圧検出信号を基準タイヤ内圧ＰSTとして設定するようにしているので、自然リークに応じたタイヤ内圧の減少を正確に検出することができる。しかも、エンジン、変速機、ステアリング機構等が配置されて大きな負荷荷重が掛かり、後輪１ＲＬ及び１ＲＲに比較して自然リークによる減圧量が多くなる前輪側でタイヤ内圧を検出しているので、この基準タイヤ内圧ＰSTをもとにステップＳ８で前述した図4の異常判断用減圧率算出マップを参照して算出される異常判断用減圧率ＲAが低めに設定されることになり、減圧異常をより正確に検出することができる。
【００４７】
そして、前述した第１の実施形態と同様に前記（４）式に基づいて算出した判定値Ｊをもとに図５の減圧率算出マップを参照して減圧率ＲR を算出し、算出した減圧率ＲR とステップＳ８で算出した異常判断用減圧率ＲA とを比較して、減圧率異常を検出するので、第１の実施形態に比較して減圧率異常をより正確に検出することができる。
【００４８】
なお、上記第２の実施形態においては、前左輪１ＦＬにタイヤ内圧センサ１１及び送信器１２を配設した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、前右輪１ＦＲにタイヤ内圧センサ１１及び送信器１２を配設するようにしてもよく、さらに、前左右輪１ＦＬ及び１ＦＲの双方にタイヤ内圧センサ１１及び送信器１２を配設し、両タイヤ内圧センサ１１で検出したタイヤ内圧の低い方を基準タイヤ内圧ＰSTとして選択するようにしてもよい。
【００４９】
また、上記第１及び第２の実施形態においては、車輪速センサ２ＦＬ〜２ＲＲがロータ２ａと検出コイル２ｂとで構成されている場合について説明したが、これに限定されるものではなく、車体側にロータ２ａの歯を挟んで発光素子と受光素子とを配設し、受光素子から車輪速に応じたパルス信号を得、単位時間当たりのパルス信号数又は１つのパルス信号から次のパルス信号までの時間を計測することにより、車輪速を算出するようにしてもよく、同様にロータ２ａの外周縁に所定数の磁石を等間隔で埋め込み、車体側にホール素子等の磁力検出素子を配設してパルス信号を得るようにしてもよく、要は車輪１ＦＬ〜１ＲＲの車輪速に応じた検出信号が得られれば、任意のセンサを適用することができる。
【００５０】
さらに、上記第１及び第２の実施形態においては、警報回路６で警報を発する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、警報回路６を省略して、減圧率異常やタイヤ内圧不足異常を検出したときに制動装置等を作動させて、制動動作を行うようにしてもよい。
さらにまた、上記第１及び第２の実施形態においては、減圧しているタイヤを特定するようにした場合について説明したが、これに限定されるものではなく、減圧しているタイヤの特定を省略して、単に何れかの車輪１ＦＬ〜１ＲＲで減圧率異常又はタイヤ内圧不足異常が発生していることを警告するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態を示す概略構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態におけるコントローラで実行するタイヤ内圧異常監視処理を示すフローチャートである。
【図３】本発明の第１実施形態におけるコントローラの初期設定で記憶された車体速に対する車輪速の頻度分布を示す特性図である。
【図４】本発明の第１実施形態におけるタイヤ内圧と異常判断用減圧率との関係を示す制御マップである。
【図５】本発明の第１実施形態における判定値と減圧率との関係を示す制御マップである。
【図６】本発明の第２実施形態を示す概略構成図である。
【図７】本発明の第２実施形態におけるコントローラで実行するタイヤ内圧異常監視処理を示すフローチャートである。
【図８】従来例の問題点を説明するグラフである。
【符号の説明】
１ＦＬ〜１ＲＲ 車輪
２ＦＬ〜２ＲＲ 車輪速センサ
３ コントローラ
４ 前後加速度センサ
５ メモリ
６ 警報回路
１１ タイヤ内圧センサ
Claims (9)
- 車両におけるタイヤ内圧の異常を検出するタイヤ内圧監視装置において、
各車輪のうちタイヤ内圧が標準状態から変動する少なくとも１輪のタイヤ内圧を基準タイヤ内圧として検出するタイヤ内圧検出手段と、該タイヤ内圧検出手段で検出した基準タイヤ内圧に基づいて減圧状態が異常であると判断する異常判断用減圧率を設定することにより減圧率異常を生じている車輪を検出する減圧率異常タイヤ検出手段とを備え、
前記減圧率異常タイヤ検出手段は、タイヤ内圧が低下した車輪の減圧率を算出する減圧率算出手段と、前記タイヤ内圧検出手段で検出した基準タイヤ内圧に応じて異常判断用減圧率を算出する異常判断用減圧率算出手段と、前記減圧率算出手段で算出された減圧率が前記異常判断用減圧率算出手段で算出された異常判断用減圧率以上となったときに減圧率異常と判定する減圧率異常判定手段と、を有することを特徴とするタイヤ内圧監視装置。 - 前記減圧率異常タイヤ検出手段は、前記減圧率異常判定手段で減圧率異常と判定されたときに警報を発する警報手段を有することを特徴とする請求項１に記載のタイヤ内圧監視装置。
- 前記減圧率異常タイヤ検出手段は、前記タイヤ内圧検出手段で検出した基準タイヤ内圧が予め設定された異常判断用タイヤ内圧以下となったときにタイヤ内圧不足異常を判定するタイヤ内圧不足異常判定手段と、前記タイヤ内圧不足異常判断手段でタイヤ内圧不足異常と判定されたとき及び前記減圧率異常判定手段で減圧率異常と判定されたときの何れかで警報を発する警報手段と、を有することを特徴とする請求項１に記載のタイヤ内圧監視装置。
- 前記タイヤ内圧検出手段は、各車輪速を検出する車輪速検出手段と、該車輪速検出手段で検出した車輪速に基づいて各車輪のタイヤ内圧を推定するタイヤ内圧推定手段と、該タイヤ内圧推定手段で推定したタイヤ内圧のうち最小値を基準タイヤ内圧として選択出力する選択出力手段とで構成されることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載のタイヤ内圧監視装置。
- 前記タイヤ内圧推定手段は、車体速に対する車輪速の頻度分布と予め記憶されたタイヤ内圧に対応する頻度分布とを比較することによりタイヤ内圧を推定することを特徴とする請求項４に記載のタイヤ内圧監視装置。
- 前記タイヤ内圧検出手段は、タイヤ内圧が標準状態から変動する少なくとも１輪に装着されて基準タイヤ内圧を検出するタイヤ内圧センサと、該タイヤ内圧センサで検出された内圧信号を車体側へ伝送する送信機と、該送信機からの内圧信号を車体側で受信する受信機とで構成されることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載のタイヤ内圧監視装置。
- 各車輪の車輪速を検出する車輪速検出手段を有し、前記減圧率算出手段は、前記車輪速検出手段で検出された各車輪速に基づいて判定値を算出する判定値算出手段を備え、該判定値算出手段で算出した判定値に基づいて減圧率を算出することを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載のタイヤ内圧監視装置。
- 前記異常判断用減圧率算出手段は、前記タイヤ内圧検出手段で検出された基準タイヤ内圧をもとにタイヤ内圧と異常判断用減圧率との関係を示す制御マップを参照して異常判断用減圧率を算出することを特徴とする請求項１〜７の何れか一項に記載のタイヤ内圧監視装置。
- 前記制御マップは、基準タイヤ内圧が予め設定した異常判断用タイヤ内圧となったときに異常判断用減圧率が零又はその近傍値となるように設定されていることを特徴とする請求項８に記載のタイヤ内圧監視装置。
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