JP3971478B2 - 車両における減圧タイヤの検出方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、乗用車、トラック、バスなどに好適な、車両における減圧したタイヤを検出する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の方法は、タイヤの回転半径を比較することによって、車両の空気が抜けたか、または部分的に空気が抜けたタイヤを検知している。こうしたシステムは、電子式アンチ−ロック−ブレーキシステム（ＡＢＳ）からの信号などの車輪速度信号を利用し、各車輪信号を様々な方法で比較して、１つの車輪が他の車輪よりも著しく速く回転しているかどうかを決定するが、これはタイヤの減圧によって回転半径が減少したことを意味している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、本願発明者は、空気が抜けたか、または部分的に空気が抜けたタイヤのばあい、タイヤの半径方向外側円周のトレッド部に作用する遠心力の増大により、回転速度と共に回転半径が著しく増大するということを見出した。この現象は、普通に空気を入れたタイヤでも、非常に限定された程度で発生することがあるが、トレッド部がケーシング・プライに対する張力によって抑制されていない減圧タイヤのばあいには明らかにその程度は大きくなる。
【０００４】
その結果、減圧を検知するために減圧警報システムが比較する速度信号の差が、車両速度が増大するにつれて減少する。実際、車両速度が非常に大きいばあい、減圧タイヤは、普通に空気を入れたタイヤの直径よりも大きくなることがあり、このため減圧警報システムが、他の正常空気圧のタイヤが明らかに減圧していると検知することがある、ということが判明している。
【０００５】
したがって、本発明の目的は、誤った警報を発することなく、車両速度が増大しても、必要な感度を維持する移動車両における減圧タイヤを検知する方法を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の車両における減速タイヤの検出方法は、左前輪、右前輪、左後輪および右後輪の各車輪における車輪速度センサーからの角速度信号値Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３およびＣ４を比較し、タイヤの回転半径を比較することによる車両における減圧タイヤの検出方法であって、該検出方法は、
前記４つの角速度信号値Ｃ１−Ｃ４を中央処理装置で処理して、一対の対角線上にある車輪からの信号値の和から他の一対の対角線上にある車輪からの信号値の和を引き、その結果を前記和の平均値の百分率として
ＤＥＬ’＝（Ｃ１＋Ｃ４−Ｃ２−Ｃ３）×５０／
［（Ｃ１＋Ｃ２＋Ｃ３＋Ｃ４）／４］
とあらわすことによる、通常走行におけるエラー値ＤＥＬ’を計算するステップ、および前記エラー値ＤＥＬ’が、０．０５であるＤＥＬ’ＭＩＮ値と０．５であるＤＥＬ’ＭＡＸ値とのあいだにあるか否かを検知し、かつ、ＤＥＬ’が前記範囲にある場合はタイヤ角速度信号値Ｃ１−Ｃ４を互いに比較することによってどのタイヤが明らかに減圧しているのかを決定し、最後に車両のタイヤ警報表示器を操作して特定のタイヤが減圧していることをドライバーに警告するステップを含んでおり、さらに
前記ＤＥＬ’範囲の確定前にＤＥＬ’が訂正されるステップとして、
前記車輪速度信号値Ｃ１−Ｃ４から、つぎの式であらわされる車両速度ＳＰＤ
ＳＰＤ＝（Ｃ１＋Ｃ２＋Ｃ３＋Ｃ４）／（４×ＫＰＨＦＡＣ）
（ただし、ＫＰＨＦＡＣは速度単位あたりの車輪速度センサ毎の車輪速度信号の数をあらわす定数である）
を決定するステップと、
前記ＤＥＬ’計算ステップにおいて、各一定速度に対してエラー値ＤＥＬ’を計算し、
各一定速度ＣＳＰ１−ＣＳＰｎでのＤＥＬ’を基準速度ＲＥＦＳＰＤでのエラー値ＤＥＬ’で割った比率の縦軸値と、各一定速度ＣＳＰ１−ＣＳＰｎを基準速度ＲＥＦＳＰＤで割った比率ＳＰＤＱＴの平方の横軸値との二次元デカルトグラフをプロットし、
図上の点を通る最適直線を決定し、
前記ＳＰＤＥＬＦＡＣを、ＳＰＮＳがゼロであるときの縦軸の１．０より上の切片としてグラフから読み取るステップからなる校正手続によって決定される速度係数であることを特徴とし、
前記校正手続において、通常走行中に前記算出されたエラー値ＤＥＬ’を修正係数ＳＰＤＥＬＣＯＲで割ることにより修正エラー値ＤＥＬを繰り返し算出し、タイヤが減圧しているか否かを判定するために、前記エラー値ＤＥＬ’に代えてその時点の車両速度に対して算出された修正エラー値ＤＥＬを使用する
ことを特徴としている。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明のさらなる特徴は、単なる例示にすぎないが、添付図面を用いた以下の実施例の説明から明らかになるであろう。
【０００８】
図１は、４つの車輪を有する車両に関する減圧警報装置を示す概略図、および図２はグラフ的な方法による速度係数ＳＰＤＥＬＦＡＣの決定を示す概略図である。
【０００９】
図１に示す装置は、４つの車輪１、２、３および４を有する車両のための減圧報告装置を提供する。車輪１および２は、それぞれ左前方および右前方の車輪であり、車輪３および４は、それぞれ左後方および右後方の車輪である。各車輪は、当該車輪と関連した歯車装置を有しており、その歯車装置は、電子式車両滑り防止装置（一般にＡＢＳブレーキシステムとして知られている）のために用いられる形式の磁気ピックアップからなり、ディジタル信号を供給するように設計されかつ適合された種類のものである。各ピックアップは、このばあいには、ＡＢＳシステムと同様のディジタル信号を用いる減圧警告検知装置にさらに連結される。
【００１０】
４つの車輪のそれぞれからの電子信号は、ケーブル５を介して中央処理装置（ＣＰＵ）１０の４つの独立した入力６、７、８および９に送られる。４つの独立した表示灯１２、１３、１４および１５が、各車輪１、２、３および４に１つずつ設けられる。これらの表示灯は、最も便利なように車両のダッシュボートに備え付けることができる。
【００１１】
中央処理装置１０は、基本的にはマイクロプロセッサであって、４つの信号を監視するとともに、減圧したタイヤを警告する表示灯を操作するべく外部信号を送るべきかどうかを決定するために、その４つの信号を比較する。車両がすでにＡＢＳシステムを装備しているばあいには、マイクロプロセッサ１０は、ＡＢＳシステムと同じマイクロプロセッサとしてもよい。また、別のマイクロプロセッサを装備してもよい。
【００１２】
５秒間の車輪１、２、３および４のそれぞれからの全ディジタルパルス信号の値は、それぞれＣ１、Ｃ２、Ｃ３およびＣ４である。中央処理装置１０は、表示灯１２、１３、１４または１５のひとつに、減圧警告信号を送るかどうかを決定するために、以下に述べるようにこれらの値を計算する。
【００１３】
本発明の方法は、通常走行において、４つの角速度信号値Ｃ１−Ｃ４を中央処理装置１０で処理してエラー値ＤＥＬ’を決定することによって進行し、この処理は、一対の対角線上にある車輪からの信号値の和から他の一対の対角線上にある車輪からの信号値の和を引き、その結果を前記和の平均値の百分率として、たとえば
ＤＥＬ’＝（Ｃ１＋Ｃ２−Ｃ２−Ｃ３）×５０／［（Ｃ１＋Ｃ２＋Ｃ３＋Ｃ４）／４］
とあらわすことにより行なわれる。
【００１４】
しかしながら、エラー値ＤＥＬ’の大きさは、速度と共に減少するので、４つの車輪の速度信号値Ｃ１−Ｃ４を平均し、速度単位あたりの車輪センサ毎の車輪速度信号の数である定数ＫＰＨＦＡＣで割って、つぎのとおり車両速度ＳＰＤを決定し、
ＳＰＤ＝（Ｃ１＋Ｃ２＋Ｃ３＋Ｃ４）／（４×ＫＰＨＦＡＣ）
ついで、ＤＥＬ’値を修正係数ＳＰＤＥＬＣＯＲによって修正して修正エラー値ＤＥＬをうる必要がある。
【００１５】
修正係数ＳＰＤＥＬＣＯＲは、３つの車輪、たとえば、車輪２、３および４には正常のスケジュール圧まで空気を入れ、残りのタイヤを減圧した状態で、複数個ｎの一定速度ＣＳＰ１−ＣＳＰｎで、車両を直線走行させることで構成される修正手続から決定される。複数の一定速度ＣＳＰ１−ＣＳＰｎは、望ましくは、実質的に車両の速度範囲能力にわたり、かつ基準速度ＲＥＦＳＰＤとして選定された特定の速度を含んでいる。一定速度ＣＳＰ１−ＣＳＰｎは、たとえば、６０、８０、１００、１２０、１４０、１６０ｋｐｈおよびそれ以上からなり、基準速度ＲＥＦＳＰＤは、１２０ｋｐｈとするのが好ましい。減圧タイヤは、望ましくは、その正常圧力の３０％だけ減圧させる。
【００１６】
各々の一定速度ＣＳＰ１−ＣＳＰｎで、車輪速度値Ｃ１−Ｃ４をモニタリングし、エラー値ＤＥＬ’を計算する。つぎに、ｎ個の一定速度それぞれについて、基準速度ＲＥＦＳＰＤでのエラー値ＤＥＬ’で割ったその速度でのエラー値ＤＥＬ’の比率ＤＥＬＣＯＲＱＯＴ、および基準速度ＲＥＦＳＰＤで割った一定速度の比率ＳＰＤＱＯＴが決定される。ついで、図２に示すように各々の一定速度ＣＳＰ１−ＣＳＰｎについて、水平Ｘ軸にプロットしたＳＰＤＱＯＴの値の平方に対して、垂直Ｙ軸にプロットしたＤＤＥＬＣＯＲＱＯＴの値の二次元デカルトＸ−Ｙグラフがえられる。
【００１７】
つぎに、決定の手順は、最小二乗法などの別の手段によって、それぞれ一定速度ＣＳＰ１−ＣＳＰｎに対応するグラフのデータ・ポイントを通る最適値を示す直線ＢＳＴＲＬを描くか、または、それを導くことに進む。ついで、速度係数ＳＰＤＥＬＦＡＣが、図２に示すようにＤＥＬＣＯＲＱＯＴのＹ軸の上の直線ＢＳＴＲＬの１．０より上の切片に等しく設定される。
【００１８】
つぎに、以下の関係から、ＳＰＤＥＬＦＡＣを用いて、修正係数ＳＰＤＥＬＣＯＲを決定する。
【００１９】
ＳＰＤＥＬＣＯＲ＝１．０＋［ＳＰＤＥＬＦＡＣ×（１−ＳＰＮＳ）］
ここで、ＳＰＮＳは、車両速度ＳＰＤと基準速度ＲＥＦＳＰＤの比率の平方である速度数平方である。こうして、つぎの関係から、修正したエラー値ＤＥＬがえられる。
【００２０】
ＤＥＬ＝ＤＥＬ’／ＳＰＤＥＬＣＯＲ
ついで、中央処理装置１０は、修正エラー値ＤＥＬの大きさが０．０５である最小値と０．５である最大値とのあいだにあるかどうかを決定するステップを実行し、あいだにあるばあい、中央処理置は、いずれの車輪が最も速く回転しているかを決定するために車輪の角速度信号値Ｃ１−Ｃ４を互いに比較する別のステップを実行する。車両のタイヤ警報表示器が作動され、当該車輪のタイヤが減圧したことをドライバーに警告する。
【００２１】
好ましい方法では、部分的に減圧した車輪１のタイヤを用いて校正手続を実行する。
【００２２】
さらに好ましい方法では、校正手続を４回繰り返し、その度に、部分的に減圧した異なるタイヤを用い、各々の車輪に対する個別の速度係数ＳＰＤＥＬＦＡＣの値を決定する。つぎに、エラー値ＤＥＬ’の値が０．０５〜０．５の範囲であると検知されたばあいに、中央処理装置が車輪速度を比較して、いずれが減圧タイヤであるかを決定し、その車輪に対する速度係数ＳＰＤＥＬＦＡＣの特定の値を使用して、修正エラー値ＤＥＬを決定するように、この方法を変更する。
【００２３】
したがって、本発明は、速度が増大しても必要な感度を維持する、車両における減圧タイヤを検出する方法を提供する。
【００２４】
【発明の効果】
本発明の方法によれば、車両速度が増大しても誤った警報を発することがなく、必要な感度を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】４つの車輪を有する車両に関する減圧警報装置を示す概略図である。
【図２】グラフ的な方法による速度係数ＳＰＤＥＬＦＡＣの決定を示す概略図である。
【符号の説明】
１、２、３、４ 車輪
１０ 中央処理装置
１２、１３、１４、１５ 表示灯

Claims (4)

1. 左前輪、右前輪、左後輪および右後輪の各車輪における車輪速度センサーからの角速度信号値Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３およびＣ４を比較し、タイヤの回転半径を比較することによる車両における減圧タイヤの検出方法であって、該検出方法は、
   前記４つの角速度信号値Ｃ１−Ｃ４を中央処理装置で処理して、一対の対角線上にある車輪からの信号値の和から他の一対の対角線上にある車輪からの信号値の和を引き、その結果を前記和の平均値の百分率として
   ＤＥＬ’＝（Ｃ１＋Ｃ４−Ｃ２−Ｃ３）×５０／
   ［（Ｃ１＋Ｃ２＋Ｃ３＋Ｃ４）／４］
   とあらわすことによる、通常走行におけるエラー値ＤＥＬ’を計算するステップ、および前記エラー値ＤＥＬ’が、０．０５であるＤＥＬ’ＭＩＮ値と０．５であるＤＥＬ’ＭＡＸ値とのあいだにあるか否かを検知し、かつ、ＤＥＬ’が前記範囲にある場合はタイヤ角速度信号値Ｃ１−Ｃ４を互いに比較することによってどのタイヤが明らかに減圧しているのかを決定し、最後に車両のタイヤ警報表示器を操作して特定のタイヤが減圧していることをドライバーに警告するステップを含んでおり、
   さらに前記ＤＥＬ’範囲の確定前にＤＥＬ’が訂正されるステップとして、
   前記車輪速度信号値Ｃ１−Ｃ４から、つぎの式であらわされる車両速度ＳＰＤ
   ＳＰＤ＝（Ｃ１＋Ｃ２＋Ｃ３＋Ｃ４）／（４×ＫＰＨＦＡＣ）
   （ただし、ＫＰＨＦＡＣは速度単位あたりの車輪速度センサ毎の車輪速度信号の数をあらわす定数である）
   を決定するステップと、
   前記修正係数ＳＰＤＥＬＣＯＲがつぎの式
   ＳＰＤＥＬＣＯＲ＝１．０＋［ＳＰＤＥＬＦＡＣ×（１−ＳＰＮＳ）］
   により決定されるステップと、
   前記ＳＰＮＳが車両速度ＳＰＤと基準速度ＲＥＦＳＰＤの比率の平方、すなわちＳＰＮＳ＝（ＳＰＤ／ＲＥＦＳＰＤ）×（ＳＰＤ／ＲＥＦＳＰＤ）である速度係数の平方であり、前記ＳＰＤＥＬＦＡＣが、
   ３つの車輪には正常のスケジュール圧まで空気を入れかつ残りのタイヤを減圧した状態で、実質的に速度範囲能力のすべてにわたりかつ基準速度ＲＥＦＳＰＤを含む、複数個ｎの一定速度ＣＳＰ１−ＣＳＰｎで車両を直線走行させ、
   前記ＤＥＬ’計算ステップにおいて、各一定速度に対してエラー値ＤＥＬ’を計算し、
   各一定速度ＣＳＰ１−ＣＳＰｎでのＤＥＬ’を基準速度ＲＥＦＳＰＤでのエラー値ＤＥＬ’で割った比率の縦軸値と、各一定速度ＣＳＰ１−ＣＳＰｎを基準速度ＲＥＦＳＰＤで割った比率ＳＰＤＱＴの平方の横軸値との二次元デカルトグラフをプロットし、
   図上の点を通る最適直線を決定し、
   前記ＳＰＤＥＬＦＡＣを、ＳＰＮＳがゼロであるときの縦軸の１．０より上の切片としてグラフから読み取るステップからなる校正手続によって決定される速度係数であることを特徴とし、
   前記校正手続において、通常走行中に前記算出されたエラー値ＤＥＬ’を修正係数ＳＰＤＥＬＣＯＲで割ることにより修正エラー値ＤＥＬを繰り返し算出し、タイヤが減圧しているか否かを判定するために、前記エラー値ＤＥＬ’に代えてその時点の車両速度に対して算出された修正エラー値ＤＥＬを使用することを特徴とする方法。
2. 校正手続において、車輪１のタイヤが部分的に減圧される請求項１記載の方法。
3. 基準速度ＲＥＦＳＰＤが１２０ｋｐｈである請求項１または２記載の方法。
4. 速度係数ＳＰＤＥＬＦＡＣが車両の４輪１−４のすべてについて決定され、特定の車輪が減圧していると認識されたときに、対応するＳＰＤＥＬＦＡＣを用いてＳＰＤＥＬＣＯＲを計算し、エラー値ＤＥＬ’を補正する請求項１、２または３記載の方法。

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