JP4384921B2

JP4384921B2 - タイヤ空気圧低下検出方法および装置、ならびにタイヤ減圧判定のプログラム

Info

Publication number: JP4384921B2
Application number: JP2004019841A
Authority: JP
Inventors: 雅嗣北野
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2004-01-28
Filing date: 2004-01-28
Publication date: 2009-12-16
Anticipated expiration: 2024-01-28
Also published as: JP2005212552A

Description

本発明はタイヤ空気圧低下検出方法および装置、ならびにタイヤ減圧判定のプログラムに関する。さらに詳しくは、一定時間の車両の走行を必要とする従来の初期化手順を省くことができるタイヤ空気圧低下検出方法および装置、ならびにタイヤ減圧判定のプログラムに関する。

従来のタイヤ空気圧低下検出装置として、空気圧が減少するとタイヤの動荷重半径が小さくなることを利用して、空気圧低下を検出する装置がある（たとえば特許文献１参照）。この装置では、ＡＢＳなどで使われている車輪速センサを使用し、タイヤの動荷重半径が小さくなればその車輪だけ他の車輪に比べて車輪速度が速くなるという原理を用いて、タイヤ空気圧の低下を検出している。しかし、タイヤには、製造バラツキがあり、同じ種類のタイヤであっても動荷重半径が同じであるとは限らない。このため、タイヤ交換後の規定内圧時に動荷重半径が同じになるように補正（以下、初期化という）を行なっている。この初期化では、各車輪速度が同じになるような補正係数を求めている。

特開昭６３−３０５０１１号公報

ところで、前記初期化では、たとえばタイヤ交換や空気圧調整をした場合、ドライバー（または整備士）が初期化開始ボタンを操作することで、それ以降の所定の時間の走行で得られた車輪速度情報から各車輪タイヤの相対関係情報を作成している。この相対関係情報の精度を高めるためにはサンプリングするデータの質を考慮して、データの個数がある程度必要だが、その個数を多くして精度を高めようとすればするほど初期化に必要な時間が増える。現行では、通常、２時間程度の走行が必要である。したがって、初期化中（相対関係情報の作成前や作成中の状態）には、空気圧低下を検出することができないという問題がある。

本発明は、叙上の事情に鑑み、一定時間の車両の走行を必要とする従来の初期化手順を省くことができるタイヤ空気圧低下検出方法および装置、ならびにタイヤ減圧判定のプログラムを提供することを目的とする。

本発明のタイヤ空気圧低下検出方法は、車両に装着したタイヤに埋め込まれた無線式ＩＤタグから得られるタイヤ情報を用いてタイヤ空気圧の低下を検出するタイヤ空気低下検出方法であって、前記タイヤ情報から得られるタイヤ間の相対関係情報と、車両走行により得られるタイヤ間の相対関係情報とを比較することによりタイヤの減圧を判定することを特徴としている。

また、本発明のタイヤ空気圧低下検出方法は、車両に装着したタイヤから得られる車輪速度に基づいてタイヤ空気圧の低下を検出するタイヤ空気圧低下検出方法であって、前記タイヤに埋め込まれた無線式ＩＤタグから得られるタイヤ情報から、各タイヤの初期化に必要な相対関係情報を読み取って初期化を開始する工程と、該初期化により補正された車輪速度を用いてタイヤの空気圧低下を判定する工程とを含むことを特徴としている。

また、本発明のタイヤ空気圧低下検出装置は、車両に装着したタイヤから得られる車輪速度に基づいてタイヤ空気圧の低下を検出するタイヤ空気圧低下検出装置であって、前記タイヤに埋め込まれた無線式ＩＤタグから得られるタイヤ情報から、各タイヤの初期化に必要な相対関係情報を読み取って初期化を開始する初期化開始手段と、該初期化により補正された車輪速度を用いてタイヤの空気圧低下を判定する減圧判定手段とを備えてなることを特徴としている。

また、本発明のタイヤ減圧判定のプログラムは、車両に装着したタイヤから得られる車輪速度に基づいてタイヤ空気圧の低下を判定するためにコンピュータを、前記タイヤに埋め込まれた無線式ＩＤタグから得られるタイヤ情報から、各タイヤの初期化に必要な相対関係情報を読み取って初期化を開始する初期化開始手段、該初期化により補正された車輪速度を用いてタイヤの空気圧低下を判定する減圧判定手段として機能させることを特徴としている。

本発明によれば、無線式ＩＤタグから得られるタイヤ情報から、タイヤの外径や、動荷重半径の個体差情報を読み取って、装着された各車輪タイヤの初期化に必要な相対関係情報を得ることができるため、初期化に必要な時間を大幅に短縮できる（実質的にゼロにすることができる）とともに、走行開始直後から空気圧低下を検出することができる。

以下、添付図面に基づいて、本発明のタイヤ空気圧低下検出方法および装置、ならびにタイヤ減圧判定のプログラムを説明する。

実施の形態１
図１に示されるように、本発明の一実施の形態にかかわるタイヤ空気圧低下検出装置は、車両に備えられた４つのタイヤＦＬ、ＦＲ、ＲＬおよびＲＲの空気圧が低下しているか否かを検出するもので、タイヤにそれぞれ関連して設けられた通常の車輪速度検出手段１を備えている。

前記車輪速度検出手段１としては、電磁ピックアップなどを用いて回転パルスを発生させてパルスの数から回転角速度（車輪速度）を定期的に測定するための車輪速センサまたはダイナモのように回転を利用して発電を行ない、この電圧から回転角速度（車輪速度）を測定するためのものを含む角速度センサなどを用いることができる。前記車輪速度検出手段１の出力はＡＢＳなどのコンピュータである制御ユニット２に与えられる。制御ユニット２には、空気圧が低下したタイヤ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、ドライバーによって操作することができる初期化ボタン４および警報器５が接続されている。また、タイヤには無線式ＩＤタグが埋め込まれている。かかる無線式ＩＤタグとして、たとえばＶ７２０−Ｄ５２Ｐ３０（商品名、オムロン（株）製）を用いることができる。この無線式ＩＤタグのタグリーダー６は、予め車両に装備されており、前記制御ユニット２に接続されている。また、このタグリーダー６の読み取りは、タイヤ識別ボタンが押されると開始される。

前記制御ユニット２は、図２に示されるように、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ＣＰＵ２ｂ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。

前記車輪速度検出手段１では、タイヤの回転数に対応したパルス信号（以下、車輪速パルスという）が出力される。またＣＰＵ２ｂでは、車輪速度検出手段１から出力された車輪速パルスに基づき、所定のサンプリング周期ΔＴ(sec)、たとえばΔＴ＝１秒ごとに各タイヤの回転角速度Ｆｉが算出される。

ここで、タイヤは規格内でのばらつき（初期差異）が含まれて製造されるため、各タイヤの有効転がり半径（一回転により進んだ距離を２πで割った値）は、すべてのタイヤがたとえ規定内圧であっても、同一とは限らない。そのため、各タイヤの回転角速度Ｆｉはばらつくことになる。そこで、従来よりたとえば回転角速度Ｆｉから初期差異の影響を排除する方法がある。この方法としては、たとえばつぎに示される初期補正係数Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３を算出する。
Ｋ１＝Ｆ１／Ｆ２・・・（１）
Ｋ２＝Ｆ３／Ｆ４・・・（２）
Ｋ３＝（Ｆ１＋Ｋ１×Ｆ２）／（Ｆ２＋Ｋ２×Ｆ４）・・・（３）

ついで、この算出された初期補正係数Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３を用いて式（４）〜（７）に示されるように新たな回転角速度Ｆ１_iを求めるようにしている。
Ｆ１₁＝Ｆ１・・・（４）
Ｆ１₂＝Ｋ１×Ｆ２・・・（５）
Ｆ１₃＝Ｋ３×Ｆ３・・・（６）
Ｆ１₄＝Ｋ２×Ｋ３×Ｆ４・・・（７）

ここで、初期補正係数Ｋ１は、前左右タイヤ間の初期差異による動荷重半径の差を補正するための係数である。初期補正係数Ｋ２は、後左右タイヤ間の初期差異による動荷重半径の差を補正するための係数である。初期補正係数Ｋ３は、前左タイヤと後左タイヤとのあいだの初期差異による動荷重半径の差を補正するための係数である。そして、前記Ｆ１_iに基づき、各車輪のタイヤの車輪速度Ｖｉを補正する。

またはつぎの（８）〜（１１）式によって各車輪のタイヤの車輪速度Ｖｉを補正する。
Ｖ１₁＝Ｖ１・・・（８）
Ｖ２₂＝ｍＶ２・・・（９）
Ｖ３₃＝Ｖ３・・・（１０）
Ｖ４₄＝ｎＶ４・・・（１１）

前記係数ｍは、従動輪の左右タイヤの相対速度比、係数ｎは、駆動輪の左右タイヤの相対速度比として取得される。ここで取得される相対速度比は、初期化中の様々な走行条件下で定期的に算出された値の平均値である。

前記タイヤの空気圧低下の検出のための判定値ＤＥＬとして、つぎの式（１２）に示されるように、一対の対角線上の車輪速度の相対比較である判定値を用いる。すなわち対角線上にある一対の車輪からの車輪速度の平均値から対角線上にある他の一対の車輪からの車輪速度の平均値を引算し、その結果と２つの合計の平均値との比率を用いる。
ＤＥＬ＝｛（Ｖ１＋Ｖ４）／２−（Ｖ２＋Ｖ３）／２｝／
｛（Ｖ１＋Ｖ２＋Ｖ３＋Ｖ４）／４｝×１００（％）・・・（１２）

ここで、Ｖ１〜Ｖ４は、それぞれ前左タイヤＦＬ、前右タイヤＦＲ、後左タイヤＲＬおよび後右タイヤＲＲの車輪速度である。

本実施の形態では、前記無線式ＩＤタグから得られるタイヤ情報から、各タイヤの初期化に必要な相対関係情報を読み取って初期化を開始する初期化開始手段と、該初期化により補正された車輪速度を用いてタイヤの空気圧低下を判定する減圧判定手段とから構成されている。そして、タイヤ減圧判定のプログラムは、前記制御ユニット２を、初期化開始手段、減圧判定手段として機能させる。

前記タイヤ情報には、たとえばタイヤの外径や、動荷重半径の個体差情報などが含まれている。本実施の形態では、タイヤ情報を読み取って、装着された各車輪タイヤの初期化に必要な相対関係情報を得ることにより、従来のように車両を一定時間走行させて補正係数を求めるという初期化手順を省くことができる。これにより、初期化に必要な時間を大幅に短縮できる（実質的にゼロにすることができる）とともに、走行開始から空気圧低下を検出することができる。具体的には、たとえばタイヤ交換時または空気圧調整時に各タイヤの動荷重半径などの情報を無線式ＩＤタグから読み取り、タイヤ間の動荷重半径の比を求めておき、この比と実走行により得られる比を比較し、異なる場合に減圧していると判断する。または、タイヤ交換時または空気圧調整時にタイヤ間の動荷重半径の比などを求めておき、この比を用いてタイヤの車輪速度を補正する。

通常、初期化を開始するためには、ドライバーが手動で初期化ボタン４を押す必要があるが、本実施の形態では、たとえばイグニッションキーをオン（装置の電源が投入される）した直後から自動的に初期化を開始させることもできる。

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。

実施例１
車両として、無線ＩＤタグ用リーダーおよび本実施の形態にかかわる減圧判定のプログラムがプログラミングされたタイヤ空気圧低下検出装置を搭載したＢＭＷ３２８ｉを用意した。タグリーダーのデータは、前記空気圧低下検出装置のＣＰＵに接続されている。タグリーダーの読み取りは、タイヤ識別ボタンが押されると開始されて、読み取りが正常に完了すると終了する。

本実施例では、表１に示されるように４．２ｋＮ（１００ｋｍ／ｈ）での動荷重半径の測定値をそれぞれ記録した無線式ＩＤタグを貼り付けた４本のタイヤＡ〜Ｄ（タイヤ情報：ＦＯＲＴＥＲＡ２２５／６０Ｒ１７）を用意した。

ついで規定内圧に調整された３本のタイヤＡ、Ｂ、Ｃと規定内圧より３０％少ない内圧に調整されたタイヤＤを車両に装着した。そして、初期化ボタンを押して、読み込み完了後に走行を開始した。

以下に示されるように、無線式ＩＤタグから得た動荷重半径の相対関係情報と、走行で得られる相対関係情報とが異なることから、タイヤＤが減圧していると判断し、ドライバーに警告を発した。

すなわち、タイヤＡ〜Ｄの走行で得た動荷重半径、およびその値と初期化情報（表１）との比は表２に示されるとおりであった。

タイヤＡ〜Ｄの初期化情報との比の平均を求めると０．９９７７であった。各タイヤの初期化情報との比と、その平均との差は、この４輪平均（０．９９７７）を１００とした場合に、それぞれ０．０７（タイヤＡ。（０．９９８４−０．９９７７）÷０．９９７７×１００＝０．０７。以下、Ｂ〜Ｄも同様にして算出）、０．０９（タイヤＢ）、０．０４（タイヤＣ）および−０．２１（タイヤＤ）となる。

ここで、３０％減圧したタイヤのしきい値を−０．２とすればタイヤＤが減圧していると判定することができる。

本発明の一実施の形態にかかわるタイヤ空気圧低下検出装置を示すブロック図である。図１のタイヤ空気圧低下検出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車輪速度検出手段
２制御ユニット
３表示器
４初期化スイッチ
５警報器
６タグリーダー

Claims

車両に装着したタイヤに埋め込まれた無線式ＩＤタグから得られるタイヤの動荷重半径を用いてタイヤ空気圧の低下を検出するタイヤ空気低下検出方法であって、前記タイヤの動荷重半径から得られるタイヤ間のタイヤ交換時または空気圧調整時の動荷重半径の比と、車両走行により得られるタイヤ間の実走行により得られる動荷重半径の比とを比較することによりタイヤの減圧を判定するタイヤ空気圧低下検出方法。
車両に装着したタイヤから得られる車輪速度に基づいてタイヤ空気圧の低下を検出するタイヤ空気圧低下検出方法であって、前記タイヤに埋め込まれた無線式ＩＤタグから得られるタイヤの動荷重半径から、各タイヤの初期化に必要なタイヤ交換時または空気圧調整時の動荷重半径の比を読み取って初期化を開始する工程と、該初期化により補正された車輪速度を用いてタイヤの空気圧低下を判定する工程とを含むタイヤ空気圧低下検出方法。
車両に装着したタイヤから得られる車輪速度に基づいてタイヤ空気圧の低下を検出するタイヤ空気圧低下検出装置であって、前記タイヤに埋め込まれた無線式ＩＤタグから得られるタイヤの動荷重半径から、各タイヤの初期化に必要なタイヤ交換時または空気圧調整時の動荷重半径の比を読み取って初期化を開始する初期化開始手段と、該初期化により補正された車輪速度を用いてタイヤの空気圧低下を判定する減圧判定手段とを備えてなるタイヤ空気圧低下検出装置。
車両に装着したタイヤから得られる車輪速度に基づいてタイヤ空気圧の低下を判定するためにコンピュータを、前記タイヤに埋め込まれた無線式ＩＤタグから得られるタイヤの動荷重半径から、各タイヤの初期化に必要なタイヤ交換時または空気圧調整時の動荷重半径の比を読み取って初期化を開始する初期化開始手段、該初期化により補正された車輪速度を用いてタイヤの空気圧低下を判定する減圧判定手段として機能させるためのタイヤ減圧判定のプログラム。