JP4488600B2

JP4488600B2 - 坂道走行判定装置、該判定装置を用いるタイヤ空気圧低下警報装置、坂道走行判定方法および該判定方法を用いるタイヤ空気圧低下警報方法

Info

Publication number: JP4488600B2
Application number: JP2000209920A
Authority: JP
Inventors: 利文杉澤
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd; Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd; Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2000-07-11
Filing date: 2000-07-11
Publication date: 2010-06-23
Anticipated expiration: 2020-07-11
Also published as: JP2002021628A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は坂道走行判定装置、該判定装置を用いるタイヤ空気圧低下警報装置、坂道走行判定方法および該判定方法を用いるタイヤ空気圧低下警報方法に関する。さらに詳しくは、坂道走行時に減圧判定の誤動作を防止することができる坂道走行判定装置および方法ならびに該判定を用いるタイヤ空気圧低下警報装置および方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、４輪の回転（車輪速）情報からタイヤの減圧を検出するシステム（ＤＷＳ）がある。このシステムでは、ある程度大きな加速時や減速時には駆動輪においてスリップが生じるため、正確な判断ができず、正常内圧であるにもかかわらず減圧と判定することがある。そこで、従来のＤＷＳでは、かかる誤判定を防ぐため、車輪速が一定値以上変化すると、加速または減速したものと判断し、このときのデータをリジェクトして減圧判定には使用しないという方法が用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、急な坂道を上るとき、アクセルを踏み込むために駆動輪のスリップが大きくなるにもかかわらず、車輪速があまり増加しないために、データがリジェクトされず、通常の判定を行なって、誤動作することがある。また、坂道を下るときもアクセルから足を離してエンジンブレーキがかかっている状態にもかかわらず、車輪速に変化がでないために、通常の判定を行なって、誤動作することがある。この現象は急な坂道の場合に限らず、緩やかな坂道でもキャンピングカーなどを牽引している場合には、駆動輪のスリップが大きくなりやすいために誤動作することがある。
【０００４】
本発明は、叙上の事情に鑑み、坂道走行時に減圧判定の誤動作を防止することができる坂道走行判定装置および方法ならびに該判定を用いるタイヤ空気圧低下警報装置および方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の坂道走行判定装置は、車両に装着した４つのタイヤの回転情報を検出する回転情報検出手段と、該タイヤの回転情報を記憶するメモリ手段と、アクセル開度の情報を検出するアクセル開度検出手段と、アクセル開度の変化量と車両速度の変化量から坂道走行を判定する坂道判定手段とを備えてなることを特徴とする。
【０００６】
本発明の坂道走行判定方法は、車両に装着した４つのタイヤの回転情報を検出する工程と、該タイヤの回転情報を記憶する工程と、アクセル開度の情報を検出する工程と、アクセル開度の変化量と車両速度の変化量から坂道走行を判定する工程とを含むことを特徴とする。
【０００７】
また本発明のタイヤ空気圧低下警報装置は、車両に装着した４つのタイヤから得られる回転情報に基づいて、タイヤの空気圧低下を警報するタイヤ空気圧低下警報装置であって、前記タイヤの回転情報を検出する回転情報検出手段と、該タイヤの回転情報を記憶するメモリ手段と、各タイヤの回転情報から判定値を演算する判定値演算処理手段と、アクセル開度の情報を検出するアクセル開度検出手段と、アクセル開度の変化量と車両速度の変化量から坂道走行を判定する坂道判定手段とを備えてなることを特徴とする。
【０００８】
また本発明のタイヤ空気圧低下警報方法は、車両に装着したタイヤから得られる回転情報に基づいて、タイヤの空気圧低下を警報するタイヤ空気圧低下警報方法であって、前記タイヤの回転情報を検出する工程と、該タイヤの回転情報を記憶する工程と、各タイヤの回転情報から判定値を演算する工程と、アクセル開度の情報を検出する工程と、アクセル開度の変化量と車両速度の変化量から坂道走行を判定する工程とを含んでおり、坂道走行の場合に、検出される回転情報をタイヤ空気圧低下の判定に使用しないことを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
実施の形態１
以下、添付図面に基づいて、本発明の坂道走行判定装置および方法ならびに該判定を用いるタイヤ空気圧低下警報装置および方法を説明する。
【００１０】
図１は本発明のタイヤ空気圧低下警報装置の一実施の形態を示すブロック図、図２は図１におけるタイヤ空気圧低下警報装置の電気的構成を示すブロック図、図３は本発明のフローチャート、図４〜９は本発明における坂道判定のフローチャートである。
【００１１】
図１に示すように、本発明の一実施の形態にかかわるタイヤ空気圧低下警報装置は、たとえば４輪車両に備えられた４つのタイヤＦＬ、ＦＲ、ＲＬおよびＲＲ（Ｗ_i、ｉ＝１〜４、１：前左タイヤ、２：前右タイヤ、３：後左タイヤ、４：後右タイヤ）の空気圧が低下しているか否かを検出するもので、各タイヤＷ_iにそれぞれ関連して設けられた通常の回転情報検出手段１を備えるとともに、アクセル開度を検出するアクセル開度センサなどのアクセル開度検出手段５を備えている。
【００１２】
本明細書において、前記アクセル開度とは、車両のアクセルペダルの踏み込み量と同義である。したがって、アクセルペダルを全く踏んでいないときを０％とし、アクセルペダルを全部踏み込んだときを１００％と考えている。たとえばアクセル開度の検出手段であるセンサからの情報を、０（全閉）〜２５５（全開）の２５６段階のデジタル情報として捕らえることができる。
【００１３】
前記回転情報検出手段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車輪速度（回転速度）を測定する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、この電圧から車輪速度を測定するものを含む角速度センサなどを用いることができる。前記回転情報検出手段１およびアクセル開度検出手段の出力はＡＢＳなどの制御ユニット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Ｗ_i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、およびドライバーによって操作することができる初期化スイッチ４が接続されている。
【００１４】
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。
【００１５】
本実施の形態のタイヤ空気圧低下警報装置は、車両に装着した４つのタイヤの回転情報を検出する回転情報検出手段と、アクセル開度の情報を検出するアクセル開度検出手段と、アクセル開度の変化量と車両速度の変化量から坂道走行を判定する坂道判定手段とを備えてなる坂道走行判定装置を用いて、各タイヤの回転情報から判定値を演算している。
【００１６】
本実施の形態におけるメモリ手段、判定値演算処理手段および坂道判定手段は、前記制御ユニット２に含まれている。
【００１７】
まず前記回転情報検出手段１では、タイヤＷ_i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、回転情報検出手段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Ｗ_iの回転角速度Ｆ_iが算出される。
【００１８】
ここで、タイヤＷ_i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Ｗ_i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Ｗ_iがたとえ正常内圧であっても、同一とは限らない。そのため、各タイヤＷ_iの回転角速度Ｆ_iはばらつくことになる。そこで、初期差異によるばらつきを打ち消すために補正した回転角速度Ｆ１_iを算出する。具体的には、
Ｆ１₁＝Ｆ₁
Ｆ１₂＝ｍＦ₂
Ｆ１₃＝Ｆ₃
Ｆ１₄＝ｎＦ₄
と補正される。前記補正係数ｍ、ｎは、たとえば車両が直線走行していることを条件として回転角速度Ｆ_iを算出し、この算出された回転角速度Ｆ_iに基づいて、ｍ＝Ｆ₁／Ｆ₂、ｎ＝Ｆ₃／Ｆ₄として得られる。
【００１９】
そして、前記Ｆ１_iに基づき、車輪速Ｖ１〜Ｖ４とともに、車両の速度Ｖをつぎの式により算出する。
【００２０】
Ｖ＝（Ｖ１＋Ｖ２＋Ｖ３＋Ｖ４）／４
ここで、Ｖ(ｉ)：タイヤの車輪速度（ｍ／ｓｃｅ）
ｉ：１＝前左タイヤ、２＝前右タイヤ、３＝後左タイヤ、４＝後右タイヤである。
【００２１】
またタイヤＷ_iの空気圧低下の検出のための減圧判定値（ＤＥＬ）は、たとえば前輪タイヤと後輪タイヤとの２つの対角和の差を比較するものであって、対角線上にある一対の車輪からの信号の合計から対角線上にある他の一対の車輪からの信号の合計を引算し、その結果と２つの合計の平均値との比率として、つぎの式（１）から求められる。
【００２２】
【数１】

【００２３】
ここで、横Ｇにより生じるＤＥＬの値の変動成分は、横Ｇの一次式と平均スリップ量の一次式によって、つぎの式（２）で表わすことができる。
ＤＥＬの変動成分＝横Ｇ×（定数ａ＋ＤＦＲ×定数ｂ）・・・（２）
【００２４】
ここで、定数ａは、荷重移動の影響による横Ｇの一次係数であるが、荷重移動量は前後軸で等しくはないため、荷重移動による回転半径の影響の前後の差という形で表現されている。
【００２５】
したがって、補正ＤＥＬ（コーナリング補正）はつぎの式（３）として与えることができる。
【００２６】
補正ＤＥＬ＝ＤＥＬ−横Ｇ×（定数ａ＋ＤＦＲ×定数ｂ）・・・（３）
【００２７】
なお、ＤＦＲは駆動輪のスリップ率であり、ＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）の場合およびＦＦベースの４ＷＤの場合、
（Ｖ１＋Ｖ２）／（Ｖ３＋Ｖ４）−１
であり、ＦＲ（フロントエンジン・リアドライブ）の場合、
（Ｖ３＋Ｖ４）／（Ｖ１＋Ｖ２）−１
である。
【００２８】
前記横Ｇ（横方向加速度Ｇ）は車両旋回時の遠心力との釣り合いから式（４）で表わされる。
【００２９】
横Ｇ＝Ｖ²／Ｒ／９．８・・・（４）
この式（４）における車体の旋回半径Ｒの逆数（ＲＥＣＰＲ）は、前輪駆動車の場合、つぎの式（５）から求めることができる。
【００３０】
ＲＥＣＰＲ＝｛(Ｖ３−Ｖ４)／(Ｖ３＋Ｖ４)×ＲＴ_WD｝／(１＋４×Ｖ²×定数ｃ／(２×9.8×ＲＴ_WD))・・・（５）
ここで、ＲＴ_WDはリアのトレッド幅（ｍ）である。
【００３１】
前記式（３）および式（５）における定数ａ、定数ｂおよび定数ｃは、たとえば車両をタイヤの正常内圧にてカーブを走行させつつ、車両の速度センサから測定される車輪速度から測定される横Ｇ、ＤＥＬおよびＤＦＲをそれぞれ制御ユニットにより算出して求めることができる。なお、横ＧおよびＤＦＲの値によって、定数ａ〜ｃはバラツキを生じるので、それぞれのバラツキの中間値とするのが好ましい。
【００３２】
まず本実施の形態では、図３に示されるように、まず回転情報検出手段から車輪の車輪速度を検出したのち、前記式（５）によりＲＥＣＰＲを計算し、記憶する（ステップＳ１〜２）。そして横Ｇを前記式（５）から計算するとともに（ステップＳ３）、前後方向加速度（前後Ｇ）を今回求めた４車輪速の平均値と前回求めた４車輪速の平均値との差から算出する（ステップＳ４）。ついで前述したように回転角速度の補正から各車輪の車輪速を補正したのち（ステップＳ５）、後述する本発明における坂道判定を行なう（ステップＳ６）。そしてつぎの７つの場合には、車輪速情報の精度低下、外乱による誤報をなくすため、ＤＥＬの計算には使用しないリジェクト処理を行なう(ステップＳ７〜８)。
▲１▼センサの精度が低下するため、１５ｋｍ／ｈ以下での低速走行の場合、▲２▼コーナリング補正ができないため、旋回半径Ｒ＝３０ｍ以下での走行の場合、▲３▼コーナリング補正ができないため、横Ｇが０．２ｇ以上の走行の場合、▲４▼急加速・急減速である、前後Ｇが０．１ｇ以上の走行の場合、▲５▼砂利道、雪路などの悪路走行の場合、▲６▼ブレーキを踏んでいるあいだ、または▲７▼スリップが大きくなる急な坂道またはけん引中の坂道走行。
【００３３】
ついでリジェクトがないと判断された場合には、前記式（１）によりＤＥＬの値を計算するとともに、前記横Ｇによる値でＤＥＬの値を補正する（ステップＳ９〜１０）。そして前記補正ＤＥＬの値を積算して、たとえば５回分溜まったか否かを判断する（ステップＳ１１〜１２）。
【００３４】
ついで本発明では、この補正ＤＥＬの値によりタイヤの減圧判定を行なうことができるが、本実施の形態では、サンプリング時間で得られたばらつきの大きいＤＥＬのデータを移動平均することにより、データの数を減らさずにデータのばらつきを小さくし、さらに判定の精度を向上させるために、このＤＥＬの値をサンプリング時間、たとえば５秒ごとに平均し（ステップＳ１３）、さらにこの５秒平均値の過去１２個分の移動平均化処理を行なったのち（ステップＳ１４）、この移動平均値を用いて減圧判定を行なう（ステップＳ１５）。
【００３５】
つぎに前記坂道判定について説明する。本実施の形態では、アクセル開度の変化量と車両速度の変化量から坂道を検出し、坂道走行時には減圧検出のデータから排除する。すなわち▲１▼アクセル開度の変化量がほぼ一定とみなすことができるときに、車両速度が減少したときには、上り坂と判断する。▲２▼アクセル開度の変化量が増加しているときに、車両速度の変化量がほぼ一定とみなすことができるときには、上り坂と判断する。▲３▼アクセル開度の変化量がほぼ一定とみなすことができるときに、車両速度の変化量が増加したときには、下り坂と判断する。▲４▼アクセル開度が減少しているときに、車両速度の変化量がほぼ一定とみなすことができるときには、下り坂と判断する。そして、アクセルを戻した場合、またはアクセル開度の変化量はほぼ一定（ゼロ）であるが、車両速度の変化量（前後Ｇ）が所定数より大きくなり増加したとき坂道走行は終了と判断する、またはアクセルを踏み込む場合、またはアクセル開度の変化量はほぼ一定（ゼロ）であるが、車両速度の変化量（前後Ｇ）が所定数より小さいときに坂道走行は終了したと判断するまで、検出される回転情報を減圧判定に用いるデータから排除する。これにより、本実施の形態では、坂道走行時の誤動作を減らすことができる。
【００３６】
たとえば図４〜９に示されるように、まず坂道を走行しているか否かを判断するため、アクセル開度のセンサよりアクセル開度情報を取り込み（ステップＳ６−１）、今回のアクセル開度と前回のアクセル開度の差から変化量を計算する（ステップＳ６−２）。
【００３７】
ついでつぎのステップＳ６−３〜Ｓ６−６において、現在上り坂または下り坂を走っている状態かどうか（すでに上り坂または下り坂と判定されたかどうか）の判断を行ない、ステップＳ６−７〜Ｓ６−１０において、現在平地を走っているが、あらたに上り坂または下り坂に進入したかどうかの判断を行なう。
【００３８】
まず、すでに上り坂リジェクトが設定されているかを判断する（ステップＳ６−３）。
【００３９】
すでに上り坂リジェクトが設定されている場合で、かつアクセルを戻した場合（アクセル開度の変化量が定数５より小さい場合）、またはアクセル開度の変化量はほぼ一定（ゼロ）であるが、車両速度の変化量（前後Ｇ）が定数６より大きい場合、上り坂はは終了したと判断してリジェクト状態から復帰し、通常判定を行なう（ステップＳ６−４）。
【００４０】
つぎに、すでに下り坂リジェクトが設定されているかを判断する（ステップＳ６−５）。
【００４１】
すでに下り坂リジェクトが設定されている場合、かつアクセルを踏み込む場合（アクセル開度の変化量が定数７より大きい場合）、またはアクセル開度の変化量はほぼ一定（ゼロ）であるが、車両速度の変化量（前後Ｇ）が定数８より小さい場合、下り坂は終了したと判断してリジェクト状態から復帰し、通常判定を行なう（ステップＳ６−６）。
【００４２】
ステップＳ６−７により、通常判定中においてアクセル開度の変化量が定数１より大きく、かつ車両速度の変化量（前後Ｇ）がほぼ一定（ゼロ）とみなされる場合、またはアクセル開度の変化量がほぼ一定（ゼロ）で、かつ車両速度の変化量（前後Ｇ）が定数２より小さい場合は、上り坂走行と判断し、上り坂リジェクトを設定する（ステップＳ６−８）。
【００４３】
ステップＳ６−９により、通常判定中においてアクセル開度の変化量が定数３より小さく、かつ車両速度の変化量（前後Ｇ）がほぼ一定（ゼロ）とみなされる場合、またはアクセル開度の変化量がほぼ一定（ゼロ）で、かつ車両速度の変化量（前後Ｇ）が定数４より大きい場合は、下り坂走行と判断し、下り坂リジェクトを設定する（ステップＳ６−１０）。
【００４４】
【実施例】
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。
【００４５】
実施例
まず車両として３０００ｃｃＦＲ車を用意し、サマータイヤ（タイヤ寸法：２１５／５５Ｒ１６）を装着した。アクセル開度のセンサを取り付けた車両で、４車輪速情報とアクセル開度センサの情報をパソコンに取り込めるようにした。アクセル開度のセンサからの情報は、０（全閉）〜２５５（全開）の２５６段階のデジタル情報として、１秒ごとにパソコンに取り込むようにした。
【００４６】
ついで路面状況がウェット路である坂道（１７％勾配）を６０ｋｍ／ｈで上りながら右カーブ（旋回半径が２００ｍ〜３００ｍ）を曲がる状態でテスト走行を実施した。
【００４７】
本実施例における車両では、坂道をつぎのように設定する。
▲１▼アクセル開度の変化量が−５〜５で、かつ車両速度が減少したとみなされる場合は、上り坂とみなす。
▲２▼アクセル開度の変化量が１０以上で、かつ車両速度がほぼ一定とみなされる場合は、上り坂道とみなす。
▲３▼アクセル開度の変化量が−５〜５で、かつ車両速度が増加したとみなされる場合は、下り坂とみなす。
▲４▼アクセル開度の変化量が−１０以下で、かつ車両速度がほぼ一定とみなされる場合は、下り坂道とみなす。
【００４８】
そして上り坂道であると判断した場合には、ａ）アクセルを戻すか、ｂ）アクセル開度の変化量が−５〜５にもかかわらず、車両速度が増加したと認められる状態になるまでリジェクトし続ける。
【００４９】
また下り坂道であると判断した場合には、ａ）アクセルを踏み込むか、ｂ）アクセル開度の変化量が−５〜５にもかかわらず、車両速度が減少したと認められる状態になるまでリジェクトし続ける。
【００５０】
比較例
従来のＤＷＳシステムを用いて、前記実施例と同じ坂道を走行させた。そして４輪の車輪速度をパソコンで計算した。
【００５１】
実施例では、誤動作がないのに対して、比較例では、右カーブを曲がったのち、減圧警報が発せられ、誤動作を行なった。
【００５２】
【発明の効果】
以上説明したとおり、本発明によれば、坂道走行時に減圧判定の誤動作を防止することができ、減圧判定の精度を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のタイヤ空気圧低下警報装置の一実施の形態を示すブロック図である。
【図２】図１におけるタイヤ空気圧低下警報装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図３】本発明のフローチャートである。
【図４】本発明における坂道判定のフローチャートである。
【図５】本発明における坂道判定のフローチャートである。
【図６】本発明における坂道判定のフローチャートである。
【図７】本発明における坂道判定のフローチャートである。
【図８】本発明における坂道判定のフローチャートである。
【図９】本発明における坂道判定のフローチャートである。
【符号の説明】
１回転速度検出手段
２制御ユニット
３警報表示器
４初期化スイッチ
ＦＬ、ＦＲ、ＲＬ、ＲＲタイヤ
５アクセル開度検出手段

Claims

車両に装着した４つのタイヤから得られる回転情報に基づいて、タイヤの空気圧低下を警報するタイヤ空気圧低下警報装置であって、前記タイヤの回転情報を検出する回転情報検出手段と、該タイヤの回転情報を記憶するメモリ手段と、各タイヤの回転情報から判定値を演算する判定値演算処理手段と、アクセル開度の情報を検出するアクセル開度検出手段と、アクセル開度の変化量と車両速度の変化量から坂道走行を判定する坂道判定手段とを備え、
坂道走行の場合には、検出される回転情報をタイヤ空気圧低下の判定に使用せず、
坂道走行が終了したと判定された場合には、検出される回転情報をタイヤ空気圧低下の判定に使用するタイヤ空気圧低下警報装置であり、
アクセル開度がほぼ一定であり、かつ車両速度が変化しているとき、またはアクセル開度の変化量が変化しており、かつ車両速度がほぼ一定であるとき、坂道走行であると判定するタイヤ空気圧低下警報装置。
車両に装着したタイヤから得られる回転情報に基づいて、タイヤの空気圧低下を警報するタイヤ空気圧低下警報方法であって、前記タイヤの回転情報を検出する工程と、該タイヤの回転情報を記憶する工程と、各タイヤの回転情報から判定値を演算する工程と、アクセル開度の情報を検出する工程と、アクセル開度の変化量と車両速度の変化量から坂道走行を判定する工程とを含んでおり、坂道走行の場合には、検出される回転情報をタイヤ空気圧低下の判定に使用せず、
坂道走行が終了したと判定された場合には、検出される回転情報をタイヤ空気圧低下の判定に使用するタイヤ空気圧低下警報方法であり、
アクセル開度がほぼ一定であり、かつ車両速度が変化しているとき、またはアクセル開度の変化量が変化しており、かつ車両速度がほぼ一定であるとき、坂道走行であると判定するタイヤ空気圧低下警報方法。