JP4490342B2 - タイヤ空気圧低下検出方法及び装置、並びにタイヤ減圧判定のプログラム - Google Patents

Description

本発明はタイヤ空気圧低下検出方法及び装置、並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、短時間で車両の走行（ここで「走行」とは、エンジン始動から停止までの期間をいう）を繰り返す場合であってもタイヤの空気圧低下を検出することができるタイヤ空気圧低下検出方法及び装置、並びにタイヤ減圧判定のプログラムに関するものである。

タイヤ空気圧低下検出装置は、タイヤが減圧すると正常内圧のタイヤより外径（タイヤの動荷重半径）が減少するため、他の正常な夕イヤに比べると車輪速度（回転角速度）が増加するという原理を用いている。
例えばタイヤの車輪速度の相対的な差から内圧低下を検出する方法では、判定値として、
ＤＥＬ＝｛（Ｖ１＋Ｖ４）／２一（Ｖ２＋Ｖ３）／２｝／
｛（ＶＩ＋Ｖ２＋Ｖ３＋Ｖ４）／４｝×１００（％）
を用いている（特許文献１参照）。ここで、Ｖ１〜Ｖ４は、それぞれ前左タイヤ、前右タイヤ、後左タイヤ及び後右タイヤの車輪速度である。

ところで、前述したタイヤ特性の相対比較値である、タイヤの車輪速度の相対的な差から求められる判定値は、車両の種々の走行状態で多少変化をする。
そのため、従来のタイヤ空気圧低下検出装置では、所定の時間、例えば５秒間連続して得られた相対比較値を平均するなどして得られる平均値を判定値として用い、その判定値が規定個数(例えば６個)集まれば平均演算を行い、その平均値が所定のしきい値を超えるか否かによってタイヤの空気圧低下を検出するようにしている。

前記タイヤの空気圧低下判定を行う場合に、起動してから３０秒未満で終了してしまうような短距離移動を繰り返す場合（例えば郵便配達車）に、いくら判定値がしきい値を超えていても平均値を算出する機会が訪れないので、タイヤが減圧しているにもかかわらず空気圧低下を検出することができない。
このため、車両の走行が中断した場合であっても、中断前の走行時に得られた判定値をつぎの走行時において算出された判定値と合わせて平均値を求めることができるように、得られた判定値を不輝発性メモリに記憶させることとしている。
特開昭63-305011号公報 特開2002-19435号公報

従来の不輝発性メモリとしては、平均をとるための前記平均をとるための規定個数のデータ領域を持ったメモリを用いていた。
このため、不輝発性メモリとして冗長な容量が必要となり、メモリ構成が必要以上に大きくなるという問題があった。
そこで本発明は、メモリ構成が最小限で実現できるタイヤ空気圧低下検出方法及び装置、並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、各タイヤの車輪回転速度情報を検出し、検出された車輪回転速度情報の相対比較に基づいてタイヤ空気圧低下の判定値を求め、前記判定値を平均作成用バッファに記憶し、所定のタイミングにおいて、前記平均作成用バッファに格納されている任意の個数の判定値について平均値を求め、その平均値と、前記個数を不揮発性メモリに書き込み、次の走行開始後、前記不揮発性メモリに書き込まれた平均値を、前記個数の分だけ、前記平均作成用バッファに展開し、前記平均作成用バッファに格納されている規定個数の判定値の平均値を求め、この平均値をしきい値と比較することにより、タイヤの空気圧低下の判定を行うことを特徴としている。

本発明によれば、不揮発性メモリに書き込むデータは、平均演算に最小限必要な、平均値とデータ個数の２つとした。そのため、不輝発性メモリ自体の容量が、最小限で済み、メモリ構成が、従来のメモリ構成よりも小さくなる。
また、前記不揮発性メモリに書き込まれた平均値を、前記個数の分だけ前記平均作成用バッファに展開する時点を、次の走行開始後としているので、車両の走行が中断した場合であっても、中断前の走行時に得られた判定値をつぎの走行時において算出された判定値と合わせて平均値を求めることができる。
前記所定のタイミングは車両の走行終了時とすれば、判定値が得られるたびに、不揮発性メモリに書き込んでいた従来の例と比べて不揮発性メモリに書き込む頻度を減少させることができる。従って、不揮発性メモリの寿命を延ばすことができる。

また、本発明の夕イヤ空気圧低下検出装置は、各タイヤの車輪回転速度情報を検出する回転速度センサと、検出された車輪回転速度情報の相対比較に基づいてタイヤ空気圧低下の判定値を求める判定値演算手段と、前記判定値を記憶するための平均作成用バッファと、前記判定値の平均値とデータ個数とを書き込むための不揮発性メモリと、所定のタイミングにおいて、前記平均作成用バッファに格納されている任意の個数の判定値の平均値と、前記個数を不揮発性メモリに書き込む書き込み手段と、次の走行開始後、前記不揮発性メモリに書き込まれた平均値を、前記個数の分だけ前記平均作成用バッファに展開する展開手段と、前記平均作成用バッファに格納されている規定個数の判定値の平均値を求め、この平均値をしきい値と比較することにより、タイヤの空気圧低下の判定を行う判定手段とを備えることを特徴とする。

さらに、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の回転速度センサから得られる車輪回転速度情報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に用いられ、前記判定値演算手段と、平均作成用バッファと、不揮発性メモリと、書き込み手段と、展開手段と、判定手段とを機能させるためのタイヤ減圧判定のプログラムである。

以下、本発明の実施の形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、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の配置図である。
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及び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回転速度センサ１を備えている。

前記回転速度センサ１としては、電磁ピックアップなどを用いて車輪回転パルスを発生させて、そのパルスの数から車輪速度を測定するための車輪速センサ、又はダイナモのように回転を利用して発電を行い、この電圧から回転角速度を測定する車輪角速度センサなどを用いることができる。
前記回転速度センサ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、プラズマ表示素子又は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スイッチ４及び警報器５が接続されている。

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、ＣＰＵ２ｂの制御動作プログラムが格納されたＲＯＭ２ｃと、前記ＣＰＵ２ｂが制御動作を行う際にデータなどが一時的に書き込まれ、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。また、制御ユニット２は、後述する判定値が記憶される不揮発性メモリ２ｅを備えている。

前記回転速度センサ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、回転速度センサ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△Ｔ（秒）、例えば△Ｔ＝１秒ごとに各タイヤの回転角速度Ｆｉが算出される。
ところで、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正常空気圧であっても、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、例えば回転角速度Ｆｉから初期差異の影響を排除する方法がある。この方法では、まず、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Ｆ１ｉを求めるようにしている。
Ｆ１_１＝Ｆ１ ・・・（４）
Ｆ１_２＝Ｋ１×Ｆ２ ・・・（５）
Ｆ１_３＝Ｋ３×Ｆ３ ・・・（６）
Ｆ１_４＝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有効ころがり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有効ころがり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有効ころがり半径の差を補正するための係数である。そして、前記Ｆ１ｉに基づき、各車輪のタイヤの車輪速度Ｖｉを算出する。

本実施の形態にかかわるタイヤ空気圧低下検出装置においては、空気圧の低下を検出するための、タイヤ特性の相対比較値を用いた判定値ＤＥＬとして、つぎの式（８）に示されるように、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を用いる。
ＤＥＬ＝｛（Ｖ１＋Ｖ４）／２−（Ｖ２＋Ｖ３）／２｝／
｛（Ｖ１＋Ｖ２＋Ｖ３＋Ｖ４）／４｝×１００（％） ・・・（８）
ここで、Ｖ１〜Ｖ４は、それぞれ前左タイヤ、前右タイヤ、後左タイヤ及び後右タイヤの車輪速度である。

本実施の形態にかかわるタイヤの空気圧低下検出装置は、回転速度センサ１と、例えば前述した式（８）にしたがって算出されたタイヤの空気圧低下の判定値を記憶するための平均作成用バッファＢＦであるＲＡＭ２ｄと、前記判定値の平均値とデータ個数とを書き込むための不揮発性メモリ２ｅと、車両の走行終了（エンジンオフ）時に、前記平均作成用バッファＢＦに格納されている任意の個数の判定値の平均値と前記個数とを不揮発性メモリ２ｅに書き込み、車両の始動後に、前記不揮発性メモリ２ｅに書き込まれた平均値を、前記個数の分だけ、前記平均作成用バッファＢＦに展開し、前記平均作成用バッファＢＦに格納されている規定個数（本例では６個）の判定値の平均値をしきい値と比較することにより、タイヤの空気圧低下の判定を行うＣＰＵ２ｂとを有している。

前記不輝発性メモリ２ｅは、図３に示すように、前記判定値の平均値を書き込む領域と、データ個数を書き込む領域とを備えている。
前記平均作成用バッファＢＦは、図４に示すように、規定個数（本例では６個）の判定値をデータとして書き込む領域を備えている。前記平均作成用バッファＢＦは、いわゆる先入れ先出し型のメモリであり、格納データ数が６個を超えると、先に入れたデータがあふれ出していく。したがって、格納データ数は常に６個又はそれ以下である。

図５は、ＣＰＵ２ｂによって行われる、車両の始動後に、前記不揮発性メモリ２ｅに書き込まれた平均値を、前記個数の分だけ、前記平均作成用バッファＢＦに展開する処理を説明するためのフローチャートである。
また、図６は、平均作成用バッファＢＦと不輝発性メモリ２ｅとが記憶するデータの推移を具体的に示すタイムチャートである。

以下、フローチャート（図５）の処理の流れを、タイムチャート（図６）を参照しながら説明する。
まず、ＣＰＵ２ｂは、不輝発性メモリ２ｅの記憶内容を読み出し（ステップＳ１）、記憶されているサンプル個数を調べる（ステップＳ２）。
サンプル個数が０であれば(車両を初めて走行させるような場合が該当する)、平均作成用バッファＢＦを初期化して（ステップＳ３）処理を終える。

サンプル個数が１以上であれば、ＣＰＵ２ｂは、そのサンプル個数と、平均値とを読み込み（ステップＳ４）、その平均値をそのサンプル個数の分だけ、平均作成用バッファＢＦに展開する（ステップＳ５）。
展開例を図６に示す。例えば、サンプル個数が３であり、平均値がＡという数値であれば、平均作成用バッファＢＦには、最も先に入る３つのデータ領域が、Ａ，Ａ，Ａという数字で埋められる（図６参照）。また、サンプル個数が５であり、平均値がＢという数値であれば、平均作成用バッファＢＦには、最も先に入る５つのデータ領域が、Ｂ，Ｂ，Ｂ，Ｂ，Ｂという数字で埋められる（図６参照）。

このように、平均作成用バッファＢＦに所定個数のデータが埋められた後、車両は走行を続け、一定時間(例えば５秒)ごとに、判定値のデータ（ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅなど）が蓄積されていく。
図７は、ＣＰＵ２ｂによって行われる、車両の走行終了時に、前記平均作成用バッファＢＦに格納されている任意の個数の判定値の平均値と前記個数とを不揮発性メモリ２ｅに書き込む処理を説明するためのフローチャートである。

なお、処理の前提として、車両の走行終了時であってもＣＰＵ２ｂの電源はしばらく入っていて、所定の処理を行うことに支障はないものとする。
まず、平均作成用バッファＢＦに格納された任意の個数の判定値（その個数は、規定数である６個に満たなくてもよい）に基づいて、平均値を算出する（ステップＴ１）。そして、算出した平均値と、判定値の個数とを、不輝発性メモリ２ｅに書き込む（ステップＴ２；図６参照）。

ＣＰＵ２ｂは、前記平均作成用バッファＢＦに６個の判定値が格納されていれば（ステップＴ３）、一定時間(例えば５秒)ごとに、６個の判定値の平均値をしきい値と比較することにより、タイヤの空気圧低下の判定を行う（ステップＴ４）。
このように、本願発明では、走行前からの判定値を不輝発性メモリ２ｅに記憶させておいて、平均作成用バッファＢＦに展開するようにしているので、たとえその走行時に平均値を算出することができる個数の判定値が得られなくても、タイヤの空気圧低下の判定を行うことができる。つまり、走行が中断した場合であっても、中断前の走行時に得られた判定値をつぎの走行時において算出された判定値と合わせて平均値を求めることができる。

さらに、本発明では、次のような効果がある。
従来の方法においては、サンプル個数と平均値とだけを記憶するような不輝発性メモリ２ｅはなかった。
従来の不輝発性メモリは、平均作成用バッファＢＦと同様の構造、すなわち平均をとるための規定個数(本例では６個)のデータ領域を持ったメモリを用いていた。つまり、従来の不輝発性メモリの書き込みアイテム数は、平均作成用バッファＢＦと同じである。規定個数が多くなればなるほど、たくさんの判定値を一度にかきこまなければならない。このため、不輝発性メモリ２ｅとして冗長な容量が必要とされていた。

ところが、本発明では、書き込みアイテムは、平均演算に最小限必要な、平均値とデータ個数の２つとした。そのため、不輝発性メモリ２ｅ自体の容量も最小限で済み、従来のメモリ構成よりも小さくなるという効果が得られる。
また、従来では、不輝発性メモリに記憶(上書き)する時点は、例えば、５秒間に一度、判定値が得られるタイヤ空気圧低下検出装置であれば、不輝発性メモリの書き込み回数も５秒に一回とされていた。これでは、不輝発性メモリの書き込み回数が多くなり、メモリの寿命(１０万回程度)にとって不利である。例えば、不輝発性メモリの書き込み回数が５秒に一回であれば、５０万秒＝１４０時間の使用にしか耐えることはできない。

ところが、本発明では、不輝発性メモリ２ｅへの書き込み時点を、車両の走行終了時に限っている。そのため、不輝発性メモリ２ｅへの書き込み頻度が、従来と比べてはるかに減少し、それだけ長時間の使用に耐えることができる。
なお、本発明で、不輝発性メモリ２ｅへの書き込み時点を、車両の走行終了時としたが、例えば、毎時何分何秒ごとに書き込む実施例ももちろん採用可能である。また、走行開始から一定距離ごと、一定時間ごとに不輝発性メモリ２ｅへ書き込むようにしてもよい。しかし、車両の走行終了時とすると、次のような利点がある。それは、エンジンオフ、というイベントは必ず発生するからである。例えば、毎時何分何秒ごとに書き込むこととすると、時計の監視と、何分何秒の判断、停止・エンジンオフ時に直前の何分何秒の書込み以降に値が更新されていないかどうか判断をしなければならない。このような判断をするくらいなら、停止・エンジンオフ時に１回判断をするほうがプログラムとして簡単になるからである。

なお、本実施の形態では、空気圧低下検出の判定値として前述した式（８）で表わされる値を用いているが、これ以外にも、例えばＶ１／Ｖ２やＶ３／Ｖ４を用いることができる（Ｖ１〜Ｖ４は、それぞれ前左タイヤ、前右タイヤ、後左タイヤ及び後右タイヤの車輪速度である）。また、判定値の算出間隔を５秒とし、６個の判定値で平均値を求めているが、これらに限定されるものではなく、適宜の時間又は個数を採用することができる。また、判定値の平均をとる場合、単純平均をとってもよく、最近の判定値ほど大きな重みをつけて重み付け平均をとってもよい。

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。 不輝発性メモリ２ｅの構成例を示す図である。 平均作成用バッファＢＦの構成例を示す図である。 車両の始動後に、前記不揮発性メモリ２ｅに書き込まれた平均値を、データ個数の分だけ、前記平均作成用バッファＢＦに展開する処理を説明するためのフローチャートである。 車両の挙動とともに、平均作成用バッファＢＦと不輝発性メモリ２ｅとが記憶するデータの推移を具体的に示すタイムチャートである。 車両の走行終了時に、前記平均作成用バッファＢＦに格納されている任意の個数の判定値の平均値と前記個数とを不揮発性メモリ２ｅに書き込む処理を説明するためのフローチャートである。

符号の説明

１ 回転速度センサ
２ 制御ユニット
３ 表示器
４ 初期化ボタン
５ 警報器
２ｂ ＣＰＵ
２ｄ 平均作成用バッファＢＦ
２ｅ 不輝発性メモリ

Claims (5)

1. 車両に装着されたタイヤから得られる車輪回転速度情報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、
   前記各タイヤの車輪回転速度情報を検出し、
   検出された車輪回転速度情報の相対比較に基づいてタイヤ空気圧低下の判定値を求め、
   前記判定値を平均作成用バッファに記憶し、
   所定のタイミングにおいて、前記平均作成用バッファに格納されている任意の個数の判定値について平均値を求め、その平均値と、前記個数を不揮発性メモリに書き込み、
   次の走行開始後、前記不揮発性メモリに書き込まれた平均値を、前記個数の分だけ、前記平均作成用バッファに展開し、
   前記平均作成用バッファに格納されている規定個数の判定値の平均値を求め、この平均値をしきい値と比較することにより、タイヤの空気圧低下の判定を行うことを特徴とするタイヤ空気圧低下検出方法。
2. 前記所定のタイミングは車両の走行終了時である請求項１記載のタイヤ空気圧低下検出方法。
3. 車両に装着されたタイヤから得られる車輪回転速度情報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、
   前記各タイヤの車輪回転速度情報を検出する回転速度センサと、
   検出された車輪回転速度情報の相対比較に基づいてタイヤ空気圧低下の判定値を求める判定値演算手段と、
   前記判定値を記憶するための平均作成用バッファと、
   前記判定値の平均値とデータ個数とを書き込むための不揮発性メモリと、
   所定のタイミングにおいて、前記平均作成用バッファに格納されている任意の個数の判定値の平均値と、前記個数を不揮発性メモリに書き込む書き込み手段と、
   次の走行開始後、前記不揮発性メモリに書き込まれた平均値を、前記個数の分だけ、前記平均作成用バッファに展開する展開手段と、
   前記平均作成用バッファに格納されている規定個数の判定値の平均値を求め、この平均値をしきい値と比較することにより、タイヤの空気圧低下の判定を行う判定手段とを備えることを特徴とするタイヤ空気圧低下検出装置。
4. 前記所定のタイミングは車両の走行終了時である請求項３記載のタイヤ空気圧低下検出装置。
5. 車両に装着したタイヤの回転速度センサから得られる車輪回転速度情報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に用いられ、
   前記請求項３記載の判定値演算手段と、平均作成用バッファと、不揮発性メモリと、書き込み手段と、展開手段と、判定手段とを機能させるためのタイヤ減圧判定のプログラム。

Images