JP4796470B2

JP4796470B2 - タイヤ空気圧異常検出装置、方法およびプログラム

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Publication number: JP4796470B2
Application number: JP2006274376A
Authority: JP
Inventors: 祐司尾白
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2005-12-16
Filing date: 2006-10-05
Publication date: 2011-10-19
Anticipated expiration: 2026-10-05
Also published as: EP1798078A2; CN1982099B; EP1798078B1; CN1982099A; US20070139180A1; EP1798078A3; US7619510B2; JP2007186187A

Description

本発明は、タイヤ空気圧異常検出装置、方法およびプログラムに関する。

タイヤの空気圧低下を検出して警報を発するタイヤ空気圧異常警報方法としては、従来より、例えば、減圧したタイヤの回転速度が正常空気圧のタイヤの回転速度と比較して速くなることを利用して、各タイヤの回転速度から計算される判定値の変動により、タイヤ空気圧が低下しているかどうかを検出し、タイヤ空気圧が低下していることを検出した場合に警報を発する方法を使用している（特許文献１参照）。

上記方法において、判定値ＤＥＬ（１）〜（３）は、例えば、以下の式により算出される。

ＤＥＬ（１）＝｛（Ｖ１＋Ｖ４）／２−（Ｖ２＋Ｖ３）／２｝／｛（Ｖ１＋Ｖ２
＋Ｖ３＋Ｖ４）／４｝×１００（％）
ＤＥＬ（２）＝｛（Ｖ１＋Ｖ２）／２−（Ｖ３＋Ｖ４）／２｝／｛（Ｖ１＋Ｖ２
＋Ｖ３＋Ｖ４）／４｝×１００（％）
ＤＥＬ（３）＝｛（Ｖ１＋Ｖ３）／２−（Ｖ２＋Ｖ４）／２｝／｛（Ｖ１＋Ｖ２
＋Ｖ３＋Ｖ４）／４｝×１００（％）

ここで、前記式において、Ｖ１〜Ｖ４は、それぞれ前左タイヤ（ＦＬタイヤ）、前右タイヤ（ＦＲタイヤ）、後左タイヤ（ＲＬタイヤ）および後右タイヤ（ＲＲタイヤ）の車輪速度である。判定値ＤＥＬ（１）〜（３）のいずれかが所定のしきい値をこえる場合、タイヤの空気圧低下をドライバーに知らせるというものである。

しかし、長距離走行してタイヤ径が小さくなるなどのように、空気圧低下以外の要因によりタイヤの回転速度が変化した場合、正常内圧であっても警報が鳴る場合があった。

特開昭６３−３０５０１１号公報

本発明は、空気圧低下以外の要因によりタイヤの回転速度が変化した場合でも、誤報の発生を防止したうえで、タイヤの空気圧異常を判定するタイヤ空気圧異常警報装置、方法およびプログラムを提供することを目的とする。

本発明は、前輪タイヤと後輪タイヤの車輪速度の関係の変化を検出する手段、および該手段において変化が検出された場合、前輪タイヤと後輪タイヤの車輪速度の関係を、変化後の前輪タイヤと後輪タイヤの車輪速度の関係に置き換えて、空気圧異常を判定する手段を含むタイヤ空気圧異常警報装置に関する。

前記タイヤ空気圧異常警報装置において、さらに、前輪タイヤと後輪タイヤの車輪速度の関係が、前輪タイヤおよび後輪タイヤの車輪速度、ならびにトルクをもとにして算出されたものが好ましい。

また、本発明は、前輪タイヤと後輪タイヤの車輪速度の関係の変化を検出する工程、および該工程において変化が検出された場合、前輪タイヤと後輪タイヤの車輪速度の関係を、変化後の前輪タイヤと後輪タイヤの車輪速度の関係に置き換えて、空気圧異常を判定する工程を含むタイヤ空気圧異常警報方法に関する。

前記タイヤ空気圧異常警報方法において、さらに、前輪タイヤと後輪タイヤの車輪速度の関係が、前輪タイヤおよび後輪タイヤの車輪速度、ならびにトルクをもとにして算出されたものであることが好ましい。

さらに、本発明は、コンピュータに、前輪タイヤと後輪タイヤの車輪速度の関係の変化を検出する手順、および該手順において変化が検出された場合、前輪タイヤと後輪タイヤの車輪速度の関係を、変化後の前輪タイヤと後輪タイヤの車輪速度の関係に置き換えて、空気圧異常を判定する手順を実行させるタイヤ空気圧異常警報プログラムに関する。

前記タイヤ空気圧異常警報プログラムにおいて、さらに、前輪タイヤと後輪タイヤの車輪速度の関係が、前輪タイヤおよび後輪タイヤの車輪速度、ならびにトルクをもとにして算出されたものである請求項５記載のタイヤ空気圧異常警報プログラム。

本発明によれば、空気圧低下以外の要因によりタイヤの回転速度が変化した場合でも、前輪タイヤと後輪タイヤの車輪速度の関係を補正して置き換えることにより、誤報の発生を防止したうえで、タイヤの空気圧異常の判定が可能なタイヤ空気圧異常警報装置、方法およびプログラムを提供することができる。

以下、添付図面に基づいて、本発明のタイヤ空気圧異常警報装置、方法およびプログラムについて説明する。

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である。

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の空気圧低下警報装置は、たとえば車両にそなえられた４つのタイヤ（前左タイヤ（ＦＬタイヤ）、前右タイヤ（ＦＲタイヤ）、後左タイヤ（ＲＬタイヤ）および後右タイヤ（ＲＲ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、各タイヤにそれぞれ関連して設けられた通常の速度検出手段である車輪速度センサ１を備えている。なお、車輪速度センサ１の出力は制御ユニット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などで構成された警報器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。

制御ユニット２は、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（図２）。

前記車輪速度センサ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、車輪速度センサ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ΔＴ(sec)、たとえばΔＴ＝１秒ごとに各タイヤの回転角速度Ｆ_i（Ｆ₁〜Ｆ₄）が算出される。なお、Ｆ₁〜Ｆ₄はそれぞれ、ＦＬタイヤ、ＦＲタイヤ、ＲＬタイヤおよびＲＲタイヤの回転角速度である。

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として取得される。

そして、前記Ｆ１_iに基づき、回転車輪速度Ｖｉを算出する（手段１）。

本発明のタイヤ空気圧異常警報装置において、前輪タイヤと後輪タイヤの車輪速度の関係とは、例えば、以下の式（Ａ）、式（Ｂ）などにより表されるものをいうが、これらに限定されるものではない。

［｛（ＦＬ＋ＦＲ）／（ＲＬ＋ＲＲ）｝−１］×１００）（Ａ）
［｛（ＦＬ＋ＦＲ）−（ＲＲ＋ＲＬ）｝／（ＦＬ＋ＦＲ＋ＲＬ＋ＲＲ）×２００（Ｂ）

式（Ａ）、式（Ｂ）などにより表される前輪タイヤの車輪速度と後輪タイヤの車輪速度との関係をＲａｗ＿ＤＥＬ２＿Ｒ（％）であらわされる。

前輪タイヤと後輪タイヤの車輪速度の関係としては、Ｒａｗ＿ＤＥＬ２＿Ｒのほかに、前輪タイヤおよび後輪タイヤの車輪速度とともに、トルクをもとにして算出されたものでもよい。例えば、横軸をトルクとし、縦軸をＲａｗ＿ＤＥＬ２＿Ｒとしてデータをプロットして、算出した一次回帰式を算出したものがあげられる。ここでトルクとは、ホイールトルクは、エンジントルクやエンジン回転数、アクセル感度などから計算して求めることができる。

本発明のタイヤ空気圧異常警報装置は、前輪タイヤと後輪タイヤの車輪速度の関係の変化を検出する手段を含む。該手段における変化対象としては、正常内圧時に算出した前輪タイヤと後輪タイヤの車輪速度の関係であり、例えば、新品タイヤ装着時における関係をいう。

変化の検出は、例えば、前輪タイヤと後輪タイヤの車輪速度の関係が、Ｒａｗ＿ＤＥＬ２＿Ｒとトルクとの関係をもとにして算出されたものである場合、前記一次回帰式の傾きまたは切片を比較することで実施される。

変化が検出された場合、前輪タイヤと後輪タイヤの車輪速度の関係を、変化後の前輪タイヤと後輪タイヤの車輪速度の関係（変化後関係）に置き換える。ここで、置き換えられる前輪タイヤと後輪タイヤの車輪速度の関係とは、正常内圧時に算出され、装置内に記憶されているものをいう。なお、この段階において、減圧するとそれにより前輪タイヤと後輪タイヤの車輪速度の関係が変わり、それに置き換えられると、最悪、未警報になる可能性があるという理由から、減圧判定されていない場合に車輪速度の関係の置き換えを行うことが好ましい。

変化後関係は、タイヤ交換などが行われた場合において、一般的に実走行により実施される「通常初期化」、および、通常初期化とは別に、一定の要件を満たした場合に実走行により実施される「比較用初期化」が寄与されたうえで算出されたものが好ましい。

通常初期化とは、タイヤ交換などが行われた場合において、手動により、また、自動的に、実施される実走行による初期化であり、開始してから、たとえば１００ｋｍの短距離を走行すれば終了する。

上記のように、通常初期化は、初期化が完了するまでの間に短距離走行で終了するため、その後にタイヤに摩耗などが生じるおそれがある。そのため、通常初期化がなされても、タイヤ摩耗などにより生じる車輪速度の変化を含めずに初期化するため、誤報が生じやすい。

一方、比較用初期化は、一定の要件を満たした場合に開始される。一定要件とは、例えば、通常初期化開始から１００００ｋｍ以上走行している、かつ、減圧判定が現時点においてなされていないなどである。

変化後関係の算出は、通常初期化と比較用初期化が進行して、ある一定のそれぞれが進捗状況を示した後におこなわれることが好ましい。

変化後関係の算出は、通常初期化における前輪タイヤと後輪タイヤの車輪速度の関係（通常関係）と、比較用初期化における前輪タイヤと後輪タイヤの車輪速度の関係（比較用関係）との間の差について、しきい値をもうけたうえで、該しきい値を基準として行われることが好ましい。該差が、しきい値をこえない場合は、通常関係そのものを、変化後の前輪タイヤと後輪タイヤの車輪速度とする。一方、しきい値をこえる場合は、例えば、以下の表１に示すように、走行距離と比較用初期化の進捗度をもとにして、変化後関係を算出することができる。

例えば、走行距離が１５０００ｋｍより大きく、比較用初期化における進捗度が１／３であるとき、得られた変化後関係は、比較用関係の結果が１／３、および通常関係の結果が２／３寄与した値として得られる。

このように、本発明は、通常初期化とともに比較用初期化をおこなうことにより、タイヤ摩耗などにより生じる通常初期化のズレを補正して、より正確な初期化をすることができ、より誤報を生じにくくさせることが可能である。

ここに説明した技術的事項に基づいて、一例を図３のフローチャートに示す。なお、図３中の記載は、あくまで一例であり、本発明の実施の形態がこれらに限定されるものではない。

Ｓ１では、通常初期化から１００００ｋｍ以上走行しているかどうかで判定する。通常初期化からの走行距離が１００００ｋｍ未満では、スタートに戻る。また、検出している場合は、Ｓ２のルーチンを行う。

Ｓ２では、減圧判定していないかどうかで判定する。また、減圧判定されていない場合は、Ｓ３のルーチンを行う。

Ｓ３では、現時点で、比較用初期化処理が行われているかどうか判定する。行われていない場合は、Ｓ４のルーチンにより、比較用初期化を開始したうえで、Ｓ５のルーチンを行う。また、比較用初期化がすでに開始されている場合は、Ｓ５のルーチンを行う。

Ｓ５では、通常初期化および比較用初期化の１／３以上が終了しているかどうかを判定する。通常初期化または比較用初期化の１／３以上が終了していない場合は、再度Ｓ５のルーチンに戻す。また、いずれの初期化も１／３以上終了している場合は、Ｓ６のルーチンを行う。

Ｓ６では、通常初期化と比較用初期化により得られた傾きと切片の差が、それらのしきい値をこえるかどうかを判定する。ここで、傾きおよび切片は、横軸をトルク範囲とし、縦軸をＲａｗ＿ＤＥＬ２＿Ｒとしてデータをプロットして得られた一次回帰式から算出されるものをいう。しきい値をこえない場合は、通常初期化により得られた傾きおよび切片に置き換える（Ｓ７）。また、しきい値をこえる場合は、Ｓ８のルーチンを行う。

Ｓ８では、走行距離および初期化の進捗度をふまえたうえで、正常時における傾きおよび切片として新しく記憶する。

実施例にもとづいて本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらのみに限定されるものではない。

本発明のタイヤ空気圧低下警報方法の性能を確認するための実走行試験条件をテストコースを含めて合わせて示す。

（試験条件）
実験車輌の型式：２人乗りのＦＦ車
タイヤサイズ：１８５／６５Ｒ１５
実験場所：住友ゴム工業（株）岡山テストコースおよび周辺一般道における直線路

（試験車輌）
正常空気圧を示し、新品タイヤを装着した試験車輌を用いて以下の実車走行試験を行った。

＜実車走行試験＞
（走行初期）
前記試験車輌を走行開始から、４輪全ての車輪速度、およびトルクを算出した。なお、走行開始とともに通常初期化を開始した。

算出した車輪速度からＲａｗＤＥＬ２Ｒを算出し、ＲａｗＤＥＬ２Ｒを縦軸、およびトルクを横軸としてグラフ中にプロットして一次回帰式を求め、その傾きおよび切片をそれぞれ算出して記憶した（傾き０．００２、切片０．１６９）。

（長距離走行時）
試験車輌を走行開始から５００００ｋｍ走行した時点における、通常初期化での傾き（傾き：０．００２）および切片（切片：０．００１４）、ならびに比較用初期化での傾き（傾き：０．００１４）および切片（切片：０．０６９）を算出した。

ここで、通常初期化での傾きと比較用初期化での傾きの差のしきい値は０．０００５、および切片の差のしきい値は０．０９であり、通常初期化と比較用初期化との差は、しきい値をこえるものであった。

ここで、表１を適用させると、５００００ｋｍ時点における傾きおよび切片は、通常初期化が寄与されずに、走行初期に記憶した傾きおよび切片から、比較用初期化により得られた傾きおよび切片に置き換え、それらの値を記憶した。

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１に示され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。本発明の実施の形態の一例を示すフローチャートである。

符号の説明

１車輪速度センサ
２制御ユニット
３警報器
４初期化スイッチ

Claims

正常内圧時における前輪タイヤと後輪タイヤの車輪速度の関係を算出する通常初期化手段、
通常初期化開始から１００００ｋｍ以上走行している、かつ、減圧判定が現時点においてなされていない場合に、前輪タイヤと後輪タイヤの車輪速度の関係を算出する比較用初期化手段、
比較用初期化手段により得られた関係の、通常初期化手段により得られた関係に対する変化を検出する手段、
前記変化を検出する手段において変化が検出された場合、装置に記憶された通常初期化手段により得られた関係を、通常初期化手段により得られた関係および比較用初期化手段により得られた関係が寄与されたうえで算出される変化後の前輪タイヤと後輪タイヤの車輪速度の関係に置き換える手段、および
置き換えられた前輪タイヤと後輪タイヤの車輪速度の関係を用いて空気圧異常を判定する手段
を含むタイヤ空気圧異常警報装置。
さらに、前輪タイヤと後輪タイヤの車輪速度の関係が、前輪タイヤおよび後輪タイヤの車輪速度、ならびにトルクをもとにして算出されたものである請求項１記載のタイヤ空気圧異常警報装置。
正常内圧時における前輪タイヤと後輪タイヤの車輪速度の関係を算出する通常初期化工程、
通常初期化開始から１００００ｋｍ以上走行している、かつ、減圧判定が現時点においてなされていない場合に、前輪タイヤと後輪タイヤの車輪速度の関係を算出する比較用初期化工程、
比較用初期化工程により得られた関係の、通常初期化工程により得られた関係に対する変化を検出する工程、
前記変化を検出する工程において変化が検出された場合、装置に記憶された通常初期化工程により得られた関係を、通常初期化工程により得られた関係および比較用初期化工程により得られた関係が寄与されたうえで算出される変化後の前輪タイヤと後輪タイヤの車輪速度の関係に置き換える工程、および
置き換えられた前輪タイヤと後輪タイヤの車輪速度の関係を用いて空気圧異常を判定する工程
を含むタイヤ空気圧異常警報方法。
さらに、前輪タイヤと後輪タイヤの車輪速度の関係が、前輪タイヤおよび後輪タイヤの車輪速度、ならびにトルクをもとにして算出されたものである請求項３記載のタイヤ空気圧異常警報方法。
コンピュータに、
正常内圧時における前輪タイヤと後輪タイヤの車輪速度の関係を算出する通常初期化手順、
通常初期化開始から１００００ｋｍ以上走行している、かつ、減圧判定が現時点においてなされていない場合に、前輪タイヤと後輪タイヤの車輪速度の関係を算出する比較用初期化手順、
比較用初期化手順により得られた関係の、通常初期化手順により得られた関係に対する変化を検出する手順、
前記変化を検出する手順において変化が検出された場合、装置に記憶された通常初期化手順により得られた関係を、通常初期化手順により得られた関係および比較用初期化手順により得られた関係が寄与されたうえで算出される変化後の前輪タイヤと後輪タイヤの車輪速度の関係に置き換える手順、および
置き換えられた前輪タイヤと後輪タイヤの車輪速度の関係を用いて空気圧異常を判定する手順
を実行させるタイヤ空気圧異常警報プログラム。
さらに、前輪タイヤと後輪タイヤの車輪速度の関係が、前輪タイヤおよび後輪タイヤの車輪速度、ならびにトルクをもとにして算出されたものである請求項５記載のタイヤ空気圧異常警報プログラム。