JP5023188B2 - タイヤ内圧低下検出方法及び装置、並びにタイヤ内圧低下検出プログラム - Google Patents
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Description
前記車両の各タイヤの車輪回転情報を検出する工程と、
検出した車輪回転情報から車輪速度を算出する工程と、
算出された車輪速度の相対比較により減圧判定値を求める工程と、
得られた減圧判定値の大きさが所定の閾値を超えた場合にタイヤの内圧低下を判定する工程と
を含んでおり、
前記所定の閾値が、前輪の車輪速度と後輪の車輪速度の比較値をDEL2としたときに、
(a)予め求めておいた、前記車両の質量違いにおけるDEL2と車両旋回時の荷重感度との関係と、
(b)判定時に旋回走行することで得られる荷重感度と
に基づいて設定される閾値設定工程をさらに含むことを特徴としている。
(c)前記車両に搭載されたヨーレートセンサから得られるヨーレートと、当該車両の後軸左右輪の車輪速度とから算出される、旋回時の荷重移動による動荷重半径変化の動荷重半径に対する比と、
(d)前記車両に搭載された横加速度センサ、又は、前記ヨーレートセンサによるヨーレート及び従動輪車輪速から得られる横加速度と
の関係式から求めることができる。
ΔDLR/DLR=b×α×(H/W)×m×ay
であり、前記荷重感度は、b×α×(H/W)×mで表される荷重感度の代表特性値であることが好ましい。
前記車両の各タイヤの車輪回転情報を検出する車輪回転情報検出手段と、
この車輪回転情報検出手段により検出された車輪回転情報から車輪速度を算出する車輪速度算出手段と、
この車輪速度算出手段により算出された車輪速度の相対比較により減圧判定値を求める判定値算出手段と、
得られた減圧判定値の大きさが所定の閾値を超えた場合にタイヤの内圧低下を判定する判定手段と
を備えており、
前記所定の閾値を、前輪の車輪速度と後輪の車輪速度の比較値をDEL2としたときに、
(a)予め求めておいた、前記車両の質量違いにおけるDEL2と車両旋回時の荷重感度との関係と、
(b)判定時に旋回走行することで得られる荷重感度と
に基づいて設定する閾値設定手段をさらに備えたことを特徴としている。
(c)前記車両に搭載されたヨーレートセンサから得られるヨーレートと、当該車両の後軸左右輪の車輪速度とから算出される、旋回時の荷重移動による動荷重半径変化の動荷重半径に対する比と、
(d)前記車両に搭載された横加速度センサ、又は、前記ヨーレートセンサによるヨーレート及び従動輪車輪速から得られる横加速度と
の関係式から求めることができる。
ΔDLR/DLR=b×α×(H/W)×m×ay
であり、前記荷重感度は、b×α×(H/W)×mで表される荷重感度の代表特性値であることが好ましい。
車両の各タイヤの車輪回転情報から車輪速度を算出する車輪速度算出手段、
この車輪速度算出手段により算出された車輪速度の相対比較により減圧判定値を求める判定値算出手段、
得られた減圧判定値の大きさが所定の閾値を超えた場合にタイヤの内圧低下を判定する判定手段、及び
前記所定の閾値を、前輪の車輪速度と後輪の車輪速度の比較値をDEL2としたときに、
(a)予め求めておいた、前記車両の質量違いにおけるDEL2と車両旋回時の荷重感度との関係と、
(b)判定時に旋回走行することで得られる荷重感度と
に基づいて設定する閾値設定手段
として機能させることを特徴としている。
(c)前記車両に搭載されたヨーレートセンサから得られるヨーレートと、当該車両の後軸左右輪の車輪速度とから算出される、旋回時の荷重移動による動荷重半径変化の動荷重半径に対する比と、
(d)前記車両に搭載された横加速度センサ、又は、前記ヨーレートセンサによるヨーレート及び従動輪車輪速から得られる横加速度と
の関係式から求めることができる。
ΔDLR/DLR=b×α×(H/W)×m×ay
であり、前記荷重感度は、b×α×(H/W)×mで表される荷重感度の代表特性値であることが好ましい。
図1に示されるように、本発明の一実施の形態に係る検出装置は、4輪車両に備えられた4つのタイヤFL(左前輪)、FR(右前輪)、RL(左後輪)及びRR(右後輪)の車輪回転情報を検出するため、各タイヤに関連して設けられた通常の車輪速度検出手段(車輪回転情報検出手段)1を備えている。
DEL2={(ω1+ω2)−(ω3+ω4)}/ωmean ・・・・・・(1)
ここで、ω1〜ω4は、それぞれ左前輪タイヤ、右前輪タイヤ、左後輪タイヤ及び右後輪タイヤの車輪速度であり、ωmeanは4輪タイヤの平均車輪速度である。なお、DEL2は、前輪の車輪速度と後輪の車輪速度の比較値であるかぎり、式(1)以外の他の式で表現されたものであってもよい。
以下、本発明の検出方法について説明する。
(1)まず、車輪速度検出手段1の出力信号(パルス信号)に基づいて、次の式(2)により各タイヤの回転角速度(ω)を算出する。
回転角速度(ω)=2π×Freq(Hz)/N(個)・・・・・(2)
ここに、Nは車輪速度検出手段1の車軸1回転あたりの歯数であり、Freq(Hz)は、その車輪速度検出手段1の歯が1秒あたりにカウントされた数値である。
なお、前記DEL2を所定個数蓄積し、その平均値によってタイヤ内圧低下の判定を行なうことができ、この場合、平均値を採用することにより判定の精度を高めることができる。また、所定個数蓄積したDEL2のバラツキを母分散判定し、分散値(σ2)が基準値よりも小さいときに、DEL2の平均値を算出するようにしてもよい。
DEL2の閾値を設定するには、まず第1段階として実車実験(チューニング)を行うことで車両の質量違いにおけるDEL2と車両旋回時の荷重感度との関係を求めておく。つまり、車両質量を変えてDEL2と車両旋回時の荷重感度との関係を求めておく。この荷重感度は、例えば後述する式(8)に従い、横軸を(ωR+ωL)θ´とし、縦軸をΔDLR/DLRとする近似直線の傾き(係数=α×b×(H/W)×m×(DLR/2))として求めることができる。前記係数は、荷重感度b×mによって変化するので、これを荷重感度の代表特性値とすることができる。なお、本明細書において「荷重感度」とは、単なる荷重感度だけでなく、この荷重感度によって変化する値(荷重感度と、車両において一意的に定まる値とからなるパラメータのこと)も含むことがある。
条件1:基準質量(1600kg)、基準内圧(200kPa)
条件2:基準質量(1600kg)、後軸2輪20%減圧(160kPa)
条件3:最大質量(2000kg)、基準内圧(200kPa)
条件4:最大質量(2000kg)、後軸2輪20%減圧(160kPa)
タイヤには個体差(個体違いによるDLRのバラツキ)が存在するが、この個体差の影響を排除するために基準内圧時のデータが必要となる。チューニング時は基準内圧・基準荷重時のDEL2を基準DEL2とし、他の条件でのDEL2は、この基準DEL2を差し引くことによって補正される。実際の市場においては、まず初期化が行われる。このときは、基準内圧である。ただし、荷重が幾らになっているかは分からない。そこで、初期化時に得られた荷重感度を用い、この初期化時のDEL2を補正する。具体的には、チューニング時に得られた図6のACを結ぶ直線が、基準内圧時に取り得るDEL2の範囲となる。つまり初期化時の荷重感度に対応するAC直線上の点を初期化時のDEL2というようにDEL2を補正する。
以後、判定モードにおいては、ここからの点(DEL2、荷重感度)の変動分を相対的にみてやればよい。こうすることにより、タイヤ個体差に対するDEL2のバラツキと、初期化時の荷重の影響の双方を排除できる。
次に、前輪駆動車が旋回走行しているときの従動輪左右輪の動荷重半径の変化と荷重移動量との関係について、図4〜5を参照しつつ説明する。
まず図4に示されるように、車両が半径Rの円周上を左旋回している状態を想定する。
車両にはヨーレート(θ´)を検出するためのヨーレートセンサ及び/又は横加速度(ay)を検出するための横加速度センサが搭載されており、制御ユニット2に各検出信号が送信される。
このとき各センサ値と旋回半径Rとの関係は、θ´=V/R及びay=V2/Rで表すことができる。
(R+W/2)×θ´=VR
(R−W/2)×θ´=VL
であるので、ヨーレート(θ´)は、以下の式(3)で表される。また、車両速度(V)は、以下の式(4)で表される。
VL=(DLR+ΔDLR)×ωL
VR=(DLR−ΔDLR)×ωR
と表される。
ここで、対地速度VL及びVRの和(VR+VL)は、
VR+VL=(DLR+ΔDLR)×ωL+(DLR−ΔDLR)×ωR
=DLR(ωR+ωL)−ΔDLR(ωR−ωL)
となるが、ΔDLR(ωR−ωL)≒0であるので、
VR+VL≒DLR(ωR+ωL)とすることができる。
つぎに本発明の検出方法の実施例を説明するが、本発明はもとよりかかる実施例のみに限定されるものではない。
車両に装着された各タイヤの回転角速度を得るために、ABS制御に利用する回転速度情報を用いて回転角速度に換算した。また、車両のヨーレートを得るためにセンサを車両の所定箇所に取り付けた。これらはシリアルデータとして直接PCに出力され、40msec毎にデジタルデータとして同期してPCに取り込めるようにした。
実験はFF車で行い、基準内圧は200kPaとした。タイヤサイズは215/60R17であった。
住友ゴム工業株式会社の岡山テストコースにおいて、以下の4種類の条件でチューニングを行い、荷重感度及びDEL2を算出した。本実施例では、20%以上の減圧で警報を出す閾値を決めるものとした。なお、荷重感度は、前記式(8)に従い、横軸を(ωR+ωL)θ´とし、縦軸をΔDLR/DLRとする近似直線の傾きとして求めた。その際、ΔDLR/DLRは、前記式(5)により求め、式(5)の右式のDLRは初期値として与えた。実際には、このDLRは荷重や内圧変動の影響により変化するが、その変化率はせいぜい0.3%であることから、初期値(一定の値)として与えても判定の精度にはほとんど影響を及ぼさない。
条件A:基準質量(1600kg)、基準内圧(200kPa)
条件B:基準質量(1600kg)、後軸2輪20%減圧(160kPa)
条件C:最大質量(2000kg)、基準内圧(200kPa)
条件D:最大質量(2000kg)、後軸2輪20%減圧(160kPa)
ついで、以下の6種類の条件で旋回走行を行い、誤報、未警報のチェックを行った。
条件a:基準質量(1600kg)、基準内圧(200kPa)
条件b:基準質量(1600kg)、後軸2輪10%減圧(180kPa)
条件c:基準質量(1600kg)、後軸2輪25%減圧(150kPa)
条件d:最大質量(2000kg)、基準内圧(200kPa)
条件e:最大質量(2000kg)、後軸2輪10%減圧(180kPa)
条件f:最大質量(2000kg)、後軸2輪25%減圧(150kPa)
結果を表2及び図7に示す。
2 制御ユニット
2a インターフェース
2b CPU
2c ROM
2d RAM
3 表示器
4 初期化ボタン
5 警報器
Claims (12)
- 車両の各輪に装着されたタイヤの車輪速度を相対比較することにより当該タイヤの内圧低下を検出する方法であって、
前記車両の各タイヤの車輪回転情報を検出する工程と、
検出した車輪回転情報から車輪速度を算出する工程と、
算出された車輪速度の相対比較により減圧判定値を求める工程と、
得られた減圧判定値の大きさが所定の閾値を超えた場合にタイヤの内圧低下を判定する工程と
を含んでおり、
前記所定の閾値が、前輪の車輪速度と後輪の車輪速度の比較値をDEL2としたときに、
(a)予め求めておいた、前記車両の質量違いにおけるDEL2と車両旋回時の荷重感度との関係と、
(b)判定時に旋回走行することで得られる荷重感度と
に基づいて設定される閾値設定工程をさらに含むことを特徴とするタイヤ内圧低下検出方法。 - 前記荷重感度が、
(c)前記車両に搭載されたヨーレートセンサから得られるヨーレートと、当該車両の後軸左右輪の車輪速度とから算出される、旋回時の荷重移動による動荷重半径変化の動荷重半径に対する比と、
(d)前記車両に搭載された横加速度センサ、又は、前記ヨーレートセンサによるヨーレート及び従動輪車輪速から得られる横加速度と
の関係式から求められる請求項1に記載のタイヤ内圧低下検出方法。 - タイヤの動荷重半径をDLR、タイヤの動荷重半径変化をΔDLR、荷重感度をb、車両の重心高をH、車両のトレッド幅をW、車両質量をm、車両の横加速度をay、全軸に対する後軸にかかる荷重移動分担率をαとすると、前記関係式は、
ΔDLR/DLR=b×α×(H/W)×m×ay
であり、前記荷重感度は、b×α×(H/W)×mで表される荷重感度の代表特性値である請求項2に記載のタイヤ内圧低下検出方法。 - 装着予定のタイヤに係る車両旋回時の荷重感度が、前記荷重感度の代表特性値であり、前記荷重感度が車両質量の増加に伴い低下するという関係を利用して所定の閾値が設定される請求項3に記載のタイヤ内圧低下検出方法。
- 車両の各輪に装着されたタイヤの車輪速度を相対比較することにより当該タイヤの内圧低下を検出する装置であって、
前記車両の各タイヤの車輪回転情報を検出する車輪回転情報検出手段と、
この車輪回転情報検出手段により検出された車輪回転情報から車輪速度を算出する車輪速度算出手段と、
この車輪速度算出手段により算出された車輪速度の相対比較により減圧判定値を求める判定値算出手段と、
得られた減圧判定値の大きさが所定の閾値を超えた場合にタイヤの内圧低下を判定する判定手段と
を備えており、
前記所定の閾値を、前輪の車輪速度と後輪の車輪速度の比較値をDEL2としたときに、
(a)予め求めておいた、前記車両の質量違いにおけるDEL2と車両旋回時の荷重感度との関係と、
(b)判定時に旋回走行することで得られる荷重感度と
に基づいて設定する閾値設定手段をさらに備えたことを特徴とするタイヤ内圧低下検出装置。 - 前記荷重感度が、
(c)前記車両に搭載されたヨーレートセンサから得られるヨーレートと、当該車両の後軸左右輪の車輪速度とから算出される、旋回時の荷重移動による動荷重半径変化の動荷重半径に対する比と、
(d)前記車両に搭載された横加速度センサ、又は、前記ヨーレートセンサによるヨーレート及び従動輪車輪速から得られる横加速度と
の関係式から求められる請求項5に記載のタイヤ内圧低下検出装置。 - タイヤの動荷重半径をDLR、タイヤの動荷重半径変化をΔDLR、荷重感度をb、車両の重心高をH、車両のトレッド幅をW、車両質量をm、車両の横加速度をay、全軸に対する後軸にかかる荷重移動分担率をαとすると、前記関係式は、
ΔDLR/DLR=b×α×(H/W)×m×ay
であり、前記荷重感度は、b×α×(H/W)×mで表される荷重感度の代表特性値である請求項6に記載のタイヤ内圧低下検出装置。 - 装着予定のタイヤに係る車両旋回時の荷重感度が、前記荷重感度の代表特性値であり、前記荷重感度が車両質量の増加に伴い低下するという関係を利用して所定の閾値が設定される請求項7に記載のタイヤ内圧低下検出装置。
- 車両の各輪に装着されたタイヤの車輪速度を相対比較することにより当該タイヤの内圧低下を検出するためにコンピュータを、
車両の各タイヤの車輪回転情報から車輪速度を算出する車輪速度算出手段、
この車輪速度算出手段により算出された車輪速度の相対比較により減圧判定値を求める判定値算出手段、
得られた減圧判定値の大きさが所定の閾値を超えた場合にタイヤの内圧低下を判定する判定手段、及び
前記所定の閾値を、前輪の車輪速度と後輪の車輪速度の比較値をDEL2としたときに、
(a)予め求めておいた、前記車両の質量違いにおけるDEL2と車両旋回時の荷重感度との関係と、
(b)判定時に旋回走行することで得られる荷重感度と
に基づいて設定する閾値設定手段
として機能させることを特徴とするタイヤ内圧低下検出プログラム。 - 前記荷重感度が、
(c)前記車両に搭載されたヨーレートセンサから得られるヨーレートと、当該車両の後軸左右輪の車輪速度とから算出される、旋回時の荷重移動による動荷重半径変化の動荷重半径に対する比と、
(d)前記車両に搭載された横加速度センサ、又は、前記ヨーレートセンサによるヨーレート及び従動輪車輪速から得られる横加速度と
の関係式から求められる請求項9に記載のタイヤ内圧低下検出プログラム。 - タイヤの動荷重半径をDLR、タイヤの動荷重半径変化をΔDLR、荷重感度をb、車両の重心高をH、車両のトレッド幅をW、車両質量をm、車両の横加速度をay、全軸に対する後軸にかかる荷重移動分担率をαとすると、前記関係式は、
ΔDLR/DLR=b×α×(H/W)×m×ay
であり、前記荷重感度は、b×α×(H/W)×mで表される荷重感度の代表特性値である請求項10に記載のタイヤ内圧低下検出プログラム。 - 装着予定のタイヤに係る車両旋回時の荷重感度が、前記荷重感度の代表特性値であり、前記荷重感度が車両質量の増加に伴い低下するという関係を利用して所定の閾値が設定される請求項11に記載のタイヤ内圧低下検出プログラム。
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