JPH10193931A - タイヤの空気圧低下警報装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 自動車の四つのホイールの有効ころがり半径
について測定された変位からタイヤの空気圧低下を、直
接・確実・安全に検知し、正確な警報を発するシステム
を提供すること。 【解決手段】 過剰な速度あるいは極めて遅い速度また
制動や転回などの自動車運転条件が角変位センサーの出
力から決定され、有効ころがり半径における変化につい
て誤った決定をしないようにする。センサーからのデー
タで受諾可能と判断されたものは、各ホイールに対する
変位値として積算されていく。変位値が所定値を超えた
とき、前部のホイールペアーと後部のホイールペアーに
ついて、積算変位値において検知された差異を比較す
る。ホイールペアー間の差異が、所定のベースラインメ
トリック値と比較して、過剰であった場合、タイヤの空
気圧低下が検知される。検知された状態が積算されてい
くと、その状態が実際に存在するということが信頼でき
るようになり、その結果、自動車運転者に警報が出され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車のタイヤの
空気圧低下警報装置に関し、さらに詳しくは、各ホイー
ルの角回転を監視することによって、空気タイヤのいず
れかひとつでも空気圧が低下したときそれを決定するた
めの情報を提供する警報装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】いくつかのタイヤ空気圧低下検知装置が
文献に記載されている。これらの装置のなかには、タイ
ヤの空気圧と断面高さを監視する装置も含まれている。
最新の装置のいくつかは、有効ころがり半径の計算を利
用して、ひとつのホイールの半径が変化するときを決定
するものである。有効ころがり半径を利用することにつ
いて、パンクしあるいは空気圧の低下したタイヤを有す
るホイールの有効ころがり半径は、空気が一応充満した
タイヤより格段に小さいという事実によっているのが、
一般的に適用されている原理である。ホイール変位セン
サーが各ホイールの角変位を測定するのに使われている
場合が多い。これらの測定値のひとつひとつが有効ころ
がり半径との関係を有する。この考え方では、有効ころ
がり半径はあるホイールの中心の前進する距離をその距
離を通る間に測定される角変位によって割ったときの比
として定義される。

【０００３】ラジアル構造のタイヤの有効ころがり半径
計算による問題点は、その有効ころがり半径は、タイヤ
空気圧にはわずかしか依存しないということである。タ
イヤベルトは大きな「円周応力」を有するため、タイヤ
に空気詰めをしても、タイヤころがり半径はほぼ一定に
維持される。たとえば、テストをいくつかすると、わず
か５ｐｓｉまで空気詰めされたタイヤの場合、通常の空
気圧３０ｐｓｉまで空気詰めされた場合よりも、ころが
り半径の低下率は、およそ０．９％しかないことが示さ
れた。しかし一方で、アンチロックブレーキシステム
（ＡＢＳ）で用いられる最新１６ビット・マイクロプロ
セッサーの増大されたダイナミックレンジのおかげで、
ころがり半径を極めて正確に測定することが経済的に実
行することが可能になり、さらにこれによって、ホイー
ル回転センサーを読み取ることもできるようになった。

【０００４】タイヤの空気圧低下を検知するうえで、そ
のほかの問題点は、いくつかのタイヤ特性は空気詰め圧
力よりも、ホイールの有効ころがり半径に大きな影響を
与えるということである。たとえばタイヤごとの製造許
容度は、有効ころがり半径に通常１．２％以内の変化を
もたらす。また、ブレーキが利き始めるまでの距離で
は、ほぼ最初の１００マイル（１６０ｋｍ）であるが、
その間に有効ころがり半径は通常０．６％まで変化す
る。さらに、タイヤの踏み面の摩耗は、タイヤの寿命期
間中、有効ころがり半径を大きく左右し、その変化率は
普通は３．６％までにもなる。

【０００５】自動車の運転条件も、有効ころがり半径を
大きく変化させる。このような運転条件には、ホイール
のすべりを引き起こすような運転条件、「省スペース型
の」スペアタイヤの使用に関る運転条件、および速度に
関る運転条件などがある。一般的に、わずかでもホイー
ルのすべりを緩和する運転技術を使うと、有効ころがり
半径の変化は、タイヤの空気圧変動だけから引き起こさ
れる変化よりも大きくなる。このような運転技術として
は、加速、ブレーキを使った減速、鋭い折り返しでのか
じ取り、およびこれらを組み合わせたものなどがある。

【０００６】さらに、タイヤのすべりと無関係な方法
で、ホイール有効ころがり半径に影響を与える、他の運
転条件としては、省スペース型スペアタイヤを用いた自
動車運転、およびかなりの高速または低速での自動車運
転などがある。省スペース型の小さいスペアタイヤの有
効ころがり半径は、他のホイールとは顕著に違う（たと
えば１０％）。しかし、大径ブレーキ、それに相当する
大径のホイール、そして断面高さの低いタイヤを有して
運転される自動車で、狭い省スペース型スペアホイール
とタイヤを使う場合、他のホイールと同じ有効ころがり
半径でなければならない。スペアホイールだけを他のホ
イールと違わせるのは、この状況では非常に難しく、省
スペース型タイヤを使っているのに、空気圧低下タイヤ
と見誤られるおそれがある。

【０００７】かなりの高速（たとえば、時速１００マイ
ル（１６０ｋｍ）またはそれ以上の速度）で自動車を運
転すると、ホイール内に高い遠心力をひきおこし、空気
圧の低下したタイヤが、空気が一応充満したタイヤと同
じかもしくはそれより大きな有効ころがり半径をとろう
とする場合と同じように、タイヤの周縁が引っ張られ
る。

【０００８】かなりの低速（たとえば、時速６マイル
（９．６ｋｍ）より低い速度）で自動車を運転する場合
も、有効ころがり半径に基づくシステムに対して、いく
つかの問題を有する。問題のひとつは、加速、減速およ
びかじ取りのせいで、ホイールの空転傾向が高くなるこ
とである。これは低速運転の場合、運転点は持続作用性
のものではなく、車が停止するまで減速したり通常の運
転速度になるまで加速したり、あるいは鋭い折り返しや
カーブでかじ取りする間に移動する運転点となっている
からである。また低速では、ホイール回転のセンサーの
信号は、非常に低い振幅水準にまで落ちて、騒音となっ
たり聞こえなくなったりするという問題もある。低速で
の信号の消失はホイール回転センサー技術の現在のレベ
ルでの特徴である。

【０００９】

【発明の解決しようとする課題】ころがり半径の変位を
測定してタイヤの空気圧低下を検知しようとしても、ラ
ジアル構造のタイヤでは変位が明確に現れず、さらに、
この変位はタイヤの状態や運転条件などが原因となって
いる場合もありタイヤの空気圧低下が原因になっている
ものと区別できない。また、運転条件によっては有効こ
ろがり半径に基づくシステムに対してすべりや、空転、
ホイール回転センサーなどの信号音が消失するといった
問題もある。

【００１０】したがって本発明の目的は、自動車のホイ
ールセンサーを監視して、ひとつでもタイヤの空気圧低
下の状態があるかどうかを、ホイールの有効ころがり半
径の変位から他の変位要因の有無を考慮する必要なく、
確実かつ安全に検知し、正確な警報を発する警報装置を
提供することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、自動車の前部両側の空気タイヤを含むホ
イールおよび後部両側の空気タイヤを含むホイールのそ
れぞれに設けられ、各ホイールの回転に対応する出力信
号を提供する角変位センサーと、センサーの信号を所定
の周期にわたってサンプリングし、空気圧の低いタイヤ
の発生を決定するプロセッサー手段と、空気圧の低いタ
イヤの発生数が所定の発生数よりも多いことをプロセッ
サー手段が指示しているとき作動される警報手段とを含
み、プロセッサー手段が、各ホイールに対する速度値、
各ホイールに対する長手方向の加速度値、車両の前部の
ホイールペアーの横方向の加速度値、車両の後部のホイ
ールペアーの横方向の加速度値、各ホイールの変位値、
および、いくつかのサンプリング周期にわたる各ホイー
ルの変位の積算値と所定の関係を有して、それに基づい
たメトリック値を決定し、いずれかの速度値が所定の高
速度限界または低速度限界の外側にあるとき、各ホイー
ルの変位の決定を回避し、いずれかの長手方向加速度値
が所定の最大加速度限界を超えたとき、各ホイールの変
位の決定を回避し、横方向の二つの加速度値のうちの小
さい方が所定の最大加速度限界を超えたとき、各ホイー
ルの変位の決定を回避し、さらに、いずれかのホイール
の変位の積算値が所定のしきい値を超えない間は、メト
リック値の決定を回避するようにプログラムされてい
る、タイヤの空気圧低下警報装置を提案するものであ
る。

【００１２】操作の原理は、パンクしまたは空気圧が低
下したタイヤを有するホイールは、空気が一応充満した
タイヤの場合より、有効ころがり半径が顕著に小さいと
いう事実に基づいている。本発明において、ホイール変
位センサーが、それぞれのホイールの角変位を測定す
る。この測定値は、各ホイールの有効ころがり半径（つ
まり、ホイールの中心が移動した真の前進距離を、この
距離を移動する間の角変位で割った率）との関係を有す
る。

【００１３】本発明で新規性の存するところは、測定さ
れたホイール変位を組み合わせてできたメトリックであ
る。そのメトリックが、ホイールの有効ころがり半径は
時間がたつにつれどのように変動するかを示すように、
ひいてはタイヤ空気圧の状態を反映する。特に、このメ
トリックによって車の前後の非対称性が考慮されるた
め、車の前後の重量の差異、前後のホイールトルクの差
異、そして前後のタイヤの差異を調整し、その結果、タ
イヤの空気圧低下状態について誤った指示を避けること
ができる。このメトリックは、ホイールの変位を合わせ
て代数的に表したもので、その結果的数値がタイヤ空気
圧状態を示すようになる。

【００１４】このメトリックができるのは、自動車が、
最低速度より高く最高速度より低い速度で、また、最大
絶対値より小さい長手方向加速度および横方向加速度で
運転されているときである。このようにすれば、このタ
イヤ警報システムにおいて、タイヤが道路でスリップす
る、あるいは、上述したような高速および低速のときに
生じる特殊な状態にタイヤがさらされるような場合に行
われる測定について、考慮しなくてすむ。いくつかの従
来技術でも、ホイールの回転に基づいてタイヤがパンク
し、あるいは空気圧が低下したことの警報用のアルゴリ
ズムが提案された。しかし、これらとは違って、本発明
のメトリックは速度と加速度における条件が適っている
限り、車のかじ取り中に可能である。

【００１５】本発明の方法論では、車の真の前進を推定
するために、車を前後に分割して考える（つまり、前部
分の前進と後ろ部分の前進を別々に推定する）。この方
法によって、以下のように、三種類の属性の影響を克服
することができる。これらを克服しないとタイヤ空気圧
の低下がおきていることを正確に決定することができな
い。 １．車の重量分布は、普通、車の前後よりも側面から側
面の方向でみたときのほうが、より均一である。車を前
後に分割して考えるというのは、有効ころがり半径に与
える前後の重量の差異の影響を減らそうという意図であ
る。これにより、メトリック計算の信頼性がより高ま
る。 ２．前ホイール駆動車および後ろホイール駆動車におい
て、長手方向のタイヤの力（加速と制動）によって、真
の前進推定は車の前部と後部で異なった影響を受ける。
車を前後に分割して考えることによって、計算されたメ
トリックが、長手方向の力の影響を免れるようになる。 ３．（新しいとか、製造業者が違うとか、サイズが違う
とかいったように）異なる特性のタイヤを用いる場合、
前輪どうし、または後輪どうしで異なるタイヤを使うよ
り、前輪どうし、または後輪どうしで同一特性のもを揃
えて使う傾向が強い。したがって、車を前後に分割して
考えるということは、タイヤどうしを同じ特性を有する
ものにグループ化するという意図もある。

【００１６】上述の方法により、真の前進推定を車の前
部と後部で行うことにより、「ザ．メトリック」とよば
れるタイヤの空気圧が低下していることを表す信号を発
生する。このメトリックを、空気圧とは無関係な車のタ
イヤごとの差異を表す所定の「ベースライン」メトリッ
クと比較する。その時点のメトリック値とベースライン
メトリック値との差異が、車のタイプやタイヤのタイプ
に応じて細かく調整されているしきい値を超えていた
ら、少なくともひとつのタイヤの空気圧が低下している
ということが分かる。

【００１７】タイヤの空気圧低下の警報を発することに
よって、運転者の注意をそらしてしまうことがある。し
たがって、このアルゴリズムはなにより信頼性が要求さ
れるが、そのために、タイヤの空気圧低下がメトリック
によって繰り返し示されることが必要になる。これを目
的として、「信頼フィルター」が設けられる。このフィ
ルターの出力は、単一の数字であり、タイヤの空気圧低
下メトリック推定を繰り返し行って集めたものの一貫性
（コンシステンシー）を表す。この信頼フィルターの数
字は、メトリックがタイヤの空気圧低下を示すときは大
きく、タイヤの空気圧低下問題がないときは小さい。こ
の数字が所定のしきい値を超えたとき、信号が生成さ
れ、運転者は警報を受ける。信頼フィルターの増分され
るときの量と減分されるときの量は違う。車の種類およ
びタイヤの種類に応じて、増分値と減分値をうまく調整
することによって、タイヤの空気圧低下警報の反応時間
と警報の確実性との兼合いがうまくとれるようになる。
また増分値と減分値の大きさは、速度、加速度、道路の
凹凸、かじ取りなどの車の運転条件に応じて決めること
ができ、これらの運転条件はホイール回転によって知る
ことができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明の典型的なハードウエアの
配置を図１に示す。図１において、参照符号１２，１
４，１６および１８はそれぞれ、前部右側、前部左側、
後部右側、後部左側のホイールである。これらのホイー
ルの回転は、それぞれに相当する角変位センサー２２，
２４，２６，２８によって感知される。各センサーは、
ホイールの回転速度とセンサーの歯数（典型的には５０
個）に直接的な関係を有する、可変の繰返し周波数信号
を出力する。そして回転信号をタイヤ空気圧低下警報プ
ロセッサー１００に入力する。プロセッサー１００は、
ホイール回転信号を推定するアルゴリズムを繰り返して
実行し、タイヤの空気圧低下が検知されたときに、警報
指示器３０を作動させる信号を発して運転者に警報す
る。警報リセットスイッチ４０もまた示されているが、
これはタイヤの空気圧低下トラブルに対する処置が終了
した後で、警報指示器３０の作動を止めるためのもので
ある。

【００１９】図２は、図１のタイヤ空気圧低下警報プロ
セッサー１００の内部で実行されるアルゴリズムの機能
を高度に記述し、このアルゴリズムのフローチャートを
示したものである。

【００２０】ホイール速度のパルスは、ステップ１０１
から、「ホイールパルス処理」プロセス１０２に入力さ
れる。これらのパルスのゼロ交差点が比較的短いサンプ
リング周期のあいだ監視され、それに基づき各ホイール
のサンプリング速度値を算出する。これらの速度値は、
ホイール速度個々に推定値を提供するため、比較的長い
所定のサンプリング周期に、フィルター処理されること
になる。つまり、推定されたホイール速度は、フィルタ
ー処理されて、長手方向のホイール加速度および車前部
のホイールペアーと車後部のホイールペアーの横方向の
加速度にも個々に、推定値が提供される。

【００２１】「データ品質検査」プロセス１０４におい
て、速度値および加速度値を、所定のレベルと比較し、
さらなる処理を受けられるかどうかを決定する。プロセ
ス１０４は、車両の運転状態がそのときの速度値と加速
度値を受諾するためのシステムに適合しているかどうか
を決定する。もし受諾可能であれば、「有効データ」信
号が出て、「ホイール変位積算」プロセス１０６がイネ
ーブルとなる。このプロセス１０６はイネーブルとされ
ると、各ホイールについてホイール速度値を受入れ、変
位値を決定し、さらに、所定の距離をいずれかのホイー
ルが移動したことが決定されるまで、ホイール変位値を
積算していく。必要な距離分の有効ホイール速度データ
を集めた後、ホイール変位値はすべて、「タイヤ空気圧
低下感知メトリック」プロセス１０８にホイール別に通
される。そしてプロセス１０６で使用された積算装置
（図示せず）がゼロにされる。

【００２２】タイヤ空気圧低下感知メトリックプロセス
１０８では、独自のアルゴリズムを用いている。それ
は、車後部のホイール間の積算変位値の差異をその平均
変位で割ったものを、車前部のホイール間の積算変位値
をその平均変位で割ったものから、減ずるものである。
個々のホイール変位をこのように処理して、あるタイヤ
に対してタイヤの低圧状態が存在するかどうかを決定す
る。計算されたメトリックを所定のベースラインメトリ
ックと比較して、校正された絶対メトリック値を決定す
る。続いてこの校正された絶対メトリック値を「タイヤ
空気圧低下警報信頼フィルター」プロセス１１０にて処
理する。

【００２３】プロセス１１０では、校正された絶対メト
リック値を所定のしきい値と比較する。このしきい値
は、ベースライン値の上下に同じ量だけ幅をもった受入
れ可能な値域として決定されたものである。これは、メ
トリックは設定ベースラインメトリックに対して、メト
リック値が実際にタイヤの空気圧低下状態を指示するも
のであることが確実に認めることができるだけの十分な
違いがなければならないという説に基づいている。校正
されたメトリック値が、所定のしきい値を超えたなら
ば、タイヤの空気圧低下状態が決定される。そしてこれ
が、タイヤの空気圧低下状態が確実に検知され警報がプ
ロセス１１２にて与えられるべきであると確信をもたら
すに十分な発生数になるまで積算される。

【００２４】プロセス１１２では、警報指示器がタイヤ
を調べるように注意を運転者に喚起する。タイヤを調べ
たあと、警報の原因となったようなタイヤの状態（たと
えば空気圧低下）が補正されなければならない。補正が
行われたら、運転者または修理工は、ベースラインのデ
ータ更新が行われるようにシステムをリセットする。こ
のデータ更新は、運転者がタイヤ空気圧を受入れ可能で
あると認めたときに、そのメトリック値を反映するフィ
ルター処理に応じて行われる。

【００２５】図２では、メトリック感知プロセスは、一
本のタイヤの空気圧低下を感知するように描かれている
が、二本の対角線上のタイヤの空気圧低下であっても、
三本の組み合わせでも、あるいは二本のタイヤをいくつ
か組み合わせたものでも、タイヤが厳密に同じ率で圧力
を失うようなことがないかぎり、感知できるということ
を認識すべきである。これらの実例では、メトリックの
絶対値が高くなればなるほど、タイヤの空気圧低下状態
が存在しうる傾向が高くなる。

【００２６】図３および図４に示すフローチャートは、
図１のタイヤの空気圧低下警報プロセス１００内で実行
されるプロセスの詳細を表したものである。このプロセ
スの概要は、上記の図２の説明内に示されている。（図
示されてはいないが、次のことを承知しておくべきであ
る。すなわち、従来のカウンター／タイマー用処理装置
を用いて、図１に示された角回転センサー２２，２４，
２６および２８からの、比較的短い周期に集められた個
々のホイール回転信号を処理する。回転は、ホイールの
１回転ごとに典型的な個数としては１００個のパルス信
号を発する「トーンリング」を用いて周知のＡＢＳセン
サーによって感知される。この場合、７ミリ秒という比
較的短い周期が選択される。この処理装置は、各ホイー
ルについての積算されたゼロ交差信号、および経過時間
信号を生成する。この情報は結局、ほぼ７ミリ秒ごとに
図３のプロセスによって集められる。）

【００２７】開始ステップ２００に続いて、ループステ
ップ２１０で７ミリ秒という比較的短い周期が設定さ
れ、ここで、零交差信号のサンプリングおよび積算を行
い、そしてステップ２２０でフィルター処理前のホイー
ル速度値を生成する。このステップ２２０は、周知の方
法で実行される。

【００２８】そして、フィルター処理前の四つのホイー
ル速度値を、デジタル式の低域フィルター処理技術とス
ケーリング技術を用いて、次の関係に従って、７ミリ秒
ごとにステップ２３０で処理する。その関係とは、 Ｖｋ＝α（Ｖｋ−１）＋（１−α）（μｋ） のことである。ここで、Ｖｋは、最新のｋ個のサンプル
に対して（この実例では、いずれかの４９ミリ秒のサン
プリング期間中で７個のサンプル）フィルター処理され
た速度値になり、αは１以下の値を有する定数であり、
Ｖｋ−１は最新のサンプリングのすぐ前のサンプリング
に対する、フィルター処理された速度値である。そし
て、μｋは、最新の７ミリ秒のサンプリングに対して感
知された角回転速度である。

【００２９】フィルター処理技術によって、それぞれの
ホイールの滑らかになった値が生成され、その値は、各
ホイールのフィルター処理されたホイール速度値Ｖｗと
して表される。（つまり、Ｖwfl は、前部左側ホイール
について計算されたフィルター処理されたホイール速度
値、Ｖwfr は、前部右側ホイールについて計算されたフ
ィルター処理されたホイール速度値、Ｖwrl は、後部左
側ホイールについて計算されたフィルター処理されたホ
イール速度値、そしてＶwrr は、後部右側ホイールにつ
いて計算されたフィルター処理されたホイール速度値で
ある）。

【００３０】ステップ２４０で、高域フィルター処理技
術が７ミリ秒ごとに用いられ、次の関係に従って四つの
長手方向加速度信号Ａlng を生成する。その関係とは、 Ａlng ｋ＝δ（Ａlng ｋ−１）＋β[ Ｖｋ−Ｖｋ−１] であり、ここで、δは１以下の定数、βは定数、Ｖｋは
最新の、計算されたフィルター処理速度値、Ｖｋ−１
は、最新のサンプリングのすぐ前のサンプリングに対す
る、フィルター処理された速度値であり、Ａlng ｋ−１
は、最新のサンプリングのすぐ前のサンプリングに対す
る長手方向加速度値である。

【００３１】ステップ２２０、２３０および２４０で行
われるステップが、ステップ２５０において４９ミリ秒
が終了したと判断されるまで繰り返される。所定のサン
プリング期間が終了したとき、各ホイールについてのフ
ィルター処理された速度と長手方向の加速度値が、ステ
ップ２６０で、四個のホイールのそれぞれについてのＶ
ｗ値とＡlng 値としてサンプリングされる。

【００３２】ステップ２７０において、前部のホイール
ペアーについての前部横方向加速度値Ａlatfが生成され
る。ステップ２８０において、後部のホイールペアーに
ついての後部横方向加速度値Ａlatrが生成される。各ホ
イールペアーに対して、フィルター処理技術を用いるこ
とによって、これらステップ２７０および２８０が次の
関係に従って実行される。その関係とは、 Ａlatf＝Ｋ（Ｖwfl −Ｖwfr ）（Ｖwfl+Ｖwfr ）、およ
び Ａlatr＝Ｋ（Ｖwrl −Ｖwrr ）（Ｖwrl+Ｖwrr ） である。ここで、Ｋは定数、Ｖwfl 、Ｖwfr 、Ｖwrl お
よびＶwrr は上述したとおりである。

【００３３】横方向の加速度値が生成されたあと、すべ
ての速度値および加速度値を、データ品質のために、ス
テップ２９０から３３０（図４）で処理される。

【００３４】ステップ２９０において、サンプリングさ
れたそれぞれの速度値Ｖwfl 、Ｖwfr 、Ｖwrl およびＶ
wrr を、所定の最低受諾可能速度値Ｖmin と比較して、
サンプリングされた速度が受諾可能なレベルかどうかを
決定する。この実施の形態において、Ｖmin はおよそ毎
時５マイル（８ｋｍ）として選択される。速度値がひと
つでも最低受諾可能速度値より低ければ、このデータは
拒絶され、このデータでの以降の処理は行われない。し
かし、サンプリングされた４個の速度値がすべて最低受
諾可能速度値より高ければ、ステップ３１０において、
それらの速度値は引き続いて所定の最大受諾可能速度値
Ｖmax と比較される。この実施の形態では、Ｖmax はお
よそ毎時１００マイル（１６０ｋｍ）が選択される。速
度値がひとつでも最大受諾可能速度値より高ければ、こ
のデータは上記の要因によって信頼性なしとして拒絶さ
れ、このデータでの以降の処理は行われない。

【００３５】ステップ３２０において、長手方向の四個
の加速度値Ａlng のすべてを、所定の最大受諾可能長手
方向加速度値Ａlngmaxと比較する。長手方向加速度値Ａ
lngのひとつでも最大受諾可能長手方向加速度値Ａlngma
xより大きければ、このデータでの以降の処理は行われ
ない。これによって、以降の処理が可能となるのは、ど
のホイールにおいても過剰な長手方向加速度が検知され
なかった場合のみとなる。過剰な長手方向加速度は、上
述したように、制動やスリップあるいはホイールトルク
を急激にかけることなどが原因である。

【００３６】長手方向の加速度が受諾可能なとき、ステ
ップ２７０およびステップ２８０で生成された横方向の
加速値のなかで最小の値Ａlat を、所定の最大受諾可能
横方向加速度値Ａlatmaxと比較する。タイヤの空気圧が
低下すると、Ａlat としての二つの値のなかでいずれか
一方が他方より大きくなるので、比較のとき、Ａlatは
小さいほうの値を選択する。したがって、タイヤ空気圧
低下を検知するデータ処理をさらに確実とするために
は、Ａlat としての二つの値のいずれについても妥当性
を検証するのが賢明である。

【００３７】データの妥当性が検証されたら、それぞれ
のホイールに対する推定された変位θの積算と、所定の
変位値θp と比較する。ひとつでもそのホイールの積算
された変位がθp を超えたとき、ステップ３６０でメト
リックが計算される。しかし、すべてのホイールに対す
る積算された変位値がθp より低い場合、それぞれのホ
イールのθはステップ３５０で更新され、より多くのデ
ータが集められる。ステップ３５０で、変位値が次の関
係に従って更新される。すなわち、各ホイールに対し
て、θはＶw の時間積分値である。

【００３８】ステップ３６０では、メトリック「Ｕ」が
次の関係に従って計算される。すなわち、 Ｕ＝（（θfl−θfr）／Ａｖ（θflθfr））−（（θrl
−θrr）／Ａｖ（θrlθrr）） である。ここで、θflは前部左側ホイールの積算変位
値、θfrは前部右側ホイールの積算変位値、Ａｖ（θfl
θfr）は、θflとθfrの平均値、θrlは後部左側ホイー
ルの積算変位値、θrrは後部右側ホイールの積算変位
値、そしてＡｖ（θrlθrr）はθrlとθrrの平均値であ
る。

【００３９】メトリックＵにおいて、ホイールペアーの
変位値間の差異は、それらホイールの有効ころがり半径
間の差異を直接反映したものであり、ひとつのタイヤが
空気圧ロスによって変化したことに起因するものである
で。ここでは、前部と後部のホイールペアーで変位差を
比較することによって、空気圧低下タイヤによる影響を
強調できるようなメトリックが採られている。有効ころ
がり半径における差異に変化がないと、計算されたメト
リックは低いままで有意なものとはならない。

【００４０】メトリックＵが計算された後は、ステップ
３７０において、変位積算器をゼロにリセットする。

【００４１】ステップ３８０のプロセスはリセット信号
が受信されたかどうかを見るものである。上述したよう
に、このような信号が発信されると、先に検知された空
気圧低下タイヤの状態を補正する作業が後に続く。さら
に、リセット信号は、すべてのタイヤをローテーション
するとか、いずれかのタイヤを置き換えるとか、もしく
は空気詰めを調整するとかいったような、通常のメンテ
ナンスルーチンの一部として発信される。このようなリ
セット信号がステップ３８０で検知されると、タイヤ警
報リセットルーチン３９０が実行され、今後のメトリッ
ク測定からのベースラインになるために、メトリックＵ
o を更新する。

【００４２】タイヤ警報リセットルーチン３９０は、タ
イヤ圧力状態が運転者やタイヤメカニックにとって受入
れ可能と思われるようになったとき、ベースラインメト
リックＵo を更新するものである。リセットは、図１の
警報リセットスイッチ４０を作動させることによって要
求される。ベースラインメトリックＵo の更新はすぐ行
われなくとも、プロセス１００でタイヤ空気圧低下警報
指示器３０はすぐに制止されるようになっている。

【００４３】ベースライン値Ｕo は、タイヤ警報メトリ
ックＵの平均値を基に決められる。その平均化方法とし
ては次のいずれでもよい、メトリックＵの更新データの
なかから設定された個数分だけ選択してそれについての
バッチ平均、選択された設定期間中に採られるメトリッ
クＵの更新データの低域フィルター処理、もしくは、自
己適合した期間中に採られるメトリックＵの更新データ
の低域フィルター処理などの方法がある。このとき、Ｕ
o の最大受入れ可能値における実行判定規準が満たされ
るまで、その期間の長さは自動的に調整される。選択さ
れた平均化法で用いるパラメータは、特定の自動車とタ
イヤの組み合わせに合わせて細かく調整される。

【００４４】ステップ４００において、計算されたメト
リックＵを所定のベースラインメトリックＵo と比較し
て、その差異の絶対値を出す。この値は、校正されたベ
ースラインメトリック｜Ｕcal ｜として参照される。続
いてこの校正された値は、図４に示されたように、タイ
ヤ空気圧低下警報信頼ルーチン４１０にて処理される。
ルーチン４１０内のこの信頼レベルが十分高いと決定さ
れた場合、タイヤ空気圧低下警報はステップ４２０で作
動される。

【００４５】このルーチンの内容は図４に示されてお
り、校正されたベースラインメトリック｜Ｕcal ｜ が
タイヤ空気圧低下状態の検知を確実に指示できるかどう
かを決定し、さらに、そのような検知が十分に何度も発
生しタイヤの空気圧低下が実際に存在することが確実に
なったときを決定するためのものである。

【００４６】ルーチン４１０で、十分高い｜Ｕcal ｜の
値の積算を行って、それを信頼ファクターＦo で表す。
ステップ４１１において、Ｆo を読み取る。ステップ４
１２では、校正されたメトリック｜Ｕcal ｜を所定の校
正されたメトリックしきい値Ｕthreshと比較する。ステ
ップ４１２での比較により、｜Ｕcal ｜がＵthreshを超
えると決定されたとき、ステップ４１５で、更新された
信頼ファクターＦn を計算する。この計算は、ステップ
４１１で読み取った信頼ファクターＦo に、所定の増分
ファクターＭを加えることによって行われる。この場合
Ｍは、一定の整数でもよいし、本発明を実施する者が選
択した条件に基づいて変化する整数でもよい。ステップ
４１５のあと、信頼ファクターＦo は、ステップ４１７
で、更新された信頼ファクターＦn と同一に設定され
る。

【００４７】ステップ４１６では、更新された信頼ファ
クターＦn は、校正されたメトリック｜Ｕcal ｜がステ
ップ４１６において校正されたメトリックしきい値Ｕth
reshより低いと決定されたとき、信頼ファクターＦo か
ら所定の減分ファクターＤを引いて決定される。この場
合Ｄは、一定の整数でもよいし、本発明を実施する者が
選択した条件に基づいて変化する整数でもよい。この実
施例で、増分ステップをオフセットして減分ステップを
使うと、信頼ファクターを所定のしきい値に至るまで構
築するには時間がかかるものの、タイヤの空気圧低下を
決定する信頼度は高く、誤った警報を出すことが少なく
なる。

【００４８】ステップ４１６における信頼ファクターＦ
n のカウントダウンの別例として、このステップをやめ
てステップ４１５だけにしてもよい。ファクターＭを注
意深く決定すれば、適切な信頼レベルに到達できる。

【００４９】ステップ４１８においては、ステップ４１
７からの信頼ファクターＦo を、所定の信頼しきい値と
比較して、このシステムが、タイヤの空気圧低下状態が
存在することおよびタイヤ修理を行ってその状態を補整
するべきであるということを、自動車運転者に警報を与
えるための十分な信頼度を有するかどうかを決定する。

【００５０】以上述べた本発明は例示的なものであるこ
とは理解されよう。それゆえ、用いられている具体的な
用語は、それと同種のものを広く含むものであって、そ
の用語の厳密な意味に限定されるものではない。さら
に、本発明の多くの変更や変形が、上記の示唆によっ
て、可能となることも理解されよう。したがって、請求
の範囲内で、本発明はここで特に述べられた以外の態様
でも実施できることは当然である。

【００５１】

【発明の効果】本発明によれば、自動車のホイールセン
サーを監視して、ひとつでもタイヤの空気圧低下の状態
があるかどうかを、ホイールの有効ころがり半径の変位
から直接・確実かつ安全に検知し、正確な警報を発する
空気圧低下警報装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のタイヤ空気圧低下警報システムに用い
られる、ハードウエアを示した全体構成図。

【図２】タイヤ空気圧低下警報プロセッサーにおける主
要なデータのフローを示すフローチャート。

【図３】タイヤ空気圧低下警報プロセッサーに適用され
るアルゴリズムの好適な実施の形態についての詳細の一
部を示すフローチャート。

【図４】図３に示す実施の形態の他の一部を示すフロー
チャート。

【図５】図４に示したタイヤ空気圧低下信頼決定ステッ
プの詳細を示すフローチャート。

【符号の説明】

１２ 前部右側ホイール １４ 前部左側ホイール １６ 後部右側ホイール １８ 後部左側ホイール ２２，２４，２６，２８ 角変位センサー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ダグラス、スコット、ロード アメリカ合衆国ミシガン州、ファーミント ン、ヒルズ、ハーストン、ロード、32743

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】自動車のタイヤの空気圧が低下したことを
   警報するタイヤの空気圧低下警報装置において、 自動車の前部両側の空気タイヤを含むホイールおよび後
   部両側の空気タイヤを含むホイールのそれぞれに設けら
   れ、各ホイールの回転に対応する出力信号を提供する角
   変位センサーと、 前記センサーの信号を所定の周期にわたってサンプリン
   グし、空気圧の低いタイヤの発生を決定するプロセッサ
   ー手段と、 空気圧の低いタイヤの発生数が所定の発生数よりも多い
   ことを前記プロセッサー手段が指示しているとき作動さ
   れる警報手段とを含み、前記プロセッサー手段が、 各ホイールに対する速度値、各ホイールに対する長手方
   向の加速度値、車両の前部のホイールペアーの横方向の
   加速度値、車両の後部のホイールペアーの横方向の加速
   度値、各ホイールの変位値、および、いくつかのサンプ
   リング周期にわたる各ホイールの変位の積算値と所定の
   関係を有して、それに基づいたメトリック値を決定し、 いずれかの速度値が所定の高速度限界または低速度限界
   の外側にあるとき、各ホイールの変位の決定を回避し、 いずれかの長手方向加速度値が所定の最大加速度限界を
   超えたとき、各ホイールの変位の決定を回避し、 前記横方向の二つの加速度値のうちの小さい方が所定の
   最大加速度限界を超えたとき、各ホイールの変位の決定
   を回避し、さらに、 いずれかのホイールの変位の積算値が所定のしきい値を
   超えない間は、メトリック値の決定を回避するようにプ
   ログラムされている、タイヤの空気圧低下警報装置。
2. 【請求項２】前記プロセッサー手段が、さらに、それぞ
   れの決定されたメトリック値を所定のベースラインメト
   リック値と比較し、その比較の結果、前記メトリック値
   が前記所定のベースラインメトリック値と少なくとも所
   定量だけ異なるときの発生回数を積算し、積算された発
   生回数が第二の所定値を超えたとき、前記警報手段に前
   記作動信号を提供するようにプログラムされている請求
   項１記載のタイヤの空気圧低下警報装置。